2025届陕西省汉中市南郑区龙岗学校高三物理第一学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2025届陕西省汉中市南郑区龙岗学校高三物理第一学期期末学业水平测试模拟试题考生请注意：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、如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个可以看做质点的物体，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，下列说法正确的是（）A．如果橡皮筋的自然长度等于OA，物体所受地面的摩擦力变大B．如果橡皮筋的自然长度等于OA，物体所受地面的支持力变小C．如果橡皮筋的自然长度小于OA，物体所受地面的摩擦力变大D．如果橡皮筋的自然长度小于OA，物体所受地面的支持力变小2、图示装置为阅读时使用的角度可调支架，现将一本书放在倾斜支架上，书始终保持静止。关于该书受力情况，下列说法正确的是（）A．可能受两个力B．可能受三个力C．一定受摩擦力D．支架下边缘对书一定有弹力3、如图所示，一个质量为的物块在恒力的作用下，紧靠在一个水平的上表面上保持静止，物块与上表面间静摩擦因数为，取。与水平面的夹角为，则角的最小值为（）A． B．C． D．4、某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置如图所示，用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上，恰好能传送过去是合格的最低标准。假设皮带传送带的长度为10m、运行速度是8m/s，工件刚被弹射到传送带左端时的速度是10m/s，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（）A．工件与皮带间动摩擦因数不大于0.32才为合格B．工件被传送过去的最长时间是2sC．若工件不被传送过去，返回的时间与正向运动的时间相等D．若工件不被传送过去，返回到出发点的速度为10m/s5、体育课上，身高相同的、两位同学比赛跳高，同学采用跨越式，同学采用背越式，结果两同学的成绩相同，不计空气阻力。则下列分析正确的是（）A．同学跳高过程中克服重力做的功较多 B．同学在最高点时的速度为0C．同学腾空过程用时较长 D．同学起跳过程中先超重后失重6、如图所示，空间中存在着由一固定的负点电荷Q(图中未画出)产生的电场．另一正点电荷q仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为v0，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为v，且v<v0，则()A．Q一定在虚线MP下方B．M点的电势比N点的电势高C．q在M点的电势能比在N点的电势能小D．q在M点的加速度比在N点的加速度小二、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，质量均为m的a、b两小球在光滑半球形碗内做圆周运动，碗的球心为O、半径为0.1m，Oa、Ob与竖直方向夹角分别为53°、37°，两球运动过程中，碗始终静止在水平地面上，已知sin37°0.6，g取10m/s2。则下列说法正确的是（）A．a、b两球做圆周运动的线速度之比为B．a、b两球做圆周运动的角速度之比为C．a、b两球相邻两次相距最近的时间间隔为sD．a、b两球运动过程中，碗对地面始终有摩擦力作用8、关于热现象，下列说法中正确的是（）A．对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变大时，压强不一定变小B．气体吸热后温度一定升高C．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关D．质量和温度都相同的气体，内能一定相同E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的9、水平地面上有一个质量为6kg的物体，在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，从x=2.5m位置处拉力逐渐减小，拉力F随位移x变化规律如图所示，当x=7m时拉力减为零，物体也恰好停下，取g=10N/kg，下列说法正确的是（）A．2.5m后物体做匀减速直线运动B．合外力对物体所做的功为－27JC．物体在减速阶段所受合外力的冲量为－12N•SD．物体匀速运动时的速度大小3m/s10、据报道，我国准备在2020年发射火星探测器，并于2021年登陆火星，如图为载着登陆舱的探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，其中轨道I、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆探测器经轨道I、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星，O点是轨道I、Ⅱ、Ⅲ的交点，轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R，OQ=4R，轨道Ⅱ上经过O点的速度为v，下列说法正确的有（）A．在相等时间内，轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测嚣与火星中心的连线扫过的面积相等B．探测器在轨道Ⅱ运动时，经过O点的加速度等于C．探测器在轨道I运动时，经过O点的速度大于vD．在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是3：2三、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）某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_________。A．小球的质量mB．AB之间的距离HC．小球从A到B的下落时间tABD．小球的直径d（2）小球通过光电门时的瞬时速度v=_________(用题中所给的物理量表示)。（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0=__________。（4）在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k（k＜k0），则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值=_______________（用k、k0表示）。12．（12分）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到如图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示．他改变的实验条件可能是（）A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离D．换用频率更高的单色光源四、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，光滑水平地面上，一质量为M＝1kg的平板车上表面光滑，在车上适当位置固定一竖直轻杆，杆上离平板车上表面高为L＝1m的O点有一钉子（质量不计），一不可伸长轻绳上端固定在钉子上，下端与一质量m1＝1.5kg的小球连接，小球竖直悬挂静止时恰好不与平板车接触。在固定杆左侧放一质量为m2＝0.5kg的小滑块，现使细绳向左恰好伸直且与竖直方向成60°角由静止释放小球，小球第一次摆到最低点时和小滑块相碰，相碰时滑块正好在钉子正下方的点。设碰撞过程无机械能损失，球和滑块均可看成质点且不会和杆相碰，不计一切摩擦，g取10m/s2，计算结果均保留两位有效数字。求：(1)小滑块初始位置距的水平距离a；(2)碰后小球能到达的最大高度H。14．（16分）直角坐标系xoy位于竖直平面内，在第一象限存在磁感应强度B=0.1T、方向垂直于纸面向里、边界为矩形的匀强磁场。现有一束比荷为108C/kg带正电的离子，从磁场中的A点（m，0）沿与x轴正方向成=60°角射入磁场，速度大小v0≤1.0×106m/s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴，不计离子的重力和离子间的相互作用。(1)求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径；(2)求矩形有界磁场区域的最小面积；(3)若在x>0区域都存在向里的磁场，离子仍从A点以v0=106m/s向各个方向均匀发射，求y轴上有离子穿出的区域长度和能打到y轴的离子占所有离子数的百分比。15．（12分）如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L，磁感应强度为B。一个质量为m、匝数为N、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行，导线框总电阻为R。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置II），导线框的速度刚好为零。（1）求导线框在位置I时的加速度大小；（2）求从位置I到位置II的过程中，导线框中的焦耳热；（3）定性画出导线框从位置I到再次回到位置I时速度随时间变化图象；（4）上升阶段和下降阶段导线框克服安培力做功分别为W1和W2，试判断W1与W2的大小关系，并简述判断依据。

