河南省鄭州市2025屆高三上學(xué)期第一次質(zhì)量預(yù)測試題（一模） 物理 含解析

這是一份河南省鄭州市2025屆高三上學(xué)期第一次質(zhì)量預(yù)測試題（一模） 物理 含解析，共17頁。試卷主要包含了選擇題，實驗題，計算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
本試卷分第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分?？荚嚂r間90分鐘，滿分100分。考生應(yīng)首先閱讀答題卡上的文字信息，然后在答題卡上作答，在試題卷上作答無效。交卷時只交答題卡。
第I卷
一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第7題只有一項符合題目要求，每題4分；第題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
1. 在空間站中，宇航員長期處于失重狀態(tài)。為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，科學(xué)家設(shè)想建造一種環(huán)形空間站，如圖所示。圓環(huán)繞中心勻速旋轉(zhuǎn)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。根據(jù)以上描述，宇航員在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)站立的位置可能為（ ）
A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁
【答案】C
【解析】
【詳解】旋轉(zhuǎn)艙對宇航員的支持力提供宇航員隨旋轉(zhuǎn)艙勻速圓周運動所需的向心力，因此，宇航員所受支持力必指向圓環(huán)的圓心。宇航員在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)站立的位置可能為C。
故選C。
2. 如圖，某學(xué)校為響應(yīng)鄭州“無廢城市”建設(shè)，以游戲“拋射入洞”引導(dǎo)學(xué)生將空飲料瓶作為可回收垃圾放人對應(yīng)回收箱中。已知某次學(xué)生水平拋射時，拋出點離地1.80m，距回收箱的水平距離為1.80m?；厥障涠纯陔x地1.35m。不計空氣阻力，試估算飲料瓶出手時速度的大?。? ）
A. 2m/sB. 3m/sC. 4m/sD. 6m/s
【答案】D
【解析】
【詳解】設(shè)拋出點離地h1，回收箱洞口離地h2，拋出點距回收箱的水平距離為x，平拋的初速度為v0，根據(jù)平拋運動的規(guī)律可得，
代入數(shù)據(jù)解得
故選D。
3. 已知形狀不規(guī)則的導(dǎo)體甲、乙?guī)М惙N電荷，附近的電場如圖所示。其中、、、是導(dǎo)體外表面的點，和是甲導(dǎo)體內(nèi)部的點。則（ ）
A. 點的電勢低于點的電勢
B. 點的電場強(qiáng)度大于點的電場強(qiáng)度
C. 、兩點間的電勢差等于、兩點間的電勢差
D. 由于漏電，甲乙兩導(dǎo)體構(gòu)成的電容器的電容逐漸減小
【答案】C
【解析】
【詳解】AC．導(dǎo)體甲是一個等勢體，所以點的電勢等于點的電勢；導(dǎo)體乙是一個等勢體，所以點的電勢等于點的電勢；則、兩點間的電勢差等于、兩點間的電勢差，故A錯誤，C正確；
B．靜電平衡的導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)為0，則點的電場強(qiáng)度等于點的電場強(qiáng)度，均為0，故B錯誤；
D．甲乙兩導(dǎo)體構(gòu)成的電容器的電容只有自身決定，與所帶電荷量無關(guān)，所以漏電過程，甲乙兩導(dǎo)體構(gòu)成的電容器的電容不變，故D錯誤。
故選C。
4. 2024年9月27日，紫金山一阿特拉斯彗星到達(dá)近日點，許多天文愛好者用肉眼看到了這顆彗星。該彗星的運行軌道可視為橢圓，每繞太陽一周需要6萬余年。已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑為，則紫金山一阿特拉斯彗星軌道的半長軸約為（ ）
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】由開普勒第三定律
可得
則紫金山一阿特拉斯彗星軌道的半長軸約為
故選B。
