2025届山西省太原市物理高三上期末学业质量监测试题含解析

2025届山西省太原市物理高三上期末学业质量监测试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、如图所示，木块m放在木板AB上，开始θ=0，现在木板A端用一个竖直向上的力F使木板绕B端逆时针缓慢转动（B端不滑动）．在m相对AB保持静止的过程中（）A．木块m对木板AB的作用力逐渐减小B．木块m受到的静摩擦力随θ呈线性增大C．竖直向上的拉力F保持不变D．拉力F的力矩先逐渐增大再逐渐减小2、如图所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块。物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零。从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是（）A． B． C． D．3、采用一稳压交流电源给如图所示电路供电，R1、R2、R3是三个完全相同的定值电阻，理想变压器的匝数比为2：1，开关断开时电路消耗的总功率为P，则开关闭合时电路消耗的总功率为（）A．P B． C． D．4、如图所示，质量为m、电阻为r的“U”字形金属框abcd置于竖直平面内，三边的长度ad=dc=bc=L，两顶点a、b通过细导线与M、N两点间的电源相连，电源电动势为E。内阻也为r。匀强磁场方向垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．M点应接电源的正极 B．电源的输出功率为C．磁感应强度的大小为mgr D．ad边受到的安培力大于bc边受到的安培力5、如图所示，在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环，圆环处于静止状态。上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中，规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正方向，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。t=0时刻，悬线的拉力为F。CD为圆环的直径，CD=d，圆环的电阻为R。下列说法正确的是（）A．时刻，圆环中有逆时针方向的感应电流B．时刻，C点的电势低于D点C．悬线拉力的大小不超过D．0~T时间内，圆环产生的热量为6、如图所示，三根完全相同的通电直导线a、b、c平行固定，三根导线截面的连线构成一等边三角形，O点为三角形的中心，整个空间有磁感应强度大小为B、方向平行于等边三角形所在平面且垂直bc边指向a的匀强磁场。现在三根导线中通以方向均向里的电流，其中Ib=Ic=I。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度的大小跟电流成正比，导线b在O点产生的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是（）A．若O点的磁感应强度平行ac边，则Ia=（1＋）IB．若O点的磁感应强度平行ab边，则Ia=（1＋）IC．若O点的磁感应强度垂直ac边，则Ia=（－1）ID．若O点的磁感应强度垂直ab边，则Ia=（－1）I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、“跳一跳”小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边平台上.如图所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，其最高点离平台的高度为h，水平速度为v；若质量为m的棋子在运动过程中可视为质点，只受重力作用，重力加速度为g，则()A．棋子从最高点落到平台上所需时间t＝2B．若棋子在最高点的速度v变大，则其落到平台上的时间变长C．棋子从最高点落到平台的过程中，重力势能减少mghD．棋子落到平台上的速度大小为2gh8、如图所示，倾角为α=37°的足够长的粗糙斜面AB固定在水平面上，一小物块从距B点l0m的A点由静止释放后，下滑到B点与弹性挡板碰撞后无能量损失反弹，恰能冲上斜面的Q点（图中未画出）。设物块和斜面间的动摩擦因数为0.5，以B点为零势能面（sln37°=0.6，cos37°=0.8）。则下列说法正确的是（）A．Q点到B点距离为2mB．物块沿斜面下滑时机械能减少，沿斜面上滑时机械能增加C．物块下滑时，动能与势能相等的位置在AB中点上方D．物块从开始释放到最终静止经过的总路程为15m9、如图所示，长度为l的轻杆上端连着一质量为m的小球A(可视为质点)，杆的下端用铰链固接于水平面上的O点。置于同一水平面上的立方体B恰与A接触，立方体B的质量为M。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而A与B刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为，重力加速度为g，则下列说法正确的是A．A与B刚脱离接触的瞬间，A、B速率之比为2:1B．A与B刚脱离接触的瞬间，B的速率为C．A落地时速率为D．A、B质量之比为1：410、如图所示，是小型交流发电机的示意图，正对的异名磁极间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，A为理想交流电流表。匝数为n、面积为S。阻值为r的线圈绕垂直于磁场的水平轴OO´以角速度ω匀速转动，定值电阻阻值为R，从图示位置开始计时。下列说法正确的是（）A．线圈每转动一周，电流方向改变2次B．图示位置时交流电流表的示数为C．时，线框中的磁通量最大，瞬时感应电动势最大D．电阻R消耗的热功率为三、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）为了探究当磁铁靠近线圈时在线圈中产生的感应电动势E与磁铁移动所用时间Δt之间的关系，某小组同学设计了如图所示的实验装置：线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上，强磁铁和挡光片固定在运动的小车上，小车经过光电门时，电脑会自动记录挡光片的挡光时间Δt，以及相应时间内的平均感应电动势E。改变小车的速度，多次测量，记录的数据如下表：次数测量值12345678E/V0.1160.1360.1700.1910.2150.2770.2920.329Δt/×10-3s8.2067.4866.2865.6145.3404.4623.9803.646（1）实验操作过程中，线圈与光电门之间的距离_________________（选填“保持不变”或“变化”），从而实现了控制_________________不变。（2）在得到上述表格中的数据之后，他们想出两种办法处理数据。第一种是计算法：需要算出_____________________________，若该数据基本相等，则验证了E与Δt成反比。第二种是作图法：在直角坐标系中作出_____________________的关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证E与Δt成反比。12．（12分）某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系．（1）为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M________（填“需要”、“不需要”）远大于砂和砂桶的总质量m．（2）图乙为实验得到的一条清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，sAD=_________cm．已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v=_________m/s（保留两位有效数字）．（3）该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的ΔEk—W关系图像，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的实验图线（实线）应该是____________．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，AB为一光滑固定轨道，AC为动摩擦因数μ＝0.25的粗糙水平轨道，O为水平地面上的一点，且B、C、O在同一竖直线上，已知B、C两点的高度差为h，C、O两点的高度差也为h，AC两点相距s＝2h.若质量均为m的两滑块P、Q从A点以相同的初速度v0分别沿两轨道滑行，到达B点或C点后分别水平抛出．求：(1)两滑块P、Q落地点到O点的水平距离．(2)欲使两滑块的落地点相同，滑块的初速度v0应满足的条件．(3)若滑块Q的初速度v0已满足(2)的条件，现将水平轨道AC向右延伸一段L，要使滑块Q落地点距O点的距离最远，L应为多少？14．（16分）某型号的舰载飞机在航空母舰的跑道上加速时，其最大加速度为，所需的起飞速度为，为了使飞机在开始滑行时就有一定的初速度，航空母舰装有弹射装置，弹射系统使它具有的初速度，求：（1）舰载飞机若要安全起飞，跑道至少为多长？（2）若航空母舰匀速前进，在没有弹射装置的情况下，要保证飞机安全起飞，航空母舰前进的速度至少为多大？15．（12分）如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABC和水平绝缘轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为，，整个装置处于水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电小球在电场力的作用下沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零，重力加速度大小为g。求(1)匀强电场的场强大小；(2)小球到达A点时速度的大小；(3)小球从C点落至水平轨道上的位置与A点的距离。

