山西省应一中2025届物理高三上期末学业水平测试试题含解析

山西省应一中2025届物理高三上期末学业水平测试试题考生请注意：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、可看作质点的甲、乙两汽车沿着两条平行车道直线行驶，在甲车匀速路过处的同时，乙车从此处由静止匀加速启动，从某时刻开始计时，两车运动的图象如图所示，时刻在B处甲，乙两车相遇。下面说法正确的是A．两处的距离为B．时刻乙车的速度是C．时刻两车并排行驶D．时刻乙车行驶在甲车前面2、已知长直导线中电流I产生磁场的磁感应强度分布规律是B=（k为常数，r为某点到直导线的距离）。如图所示，在同一平面内有两根互相平行的长直导线甲和乙，两导线通有大小分别为2I和I且方向相反的电流，O点到两导线的距离相等。现测得O点的磁感应强度的大小为。则甲导线单位长度受到的安培力大小为（）A． B． C． D．3、一束由a、b两种单色光组成的复色光射向玻璃制成的三棱镜，通过三棱镜的传播情况如图所示。关于a、b两种单色光，下列说法正确的是（）A．玻璃对a色光的折射率大于对b色光的折射率B．a色光的光子能量小于b色光的光子能量C．a色光在玻璃中的传播速度比b色光小D．a色光发生全反射的临界角比b色光小4、理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，三个灯泡L1、L2和L3接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（）A．灯泡L1变亮，L2变暗B．灯泡L1、L2都变亮C．灯泡L2、L3都变亮D．电源输出功率减小5、竖直向上抛出一个小球，图示为小球向上做匀变速直线运动时的频闪照片，频闪仪每隔0.05s闪光一次，测出ac长为23cm，af长为34cm，则下列说法正确的是（）A．bc长为13cmB．df长为7cmC．小球的加速度大小为12m/s2D．小球通过d点的速度大小为2.2m/s6、某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，如图2所示。电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电流C．定值电阻R D．电源的电动势和内电阻二、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，两个平行的导轨水平放置，导轨的左侧接一个阻值为R的定值电阻，两导轨之间的距离为L.导轨处在匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向上.一质量为m、电阻为r的导体棒ab垂直于两导轨放置，导体棒与导轨的动摩擦因数为μ。导体棒ab在水平外力F作用下，由静止开始运动了x后，速度达到最大，重力加速度为g，不计导轨电阻。则（）A．导体棒ab的电流方向由a到bB．导体棒ab运动的最大速度为C．当导体棒ab的速度为v0（v0小于最大速度）时，导体棒ab的加速度为D．导体棒ab由静止达到最大速度的过程中，ab棒获得的动能为Ek，则电阻R上产生的焦耳热是8、下列关于振动和波的说法，正确的是。A．声波在空气中传播时，空气中各点有相同的振动频率B．水波在水面上传播时，水面上各点沿波传播方向移动C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生衍射D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某质点相遇，则该质点位移始终最大E.为了增大干涉条纹间距，可将蓝光换成红光9、如图（a）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图（b）所示，若线框总电阻为，则（）A．边两端电压的有效值为B．当线框平面与中性面的夹角为时，线框产生的电动势的大小为C．从到时间内，通过线框某一截面的电荷量为D．线框转动一周产生的焦耳热为10、如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，O1、O2分别为两细环的圆心，且O1O2=2r，两环分别带有均匀分布的等量异种电荷-Q、+Q(Q>0)。一带负电的粒子(重力不计)位于右侧远处，现给粒子一向左的初速度，使其沿轴线运动，穿过两环后运动至左侧远处。在粒子运动的过程中A．从O1到O2，粒子一直做减速运动B．粒子经过O1点时电势能最小C．轴线上O1点右侧存在一点，粒子在该点动能最大D．粒子从右向左运动的整个过程中，电势能先减小后增加三、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）在探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系实验中，小李同学采用了如图所示的可拆式变压器（铁芯不闭合）进行研究（1）实验还需下列器材中的__________（多选）；（2）实验中，上图中变压器的原线圈接“0；8”接线柱，副线圈接线“0；4”接线柱，当副线圈所接电表的示数为5.0V，则所接电源电压档位为_______。A．18.0VB．10.0VC．5.0VD．2.5V12．（12分）某同学要测量量程为6V的电压表Vx的内阻，实验过程如下：(1)先用多用电表粗测电压表的内阻，将多用电表功能选择开关置于“×1K”挡，调零后，将红表笔与电压表________(选填“正”或“负”)接线柱连接，黑表笔与另一接线柱连接，指针位置如图所示，电压表内阻为________Ω.(2)为了精确测量其内阻，现提供以下器材：电源E(电动势为12V，内阻约为1Ω)Ｋ开关和导线若干电流表A(量程0.6A，内阻约为3Ω)电压表V(量程10V，内阻约为15kΩ)定值电阻R0(阻值为5kΩ)滑动变阻器R1(最大阻值为5Ω，额定电流为1A)滑动变阻器R2(最大阻值为50Ω，额定电流为1A)①请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图_______(需标注所用实验器材的符号)．②待测电压表Vx内阻测量值的表达式为Rx＝________．(可能用到的数据：电压表Vx的示数为Ux，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I)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，一总质量m＝10kg的绝热汽缸放在光滑水平面上，用横截面积S＝1.0×10﹣2m2的光滑绝热薄活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞杆的另一端固定在墙上，外界大气压强P0＝1.0×105Pa．当气体温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10﹣3m3（0℃对应的热力学温度为273K）。（ⅰ）求从开始对气体加热到气体温度缓慢升高到360K的过程中，气体对外界所做的功；（ⅱ）若地面与汽缸间的动摩擦因数μ＝0.2，现要使汽缸向右滑动，则缸内气体的温度至少应降低多少摄氏度？（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，活塞一直在汽缸内，气体质量可忽略不计，重力加速度g取10m/s2。）14．（16分）如图所示，地面和半圆轨道面均光滑．质量M=1kg、长L=4m的小车放在地面上，其右端与墙壁的距离为S=3m，小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平．现有一质量m=1kg的滑块（不计大小）以v0=6m/s的初速度滑上小车左端，带动小车向右运动．小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.1，g取10m/s1．（1）求小车与墙壁碰撞时的速度；（1）要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，求半圆轨道的半径R的取值．15．（12分）两根足够长的平行金属导轨固定于同一水平面内，两导轨间的距离为L，导轨上垂直放置两根导体棒a和b，俯视图如图甲所示。两根导体棒的质量均为m，电阻均为R，回路中其余部分的电阻不计，在整个导轨平面内，有磁感应强度大小为B的竖直向上的匀强磁场。两导体棒与导轨接触良好且均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，两棒均静止，间距为x0，现给导体棒a一向右的初速度v0，并开始计时，可得到如图乙所示的图像（表示两棒的相对速度，即）。求：（1）0～t2时间内回路产生的焦耳热；（2）t1时刻棒a的加速度大小；（3）t2时刻两棒之间的距离。