5. 如圖a、b、c為三個完全相同的帶負(fù)電的小球，在真空中從相同高度由靜止下落。在下落過程中，a球始終處在水平勻強(qiáng)電場中，b球始終處在水平勻強(qiáng)磁場中，c球始終處在豎直勻強(qiáng)磁場中。已知三小球落地時間分別為ta、tb、tc，落地時速率分別為va、vb、vc，則（ ）
A. tb>ta=tc，va>vb=vcB. ta=tb=tc，va>vb>vc
C. tb>ta=tc，va=vb=vcD. ta=tb=tc，va>vb=vc
【答案】A
【解析】
【詳解】a球受豎直向下的重力、水平向左的電場力，在水平方向做勻加速直線運動，豎直方向做自由落體運動，重力和電場力均做正功；b球除重力之外還受到垂直紙面向里的洛倫茲力作用，在洛侖茲力的作用下，小球的軌跡將為曲線，且豎直方向的加速度小于g，下落時間變長，由于只有重力做功，所以小球落地速度較??；c球只受重力，只有重力做功，其落地速度的大小與b球速度大小相等，下落時間與a球相等，即，
故選A。
6. 如圖所示，重型自卸車能利用液壓裝置使車廂緩慢傾斜，車廂內(nèi)的貨物包會自動滑下。已知貨物包重力為，與車廂底板間的靜摩擦因數(shù)為0.75（靜摩擦因數(shù)是最大靜摩擦力與正壓力的比值），動摩擦因數(shù)為0.70。下列四個圖像中的曲線都是正弦或余弦曲線，其中的實曲線能正確描述貨物包所受摩擦力隨車廂傾角變化關(guān)系的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】當(dāng)車廂傾角從水平開始增加時，開始階段貨物與車廂間的摩擦力為靜摩擦力，大小為
靜摩擦力的最大值為
即當(dāng)時貨物開始將要滑動，此位置在函數(shù)與圖像的交點位置；之后貨物向下滑動，摩擦力為滑動摩擦力，大小為
隨θ增加，滑動摩擦力減小。
故選B。
7. 工程師對質(zhì)量為的汽車進(jìn)行性能測試，測得該款汽車綜合阻力隨速度變化的關(guān)系式為常數(shù)）?，F(xiàn)工程師為汽車提供恒定的牽引力，使汽車由靜止開始做直線運動。汽車位移為時恰好達(dá)到最大速度。則（ ）
A. 汽車速度越大，加速越快B. 汽車達(dá)到的最大速度為
C. 整個過程的平均速度為D. 整個過程所用時間為
【答案】D
【解析】
【詳解】A．汽車恒力啟動過程，根據(jù)牛頓第二定律有
解得
隨速率增大加速度減小，A錯誤；
B．當(dāng)汽車所受合力為零時，汽車達(dá)到最大速度，由受力平衡有
解得
B錯誤；
C．汽車恒力啟動過程中，汽車做加速度越來越小的加速運動，則整個過程汽車的平均速
度大于，C錯誤；
D．汽車從靜止達(dá)到最大速度過程中，根據(jù)動量定理有
解得整個過程所用時間為
D正確。
故選D。
8. 如圖，有一垂直紙面向里的圓形勻強(qiáng)磁場，線段PQ和線段MN是圓的兩條直徑，夾角為60°。兩個同種帶電粒子甲、乙以不同的初速度，沿垂直于M方向從P點射入磁場，之后甲粒子從Q點飛出磁場，乙粒子從N點飛出磁場。不計粒子重力，則（ ）
A. 粒子甲在磁場中運動的時間長
B. 粒子甲在磁場中運動的速度大
C. 粒子乙在磁場中運動的加速度大
D. 甲、乙粒子在磁場中運動的路程相等
【答案】BD
【解析】
【詳解】BC．兩粒子在磁場中做勻速圓周運動的軌跡如圖所示
設(shè)磁場圓的半徑為R，甲粒子的軌跡半徑為r1，乙粒子的軌跡半徑為r2，根據(jù)幾何關(guān)系可得，
根據(jù)洛倫茲力提供向心力有
所以，
所以甲粒子速度大，加速度大，故B正確，C錯誤；
A．甲粒子的圓心角等于60°，乙粒子的圓心角等于120°，根據(jù)，
可知，甲粒子的運動時間較短，故A錯誤；
D．由以上分析可知，甲粒子運動速度時乙粒子運動速度的2倍，而甲粒子的運動時間是乙粒子運動時間的一半，根據(jù)
可知，兩粒子運動的路程相等，故D正確。
故選BD。
9. 桐桐和樂樂乘坐溜冰電動車在水平冰面上玩耍。如圖甲，桐桐開著電動車向停在正前方樂樂沖來，在碰撞前瞬間熄火；樂樂的電動車一直處于熄火狀態(tài)。已知桐桐與車的總質(zhì)量為，在碰撞前后的一段時間內(nèi)，兩車的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。則（ ）
A. 碰前桐桐與車受到的合力為
B. 樂樂與車的總質(zhì)量為
C. 此次碰撞過程沒有機(jī)械能損失
D. 兩車碰后，均停止運動時相距7.5m
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．根據(jù)速度-時間圖像的斜率表示加速度大小，可知碰撞前桐桐與車的加速度大小為
根據(jù)牛頓第二定律，可得桐桐與車受到的合力為
故A正確；
B．由圖可知碰撞前瞬間桐桐與車的速度為，樂樂與車的速度為0，碰撞后桐桐與車的速度為，樂樂與車的速度為，碰撞過程，動量守恒，則有
