2025届北京专家物理高三上期中学业质量监测试题含解析

2025届北京专家物理高三上期中学业质量监测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、双星系统由两颗绕着它们中心连线上的某点旋转的恒星组成．假设两颗恒星质量相等，理论计算它们绕连线中点做圆周运动，理论周期与实际观测周期有出入，且，科学家推测，在以两星球中心连线为直径的球体空间中均匀分布着暗物质，设两星球中心连线长度为L，两星球质量均为m，据此推测，暗物质的质量为（）A．(n-1)m B．(2n-1)m C． D．2、杂技演员表演“水流星”，在长为1.6m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg的大小不计的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4m/s，则下列说法正确的是（）A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5NC．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零3、如图为人造地球卫星的轨道示意图，LEO是近地轨道，MEO是中地球轨道，GEO是地球同步轨道，GTO是地球同步转移轨道．已知地球的半径R=6400km，该图中MEO卫星的周期约为（图中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度）（）A．3h B．8h C．15h D．20h4、如图所示,质量相同的两物体从同一高度由静止开始运动,A沿着固是在地面上的光滑斜面下滑,B做自由落体运动.两物体分别到达地面时下列说法正确的是(

)A．重力做功WGA<WGBB．重力的平均功率C．重力的瞬时功率PA>PBD．合力做功W合A=W合B5、两个物体A、B的质量之比mA:mB=1：2，二者初动量相同，它们与水平桌面间的动摩擦因数相同，则A、B在桌面上从开始滑行到停止所经过的距离之比为A．2：1B．1：2C．1:4D．4：16、将一物体由坐标原点O以初速度v0抛出，在恒力作用下轨迹如图所示，A为轨迹最高点，B为轨迹与水平x轴交点，假设物体到B点时速度为vB，v0与x轴夹角为α，vB与x轴夹角为，已知OA水平距离x1小于AB水平距离x2，则（）A．物体从O到A时间大于从A到B时间B．物体在B点的速度vB大于v0C．物体在O点所受合力方向指向第一象限D．α可能等于二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在处固定质量为的小球，处固定质量为的小球，支架悬挂在点，可绕过点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动，开始时与地面相垂直。放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是（）A．处小球到达最低点时速度为0B．处小球机械能的减少量等于处小球机械能的增加量C．处小球向左摆动所能达到的最高位置应高于处小球开始运动时的高度D．当支架从左向右回摆时，处小球能回到起始高度8、已知金星绕太阳公转的周期小于1年，则可判定（）A．金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 B．金星的质量大于地球的质量C．金星的密度大于地球的密度 D．金星的向心加速度大于地球的向心加速度9、如图所示，轻绳一端与放在光滑水平桌面的物块A连接，另一端通过滑轮悬挂着物块B．已知物块A的质量为0.1kg，物块B的质量为0.6kg．现由静止释放物块A、B，若物块A距桌子右边缘足够远，不计滑轮重量和绳与滑轮之间的摩擦力，重力加速度g=10m／s1．则在B未落地之前，下列说法正确的是A．物块A、B的加速度大小之比为1：1B．轻绳的拉力为1.1NC．物块B机械能守恒D．当物块B下落高度为0.75m时，物块A的速度大小为6m／s10、如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的物体A和B，A和B质量都为m。它们分居在圆心两侧，与圆心距离分别为RA＝r，RB＝2r，A、B与盘间的动摩擦因数μ相同。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是()A．此时绳子张力为T＝B．此时圆盘的角速度为ω＝C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外D．此时烧断绳子物体A、B仍将随盘一块转动三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某实验小组用DIS来研究物体加速度与力的关系，实验装置如图甲所示．其中小车和位移传感器的总质量为M，所挂钩码总质量为m，轨道平面及小车和定滑轮之间的绳子均水平，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为g，用所挂钩码的重力mg作为绳子对小车的拉力F，小车加速度为a，通过实验得到的a–F图线如图乙所示．(1)保持小车的总质量M不变，通过改变所挂钩码的质量m，多次重复测量来研究小车加速度a与F的关系．这种研究方法叫________；（填下列选项前的字母）A．微元法B．等效替代法C．控制变量法D．科学抽象法(2)若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为________；(3)乙图中图线未过原点的可能原因是___________________．12．（12分）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图像，图中力传感器可直接显示绳中拉力大小，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示．(1)图线________是在轨道左侧抬高，成为斜面情况下得到的（选填“1”或“2”）；要想使得该图线过原点应______轨道的倾角（填“增大”或“减小”）(2)滑块和位移传感器发射部分的总质m=_______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=_______．（g=10m/s2）(3)实验中是否要满足，滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量的条件?____．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，在匀强电场中把电荷量q＝2.0×10－9C的正电荷放在A点，所受电场力为F＝2.0×10－7N，把电荷从A点移到B点，静电力做功为W＝2.0×10－9J，AB连线与电场强度方向的夹角为θ＝。求：(1)匀强电场的场强大小；(2)A、B两点之间的电势差UAB；(3)AB的长度。14．（16分）如图所示，一个横截面为直角三角形的三棱镜，A=30°，C＝90°．三棱镜材料的折射率是．一束与BC面成角的光线射向BC面．（1）试通过计算说明在AC面下方能否观察到折射光线？（2）作出三棱镜内完整的光路图，指出最终的出射光线与最初的入射光线之间的夹角．15．（12分）如图所示，高为L的斜轨道AB、CD与水平面的夹角均为45°，它们分别与竖直平面内的圆弧形光滑轨道相切于B、D两点，圆弧的半径也为L．质量为m的小滑块从A点由静止滑下后，经CD轨道返回，再次冲上AB轨道至速度为零时，相对于BD面的高度为．已知滑块与AB轨道间的动摩擦因数为μ1=0.5，重力加速度为g，求：(1)滑块第一次经过圆轨道最低点时对轨道的压力大小；(2)滑块与CD面间的动摩擦因数；(3)经过足够长时间，滑块在两斜面上滑动的路程之和s.