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.将乙车的运动图象反向延长，与横轴的交点对应车道上的位置，当汽车乙追上汽车甲时，两车位移相等，时刻乙车的速度是，A、B两处的距离大于，选项A错误、选项B正确；CD.从A到B一直是乙车在后面追赶甲车，选项C、D错误。2、C【解析】

设两导线间距为d，根据右手螺旋定则知，甲导线和乙导线在O点的磁感应强度方向均为垂直纸面向里，根据矢量叠加有乙导线在甲导线处产生的磁感应强度大小则甲导线单位长度受到的安培力大小C正确，ABD错误。故选C。3、B【解析】

AB．通过玻璃三棱镜后，b色光的偏折角最大，说明玻璃对b光的折射率大于对a色光的折射率，则b色光的频率最高，根据可知，a色光的光子能量小于b色光的光子能量，故A错误，B正确；C．a色光的折射率小，根据分析可知a色光在玻璃中的传播速度大于b色光，故C错误；D．玻璃对b光的折射率大，根据知b色光发生全反射的临界角小于a色光，故D错误。故选B。4、B【解析】

ABC．设MN两端稳压交流电源的电压有效值为U，原线圈两端的电压为U1，电流为I1，副线圈两端的电压为U2，电流为I2，原副线圈的匝数比：，灯泡的电阻都为R，根据欧姆定律，可得副线圈两端的电压为：根据得原线圈两端的电压为：根据解得根据欧姆定律，可得L1两端的电压：则稳压交流电源的电压为：当滑动变阻器的滑片P向上移动时，其电阻减小，则R并电阻减小，所以总电阻减小，而稳压交流电源的电压U不变，所以电流I2变大，则L2变亮；原线圈的电流也增大，所以L1变亮，其两端的电压变大，所以原线圈两端的电压减小，则副线圈两端的电压减小，而L2的电压变大，所以L3与滑动变阻器并联部分的电压减小，所以L3变暗，B正确，AC错误；D．因为原线圈的电流增大，稳压交流电源的电压不变，根据P=UI1可知电源输出功率增大，D错误。故选B。5、C【解析】

C．根据题意可知，cf长为11cm，则根据匀变速直线运动的位移差公式可得其中所以C正确；D．匀变速直线运动中，某段的平均速度等于这一段中间时刻的瞬时速度，则d点的速度为所以D错误；B．根据匀变速直线运动的位移公式得所以B错误；A．同理可得b点的速度为则所以A错误。故选C。6、D【解析】

