杭州高级中学2025届高三物理第一学期期末预测试题含解析

杭州高级中学2025届高三物理第一学期期末预测试题考生请注意：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、2016年2月，物理学界掀起了“引力波”风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星、中子星和黑洞）。若质量分别为m1和m2的A、B两天体构成双星，如图所示。某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的是（）A．A、B做圆周运动的半径之比为m2：m1B．A、B做圆周运动所需向心力大小之比为1：1C．A、B做圆周运动的转速之比为1：1D．A、B做圆周运动的向心加速度大小之比为1：12、在某一次中国女排击败对手夺得女排世界杯冠军的比赛中，一个球员在球网中心正前方距离球网d处高高跃起，将排球扣到对方场地的左上角（图中P点），球员拍球点比网高出h（拍球点未画出），排球场半场的宽与长都为s，球网高为H，排球做平抛运动（排球可看成质点，忽略空气阻力），下列选项中错误的是（）A．排球的水平位移大小B．排球初速度的大小C．排球落地时竖直方向的速度大小D．排球末速度的方向与地面夹角的正切值3、如图所示，光滑导轨MN水平放置，两根导体棒平行放于导轨上，形成一个闭合回路，当一条形磁铁下落穿出导轨平面的过程中，导体P、Q运动情况是A．P、Q互相靠扰B．P、Q互相远离C．P、Q均静止D．因磁铁下落的极性未知，无法判断4、如图所示，一个圆弧面在点与水平面相切，圆弧面的半径。在两点间放平面薄木板。一个小物块以的速度从点滑上木板，并恰好能运动至最高点。物块与木板间的动摩擦因数为，取。则小物块向上运动的时间为（）A． B． C． D．5、下列说法正确的是（）A．所有的核反应都具有质量亏损B．光子既具有能量，又具有动量C．高速飞行的子弹不具有波动性D．β衰变本质是原子核中一个质子释放一个电子而转变成一个中子6、如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为G，斜面与水平地面的夹角为60°，轻杆与竖直墙壁的夹角也为60°，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为（）A．G和G B．G和C．G和G D．G和2G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、关于分子运动论热现象和热学规律，以下说法中正确的有（）A．水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，反映了液体分子运动的无规则性B．两分子间距离大于平衡距离时，分子间的距离越小，分子势能越小C．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体D．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的E.一定质量的理想气体如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，则在该过程中气体的压强一定增大8、“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2gh9、如图所示，用粗细均匀、总电阻为的导线围成一个边长为的等边三角形闭合线框，线框以速度匀速穿过一个水平方向宽度为，竖直方向足够长的磁场区域，该磁场的磁感应强度为。线框在匀速穿过磁场区域过程中边始终与磁场边界（图中虚线所示）平行，则下列说法正确的是（）A．导线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的平均电动势为B．导线框从刚进入磁场到导线框完全离开磁场过程中，导线框不受安培力作用的时间为C．导线框边刚进入和刚离开磁场时两间的电势差相等D．导线框从边进入磁场的水平距离为时刻开始到导线框完全离开磁场过程中通过线框的电荷量为10、如图所示，质量为m的飞行器绕中心在O点、质量为M的地球做半径为R的圆周运动，现在近地轨道1上的P点开启动力装置，使其变轨到椭圆轨道3上，然后在椭圆轨道上远地点Q再变轨到圆轨道2上，完成发射任务。已知圆轨道2的半径为3R，地球的半径为R，引力常量为G，飞行器在地球周围的引力势能表达式为Ep=，其中r为飞行器到O点的距离。飞行器在轨道上的任意位置时，r和飞行器速率的乘积不变。则下列说法正确的是（）A．可求出飞行器在轨道1上做圆周运动时的机械能是B．可求出飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能是-C．可求出飞行器在轨道3上经过P点的速度大小vP和经过Q点的速度大小vQ分别是、D．飞行器要从轨道1转移到轨道3上，在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是三、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）某同学做测量金属丝的电阻率的实验。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲，其直径为_________。（2）测量该金属丝的电阻率，可供选择的仪器有：A．电流表A，量程有和两种，内阻均较小；B．电压表V，量程有和两种，内阻均较大；C．电源电动势为，内阻较小。实验中按如图乙所示接好电路，闭合后，把开关拨至a时发现，电压表与电流表的指针偏转都在满偏的处。再把拨至b时发现，电压表指针几乎还在满偏的处，电流表指针则偏转到满偏的处，由此确定正确的位置并进行实验。完成下列问题。所选电压表的量程为_________V，此时电压测量值为_________V。所选电流表的量程为_________，此时电流测量值为_________。12．（12分）某研究性学习小组用如图所示的实验装置测量木块与木板间的动摩擦因数。实验室提供的器材有：带定滑轮的长木板、有凹槽的木块、钩码若干、细线和速度传感器等。实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的全部放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用速度传感器测量木块的速度。具体做法是：先用刻度尺测量出A、B间的距离L，将木块从A点由静止释放，用速度传感器测出它运动到B点时的速度，然后从木块凹槽中移动钩码逐个悬挂到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的速度，由运动学公式计算对应的加速度，作出图象如图所示。回答下列问题：(1)设加速度大小为，则与及L之间的关系式是__________。(2)已知当地重力加速度g取，则木块与木板间的动摩擦因数__________（保留2位有效数字）；的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，其原因是__________（写出一个即可）。(3)实验中__________（填“需要”或“不需要”）满足悬挂钩码的质量远小于木块和槽中钩码的总质量。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．（10分）甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为v=20cm/s。两列波在t=0时的波形曲线如图所示。求：(i)t=0开始，乙的波谷到达x=0处的最短时间；(ii)t=0~10s内，x=0处的质点到达正向最大位移处的次数。14．（16分）如图所示，两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ＝固定，导轨间距离为L＝1m，电阻不计，一个阻值为R＝0.3Ω的定值电阻接在两金属导轨的上端。在导轨平面上边长为L的正方形区域内，有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝1T。两根完全相同金属杆M和N用长度为l＝0.5m的轻质绝缘硬杆相连，在磁场上方某位置垂直于导轨放置且与导轨良好接触，金属杆长度均为L、质量均为m＝0.5kg、电阻均为r＝0.6Ω，将两杆由静止释放，当杆M进入磁场后，两杆恰好匀速下滑，取g＝10m/s2。求：(1)杆M进入磁场时杆的速度；(2)杆N进入磁场时杆的加速度大小；(3)杆M出磁场时，杆已匀速运动，求此时电阻R上已经产生的热量。15．（12分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．