解得
故B錯誤；
C．碰撞前瞬間的機(jī)械能為桐桐與車的動能，則有
碰撞后的機(jī)械能為桐桐與車的動能和樂樂與車的動能，則有
可知
故此次碰撞過程有機(jī)械能損失，故C錯誤；
D．根據(jù)速度-時間圖像與時間軸圍成的面積表示位移，可得兩車碰后，桐桐與車的位移為
對樂樂與車，在1.1s到2.1s，可得加速度大小為
則碰撞后，樂樂與車的速度從4m/s減到0，所經(jīng)過的位移為
故兩車碰后，均停止運動時相距為
故D正確
故選AD。
10. 如圖所示，半徑為的絕緣筒處在輻射狀磁場中（左圖中未畫全），磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于絕緣筒向內(nèi)（如右圖）。在絕緣筒表面粘貼了一張長為寬為的薄銅片。絕緣筒右側(cè)通過兩根細(xì)金屬棒與電阻相連。金屬棒相互平行且間距為，左側(cè)與圓筒接觸良好。金屬棒和銅片的電阻可忽略。絕緣筒在外力作用下以角速度按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動，則（ ）
A. 轉(zhuǎn)動過程中，外力功率恒定
B. 絕緣筒轉(zhuǎn)動一周克服安培力做功
C. 銅片上下邊緣間的電勢差大小為，且下邊緣電勢高
D. 若絕緣筒的角速度變成，則電阻的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．金屬棒左側(cè)如果沒有接觸薄銅片時，回路中沒有感應(yīng)電流，外力做功為零，如果接觸薄銅片，回路中有感應(yīng)電流，外力做功不為零，所以轉(zhuǎn)動過程中，外力功率不恒定，故A錯誤；
B．金屬棒左側(cè)接觸薄銅片時，回路中的感應(yīng)電流為
絕緣筒轉(zhuǎn)動一周克服安培力做功為
故B正確；
C．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得銅片上下邊緣間的電勢差大小為，根據(jù)右手定則可知下邊緣電勢高，故C正確；
D．金屬棒左側(cè)接觸薄銅片過程中如果絕緣筒的角速度為，電流有效值滿足
則電阻R的熱功率為
若絕緣筒的角速度變成，則電阻R的熱功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D錯誤。
故選BC。
第Ⅱ卷
二、實驗題：本題共2小題，共16分。請把分析結(jié)果填在答題卡上或按題目要求作答。
11. 小張同學(xué)在“做探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗時，實驗數(shù)據(jù)記錄如下（按加速度大小順序排列），其中實驗序號⑧的實驗數(shù)據(jù)不完整。
（1）小張同學(xué)先“探究小車加速度與力關(guān)系”。請你在上表中幫他挑出所有符合要求的數(shù)據(jù)組，并把序號寫在橫線上：_____________。
（2）第（1）問中，你挑選數(shù)據(jù)組依據(jù)的方法是（ ）
A. 理想實驗法B. 等效替代法
C. 微元法D. 控制變量法
（3）實驗序號⑧對應(yīng)的紙帶如圖所示，每相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出。打點計時器電源頻率為，則對應(yīng)的加速度大小為___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
（4）小張同學(xué)“探究小車加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，為了方便準(zhǔn)確得到小車的加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)作出___________圖像（選填“”或“”）。
【答案】（1）②④⑤⑦⑨
（2）D （3）0.93
（4）
【解析】
【小問1詳解】
本實驗采用的是控制變量法，欲“探究加速度與力的關(guān)系”，應(yīng)保持小車的質(zhì)量一定，改變小車合外力，故選擇實驗數(shù)據(jù)為②④⑤⑦⑨；
【小問2詳解】
本實驗采用的是控制變量法。
故選D。
【小問3詳解】
打點計時器電源頻率為，每相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出，則每相鄰兩計數(shù)點時間間隔為
逐差法可知加速度大小為
【小問4詳解】
根據(jù)牛頓第二定律
整理可得