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】

A.木板绕B端逆时针缓慢转动，m相对AB保持静止的过程中，木板AB对木块m的作用力与木块m所受重力抵消，即木板AB对木块m的作用力大小为，方向竖直向上，则木块m对木板AB的作用力不变，故A项错误；B.在m相对AB保持静止的过程，对木块m受力分析，由平衡条件得，木块m受到的静摩擦力故B项错误；C.设板长为L，m到B端距离为l，以B端为转轴，则：解得：所以竖直向上的拉力F保持不变，故C项正确；D.使木板绕B端逆时针缓慢转动，竖直向上的拉力F保持不变，则拉力F的力矩减小，故D项错误。2、D【解析】

物块接触弹簧后，在开始阶段，物块的重力大于弹簧的弹力，合力向下，加速度向下，根据牛顿第二定律得：mg-kx=ma得到a与x是线性关系，当x增大时，a减小；

当弹力等于重力时，物块的合力为零，加速度a=0；

当弹力大于重力后，物块的合力向上，加速度向上，根据牛顿第二定律得kx-mg=ma得到a与x是线性关系，当x增大时，a增大；若物块接触弹簧时无初速度，根据简谐运动的对称性，可知物块运动到最低点时加速度大小等于g，方向竖直向上，当小球以一定的初速度压缩弹簧后，物块到达最低点时，弹簧的压缩增大，加速度增大，大于g；A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论不相符，选项B错误；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论相符，选项D正确；故选D。3、C【解析】

设三个完全相同的定值电阻的阻值为，电压电压为，开关断开时，根据等效电路可得电路的总的电阻为电路消耗的总功率为开关闭合时，根据等效电路可得电路的总的电阻为电路消耗的总功率为故A、B、D错误，C正确；故选C。4、C【解析】