由Q=CU0，所以容器放出的总电荷量可求，所以A选项能求出；根据I=Q/t，变形得，Ut为图象与坐标轴所围面积S可求，所以Q=S/R，则，所以C选项可求；电阻R两端的最大电流即为电容器刚开始放电的时候，所以，选项B电阻R两端的最大电流可求；根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即E=U0，内电阻无法求出，所以选项D不能求出。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．根据楞次定律，导体棒ab的电流方向由b到a，A错误；B．导体棒ab垂直切割磁感线，产生的电动势大小E=BLv由闭合电路的欧姆定律得导体棒受到的安培力FA=BIL当导体棒做匀速直线运动时速度最大，由平衡条件得解得最大速度B正确；C．当速度为v0由牛顿第二定律得解得C正确；D．在整个过程中，由能量守恒定律可得Ek+μmgx+Q=Fx解得整个电路产生的焦耳热为Q=Fx－μmgx－EkD错误。故选BC。8、ACE【解析】

A．声波在空气中传播时，根据波的形成原理可知，空气中各点有相同的振动频率，故A正确；B．水波在水面上传播时，水面上各点不会随着波传播方向而移动，故B错误；C．声波容易绕过障碍物传播是因为声波波长较长，容易发生明显的衍射现象，故C正确；D．当两列波发生干涉时，如果两列波波峰在某点相遇时，则该质点位移此时最大，然后会变小，当平衡位置相遇时，则位移为零，故D错误；E．根据干涉条纹间距公式，可知，为了增大干涉条纹间距，可将蓝光换成红光，即波长变长，故E正确。故选ACE。9、AB【解析】

A．根据电动势随时间的变化曲线可得，交流电的电动势的瞬时值为则交流电的电动势的有效值为边两端电压的有效值为所以A正确；B．当线框平面与中性面的夹角为时，即则此时的电动势为所以B正确；C．由图象可得交流电的周期为从到时间内，即半个周期内，通过线框某一截面的电荷量为由电动势的瞬时值表达式可知则所以C错误；D．此交流电的电流有效值为根据焦耳定律可得，线框转动一周产生的焦耳热为所以D错误。故选AB。10、AC【解析】

A．圆环在水平线上产生的场强竖直分量叠加为0，只有水平分量相加，所以圆环在水平线上的场强方向与水平线平行，同理圆环在水平线上的场强方向与水平线平行；根据场强的叠加，带负电粒子从到过程中，受到的电场力合力方向始终水平向右，与粒子运动方向相反，所以粒子做减速运动，A正确；BC．圆环在水平线上处场强为0，在向右无穷远处场强为0，同理圆环在水平线上的场强分布也如此，根据场强的叠加说明在右侧和左侧必定存在场强为0的位置，所以粒子从右侧远处运动到过程中，合场强先水平向左减小，带负电粒子所受电场力水平向右减小，电场力做正功，电势能减小，粒子做加速运动，在右侧某位置合场强为0，粒子速度达到最大，动能最大；继续向左运动，合场强水平向右且增大，粒子所受电场力水平向左，电场力做负功，电势能增大，粒子做减速运动至，B错误，C正确；D．粒子穿过后，对比上述分析可知，粒子所受电场力先水平向右，后水平向左，所以电势能先减小，后增大，综合BC选项分析，D错误。故选AC。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、(1)BC(2)A【解析】（1）本实验中，变压器的原线圈应接在交流电源上；为了知道原、副线圈的电压比和线圈匝数比之间的关系，还需要电压表。故学生电源和电压表两个器材不能缺少，选BC；（2）①理想变压器原、副线圈电压和匝数的关系为U1U2=n【点睛】理想变压器原、副线圈两端电压和各自匝数的关系为U1U212、(1)负1.00×104(2)①如图所示；②【解析】

（1）红表笔是欧姆表的负极，所以应该接电压表的负接线柱．电压表的内阻为．（2）滑动变阻器的电阻远小于电压表的内阻，应该选择分压接法，若使用会使流过滑动变阻器的电流超过，故要选择，电路图如图：根据欧姆定律可得电压表内阻的测量值为：．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、（ⅰ）40J；（ⅱ）6℃。【解析】

（ⅰ）气体压强不变，由盖•吕萨克定律得：解得：V2＝T2＝2.4×10﹣3m3气体对外界所做的功W＝P0•△V＝P0（V2﹣V1）代入数据解得：W＝40J（ⅱ）当气体降温，气缸未发生移动时，气体等容变化，则：汽缸开始移动时，则有：P0S＝P3S+μmg代入数据解得：T＝294K故应降温△t＝6℃14、（1）小车与墙壁碰撞时的速度是4m/s；（1）要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，半圆轨道的半径R的取值为R≤0.14m或R≥0.6m．【解析】解：（1）设滑块与小车的共同速度为v1，滑块与小车相对运动过程中动量守恒，有mv0=（m+M）v1代入数据解得v1=4