2025届甘肃省兰州市第五十五中学物理高三上期末学业水平测试试题含解析

2025届甘肃省兰州市第五十五中学物理高三上期末学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，“娃娃机”是指将商品陈列在一个透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具。不计空气阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（）A．玩具从机械爪处自由下落时，玩具的机械能守恒B．机械爪抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加C．机械爪抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒D．机械爪抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重力势能的变化量2、2019年4月10日，事件视界望远镜捕获到人类历史上的首张黑洞“照片”，这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体．如果把太阳压缩到半径只有3km且质量不变，太阳就变成了一个黑洞，连光也无法从太阳表面逃逸．已知逃逸速度是第一宇宙速度的倍，光速为，，则根据以上信息可知太阳的质量约为A． B． C． D．3、目前在太阳系内一共已经发现了约127万颗小行星，但这可能仅是所有小行星中的一小部分.若某颗小行星在离太阳中心R处做匀速圆周运动，运行的周期为T，已知引力常量为G，仅利用这三个数据，可以估算出太阳的（）A．表面加速度大小 B．密度 C．半径 D．质量4、下列说法正确的是（）A．由公式v＝ωr可知，圆形轨道人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越大B．由公式可知，所有人造地球卫星离地球越远则其线速度越小C．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的线速度小于7.9km/sD．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度小于地球自转的角速度5、狞猫弹跳力惊人，栖息在干燥的旷野和沙漠，善于捕捉鸟类。一只狞猫以某一初速度斜向上与水平地面成θ角跳离地面，落地前其最大高度为h，最大水平位移为x。不考虑空气阻力。下列说法正确的是（）A．保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的运动时间不变B．保持起跳速度大小不变，增大θ角，狞猫在空中的最大高度h增大C．保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值减小D．保持起跳角度θ不变，增大起跳速度，x与h的比值增大6、2019年11月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第五十、五十一颗北斗导航卫星。如图所示的a、b、c为中国北斗卫星导航系统中的三颗轨道为圆的卫星。a是地球同步卫星，b是轨道半径与卫星a相同的卫星，c是轨道半径介于近地卫星和同步卫星之间的卫星。下列关于这些北斗导航卫星的说法，正确的是（）A．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度B．卫星a的向心加速度大于卫星c的向心加速度C．卫星b可以长期“悬停”于北京正上空D．卫星b的运行周期与地球的自转周期相同二、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，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8、如图所示，一直角斜劈绕其竖直边BC做圆周运动，物块始终静止在斜劈AB上。在斜劈转动的角速度ω缓慢增加的过程中，下列说法正确的是（）A．斜劈对物块的支持力逐渐减小B．斜劈对物块的支持力保持不变C．斜劈对物块的摩擦力逐渐增加D．斜劈对物块的摩擦力变化情况无法判断9、如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为、电阻为的正方形导线框，其边长为上下两边均与磁场边界平行。将线框以初速度水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A．线框抛出时边距离磁场上边界的高度为B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量C．线框通过磁场的过程中水平位移为D．线框通过磁场的过程中边产生的热量为10、如图所示为两个固定在同一水平面上的点电荷，距离为d，电荷量分别为＋Q和－Q，在它们连线的竖直中垂线上固定一根长为L、内壁光滑的绝缘细管，有一带电荷量为＋q的小球以初速度v0从上端管口射入，重力加速度为g，静电力常量为k，则小球（）A．下落过程中加速度始终为gB．受到的库仑力先做正功后做负功C．速度先增大后减小，射出时速度仍为v0D．管壁对小球的弹力最大值为三、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）①在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_____A．须选用密度和直径都较小的摆球B．须选用轻且不易伸长的细线C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D．计时起、终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间②某同学在野外做“用单摆测定重力加速度”的实验时，由于没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的石块代替摆球，如上图所示。操作时，他用刻度尺测量摆线OM的长度L作为摆长，测出n次全振动的总时间由到周期T，求出重力加速度，这样得到的重力加速度的测量值比真实值_____（填“大”或“小”）。为了克服摆长无法准确测量的困难，该同学将摆线长度缩短为，重复上面的实验，得出周期，由此他得到了较精确的重力加速度值g=_____。12．（12分）导电玻璃是制造LCD的主要材料之一，为测量导电玻璃的电阻率，某小组同学选取了一个长度为L的圆柱体导电玻璃器件，上面标有“3V，L”的字样，主要步骤如下，完成下列问题．(1)首先用螺旋测微器测量导电玻璃的直径，示数如图甲所示，则直径d=________mm．(2)然后用欧姆表×100档粗测该导电玻璃的电阻，表盘指针位置如图乙所示，则导电玻璃的电阻约为________Ω．(3)为精确测量在额定电压时的阻值，且要求测量时电表的读数不小于其量程的，滑动变阻器便于调节，他们根据下面提供的器材，设计了一个方案，请在答题卡上对应的虚线框中画出电路图，标出所选器材对应的电学符号_____________．A．电流表（量程为60mA，内阻约为3Ω）B．电流表（量程为2mA，内阻=15Ω）C．定值电阻=747ΩD．定值电阻=1985ΩE．滑动变阻器R（0~20Ω）一只F．电压表V（量程为10V，内阻）G．蓄电池E（电动势为12V，内阻很小）H．开关S一只，导线若干(4)由以上实验可测得该导电玻璃电阻率值=______（用字母表示，可能用到的字母有长度L、直径d、电流表、的读数、，电压表读数U，电阻值、、、、）．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）人们对电场的认识是不断丰富的，麦克斯韦经典电磁场理论指出，除静止电荷产生的静电场外，变化的磁场还会产生感生电场。静电场和感生电场既有相似之处，又有区别。电子质量为，电荷量为。请分析以下问题。(1)如图1所示，在金属丝和金属板之间加以电压，金属丝和金属板之间会产生静电场，金属丝发射出的电子在静电场中加速后，从金属板的小孔穿出。忽略电子刚刚离开金属丝时的速度，求电子穿出金属板时的速度大小v；(2)电子感应加速器是利用感生电场加速电子的装置，其基本原理如图2所示。上图为侧视图，为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一环形真空室，下图为真空室的俯视图。电磁铁线圈中电流发生变化时，产生的感生电场可以使电子在真空室中加速运动。a.如果电子做半径不变的变加速圆周运动。已知电子运动轨迹半径为，电子轨迹所在处的感生电场的场强大小恒为，方向沿轨迹切线方向。求初速为的电子经时间获得的动能及此时电子所在位置的磁感应强度大小；b.在静电场中，由于静电力做的功与电荷运动的路径无关，电荷在静电场中具有电势能，电场中某点的电荷的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。试分析说明对加速电子的感生电场是否可以引入电势概念。14．（16分）如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关后，标有“、”的灯泡恰能正常发光，电流表为理想电流表，求：(1)电流表的示数是多少安培；(2)电阻等于多少欧姆；(3)电源的输出功率等于多少瓦特。15．（12分）水平光滑平行导轨上静置两根完全相同的金属棒，已知足够长的导轨间距为，每根金属棒的电阻为，质量均为。整个装置处在垂直导轨竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小。时刻，对沿导轨方向施加向右的恒力，作用后撤去，此刻棒的速度为，棒向右发生的位移。试求：(1)撤力时棒的速度；(2)从最初到最终稳定的全过程中，棒上产生的焦耳热；(3)若从最初到最终稳定的全过程中，经历的时间为，求这段时间内的感应电流的有效值。

