2025届河北省张家口市高三下学期第三次模拟考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1张家口市2025届高三年级第三次模拟考试物理试卷注意事项∶1.答卷前，考生先将自己的姓名、班级、考场/座位号及准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。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.良渚古城遗址是新石器时代晚期文化遗址群，位于浙江省杭州市余杭区瓶窑镇。良渚文化时期稻作农业已相当进步，在遗址中发现了炭化稻谷。在考古中可用碳14测定年代，其衰变方程为，半衰期为5730年。下列说法正确的是（）A.β射线来源于原子核外部的电子B.核反应方程遵循电荷数守恒和质量守恒C.100个经过5730年剩余50个D.的比结合能小于的比结合能【答案】D【解析】A．原子核内的中子转化成质子和电子，电子发射到核外就是β射线，A错误；B．核反应方程遵循电荷数守恒和质量数守恒，B错误；C．半衰期描述的是大量核子衰变的统计规律，不能计算少数核子衰变的时间，C错误；D．生成物比反应物更稳定且比结合能越大原子核越稳定，则的比结合能大于的比结合能，D正确。故选D。2.我国北方地区秋季昼夜温差比较大。一日某室内最高温度为32℃，最低温度为12℃，假设室内气体压强保持不变，该室内有一如图所示的空茶壶，则在温度最高与最低时壶中气体质量之比为（已知摄氏温度t与热力学温度T的关系是T=t+273K）（）A.63∶59 B.59∶63 C.61∶57 D.57∶61【答案】D【解析】根据可得气体的摩尔数可表示为由题意可知壶中气体压强、体积保持不变，则在温度最高与最低时壶中气体质量之比为故选D。3.2025年2月22日，中星10R地球同步轨道卫星成功发射，为全球通信网络提供支持。地球同步通信卫星的发射过程可以简化为卫星先在近地圆形轨道Ⅰ上运动，在A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点B时，再次点火进入同步轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，同步卫星轨道半径为r。下列说法正确的是（）A.卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度小于在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度B.卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的速度大于在轨道Ⅱ上经过A点时的速度C.卫星在轨道Ⅱ上运行时，经过A点的速度大于经过B点的速度D.卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的速度之比为r∶R【答案】C【解析】A．根据牛顿第二定律可得可得可知卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度，故A错误；B．卫星从在轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，需要在A点点火加速，则卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的速度小于在轨道Ⅱ上经过A点时的速度，故B错误；C．卫星在轨道Ⅱ上运行时，由于A点为近地点，B点为远地点，根据开普勒第二定律可知，经过A点的速度大于经过B点的速度，故C正确；D．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得可得则卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅲ上运动的速度之比为故D错误。故选C。4.《阳燧倒影》中记载的“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束复色光射向截面为半圆形玻璃砖的中心，有、两束单色光分别沿半径方向射出。下列说法正确的是（）A.真空中光光子能量小于光光子能量B.真空中光光子动量大于光光子动量C.光在玻璃砖中传播时间大于光在玻璃砖中传播时间D.、光分别作为同一双缝干涉装置光源时，光的干涉条纹间距小于光的干涉条纹间距【答案】A【解析】A．由题图可知，复色光射入玻璃砖后，光的偏折程度小于光的偏折程度，则玻璃砖对光的折射率小于对光的折射率，光的频率小于光的频率，根据可知，真空中光光子能量小于光光子能量，故A正确；B．根据光子动量表达式由于光频率小于光的频率，可知真空中光光子动量小于光光子动量，故B错误；C．根据，由于玻璃砖对光的折射率小于对光的折射率，则光在玻璃砖中的传播速度较大，所以光在玻璃砖中传播时间小于光在玻璃砖中传播时间，故C错误；D．由于光的频率小于光的频率，可知光的波长大于光的波长，、光分别作为同一双缝干涉装置光源时，根据，可知光的干涉条纹间距大于光的干涉条纹间距，故D错误。故选A。5.研究运动员蹦床运动时，用传感器记录了某运动员对蹦床作用力F的大小随时间t变化的关系图像，如图所示。已知时运动员刚好落到蹦床上，运动员的质量为50kg，运动员未与蹦床接触时蹦床水平，运动员在运动过程中身体始终保持竖直，忽略空气阻力，重力加速度大小取。