2025年河南省郑州市新郑市宇华实验学校高考物理一模试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.一物块以一定的速度冲上倾角为的光滑斜面，用表示物块相对出发点的位移，从冲上斜面底端开始计时，其图像如图所示。已知重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度大小为，加速度大小为
B. 该斜面的倾角为
C. 末物块的速度为零
D. 物块沿斜面上滑的最大距离为
2.如图，质量为的人站在水平地面上，用定滑轮装置将质量为的重物送入井中。当重物以的加速度加速下落时，忽略绳子和定滑轮的质量及绳子与定滑轮间的摩擦，则人对地面的压力大小为取( )
A.
B.
C.
D.
3.我国自主建设、独立运行的北斗卫星导航系统由数十颗卫星构成，目前已经向一带一路沿线国家提供相关服务。设想其中一颗人造卫星在发射过程中，原来在椭圆轨道绕地球运行，在点变轨后进入轨道做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的加速度不同
B. 在轨道与在轨道运行比较，卫星在点的动量不同
C. 卫星在轨道的任何位置都具有相同加速度
D. 卫星在轨道的任何位置都具有相同动能
4.在如图所示的图像中，直线Ⅰ为某一电源的路端电压与电流的关系图像，直线Ⅱ为某一电阻的图线。用该电源与电阻组成闭合电路。由图像判断错误的是( )
A. 电源的电动势为 ，内阻为 B. 电阻的阻值为
C. 电源的效率为 D. 电源的输出功率为
5.如图左所示是一列简谐横波在时刻的波形图，是平衡位置在处的质点，是平衡位置在处的质点；图右为质点的振动图像，下列说法正确的是( )
A. 这列波沿轴负方向传播
B. 在时，质点的位置坐标为
C. 从到的过程中，质点的路程为
D. 从时刻开始计时，质点再过时、、到达波谷
6.如图所示，在之间接有交流电源，其电压的有效值为，电路中共接有六个相同的定值电阻，断开时，滑动变阻器触片滑到最下面时，恰好理想变压器的输出功率最大包含副线圈负载电阻阻值从到无穷大的变化范围。闭合后，滑动变阻器触片仍然滑到最下面时，下列说法正确的是( )
A. 变压器原、副线圈匝数的比值为： B. 闭合后，两端电压为
C. 闭合后，两端电压为 D. 闭合后，的功率是的倍
7.已知金属钨的逸出功为，氢原子在能级的能量与在基态的能量的关系为，，，，其中氢原子在基态的能量。下列说法正确的是( )
A. 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出种单色光
B. 处于能级的氢原子直接跃迁至基态，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
C. 处于能级的氢原子跃迁至能级，辐射出的单色光可以使金属钨发生光电效应
D. 处于基态的氢原子跃迁至能级，会放出光子
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图，半径为的圆形光滑轨道置于竖直平面内，一金属小环套在轨道上可以自由滑动，已知重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 要使小环做完整的圆周运动，小环在最低点的速度应大于
B. 要使小环做完整的圆周运动，小环在最低点的加速度应大于
C. 如果小环在最高点时速度大于，则小环受到的弹力方向指向圆形轨道的圆心
D. 小环运动到最低点时对轨道压力一定大于重力
9.某兴趣小组为了研究圆柱体铁芯的涡流热功率，构建了如图所示的分析模型，用电阻率为的硅钢薄片绕成一个内径为、厚度为、高度为的圆柱面，其中。沿平行于圆柱面轴线方向存在磁感应强度的磁场。则此硅钢薄片中( )
A. 感应电动势的有效值为
B. 瞬时感应电动势的表达式为
C. 发热功率为
D. 磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量一定不为零