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】

AB．设开始时A离地面的高度为L，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力为其向上分力物体对地面的压力为保持不变，因f=μN，故摩擦力也保持不变，故AB错误；CD．设开始时A离地面的高度为L，橡皮筋的自然长度比OA小x，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力为其向上分力物体对地面的压力为由于变大，则物体对地面的压力变大，因f=μN，故摩擦力变大，故C正确，D错误。故选C。2、B【解析】

AB．由题意可知，书受到重力和弹力作用，由于有书沿斜面向下的分力作用，所以物体必然受到一个沿斜面向上的力，以维持平衡，这个力为摩擦力，也可以是支架下边缘对书的弹力，也可以是摩擦力和支架下边缘对书弹力的合力，故可能受三个力，四个力作用，故A错误，B正确；C．由于当书沿斜面向下的分力作用与支架下边缘对书弹力相等时，此时摩擦力不存在，故C错误；D．由于当书沿斜面向下的分力作用，与向上的摩擦力相等时，则支架下边缘对书弹力不存在，故D错误。故选B。3、D【解析】

对物块受力分析：物块受重力、恒力静摩擦力弹力。正交分解后，竖直方向平衡有最大静摩擦力水平方向有（临界点）解得题意有结合数学知识，联立方程解得ABC错误，D正确。故选D。4、B【解析】

AB．工件恰好传到右端，有代入数据解得工件与皮带间动摩擦因数不大于0.5才为合格，此时用时故A错误B正确；CD．若工件不被传送过去，当反向运动时，最大速度与传送带共速，由于传送带的速度小于工件的初速度，根据匀变速运动速度时间关系可知，返回的时间与正向运动的时间不相等，故CD错误。故选B。5、D【解析】

A．因两同学的质量关系不知，所以无法比较两人克服重力做功的多少，故A错误；B．两同学在最高点时都有水平方向的速度，故B错误；C．同学是跨越式，重心上升的位移较大，所以同学腾空过程用时较长，故C错误；D．走跳过程中人的重心向上先加速后减速，所以加速度先向上后向下，即先超重后失重，故D正确。故选D。6、C【解析】

