黑龙江省哈尔滨市师范大学附属中学2025届物理高三上期末学业水平测试模拟试题含解析

黑龙江省哈尔滨市师范大学附属中学2025届物理高三上期末学业水平测试模拟试题注意事项：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、一个原子核静止在磁感应强度为B的匀强磁场中，当原子核发生衰变后，它放出一个α粒子（），其速度方向与磁场方向垂直。关于α粒子与衰变后的新核在磁场中做的圆周运动，下列说法正确的是（）A．运动半径之比是 B．运动周期之比是C．动能总是大小相等 D．动量总是大小相等，方向相反2、一弹簧振子做简谐运动，周期为T，以下描述正确的是A．若△t=，则在t时刻和（t+△t）时刻弹簧长度一定相等B．若△t=T，则在t时刻和（t+△t）时刻振子运动的加速度一定相等C．若t和（t+△t）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则△t一定等于的整数倍D．若t和（t+△t）时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则△t一定等于T的整数倍3、如图所示，轻质弹簧下端挂有一质量为的小球（视为质点），静止时弹簧长为，现用一始终与弹簧轴向垂直的外力作用在小球上，使弹簧由竖直位置缓慢变为水平。重力加速度为。则在该过程中（）A．弹簧的弹力先增大后减小B．外力一直增大C．外力对小球做功为D．弹簧弹力对小球做功为4、用手水平的托着书，使它做下述各直线运动，手对书的作用力最大的情况是（）A．向下的匀加速运动 B．向上的匀减速运动C．向左的匀速运动 D．向右的匀减速运动5、如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为，桩料的质量为。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力随打入深度的变化关系如图乙所示，直线斜率。取，则下列说法正确的是A．夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为B．夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为C．打完第一夯后，桩料进入泥土的深度为D．打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为6、如图所示为等边三角形ABC，在A、B两点放等量异种点电荷，已知A、B连线中点处的电场强度和电势分别为E、φ，则C点的场强和电势分别为（）A．E、φ B．E、φ C．E、φ D．E、φ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、已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点，球壳与x轴相交于A、B两点，球壳半径为r，带电量为Q。现将球壳A处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q，不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A，B两点的距离均为r，则此时（）A．O点的电场强度大小为零 B．C点的电场强度大小为C．C点的电场强度大小为 D．D点的电场强度大小为8、两根长直导线平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中点为两根导线连线的中点，为的中垂线上的两点且与等距，两导线中通有恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度的大小跟该点到通电导线的距离成反比，则下列说法中正确的是（）A．若中通以等大同向电流，点的磁感应强度为零B．若中通以等大反向电流，则点和点的磁感应强度相同C．若中通以大小不等的反向电流，则磁感应强度为零的点在之间的连线上D．若中通以大小不等的同向电流，则磁感应强度为零的点在连线的延长线上9、如图甲所示，水平面内粗糙导轨MN、PQ相距为L，置于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨电阻不计。两根电阻均为R的金属棒ab、cd置于导轨上且与导轨接触良好，电流表内阻不计。现ab棒在水平外力F作用下由静止向右运动，电流表示数随时间变化图线如图乙所示，在t0时刻cd棒刚要开始运动，下列各种说法中正确的是（）A．ab棒在时间内做匀加速直线运动B．若在时刻突然撤去外力F，则ab棒的加速度C．在时间内，通过cd棒的电量为D．在时间内，力F做的功全部转化为ab棒的焦耳热、摩擦生热和其增加的动能10、如图所示，质量为的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，一根劲度系数为的轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端连接物体，弹簧处于原长，物体恰好静止。现将物体沿斜面向下移动后由静止释放、水平地面上的斜面始终保持静止，物体与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内，取，下列说法正确的是（）A．物体与斜面间的动摩擦因数为B．物体释放后在斜面上运动时，斜面对地面的压力保持不变C．物体释放瞬间斜面对地面的摩擦力大小为，方向水平向左D．物体释放瞬间的加速度大小为，方向沿斜面向上三、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）某研究性学习小组为了测量某电源的电动势E和电压表V的内阻Rv，从实验室找到实验器材如下：A．待测电源（电动势E约为2V，内阻不计）B．待测电压表V（量程为1V，内阻约为100Ω）C．定值电阻若干（阻值有：50.0Ω，100.0Ω，500.0Ω，1.0kΩ）D．单刀开关2个(1)该研究小组设计了如图甲所示的电路原理图，请根据该原理图在图乙的实物图上完成连线______。(2)为了完成实验，测量中要求电压表的读数不小于其量程的，则图甲R1=_____Ω；R2=_____Ω。(3)在R1、R2选择正确的情况进行实验操作，当电键S1闭合、S2断开时，电压表读数为0.71V；当S1、S2均闭合时，电压表读数为0.90V；由此可以求出Rv=____Ω；电源的电动势E=_____（保留2位有效数字）。12．（12分）利用如图所示的装置探究动能定理。将木板竖直放置在斜槽末端的前方某一固定位置，在木板上依次固定好白纸、复写纸，将小球从不同的标记点由静止释放。记录标记点到斜槽底端的高度H，并根据落点位置测量出小球离开斜槽后的竖直位移y，改变小球在斜槽上的释放位置，在斜槽比较光滑的情况下进行多次测量，已知重力加速度为g，记录数据如下：(1)小球从标记点滑到斜槽底端的过程，速度的变化量为______（用x、y、g表示）；(2)已知木板与斜槽末端的水平距离为x，小球从标记点到达斜槽底端的高度为H，测得小球在离开斜槽后的竖直位移为v，不计小球与槽之间的摩擦及小球从斜槽滑到切线水平的末端的能量损失。小球从斜槽上滑到斜槽底端的过程中，若动能定理成立，则应满足的关系式是______；(3)保持x不变，若想利用图像直观得到实验结论，最好应以H为纵坐标，以_____为横坐标，描点画图。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，半径为a的圆内有一固定的边长为1.5a的等边三角形框架ABC，框架中心与圆心重合，S为位于BC边中点处的狭缝．三角形框架内有一水平放置带电的平行金属板，框架与圆之间存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．一束质量为m、电量为q，不计重力的带正电的粒子，从P点由静止经两板间电场加速后通过狭缝S，垂直BC边向下进入磁场并发生偏转．忽略粒子与框架碰撞时能量与电量损失．求：(1)要使粒子进入磁场后第一次打在SB的中点，则加速电场的电压为多大？(2)要使粒子最终仍能回到狭缝S，则加速电场电压满足什么条件？(3)回到狭缝S的粒子在磁场中运动的最短时间是多少？14．（16分）如图(b)所示，一个正方体玻璃砖的棱长为，其折射率为。在其中心轴线处有一点光源，该点光源可沿中心轴线上下移动。若点光源移动至某一位置时，玻璃砖上表面均有光线射出，求此时玻璃砖下表面有光线射出的面积15．（12分）某种喷雾器的贮液筒的总容积为7.5L，如图所示，装入6L的药液后再用密封盖将贮液筒密封，与贮液筒相连的活塞式打气筒每次能压入300cm3，1atm的空气，设整个过程温度保持不变．(1)要使贮气筒中空气的压强达到4atm，打气筒应打压几次？(2)在贮气筒中空气的压强达到4atm时，打开喷嘴使其喷雾，直到内外气体压强相等，这时筒内还剩多少药液？