A．金属框恰好处于静止状态，说明线框受到的安培力向上，根据左手定则可知dc边中的电流方向应由d指向c，结合电路知识得M点应接电源的负极，故A错误；B．由闭合电路欧姆定律得电源输出功率故B错误；C．根据平衡条件有mg=BIL解得故C正确；D．根据对称性可知ad边受到的安培力等于bc边受到的安培力，方向相反，故D错误。故选C。5、C【解析】

A．时刻，磁场向外增强，根据楞次定律可知，感应电流磁场向里，故圆环中有顺时针方向的感应电流，故A错误；B．时刻，磁场垂直向外减小，根据楞次定律可知，感应电流磁场向外，故C点的电势高于D点，故B错误；C．t=0时刻，悬线的拉力为F，则圆环重力大小为F，时，感应电动势，，故安培力故悬线拉力的大小不超过，故C正确；D．根据以上分析可知0~时间内，产热故0~T时间内，圆环产生的热量为故D错误。故选C。6、A【解析】

三条直导线在O点的磁场方向如图；其中Bc和Bb的合场强水平向右大小为Bbc=B；方向水平向右。A．若O点的磁感应强度平行ac边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ac方向的合磁场为零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（1＋）I选项A正确；B．若O点的磁感应强度平行ab边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ab方向的合磁场为零，即其中Bb=B=kI，解得Ia=（-1）I选项B错误；C．若O点的磁感应强度垂直ac边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ac方向的合磁场为零，即表达式无解，则O点的磁感应强度的方向不可能垂直ac边，选项C错误；D．若O点的磁感应强度垂直ab边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ab方向的合磁场为零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（+1）I选项D错误。故选A。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、AC【解析】

A、从最高点速度水平，只受重力做平抛运动，由h=12gB、下落时间只与竖直高度有关，与初速度v无关，B项错误.C、下落过程中，重力势能减少mgh，C项正确.D、由机械能守恒定律：12mv故选AC.【点睛】斜上抛运动可以由运动的分解和运动的对称性分析.8、AD【解析】

A．物块从A到Q全过程由动能定理得代入，解得选项A正确；B．全过程摩擦力一直做负功，物块的机械能不断减少，选项B错误；C．物块从A下滑到AB中点时，由能量守恒定律可得显然此处重力势能大于动能，继续下滑时重力势能将减小，动能增加，故动能与重力势能相等的位置在AB中点下方，则选项C错误；D．因为，所以物块最终静止在挡板处，根据能量守恒得代入数据解得s=15m选项D正确。故选AD。9、ABD【解析】

A.设小球速度为vA，立方体速度为vB，分离时刻，小球的水平速度与长方体速度相同，即：vAsin30∘=vB，解得：vA=2vB，故A正确；B.根据牛顿第二定律有：mgsin30∘=m，解得vA=，vB=vA/2=，故B正确；C.A从分离到落地，小球机械能守恒，mgLsin30°=，v=，故C错误；D.在杆从竖直位置开始倒下到小球与长方体恰好分离的过程中，小球和长方体组成的系统机械能守恒，则有：mgL(1−sin30∘)=+把vA和vB的值代入，化简得：m：M=1：4，故D正确。故选：ABD.10、AD【解析】

A．线圈每转动一周，正弦交流电一个周期内，电流方向改变2次。故A正确；B．交流电流表的示数为电流的有效值，为故B错误；C．时，线框转到中性面位置，磁通量最大，瞬时感应电动势为零，故C错误；D．电阻R消耗的热功率为故D正确。故选AD。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、保持不变磁通量的变化量E和Δt的乘积【解析】

（1）[1]为了定量验证感应电动势与时间成反比，我们应该控制磁通量的变化量不变；[2]所以在实验中，每次测量的时间内，磁铁相对线圈运动的距离都相同，从而实现了控制通过线圈的磁通量的变化量不变；（2）[3]为了验证与成反比，算出感应电动势和挡光时间的乘积，若该数据基本相等，则验证了与成反比。[4]在直角坐标系中作感应电动势与挡光时间的倒数关系图线，若图线是基本过坐标原点的倾斜直线，则也可验证与成反比。12、需要2.100.50D【解析】(1)为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，则绳中拉力要等于砂和砂桶的总重力，即小车质量M需要远大于砂和砂桶的总质量m．(2)由图得打点计时器在打D点时纸带的速度(3)理论线，实验线，则随着功的增大，两线间距变大．故D项正确．四