10.如图甲所示，一根粗细均匀的木筷，下端绕几圈细铁丝后竖直悬浮在装有盐水的杯子中。现把木筷竖直向上提起一段距离后放手，忽略水的粘滞阻力及水面高度变化，其在水中的运动可视为简谐运动。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，木筷下端的位移随时间变化的图像如图乙所示。已知盐水的密度为，木筷的横截面积为，木筷下端到水面的最小距离为，最大距离为。则( )
A. 木筷在时间内动能先增大后减小
B. 木筷做简谐运动的振幅为
C. 木筷含铁丝的质量为
D. 木筷在时间内运动的路程为
三、实验题：本大题共2小题，共24分。
11.智能手机内置很多传感器，磁传感器是其中一种。现用智能手机内的磁传感器结合某应用软件，利用长直木条的自由落体运动测量重力加速度。主要步骤如下：
在长直木条内嵌入片小磁铁，最下端小磁铁与其他小磁铁间的距离如图所示。
开启磁传感器，让木条最下端的小磁铁靠近该磁传感器，然后让木条从静止开始沿竖直方向自由下落。
以木条释放瞬间为计时起点，记录下各小磁铁经过传感器的时刻，数据如表所示：
根据表中数据，补全图中的数据点，并用平滑曲线绘制下落高度随时间变化的图线。
由绘制的图线可知，下落高度随时间的变化是______填“线性”或“非线性”关系。
将表中数据利用计算机拟合出下落高度与时间的平方的函数关系式为国际单位制。据此函数式可得重力加速度大小为______。结果保留位有效数字
若因操作不慎，导致长木条略有倾斜地自由下落，则测量值______真实值。结果填等于、大于或小于
12.在用单摆测量重力加速度时，小明将小锁头栓接在不易形变的细丝线一端，另一端固定在点，并在细线上标记一点，如图所示。
将小锁头拉到某一高度细线与竖直方向夹角很小由静止释放，当锁头第一次到达最低点时开始计时并计数为，以后锁头每到达点一次，计数增加，计数为时，秒表测出单摆运动时间为，则该单摆的周期 ______；
他保持点以下的细线长度不变，通过改变间细线长度以改变摆长，并测出单摆运动对应的周期，测量多组数据后，作出图乙所示图像，图像纵坐标应为______选填“”、“”、“”、“”；
已知图像的斜率为，可求得当地的重力加速度 ______；
图线乙明显不过原点，其图像与横轴交点的意义是______。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，为水平轨道，、间距离，是半径为的竖直半圆形轨道，为圆轨道的最低点，为轨道的最高点。有一小物块质量为，小物块在的水平力作用下从点由静止开始运动，到达点时撤去力，物块恰好可以通过最高点，不计空气阻力以及物块与水平轨道的摩擦。取，求：
小物块通过点瞬间对轨道的压力大小；
小物块通过点后，再一次落回到水平轨道上，落点和点之间的距离大小；
小物块由点运动到点过程中，阻力所做的功。
14.如图所示，真空中两个电荷量均为的点电荷分别固定在同一水平线上的、两点，为连线的中点，、为连线竖直中垂线上关于点对称的两点，、两点的距离为，与的夹角为。已知连线竖直中垂线上的点到点的距离为，则该点的电势为以无穷远处为零电势点，静电力常量为，重力加速度为。
求点的电场强度；
将一质量为带负电的小球从点以某一初速度向上抛出，恰能上升到点，求抛出时的速度；
一个质量为、电荷量为的试探电荷重力不计从点以某一竖直向下的初速度运动，若此电荷能够到达点，求其在点的速度最小值。
15.如图甲所示，两根光滑平行导轨固定在水平面内，相距为，电阻不计，整个导轨平面处于方向竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为的电阻，沿导轨方向建立坐标轴。质量为、电阻为的金属棒垂直导轨放置在处。在金属棒上施加轴方向的外力，使金属棒开始做简谐运动，当金属棒运动到时作为计时起点，其速度随时间变化的图线如图乙所示，其最大速度为。求：
简谐运动过程中金属棒的电流与时间的函数关系；
在时间内通过金属棒的电荷量；
在时间内外力所做的功；
外力的最大值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：根据匀变速直线运动的位移时间公式 有
变形得
由图可知
斜率为
解得
故A错误；
B.物块沿光滑斜面上滑，对物体受力分析，根据牛顿第二定律有
