河北衡水中学2025届高三下学期学情检测物理试题

**基本信息** 这份高三物理模拟卷以压缩空气储能电站、倾斜同步卫星等科技前沿为情境，覆盖力学、电磁学等核心知识，通过基础题与综合题梯度设计，考查物理观念与科学思维，适配高考模拟预测需求。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选|7/28|静电屏蔽（1）、电磁感应（2）、平抛运动（3）|结合NFC技术（2）、核能反应（4）等真实情境，强化物理观念应用| |多选|3/18|同步卫星（8）、带电滑块运动（9）|倾斜轨道卫星（8）考查科学推理，体现科学态度与责任| |非选择|5/54|实验探究（11、12）、电磁场综合（15）|15题电磁场轨迹分析需模型建构，14题圆周运动与平抛结合，突出科学探究与创新应用|

河北衡水中学2024-25届高三年级下学期联合测试 物 理 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共46分） 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．如图所示，一块无限大，厚度为0.2 m的金属板垂直于电场线放在水平向右的匀强电场中，电场强度大小为E=400 V/m，以板左侧O点为坐标原点、水平向右为正方向建立x轴，取板右侧面为零势能面，O点到板左侧的距离为0.2 m，则x轴上电场强度、电势分布图像正确的是 2．近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通信，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直于纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度大小随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为 A．nkS，顺时针 B．kS，顺时针 C．nkS，逆时针 D．kS，逆时针 3．如图所示，足够长的长条形靶板通过细线悬挂在天花板上，靶板下端距离地面的高度足够高。靶板左侧有一手枪，枪口与靶板的P点在同一水平面上。进行四次射击活动：每次都是先剪断细线，让靶板从同一位置自由下落相同的较小时间后，枪在同一水平线上且枪口距离靶板处分别为L、2L、3L、4L水平发射出速度相同的子弹，不计空气阻力。最后子弹在靶板上留下的弹孔的图样正确的是 4．核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，N+HC+He是氮核N吸收一个质子转变成碳核C和一个α粒子，并释放出一个光子的核反应方程。已知氮核的比结合能为E1，碳核的比结合能为E2，核反应过程中的质量亏损为，光子的能量为E0，普朗克常量为h，真空中光速为c。则光子的波长和氦核的比结合能E3分别为 A．， B．， C．， D．， 5．2024年4月，世界上规模最大、效率最高的压缩空气储能国家示范电站在山东并网发电。如图为储气室示意图，电力系统负荷低谷时，关闭储气室的出气阀门，利用多余电能驱动压缩机，将大气压入储气室。已知储气室的容积为V，初态内部气体压强为0.5p0，充气结束时储气室压强达到100p0。已知外部大气压强恒为p0，充气过程中，储气室内外温度相等且不变，则此过程中被压缩进入储气室的外部大气的体积为 A．100V B．100.5V C．105V D．99.5V 6．运动员投掷铅球时，以某时刻铅球球心为坐标原点建立如图所示的直角坐标系，x、y轴分别沿水平方向和竖直方向，手对铅球的作用力F与y轴的夹角为，铅球受到的合力F合与x轴的夹角也为，已知重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是 A．F沿y轴方向的分力等于铅球的重力 B．F、F合沿x轴方向的分力不相等 C．铅球的质量为 D．F合与F的关系为 7．