北京市第五十六中学2025届物理高三上期末学业质量监测试题含解析

北京市第五十六中学2025届物理高三上期末学业质量监测试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能增大为原来的4倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）A．向心加速度大小之比为14 B．轨道半径之比为41C．周期之比为41 D．角速度大小之比为122、某静电场的电场线与x轴平行，x轴上各点的电势情况如图所示，若将一带电粒子从坐标原点O由静止释放，该粒子仅在电场力的作用下，沿着x轴正方向运动，已知电场中M、N两点的x坐标分别为5mm、15mm，则下列说法正确的是（）A．在x轴上M、N两点间的电场方向先沿x轴正方向后沿x轴负方向B．该带电粒子一定带负电荷C．在x=10mm的位置，电场强度大小为1000V/mD．该粒子沿x轴从M点运动到N点的过程中，电势能一直增大3、如图所示的电路中，电源的电动势为E内电用为r。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是（）A．电容器C上的电荷量增加B．电源的总功率变小C．电压表读数变大D．电流表读数变大4、宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O为抛出点，若该星球半径为4000km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2·kg－2，则下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为16.0m/s2B．该星球的第一宇宙速度为4.0km/sC．该星球的质量为2.4×1020kgD．若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度可能大于4.0km/s5、如图，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的(

)A．速度 B．角速度 C．加速度 D．机械能6、已知天然材料的折射率都为正值（）。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值（），称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（）A．1 B．2 C．3 D．4二、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、图甲为研究光电效应的电路图，图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核ZAX衰变后产生的新核A．图甲利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光进行实验可测出普朗克常量B．图甲的正负极对调，在光照不变的情况下，可研究得出光电流存在饱和值C．图乙对应的衰变方程为ZD．图乙对应的衰变方程为Z8、如图所示，x轴与水平传送带重合，坐标原点O在传动带的左端，传送带右端A点坐标为XA=8m，匀速运动的速度V0=5m/s，一质量m=1kg的小物块，轻轻放在传送带上OA的中点位置，小物块随传动带运动到A点后，冲上光滑斜面且刚好能够到达N点处无机械能损失，小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，斜面上M点为AN的中点，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（）A．N点纵坐标为yN=1.25mB．小物块第一次冲上斜面前，在传送带上运动产生的热量为12.5JC．小物块第二次冲上斜面，刚好能够到达M点D．在x=2m位置释放小物块，小物块可以滑动到N点上方9、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一轻质水平状态的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上O点，且处于原长。现让圆环从A点由静止开始下滑，滑到O点正下方B点时速度为零。则在圆环下滑过程中（）A．圆环的机械能先减小后增大，再减小B．弹簧的弹性势能先增大再减小C．与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处D．弹簧再次恢复到原长时圆环的速度最大10、一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示，此时质点A正沿y轴正向运动，质点B位于波峰，波传播速度为4m/s，则下列说法正确的是（）A．波沿x轴正方向传播B．质点A振动的周期为0.4sC．质点B的振动方程为D．t=0.45s时，质点A的位移为-0.01mE.从t=0时刻开始，经过0.4s质点B的路程为0.6m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）某实验小组在实验室做“验证牛顿运动定律”实验：（1）在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据并作出图象如图甲所示.由图象，你得出的结论为____________（2）物体受到的合力大约为______（结果保留三位有效数字）（3）保持小车的质量不变，改变所挂钩码的数量，多次重复测量.在某次实验中根据测得的多组数据在坐标纸上画出a-F关系的点迹如图乙所示.经过分析，发现这些点迹存在一些问题，产生这些问题的主要原因可能是______A．轨道与水平方向夹角太大B．轨道保持了水平状态，没有平衡摩擦力C．所挂钩码的总质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势D．所用小车的质量太大，造成上部点迹有向下弯曲趋势12．（12分）某同学用如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。实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力。（1）下列关于该实验的操作，正确的有_____。A．砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的蓄电池C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车D．平衡摩擦力时，应挂上空砂桶，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑（2）图乙为实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点。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（保留三位有效数字）。（3）该同学平衡了摩擦力后进行实验，他根据实验数据画出了小车动能变化△Ek与绳子拉力对小车所做功W的关系图象，他得到的图象应该是_____。A．B．C．D．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，内壁光滑的气缸水平放置，厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，气体初始温度为T1＝300K，此时活塞与气缸底部之间的距离为d1＝24cm，在活塞的左侧d2＝6cm处有固定的卡环，大气压强p0＝1.0×105Pa。求：(1)要使活塞能缓慢达到卡环位置，封闭气体的温度至少升高到多少？(2)当封闭气体的温度缓慢升到T＝450K时，封闭气体的压强为多少？14．（16分）如图所示，水平放置的轻质弹簧原长为2L，一端与质量的物块P接触但不连接，另一端固定在A点，光滑水平轨道AB长度为5L.长度为的水平传送带分别与B端和水平光滑轨道CD平滑连接，物块P与传送带之间的动摩擦因数，传送带始终以的速率顺时针匀速转动.质量为小车放在光滑水平轨道上，位于CD右侧，小车左端与CD段平滑连接，小车的水平面长度，右侧是一段半径的四分之一光滑圆弧，物块P与小车水平上表面的动摩擦因数.用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度L，然后放开，P开始沿轨道运动，冲上传送带后开始做减速运动，到达传送带右端时速度恰好与传送带速度大小相等.重力加速度大小求：（1）弹簧压缩至长度L时储存的弹性势能（2）物块P在小车圆弧上上升的最大高度H（3）要使物块P既可以冲上圆弧又不会从小车上掉下来，小车水平面长度的取值范围15．（12分）牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原理”．任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，若规定物体处于无穷远处时的势能为零，则二者之间引力势能的大小为，其中m1、m2为两个物体的质量，r为两个质点间的距离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离），G为引力常量．设有一个质量分布均匀的星球，质量为M，半径为R．（1）该星球的第一宇宙速度是多少？（2）为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式．类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度”的概念，并计算该星球表面处的引力场强度是多大？（3）该星球的第二宇宙速度是多少？（4）如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q（该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷），半径为R，P为球外一点，与球心间的距离为r，静电力常量为k．现将一个点电荷-q（该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到p点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功．

