2025届河南省高三年级下册4月联考物理试卷（含答案与解析）

机密★启用前

河南省2025届高三下学期4月联考试题

物理

本试卷6页总分100分考试时间75分钟。

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上.

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.如需改

动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上.写在本

试卷上无效.

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回.

4.本试卷主要考试内容：高考全部内容.

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

有一个选项是符合题目要求的。

1.幽门螺杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用碳14标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解

为氨和碳14标记的CO2,通过分析呼出的气体中标记的CO2含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺杆

14r14py0

菌。6U的半衰期是5730年，其衰变方程为6cx+-2。下列说法正确的是（）

A.X和1C的中子数相同

B.该衰变说明原子核中有电子

C.fc的质量等于x与_：e的质量之和

D.化合物中的（C和单质;4c衰变的快慢相同

2.一部电梯在竖直方向上运行，其简化模型如图甲所示。某学习小组利用智能手机在此运行的电梯中进行

实验探究。实验过程中，手机水平放置，屏幕朝上，以竖直向上为正方向，手机软件记录下了电梯运行过

程中的速度随时间变化的关系，如图乙所示，关于记录时间内电梯的运动，下列说法正确的是（）

拉力

S(1.00

I/s

MU50二

S00

电梯®

50二

0.

「

iL一

一

_~一T-

-O.2s94SOO

0060.

时

间⑸

乙

甲

A.35s时，电梯处于静止阶段

B.35s时，电梯处于超重状态

C.50s时，电梯向上运动到最高点

D.50s时，电梯回到了最初位置

3.如图所示，卫星.、6沿圆形轨道绕地球运行，a是极地轨道卫星，卫星6轨道平面与地球赤道平面重

合，图示时刻两卫星恰好同时经过地球赤道上同一点的正上方。已知卫星.、6绕地心做匀速圆周运动的

周期之比为1:2,则（）

。卫星轨道

A.卫星a的向心加速度比b小地球

B.卫星a、6轨道的半径之比为1:V4

C.相同质量的物体在卫星a中对支持物的压力比在b中对支持物的压力大

D.若卫星6从图示时刻所处位置绕地心转过的角度为4z时，卫星a、6和地心三者不一定共线

4.如图甲是实验室中的一款可拆卸的理想变压器，图中各接线柱对应的数字表示匝数，副线圈接线柱

“0”“100”和“400”下方分别标有/、B、Co如图乙所示，在原线圈“200”和“1400”接线柱上（此

时接入的匝数为1200）接人〃=41cos100加的交流电。单匝线圈绕过铁芯连接理想交流电压表，电压表的

示数为0.1V。下列说法正确的是（）

oA

B.4、8间电压的频率与8、C间电压的频率不同

C.若将阻值为12c的电阻R接在2c两端，R两端的电压有效值为30V

D,若将阻值为12。的电阻R接在NC两端，流过7?的电流有效值为2.5A,周期为0.02s

5.如图所示，某实验小组在探究一横截面半径为尺的圆柱形透明材料的光学特性时发现，紧靠材料边缘

A点的光源发出的细光束NC到达材料内表面的C点后，同时发生反射和折射现象，反射光束恰与直径

垂直，C点的出射光束恰与A8平行（图中反射光束及出射光束均未画出）。已知各光束均与共面，光

在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是（）

A.该材料对该光的折射率为J5

B.该材料对该光的折射率为1.5

C.若将入射光束绕/点在纸面内沿顺时针旋转60。，该光束不能射出圆柱体

D.若将入射光束绕/点在纸面内沿顺时针旋转90。，该光束不能射出圆柱体，且光从4点开始至第一次返

回到/点的时间为s画

6.如图所示，曲面光滑的半圆柱体C放置在水平桌面上，足够长的轻绳绕过半圆柱体，左端悬挂物块A,

右端拴接小车B。已知半圆柱体始终静止不动，物块和半圆柱体的质量分别为加和7，重力加速度为g。

在小车沿着水平桌面缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（）

A口

A.轻绳上的弹力逐渐变大

B,轻绳对半圆柱体的作用力逐渐变小

C.桌面对半圆柱体的摩擦力水平向右

D.半圆柱体对桌面的压力大小为（%+M）g

7.如图为一圆筒玩具的截面图，。为该圆的圆心，其半径为R,圆筒内放有小钢球。当小朋友在竖直面内

转动圆筒时，小钢球在同一竖直面内被带到一定高度后恰好从图中/点与圆筒分离，此后小钢球仅在重力

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。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.关于下列四幅图的说法正确的是（）