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．衰变方程为衰变瞬间动量守恒，所以洛伦兹力提供向心力，根据解得半径所以α粒子与衰变后的新核的半径之比为A正确；B．原子核在磁场中圆周运动的周期为所以α粒子与衰变后的新核的周期之比为B错误；C．二者动量大小始终相等，根据动量和动能的关系可知α粒子与衰变后的新核的质量不同，动能不同，C错误；D．α粒子与衰变后的新核的动量大小始终相同，在衰变瞬间，二者方向相反，随后在磁场中做匀速圆周运动，动量方向不同，D错误。故选A。2、B【解析】

A．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，若△t=，则在t时刻和（t+△t）时刻振子的位移相反，在t时刻和（t+△t）时刻弹簧长度可能不相等，故A项错误；B．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，若△t=T，则在t时刻和（t+△t）时刻振子的位移相同，t时刻和（t+△t）时刻振子运动的加速度一定相等，故B项正确；C．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，若t和（t+△t）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则t和（t+△t）时刻振子的位移有可能相同或相反，所以△t有可能不等于的整数倍，故C项错误；D．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，若t和（t+△t）时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则△t一定不等于T的整数倍，故D项错误。3、B【解析】

AB．小球受外力、重力和弹簧弹力三个力构成一个三角形，当外力与弹簧弹力垂直时最小，由三角形定则可判断，弹簧弹力一直减小，外力一直增大，故A不符合题意，B符合题意；CD．由上分析可知外力F和弹簧的弹力都是变力，所以无法直接求出外力和弹力所做的功，只能根据能量守恒求出外力与弹簧弹力的合力对小球做的功等于，故CD不符合题意。故选B。4、D【解析】

向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，书的加速度向下，处于失重状态，手对书的作用力小于书的重力；向左的匀速运动时，手对书的作用力等于书的重力；向右的匀减速运动时，加速度向左，根据牛顿第二定律分析得知，手对书的作用力大于书的重力。所以向右的匀减速运动时，手对书的作用力最大，故ABC错误，D正确；故选D。5、C【解析】

