[物理]2025届河北省“五个一”名校联盟高三上学期第一次联考试题(解析版)

这是一份[物理]2025届河北省“五个一”名校联盟高三上学期第一次联考试题(解析版)，共20页。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、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，再选涂其它答案标号。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，只有一项符合题目要求。
1. 某同学用频率范围为的电磁波照射钨、钙、钠、钾、铷五种金属，下表给出了这五种金属的逸出功。已知普朗克常量为。下列说法正确的是（ ）
A. 五种金属都能发生光电效应 B. 只有三种金属能够发生光电效应
C. 钨不能发生光电效应 D. 逸出的光电子的最大初动能的最大值为3.32eV
【答案】C
【解析】ABC．由于所用电磁波的频率范围为，所以光子能量范围为
当入射光的能量大于逸出功时，即可以发生光电效应，故AB错误，C正确；
D．根据光电效应方程
可得铷逸出的光电子的最大初动能有最大值，最大值为
故D错误。
故选C。
2. 2024淄博机器人产业协同创新与生态建设大会在山东齐盛国际会议中心召开，为淄博市加快推动机器人产业高质量发展提供有益启迪和智力支持。下图为某机器人在水平方向运动过程中的速度随时间变化的关系图像，下列说法正确的是（ ）
A. 机器人先沿正方向运动，后沿负方向运动
B. 机器人的加速度方向始终没有改变
C. t1~t2时间内机器人发生的位移大小小于t2~t3时间内发生的位移大小
D. t1时刻机器人的速度大于t3时刻的速度，t1时刻的加速度小于t3时刻的加速度
【答案】C
【解析】A．由于速度始终为正值，则机器人一直沿正方向运动，故A错误；
B．由图可知，机器人先沿正方向加速，后沿正方向减速，则加速度方向先沿正方向与速度方向相同，后沿负方向与速度方向相反，故B错误；
C．由于v-t图线与横轴所围区域的面积表示物体发生的位移，所以t1~t2时间内机器人发生的位移大小小于t2~t3时间内发生的位移大小，故C正确；
D．由图可知，t1时刻机器人的速度大于t3时刻的速度，t1时刻图线切线的斜率大于t3时刻图线切线的斜率，即t1时刻的加速度大于t3时刻的加速度，故D错误。
故选C。
3. 2024年6月2日，嫦娥六号着陆器和上升组合体成功着陆月背南极——艾特肯盆地的预选着陆区。通过查阅资料得知嫦娥六号发射后先在近地轨道上做圆周运动，线速度大小和周期分别为v和T，而后加速奔赴月球，被月球俘获后先在近月轨道上做圆周运动。已知月球质量为地球质量的p倍，月球半径是地球半径的q倍，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 嫦娥六号加速后的速度大于11.2km/s小于16.7km/s
B. 嫦娥六号加速的短暂过程中加速度增大
C. 嫦娥六号在近月轨道做圆周运动的速度大小为
D. 嫦娥六号在近月轨道做圆周运动的周期为
【答案】D
【解析】A．月球所处位置还是地球引力范围内，所以嫦娥六号加速后的速度不会大于第二宇宙速度，即小于11.2km/s，故A错误；
B．嫦娥六号加速的短暂过程中它的速度增大，它的加速度不会增大，故B错误；
C．嫦娥六号在近地轨道运动时有
在近月轨道上运动时有
根据题意
解得
故C错误；
D．嫦娥六号在近地轨道上运动时有
在近月轨道上运动时有
根据题意
解得
故D正确。
故选D。
4. 理想变压器电路如图所示，电阻两端电压为，变压器原副线圈的匝数比为3∶1，。下列说法正确的是（ ）
A. 流过电阻的电流的频率为流过电阻的电流的频率的3倍
B. 在ab间所接交流电的电压为
C. 两个电阻和消耗的功率之比为3∶1
D. 电路消耗的总功率为
【答案】B
【解析】A．变压器不改变交变电流的频率，故流过电阻的电流的频率等于流过电阻的电流的频率，故A错误；
B．根据变压器原理
，
可得
，
根据欧姆定律有
则
在ab间所接交流电的电压为
故B正确；
C．根据
两个电阻和消耗的功率之比为
故C错误；
D．电路消耗的总功率为
故D错误。
故选B。
5. 某同学打开手机的某款传感器APP，手握手机迅速下蹲，手机记录的图像如图所示，a、b分别为图像的峰值，下列说法正确的是（ ）
A. 该款APP为位移传感器APP
B. 该款APP为速度传感器APP
C. 峰值a对应时刻，人对地面的压力最大
D. 峰值a对应时刻，人对地面的压力最小
【答案】C
【解析】AB．手握手机迅速下蹲，则物体的位移一直增大，速度先增大后减小，结合力与运动的关系可知，该款APP为加速度传感器APP，故AB错误；