甲乙丙丁

A.图甲是回旋加速器的结构示意图，若仅增大D形盒的半径，则被加速后的粒子从回旋加速器中射出的

动能变大

B.图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，A极板是正极

C.图丙是某一霍尔元件的原理示意图，若磁感应强度增大，则°、6两表面间的电压U增大

D.图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图，不改变各区域的电场及磁场，从P3板间向下射入的

粒子若能在板间做直线运动，则击中底片同一位置的这些粒子一定是同种粒子

9.如图甲所示，通过轻质弹簧连接的质量均为0.1kg的两物体A、B放在水平桌面上，系统处于静止状

态。现用竖直向上的力尸作用在物体A上，以x表示物体A离开静止位置时的位移，广x的图像如图乙所

示。已知弹簧的劲度系数仁20N/m,取g=10m/s2,下列说法正确的是（）

A.A发生10cm位移的过程中，尸对A做的功为0.15J

B.B离开地面时，A的速度大小为2m/s

C.B离开地面后的最大速度为lm/s

D.若尸大小为0.5N且保持不变，则A上升至最高点时B对水平桌面的压力为0

10.真空中有一半径为R球心为。、带电荷量为+0且电荷均匀分布的绝缘球体。如图所示，B、C均为

该球面上的点，4B、。、C四点共线且N8长为心现以为直径从该球中挖去一个小球，其他部分的

电荷分布不变。已知所带电荷均匀分布的球壳对球壳内的带电体的作用力为0,静电力常量为左，规定无

穷远处电势为零，下列说法正确的是（）

A.若使小球球心与/重合,则OA连线上存在电势为零的位置

B.若将小球拿至无穷远处,则C点电场强度大于B点电场强度

C.若将小球拿至无穷远处，则N点的电场强度大小为£<=?空

36R2

D.若将小球拿至无穷远处，则空腔中的电场为匀强电场，其方向平行于08

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.某实验小组完成了以下两组实验。

（1）该实验小组利用如图甲所示的向心力演示器，验证小球做圆周运动所需的向心力尸与角速度。之间

的关系。挡板A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，挡板B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离

