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河北卷——2025届高考物理4月模拟预测卷
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.用频率为v的a光照射某金属恰好能打出光电子，已知电子电荷量为e，普朗克常量为h。现换用频率为的b光照射该金属，则打出光电子的最大初动能为( )
A. B. C. D.
2.一物块静止在足够大的光滑水平面上，从某时刻起物块受到方向水平向左、大小为的拉力和水平向右的拉力作用，其中从随时间均匀减小到零。若以水平向右为正方向，则在该过程中，物块的速度随时间t变化的图像可能为( )
A. B.
C. D.
3.电子透镜两极间的电场线分布如图所示，中间的一条电场线为直线，其他电场线对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d点和b、c点分别关于x、y轴对称。下列说法正确的是( )
A.a点的电场强度大于b点的电场强度
B.b点的电场强度大于c点的电场强度
C.d点的电势比c点的电势高
D.将带正电的试探电荷由b点移动到c点，试探电荷的电势能增大
4.实验室常用的弹簧秤结构如图甲所示，弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，整个外壳重为1N，弹簧和拉杆的质量忽略不计。现将两弹簧秤以如图乙方式悬挂起来，下端挂一重为1N的钩码，则稳定后上、下两弹簧秤的读数分别为( )（不计一切摩擦）
A.2N，2N B.2N，3N C.3N，2N D.3N，3N
5.如图左，华为12000mA；66W多协议超级快充移动电源（俗称“充电宝”），对华为P70Pro智能手机充电。图右电路中在超级快充模式下，充电宝对手机电池充电，此时可视为恒定电流，充电宝的输出电压为U、输出电流为I，手机电池等效内阻为R，则( )
A.手机电池的总功率为UI
B.充电宝的热功率为
C.手机电池的热功率为
D.手机电池储存的化学能的功率为
6.在同一水平面，两种不同介质I和Ⅱ的分界面MN为一条直线，在水平面内垂直于MN的直线为x轴，交点为坐标原点O，在和处各有一个波源和发出同种机械波，频率均为2 Hz，在时刻两波源同时沿垂直纸面方向从平衡位置开始振动，且起振方向相同，两列波在不同介质中的振幅均为5 cm。经半个周期后波形示意图如图所示，其中圆弧实线表示垂直纸面向外振幅处。下列说法正确的是( )
A.两波的起振方向可能垂直纸面向里
B.时两波在O点相遇
C.波源产生的波在介质I中的波长为2 m
D.在时O点的位移为
7.如图所示，在直角坐标系中，先固定一不带电金属导体球B，半径为L，球心坐标为（2L，0）。再将一点电荷A固定在原点O处，带电荷量为+Q。a、e是x轴上的两点，b、c两点对称地分布在x轴两侧，点到坐标原点O的距离均为0.5L，Od与金属导体球B外表面相切于d点，已知金属导体球B处于静电平衡状态，k为静电力常量，下列说法正确的是( )
A.a、b两点的电势相等，d点电势高于e点
B.b、c两点处电场强度相同
C.金属导体球B上的感应电荷在外表面d处产生的场强大小一定为
D.金属导体球B上的感应电荷在球心处产生的场强大小一定为
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.某双星系统由甲、乙两星体构成，甲的质量为，乙的质量为，两星体在相互之间的万有引力作用下绕它们连线上某一定点做匀速圆周运动。若该双星运行的周期为T，引力常量为G，不考虑其他星体的影响，则下列说法正确的是( )
A.甲、乙的轨道半径之比为 B.甲、乙的轨道半径之比为
C.两星体之间的距离为 D.两星体之间的距离为
9.如图所示，一绝热汽缸静置于水平地面上，汽缸内封闭有一定质量的理想气体。连有轻弹簧的两绝热轻活塞将汽缸分成三部分。活塞与汽缸壁间没有摩擦，初始时弹簧处于原长，三部分气体的温度、体积均相同。闭合开关S，对A中的气体缓慢加热，经过一段时间后，断开开关S，达到稳定后( )
A.C中的气体内能增加 B.弹簧处于压缩状态
C.A、B、C中的气体压强相等 D.A与C中的气体温度相等
10.如图所示，MN是半径为R的圆形磁场区域的直径，MN上方存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN下方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2B。在M点有一质量为m、电荷量为的离子源，离子从N点射出时的速度大小不同，但方向均与磁场方向垂直且与MN成30°角。不计离子重力及离子间的相互作用，则从N点射出磁场的离子速度可能是( )