如图是我国某型号“双引擎”汽车在平直公路上由静止启动时，牵引力F随时间t变化的图像。已知该汽车质量为1250 kg，行驶时所受阻力恒为1250 N，t0时刻汽车达到15 m/s的临界速度并自动切换引擎，此后保持牵引力功率恒定。下列说法正确的是 A．汽车刚启动时的加速度大小为4m/s2 B．t0时刻前，汽车牵引力的功率保持不变 C．切换引擎后，汽车做匀加速直线运动 D．t1时刻汽车的速率为25 m/s 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．我国发射了世界上第一颗在倾斜地球同步轨道上运行的合成孔径雷达卫星。地球同步卫星包含静止轨道同步卫星和倾斜轨道同步卫星，关于地球同步卫星说法正确的是 A．静止轨道同步卫星可能在南昌正上方 B．倾斜轨道同步卫星一天两次经过赤道同一位置的正上方 C．任何一颗静止轨道同步卫星和倾斜轨道同步卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等 D．静止轨道同步卫星环绕地球运动的速度可能大于7.9 km/s 9．如图所示，一带正电的滑块以某一初速度沿固定绝缘斜面下滑，t0时刻进入方向竖直向下的匀强电场区域，滑块运动的速度一时间（）图像可能正确的是 10．如图所示，四分之一光滑圆弧槽C和小滑块A、B均静止在光滑水平台面上，A、B用细线连接，中间夹一被压缩的轻短弹簧(A、B与弹簧不连接)。与槽C完全相同的槽D紧靠在平台右侧，两槽底边都与水平面相切，槽半径R=0.8 m，滑块A、B质量分别为mA =1.8 kg、mB=4.5 kg。现烧断细线，A刚好能向左滑到槽C的最高点，B从平台向右抛出后刚好落在槽D的最低点。小滑块A、B均可视为质点，取g=10m/s2。下列说法正确的是 A．B离开弹簧时的速度大小为2 m/s B．在A、B与弹簧分离的过程中，弹簧对A的冲量大小比对B的冲量大小大 C．在A滑到槽C最高点的过程中，A和槽C组成的系统动量守恒 D．槽C的质量为3.2 kg 第Ⅱ卷（非选择题 共54分） 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（8分）用如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系’’实验。 (1)平衡阻力时，按图甲把实验器材安装好，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器， （填“挂’’或“不挂”）盘和砝码，用垫块把木板一端垫高，调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做匀速直线运动。 (2)甲同学利用v-t图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时，求出每个计数点对应的速度，并将各点的速度都标在了如图乙所示的坐标系中。请在图乙坐标系中作出小车运动的v-t图像，并利用图像求出小车此次运动的加速度a= m/s2（结果保留两位有效数字）。 (3)乙同学在探究小车加速度a与所受拉力F的关系时，根据实验数据作出的图像如图丙所示，图线不过原点，原因可能是 （填正确答案标号）。 A．木板一端垫得过高 B．木板一端垫得过低 C．盘和砝码的总质量太大 D．盘和砝码的总质量太小 12．（8分）实验小组中的小亮同学设计了测量电源电动势和内阻的实验。实验室提供的器材如下：待测电源，标准电源(电动势为E0、内阻为r0)，滑动变阻器，电阻箱，电流表A(量程恰当、内阻未知)，开关和导线若干。 (1)先用如图甲所示的电路运用“半偏法”测量电流表A的内阻，记为RA。 (2)在图乙中，闭合开关S1、断开开关S2，调节滑动变阻器的滑片到某位置，记录下电流表示数为I1；保持滑动变阻器滑片的位置不变，断开开关S1，闭合开关S2，记录下电流表示数为I2。 (3)多次改变滑动变阻器滑片的位置，重复步骤(2)，记录下多组示数I1和I2，关于以上实验步骤，下列说法正确的是 （填正确答案标号）。 