的2倍，左右塔轮自上而下有三层，如图乙所示，它们通过不打滑的传动皮带连接，转动手柄使长槽和短

槽分别随塔轮一起转动。球对挡板的作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标

尺上的红白相间的等分格的格子数与两个小球所受向心力的大小成正比。将质量相同的两个小球分别放在

甲图中的A、C两个位置，塔轮皮带套塔轮第二层的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转

动,此时左，右两侧露出的标尺格数之比应为。其他条件不变，若减小手柄的转速，则左。

右两标尺的格数（填“变多”“变少”或“不变”），两标尺格数的比值（填“变大”“变

小”或“不变”）。观测到的实验结果与理论值相符，即可验证尸与。之间的关系。

（2）该实验小组用如图丙所示装置做“探究气体等温变化规律”实验。测得多组空气柱的压强〃和体积r

的数据后，以〃为纵坐标，以B为横坐标在坐标系中描点作图，如图丁所示。发现图线的上端出现了一小

段弯曲，产生这一现象的原因可能是（答一种情况即可）。

12.中学科学兴趣小组用苹果、铜片、锌片、导线、发光二极管连接了如图甲所示电路，发现二极管不

亮，为此他设计并完成了如下实验。

（1）判断发光二极管的极性：如图乙所示，选择多用电表的电阻挡，当黑表笔接M端、红表笔接N端时

二极管不发光，对调红、黑表笔位置连接时二极管发光，说明〃端为发光二极管的（填“正

极”或“负极”）。

（2）测量苹果电池的内阻：将苹果电池、电阻箱。开关、多用电表（电压挡）连接成如图丙所示电路，

记录多组电阻箱阻值R与对应多用电表电压挡读数U,某次多用电表的选择旋钮与表盘读数如图丁所示，

则电压读数为Vo

1111

在Excel软件中作图：以一为横坐标，一为纵坐标，根据步骤（2）中的电阻与电压数据作------图，

RUUR

发现误差允许范围内数据点在同一直线上，拟合得该直线的函数表达式为y=4320x+1.430,由此可得

水果电池的内阻尸kQ（结果保留两位有效数字）。

（3）用该发光二极管制作条形码扫描笔，条形码扫描笔的原理是扫描笔头（图戊）在条形码上匀速移动

时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻值状态；遇到

白色间隔，光线被反射到光敏三极管，光敏三极管呈低阻值状态。利用光敏三极管将条形码信息变成电脉

冲信号，之后经信号处理系统处理，完成对条形码信息的识别，等效电路图如图己所示，其中R为光敏三

极管的等效电阻，尺为定值电阻。当扫描笔头移动到黑色线条上时，信号处理系统获得(填

“高”或“低”)电压。

13.如图是带有报警装置的锅炉模型。一个圆柱形汽缸内，距底部〃=60cm处安装有两个等高的卡口°、

b,横截面积S=30cm2的水平活塞只能在心6上方无摩擦滑动，活塞厚度不计。活塞将一定质量的水和理

想气体封闭在汽缸内，开始时，活塞静置在。、6上，汽缸内气体压强等于外界大气压强

Po=l.Oxl()5pa,气体温度"=300K。现缓慢加热汽缸，当缸内温度工=330K时，活塞恰好离开°、

b；当缸内温度由Ti缓慢上升到4=360K的过程中，活塞缓慢上升了4cm,恰好触碰到报警装置。不考

虑水的蒸发，取g=10m/s2。

(1)求活塞的质量加。

(2)已知汽缸内气体的内能与热力学温度成正比，即。=以，其中Q0.02J/K。判断温度从To上升到。的

过程中，气体吸热还是放热，并求出对应的热量。

14.如图所示，两个光滑的、半径为火的9圆弧槽/2、CD位于光滑的水平地面上，B、C两点位于同一

水平面内，其中N5被锁定。长度为2R的长木板静置于圆弧槽N8的右侧，其上表面与圆弧槽在8点相

切。可视为质点的小滑块从/点正上方P处由静止释放之后从5点滑上长木板，P与/点相距为凡小滑

块滑到长木板右端时恰好与长木板共速，与此同时长木板与圆弧CD发生碰并粘在一起，忽略碰撞时间，

小滑块冲上CD后经时间才达到最高点。已知圆弧槽、长木板、小滑块的质量均为加，重力加速度为g,不

计空气阻力。求：

(1)小滑块与长木板间的动摩擦因数〃;

(2)小滑块释放前8、C两点的距离；

(3)从小滑块开始下落到小滑块在圆弧槽CD上运动至最高点的过程中，圆弧槽CD的位移大小。

15.如图所示，一倾角为由30。的光滑绝缘斜面和光滑绝缘水平面平滑连接，在斜面上存在三个宽度均为

“0.1m的区域，区域边界均平行于斜面底边所，区域I、in有垂直于斜面向下的匀强磁场，区域n有垂直

于斜面向上的匀强磁场，三个区域的磁感应强度大小均为B=2T。水平面上在虚线MN(MN连线平行于

斯且ME间距大于d)右侧存在不随时间变化的恒定的磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小与到

的距离x之间满足以=&+依(&=1T,*=10T/m)o一个边长也为d=0.1m,质量加=0.08kg,电阻

尺=0.1。的单匝正方形金属线框，某时刻从斜面上某一位置处由静止释放。线框的CD边刚要离开区域III下

边界时，线框加速度恰好为0,速度大小为也。当线框月8边刚到ACV时，速度大小为也=2m/s,从此时起

立刻对线框施加水平向右的作用力尸，保证线框做匀速直线运动。已知在运动过程中线框边始终平行

(1)求速度V1的大小。

(2)求线框从静止释放到CD边离开区域in,所需要的时间小

(3)如果以线框48边刚到边界时作为Z=0时刻，分析水平外力尸随时间才变化的规律。

(4)力厂作用5s后撤去外力，求线框减速到停止运动的过程中，线框的位移大小和通过线框的电荷量。

参考答案

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

有一个选项是符合题目要求的。

1.幽门螺杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用碳14标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解

为氨和碳14标记的CO2,通过分析呼出的气体中标记的CO2含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺杆