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解析】设星球的质量均为m，轨道半径为，周期为T，双星运动过程中万有引力提供向心力：，解得；设暗物质的质量为，对星球由万有引力提供向心力，解得．根据，联立以上可得：，选项C正确．【点睛】该题属于信息题，解答本题的关键是知道对于双星，由暗物质引力和双星之间的引力的合力提供向心力，然后根据牛顿第二定律列方程求解，要细心计算．2、D【解析】

将水及容器做为一个整体，在最高点恰好不脱离圆周的最小速度为，则整理得AB．因此当在最高点的速度为4m/s，恰好能做完整的圆周运动，绳子拉力为零，重力恰好做为圆周运动的向心力，水不会从容器内流出，AB错误；C．由于绳子拉力为零，水和容器处于完全失重状态，不是不受重力，而是所受重力完全做为圆周运动的向心力，C错误；D．当绳子拉力为零时，再单独对水进行受力分析可知，水对容器底部的压力为零，D正确。故选D。3、A【解析】

GEO是地球同步轨道，周期为TG=24h，设MEO卫星的周期为TM，根据开普勒第三定律可知，，则，故A项正确，BCD三项错误。4、D【解析】A、由于下落的高度相等，所以AB过程中重力做功相等，故A错误；B、重力做功相等，物体B做自由落体运动,运动时间A做匀加速直线运动的加速度根据得根据，得AB重力的平均功率不相等，故B错误；C、根据动能定理,得,物块到达底端时的速度物体重力的瞬时功率,B物体重力的瞬时功率所以PA<PB故C错；D、此过程中只有重力做功，所以合力做功W合A=W合B，故D正确；综上所述本题答案是：D5、D【解析】

根据动能定理得：−μmgs＝0−12mv2；则得：s＝mv22μmg＝P22μm2g，P、μ相同，则得s∝1m2，则sA：sB=m【点睛】根据动量定理求解时间之比，根据动能定理求解路程之比，是常用方法，也可以根据质量和速度之间的关系，由牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律列式求解．6、B【解析】

物体在恒力作用下运动，故可将物体运动分解为水平和竖直方向上的匀变速运动；又有A为轨迹最高点，所以，A点的水平速度为0；O点和B点的竖直高度一致，由匀变速运动规律可知：物体从O到A时间等于从A到B时间，故A错误；已知OA水平距离x1大于AB水平距离x2，且物体从O到A时间等于从A到B时间，那么物体在AB上的平均速度大于在OA上的，所以，由匀变速运动规律可知物体做匀加速运动，加速度方向向右，所以物体在B点的速度vB大于v0，故B正确；由图可知，恒力在竖直方向上的分量方向向下；由A可知，恒力在水平方向上的分量方向向右，所以，恒力方向指向第四象限，则物体在O点所受合力方向指向第四象限，故C错误；由B可知物体在竖直方向上做匀变速运动，在O点和在B点时竖直方向上的分速度大小相等，方向相反；由A可知，物体在O点和在B点时水平方向上的分速度方向相同，vB＞v0，所以，α大于β，故D错误；故选B．【点睛】在类平抛运动中，我们一般将物体运动分解为两个垂直方向上的分运动；若题目给出的条件为水平、竖直方向上的，则将运动按这两个方向分解；若题目给的条件较少，且可转化到合外力方向和垂直合外力方向，则按沿合外力及垂直合外力方向分解.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BCD【解析】

