湖南省长沙市宁乡市2025届物理高三上期末考试试题含解析

湖南省长沙市宁乡市2025届物理高三上期末考试试题注意事项：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、如图所示，一磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，圆心为O，半径为r，MN是直径，一粒子发射装置S置于M端，可从M端向圆平面内任意方向发射速率相等的同种带电粒子，某个粒子从N端离开磁场，在磁场中运动的时间为，其中k为带电粒子的比荷，下列说法正确的是（）A．该粒子的速率为krB，发射方向垂直于MNB．该粒子的速率为krB，发射方向与MN的夹角为45°C．该粒子在磁场中运动的时间最短D．若该粒子沿直径MN方向射入磁场，其运动的时间为2、在xoy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速为2m/s．M、N是平衡位置相距2m的两个质点，如图所示．在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处．已知该波的周期大于1s，则下列说法中正确的是（）A．该波的周期为sB．在t=s时，N的速度一定为2m/sC．从t=0到t=1s，M向右移动了2mD．从t=s到t=s，M的动能逐渐增大3、如图所示，两个内壁光滑的圆形管道竖直固定，左侧管道的半径大于右侧管道半径。两个相同小球A、B分别位于左、右管道上的最高点，两球的半径都略小于管道横截面的半径。由于微小的扰动，两个小球由静止开始自由滑下，当它们通过各自管道最低点时，下列说法正确的是（）A．A球的速率等于B球的速率B．A球的动能等于B球的动能C．A球的角速度大于B球的角速度D．A球、B球对轨道的压力大小相等4、物体在恒定的合外力作用下做直线运动，在时间△t1内动能由0增大到E0，在时间∆t2内动能由E0增大到2E0.设合外力在△t1内做的功是W1、冲量是I1，在∆t2内做的功是W2、冲量是I2，那么()A．I1<I2W1=W2 B．I1>I2W1=W2 C．I1<I2W1<W2 D．I1=I2W1<W25、中国将于2022年前后建成空间站。假设该空间站在离地面高度约的轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球同步卫星轨道高度约为，地球的半径约为，地球表面的重力加速度为，则中国空间站在轨道上运行的（）A．周期约为 B．加速度大小约为C．线速度大小约为 D．角速度大小约为6、电磁波与机械波具有的共同性质是()A．都是横波 B．都能传输能量C．都能在真空中传播 D．都具有恒定的波速二、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，倾角θ=30°的斜面固定在地面上，长为L、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳AB置于斜面上，与斜面间动摩擦因数，其A端与斜面顶端平齐．用细线将质量也为m的物块与软绳连接，给物块向下的初速度，使软绳B端到达斜面顶端（此时物块未到达地面），在此过程中A．物块的速度始终减小B．软绳上滑时速度最小C．软绳重力势能共减少了D．软绳减少的重力势能一定小于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和8、如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，OO'为过C点的AB面的垂线。a，b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（）A．在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度B．a光的频率小于b光的频率C．两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大D．若a，b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角E.a光比b光更容易发生衍射现象9、如图所示，abcd为固定的水平光滑矩形金属导轨，导轨间距为L左右两端接有定值电阻R1和R2，R1=R2=R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m的导体棒MN放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻．两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定，另一端同时与棒的中点连接．初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态，棒获得水平向左的初速度，第一次运动至最右端的过程中Rl产生的电热为Q，下列说法中正确的是A．初始时刻棒所受安培力的大小为B．棒第一次回到初始位置的时刻，R2的电功率小于C．棒第一次到达最右端的时刻，两根弹簧具有弹性势能的总量为D．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的电热大于10、如图所示，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦．圆心O点正下方放置为2m的小球A，质量为m的小球B以初速度v0向左运动，与小球A发生弹性碰撞．碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度v0可能为（）A． B． C． D．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）硅光电池是一种将光能转换为电能的器件，某硅光电池的伏安特性曲线如图（甲）所示。某同学利用图（乙）所示的电路研究电池的性质，定值电阻R2的阻值为200Ω，滑动变阻器R1的最大阻值也为200Ω，V为理想电压表。（1）请根据图（乙）所示的电路图，将图（丙）中的的实物图补充完整____________。（2）闭合电键S1，断开电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片移到最右端，电池的发热功率为_______________W。（3）闭合电键S1和电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片从最左端移到最右端，电池的内阻变化范围为_________________。12．（12分）实验：用如图所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上．（1）实验时，一定要进行的操作是___________（填选项前的字母）．A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数F．B．改变小车的质量，打出几条纸带C．用天平测出沙和沙桶的总质量D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量（1）在实验中，有同学得到一条打点的纸带，取打点清晰部分做如下标记，如图所示，已知相邻计数点间还有4个点没有画出来，打点计时器的电源频率为50Hz，则小车加速度的大小为a=_______m/s1．（结果保留3位有效数字）（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a—F图像，可能是下图中的__________图线．（4）下图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面AB与水平面相切于B点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点，P为光电计时器的光电门．已知当地重力加速度为g．①利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，则遮光条的宽度___________cm．②实验中除了遮光条的宽度，还需要测量的物理量有__________．A．小物块质量B．遮光条通过光电门的时间C．遮光条到C点的距离D．小物块释放点的高度③为了减小实验误差，同学们选择图象法来找出动摩擦因数，那么他们应该选择_____关系图象来求解（利用测量的物理量表示）．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）PQ为一接收屏，一半径为R=0.1m半球形透明物的直径MN恰好与接收屏垂直，如图所示，一细光束由透明物的右侧平行于接收屏射向透明物的球心。现让细光束以球心为圆心顺时针转过30°时，经观测接收屏上出现两个亮点，且两亮点之间的距离用L表示；细光束转过的角度为45°时，接收屏上刚好出现一个亮点。求：(1)该透明物的折射率为多大？(2)由以上叙述求L应为多长？14．（16分）一U形管竖直放置，管内横截面积处处相等，左管绝热且上端封闭，右管导热且用活塞封闭。活塞a、b、c为厚度可忽略的光滑轻活塞，a隔热，b、c导热，a、b活塞下方为水银，上方为空气（可视为理想气体）。初始时，两空气柱和环境温度均为27℃，管内水银柱和空气柱长度如图所示。缓慢向下推动活塞c，直至a、b活塞处于同一高度为止。测量发现左侧空气柱温度升高5℃。已知大气压强p0=76.0cmHg。（计算结果保留一位小数）(1)求温度升高后左侧空气柱的压强；(2)求c活塞向下推动的距离。15．（12分）如图甲所示，两竖直同定的光滑导轨AC、A'C'间距为L，上端连接一阻值为R的电阻。矩形区域abcd上方的矩形区域abA'A内有方向垂直导轨平面向外的均匀分布的磁场，其磁感应强度B1随时间t变化的规律如图乙所示（其中B0、t0均为已知量），A、a两点间的高度差为2gt0（其中g为重力加速度），矩形区域abcd下方有磁感应强度大小为B0、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场。现将一长度为L，阻值为R的金属棒从ab处在t=0时刻由静止释放，金属棒在t=t0时刻到达cd处，此后的一段时间内做匀速直线运动，金属棒在t=4t0时刻到达CC'处，且此时金属棒的速度大小为kgt0（k为常数）。金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，空气阻力不计。求：(1)金属棒到达cd处时的速度大小v以及a、d两点间的高度差h；(2)金属棒的质量m；(3)在0－4t0时间内，回路中产生的焦耳热Q以及d、C两点的高度差H。

