河南省开封市通许县多校2024-2025学年高三下学期4月月考物理试题（解析版）

高级中学名校试题PAGEPAGE12025届开封市通许县清华学校高三月考物理试卷（本试卷共100分考试时间75分钟）一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.氢原子的能级图如图所示,大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁,用跃迁中发出的各种光照射某一金属,测得从该金属中逸出电子的最大初动能为10.54eV。则在跃迁过程中,能使该金属发生光电效应的光子的频率有A.2种 B.3种C.4种 D.5种2.如图所示,理想变压器的原线圈接入电压为7200V的交变电压,输电线的等效电阻r=5Ω,电器RL的规格为“220V880W”,已知该电器正常工作,由此可知A.原、副线圈的匝数比为30∶1B.原线圈中的电流为1190C.副线圈中的电流为2AD.变压器的输入功率为800W3.某物体沿水平地面做匀加速直线运动,运动过程中依次通过A、B、C三点。已知AB=6m,BC=9m,物体从A点运动到B点和从B点运动到C点两个过程速度的变化量都是2m/s,则物体经过C点时的瞬时速度为A.1m/s B.3m/s C.5m/s D.7m/s4.如图为两个点电荷q1、q2形成的电场，虚线表示电场线。一带电粒子仅在电场力的作用下，以一定的初速度从A点运动至B点，运动轨迹如图中实线所示。下列说法正确的是（）A.该粒子带正电 B.q1的电量大于q2的电量C.A点的场强大于B点的场强 D.该粒子从A到B电势能先增大后减小5.如图所示为某种光学棱镜的截面图，，棱镜的折射率为。细光束从E点垂直AD从真空射入棱镜，则细光束第一次从棱镜中射出时的折射角为（）A60° B.45° C.37° D.30°6.如图是神舟十九号载人飞船与天和核心舱成功对接示意图。天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ上；神舟十九号飞船处于半径为的圆轨道I上，运行周期为，经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道II运动到B点与核心舱对接，则神舟十九号飞船（）A.沿轨道Ⅱ运动过程中，B.沿轨道Ⅱ从A点运动到B点过程中，机械能增大C.轨道Ⅰ上的速度小于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度D.从A点沿椭圆轨道Ⅱ运动到B点用时7雨滴由静止开始下落，遇到水平吹来的风，下述说法正确的是（）①风速越大，雨滴下落时间越长②风速越大，雨滴着地时速度越大③雨滴下落时间与风速无关④雨滴着地速度与风速无关A.①② B.②③ C.③④ D.①④二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。8.一定质量的理想气体经历A→B→C→D→A的变化过程,其p-V图像如图所示,其中B→C过程气体放出的热量是375J,D→A过程气体温度不变。已知该理想气体的内能与热力学温度的关系是U=kT(k为比例系数,T为热力学温度),气体在状态A时的温度TA=300K,下列说法正确的是A.状态C时气体的温度为500KB.A→B过程气体吸收的热量为1050JC.C→D过程气体放出的热量为25JD.D→A过程气体放出热量9.一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图所示,P是平衡位置在x=4m处的质点,Q是平衡位置在x=7m处的质点。若t=2s时质点Q第一次到达波谷,则质点P第二次到达波峰的时间可能为A.207s B.4s C.20s D.10.如图所示,光滑平行导轨MN和PQ固定在竖直平面内,导轨间距为0.5m,两端分别接有阻值均为4Ω的定值电阻R1和R2,两导轨间有足够高的长方形区域abcd,该区域内有磁感应强度大小为2T、方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一质量为50g、电阻为2Ω、长度也为0.5m的金属棒与导轨相互垂直且接触良好。