菌。6口的半衰期是5730年，其衰变方程为6c入+-2。下列说法正确的是()

A.X和1C的中子数相同

B.该衰变说明原子核中有电子

C.fc的质量等于x与_：e的质量之和

D.化合物中的fC和单质;4c衰变的快慢相同

【答案】D

【解析】

【详解】A.X的中子数为7,；4c的中子数为8,两者中子数不相同，故A错误；

B.\e是原子核中的中子转化为质子时放出的电子，故B错误；

CD.因为有质量亏损，；4c的质量不等于X与？1e的质量之和，原子核所处的状态不影响半衰期，则含fC

的化合物与单质fc衰变的快慢相同，故C错误，D正确。

故选D。

2.一部电梯在竖直方向上运行，其简化模型如图甲所示。某学习小组利用智能手机在此运行的电梯中进行

实验探究。实验过程中，手机水平放置，屏幕朝上，以竖直向上为正方向，手机软件记录下了电梯运行过

程中的速度随时间变化的关系，如图乙所示，关于记录时间内电梯的运动，下列说法正确的是（）

拉力Q

I

U

)

赵

姻

电梯

时刚

甲

乙

A.35s时，电梯处于静止阶段

B.35s时，电梯处于超重状态

C.50s时，电梯向上运动到最高点

D.50s时，电梯回到了最初位置

【答案】C

【解析】

【详解】AB.35s时电梯处于匀速阶段，不超重也不失重，故AB错误；

CD.50s时，电梯向上运动速度减为零，即电梯到达最高点，故C正确，D错误。

故选C。

3.如图所示，卫星0、6沿圆形轨道绕地球运行，。是极地轨道卫星，卫星6轨道平面与地球赤道平面重

合，图示时刻两卫星恰好同时经过地球赤道上同一点的正上方。已知卫星0、6绕地心做匀速圆周运动的

周期之比为1:2,则（）

。卫星轨道

6卫星轨道

A.卫星a的向心加速度比b小地球

B.卫星a、b轨道的半径之比为1：V?