夯锤先自由下落，然后与桩料碰撞，先由运动学公式求出与桩料碰撞前瞬间的速度，对于碰撞过程，由于内力远大于外力，所以系统的动量守恒，由动量守恒定律求出碰后共同速度；夯锤与桩料一起下沉的过程，重力和阻力做功，由动能定理可求得桩料进入泥土的深度；【详解】A、夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度，得取向下为正方向，打击过程遵守动量守恒定律，则得：

代入数据解得：，故选项AB错误；C、由乙图知，桩料下沉过程中所受的阻力是随距离均匀变化，可用平均力求阻力做功，为打完第一夯后，对夯锤与桩料，由动能定理得：即：代入数据解得，故选项C正确；D、由上面分析可知：第二次夯后桩料再次进入泥土的深度为则对夯锤与桩料，由动能定理得：同理可以得到：第三次夯后桩料再次进入泥土的深度为则对夯锤与桩料，由动能定理得：则打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为代入数据可以得到：，故选项D错误。【点睛】本题的关键是要分析物体的运动过程，抓住把握每个过程的物理规律，要知道当力随距离均匀变化时，可用平均力求功，也可用图象法，力与距离所夹面积表示阻力做功的大小。6、A【解析】

设等边三角形的边长为，、两点的电荷量大小为，、连线中点处的电场强度为点的电场强度为等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，则有故A正确，B、C、D错误故选A。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】

A．根据电场强度的合成可得，O点的电场强度大小故A错误；BC．C点的电场强度大小故B正确，C错误；D．根据电场强度的合成可得，D点的电场强度大小故D正确。故选BD。8、AB【解析】

A．若中通以等大同向电流，根据安培定则可知，两条导线在O点产生的磁场等大反向，则O点的磁感应强度为零，选项A正确；B．若中通以等大反向电流，假设a电流向里，b中电流向外；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向下且大小相等；同理若假设a电流向外，b中电流向里；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向上且大小相等；故B正确；C．若中通以大小不等的反向电流，则两电流在之间的连线上各点的磁场方向相同，磁感应强度不可能为零，选项C错误；D．若中通以大小不等的同向电流，则两电流在连线的延长线上各点的磁场方向相同，则磁感应强度不可能为零，选项D错误；故选AB.9、AC【解析】

A．由乙图可知，t0时间内I与时间成正比，根据闭合电路欧姆定律可知时间内，加速度为定值，所以ab棒在时间内做匀加速直线运动，A正确；B．cd棒刚要开始运动，此时有对于ab棒撤去外力F后，根据牛顿第二定律解得B错误；C．根据电流的定义式可知t0时间内通过电路的电荷量大小等于图线与时间轴围成的面积，两导体棒串联，则通过cd棒的电量为C正确；D．对于整个系统来说，外力F做的功全部用来克服安培力做功（ab、cd两棒中产生的焦耳热）、克服摩擦力做功（摩擦生热）以及增加动能，D错误。故选AC。10、AC【解析】

A．弹簧原长时，物体恰好静止，则：，解得：，故A正确；D．弹簧拉长后释放瞬间，则有：，解得：，故D错误；BC．物体释放后沿斜面运动时，斜面体对地面的压力增加：，斜面体对地面的摩擦力大小为：，方向水平向左，故B错误、C正确。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、10050871.9【解析】

(1)[1]根据电路原理图，实物连线如图所示：(2)[2][3]根据分压规律串联在电路中的总电阻约为所以和阻值太大不能用，否则电压表的示数不满足题中要求；为了在闭合时，能够有效的保护电路，所以，。(3)[4][5]当电键闭合、断开时当、均闭合时解得，12、【解析】

(1)[1]小球离开斜槽底端后做平抛运动，则解得(2)[2]由(1)知在小球下滑过程中，不计小球与槽之间的摩擦，只有重力做功，则有解得(3)[3]为了更直观，应画成直线，根据上式可知：最好应以H为横坐标，以为纵坐标，描点作图。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)；(3)【解析】

（1）带电粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，进入磁场后做圆周运动，结合几何关系找到半径，求解加速电场的电压；（2）要使粒子能回到S，则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则可能的情况是：粒子与框架垂直碰撞，绕过三角形顶点时的轨迹圆弧的圆心应位于三角形顶点上，即SB为半径的奇数倍；要使粒子能绕过顶点且不飞出磁场，临界情况为粒子轨迹圆与磁场区域圆相切；（3）根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹图，找到圆周运动的圆心角，结合圆周运动