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．在没有空气阻力的情况下，玩具从机器手臂处自由落下时，重力势能转化为动能，没有能量的损失，即玩具的机械能守恒，故A正确；B．机器手臂抓到玩具水平匀速运动时，玩具的质量和速度均不变，则动能不变，故B错误；C．机器手臂抓到玩具匀速上升时，动能不变，重力势能增大，所以玩具的机械能变大，故C错误；D．机器手臂抓玩具加速上升时，动能和重力势能均变大，所以手臂做的功等于玩具重力势能与动能的增大量之和，故D错误。故选A。2、B【解析】

由且，解得，故选B.3、D【解析】

AC．在太阳表面，重力和万有引力相等，即因根据已知条件无法求出太阳半径，也就无法求出太阳表面的重力加速度，故AC错误；B．在不知道太阳半径的情况下无法求得太阳的密度，故B错误；D．根据万有引力提供向心力可得求得中心天体质量故D正确。故选：D。4、C【解析】

A．由公式可知，圆形轨道人造地球卫星的轨道半径越大则其速度越小，选项A错误；B．由公式可知，所有人造地球卫星绕地球做圆周运动时，离地球越远则其线速度越小，选项B错误；C．第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，则地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的线速度小于7.9km/s，选项C正确；D．地球同步卫星在其圆形轨道上运行时的角速度等于地球自转的角速度，选项D错误；故选C。5、B【解析】