若金属棒从距磁场上边界h0=1.8m处由静止释放,在金属棒做匀速直线运动之前的时间内,金属棒上产生了1.0J的热量,重力加速度g=10m/s2。导轨电阻不计,空气阻力不计,则下列说法正确的是A.金属棒匀速运动时的速度大小是3m/sB.金属棒进入磁场后,速度为4m/s时,其加速度大小为5m/s2C.金属棒做匀速直线运动之前这段时间内,通过电阻R1的电荷量为0.3CD.金属棒在磁场中运动2.4m后开始匀速下落三、非选择题:本题共5小题,共56分。11.(6分)某物理兴趣小组的同学在家中找到一根轻弹簧,并准备了装有水的矿泉水瓶、刻度尺、三角板、弹簧测力计和细绳等器材,设计如下实验验证力的平行四边形定则。其操作如下:A.在竖直木板上用图钉固定一张白纸,把轻弹簧一端固定在O点,弹簧自然水平放置时,另一端在O'点;B.如图甲所示,三根轻绳的结点为A,L1连接轻弹簧,L2连接弹簧测力计,L3连接盛有水的矿泉水瓶。调整弹簧测力计的拉力大小和方向,使L1水平;C.去掉L3及矿泉水瓶,重新水平拉弹簧测力计;D.整理实验器材;E.根据实验记录的数据及痕迹,作图验证平行四边形定则。根据以上操作,回答以下问题:(1)本实验采用的物理方法是法。

(2)步骤B中除记录弹簧测力计的示数F1和方向外,还需记录。

(3)为达到实验目的,还需测量矿泉水瓶及水的重力。完成步骤C后,用弹簧测力计测量矿泉水瓶及里面水的重力,如图乙所示,则矿泉水瓶及里面水的重力F2为N,根据记录的数据和痕迹完成平行四边形定则的验证。

(4)(多选)在上述实验中,把矿泉水瓶换成另一个轻弹簧测力计拉绳L3。把轻弹簧水平拉开一段位移后,这时绳L2、L3的夹角为120°,保持结点A的位置不变、绳L1水平、绳L2的方向不变,逐渐减小绳L2、L3的夹角直至夹角为60°的过程中,下列关于两个弹簧测力计示数的说法正确的是。

A.拉绳L2的弹簧测力计的示数先变小后变大B.拉绳L2的弹簧测力计的示数一直变小C.拉绳L3的弹簧测力计的示数一直变小D.拉绳L3的弹簧测力计的示数先变小后变大12．（15分）小明采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律，实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可以测得小球的水平初速度v0和飞行时间t，底板上的标尺可以测得水平位移d。（1）实验中斜槽轨道末端的切线必须是水平的，这样做的目的是。A.保证小球运动的轨迹是一条抛物线B.保证小球飞出时，速度沿水平方向斜槽轨道C.保证小球在空中运动时的加速度为gD.保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小（2）实验中，以下哪些操作可能引起实验误差。A.安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平B.没有从轨道同一位置释放小球C.斜槽不是光滑的D.空气阻力对小球运动有较大影响（3）保持水平槽口距底板的高度h＝0.420m不变，改变小球在斜槽轨道上下滑的起始位置，测出小球做平抛运动的初速度v0、飞行时间t和水平位移d，记录在表中。v0（m/s）0.7411.0341.3181.584t（ms）292.7293.0292.8292.9d（cm）21.730.338.645.4由表中数据可知，在实验误差允许的范围内，当h一定时，以下说法正确的是；A.落地点的水平距离d与初速度v0大小成反比B.落地点的水平距离d与初速度v0大小成正比C.飞行时间t与初速度v0大小无关D.飞行时间t与初速度v0大小成正比（4）小华同学在实验装置的后面竖直放置一块贴有白纸和复写纸的木板，图乙是实验中小球从斜槽上不同位置释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置（选填“较低”或“较高”）；（5）小华同学接着用方格纸做实验，若小球在某次平抛运动中先后经过的三个位置a、b、c如图丙所示，已知小方格的边长L＝1cm，取g＝10m/s2，则小球在b点的速度大小为m/s（结果保留两位有效数字）。