CD．峰值a对应的时刻，物体的加速度向上且达到最大，所以此时人对地面的压力最大，峰值b对应的时刻，物体的加速度向下且达到最大，所以此时人对地面的压力最小，故C正确，D错误。
故选C。
6. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场，电场强度为E，A、B为两个固定的等量正点电荷，O点是AB连线的中点。有一质量为m的带电小球在两电荷连线的中垂面内做半径为R的匀速圆周运动，圆心为O，带电小球和电荷A的连线与AB连线夹角为30°，两个点电荷所带电荷量均为，重力加速度为g，静电力常量为k。下列说法正确的是（ ）
A. 小球可能带正电
B. 小球所带电荷量的大小为
C. 小球运动角速度为
D. 从最高点运动到最低点的过程中，小球的电势能不变
【答案】C
【解析】AB．由于小球在两电荷连线的中垂面内做匀速圆周运动，则有
由此可知，小球受到竖直向上的匀强电场的电场力，小球带负电，且
故AB错误；
C．由于带电小球和电荷A的连线与AB连线夹角为30°，则
可得
故C正确；
D．小球在运动过程中，机械能和电势能之和保持不变，小球由最高点运动到最低点的过程中，机械能减小，电势能增大，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，一距地面高为0.80m、半径为1.2m的水平圆盘上放置质量分别为0.85kg、0.15kg的A和B两个物体，用长为1.2m的轻绳连接，A物体在转轴位置上，当圆盘绕其竖直轴以角速度ω0转动时，A、B两物体刚好相对圆盘静止。两物体均看作质点，两物体与圆盘之间的动摩擦因数均为0.2，g取10m/s2。某时刻轻绳突然断裂，下列说法正确的是（ ）
A. 轻绳断裂前，圆盘转动的角速度为
B. 轻绳断裂前，轻绳拉力的大小为0.3N
C. B物体落到水平面的位置到竖直轴的距离为1.6m
D. B物体落地时的速度大小为4m/s
【答案】A
【解析】AB．当圆盘绕其竖直轴以角速度ω0转动时，有
联立解得
，
故A正确，B错误；
C．轻绳突然断裂，B物体做平抛运动，有
所以B物体落到水平面的位置到竖直轴的距离为
故C错误；
D．B物体落地时的速度大小为
故D错误。
故选A。
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的。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. 炎热的夏季是汽车轮胎爆胎频发时期，爆胎的一个原因是轮胎内气体温度升高导致胎压变大，因此有经验的司机师傅会适当降低胎压。某汽车上一只轮胎的容积为200L，早晨20℃时给轮胎充气，充气前轮胎内的压强为，充气时每秒可将5L、压强为的气体充入轮胎内，不考虑充气过程中气体温度的变化。中午高速行驶时允许的最大胎压为，此时胎内气体温度可达77℃。将胎内气体看成理想气体，不计胎内气体温度变化对轮胎容积的影响。在安全行车的情况下，下列说法正确的是（ ）
A. 轮胎内气体温度升高的过程中，每个气体分子热运动的速率均变大
B. 轮胎内气体温度升高的过程中，气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量
C. 早晨充气后轮胎内气体的压强最大允许为
D. 早晨充气所用时间最长为36s
【答案】BC
【解析】A．轮胎内气体温度升高的过程中，气体分子的平均动能增大，平均速率增大，但不是每个气体分子热运动的速率均变大，故A错误；
B．轮胎内气体温度升高的过程中，气体内能增大，但气体体积不变，根据热力学第一定律可得，气体从外界吸收的热量等于气体内能的增加量，故B正确；
C．根据等容变化可得
即
解得
故C正确；
D．早晨充气时，有
联立解得
故D错误。
故选BC。
9. 某研究小组利用传感器研究外力作用下物体的落体运动，得到质量为m的物体在竖直向下运动时的速度v随下降高度h变化关系，如图所示。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 物体做匀变速直线运动
B. 物体的加速度与落下的高度成正比
C. 物体下落高度2h0时的加速度大小为g
D. 物体从h0下落到3h0的过程中，除重力之外的力做功为mgh0
【答案】BC
【解析】AB．由图可知，物体的速度随位移均匀变化，即
所以
即物体的加速度与速度成正比，也与下落的高度成正比，故A错误，B正确；
C．由图可知，当物体下落h0时，有
所以物体下落高度2h0时的加速度大小为
故C正确；
D．物体从h0下落到3h0的过程中，根据动能定理可得
解得