A. B. C. D.
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（7分）光学技术作为一门高精密度的学科，应用在各个领域。
（1）观看3D电影时需要佩戴特殊的眼镜，此过程利用了光的__________现象，这个现象说明光是横波。
（2）某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，将长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面和。O为直线AO与的交点。在直线OA上竖直插上两枚大头针，然后在下方合适位置插上大头针，使挡住的像，插上大头针，使挡住和的像。过作直线交于，过作垂直于的直线，连接O、。测量图甲中角α和角β的大小，可以计算出玻璃的折射率n。
下列操作中对折射率的测量一定没有影响的是_______。
A.确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖向下平移了一小段，然后确定界面
B.正确确定玻璃砖的界面和的边界线后，不小心将玻璃砖向上平移了一小段
C.实验操作正确，但玻璃砖的界面和不平行
D.确定玻璃砖的界面后不小心将玻璃砖转动了一个小角度，然后确定界面
（3）在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，如图乙所示，光具座放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件。在实验中可以观察到干涉条纹，若增大双缝到屏的距离，则相邻两亮条纹间距将_________（填“变大”“变小”或“不变”），若增大单缝与双缝间距，则相邻两亮条纹间距将________（填“变大”“变小”或“不变”）。
12.（9分）某实验小组为粗略测量一段粗细均匀的金属丝的电阻率，设计实验如下：
（1）用刻度尺测量出金属丝的长度为，再用螺旋测微器测金属丝的直径，结果如图甲所示，其直径_____mm。
（2）再利用以下器材，组装了一个电阻表测量其电阻，电阻表结构如图乙所示，其中表笔a应为_______（填“红”或“黑”）表笔
器材：干电池E（1.5 V，）；
电流表A（1 mA，）；
定值电阻；
滑动变阻器；
开关，导线若干。
（3）若开关S闭合时，欧姆调零后测量该金属丝的阻值，表盘指针如图丙所示，则该金属丝的电阻为________Ω，电阻率约为________。（结果均保留三位有效数字）
（4）若该干电池实际电动势只有1.35 V，内阻为3 Ω，则测量得到的金属丝的电阻率________（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
13.（8分）如图所示，水平放置的两块长直平行金属板a、b相距为d，a、b间加有电压，b板下方空间存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m电荷量为q的带正电的粒子（不计重力），从贴近a板的左端以的初速度水平射入匀强电场，刚好从狭缝P处穿过b板进入匀强磁场，最后粒子打到b板的Q处（图中未画出）被吸收。已知P到b板左端的距离为2d，求：
（1）进入磁场时速度的大小和方向；
（2）P、Q之间的距离；
14.（14分）间距为L的U形光滑金属导轨，固定在绝缘水平桌面上，其靠近桌面前侧导轨右端与桌面右侧平齐，如图所示。质量分别为m与的匀质导体棒a和b静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，两杆在导轨间的电阻均为R，导体棒a距离导轨最右端的距离为。整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现给导体棒b一水平向左的初速度，经过一段时间导体棒a运动到导轨最右端时速度变为并离开桌面，已知这段时间导体棒b一直在靠桌面后侧平直轨道上运动，感应电流产生的磁场及导轨的电阻均忽略不计。求
（1）导体棒a刚开始运动时的加速度大小；
（2）导体棒a上产生的热量；
（3）导体棒a在导轨上运动的时间。