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】

ABC．由题设条件带电粒子在磁场中运动的周期为，根据粒子在磁场中运动的时间可知，带电粒子从M到N运动了四分之一周期，由几何知识作图知道该粒子运动轨迹的圆心在边界圆上，半径为，由则发射方向与MN的夹角为45°，此轨迹对应弧长最长，运动时间最长，选项AC错误，B正确；D．根据前面的数据再画出沿MN方向的粒子运动轨迹，经计算轨迹圆弧对应的圆心角为，则时间不等于，D错误．故选B。2、D【解析】

A.波速为2m/s，波的周期大于1s，则波长大于2m，M、N的平衡位置相距2m，M、N的平衡位置间距小于波长；t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置上方最大位移处，波沿x轴正方向传播，则t=0时，波形图如图所示，所以该波的周期：解得：该波的周期为，故A项错误；B.，t=0时，N位于其平衡位置上方最大位移处，则在t=s时，N位于其平衡位置向y轴负方向运动，由于振幅未知，所以振动的速度未知，故B项错误；C.波传播过程中质点不随波迁移，质点在自身平衡位置附近振动，故C项错误；D.在t=0时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，因，则t=s时，M位于其平衡位置上方最大位移处，t=s时，M通过其平衡位置沿y轴负方向运动，t=s到t=s，M的动能逐渐增大，故D项正确。3、D【解析】

AB．对于任意一球，根据机械能守恒得解得由于左侧管道的半径大于右侧管道半径，所以A球的速率大于B球的速率，A球的动能大于B球的动能，故A、B错误；C．根据可得则有即A球的角速度小于B球的角速度，故C错误；D．在最低点，根据牛顿第二定律可得解得根据牛顿第三定律可得A球、B球对轨道的压力大小相等，故D正确；故选D。4、B【解析】

根据动能定理得：W1=E0-0=E0，W1=1E0-E0=E0则W1=W1．动量与动能的关系式为P=2mI1=2m则I1＞I1．A.I1<I1W1=W1与上述分析结论I1>I1W1=W1不相符，故A不符合题意；B.I1>I1W1=W1与上述分析结论I1>I1W1=W1相符，故B符合题意；C.I1<I1W1<W1与上述分析结论I1>I1W1=W1不相符，故C不符合题意；D.I1=I1W1<W1与上述分析结论I1>I1W1=W1不相符，故D不符合题意。5、B【解析】