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，竖直放置间距为d的两平行金属极板间电压为U，在极板右侧Ⅰ、Ⅱ区域有垂直纸面方向的匀强磁场，磁感应强度大小分别为，Ⅰ区域的匀强磁场的宽度为d，Ⅱ区域的磁场范围足够大。初速度为零的粒子从极板边缘的O点出发，在电场加速后，沿垂直磁感应强度方向进入Ⅰ区域的匀强磁场。已知粒子的质量为m、所带电荷量大小为q，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在Ⅰ区域的磁场中沿逆时针方向运动
B. 当时，粒子不会进入Ⅱ区域的匀强磁场
C. 若且时，粒子能够回到出发点O
D. 粒子从出发到回到出发点O所用总时间的最小值为
【答案】ACD
【解析】A．由题意可知粒子带正电，由左手定则可知粒子进入Ⅰ区域磁场时所受洛伦兹力方向沿纸面向上，粒子沿逆时针方向运动，故A正确；
B．粒子在电场中加速，由动能定理
粒子在Ⅰ区域磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力
若粒子不能进入Ⅱ区域，则粒子在Ⅰ区域磁场运动的半径有
解得
故B错误；
C．当时，粒子在电场中加速，由动能定理
粒子在Ⅰ区域磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力
解得
粒子在Ⅰ区域磁场中运动的偏转角为，有
可得
当时，粒子在Ⅱ区域磁场中运动的轨迹半径
由几何关系有
粒子的运动轨迹如图所示
粒子刚好能够回到出发点O，故C正确；
D．满足C中条件粒子返回出发点O的时间最短，由运动过程分析可知粒子在电场中运动的时间
粒子在Ⅰ区域磁场中运场中运动的时间
粒子在Ⅱ区域磁场中运动的时间
所以粒子从出发到回到出发点O所用总时间的最小值为
故D正确。
故选ACD。
三、实验题：本题共2小题，共16分。
11. 某兴趣小组自制一个电容器并测量其电容。如图所示，他们用两片锡箔纸做电极，用两层电容纸（某种绝缘介质）将锡箔纸隔开，一起卷成圆柱形，然后接出引线，再密封在塑料瓶当中，电容器便制成了。
（1）为增加该电容器的电容，应当（ ）
A. 锡箔纸面积尽可能大
B. 锡箔纸卷绕得尽可能紧，以减小锡箔纸间的距离
C. 增大电容器的充电电压
D. 减小电容器的充电电压
（2）为了测量该电容器电容的大小，该小组采用了如图甲所示的电路进行测量，其中电源电动势为4.5V，内阻不计。该同学先将开关接1为电容器充电，经过足够长时间再将开关接2，利用传感器记录电容器放电过程，得到放电过程的I-t图像如图乙所示。
根据以上数据估算，电容器在整个放电过程中释放的电荷量为____________C（结果保留两位有效数字），该电容器电容的测量结果为____________F（结果保留两位有效数字）。若将图甲中的电阻R换成阻值更大的电阻，则电容器开始放电的电流____________（填“变大”、“变小”或“不变”），所得的I-t图像与横轴所围的面积____________（填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】（1）AB （2）3.4×10-3 7.5×10-4 变小 不变
【解析】【小问1详解】
AB．根据电容器电容的决定式
可知，锡箔纸面积S尽可能大或者锡箔纸卷绕得尽可能紧，以减小锡箔纸间的距离d，均可以增大电容，故AB正确；
CD．电容器电容与充电电压无关，故CD错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]根据I-t图像可知，图像与时间轴围成的面积表示电荷量，图像每小格表示的电荷量为
图像与时间轴围成的面积共约42个小格，则电容器充满电后所带的电荷量约为
[2]充满电后电容器两端电压为4.5V，则电容大小约为
[3][4]若将图甲中的电阻R换成阻值更大的电阻，则电容器开始放电的电流变小，但由于放电过程中总电荷量不变，所以得到的I-t图像与横轴所围的面积不变。
12. 某小组验证系统机械能守恒。
（1）用游标卡尺测滑块上遮光条的宽度d，示数如图所示，则___________mm。
（2）将滑块放到气垫导轨上，调节气垫导轨下面的旋钮，在不将悬挂物与滑块连接的情况下，轻推滑块使其先后通过1、2两个光电门，光电门的挡光时间分别为，若____________，则说明气垫导轨已经水平。
（3）如图所示，将一不可伸长的轻绳跨过光滑轻质定滑轮，两端分别与滑块和质量为m的悬挂物相连接，滑块和滑轮间的轻绳与导轨平行。让滑块从静止释放，测得滑块上的遮光条通过光电门1、2的挡光时间分别为，若遮光条的宽度为d，光电门1、2之间的距离为L，滑块和遮光条的总质量为M，重力加速度为g，在滑块的遮光条通过两个光电门的过程中，若等式____________（用M、m、d、L、、、g表示）成立，则表明此过程中滑块和悬挂物组成的系统机械能守恒。
