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2025年河北省石家庄市普通高中高考物理质检试卷（三）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.用如图所示的实验装置研究光电效应，滑动变阻器滑片位于中间位置，当用某单色光照射金属阴极时，观察到光电流。下列说法正确的是( )
A. 增大入射光强度，光电子的最大初动能将增大
B. 入射光频率越高，饱和光电流一定越大
C. 将滑动变阻器滑片滑至最左端时，没有光电流
D. 施加反向电压时，遏止电压由入射光频率和阴极金属材料决定
2.回旋加速器利用高频交变电压使带电粒子在电场中不断加速。如图所示，回旋加速器两“”型盒内存在垂直“”型盒的匀强磁场，磁场的磁感应强度为，所加速粒子的比荷为，高频电源由振荡电路产生，振荡电路中电感线圈的自感系数为。为使回旋加速器正常工作，振荡电路中的电容器的电容为( )
A. B. C. D.
3.“打弹珠”是一种常见的游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。某次游戏时的示意图如图甲所示，弹珠和弹珠与坑在同一直线上，两弹珠间距，弹珠与坑的间距。现用手指将以某一初速度弹出，在坐标纸中作出、运动的图像如图乙所示实线代表，虚线代表、忽略弹珠、碰撞的时间，取。则下列说法中正确的是( )
A. 碰撞后瞬间弹珠的速度大小为 B. 碰撞前弹珠运动时间为
C. 弹珠会落入坑中 D. 弹珠会落入坑中
4.如图为某人设计的电吹风电路图，、、、为四个固定触点。可动的扇形金属触片可同时接触两个触点。触片处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种状态。理想变压器的原、副线圈匝数分别为、，电吹风的各项参数如表所示。下列说法正确的是( )
热风时输入功率
冷风时输入功率
小风扇额定电压
正常工作时小风扇输出功率
A. 冷风时，电热丝与小风扇并联接入电路 B. 冷风时，小风扇的机械效率约为
C. 热风时，电路总电流约为 D. 变压器原、副线圈的匝数比为：
5.一个柱状玻璃砖的横截面如图所示，它可视为由半径为的扇形与直角三角形组成，，，。现有一束单色光从边上的点垂直边界射入玻璃砖，在圆弧面刚好发生全反射。已知光在真空中的速率为，该单色光在玻璃砖中的折射率为，则单色光在玻璃砖中的传播时间为( )
A. B. C. D.
6.北斗三号卫星导航系统由多种轨道卫星组成，如图所示，为地球静止同步轨道卫星，为中圆地球轨道卫星，、两卫星均绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为，卫星的轨道半径为，运行周期为，卫星的周期为。下列说法正确的是( )
A. 卫星的线速度大小为
B. 卫星的向心加速度大小为
C. 地球表面赤道处的重力加速度大小为
D. 某时刻、两卫星相距最近，再经，两卫星间距离为
7.如图所示，在竖直方向运动的升降机内，放置用轻杆相连的、两小球，两球质量分别为、，杆与竖直方向的夹角为。只考虑球与升降机底板间摩擦，且最大静摩擦力与正压力之比为。升降机以不同加速度大小运动，要求轻杆与厢壁始终相对静止。以竖直向上为正方向，重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 当和时，轻杆对小球的作用力大小相等
B. 当时，球与底板间的摩擦力为零
C. 为保证轻杆与厢壁始终相对静止，的最小值为
D. 若，升降机向上加速运动的最大加速度为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图为水流导光实验，已知出水口的横截面积为，出水口中心到水池水面的竖直高度为，水柱在水面的落点中心到出水口的水平距离为，水的密度为，取。假设水落到水面后竖直速度立即减为，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 水离开出水口时的速度大小为
B. 水离开出水口时的速度大小为
C. 落水对水面竖直方向的冲击力大小为
D. 落水对水面竖直方向的冲击力大小为
9.如图所示，在倾角为的固定绝缘斜面上，质量分别为和的两个物块和用与斜面平行的绝缘轻质弹簧相连接，弹簧劲度系数为，带电物块下表面光滑，不带电物块下表面粗糙。初始时物块和静止在斜面上，物块恰好不下滑。现在该空间加上沿斜面向上的匀强电场，物块开始沿斜面向上运动，运动到最高点时，物块恰好不上滑。下列说法正确的是( )