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、B【解析】

AB.根据万有引力充当向心力==mr=ma，卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v=，其动能Ek=，由题知变轨后动能增大为原来的4倍，则变轨后轨道半径r2=r1，变轨前后卫星的轨道半径之比r1r2=41；向心加速度a=，变轨前后卫星的向心加速度之比a1a2=116，故A错误，B正确；C.卫星运动的周期，变轨前后卫星的周期之比==，故C错误；D.卫星运动的角速度，变轨前后卫星的角速度之比==，故D错误．2、C【解析】

A．由φ-x图像知从M点到N点电势降低，根据沿着电场线方向电势降低可知在x轴上M、N两点间的电场方向沿x轴正方向，A项错误；B．粒子受力方向和电场方向相同，故粒子带正电荷，B项错误；C．在φ-x图像中，图线斜率表示电场强度的大小，电场强度大小为1000V/mC项正确；D．粒子沿x轴从M点运动到N点的过程中，电场力一直做正功，电势能一直减小，D项错误。故选C。3、D【解析】

A．与变阻器并联的电容器两端电压变小，电容不变，则由知电容器C上电荷量减小，故A错误；B．电源的总功率，与电流的大小成正比，则知电源的总功率变大，故B错误；CD．当滑片向左滑动的过程中，其有效阻值变小，所以根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，则电流表读数变大，电压表读数变小，故C错误，D正确。故选D。4、B【解析】

A．物体做平抛运动，根据平抛运动的规律有联立解得该星球表面的重力加速度为，故A错误；BC．设该星球的第一宇宙速度为，该星球的质量为，在星球表面附近，则有解得故B正确，C错误；D．根据万有引力提供向心力有解得卫星运动的轨道半径越大，则绕行速度越小，第一守宙速度是绕星球表面运行的速度，同步卫星的速度一定小于4.0km/s，故D错误；故选B。5、C【解析】试题分析：根据动能定理得：mgL=mv2，解得：，因为L不等．所以速度不等，故A错误；B、根据解得：a=2g，所以两球加速度相等，又a=Lω2，所以角速度不等，故B错误C正确；因为两球的质量关系未知，初始位置它们的重力势能不一定相等，所以在最低点，两球的机械能不一定相等，故D错误；故选C.考点：动能定理；向心加速度．【名师点睛】此题考查了动能定理的应用以及向心加速度及角速度的知识；解决本题的关键掌握动能定理和机械能守恒定律，知道摆球在最低点靠合力提供做圆周运动的向心力，列的式子即可解答；此题是基础题，意在考查基础知识的应用.6、D【解析】