（4）此实验中滑块和悬挂物的质量____________（填“必须”或“不必”）满足。
【答案】（1）440
（2）
（3）
（4）不必
【解析】【小问1详解】
游标为20分度，且第8个小格与主尺对齐，则游标卡尺的读数为
【小问2详解】
滑块通过两个光电门的时间相等，说明滑块做匀速直线运动，即导轨水平，则；
【小问3详解】
当
成立时，可验证系统的机械能守恒，结合
可得
【小问4详解】
此实验过程中，研究对象为滑块遮光条以及悬挂物，因此实验不需要满足悬挂物质量远小于滑块与遮光条质量。
四、解答题：本题共3小题，共38分。
13. 如图所示，ABCD为直角梯形玻璃砖的截面，其中∠D=60°，∠B=∠C=90°，BC=a。一单色细光束照射到AD面上的O点，入射光线与DO的夹角为30°，折射光线与AO的夹角为45°，折射光线与AB边交于E点（图中未画出）。已知，光在空气中的传播速度为c，，。求：
（1）玻璃砖的折射率；
（2）光线在玻璃砖中从O点传播到E点所用时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意作出光路图如图所示
由于入射光线与DO的夹角为30°，则入射角为60°，折射光线与AO的夹角为45°，则折射角为45°，所以
（2）根据几何关系可得
所以
根据正弦定理有
解得
所以光线在玻璃砖中从O点传播到E点所用的时间为
14. 如图所示，质量m1=3kg滑块A静止在质量m2=1kg的木板B的左端，木板B静置于水平地面上，木板右侧适当位置有一固定的粗糙圆弧轨道OPQ，圆弧的圆心角θ=37°，圆弧在P点与水平方向相切，且P点与长木板上表面等高，圆弧轨道的右侧有平台。滑块A在大小为18N的水平恒力F作用下向右运动，2s后撤去F，滑块A滑到木板B的右端时刚好与木板相对静止，此时滑块A从P点滑上圆弧轨道，滑块从Q点离开圆弧轨道后刚好以水平速度滑上平台左端。已知滑块A与木板B之间的动摩擦因数µ1=0.2，木板B与水平地面之间的动摩擦因数µ2=0.1，g取10m/s2，PQ间的水平距离为0.6m，Q到平台左端的水平距离为1.2m，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）前2s内滑块A和木板B的加速度大小；
（2）木板B的长度L；
（3）滑块A在圆弧轨道上滑行过程中阻力做的功。
【答案】（1）4m/s2，2m/s2；（2）6m；（3）-10.5J
【解析】（1）前2s内，根据牛顿第二定律，对A，有
对B，有
解得
，
（2）2s末，A、B的速度大小分别为
该过程中相对位移为
撤掉力F后，A做匀减速直线运动，B仍以a2做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，对A，有
当二者共速时有
解得
此过程中相对位移为
所以木板B的长度为
（3）A从P点滑上圆弧轨道时的速度为
A从P点沿圆弧轨道到达Q点，根据动能定理可得
A从Q点滑出后做平抛运动，有
，
联立解得
15. 如图所示，两平行且间距为L的倾斜金属导轨a、b与水平面成37°角，导轨上端接电容为C的电容器，下端通过小段绝缘光滑圆弧（长度忽略不计）与足够长且间距也为L的水平平行金属导轨c、d平滑连接，金属导轨c、d右端与阻值为R的定值电阻连接，金属导轨均处于与导轨平面垂直的匀强磁场中（图中未画出），磁感应强度大小为B。质量为m、电阻忽略不计的金属棒P从金属导轨a、b上方距水平面高度为h处由静止释放，通过绝缘圆弧后与静止在金属导轨c、d左端的质量为2m、电阻为0.5R的金属棒Q发生弹性碰撞，碰后金属棒P即被取走。已知金属棒P与金属导轨a、b之间的动摩擦因数为0.5，金属棒Q与金属导轨c、d之间的摩擦忽略不计，金属棒P、Q运动过程中与金属导轨垂直，导轨电阻忽略不计，重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）金属棒P在金属导轨a、b上滑动时通过金属棒P的电流大小；
（2）整个过程中金属棒Q产生的热量；
（3）金属棒Q在水平金属导轨c、d上运动的位移。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）金属棒P下滑过程，根据牛顿第二定律有
联立可得
（2）金属棒P下滑过程做匀加速直线运动，则
解得金属棒P到达底端的速度大小为
P与Q发生弹性碰撞，有
根据能量守恒定律有
整个过程中金属棒Q产生的热量为
联立解得
（3）对金属棒Q，根据动量定理可得
联立解得
金属
钨
钙
钠
钾
铷
W0/eV
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13