BD．因处小球质量大，位置高，所以三角支架处于不稳定状态，释放后支架就会向左摆动，摆动过程中只有小球受到的重力做功，故系统的机械能守恒，处小球机械能的减少量等于处小球机械能的增加量，当支架从左向右回摆时，处小球能回到起始高度，选项B、D正确；A．设支架边长是，则处小球到最低点时小球下落的高度为，处小球上升的高度也是，但处小球的质量比处小球的大，故有的重力势能转化为小球的动能，因而此时处小球的速度不为0，选项A错误；C．当处小球到达最低点时有向左运动的速度，还要继续向左摆，处小球仍要继续上升，因此处小球能达到的最高位置比处小球的最高位置还要高，选项C正确。故选BCD。8、AD【解析】

根据得，周期，由于地球公转的周期大于金星公转周期，则地球的轨道半径大于金星的轨道半径，故A正确。金星和地球属于环绕天体，根据万有引力定律理论无法求出环绕天体的质量，则无法比较金星的质量和地球质量的大小关系，故B错误。由于金星和地球的质量无法比较，半径也未知，无法比较密度的大小关系，故C错误。根据得，，由于地球的轨道半径大，则地球的向心加速度小，故D正确。故选AD。9、ABD【解析】

同时间内，图中A向右运动h时，B下降一半的距离，即为0.5h，故A、B运动的路程之比为1：1，故速度和加速度之比均为1：1，故A正确；设A的加速度为a，则B的加速度为0.5a，根据牛顿第二定律，对A，有：T=mAa，对B，有：mBg-1T=mB•0.5a，联立解得：T=1.1N，a=11m/s1，故B正确；对B，加速度为a′=0.5a=6m/s1，根据速度位移公式，有：v1=1•a′•h，解得：，可知vA=1vB=6m/s，故D正确；细绳的拉力对B做功，则B的机械能不守恒，选项C错误；故选ABD．【点睛】本题考查连接体问题，关键是搞清两个物体的速度和加速度的关系，结合牛顿第二定律和运动学公式列式分析，也可以结合系统机械能守恒定律分析．10、BC【解析】

ABC．A、B两物体相比，根据向心力公式：，可知B物体所需要的向心力较大，当转速增大时，B先有滑动的趋势，此时B所受的静摩擦力沿半径指向圆心，A所受的静摩擦力沿半径背离圆心；当刚要发生相对滑动时，以B为研究对象，有T+μmg=2mrω2，以A为研究对象，有T-μmg=mrω2，由以上两式得：T=3μmg故A错误，BC正确。D．此时烧断绳子，A的最大静摩擦力不足以提供向心力，而A做离心运动。故D错误。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、Cg测量前未平衡小车所受摩擦力【解析】（1）探究加速度与力、质量关系实验需要采用控制变量法，故选C；

（2）由牛顿第二定律得：，当m趋向于无穷大时，趋向于0，加速度a趋向于g，由此可知，若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为g；（3）由图像可知，当F到达一定值时，小车才有加速度，则图线未过原点的可能原因是测量前未平衡小车所受摩擦力或者平衡摩擦力不够.12、①减小1.51.2否【解析】

(1)[1]由图象①可知，当F=1时，a≠1．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；[2]要想使得该图线过原点，即当有合力F时，才会产生加速度a，因此应减小轨道的倾角；(2)[3][4]根据得所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数．由图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=2，所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=1.5kg由图形b得，在水平轨道上F=1N时，加速度a=1，根据牛顿第二定律得F-μmg=1解得μ=1.2(3)[5]滑块和位移传感器发射部分受到的拉力由力传感器得出，实验过程中不需要控制滑块和位移传感器发射部分的总质量远远大于重物质量．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)100N/C(2)1V(3)2cm【解析】

(1)匀强电场的场强大小(2)A、B两点之间的电势差(3)匀强电场中电场强度与电势差的关系得则有14、在AC面下方不能观察到折