ABCD．由题，点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，所以不可能是光学1或2；根据光线穿过两侧平行的介质后的特点：方向与开始时的方向相同，所以光线3出介质右侧后，根据折射光线与入射光线在法线同侧这一条件，光线将无法汇聚形成实像；光线4才能满足“同侧”+“成实像”的条件，所以折射光线4可能是正确的，光线3是错误的，由以上的分析可知，ABC错误D正确。故选D。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.根据光电效应方程得Ek1=hv1-W0=eUB.题图甲电源的正负极对调，此时光电管中所加电压为正向电压，在光照不变的情况下，通过调节滑动变阻器可调节光电管两端的电压，可研究得出光电流存在的饱和值，选项B正确；CD.由题图乙可知，发生的是β衰变，故衰变方程为ZA8、AB【解析】

A．小物块在传送带上匀加速运动的加速度a=μg=5m/s2小物块与传送带共速时，所用的时间运动的位移故小物块与传送带达到相同速度后以v0=5m/s的速度匀速运动到Q，然后冲上光滑斜面到达N点，由机械能守恒定律得解得yN=1.25m选项A正确；

B．小物块与传送带速度相等时，传送带的位移x=v0t=5×1=5m传送带受摩擦力的作用，小物块在传送带上运动产生的热量Q=f（x-△x）=μmg（x-△x）=0.5×10×2.5=12.5J选项B正确；

C．物块从斜面上再次回到A点时的速度为5m/s，滑上传送带后加速度仍为5m/s2，经过2.5m后速度减为零，然后反向向右加速，回到A点时速度仍为5m/s，则仍可到达斜面上的N点，选项C错误；D．在x=2m位置释放小物块，则小滑块在传送带上仍滑动2.5m后与传送带相对静止，则到达A点时的速度等于5m/s，则小物块仍可以滑动到N点，选项D错误。故选AB。9、AC【解析】

AB．开始时，弹簧处于原长，弹簧先压缩，弹性势能增大，当弹簧与杆垂直时，弹簧压缩量最大，继续往下滑，弹性势能减小，当滑到弹簧恢复原长时，继续下滑，弹簧将伸长，弹性势能增大直到滑到B点，即弹簧弹性势能先增大后减小再增大，由能量守恒可知，圆环的机械能先减小后增大，再减小，A正确，B错误；C．A点时，弹簧为原长，无弹力，受力分析可知，圆环的加速度由重力沿斜面向下的分力提供：解得，当弹簧与杆垂直时，弹簧弹力垂直于杆，不提供加速度，此时加速度由重力沿斜面向下的分力提供，即，继续往下滑，还有一处弹簧恢复原长，此处弹簧也没有弹力，加速度由重力沿斜面向下的分力提供，即，所以与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处，C正确；D．弹簧再次恢复到原长时，加速度为，沿斜面向下，即将继续往下加速运动，直到加速度为零时开始减速，所以弹簧再次恢复到原长时速度不是最大，D错误。故选AC。10、AD【解析】

A．根据振动与波动的关系可知，波沿x轴正向传播，A项正确；B．波动周期与质点的振动周期相同，即为B项错误；C．质点B的振动方程C项错误；D．从t=0到t=0.45s，经过15个周期，t=0.45s时A质点的位置与t=0时刻的位置关于x轴对称，D项正确；E．从t=0时刻开始，经过0.4s质点B的路程为0.02m×5=0.2m，E项错误。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、在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比0.150N至0.160N之间均对BC【解析】

(1)[1]由图象，得出在物体所受合外力不变时，物体的加速度与质量成反比。(2)[2]由牛顿第二定律得，即图线的斜率等于小车所受的合外力，大小为(3)[3]AB．拉力不为零时，加速度仍为零，可能有平衡摩擦力，故A错误B正确；CD．造成上部点迹有向下弯曲趋势，原因是没有满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量，选项C正确D错误。12、AC0.475（0.450～0.500都对）A【解析】

（1）[1]．A．实验中用砂和砂桶的总重力表示小车所受合力，为了使小车的合力近似等于砂和砂桶的总重力，砂和砂桶的总质量应远小于小车的质量，故A正确；B．实验所用电磁打点计时器的工作电源应选用电压约为6V的交流电源，而蓄电池提供的是直流电源，故B错误；C．实验时，应先让打点计时器正常工作，后释放小车，才能够在纸带上打出足够多的点，故C正确；D．平衡摩擦力时，不应挂上空砂桶，故D错误。故选：AC。（2）[2]．C点的读数为1.65cm，E点的读数为3.55cm，CE的距离xCE＝（3.55﹣1.65）cm＝1.90cm。中间时刻的速度等于该时间段的平均速度，所以打