15.（16分）光滑水平面上每隔距离d静止放置一个质量为m的小球，共放置10个小球，从左至右依次标号为1、2、3、…、10。小球A静止放置在1号小球左端d处。现用一水平向右的恒力F作用于小球A，当小球A运动到10号球位置时，撤掉F。小球均可视为质点，小球间碰撞时间忽略不计。
（1）若小球A质量为m，且小球之间的碰撞均为弹性碰撞，求10号球开始运动的时间；
（2）若小球A质量为2m，且小球之间的碰撞均为完全非弹性碰撞，求小球A与1号球碰撞过程中的能量损失；
（3）在（2）中条件下，求小球A运动过程中的最大速度。
答案以及解析
1.答案：C
解析：用频率为v的a光照射某金属恰好能打出光电子，则有
若换用频率为的b光照射该金属，则有
解得
故选C。
2.答案：D
解析：由图可知，物体所受合外力先减小后增大，根据牛顿第二定律
可知，加速度先减小后增大，速度时间图象的斜率表示加速度，则图像的斜率先减小后变大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
3.答案：C
解析：AB.电场线分布的疏密表示电场的强弱，故a点的电场强度小于b点的电场强度；根据对称性可知b点的电场强度与c点的电场强度大小相等，故AB错误；
C.沿着电场线方向电势降低，根据对称性可知d点的电势比在该电场线上c点关于x轴对称的电势高，故d点的电势比c点的电势高，故C正确；
D.沿着电场线方向电势降低，b点电势比c点高，故将带正电的试探电荷由b点移动到c点，试探电荷的电势能减小，故D错误。
故选C。
4.答案：A
解析：上面弹簧的读数等于重物的重力与下面弹簧秤的重力之和，即2N；下面弹簧的读数也等于重物的重力与下面弹簧秤的重力之和，即2N。故选A。
5.答案：A
解析：A.充电宝的输出电压U、输出电流I，所以充电宝输出的电功率为UI，即手机电池的总功率为UI，故A正确；
B.由于充电宝的内阻未知，则充电宝产生的热功率不可知，故B错误；
C.根据焦耳定律可得手机电池产生的焦耳热应为
手机电池内阻
而，则可得
故C错误；
D.充电宝输出的电能一部分转化为手机电池储存的化学能，一部分转化为手机电池产生的焦耳热，故根据能量守恒定律可知手机电池储存的化学能的功率为
故D错误。
故选A。
6.答案：B
解析：波源振动了和处质点位于垂直纸面向外振幅处，可知其振动时间为，故两波源起振方向垂直纸面向外，A错误；由题图可知，，解得波源产生的波在介质I中的波长为，C错误；由题图可知，，解得波源产生的波在介质Ⅱ中的波长为，周期，波源产生的波在介质I中的传播速度为，波源产生的波在介质Ⅱ中的传播速度为的振动传到O点用时的振动传到O点用时，故时两波在O点相遇，B正确；两列波同时传到O点，且起振方向相同，故O点为振动加强点，则O点的振幅为10 cm，，此时O点位于负向最大位移处，位移为，D错误。
7.答案：D
解析：金属导体球B上会产生感应电荷，由于感应电荷对场源电荷的影响，结合沿着电场线方向电势逐渐降低，可得，A错误；b、c两点处电场强度大小相等，方向不同，B错误；点电荷A在d处产生的场强大小，但金属导体球B外表面场强不为零，则金属导体球B上的感应电荷在外表面d处产生的场强大小不等于，C错误；点电荷A在处产生的场强大小，方向沿x轴正方向，金属导体球B内部电场强度为零，则金属导体球B上的感应电荷在球心处产生的场强大小为，方向沿x轴负方向，D正确。
8.答案：BC
解析：AB.设甲、乙两星轨道半径分别为，由于双星间的引力提供双星的向心力，且双星引力相同、角速度相同，则有整理得故A错误，B正确；CD.由于双星间的引力提供双星的向心力，则有且联立解得故C正确，D错误。故选BC。
9.答案：AB
解析：由题意可知，初始时中的气体压强相等，A中的气体温度升高，则体积增加，推动活塞向下运动，活塞对C中的气体做功，由热力学第一定律可知，C中的气体内能增加，A正确；由理想气体的状态方程可知，C中的气体压强增加，将活塞弹簧进行整体受力分析可知，，即A中的气体压强增加，C的体积减小，然后对其中一活塞进行受力分析可知，弹簧处于压缩状态，B中的气体压强小于A、C中的气体压强，B正确，C错误；由理想气体的状态方程有得，，D错误。
10.答案：AB
解析：根据洛伦兹力提供向心力有
离子在MN上方运动的半径为
离子在MN下方运动的半径为
若离子从MN上方通过N点有
解得
即
若离子从MN下方通过N点有
解得
即
A、B正确,C、D错误.
