2025届上海市卢湾高中物理高三上期末学业水平测试试题含解析

2025届上海市卢湾高中物理高三上期末学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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，一两端封闭的玻璃管在竖直平面内倾斜放置，与水平面间的夹角为θ，一段水银柱将管内一定质量气体分割成两部分。在下列各种情况中，能使管中水银柱相对玻璃管向a端移动的情况是（）A．降低环境温度 B．在竖直平面内以b点为轴逆时针缓慢转动玻璃管C．保持θ角不变，使玻璃管减速上升 D．使玻璃管垂直纸面向外做加速运动2、某探究小组计划以下述思路分析电容器间电场（可看作匀强电场）的特点。如图所示，把电容器的一个极板接地，然后用直流电源给电容器充电，接地极板连接电源正极，充电结束后电容器与电源断开。在两极板之间的P点固定一个负试探电荷，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离。在平移过程中，电容C、场强E、P点电势、试探电荷在P点电势能与负极板移动距离x的关系正确的是（）A．B．C．D．3、下列说法正确的是（）A．天然放射现象揭示了原子具有核式结构B．衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变C．α、β和γ三种射线中α射线的穿透力最强D．氢原子向低能级跃迁后，核外电子的动能减小4、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（）A．发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/sB．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小C．火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍D．在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度5、如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是A．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力 B．库仑力对两物块做的功相等C．最终，两个物块的电势能总和不变 D．最终，系统产生的内能等于库仑力做的总功6、在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（）A．电路再次稳定时，电源效率增加B．灯L2变暗，电流表的示数减小C．灯L1变亮，电压表的示数减小D．电容器存储的电势能增加二、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、预计2020年再发射2～4颗卫星后，北斗全球系统建设将全面完成，使我国的导航定位精度不断提高。北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有（）A．该卫星运行周期可根据需要任意调节B．该卫星所在处的重力加速度为C．该卫星运动动能为D．该卫星周期与近地卫星周期之比为8、下列说法正确的是（）A．不能用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数估算气体分子的体积B．质量相同、温度也相同的氢气和氧气，内能相同C．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强E.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大9、长为、间距为的平行金属板水平正对放置，竖直光屏到金属板右端距离为，金属板左端连接有闭合电路，整个装置结构如图所示.质量为、电荷量为的粒子以初速度从两金属板正中间自左端点水平射入，当滑动变阻器的滑片在某一位置时，粒子恰好垂直撞在光屏上.对此过程，下列分析正确的是（）A．粒子在平行金属板间的运动时间和从金属板右端到光屏的运动时间相等B．板间电场强度大小为C．若仅将滑片向下滑动一段后，再让该粒子从点以水平速度射入板间，粒子不会垂直打在光屏上D．若仅将两平行板的间距变大一些，再让该粒子从点以水平速度射入板间，粒子依然会垂直打在光屏上10、如图所示，在某一峡谷的两侧存在与水平面成相同角度的山坡，某人站在左侧山坡上的P点向对面的山坡上水平抛出三个质量不等的石块，分别落在A、B、C三处，不计空气阻力，A、C两处在同一水平面上，则下列说法正确的是()A．落到A、B、C三处的石块落地速度方向相同B．落到A、B两处的石块落地速度方向相同C．落到B、C两处的石块落地速度大小可能相同D．落到C处的石块在空中运动的时间最长三、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）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d=________mm．（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．12．（12分）在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA＝0.5kg，金属板B的质量mB＝1kg。用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A、B间的动摩擦因数μ＝________（g取10m/s2）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1s，可求得拉金属板的水平力F＝________N。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）有一个容积V＝30L的瓶内装有质量为m的某种气体，由于用气，瓶中的压强由p1＝50atm降到p2＝30atm，温度始终保持0℃，已知标准状况下1mol气体的体积是22.4L，求：①使用掉的气体的质量Δm；②使用掉的气体的分子数．(阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，保留两位有效数字)14．（16分）如图所示，质量为1kg的长木板A放在光滑的水平面上，质量为0.5kg的物块B放在长木板上表面的右端，现对长木板施加大小为6N的水平恒力F，使长木板A和物块B一起由静止开始向左做加速运动，物块B相对于长木板A恰好不滑动，重力加速度为g=10m/s2，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物块B与长木板A间的动摩擦因数；(2)若F作用2s时，立即将F水平反向，大小增大为原来的2倍，结果当物块B的速度为零时，刚好从木板的左端滑离，求长木板的长度。15．（12分）如图所示，开口向上、竖直放置的内壁光滑气缸的侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0.设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且2mg＝p0S，环境温度保持不变．①在活塞A上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡状态，求活塞B下降的高度；②现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，求此时Ⅱ气体的温度．

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.假定两段空气柱的体积不变，即V1，V2不变，初始温度为T，当温度降低△T时，空气柱1的压强由p1减至p′1，△p1=p1−p′1，空气柱2的压强由p2减至p′2，△p2=p2−p′2，由查理定律得：，，因为p2=p1+h>p1，所以△p1<△p2，即水银柱应向b移动。故A错误；B.在竖直平面内以b点为轴逆时针缓慢转动玻璃管，使θ角变大，若水银柱相对玻璃管不动，则增大了水银柱对下部气体的压力，水银柱向b端移动，故B错误；C.玻璃管竖直向上减速运动，加速度向下，水银柱失重，若水银柱相对玻璃管不动，水银柱对下部气体压力减小，水银柱向a端移动，故C正确；D.使玻璃管垂直纸面向外做加速运动不会影响水银柱竖直方向上的受力，水银柱的位置不变，故D错误。2、D【解析】