则有
解得
故B错误；
C.根据匀变速直线运动的速度时间关系减速到零的时间为
，解
故C错误；
D.根据
可得
故D正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：先研究重物，重物的加速度，受到重力与绳子的拉力。
则根据牛顿第二定律有：
解得：
再对人进行受力分析，人处于静止状态。
则根据平衡条件有：
解得：
由牛顿第三定律可得：人对地面的压力大小为
故ABD错误，C正确。
故选：。
3.【答案】
【解析】解：在轨道和在轨道运行经过点，合力等于万有引力，根据牛顿第二定律得可知，卫星在点的加速度都相同，故A错误；
B.卫星由轨道在点进入轨道做离心运动，要加速，所以在轨道和在轨道运行经过点的速度不同，由知卫星在点的动量不同，故B正确；
C.由可知，由于不同，加速度的方向指向地球，方向不同，所以卫星在轨道的任何位置的加速度都不同，故C错误；
D.卫星在轨道上运动时，速度的大小是变化的，从近地点到远地点速度是减小的，动能是减小的，所以卫星在轨道的任何位置动能不是都相同，故D错误；
故选：。
4.【答案】
【解析】A.根据闭合电路欧姆定律得，当时，，由图线Ⅰ读出电源的电动势，内阻等于图线斜率的绝对值，则，故A正确；
B.电阻，故B正确；
C.电源的效率，故C错误；
D.两图线的交点表示该电源直接与电阻相连组成闭合电路时的工作状态，由题图读出电压，电流，则电源的输出功率为，故D正确。
本题选择错误的，故选C。
5.【答案】
【解析】解：图右为质点的振动图像，则知在时，质点的振动方向是沿轴负方向，结合图左可知波沿轴正方向传播，故A错误；
B.由右图可知，质点的周期，由于，此时点恰好位于波谷，点得出位置坐标为，B错误；
C.由左图可知，该波的振幅，若点位于特定位置，在到刚好完成个振动，点的路程恰好为，但图示中点不在特定的位置上，故到其通过的路程不是，故C错误；
D.由左图可知波的波长，可得波速，波向方向传播，由波形可得到点左侧的第一波谷向右传播，质点第一次到达波谷，则点第一次到达波谷所用时间，那么结合波传播的周期性可知质点在时到达波谷，D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：、设定值电阻阻值为，将副线圈电阻等效到原线圈，则有
理想变压器的输入功率
可知当
时，输入功率最大，根据能量守恒可知，此时输出功率也最大，由于等效电阻和串联且电压相等，则有
解得
故A错误；
B、闭合后，与并联再与串联，则分担的电压即输入电压为
副线圈输出电压
两端电压为
故B错误；
C、闭合后，根据题意可判断，两端电压与等效电阻的电压相等，即
故C错误；
D、闭合后，两端的电压
根据电功率与电压的关系有，的功率
根据电功率与电压的关系有，的功率
所以
故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】A.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以辐射出种单色光，故A错误；
B.由可知于能级的氢原子的能量
处于能级的氢原子直接跃迁到基态，辐射出的光子能量，大于金属钨的逸出功，可以发生光电效应，故B正确；
C.处于能级的氢原子的能量，处于能级的氢原子跃迁到能级，辐射出的光子能量
，小于金属钨的逸出功，不可以发生光电效应，故C错误；
D.氢原子从低能级向高能级跃迁需要吸收光子，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：、要使小环做完整的圆周运动，小圆环在最高点的速度的最小值恰好为零，设此时最低点速度为，根据机械能守恒定律，有：，解得：，根据公式，可知小环在最低点的加速度应等于，因此做完整的圆周运动，最低点的加速度应大于，故A错误，B正确；
C、在最高点，当重力恰好提供向心力时，有：，解得：；若速度大于，物体有离心趋势，会挤压圆环的内侧，则小环受到的弹力方向指向圆形轨道的圆心，故C正确；