A. 物块从开始到运动到点，运动的位移大小为
B. 物块从开始到运动到点，运动的位移大小为
C. 物块所受的电场力大小为
D. 若仅将电场强度变为原来的倍，物块运动到点时的速度大小为
10.如图所示，固定在水平面上间距为的两条平行金属导轨处在垂直于导轨平面向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。垂直于导轨放置一根质量为、长度为、电阻为的金属棒，金属棒与导轨始终接触良好。竖直平面内半径为的金属圆环上固定、、、四根长均为、阻值均为且夹角互为的金属棒。以圆环圆心为原点建立直角坐标系，在第二象限圆环内部存在方向垂直竖直面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，圆心与环面分别通过电刷、与金属导轨左端相连，其它电阻均不计。在外力作用下，圆环以角速度绕点沿顺时针方向匀速转动，金属棒始终静止不动。下列说法正确的是( )
A. 通过金属棒的电流方向始终为
B. 通过金属棒的电流大小为
C. 金属棒所受到的摩擦力大小为
D. 圆环转动一周的过程，外力做的功为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.利用如图甲装置做“探究气体等温变化的规律”实验。主要实验步骤如下：
将压力表的指针校准到；
在柱塞上均匀涂抹润滑油，然后将柱塞移至注射器适当刻度处；
将橡胶套套在注射器下端的开口处，它和柱塞一起把一段空气柱封闭；
缓慢推动柱塞，记录多组注射器内气体的体积及相应的压力表示数。
请指出以上哪些步骤中存在不妥之处：______填写序号；
甲同学按正确步骤进行了实验，表为记录的部分实验数据，其中有一次记录的实验数据错误，错误的是______填对应的实验序号；
实验序号
封闭空气柱长度
封闭空气柱压强
该同学重新按正确步骤进行实验，根据实验所采集数据绘制了图像，如图乙所示，出现这种情况的可能原因是______写出一种原因即可。
12.某同学自制了一个多用电表，电流表、电压表、欧姆表均为双量程，电表电路如图所示，、分别接表笔。所用器材如下：
A.电流表满偏电流，内阻；
B.定值电阻、、；
C.滑动变阻器最大阻值为；
D.电源电动势为，内阻不计；
E.开关、；
F.表笔两只、导线若干。
将接，分别接、时为电流表，其量程分别为和，定值电阻的阻值为______。
现将接，接时，欧姆表的挡位为______选填“”或“”；欧姆调零后将待测电阻接在、间，发现电流表指针偏转角很小，将挡位换成另一挡位，再次欧姆调零时，滑动变阻器的滑片应______选填“向上”或“向下”移动；欧姆调零后，电流表示数为，则待测电阻 ______。
将接、接，若，则此时电压表量程为______。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.在海洋气象观测中，一列沿轴传播的海浪可视为简谐波被监测站记录，时刻的波形图如图甲所示，浮标和分别位于和处。浮标的振动图像如图乙所示。求：
海浪沿轴传播的速度大小；
从开始，浮标到达波峰的时间。
14.有一种打积木的游戏，装置如图所示，质量均为、宽度均为的三块完全相同积木、、叠放在水平面上，积木夹在固定的两竖直光滑薄板间，质量为的小球可视为质点用长为、且不可伸长的轻绳悬挂于点。游戏时，将球拉至左上方，轻绳处于伸直状态且与水平方向成角的位置由静止释放，球运动到最低点时与积木发生弹性碰撞将积木打出，积木滑行一段距离后停下，之后重复前面操作将积木打出后沿积木的轨迹前进，与积木发生碰撞并粘合在一起向前滑动。已知积木间、积木与水平面间的动摩擦因数均为，不计小球与积木的碰撞时间及空气阻力，取。求：
球运动到最低点与积木碰撞前瞬间的速度大小；
积木离开右侧挡板后向前滑行的位移大小。
15.如图所示，在平面直角坐标系内，以为圆心、半径为的区域Ⅰ内存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场。第二象限有一平行于轴、宽度为的线状电子源，电子源中心与等高。在轴上放置一定长度的薄收集板，收集板左端置于原点处。轴下方区域Ⅱ存在磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场。电子源沿轴正方向均匀发射质量为、电荷量为、速度相同的电子，射入圆形磁场区域后经点全部进入区域Ⅱ收集板左端不会挡住经过点的电子，只有一半数量的电子打到收集板上并被吸收。忽略电子重力和电子间相互作用。
