2025届北京市海淀区中关村中学分校高三物理第一学期期末监测试题含解析

2025届北京市海淀区中关村中学分校高三物理第一学期期末监测试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是:A．卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，电离能力最强C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D．铀235只要俘获中子就能进行链式反应2、两车在平直的公路上沿同一方向行驶，两车运动的图象如图所示。在时刻，车在车前方处，在时间内，车的位移为，则（）A．若在时刻相遇，则B．若在时刻相遇，则C．若在时刻相遇，则下次相遇时刻为D．若在时刻相遇，则下次相遇时车速度为3、2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此时该天体就变成了一个黑洞。若太阳演变成一个黑洞后的密度为、半径为，设光速为，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，引力常量为G，则的最小值是（）A． B． C． D．4、如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接入理想交流电压表、，和理想交流电流表、，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是（）A．示数不变，示数不变，变亮B．示数变大，示数变大，变暗C．示数变大，变压器输出功率变大，与示数的比值不变D．示数变大，变压器输出功率变大，与示数的比值不变5、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102kg B．1.6×103kg C．1.6×105kg D．1.6×106kg6、电路如图所示，当a、b两端接入100V电压时，用理想电压表测得c、d两端电压为20V；当c、d两端接入100V电压时，用理想电压表测得a、b两端电压为50V，则R1∶R2∶R3等于()A．4∶2∶1 B．2∶1∶1C．3∶2∶1 D．5∶3∶2二、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，一根水平横杆上套有A、B两个轻环，拴柱水杯的等长细绳系在两环上，整个装置处于静止状态，现缓慢增大两环距离，则下列说法正确的是A．杆对A环的支持力逐渐增大B．杆对A环的摩擦力保持不变C．杆对B环的支持力保持不变D．细绳对B环的拉力逐渐增大8、P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2A．P1的平均密度比PB．P1的第一宇宙速度比PC．s1的向心加速度比sD．s1的公转周期比s9、如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放，某同学在研究小球落到弹簧后向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（）A．小球在下落的过程中机械能守恒B．小球到达最低点的坐标大于C．小球受到的弹力最大值等于2mgD．小球动能的最大值为mgh+mgx010、如图，篮球赛中，甲、乙运动员想组织一次快速反击，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，则（）A．应该让球沿着3的方向抛出B．应该让球沿着2的方向抛出C．两运动员对球的冲量大小和方向都是相同的D．当乙接着球后要往身体收，延长触球时间，以免伤害手指三、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）某同学通过实验测量玩具上的小直流电动机转动的角速度大小，如图甲所示，将直径约为3cm的圆盘固定在电动机转动轴上，将纸带的一端穿过打点计时器后，固定在圆盘的侧面，圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘的侧面上，打点计时器所接交流电的频率为50Hz.(1)实验时，应先接通________(选填“电动机”或“打点计时器”)电源．(2)实验得到一卷盘绕在圆盘上的纸带，将纸带抽出一小段，测量相邻2个点之间的长度L1，以及此时圆盘的直径d1，再抽出较长的一段纸带后撕掉，然后抽出一小段测量相邻2个点之间的长度L2，以及此时圆盘的直径d2，重复上述步骤，将数据记录在表格中，其中一段纸带如图乙所示，测得打下这些点时，纸带运动的速度大小为________m/s.测得此时圆盘直径为5.60cm，则可求得电动机转动的角速度为________rad/s.(结果均保留两位有效数字)(3)该同学根据测量数据，作出了纸带运动速度(v)与相应圆盘直径(d)的关系图象，如图丙所示．分析图线，可知电动机转动的角速度在实验过程中________(选填“增大”“减小”或“不变”)．12．（12分）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。根据所学的知识回答下列问题：(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端；(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm；(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为、，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为________（用以上相关物理量的字母表示）。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，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨光滑且电阻忽略不计。场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2。两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直。(设重力加速度为g)(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek。(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b又恰好进入第2个磁场区域。且a、b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相同。求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q。(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率。14．（16分）如图所示，长为3l的不可伸长的轻绳，穿过一长为l的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为m、m的小球A和小物块B，开始时B先放在细管正下方的水平地面上．手握细管轻轻摇动一段时间后，B对地面的压力恰好为零，A在水平面内做匀速圆周运动．已知重力加速度为g，不计一切阻力．（1）求A做匀速圆周运动时绳与竖直方向夹角θ；（2）求摇动细管过程中手所做的功；（3）轻摇细管可使B在管口下的任意位置处于平衡，当B在某一位置平衡时，管内一触发装置使绳断开，求A做平抛运动的最大水平距离．15．（12分）一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置相距波长．设向上为正，经时间t1（小于一个周期），此时质点M向下运动，其位移仍为0.02m．求（i）该横波的周期；（ii）t1时刻质点N的位移．