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、D【解析】

AB．因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力可知两天体的向心力大小相等，半径之比为AB正确；C．根据角速度与转速的关系可知两天体转速相同，C正确；D．由得D错误。本题选不正确的，故选D。2、B【解析】

A.由勾股定理计算可知，排球水平位移大小为故A正确不符合题意；B.排球做平抛运动，落地时间为初速度故B错误符合题意；C.排球在竖直方向做自由落体运动可得解得，故C正确不符合题意；D.排球末速度的方向与地面夹角的正切值故D正确不符合题意。故选B。3、A【解析】

当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，根据楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知P、Q将互相靠拢，回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，故A正确，BCD错误．4、A【解析】

设木板长度为。向上滑动过程能量守恒，有如图所示由几何关系得，，又有运动过程有又有解以上各式得A正确，BCD错误。故选A。5、B【解析】

A．由结合能图象可知，只有较重的原子核裂变成中等质量的原子核或较轻的原子核聚变为中等质量的原子核时才有能量释放，具有质量亏损，故A错误；B．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子具有动量，故B正确；C．无论是宏观粒子还是微观粒子，都同时具有粒子性和波动性，故C错误；D．β衰变本质是原子核中一个中子释放一个电子而转变质子，故D错误。故选B。6、A【解析】

对小球受力分析如图，由几何关系，三力互成120°角，据平衡条件有则轻杆和斜面受到球的作用力大小故选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、ABD【解析】