C.相同质量的物体在卫星«中对支持物的压力比在b中对支持物的压力大

D.若卫星6从图示时刻所处位置绕地心转过的角度为4兀时，卫星八方和地心三者不一定共线

【答案】B

【解析】

【详解】B.根据万有引力提供向心力可得值Mm粤=机士4TL）~r

r2T2

解得G：〃=1：翔

故B正确；

Mm

A.根据牛顿第二定律可得G：1=机。

M

解得向心加速度a=G丁

r

则卫星。的向心加速度比6大，故A错误；

C.物体在卫星上所受地球的万有引力提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，因此物体对于其接

触的支持物无压力，故c错误；

D.卫星b从此时所处位置绕地心转过的角度为4%时回到原位置，卫星a绕地球转动了四圈也回到原位置,

a、6和地心三者共线，故D错误。

故选B。

4.如图甲是实验室中的一款可拆卸的理想变压器，图中各接线柱对应的数字表示匝数，副线圈接线柱

“0”“100”和“400”下方分别标有/、B、Co如图乙所示，在原线圈“200”和“1400”接线柱上（此

时接入的匝数为1200）接人w=UmCosl00位的交流电。单匝线圈绕过铁芯连接理想交流电压表，电压表的

示数为0.1V。下列说法正确的是（）

B.4、8间电压的频率与8、C间电压的频率不同

C.若将阻值为12。的电阻R接在2c两端，R两端的电压有效值为30V

D,若将阻值为12。的电阻R接在NC两端，流过R的电流有效值为2.5A,周期为0.02s

【答案】C

【解析】

U0.1V

【详解】A.根据理想变压器的变压规律有一=1一,々=1200

41

可得。=120V,Um=42U=120V2V

故A错误；

B.变压器不改变交流电的频率，则/=*=50Hz

/、8间和8、C间电压的频率均为50Hz,故B错误；

UU

CD.根据理想变压器的变压规律有一=*BC

〃1nBC

代入数据解得UBC=30V

同理可知U/c=40V

由欧姆定律得/=D盘="A

R3

周期7=-=0.02s

故C正确，D错误。

故选C。

5.如图所示，某实验小组在探究一横截面半径为R的圆柱形透明材料的光学特性时发现，紧靠材料边缘

/点的光源发出的细光束/C到达材料内表面的C点后，同时发生反射和折射现象，反射光束恰与直径

垂直，C点的出射光束恰与A8平行（图中反射光束及出射光束均未画出）。己知各光束均与共面，光

在真空中的传播速度为以下列说法正确的是（）

A.该材料对该光的折射率为八

B.该材料对该光的折射率为1.5

C.若将入射光束绕/点在纸面内沿顺时针旋转60。，该光束不能射出圆柱体

D.若将入射光束绕/点在纸面内沿顺时针旋转90。，该光束不能射出圆柱体，且光从/点开始至第一次返

回到N点的时间为迪E

C

【答案】D

【解析】

【详解】AB.光路图如图甲所示

由几何关系可知，可知。=/?=。=30°,9=60°

sm。

由n=~一-

sm(3

可知〃=V3

故AB错误;

CD.入射光束顺时针旋转60。后，入射角为30。，sin30°=^,sinC=-=—-30°<C

2n3

即不会在材料内壁发生全反射，能射出圆柱体；如图乙所示

入射光束顺时针旋转90。后，入射角为60。，因sin60°=包，而sinC=^=也

2n3

故C<60°

即该光会在材料内壁发生全反射，故该光束不能射出该圆柱体，由图乙可知，光程为6R,光在介质中的传

播速度v=—

n

由公士

v

解得/=迪区

C

故C错误，D正确。

故选D。

6.如图所示，曲面光滑的半圆柱体C放置在水平桌面上，足够长的轻绳绕过半圆柱体，左端悬挂物块A,

右端拴接小车B。已知半圆柱体始终静止不动，物块和半圆柱体的质量分别为加和重力加速度为g。

在小车沿着水平桌面缓慢向右移动的过程中，下列说法正确的是（）

A口

A,轻绳上的弹力逐渐变大

B.轻绳对半圆柱体的作用力逐渐变小

C.桌面对半圆柱体的摩擦力水平向右

D.半圆柱体对桌面的压力大小为（川+河）g

【答案】B

【解析】

【详解】A.光滑半圆柱体相当于定滑轮，所有物体均处于平衡状态，可知轻绳上的弹力大小始终等于mg,

故A错误；

B.随着小车缓慢右移，两侧轻绳的夹角逐渐变大，轻绳弹力大小不变，合力变小，即轻绳对半圆柱体的作

用力逐渐变小，故B正确；

C.对半圆柱体受力分析可知，其受到桌面的摩擦力水平向左，故C错误；

D.设右侧轻绳与水平面的夹角为0,受力分析可知半圆柱体对桌面的压力等于mg(l+sin6)+四，大于

(m+Af)g,故D错误。

故选B。

7.如图为一圆筒玩具的截面图，。为该圆的圆心，其半径为R,圆筒内放有小钢球。当小朋友在竖直面内

转动圆筒时，小钢球在同一竖直面内被带到一定高度后恰好从图中/点与圆筒分离，此后小钢球仅在重力

【答案】B

【解析】

2

【详解】设连线与水平直径的夹角为仇则在/点时，根据牛顿第二定律可得他gsin8=机菅

一1,

从/点开始小钢球做斜上抛运动，J5!|2Rcos，=vsin，1,-27?sin=vcos0-t--gr

联立可得。=45°

故选B。

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。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.关于下列四幅图的说法正确的是()