13.(5分)一种新短途代步工具——电动平衡车，被称为站着骑的电动车。某同学为了探究该车在平直水泥路面上的运动情况，设计了如下实验：将输液用的塑料瓶装适量水后，连同输液管一起绑在平衡车的扶手上，调节输液管的滴水速度，使其每隔相同时间滴下一滴水。从某滴水刚落地开始计时，以后每一滴水落地依次计数为1、2、3、…，当第50滴水刚好落地时停止计时，测得时间为25.0s。该同学骑上平衡车后，先加速到某一速度，然后关闭动力，让平衡车沿着直线滑行。图示是某次实验中在水泥路面上的部分水滴及测出的间距值（左侧是起点，单位：m），当地重力加速度，根据该同学的测量结果可得出：（1）平衡车加速运动时的加速度大小______，运动到点时的速度大小______。（结果均保留三位有效数字）（2）若该同学把题中的50滴计成了51滴，测出的加速度将如何变化？请简要分析。14.（12分）如图所示，斜坡上两个可视为质点的相同滑块甲、乙，分别从不同高度同时开始下滑。斜坡与水平面在处平滑相接，斜面上，滑块与水平面间的动摩擦因数均为，乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞，忽略空气阻力，斜面倾斜角度为，重力加速度大小为。试求：（1）甲在斜面上的加速度；（2）若在碰撞前瞬间乙的速度为，求碰撞后直至停下地面对甲的冲量大小；（3）若乙的初始高度为，求甲停下时离点的最远距离。15.（18分）如图1所示，和是两条水平固定的平行金属导轨，导轨间距为，左端连接定值电阻，理想电压表传感器并联在两端，导轨电阻不计。一质量为、长为、电阻也为的细直金属杆ab垂直跨接在导轨上，整个导轨处于垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。时刻，ab杆在水平拉力作用下由静止开始向右运动，整个运动过程中，电压表示数随时间变化的关系如图2所示（、已知）。已知杆与导轨间的动摩擦因数恒为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，忽略空气阻力。（1）求整个运动过程中，杆的速度最大值；（2）求整个运动过程中，杆克服摩擦力所做的功；（3）若时刻，拉力，且，，请分析并在图3中画出内拉力随时间变化的图像（标出必要的纵坐标，用表示）。——★参考答案★——1.C【命题意图】本题以能级跃迁结合光电效应逸出功和最大初动能设计问题,旨在考查物理概念和学生的计算能力。【解题分析】氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量最多,ΔE1=E4-E1=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV,用此种光子照射该金属,从该金属中逸出电子的初动能最大,可得逸出功W0=ΔE1-Ek=2.21eV。由氢原子能级图知,在跃迁过程中,共有4种频率的光子可以使该金属发生光电效应,故C项正确。2.A【命题意图】本题考查变压器的变压比与匝数的关系。【解题分析】由电器RL正常工作,可得通过副线圈的电流I2=PU=880220A=4A,故C项错误;输电导线上的电压损失Ur=4×5V=20V,副线圈两端的电压U2=220V+20V=240V,因此原、副线圈的匝数比n1n2=U1U2=301,A项正确;又P1=P2=U2I2=240×4W=960W,故D项错误;原线圈中的电流I13.D【命题意图】本题考查运动学公式推论的基本应用。【解题分析】物体从A运动到B和从B运动到C的时间相等,设为T,设物体的加速度大小为a,则Δv=aT=2m/s,xBC-xAB=aT2,vB=xAB+xBC2T,解得vB=5m/s,所以vC=v4.A5.D6.D7.B8.BD【命题意图】本题以理想气体的状态变化的图像考查气体实验定律及热力学第一定律,旨在考查学生对基本概念的理解和对气体实验定律及热力学第一定律的应用能力。