11.答案：（1）偏振
（2）BC
（3）变大；不变
解析：（1）3D电影利用了光的偏振现象。
（2）如图所示，A项中的操作会使玻璃砖折射率的测量值偏小；B项中的操作对玻璃砖折射率的测量值没有影响；C项中的操作对玻璃砖折射率的测量值没有影响；D项中的操作可能会对玻璃砖折射率的测量值产生影响，对于从射出的光线，若左侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏小，若中间光线是出射光线则玻璃砖折射率的测量值准确，若右侧光线是出射光线会使玻璃砖折射率的测量值偏大。B、C正确。
（3）根据双缝干涉条纹间距可知增大双缝到屏的距离L，相邻两亮条纹间距变大；d为双缝间距而不是单缝与双缝间距，所以增大单缝与双缝间距对无影响，相邻两亮条纹间距不变。
12.答案：（1）7.869（7.868~7.870）
（2）红
（3）2.50；
（4）大于
解析：（1）螺旋测微器的精确度为0.01 mm，题图甲中螺旋测微器的读数为。
（2）电阻表内部“红进黑出”，表笔a接内部电源的负极，故表笔a应为红表笔。
（3）由电流表A与定值电阻并联，可改装为新的电流表，其量程为150 mA。电阻表的内阻，题图丙所示通过电流表的电流为0.8 mA，故流过金属丝的电流应为，，。
（4）由可知，电动势E变小，r变大，的测量值偏大，则ρ的测量值偏大，测量值大于真实值。
13.答案：（1），方向与b板夹45°角；（2）
解析：（1）粒子在两板间做类平抛运动，在水平方向有
在竖直方向有
解得
粒子进入磁场时的速度大小
解得
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示：
粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
则
14.答案：（1）（2）（3）
解析：（1）刚开始运动时b产生的感应电动势为
又由欧姆定律有
由牛顿第二定律有
（2）两导体棒在磁场中运动过程中，a、b系统动量守恒，由动量守恒定律有解得a出磁场时b的速度为：
由能量守恒可得，此过程整个电路产生的热量为
则a上产生的热量为：
（3）对a，取向右为正方向，由动量定理有
又有
联立得
又有
可得
代入得：
15.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）小球A与1号球碰前，做匀加速直线运动，对小球A，由牛顿第二定律得
由运动学公式得
小球A与1号球碰撞过程动量守恒，机械能守恒，有
联立解得
1号球碰后以速度v匀速运动，同理可得，n号球与号球碰撞后速度交换，号球碰后也以速度v匀速运动，所以10号球开始运动的时间
解得
（2）小球A与1号球碰前，对小球A由动能定理得
小球A与1号球碰撞前后动量守恒，有
小球A与1号球碰撞后能量损失
解得
（3）设小球A和前（）个小球组成的系统与第n号小球碰前的速度为，与第n号小球碰后，小球A和n个小球组成的系统的速度为，小球A与前（）个小球组成的系统与第（）号小球碰后的速度为，
从小球A和前（）个小球组成的系统与第（）号球碰后到与第n号球碰前的过程中，对小球A和前（）个小球，由动能定理得
小球A和前（）个小球组成的系统与第n号球碰撞前后，对小球A和前n个小球，由动量守恒定律得
由上式解得，同理可推出，
联立可得，
同理可推出，
……
，
以上式子相加得
又
解得，
根据数学知识可知，当，即时，有最大值

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