A．水中的花粉颗粒在不停地做无规则运动，是由于周围液体分子对其不平衡的撞击造成的，反映了液体分子运动的无规则性。故A正确；B．两分子间距离大于平衡距离时，分子间表现为引力，当的距离减小，分子力做正功，分子势能减小。故B正确；C．用烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，是由于云母片具有各向异性的原因，说明云母片是晶体。故C错误；D．根据能量转化与守恒以及热力学第二定律可知，用浅层海水和深层海水间的温度差造出一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，是可行的。故D正确；E．一定质量的理想气体，温度保持不变（△U=0）而吸收热量（Q＞0），根据热力学第一定律，气体对外做功（W＜0），体积变大；在根据气体等温方程可知，压强变小，故E错误。故选：ABD。8、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.9、BD【解析】

A.根据法拉第电磁感应定律，线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的平均电动势：，而：，，解得，故A错误；B.导线框完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流，不受安培力作用的时间为：，故B正确；C.线框BC边刚进入磁场时两端的电势差为：，线框边刚离开时，两端的电势差为：，故C错误；D.导线框边进入磁场的水平距离为时线框已经完全进入磁场，由：，故D正确。故选：BD。10、BC【解析】

A．飞行器在轨道1上做圆周运动，则则动能势能机械能选项A错误；BC．飞行器在椭圆轨道3上运行时解得选项BC正确；D．飞行器要从轨道1转移到轨道3上，在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是选项D错误。故选BC。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、0.4700~32.40~107.5【解析】

（1）[1]．螺旋测微器的固定刻度为0，经估读后旋转刻度在47格处，测量值为0.470mm。（结果为值读数字真读，值读至0.001mm，测量值为0.470mm）（2）[2][3][4][5]．由仪器参数确定器材。电源电动势为4.5V，若电压表选用量程其指针偏转过小，应选用量程。由电路规律分析原理。电压表读数几乎不变，电流表读数变化明显，说明阻值较大，与电压表电阻相接近，一般为几千欧而电源电动势只有，由欧姆定律计算知电流只有几毫安，故电流表选用量程。阻值较大，则应使电流表内接，即拨至b。此时电压表为满偏的，则读数为电流表为满偏的，则读数为．12、0.34（0.32~0.35均可）大于滑轮与轴承细线间有摩擦不需要【解析】

（1）[1]．根据匀变速直线运动的规律有。（2）[2]．设木块的质量为M，钩码的总质量为，根据牛顿第二定律有联立解得加速度由题图可知，当时，，则木块与木板间的动摩擦因数；[3]．因滑轮与轴承、细线间有摩擦，所以测量值大于真实值。（3）[4]．实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码的总质量远小于木块和槽中钩码的总质量。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、（i）0.5s；（ii）2次【解析】

(i)乙向左传播，其最靠近x=0处的波谷位置的x坐标为乙的波谷到达x=0处的最短时间为(ii)质点运动到正向最大位移时y=y1+y2=20cm即两列波的波峰同时到达x=0位置，从图线可知，甲、乙两列波的波长分别为λ1=40cm，λ2=60cm，由可得甲、乙两列波的周期分别为T1=2s，T2=3s甲的波峰到达x=0位置所需时间其中(k=1，2，3……)乙的波峰到达x=0位置所需时间其中(n=0，1，2……)甲、乙两列波的传播时间相同，可知t1=t2可得即当k=1且n=0时，x=0处的质点运动到正向最大位移处，t1=2s；当k=4且n=2时，x=0处的质点运动到正向最大位移处，t2=8s；即t=0~10s内，x=0处的质点运动到正向最大位移处共有2次。14、(1)4m/s(2)1.67m/s2(3)3.42J【解析】

(1)杆M进入磁场时，根据平衡条件2mgsinθ＝I1LB电路中总电阻R1＝＋r＝0.8Ω由闭合电路欧姆定律I1＝，由法拉第电磁感应定律E1＝BLv1，由以上各式可得v1＝4m/s(2)杆N进入磁场时杆的速度为v1＝4m/s，此时电路中总电阻R2＝＋R＝0.6Ω根据牛顿第二