可知若做圖像，圖像為曲線，不能直觀反映加速度與質(zhì)量的關(guān)系；若做圖像，圖像為過原點的直線，說明加速度與質(zhì)量的倒數(shù)成正比，即加速度與質(zhì)量成反比，所以為了方便準(zhǔn)確得到小車的加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)作出圖像。
12. 某興趣小組利用銅片、鋅片和蘋果制作了蘋果電池（電動勢約1V），并分別用圖甲、圖乙所示的兩種實驗電路測量這種電池的電動勢E和內(nèi)阻r。
（1）圖甲中電表為數(shù)字電壓表，圖乙中電表為電流表。某次實驗中，電流表示數(shù)如圖丙所示，請讀數(shù)：___________μA。
（2）先后使用圖甲、圖乙兩種電路進(jìn)行實驗，在圖丁所示的同一坐標(biāo)系內(nèi)，分別繪制和圖像。其中圖像是以圖甲中電壓表讀數(shù)U為縱軸，以電壓表讀數(shù)U與電阻箱讀數(shù)的比值為橫軸繪制的；圖像是以圖乙中電流表讀數(shù)I與電阻箱讀數(shù)的乘積IR為縱軸，以電流表讀數(shù)I為橫軸繪制的。則圖丁中，直線___________（選填“ab”或“cd”）是依據(jù)圖甲電路所測數(shù)據(jù)繪制的。
（3）若兩次測量中，蘋果電池的電動勢和內(nèi)阻的變化可忽略，綜合圖丁中的兩條直線，消除電表內(nèi)阻帶來的誤差，則蘋果電池的電動勢應(yīng)為__________V，內(nèi)阻應(yīng)為__________kΩ。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）
【答案】（1）150 （2）cd
（3） ①. 0.80（0.79~0.81） ②. 2.4或2.5
【解析】
【小問1詳解】
由于電流表量程為0~300μA，所以每一小格為10μA，電流讀數(shù)為150μA。
【小問2詳解】
對甲圖，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
變形可得
對乙圖，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得
變形可得
由此可知，圖甲電路所對應(yīng)的圖線的斜率較小，縱截距較小，故直線cd是依據(jù)圖甲電路所測數(shù)據(jù)繪制的。
【小問3詳解】
[1]使用圖乙進(jìn)行實驗，電動勢測量值沒有系統(tǒng)誤差，更接近真實值，內(nèi)阻的測量值為電源內(nèi)阻與電流表內(nèi)阻之和，內(nèi)阻測量值偏大，故若使電動勢的測量值更接近真實值選圖線ab，則
[2]使用圖甲做實驗，電動勢和內(nèi)阻的測量誤差來源于電壓表分流，會導(dǎo)致測量值都偏小，實際測量的電源內(nèi)阻可以等效看成電壓表與電源內(nèi)阻并聯(lián)之后的阻值，因為電壓表內(nèi)阻比電源內(nèi)阻大很多，故選圖線cd內(nèi)阻的測量值更接近真實值，則
三、計算題：本題共4小題，共38分。解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須寫出數(shù)值和單位。
13. 如圖甲，古老的牧羊人跳”是利用一根長桿從高處安全跳下。某同學(xué)將該過程簡化為物塊與桿在豎直方向的運動，如圖乙，質(zhì)量的物塊套在長桿上，距長桿下端的長度。初始時，物塊與長桿從某一高度自由下落，長桿碰到地面后保持靜止（插人地面長度可忽略）；物塊繼續(xù)向下運動，受到桿的阻力。為保證安全，物塊到達(dá)地面時速度應(yīng)小于。重力加速度大小取，求：
（1）在保證安全的前提下，物塊下落過程中最大速度的大?。?br>（2）物塊能安全下落的最大高度。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)動能定理有
代入數(shù)據(jù)解得
【小問2詳解】
根據(jù)速度位移公式有
解得
則物塊能安全下落的最大高度
14. 一種測定電子比荷的實驗裝置如圖所示。真空玻璃管內(nèi)陰極發(fā)出的電子經(jīng)陽極與陰極之間的高壓加速后，形成一細(xì)束電子流，以平行于平行板電容器極板的速度進(jìn)入兩極板間的區(qū)域。若兩極板間無電壓，電子將打在熒光屏上的O點；若在兩極板間施加電壓，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的點；若再在極板間施加一個方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場，則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點又回到O點。已知極板的長度為間的距離為，極板區(qū)的中點到熒光屏中點O的距離為點到O點的距離為。求：