甲乙丙

A,图甲是回旋加速器的结构示意图，若仅增大D形盒的半径，则被加速后的粒子从回旋加速器中射出的

动能变大

B.图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的负极，A极板是正极

C.图丙是某一霍尔元件的原理示意图，若磁感应强度增大，则b两表面间的电压。增大

D.图丁为速度选择器和质谱仪的组合装置示意图，不改变各区域的电场及磁场，从尸1尸2板间向下射入的

粒子若能在板间做直线运动，则击中底片同一位置的这些粒子一定是同种粒子

【答案】AC

【解析】

、、一V21

【详解】A.粒子在磁场中做圆周运动，有qvB=m—，E=—mv9

Rk2

可得纥=

'2m

仅增大D形盒的半径，粒子射出的动能变大，故A正确；

B.图乙根据左手定则可知，正电荷向下偏转，所以B极板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负

极，故B错误；

C.图丙最终带电粒子在电场力和洛伦兹力作用下平衡，有qvB=qZ

a

解得U=Bvd

由此可知，8增大时，a、b两表面间的电压U增大，故C正确；

D.图丁在速度选择器中，有qvB、=qE

2

m

在偏转磁场中有qvB2=~

qE

联立解得2=

mB[B?R

可知不改变各区域的电场和磁场，击中底片同一位置的粒子比荷相同，但不一定是同种粒子，故D错误。

故选ACo

9.如图甲所示，通过轻质弹簧连接的质量均为0.1kg的两物体A、B放在水平桌面上，系统处于静止状

态。现用竖直向上的力尸作用在物体A上，以x表示物体A离开静止位置时的位移，广x的图像如图乙所

示。已知弹簧的劲度系数仁20N/m,取g=10m/s2,下列说法正确的是()

m

A.A发生10cm位移的过程中，尸对A做的功为0.15J

B.B离开地面时，A的速度大小为2m/s

C.B离开地面后的最大速度为lm/s

D.若尸大小为0.5N且保持不变，则A上升至最高点时B对水平桌面的压力为0

【答案】AC

【解析】

【详解】A.Fx的图像面积代表下对A做的功，结合图像厂对A做的功为

=jx(0.5+2.5)x0.1J=0.15J,故A正确；

BC.初始时，弹簧的压缩量为/=螫=0.05m=5cm

k

A发生10cm位移时，弹簧的伸长量为再=10cm-%=5cm

1

由于弹簧弹性势能变化量为0,在此过程中弹簧弹力做功为0,则根据动能定理有沙-机g/2=5机商9

解得此时物体A的速度v=lm/s

发生10cm位移后，B开始离开地面，由图乙可知此后力尸变为恒力，且满足尸=2机g=2N

可知A、B和弹簧组成的系统满足动量守恒，B离开地面后，弹簧弹力大于B的重力，B向上做加速运动,

当弹簧弹力再次等于B的重力时，B的速度达到最大，此时弹簧的伸长量与B刚要离开地面时的伸长量相

同，对于A、B和弹簧组成的系统根据动量守恒可得机v=zm\+能VB

+mv

根据能量守恒可得;加/=^l

联立解得B离开地面后的最大速度为VB=v=lm/s,故B错误，C正确；

D.若尸大小为0.5N且保持不变，片0时刻由尸=机卬

得%=5m/s2

物体A在竖直方向做简谐运动，由对称性知A在最高点时加速度的=5m/s2

方向向下，对A有心+加g一尸=机4

此时对B有然+4单=mg

结合牛顿第三定律可得B对水平桌面的压力大小为瞑=&=1N,故D错误。

故选AC。

10.真空中有一半径为R球心为。、带电荷量为+。且电荷均匀分布的绝缘球体。如图所示，B、C均为

该球面上的点，/、B、。、C四点共线且N8长为7?。现以08为直径从该球中挖去一个小球，其他部分的

电荷分布不变。已知所带电荷均匀分布的球壳对球壳内的带电体的作用力为0,静电力常量为左，规定无

穷远处电势为零，下列说法正确的是（）

A.若使小球球心与/重合，则04连线上存在电势为零的位置

B.若将小球拿至无穷远处，则C点电场强度大于2点电场强度

C.若将小球拿至无穷远处，则/点的电场强度大小为=二空

D.若将小球拿至无穷远处，则空腔中的电场为匀强电场，其方向平行于08

【答案】BCD

【解析】

【详解】A.两个正电球体周围电势均大于零，因此该连线上电势都是大于零的，A错误;

B.设没挖小球时大球在2、C两点的电场强度大小分别为晶1、ECI，则及1=a1

小球单独作用时在3、。两点产生的电场强度大小分别为&2、EC2,由题意知EB2>EC2

故Eci—EC2>EBX—EB2

B正确;

C.没挖小球时，绝缘带电体在/点产生的电场强度为片=条

而挖去部分所带电荷量为名，在/点产生的电场强度为月=2

8218之

则忆=耳—与

解得,券

C正确;