A．设同步卫星的轨道半径为r1，空间站轨道半径为r2，根据开普勒第三定律有解得故A错误；B．设地球半径为R，由公式解得故B正确；C．由公式，代入数据解得空间站在轨道上运行的线速度大小故C错误；D．根据，代入数据可得空间站的角速度大小故D错误。故选B。6、B【解析】试题分析：电磁波是横波，机械波有横波也有纵波，故A错误．两种波都能传输能量，故B正确．电磁波能在真空中传播，而机械波不能在真空中传播，故C错误．两种波的波速都与介质的性质有关，波速并不恒定，只有真空中电磁波的速度才恒定．考点：考查了电磁波与机械波二、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、BCD【解析】

A．物块下落过程中，刚开始由于，所以物块所受合力向上，物体做减速运动，下落过程中，合力越来越小，当加速度等于零时，速度最小，后合力方向向下，加速度向下，速度增大，所以物体的速度先减小后增大，A错误；B．当加速度等于零时，速度最小，设此时软绳上滑的距离为x，则：，代入数据解得：B正确；C．物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为，软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度，则软绳重力势能共减少C正确；D．以物块为研究对象，因物块要克服拉力做功，所以其动能及势能变化量，以系统为研究对象，设绳的势能及动能变化量为，克服摩擦力所做的功的绝对值为W，由能量守恒定律有则选项D正确．故选BCD.8、BCE【解析】

A．由图分析可知，玻璃砖对b光的偏折角大于对a光的偏折角，根据折射定律得知：玻璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，由得知，a光在玻璃砖中的传播速度大于b光的传播速度。故A错误。

B．对于同种介质，光的频率越大，光的折射率越大，则知a光的频率小于b光的频率。故B正确。

C．双缝干涉条纹的间距与波长成正比，a光的频率小，波长长，故相邻明条纹的间距a光的较大。故C正确。

D．由临界角公式分析得知，a光的折射率n小，则a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角。故D错误。

E．a光波长较大，则比b光更容易发生衍射现象，选项E正确。故选BCE。9、BD【解析】

A.由F=BIL及I==，得安培力大小为FA=BIL=，故A错误；B.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，由动能定理得：当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势小于BLv0，则R2的电功率小于，故B正确；C.由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，则电路中产生总热量为2Q，所以两根弹簧具有的弹性势能为，故C错误；D.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，安培力平均值最大．从初始时刻到第一次运动至最右端的过程中电路中产生总热量为2Q，则从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路中产生的焦耳热应大于×2Q，故D正确．10、BC【解析】

A与B碰撞的过程为弹性碰撞，则碰撞的过程中动量守恒，设B的初速度方向为正方向，设碰撞后B与A的速度分别为v1和v2，则：mv0=mv1+2mv2由动能守恒得：联立得：

①1.恰好能通过最高点,说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力,是在最高点的速度为vmin，由牛顿第二定律得：2mg=

②A在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒，得：③联立①②③得：v0=，可知若小球B经过最高点，则需要：v0⩾2.小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律得：④联立①④得：v0=可知若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽由以上的分析可知,若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽或v0⩾，故AD错误，BC正确．故选BC【点睛】小球A的运动可能有两种情况：1．恰好能通过最高点，说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球到达最高点点的速度，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度；2．小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度．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、1.197×10-3W（允许误差±0.2W）55.56Ω≤r≤60Ω（允许误差±2Ω）【解析】

（1）[1]根据原理图可得出对应的实物图如图所示：；（2）[2]闭合电键，断开电键，将滑动变阻器的滑动片移到最右端时，两电阻串联，总电阻为；在图甲中作出电阻的伏安特性曲线，两图线的交点表示工作点：则可知，电源的输出电压为，电流为；则其功率：；（3）[3]滑片由最左端移到最右端时，外电阻由增大到；则分别作出对应的伏安特性曲线，如上图所示；则可知，当在最左端时，路端电压为，电流为；当达到最右端时，路端电压为，电流为；则由闭合电路欧姆定律可知，内阻最小值为：最大值为：故内阻的范围为：。12、A1.93C1.015BCB【解析】

（1）A、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，A正确；B、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，不需要改变小车的质量，B错误；C、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故CD错误．故选A；（1）由于相邻计数点间还有4个点没有画出来，计数点间的时间间隔：T=5×0.01=0.1s，

由匀变速直线运动的推论：△x=aT1可得，加速度（3）实验时，若遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则需要先用一定的力克服掉摩擦力后才能产生加速度，即，a—F图象中横轴会有截距，故选C；（4）①遮光条的宽度②实验的原理：根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度：B到C的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：，解得：，即，还需测量的物理量是遮光条通过光电门的时间t和遮光条到C点的距离s，故选BC．③要通过图象来求动摩擦因数，那么图象最好为倾斜的直线，便于计算，依据可得：,即，在图象中，为直线的斜率，即可求