A．电路甲运用半偏法测电流表A的内阻时，测量值偏大 B．电路甲中电源电动势大小和滑动变阻器的总阻值均应选择小一些 C．电路甲和乙中，闭合开关之前滑动变阻器的滑片均应置于最右端 (4)小亮同学利用图像法处理数据的过程中将设为纵轴，为得出线性关系，则应选取 （填“I2’’‘‘”或“’’）为横轴。 (5)在正确选取横轴后，小亮同学将数据描绘在坐标系中得到如图丙所示的图像，图像与横、纵坐标轴的交点坐标分别为a、-b，则可测得该电源的电动势E= ，内阻r= 。（均用E0、r0、a、b表示） (6)小组中的小江同学认为半偏法测出的RA有误差，故将导致以上测出的电源内阻r出现误差，你认为RA的测量误差将导致电源内阻r的测量值相对于真实值 （填“偏大’’“偏小”或“不变”）。 13．（8分）如图甲所示，倾角为30°的斜面上有两根电阻不计的足够长光滑金属导轨平行固定放置，间距为L = 0.6 m，下端与阻值为R=1Ω的电阻连接。在矩形CDFE区域内有与斜面成30°角斜向上的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示，CE长为d=0.2 m，t=0时刻，在距EF为s处有一根阻值为r=2 Ω的金属棒AG由静止释放，t=0.2 s时到达EF处，且恰能匀速通过磁场区域。金属棒始终垂直于导轨并与导轨接触良好，取g=10m/s2。求： (1)s的值； (2)在t1=0.1s时和t2=0.25 s时电阻R的电功率之比。 14．(14分)如图所示，内壁光滑、半径m的圆弧形轨道ABC固定在竖直面内，O为圆心，，C点右侧有一足够大的水平台面。一个小弹力球以一定的初速度从A点冲人轨道后恰好可沿轨道做圆周运动，并从C点冲出，之后经平台上D点反弹又落至平台上E点(DE未画出)。小弹力球落至D点前瞬间速度方向与水平方向夹角为37°，在D点与平台作用过程时间极短，碰撞时可忽略重力的影响及该过程的位移，作用后，竖直方向速度减小为作用前竖直分速度的，小弹力球水平方向受到平台的作用力大小为二者间弹力的，已知sin 53°=0.8，sin 37°=0.6，取g=10 m/s2，求： (1)小弹力球从C点冲出时的速度； (2)C点与水平台面的竖直高度差h； (3)DE两点之间的距离。 15．（16分）如图所示，直线MN上方各处都有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向．里的匀强磁场，MN下方某未知的区域内存在匀强磁场，其磁感应强度大小和方向均与直线MN上方的磁场相同。放射性粒子源O沿与MN成30°斜向下的方向持续发出大量质量为仇、电荷量为q的带正电粒子，粒子沿直线运动的距离后从A点进入磁场（沿OA运动时，还未进入磁场），所有粒子速度大小在范围内，经磁场偏转后所有粒子均垂直于MN进入上方的区域。已知速度为的粒子离开A点后到达MN之前一直在磁场中运动，经过直线MN上的K点垂直于MN进入上方区域。不计粒子的重力和粒子间的相互作用等影响，求： (1)MN下方匀强磁场的磁感应强度； (2)速度为的粒子在MN下方运动的总时间； (3)MN下方磁场区域的最小面积。 物理参考答案 选择题答案速查 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C B B D C D BC AD AD 一、单项选择题 1．C【解析】由静电屏蔽知识可知，金属板内的电场强度为0，即0.2～0.4 m处的电场强度为0，A、B错误。因金属板是一个等势体，φ-x图像的斜率表示电场强度大小，则金属板左右两侧直线的斜率相同，即电场强度相同，且金属板左右两侧与x轴交点处的电势相等，C正确，D错误。 2．C【解析】根据楞次定律可知线圈中的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可 得感应电动势为，C正确。 3．B【解析】设枪口到靶板的距离为x，子弹的水平速度为v0，子弹从发出到击中靶板的时间为t。