D.利用“所带电荷均匀分布的球壳对球壳内的带电体的作用力为0”这一条件，在球腔内任意取一点

D,将球空腔补全后的球体在D点产生的电场强度胃=京3n=4g肛（夕为电荷密度）

1L31

补进去的部分在。点产生的电场强度等效成这部分的电荷集中在中心，则在。点产生的电场强度

743

4

E

2=-方—=~kp^r2

r23

由几何关系可得，球腔内任意一点的电场强度均为&和民的矢量差，则

kQ

2F

可见E为定值，且方向平行于02方向，D正确。

故选BCDo

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.某实验小组完成了以下两组实验。

标尺

（1）该实验小组利用如图甲所示的向心力演示器，验证小球做圆周运动所需的向心力尸与角速度。之间

的关系。挡板A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，挡板B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离

的2倍，左右塔轮自上而下有三层，如图乙所示，它们通过不打滑的传动皮带连接，转动手柄使长槽和短

槽分别随塔轮一起转动。球对挡板的作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标

尺上的红白相间的等分格的格子数与两个小球所受向心力的大小成正比。将质量相同的两个小球分别放在

甲图中的A、C两个位置，塔轮皮带套塔轮第二层的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转

动,此时左，右两侧露出的标尺格数之比应为。其他条件不变，若减小手柄的转速，则左。

右两标尺的格数（填“变多”“变少”或“不变”），两标尺格数的比值（填“变大”“变

小”或“不变”）。观测到的实验结果与理论值相符，即可验证尸与。之间的关系。

（2）该实验小组用如图丙所示装置做“探究气体等温变化规律”实验。测得多组空气柱的压强〃和体积r

的数据后，以p为纵坐标，以B为横坐标在坐标系中描点作图，如图丁所示。发现图线的上端出现了一小

段弯曲，产生这一现象的原因可能是（答一种情况即可）。

【答案】（1）①1：4②.变少③.不变

（2）装置漏气

【解析】

【小问1详解】

⑴⑵若传动皮带套在塔轮第二层，左右塔轮半径之比为2：1；由于是传动皮带连接，线速度相等，根据

v=R①

可知/、C两处的角速度之比为1:2；根据尸=的疗可知此时左、右两侧露出的标尺格数之比为1:4；

其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则左、右两个塔轮的角速度减小，小球做圆周运动的向心力减

小，但左、右两个塔轮的角速度比值不变，所以左、右两标尺的格数变少，两标尺格数的比值不变。

【小问2详解】

图线发生了弯曲，根据理想气体状态方程，整理后有?=应?7

因图像向下弯曲，即斜率变小，故有可能是温度降低了；如果温度不变，则也可能是气体的质量变小了,

发生了漏气现象。

12.中学科学兴趣小组用苹果、铜片、锌片、导线、发光二极管连接了如图甲所示电路,发现二极管不

亮，为此他设计并完成了如下实验。

(1)判断发光二极管的极性：如图乙所示，选择多用电表的电阻挡，当黑表笔接〃端、红表笔接N端时

二极管不发光，对调红、黑表笔位置连接时二极管发光，说明M端为发光二极管的(填“正

极”或“负极”)。

（2）测量苹果电池的内阻：将苹果电池、电阻箱。开关、多用电表（电压挡）连接成如图丙所示电路，

记录多组电阻箱阻值R与对应多用电表电压挡读数U,某次多用电表的选择旋钮与表盘读数如图丁所示，

则电压读数为V。

1111

在Excel软件中作图：以一为横坐标，一为纵坐标，根据步骤（2）中的电阻与电压数据作------图，

RUUR

发现误差允许范围内数据点在同一直线上，拟合得该直线的函数表达式为＞=4320x+1.430,由此可得

水果电池的内阻尸kQ（结果保留两位有效数字）。

（3）用该发光二极管制作条形码扫描笔，条形码扫描笔的原理是扫描笔头（图戊）在条形码上匀速移动

时，遇到黑色线条，发光二极管发出的光线将被吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻值状态；遇到

