2025届湖北省武汉市钢城第四中学物理高三第一学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2025届湖北省武汉市钢城第四中学物理高三第一学期期末学业水平测试模拟试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是A．处于基态的氢原子吸收10.5eV的光子后能跃迁至，n＝2能级B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV2、电路如图所示，当a、b两端接入100V电压时，用理想电压表测得c、d两端电压为20V；当c、d两端接入100V电压时，用理想电压表测得a、b两端电压为50V，则R1∶R2∶R3等于()A．4∶2∶1 B．2∶1∶1C．3∶2∶1 D．5∶3∶23、P、Q两种不同波长的光，以相同的入射角从玻璃射向空气，P光发生全反射，Q光射入空气，则（）A．玻璃对P光的折射率小于对Q光的折射率B．玻璃中P光的波长大于Q光的波长C．玻璃中P光的速度大于Q光的速度D．P光的光子能量大于Q光的光子能量4、我国的航天技术处于世界先进行列，如图所示是卫星发射过程中的两个环节，即卫星先经历了椭圆轨道I，再在A点从椭圆轨道I进入圆形轨道Ⅱ，下列说法中错误的是（）A．在轨道I上经过A的速度小于经过B的速度B．在轨道I上经过A的动能小于在轨道Ⅱ上经过A的动能C．在轨道I上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期D．在轨道I上经过A的加速度小于在轨道Ⅱ上经过A的加速度5、北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星．对于其中的5颗同步卫星，下列说法中正确的是A．它们运行的线速度一定大于第一宇宙速度 B．地球对它们的吸引力一定相同C．一定位于赤道上空同一轨道上 D．它们运行的速度一定完全相同6、如图所示，轨道NO和OM底端对接且。小环自N点由静止滑下再滑上OM。已知小环在轨道NO下滑的距离小于轨道OM上滑的距离，忽略小环经过O点时的机械能损失，轨道各处的摩擦因数相同。若用a、f、v和E分别表示小环的加速度、所受的摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程的变化关系如图。其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是（）A． B．C． 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、关于热现象，下列说法中正确的是（）A．对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变大时，压强不一定变小B．气体吸热后温度一定升高C．气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关D．质量和温度都相同的气体，内能一定相同E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的8、如图，a、b、c、d是均匀介质中水平轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为4m、6m和8m。一列简谐横波沿x轴正向传播，在t=0时刻传到质点a处，使质点a由平衡位置开始竖直向下运动。波继续向前传播，t=5s时质点b已经通过了8cm路程并第一次回到了平衡位置，此时质点c刚好开始振动。则下列说法正确的是________A．该波的波速为1.6cm/sB．质点c开始振动后，其振动周期为6sC．当t>5s后，质点b向下运动时，质点c一定向上运动D．在7s<t<9s的时间间隔内质点c向上加速运动E.在t=10s时刻质点d的加速度方向向上9、沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则下列说法正确的是（）A．从图示时刻开始，经0.01s质点a通过的路程为40cm，相对平衡位置的位移为零B．图中质点b的加速度在增大C．若产生明显的衍射现象，该波所遇到障碍物的尺寸为20mD．从图示时刻开始，经0.01s质点b位于平衡位置上方，并沿y轴正方向振动做减速运动E.若此波遇到另一列波，并产生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50Hz10、粗细均匀的正方形金属线框abcd静止在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在垂直水平面的匀强磁场中，ab边与磁场边界MN重合，如图所示。现用水平向左的外力F将线框拉出磁场，且外力与时间的函数关系为F=b+kt，b和k均为常数。在拉出线框的过程中，用i表示线框中的电流，Q表示流过线框某截面的电荷量，下列描述电流与时间及电荷量与时间变化关系的图象可能正确的是（）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）如图a所示，某同学利用下图电路测量电源电动势和内阻。