靶板从同一位置自由下落相同的较小时间时，靶板的速度为，子弹从发出到击中靶板的时间为，弹孔与P点的距离为，故第一颗子弹距P点的距离为，第二颗子弹距P点的距离为，第三颗子弹距P点的距离为，第四颗子弹距P点的距离为，有，弹孔间距相等，B正确。 4．B【解析】光子的能量为，光子的波长为，由，根据能量守恒有，解得氮核的比结合能为，A、C、D错误，B正确。 5．D【解析】以被压缩进入储气室的外部气体和初态储气室内部气体为研究对象，设被压缩进入储气室的外部气体体积为V0，由玻意耳定律得，解得，D正确。 6．C【解析】铅球受到重力和力F的作用，由题图可知F和F合沿x轴方向的分力相等，即 ，得；同理，沿y轴方向分解，有，即，可得，，A、B，D错误，C正确。 7．D【解析】汽车刚启动时，由牛顿第二定律得，且F=5 000 N，解得加速度a=3 m/s2，A错误。t0时刻前，牵引力恒定，汽车做匀加速直线运动，速度逐渐增大，由公式P=Fv，可知牵引力的功率逐渐增大，B错误。切换引擎后，牵引力功率恒定，速度增加，则牵引力减小，所以加速度也减小，汽车做加速度逐渐减小的变加速直线运动，C错误。由，其中F0=6 000 N，解得t1时刻汽车的速率为25 m/s，D正确。 二、多项选择题 8．BC【解析】同步卫星静止轨道位于赤道平面内，南昌不位于赤道上，静止轨道同步卫星不可能在南昌的正上方，A错误。由于倾斜轨道同步卫星的周期和地球自转周期相等，地球赤道某一位置转过180°，该卫星也转过180°，该卫星又位于赤道上某位置上空，所以，倾斜轨道同步卫星一天两次经过赤道正上方同一位置，B正确。根据开普勒第二定律可知，对于同一卫星来说，它与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以任何一颗静止轨道同步卫星和倾斜轨道同步卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等，C正确。根据，可得，7.9 km/h是地球近地卫星的环绕速度，由于同步卫星静止轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据轨道半径越大环绕速度越小，知静止轨道同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，D错误。 9．AD【解析】滑块沿固定绝缘斜面下滑，受到重力mg、斜面的支持力FN和摩擦力Ff；设 斜面倾角为，根据牛顿第二定律，沿斜面方向有，其中，此时加速度，滑块带正电，进入竖直向下的匀强电场后，受到电场力，此时沿斜面方向的合力，加速度，对比和，因为，所以；若，时刻前后速度不变，即加速度为0，物体未加电场时匀速运动，加上电场后依然会做匀速运动，A正确，B错误。若t0时刻前滑块做加速运动，t0时刻进入电场后，图像斜率增大，即加速度增大，继续做加速运动，C错误，D正确。 10．AD【解析】B离开平台后做平抛运动，有，，代入数据解得vB=2 m/s，A正确。在A、B与弹簧分离的过程中，弹簧对A、B的冲量大小相等，B错误。在A上滑的过程中，A与槽C在水平方向动量守恒，在竖直方向上受到钧合力不为零，竖直方向动量不守恒，C错误。对弹簧释放过程有，A上滑到槽C的最高点的过程有，，联立解得3.2 kg，D正确。 三、非选择题 11．(1)不挂（2分） (2)见解析图（2分） 1.0（2分） (3)A（2分） 【解析】(1)平衡阻力时，按题图甲把实验器材安装好，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，不挂盘和砝码，用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做匀速直线运动。(2)作出小车运动的图像如图所示。 图像的斜率等于加速度，则小车此次运动的加速度m/s2 = 1. 0 m/s2。 (3)图线不过原点，即当F=0时加速度不为零，可知原因可能是木板一端垫得过高，平衡阻力过度，A正确。 