求电子源发射电子的初速度的大小；
求该收集板的长度；
现撤去区域Ⅱ的磁场，然后在且区域加垂直纸面方向的磁场，磁感应强度随轴坐标变化的规律如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向。电子源正对点以原初速度射向区域Ⅰ的电子运动轨迹经过点，其中且为已知量。求该电子轨迹上横坐标为的点的纵坐标。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、依据爱因斯坦光电效应方程
可以知道光电子的最大初动能是由入射光的频率以及阴极金属材料的逸出功所决定的，和入射光的强度没有关系。所以，即便增大入射光强度，光电子的最大初动能也不会改变，故A错误；
B、饱和光电流的大小主要取决于入射光的强度。虽然入射光频率越高，单个光子的能量会越大，但是饱和光电流的大小是由单位时间内逸出的光电子数量决定的，而这又与入射光的强度相关。所以，入射光频率高并不意味着饱和光电流一定大，故B错误；
C、当滑动变阻器滑片滑至最左端时，光电管两端的电压为零。不过，只要入射光的频率高于金属的极限频率，光电子就能够逸出并到达阳极，从而形成光电流。所以，此时是存在光电流的，故C错误；
D、根据遏止电压的公式
能够看出遏止电压是由入射光频率和阴极金属材料的逸出功共同决定的，故D正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】根据洛伦兹力提供向心力有，被加速粒子在磁场中的运动周期为，粒子在磁场中的运动周期等于振荡电路的周期，即，解得，故A正确，BCD错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】、由图像可知，碰撞后瞬间弹珠的速度大小为，故A错误；
B、碰撞前弹珠的平均速度
根据速度、位移和时间的关系可知，运动时间为
故B错误；
、碰撞前后两球均做匀减速运动，根据加速度定义式有，加速度大小均为
弹珠碰后运动的距离
可知弹珠会落入坑中；碰后运动的距离
可知弹珠不会落入坑中。故C正确，D错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】当触片接、档时，仅接通了小风扇，而电热丝未被接通，故电吹风处于吹冷风状态，故A错误；
小风扇额定电压为，由变压器电压与匝数之比可得：：：：：，正，常工作时小风扇的额定功率为，输出功率为，机械效率，根据，可得热风时，电路总电流
故D正确，BC错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】根据题意作图，如图
在圆弧面刚好发生全反射，根据全反射临界角公式有
解得
光在介质中的速度为
根据几何关系可知光程为
则单色光在玻璃砖中的传播时间为，故C正确，ABD错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】、已知卫星的轨道半径为，运行周期为，则卫星的线速度大小为，故A错误；
B、设卫星的轨道半径为。根据开普勒第三定律有，卫星的向心加速度为，联立解得，故B错误；
C、对于卫星，根据万有引力提供向心力有
对地球表面赤道处的物体受力分析，有
联立可得地球表面赤道处的重力加速度大小为，故C错误；
D、因为、两卫星的周期差为，所以从相距最近到经过时相距最远，则两卫星间距离为，故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】根据牛顿第二定律，当和时，轻杆对小球的作用力大小不相等，加速度越大，轻杆对小球的作用力越大，故A错误；
B.只有当时，系统处于完全失重状态，球与底板间才无压力，球与底板间的摩擦力为零，其他情况摩擦力不为零，故B错误；
C.设杆的弹力为，升降机向上运动的加速度为，升降机壁对的弹力为，对在竖直方向上
对在水平方向上
对系统水平方向
解得，故C正确；
D.若，因为，即升降机向上加速运动时，无论加速度取何值，球受到的静摩擦力均大于壁对球的弹力，所以，若，升降机向上加速运动的加速度可以取任意值，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】、根据平抛运动的规律水平方向上做匀速直线运动有，
竖直方向上做自由落体运动有，
可得
故A错误，B正确；
、在时间内流出水的质量
落地时的竖直速度，
代入数据解得
由动量定理
解得
故C正确，D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】、初始时，对，由平衡条件知，弹簧的压缩量