运动员离开蹦床上升的最大高度h及运动员与蹦床接触过程中蹦床对运动员的平均作用力的大小分别为（）A.5m，2000N B.5m，2500NC.10m，2000N D.10m，2500N【答案】B【解析】自由落体时间为最大高度为离开跳床的速度大小为运动员从最低点到离开跳床的时间是0.25s，根据动量定理得解得故选B。6.某同学学了理想变压器工作原理后产生了一个想法，可将变压器及其负载等效视为一个电阻。如图所示理想变压器的原线圈与定值电阻串联后接在的交流电源上，副线圈接定值电阻和，理想变压器原、副线圈的匝数比为，定值电阻，，，则对应的等效电阻的阻值及电阻消耗的功率分别为（）A.， B.，C.， D.，【答案】A【解析】定值电阻和并联后的电阻为将变压器及其负载等效视为一个电阻，等效后消耗的功率相等，则有可得对应的等效电阻的阻值为则原线圈电流为则原线圈输入电压为则副线圈输出电压为可得电阻消耗的功率为故选A。7.一科技小组设计了一个多挡位的弹簧枪，在一个倾角为、足够长的斜面上进行测试。如图所示，将枪与水平面成一定角度固定在斜面底端，用第一挡发射时弹簧对弹丸做功为，落点与发射点间距为，落到斜面上时弹丸速度恰好水平；用第二挡发射时弹簧对弹丸做功为，落点与发射点间距为，落到斜面上时弹丸速度与斜面夹角为，弹簧枪的长度及空气阻力不计。下列判断正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】用第一挡发射时弹簧对弹丸做功为，设弹丸的质量为，弹丸的初速度大小为，则弹丸初速度方向与地面的夹角大小为，弹丸在空中运动时间为，第一挡发射时落到斜面上时弹丸速度恰好水平，弹丸做平抛运动的逆运动，则水平方向竖直方向，则可知弹丸竖直方向为零时，都落在斜面上，即弹丸上升的最大高度则又，则所以故选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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.一简谐横波在时刻的波形图如图所示，质点的横坐标分别为、，质点的位移随时间变化的关系为，则下列说法正确的是（）A.该简谐波的波长为15mB.该简谐波沿轴正方向传播C.该简谐波的波速是10m/sD.质点的振动方程为【答案】CD【解析】A．由谐横波在时刻的波形图可知，该简谐波的波长为20m，故A错误；B．由质点位移随时间变化的关系式可得故得简谐波的周期当时，即时刻，Q点向上振动，根据“上下坡法”可得，该波沿x轴负方向传播，故B错误；C．简谐波的波速，故C正确；D．设波向左传播时，P点相位比Q点相位落后P点比Q点滞后振动的时间由联立易得故质点P的振动方程可表达为，故D正确；故选CD。9.如图所示，正六棱柱上、下底面的中心分别为和，四点分别固定电荷量为、、、的点电荷。下列说法正确的是（）A点和点电场强度大小相等B.点和点电势相等C.电子从点沿直线运动到点电势能增大D.将试探电荷由点沿直线移动到点，其电势能先增大后减小【答案】BD【解析】B．由对称性知平面AODD′O′A′为零等势面，所以O点和点电势相等，故B正确；A．由点电荷电场强度公式及矢量叠加，可得故A错误；C．根据电势的叠加可知，所以电子从E′沿直线运动到D′电势能减少，故C错误；D．由对称性知沿直线从E′点到F′点电势先升高后降低，所以试探电荷从E′点沿直线移动到F′点的过程，其电势能先增大后减小，故D正确。故选BD。10.如图所示，水平地面上固定一倾角为且足够长的光滑斜面，斜面底部固定安装一劲度系数为的轻弹簧，弹簧上端拴接一质量为的小滑块，静止时滑块所在位置为。另有一质量也为的小滑块，从位置A由静止开始下滑，滑块与滑块发生碰撞后，一起（不粘连）向下运动。在以后运动过程中，恰好不能与分离。已知弹簧的形变量始终在弹性限度内，弹簧形变量为时，弹性势能，从碰撞至运动到最低点的过程所用时间为，重力加速度为，不计空气阻力。下列判断正确的是（）A.的距离为B.运动过程中弹簧的最大压缩量为C.碰撞后的运动过程中滑块的最大速度为D.从碰撞到滑块第一次速度最大所用时间为【答案】AD【解析】A．小滑块，静止时滑块所在位置为，根据受力平衡可知此时弹簧的压缩量为设的距离为，小滑块从位置A由静止开始下滑到与滑块发生碰撞前过程，根据动能定理可得碰撞过程根据动量守恒可得在以后运动过程中，恰好不能与分离，可知小滑块、恰好运动到弹簧处于原长时，速度为0；从碰撞后瞬间到弹簧恢复原长过程，根据能量守恒可得联立解得，故A正确；B．碰撞后小滑块、一起做简谐运动，处于平衡位置时，有解得平衡位置对应的弹簧压缩量为由于小滑块、一起做简谐运动到最高点时，弹簧处于原长，可知简谐运动的振幅为根据对称性可知，运动过程中最低点对应的弹簧的最大压缩量为故B错误；C．碰撞后小滑块、一起做简谐运动，当处于位置时，小滑块、的速度最大，从平衡位置到最高点过程（弹簧处于原长），根据能量守恒可得解得碰撞后的运动过程中滑块的最大速度为故C错误；D．以平衡位置为计时起点，则振动方程为碰撞位置相对于平衡位置的位移为，则有解得由题意可知从碰撞至运动到最低点的过程所用时间为，则有所以从碰撞到滑块第一次速度最大（处于平衡位置）所用时间为故D正确。故选AD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学将橡皮条一端固定在水平放置的木板上，另一端通过细绳套用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉位置，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图乙所示，其读数为______N；如果没有操作失误，图丙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______。