12．(3)C（2分） (4)（2分） (5)（1分）（1分） (6)不变（2分） 【解析】(3)电路甲运用半偏法测电流表A的内阻时，由于接入电阻箱后回路总电阻减小，电流增大，则实际流过电阻箱的电流大于流过待测电流表的电流，二者电压相等， 所以电阻箱接入电路的阻值小于电流表A的内阻，即电流表内阻测量值偏小，A错误。由于接入电阻箱后回路中电流增大，所以电路甲中电源电动势大小和滑动变阻器的总阻值均应选择大一些的，电流变化较小，误差较小，B错误。电路甲和乙中，闭合开关之前滑动变阻器的滑片均应置于阻值最大处，即滑动变阻器最右端，C正确。(4)闭合开关S1、断开开关S2，根据闭合电路欧姆定律可得，保持滑动变阻器滑片，的位置不变，断开开关S1，闭合开关S2，有，联立可得，所以将设为纵轴，为得出线性关系，则应选取为横轴。(5)结合图丙可得，，所以，。(6)虽然半偏法测出的RA有误差，但由以上分析可知，RA的测量误差对电源内阻r的测量无影响，r的测量值相对于真实值不变。 13．(1)0.0m (2)1 【解析】(1)设金属棒AG的质量为m，由题意可知t=0.2 s时金属棒刚好进入磁场，根 据 （1分） （1分） 解得s=0.1 m， （1分） (2)在t1=0.1 s时，金属棒AG还没进入磁场，有 （1分） 解得E1=0.6 V 根据， 解得P1 =0.04 W （1分） t=0.2 s后金属棒AG匀速通过匀强磁场的速度 匀速通过磁场的时间 故在t2=0.25 s时金属棒AG还在磁场中运动，由题图乙可知，t= 0.2 s后磁场保持不变，所以电动势（1分） 根据， 解得P2=0.04 W （1分） 故在t1=0.1 s和t2=0.25 s时刻电阻R的电功率比值为（1分） 14．(1)4 m/s 与水平方向夹角为53°，斜向右上方 (2)0.35 m (3)0.096 m 【解析】(1)小弹力球恰好可沿轨道做圆周运动，在A点对小弹力球由牛顿第二定律有 （1分） 由A至C的过程由动能定理得 （1分） 解得vC=4 m/s （1分） 与水平方向夹角为53°斜向右上方 （1分） (2)小弹力球抛出后水平速度为 vx=vCcos 53°=2.4 m/s (1分) 竖直分速度为 vy =vCsin 53°=3.2 m/s （1分） 落至D点时 ’ vDy=vxtan 37°=1.8 m/s (1分) C点与水平台面的竖直高度差为（1分） 解得h=0.35 m （1分） (3)在D点对小弹力球分析，取竖直向上为正方向，则竖直方向由动量定理得 （1分） 水平方向，取水平向右为正方向，则有 （1分） 解得v0=0.4 m/s （1分） 从D点到E点的运动时间 s （1分） DE两点之间的距离 m （1分） 15．(1) (2) (3) 【解析】(1)作出速度为v0的粒子在MN下方时的运动轨迹，如图甲所示 根据几何关系可得 （2分） 粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，有 （2分） 解得 （1分） (2)速度为的粒子在MN下方匀强磁场运动时，有 （1分） 解得（1分） 可知该粒子在MN下方的运动分三段，即在OA段做匀速直线运动、在磁场中做匀速圆周运动，从磁场飞出后做匀速直线运动从直线MN上的某点垂直于MN进入上方区域，如图乙所示 设粒子在OA段运动的时间为t1在MN，下方某磁场区域做匀速圆周运动的时间为t2， 从磁场飞出后运动的时间为t3，在OA段有 （1分） 解得 在MN下方某磁场区域做匀速圆周运动，根据几何关系可知粒子偏转的圆心角为 则粒子在MN下方某磁场区域中运动的时间为 又（1分） 解得 从磁场飞出后做匀速直线运动直至从直线MN上的某点垂直于MN进入上方区域，有 （1分） 解得 故速度为的粒子在MN下方运动的总时间为 （1分） (3)由题分析可知所有粒子在磁场中转过的圆心角为120°，线段AK为磁场的上边界，如图丙所示 MN下方磁场区域的最小面积为 （3分） 解得（2分） 15 学科网（北京）股份有限公司 $