白色间隔，光线被反射到光敏三极管，光敏三极管呈低阻值状态。利用光敏三极管将条形码信息变成电脉

冲信号，之后经信号处理系统处理，完成对条形码信息的识别，等效电路图如图己所示，其中R为光敏三

极管的等效电阻，凡为定值电阻。当扫描笔头移动到黑色线条上时，信号处理系统获得（填

“高”或“低”）电压。

【答案】（1）负极（2）①.0.60②.3.0

（3）低

【解析】

【小问1详解】

判断发光二极管的极性：如图乙所示，选择多用电表的电阻挡，当黑表笔接M端、红表笔接N端时二极

管不发光，对调红、黑表笔位置连接时二极管发光，根据“红进黑出”，说明M端为发光二极管的负极。

【小问2详解】

图丁电压挡量程为直流2.5V,由指针所在位置可知电压读数为0.60V,根据闭合电路欧姆定律可得

U

E=U+—r

R

可f知l一=-r---1+—1

UERE

误差允许范围内数据点在同一直线上，拟合得该直线的函数表达式为〉=4320x+1.430

,1

则有—=4320AT,—=1.430V1

EE

解得Ea0.70V,r«3.0kQ

【小问3详解】

扫描笔头在条形码上移动，遇到黑色线条时，电路总电阻增大，电流小，所以Ro两端的电压低，信号处理

系统获得低电压。

13.如图是带有报警装置的锅炉模型。一个圆柱形汽缸内，距底部力=60cm处安装有两个等高的卡口.、

b,横截面积S=30cm2的水平活塞只能在0、6上方无摩擦滑动，活塞厚度不计。活塞将一定质量的水和理

想气体封闭在汽缸内，开始时，活塞静置在a、6上，汽缸内气体压强等于外界大气压强

5

p0=1.0xl0Pa,气体温度"=300K。现缓慢加热汽缸，当缸内温度北=330K时，活塞恰好离开心

b；当缸内温度由7i缓慢上升到《=360K的过程中，活塞缓慢上升了4cm,恰好触碰到报警装置。不考

虑水的蒸发，取g=10m/s2。

(1)求活塞的质量"7。

(2)已知汽缸内气体的内能与热力学温度成正比，即心叮，其中Q0.02J/K。判断温度从7。上升到0的

过程中，气体吸热还是放热，并求出对应的热量。

【答案】(1)3kg(2)吸热，吸收了14.4J的热量

【解析】

【小问1详解】

当缸内温度7i=330K时，活塞恰好离开a、b,此过程气体体积不变，根据查理定律有等=与

解得p=l.lxl()5pa

对活塞受力分析有P、S=p0S+mg

解得机=3kg

【小问2详解】

初态温度”=300K,根据u=盯，则有4=牡=0.02x300J=6J

末态，温度T2=360K,贝ij有U2—kT2—0.02x360J=7.2J

内能变化量AU-U2—UQ=7.2J—6J=1.2J

外界对气体做功w=-pxSh'

解得少=_13.2J

根据热力学第一定律AU=少+。

解得0=14.4J

可知吸收了14.4J的热量。

14.如图所示，两个光滑的、半径为火的!圆弧槽/2、CD位于光滑的水平地面上，B、C两点位于同一

水平面内，其中被锁定。长度为2R的长木板静置于圆弧槽A8的右侧，其上表面与圆弧槽在8点相

切。可视为质点的小滑块从/点正上方P处由静止释放之后从2点滑上长木板，P与4点相距为凡小滑

块滑到长木板右端时恰好与长木板共速，与此同时长木板与圆弧CD发生碰并粘在一起，忽略碰撞时间，

小滑块冲上8后经时间才达到最高点。已知圆弧槽、长木板、小滑块的质量均为加，重力加速度为g,不

计空气阻力。求：

(2)小滑块释放前3、C两点的距离；

(3)从小滑块开始下落到小滑块在圆弧槽CD上运动至最高点的过程中，圆弧槽CD的位移大小。

【答案】(1)0.5(2)3R

【解析】

【小问1详解】

对小滑块从P点运一一动到B处，由动能定理有mg-2R=-1mvl,

解得%=2碗

对小滑块与长木板，由动量守恒得加%=2加y共

一1717

由能量守恒得—WVQ=—•2加嚓+pimg-27?

解得〃=0.5

【小问2详解】

对长木板，由动能定理得/Limgx=-mvjt

解得x=R

小滑块释放前8、C两点的间距为衣+2A=3R

【小问3详解】

长木板与CD碰撞后有机v共=（机+m）v

小滑块与CD共速时加n共+（机+m）v=3mv3

由机械能守恒得—mvl+—•2mv2=mgh+—•3机v；

222

D

解得力二不

12

小滑块水平方向相对CD的位移为Ax=^R2-（R-h）2=^~R

相互作用过程中滑块水平方向的速度分量记作Vl