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、A【解析】

A．卢瑟福粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型，故A正确；B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为射线，贯穿能力最强，故B错误；C．由图可以知道,光照越强,光电流越大,但遏止电压是一样,说明遏止电压与光的强度无关,故C错误;

D．链式反应需要达到临界体积才可以，故D错误；故选A．2、B【解析】

A．根据题述，在时刻，车在车前方处，在时间内，车的位移为，若在时刻相遇，根据图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有解得，故A错误；B．若在时刻相遇，根据图线与坐标轴所围图形的面积表示位移，则有解得，故B正确；C．若在时刻相遇，则下次相遇的时刻为关于对称的时刻，故C错误；D．若在时刻相遇，则下次相遇时刻为，下次相遇时车速度故D错误。故选B。3、B【解析】

根据万有引力提供向心力有得第一宇宙速度则第二宇宙速度为所以选项B正确，ACD错误。故选B。4、C【解析】

AB．闭合开关后，根据理想变压器的电压规律可知变压器两端电压不变，所以两电压表示数不变，灯泡两端电压不变，亮度不变；副线圈并联负载增加，根据并联分流规律可知副线圈干路电流增大，所以示数增大，根据可知原线圈电流增大，所以示数增大，AB错误；CD．根据可知变压器输出电压不变，电流增大，所以变压器输出功率变大，结合上述分析可知与示数的比值不变，与示数的比值不变，C正确，D错误。故选C。5、B【解析】

设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．6、A【解析】

当a、b两端接入100V电压时，用理想电压表测得c、d两端电压为20V，有：＝Ucd即：＝20整理得＝2；当c、d两端接入100V电压时，用理想电压表测得a、b两端电压为50V，有：＝Uab即：＝50整理得＝2，所以R1∶R2∶R3＝4∶2∶1，A正确，BCD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、CD【解析】

AC.设水杯的质量为，以两个轻环和水杯组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力，力图如图所示，根据平衡条件得：可得：可见，水平横梁对铁环的支持力不变，故A错误、C正确；B.以环为研究对象，竖直方向：水平方向：联立解得：减小时，变大，故B错误；D.设与环相连的细绳对水杯的拉力为，根据竖直方向的平衡条件可得：由于绳子与竖直方向的夹角增大，则变小，绳子拉力变大，故D正确．8、AC【解析】由图可知，两行星的球体半径相同，对行星周围空间各处物体来说，万有引力提供加速度，故有，故可知P1的质量比P2的大，即P1的平均密度比P2的大，所以选项A正确；由图可知，P1表面的重力加速比P2的大，由可知，P1的第一宇宙速度比P2的大，所以选项B错误；对卫星而言，万有引力提供向心加速度，即，故可知，s1的向心加速度比s2考点：天体与万有引力定律9、BD【解析】

A．小球与弹簧组成地系统只有重力和弹簧的弹力做功，满足机械能守恒定律，故A错误；BC．由图像可知，为平衡位置，小球刚接触弹簧时有动能，有对称性知识可得，小球到达最低点的坐标大于，小球运动到最低点时弹力大于2mg，故B正确，C错误；D．为平衡位置，动能最大，故从开始到这段过程，根据动能定理可得而克服弹力做功等于图乙中小三角形面积，即故小球动能的最大值D正确。故选BD。10、AD【解析】

AB．甲和乙相对静止，所以甲将球沿着对方抛出，即沿着3方向抛出，就能传球成功，A正确，B错误；C．根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，可知两运动员接球时速度的变化量大小相等、方向相反，动量的变化量等大反向，所以两运动员对球的冲量等大反向，C错误；D．当乙接着球后要往身体收，根据动量定理可知，相同的动量变化量下，延长作用时间，减小冲击力，以免伤害手指，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、打点计时器1.864不变【解析】

（1）实验时,应先接通打点计时器电源，再接通电动机的电源；（2）根据v=xt求解线速度，根据ω=v【详解】（1）实验时,应先接通打点计时器电源，再接通电动机的电源；（2）纸带运动的速度大小为v=x角速度ω=v（3）根据v=ωr=1212、取下左远大于0.555【解析】

(1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。(2)[3]只有当M远大于m时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足M远大于m时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm，游标尺示数为11×0.05mm=0.55mm则挡光片的宽度d=5mm+0.55mm=5.55mm即为0.555cm。(4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即W=mgL小