【解题分析】由理想气体状态方程知pAVATA=pBVBTB=pCVCTC,得TB=750K,TC=375K,A项错误;B→C为等容过程,WBC=0,内能变化量ΔUBC=k(TC-TB),内能减少,气体放热,且QBC=-375J,由热力学第一定律知ΔUBC=QBC,故k=1J/K,A→B过程气体等压膨胀,气体对外界做功,WAB=-pA(VB-VA)=-600J,气体内能变化量ΔUAB=k(TB-TA)=450J,内能增加,由热力学第一定律知WAB+QAB=ΔUAB,得QAB=1050J,B项正确;C→D过程气体等压压缩,外界对气体做功,WCD=-pC(VD-VC)=100J,气体内能变化量ΔUCD=k(TD-TC),TD=TA,ΔUCD=-75J,由热力学第一定律知WCD+QCD=ΔUCD,得QCD=-9.BC【命题意图】本题以波的图像考查波的本质及波的多解问题。【解题分析】若波沿x轴正方向传播,质点Q左侧第一个波谷质点的平衡位置到质点Q的平衡位置的距离x=1m,质点P左侧第二个波峰质点的平衡位置到质点P的平衡位置的距离x'=10m,则xt=x't',得t'=20s,C项正确;若波沿x轴负方向传播,质点Q右侧第一个波谷质点的平衡位置到质点Q的平衡位置的距离x=7m,质点P右侧第二个波峰质点的平衡位置到质点P的平衡位置的距离x'=14m,则xt=x10.CD【命题意图】本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的计算,旨在从动力学和能量角度考查电磁感应问题中的物理概念和模型建立。【解题分析】设金属棒进入磁场做匀速运动时速度为v,则感应电动势E=Bdv,感应电流I=ER外+r,其中R外=R1R2R1+R2=2Ω,根据平衡条件得BId=mg,联立解得v=2m/s,A项错误;金属棒进入磁场后,当速度v'=4m/s时,由牛顿第二定律,得mg-B2d2R外+rv'=ma,解得a=-10m/s2,负号表示加速度方向与重力方向相反,B项错误;由焦耳定律Q=I2Rt知Q∝R,则金属棒做匀速运动之前R外产生的热量Q外=R外rQr=1.0J,整个电路产生的总热量Q=Q外+Qr=2.0J,设金属棒做匀速运动前在磁场中运动的位移为h,从释放到刚做匀速运动的过程,由能量守恒定律得mg(h0+h)=12mv2+Q,解得h=2.4m,D项正确;在该过程中通过金属棒的电荷量q=IΔt=ΔΦ11.(1)等效替代(1分)(2)结点A到达的位置(1分)(3)2.00(2分)(4)BD(2分)【命题意图】本题考查力的测量及平行四边形定则的验证。【解题分析】(1)本实验采用的是等效替代法,因此实验成功的关键是两次操作中结点A到达同一位置。(2)步骤B中除记录F1的大小和方向外,还需记录结点A到达的位置。(3)由题图乙知,弹簧测力计的最小刻度是0.1N,因此示数是2.00N。(4)作出力的矢量三角形,如图所示,可知拉绳L2的弹簧测力计的示数一直变小,B项正确;拉绳L3的弹簧测力计的示数先变小后变大,D项正确。12、（1）B；（2）AD；（3）BC；（4）较高；（5）0.79【解析】（1）AB、要研究平抛运动规律，轨道末端的切线必须是水平的，这样才能让小球飞出时的运动为平抛运动，故A错误，B正确；CD、小球在空中运动的加速度和小球飞出时的速度大小与轨道末端是否水平无关，故CD错误；故选：B。（2）A、要研究平抛运动规律，安装斜槽时，斜槽末端切线方向不水平，小球抛出后的运动不是平抛运动，能引起实验误差，故A正确；B、没有从轨道上同一位置释放小球，因为有光电门传感器和碰撞传感器可以测得小球的水平初速度和飞行时间，因此不会产生误差，故B错误；C、因为实验是要研究平抛运动规律，即研究小球从离开水平轨道到落到底板上运动的规律，与斜槽是否光滑无关，故C错误；D、空气阻力对小球运动有较大影响，小球在空中的运动就不是平抛运动了，所以能产生实验误差，故D正确；故选：AD。（3）AB、根据表