A、场源电荷带负电，检验电荷带正电，它们之间是吸引力，而曲线运动合力指向曲线的内侧,故Q应该在轨迹的内侧，故A错；B、试探电荷从M到N速度减小,说明M点离场源电荷较近,越靠近场源电荷电势越低，所以M点的电势比N点的电势低，故B错误；C、只有电场力做功,动能和电势能之和守恒,N点动能小,故在N点电势能大,故C正确；D、离场源电荷越近，场强越大，加速度越大，所以q在M点的加速度比在N点的加速度大，故D错误；故选C【点睛】曲线运动合力指向曲线的内侧,题中只有电场力做功,动能和电势能之和守恒,正电荷在电势越高的点电势能越大.

解决电场线、等势面及带电粒子的运动轨迹的综合问题应熟练掌握以下知识及规律:(1)带电粒子所受合力(往往仅为电场力)指向轨迹曲线的内侧.

(2)该点速度方向为轨迹切线方向.

(3)电场线或等差等势面密集的地方场强大.

(4)电场线垂直于等势面.

(5)顺着电场线电势降低最快.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、BD【解析】

AB．小球做匀速圆周运动，由重力和支持力的合力提供向心力，则θ是半径与竖直方向的夹角，解得则线速度之比为则故A错误，B正确。C．a的角速度b的角速度相距最近时满足解得选项C错误；D．a、b两球运动过程中，两球对碗的压力的水平分量为mgtanθ，因θ不同，则两球对碗的压力的水平分量不相等，对碗来说两球对碗的水平方向的作用力不为零，则碗对地面始终有摩擦力作用，选项D正确。故选BD。8、ACE【解析】

A．对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变大时，气体体积变大，但气体的温度可能也变大，压强不一定变小，A正确；B．根据热力学定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，B错误；C．气体温度升高过程吸收的热量要根据气体升温过程是否伴随做功来决定，C正确；D．气体的内能由物质的量、温度决定，质量和温度都相同的气体，内能可能不同，D错误；E．根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，E正确。故选ACE。9、BD【解析】

A．由题意知2.5m后拉力逐渐减小，摩擦力不变，所以合外力在改变，根据牛顿第二定律可知加速度也在改变，不是匀减速直线运动，故A错误；B．图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图象可知物体做匀速运动时，受力平衡，则f=F=12N所以所以滑动摩擦力做的功所以合外力做的功为故B正确；CD．根据动能定理有代入数据解得；根据动量定理可知，物体在减速过程中合外力的冲量等于动量的变化量，即故C错误，D正确。故选BD。10、BC【解析】

A．因轨道I和轨道Ⅱ是探测器两个不同的轨道，则在相等时间内，轨道I上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测嚣与火星中心的连线扫过的面积不相等，选项A错误；B．探测器在轨道Ⅱ运动时，轨道半径为3R，则经过O点的加速度等于，选项B正确；C．探测器从轨道I到轨道Ⅱ要在O点减速，可知在轨道I运动时，经过O点的速度大于v，选项C正确；D．探测器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的周期之比为则在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是选项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、BD；；；；【解析】

该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB，以及物体通过B点的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。【详解】（1）根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确。故选BD。

（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；

故；

（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH=mv2；

即：2gH=（）2

解得：，那么该直线斜率k0=。

（4）乙图线=kH，因存在阻力，则有：mgH-fH=mv2；

所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为；【点睛】考查求瞬时速度的方法，理解机械能守恒的条件，掌握分析的思维，同时本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。12、B【解析】

试题分析：通过观察发现，图乙中干涉条纹的宽度比甲图中的大，根据干涉条纹宽度干涉有：Δx＝，因此可以使缝屏距l变大，双缝距d减小，或换用波长较长即频率较低的光，以达到要求，故选项C、D错误；选项B正确；与光源到单缝的距离无关，故选项A错误．考点：本题主要考查了对双缝干涉实验的理解问题，属于中档偏低题．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)；(2)【解析】

(1)小球摆动过程中，设碰前小球的速度大小为，平板车的速度大小为，位移大小分别为和，小球开始时高度为小球和平板车在水平方向动量守恒二者构成的系统机械能守恒带入数据联立解得且解得小球从左向下摆到最低点的过程中，滑块相对于地面静止，及杆对地向左走过的距离即为所求(2)小球到最低点时以速度与静