对、整体，由平衡条件：
运动到最高点时，对，由平衡条件：
解得弹簧的拉长量
则从开始运动到点过程运动的位移大小
此过程，由能量守恒定律：
解得所受的电场力大小
故B正确，AC错误；
D、仅将电场强度变为原来的倍，所受的电场力变为原来的倍，运动到点过程，由能量守恒定律：
解得在点时的速度大小
故D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】、圆环以角速度绕点沿顺时针方向匀速转动，根据右手定则，通过金属棒的电流方向始终为，故A正确；
B、感应电动势
总电阻：
总电流：
通过金属棒的电流大小为：
故B正确；
C、金属棒所受到的摩擦力大小为
故C错误；
D、圆环转动一周的过程，外力做的功为：
故D正确。
故选：。
11.【答案】； ； 实验过程中有漏气现象或者环境温度降低
【解析】第步应将压力表的指针校准到；
若实验数据无误，则每组数据的乘积应该近似相等，由表中数据可知，前组数据乘积约为 ，但第组数据 ，可知第组数据有误；
根据与气体的质量有关
可知因图像末端斜率减小，可知其原因可能是气体质量减小，由漏气现象，或者环境温度降低。
故答案为：；；实验过程中有漏气现象或者环境温度降低
12.【答案】； ；向上；；
【解析】根据图示电路图，由欧姆定律得，，
代入数据解得，。
现将接，接时，由图示电路图可知，此时电流表量程大，
由闭合电路的欧姆定律可知，改装后欧姆表的内阻小，欧姆表挡位小，
则欧姆表的挡位为；欧姆调零后将待测电阻接在、间，
发现电流表指针偏转角很小，将挡位换成另一挡位，即换成挡，
再次欧姆调零时，欧姆表内阻变大，滑动变阻器的滑片应向上移动；
欧姆调零后，欧姆表内阻，
电流表示数为，流过电路的电流为，
由闭合电路的欧姆定律得，
代入数据解得，待测电阻。
将接、接，若，此时电压表量程。
故答案为：；；向上；；。
13.【解析】由图乙可知，浮标的振动周期
由图甲可知，波长
根据波速、波长、周期的关系
代入数据解得
由图甲、乙可判断海浪沿轴正向传播，传播距离
浮标到达波峰的时间
解得
答：海浪沿轴传播的速度大小为；
从开始，浮标到达波峰的时间为。
14.【解析】球自由下落到，设绳子绷紧前瞬间速度为，由机械能守恒定律得：
解得
此时，绳子绷紧，绳子绷紧瞬间球沿绳方向的速度瞬间变为零。设球垂直绳子方向速度大小为，由几何关系得：
解得
设球运动到最低点时速度为，绳子绷紧后瞬间到球运动到最低点过程，由机械能守恒定律得：
解得
球运动到最低点时与积木发生的碰撞为弹性碰撞且瞬间完成，满足动量守恒和机械能守恒。设碰后球的速度大小为积木的速度大小，以的方向为正方向，则
联立解得：
，
碰撞完，积木向前做匀减速运动，由动能定理得：
解得：
球与积木碰撞后，设积木的速度为，则
设积木被打出后与碰撞前的速度为，由动能定理得：
解得：
设积木、碰撞粘合后的速度为，以的方向为正方向，由动量守恒得：
解得：
设碰后积木、一起滑动的距离为，由动能定理得：
解得：
积木离开右侧挡板后向前滑行的位移为：
解得
答：球运动到最低点与积木碰撞前瞬间的速度大小为；
积木离开右侧挡板后向前滑行的位移大小为。
15.【解析】电子在区域内做圆周运动，设轨道半径为，根据牛顿运动定律：
电子运动的轨道半径等于圆形磁场的半径：
解得：
做出电子在磁场中运动的轨迹如图，距离电子源中心位置的粒子打在点时，速度方向分布在轴左右两侧，与轴夹角均为。由题意可知，距离电子源中心位置大于的区域粒子直接打到收集板上，其它电子均不能打到收集板上。
做出速度方向与轴左右两侧夹角均为角的电子在区域Ⅱ运动的轨迹，两电子在区域Ⅱ内运动的轨迹圆心角为和。设收集板的长度为，根据几何关系得：
因为区域Ⅱ磁场磁感应强度也为，故
解得：
正对点射向区域Ⅰ的电子在区域内做圆周运动，运动的轨道半径等于圆形磁场的半径，电子从点沿轴负方向射出，速度大小为，运动轨迹如下图。设轴正向为正，经时间，由动量定理得：
所以：
设题中乙图图像与轴围成的面积为，则：
在间
解得电子经过点时沿轴负方向分速度：
全程洛伦兹力不做功，速率不变。可知电子经过点时沿方向分速度
在间，电子沿轴负方向分速度由增大到，沿方向分速度由减小到，电子在轴负方向的位移与间的相同，之后重复运动，故该电子轨迹上横坐标为的点的纵坐标为。
答：电子源发射电子的初速度的大小为；
该收集板的长度为；
该电子轨迹上横坐标为的点的纵坐标为。
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