设原两极板的距离为，负极板右移x时，两极板的距离为两极板间的距离减小；A．两极板间距减小为时，由知则C增大，但C与x的关系不是一次函数，其图像不是直线，故A错误；B．由，则有则E与x无关，其图像为平行于x轴的直线，故B错误；C．正极板接地其电势为0，且为最高值。P点与正极板距离不变，设为l，其电势为得则与x无关，其图像为平行于x轴的直线，且为负值，故C错误；D．负试探电荷电势能为则与x无关，其图像为平行于x轴的直线，且为正值，故D正确。故选D。3、B【解析】

A．天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有中子产生，因此说明了原子核有复杂的结构，但不能说明原子具有核式结构，故A错误；B．根据质量数和电荷数守恒知，质量数少32，则发生8次α衰变，导致电荷数少16，但是电荷数共少10，可知，发生了6次β衰变，故B正确；C．γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，故C错误；D．根据玻尔理论可知，氢原子向低能级跃迁后，电子轨道的半径减小，由库仑力提供向心力得可知核外电子的动能增大，故D错误。故选B。4、D【解析】

A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；B．根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，有可得因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；D．在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由得第一宇宙速度公式可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。故选D。5、D【解析】

A．开始阶段，库仑力大于物块的摩擦力，物块做加速运动；当库仑力小于摩擦力后，物块做减速运动，故A错误；B．物体之间的库仑力都做正功，且它们的库仑力大小相等，质量较小的物体所受摩擦力也较小，所以质量小的物体位移较大，则库仑力做功较多一些，故B错误。C．在运动过程中，电场力对两带电体做正功，两物体的电势能减小，故C错误；D．两物块之间存在库仑斥力，对物块做正功，而摩擦阻力做负功，由于从静止到停止，根据动能定理可知，受到的库仑力做的功等于摩擦生热。故D正确。故选D。6、C【解析】

A．电源的效率将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路电阻减小，则电源的效率减小，选项A错误；BC．将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，R与灯L2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮。R与灯L2并联电路的电压U并=U-U1，U减小，U1增大，U并减小，灯L2变暗。流过电流表的电流IA=I-I2，I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大。故B错误，C正确；

D．电容器两端的电压等于并联部分的电压，电压变小，由Q=CU知电容器的电荷量减少，电容器存储的电势能减小，故D错误。

故选C。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、BC【解析】

A．地球同步卫星和地球自转同步，周期为24h，即该卫星运行周期是固定不变的，选项A错误；B．由可知则该卫星所在处的重力加速度是选项B正确；C．由于则该卫星的动能选项C正确；D．根据开普勒第三定律可知，该卫星周期与近地卫星周期之比为选项D错误。故选BC。8、ACE【解析】

A．气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数只能求出每个气体分子平均占有的空间和气体分子间的距离，不能估算气体分子本身的体积，故A正确；B．内能的大小与物质的量、温度、物体体积都有关，质量相同、温度也相同的氢气和氧气，它们的物质的量不同，则内能不相同，故B错误；C．根据热力学第二定律可知，任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能，故C正确；D．密闭容器内气体压强是由分子不断撞击器壁而产生的，在完全失重情况下，气体分子仍然不断撞击器壁，仍然会产生压强，故D错误；E．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，故E正确。故选ACE。9、ABD【解析】A、粒子先在水平放置的平行金属板间做平抛运动，粒子恰好垂直撞在光屏上，所以粒子离开电场后，粒子一定打在屏的上方，做斜上抛运动，粒子在水平放置的平行金属板间做平抛运动和离开电场后斜上抛运动，水平方向都不受外力，都做匀速直线运动，速度都等于v0，所以粒子在平行金属板间的运动时间和从金属板右端到光屏的运动时间相等，故A正确；B、设粒子在平行金属板间的运动过程中加速度大小为a，则粒子离开电场竖直分速度大小为，粒子离开电场后斜上抛运动则有，联立解得，故B正确；C、若仅将滑片P向下滑动一段后，R的电压减小，电容器的电压减小，带电量要减小，因为二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，带电量不变，板间的电压不变，所以粒子的运动情况不变，再让该粒子从N点以水平速度射入板间，粒子会垂直打在光屏上，故C错误；D、若仅将两平行板的间距变大一些，电容器的电容要减小，由知U不变，电量要减小，但因为二极管具有单向导电性，所以电容器不能放电，带电量不变，板间的电场强度不变，所以粒子的运动情况不变，再让该粒子从N点以水平速度射入板间，粒子会垂直打在光屏上，故D正确；故选ABD．【点睛】粒子先在水平放置的平行金属板间做平抛运动，粒子恰好垂直撞在光屏上，所以粒子离开电场后，粒子一定打在屏的上方，做斜上抛运动，粒子在水平放置的平行金属板间做平抛运动和离开电场后斜上抛运动，采用运动的合成与分解求解．10、BC【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较初速度．知道速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍．解：A、因为速度方向与水平方向的夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，A、B两点的位移方向相同，与落在C点的位移方向不同，所以A、B两点的速度方向相同，与C点的速度方向不同，故A错误，B正确．C、落在B点的石块竖直分速度比C点竖直分速度大，但是B点的水平分速度比C点水平分速度小，根据平行四边形定则可知，两点的速度大小可能相同，故C正确．D、高度决定平抛运动的时间，可知落在B点的石块运动时间最长．故D错误．故选BC．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍．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、7.25d/t或2gH0t02=d2【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B处的瞬时速度；(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0，动能的增加量