【答案】3.00【解析】[1]弹簧测力计的分度值为0.1N，根据题图可知其读数为3.00N；[2]根据题图可知是用平行四边形定则所作出的合力，由于误差方向不一定沿AO方向，是用一个力拉节点到同一位置的力，方向一定沿AO方向。12.某实验小组为了测量木块与桌面间的动摩擦因数，设计了如图丁所示的实验装置。将木块（右端固定有质量不计的遮光条）放在水平桌面的A位置，桌面上的B位置固定有一光电门用于测量遮光条经过光电门的时间。轻绳一端连接木块，另一端通过定滑轮连接力传感器与托盘。实验过程中调节定滑轮使得连接木块的轻绳与桌面平行，托盘内放入适量砝码，将木块在A位置由静止释放，记录木块运动过程中力传感器的示数F与光电门显示的遮光时间t；逐次增加砝码，重复以上实验，根据实验得到的数据作出图像如图戊所示，图线的斜率为k，横轴的截距为a。已知遮光条的宽度为d，A、B两点间的距离为L，当地重力加速度为g，则木块的质量m=____________，木块与桌面间的动摩擦因数μ=____________（用字母d、L、k、a、g表示）。【答案】【解析】[1][2]木块右端经过B点时的瞬时速度为木块从A到B过程中，由运动学公式有设木块质量为m，木块与桌面间的动摩擦因数为μ，由牛顿第二定律有联立整理可得可知图像的斜率为横轴截距为联立解得，13.热敏电阻经常用于温控电路中，图甲为某科技小组探究热敏电阻温度特性的探究电路，热敏电阻RT处在虚线所示的温控室中。（1）实验前，将电阻箱R的阻值调到________（填“最大”或“最小”）；实验时，记录温控室的温度t，将S2拨到1，闭合S1，调节电阻箱，使电流表的示数为I0，此时电阻箱示数为R0；将S2拨到2，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I0，记录此时电阻箱的示数R1，则热敏电阻的阻值RT=________。（2）上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，会导致热敏电阻测量值________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。本实验测量误差产生的原因是________________。（3）多次改变温控室的温度，重复上述实验过程，测得多组热敏电阻在不同温度下对应的电阻值，作出图像，如图乙所示，由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而__________（填“增大”或“减小”）。（4）现将此热敏电阻接在电流恒定的电路中，当它产生的热量与向周围环境散发的热量达到平衡时，热敏电阻的温度稳定在某一值，且满足关系式，其中是散热系数，是热敏电阻的温度，是周围环境温度，为电流。已知，，，结合乙图可知该热敏电阻的温度稳定在__________℃（保留位有效数字）。【答案】（1）最大R1-R0（2）等于不产生误差（3）减小（4）40【解析】【小问1详析】[1]实验前，将电阻箱R的阻值调到最大；[2]两次电流相等，则电路的电阻相等，则R0+RT=R1，即热敏电阻的阻值RT=R1-R0。【小问2详析】[1][2]上述测量过程中，由于电流表内阻不可忽略，由于两次电流相等，则表达式为RA+R0+RT=RA+R1可知热敏电阻的测量值等于真实值，不会产生误差。【小问3详析】由图像可知，该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。【小问4详析】由题意可知，电阻的散热功率表示为其中I=500mA=0.5A，，，则有RT=10（t-15℃）Ω在RT-t图像中做出如图所示的图线。据其与理论图线的交点即可求得：该电阻的温度大约稳定在40℃。14.电磁炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速，其原理如图所示，间距为、倾角为的两根光滑导轨平行放置、导轨底端通过开关接有电动势为、内阻可忽略的电源，导轨间存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为。装有炮弹的导体棒（简称为弹体）垂直放置在导轨上，弹体的总质量为、电阻为、长度也为，导体棒与导轨接触良好。闭合开关后，当弹体在导轨上恰好匀速运动时射出，射出点距地面的高度为。不计空气阻力和导轨电阻，已知重力加速度为。求：（1）弹体射出时的速度大小；（2）弹体飞行过程中离地面的最大高度。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】导弹体在导轨上恰好匀速运动时射出，此时对导体棒进行受力分析得解得根据欧姆定律两式联立，解得【小问2详析】弹体飞出后做斜抛运动能上升的最大高度则弹体离地面的最大高度15.如图所示，圆心角、半径的光滑圆弧轨道固定在水平地面上，其末端切线水平；质量、长度的木板置于水平地面上，其上表面与端等高，的右端距端的水平距离；质量的小物块以的速度从左端滑上木板，当运动到的右端时，恰好与圆弧轨道发生弹性碰撞。已知与地面之间的动摩擦因数，与之间的动摩擦因数，重力加速度取，，。求：（1）与