D、根据牛顿第二定律，则有：，可知环在最低点时对轨道压力一定大于重力，故D正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】解：由于，可认为通过硅钢薄片的磁通量表达式为，根据法拉第电磁感应定律，可知瞬时感应电动势的表达式为，
则感应电动势的最大值为，有效值为，故A正确，B错误；
C.根据电阻决定式，可知硅钢薄片的电阻为，硅钢薄片的发热功率为，故C正确；
D.根据正弦式交变电流规律可知，磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量为，，，解得：，故一个周期内，通过硅钢薄片的电荷量一定为零，故D错误。
故选：。
由法拉第电磁感应定律，可计算感应电动势的瞬时值、有效值；由电阻决定式，结合感应电动势的有效值，可知感应电流，从而计算发热功率；由电流定义式的推导式、法拉第电磁感应定律，可知一个周期内，通过硅钢薄片的电荷量。
本题考查感应电动势的分析，在分析发热功率时，注意用电动势的有效值计算。
10.【答案】
【解析】解：木筷在时间内由正向最大位移处运动到负向最大位移处，速度先增大后减小，所以动能先增大后减小，故A正确；
B.由简谐运动的对称性可知
解得
故B错误；
C.木筷静止在平衡位置时，所受重力与浮力相等，即
解得
故C正确；
D.由图像可知，木筷振动周期为
木筷振动方程的一般形式为
其中
代入，得
时，有
结合图乙可知，木筷在时间内运动的路程为
故D错误。
故选：。
11.【答案】非线性 大于
【解析】解：补全图中的数据点，绘制出的图线如下图所示
由绘制的图线可知，下落高度随时间的变化是非线性关系；
如果长直木条做自由落体运动，则满足，由
可得
所以
若因操作不慎，导致长木条略有倾斜地自由下落，则纵坐标测量值偏大，重力加速度的测量偏大。
故答案为：补充描点和作出的图像如上图所示；非线性；；大于
12.【答案】 点距小锁头重心距离的负值
【解析】单摆一周内经过两次平衡位置，由题意可知
解得
；
设点距小锁头重心距离为，根据单摆周期公式
化简得
可知图乙所示图像纵坐标应为；
图像的斜率为，根据
解得
；
当时，，因此图线乙不过原点，其图像与横轴交点的意义是点距小锁头重心距离的负值；
故答案为：；；；点距小锁头重心距离的负值。
13.【答案】解：到过程根据动能定理得
解得
在点根据牛顿第二定律
根据牛顿第三定律物块通过点瞬间对轨道的压力大小为
联立解得
物块恰好可以通过最高点，可得
解得
小物块通过点后，做平抛运动，可得
，
解得落点和点之间的距离大小为
小物块由点运动到点过程中，根据动能定理得
解得阻力所做的功为
答：小物块通过点瞬间对轨道的压力大小为；
落点和点之间的距离大小为；
阻力所做的功为。
14.【答案】解：两点电荷均为正电荷且带电量相等，则两点电荷在点处的电场强度方向均背离各自电荷，电场强度如图所示
根据库仑定律可知，两个正电荷在处产生的电场强度大小相等，为
根据电场强度的矢量合成法则可得点的场强
方向竖直向上。
带负电的小球从点静电力做正功，从到电场力做负功，根据对称性可知，小球从到的过程中，静电力对小球所做功的代数和为零，该过程中只有重力做功，根据动能定理有
解得
根据题意，点的电势为
点的电势为
则可得
若一个质量为、电荷量为的试探电荷重力不计从点以某一竖直向下的初速度运动恰好能够到达点，由动能定理
解得
可知能够到达点的最小速度
答：点的电场强度为，方向竖直向上；
将一质量为带负电的小球从点以某一初速度向上抛出，恰能上升到点，抛出时的速度为；
一个质量为、电荷量为的试探电荷重力不计从点以某一竖直向下的初速度运动，若此电荷能够到达点，其在点的速度最小为。
15.【答案】解：由图乙可知简谐运动的周期
由此可得
根据图像乙可知速度与时间的变化关系满足余弦函数，可得其关系为
由闭合回路的欧姆定律有
根据对称性可知在时，金属棒到达处，则在时间内通过金属棒的电荷量
简谐运动过程回路电流为余弦式交流电，在到时间内，电路产生热量
其中
其中
解得
设在到的时间内外力所做的功为，安培力所做的功为，由动能定理得
其中
解得
由牛顿第二定得
整理得
则外力的最大值
答：简谐运动过程中金属棒的电流与时间的函数关系为；
在时间内通过金属棒的电荷量为；
在时间内外力所做的功为；
外力的最大值为。
第17页，共18页