A．狞猫做斜抛运动，在竖直方向则有狞猫在空中的运动时间保持起跳速度大小不变，增大角，狞猫在空中的运动时间增大，故A错误；B．狞猫在空中的最大高度保持起跳速度大小不变，增大角，狞猫在空中的最大高度增大，故B正确；CD．狞猫最大水平位移为最大水平位移与最大高度的比值为保持起跳角度不变，增大起跳速度，与的比值不变，故C、D错误。故选B。6、D【解析】

A．第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力得卫星a的轨道半径大于地球半径，则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，故A错误；B．根据万有引力提供向心力得卫星a的轨道半径大于卫星c的轨道半径，故卫星a的向心加速度小于卫星c的向心加速度，故B错误；C．卫星b不是同步卫星，不能与地面相对静止，不能“悬停”在北京上空，故C错误；D．根据万有引力提供向心力得卫星a、b的轨道半径相等，则周期相等，卫星a是同步卫星，运行周期与地球自转周期相同，则卫星b的运行周期与地球自转周期相同，故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、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。8、AC【解析】

物块的向心加速度沿水平方向，加速度大小为a=ω2r，设斜劈倾角为θ，对物块沿AB方向f-mgsinθ=macosθ垂直AB方向有mgcosθ-N=masinθ解得f=mgsinθ+macosθN=mgcosθ-masinθ当角速度ω逐渐增加时，加速度a逐渐增加，f逐渐增加，N逐渐减小，故AC正确，BD错误。

故选AC。9、AC【解析】

A．线框下边界进入磁场时根据闭合电路欧姆定律在竖直方向上，根据运动学公式解得A正确；B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量B错误；C．线框在磁场中匀速运动的时间水平位移解得C正确；D．线框进入磁场后做匀速直线运动，减小的重力势能转化为电能，根据能量守恒定律则边产生的热量D错误。故选AC。10、AD【解析】

A．电荷量为+q的小球以初速度v0从管口射入的过程，因库仑力与速度方向垂直，竖直方向只受重力作用，加速度始终为g，故A正确；B．小球有下落过程中，库仑力与速度方向垂直，则库仑力不做功，故B错误；C．电场力不做功，只有重力做功；根据动能定理，速度不断增加，故C错误；D．在两个电荷的中垂线的中点，单个电荷产生的电场强度为：E=根据矢量的合成法则，则有电场强度最大值为，因此电荷量为+q的小球受到最大库仑力为，结合受力分析可知，弹力与库仑力平衡，则管壁对小球的弹力最大值为，故D正确；故选AD.点睛：对于等量异种电荷，根据矢量的合成法则，中垂线的中点的电场强度最大，在无穷远的电场强度为零；点电荷靠近两个电荷的连线的中点过程，电场力不做功；中点处的电场强度最大，则库仑力也最大，弹力也是最大，从而即可求解．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、BC小【解析】

(1)A、为减小空气阻力对实验的影响，从而减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径都较小的摆球，故A错误；B、为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故B正确；C、实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能使单摆成为圆锥摆，故C正确；D、测量时间应从单摆摆到最低点开始，因为最低位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差，引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，故D错误；(2)根据单摆的周期公式得：，该同学用OM的长L作为摆长，摆长偏小，根据上述表达式得知，g的测量值偏小，设摆线的结点到大理石质心的距离为r，则根据单摆的周期公式得：，而，联立解得：。12、1.990500【解析】（1）螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为49.0×0.01mm=0.490mm，所以最终读数为1.5mm+0.490mm=1.990mm（1.989～1.991mm均正确）

（2）表盘的读数为5，所以导电玻璃的电阻约为5×100Ω=500Ω．

（3）电源的电动势为12V，电压表的量程为10V，滑动变阻器的电阻为20Ω，由于滑动变阻器的电阻与待测电阻的电阻值差不多，若串联使用调节的范围太小，所以滑动变阻器选择分压式接法；流过待测电阻的电流约为：I==0.006A=6mA，两电压表量程均不合适；

同时由于电压表量程为10V，远大于待测电阻的额定电压3V，故常规方法不能正常测量；

所以考虑用电流表改装成电压表使用，同时电压表量程为10V，内阻RV=1kΩ，故满偏电流为10mA，符合要求，故将电压表充当电流表使用，电流表A2与R2串联充当电压表使用，改装后量程为4V，可以使用，由于改装后电表已知，故内外接法均可，故电路图如图所示；

（4）根据串并联电路的规律可知，待测电阻中的电流：I=-I2

电压：Ux=I2（R2+RA2）

由欧姆定