（1）電子進(jìn)入平行板電容器時的速度大小；
（2）電子的比荷。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小問1詳解】
當(dāng)平行板電容器兩極板間同時存在電場和磁場時有，
聯(lián)立解得
【小問2詳解】
設(shè)電子離開電場時速度偏轉(zhuǎn)角為，則，
又，，，
聯(lián)立得
15. 甲、乙兩列簡諧橫波在同種介質(zhì)中分別沿軸正方向和負(fù)方向傳播，兩波源分別位于和處，兩波源的振幅均為，持續(xù)振動。甲波源振動后的波形如圖所示，此刻和處的P、Q兩質(zhì)點剛開始振動，質(zhì)點M的平衡位置在處。從圖示時刻起，求：
（1）兩列波經(jīng)多長時間相遇；
（2）內(nèi)質(zhì)點運動的路程。
【答案】（1）1.25s
（2）2.8m
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)題意與波形可知，
則波傳播速度
解得
兩列波相遇時有
其中
解得
【小問2詳解】
結(jié)合上述可知，乙波傳到所用時間
解得
甲波傳到所用時間
解得
只有乙波引起質(zhì)點振動，此時間內(nèi)
解得
甲、乙兩波引起質(zhì)點的振動相互加強(qiáng)，則有
解得
則內(nèi)質(zhì)點運動的路程
解得
16. 如圖，兩光滑平行圓弧導(dǎo)軌豎直放置，下端與兩根間距為的光滑平行水平導(dǎo)軌平滑連接，足夠長的水平導(dǎo)軌全部處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。在導(dǎo)軌上放置長度略大于的導(dǎo)體棒、、。棒的質(zhì)量為，接入電路的電阻為，棒和棒的質(zhì)量均為，接入電路的電阻均為。已知初始時棒和棒間距為，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)讓棒從圓弧導(dǎo)軌上高為處由靜止釋放，棒與棒如果發(fā)生碰撞則會粘在一起。已知重力加速度大小為，導(dǎo)軌電阻不計，且導(dǎo)體棒運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。
（1）棒剛進(jìn)入磁場時，求棒和棒的加速度之比；
（2）若使棒與棒不發(fā)生碰撞，求初始時棒離磁場左邊界的距離應(yīng)滿足的條件；
（3）若初始時棒離磁場左邊界的距離，且棒與棒沒有發(fā)生碰撞，試求、、三棒在全過程中產(chǎn)生的焦耳熱。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
當(dāng)棒進(jìn)入磁場時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，、棒并聯(lián)，兩端的電壓總相等，則有，
又，
根據(jù)牛頓第二定律可得，
聯(lián)立可得棒和棒的加速度之比為
【小問2詳解】
對棒：由動能定理得
解得棒剛進(jìn)入磁場的速度大小為
由（1）可知，棒、棒總是相對靜止的，由于棒受到的安培力與、棒受到的安培力的合力為0，所以棒、棒、棒構(gòu)成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)三棒速度相等時的速度為，以向右為正方向，則根據(jù)動量守恒定律有
解得
對棒，由動量定理得
又
其中
聯(lián)立解得
則要棒與棒不發(fā)生碰撞，棒離磁場左邊界的距離應(yīng)滿足
【小問3詳解】
因為棒進(jìn)入磁場時與棒之間的距離
所以棒與棒將發(fā)生碰撞并粘在一起。全過程三棒減少的機(jī)械能中，一部分轉(zhuǎn)化為三棒生成的焦耳熱，另一部分在棒與棒的完全非彈性碰撞中損失掉。則有
棒與棒碰撞前瞬間，設(shè)棒、棒的速度大小均為，棒的速度大小為，以向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律得
對棒，由（2）得
聯(lián)立解得，
棒與棒碰撞過程，由動量守恒定律可得
解得
碰撞瞬間損失的機(jī)械能為序號
外力
小車質(zhì)量
加速度
①
0.29
0.86
0.3
②
0.14
0.36
0.3
③
0.29
0.61
0.4
④
0.19
0.36
0.5
⑤
0.24
0.36
0.6
⑥
0.29
0.41
07
⑦
0.29
0.36
0.8
⑧
0.31
⑨
0.34
0.36
0.9