先将电路中的电压传感器d端与a端连接。（1）若该同学开始实验后未进行电压传感器的调零而其他器材的使用均正确，则移动滑片后，得到的U-I图象最可能为___________。A．B．C．D．（2）将电压传感器d端改接到电路中c端，正确调零操作，移动滑片后，得到如图b所示的U-I图，已知定值电阻R=10Ω，则根据图象可知电源电动势为_________V、内阻为________Ω。（结果保留2位有效数字）12．（12分）同学们用如图1所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势和内电阻。实验室提供的器材如下：电压表，电阻箱（阻值范围）；开关、导线若干。（1）请根据图1所示的电路图，在图2中用笔替代导线，画出连线，把器材连接起来_____________。（2）某同学开始做实验，先把变阻箱阻值调到最大，再接通开关，然后改变电阻箱，随之电压表示数发生变化，读取和对应的，并将相应的数据转化为坐标点描绘在图中。请将图3、图4中电阻箱和电压表所示的数据转化为坐标点描绘在图5所示的坐标系中（描点用“+”表示），并画出图线_____________；（3）根据图5中实验数据绘出的图线可以得出该电池组电动势的测量值_____________V，内电阻测量值______________Ω.（保留2位有效数字）（4）实验中测两组的数据，可以利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法。该同学没有采用该方法的原因是_____________________。（5）该实验测得电源的电动势和内阻都存在误差，造成该误差主要原因是__________________。（6）不同小组的同学分别用不同的电池组（均由同一规格的两节干电池串联而成）完成了上述的实验后，发现不同组的电池组的电动势基本相同，只是内电阻差异较大。同学们选择了内电阻差异较大的甲、乙两个电池组进一步探究，对电池组的内电阻热功率以及总功率分别随路端电压变化的关系进行了猜想，并分别画出了如图6所示的和图象。若已知乙电池组的内电阻较大，则下列各图中可能正确的是_______________________（选填选项的字母）。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，质量m1=1kg的木板静止在倾角为θ=30°足够长的、固定的光滑斜面上，木板下端上表而与半径R=m的固定的光滑圆弧轨道相切圆弧轨道最高点B与圆心O等高。一质量m2=2kg、可视为质点的小滑块以v0=15m/s的初速度从长木板顶端沿木板滑下已知滑块与木板之间的动摩擦因数u=，木板每次撞击圆弧轨道时都会立即停下而不反弹，最终滑未从木板上端滑出，取重力加速度g=10m/s2。求(1)滑块离开圆弧轨道B点后上升的最大高度；(2)木板的最小长度；(3)木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能。14．（16分）如图所示，A、B和M、N为两组平行金属板。质量为m、电荷量为+q的粒子，自A板中央小孔进入A、B间的电场，经过电场加速，从B板中央小孔射出，沿M、N极板间的中心线方向进入该区域。已知极板A、B间的电压为U0，极板M、N的长度为l，极板间的距离为d。不计粒子重力及其在a板时的初速度。（1）求粒子到达b板时的速度大小v；（2）若在M、N间只加上偏转电压U，粒子能从M、N间的区域从右侧飞出。求粒子射出该区域时沿垂直于板面方向的侧移量y；（3）若在M、N间只加上垂直于纸面的匀强磁场，粒子恰好从N板的右侧边缘飞出，求磁感应强度B的大小和方向。15．（12分）如图所示，一张纸上用笔点一个点A，纸放在水平桌面上，用一高度为h的平行玻璃砖放置在纸上且点A在玻璃砖的下面，设光在玻璃砖内的折射率为n，从正上方向下看点A，看到点A的深度为多少？

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、D【解析】

A．处于基态的氢原子吸收10.2eV的光子后能跃迁至n=2能级，不能吸收10.2eV的能量．故A错误；B．大量处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出，故B错误；C．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光的能量值大于从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光的能量值，用从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C错误；D．处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为：，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为：，故D正确；2、A【解析】

当a、b两端接入100V电压时，用理想电压表测得c、d两端电压为20V，有：＝Ucd即：＝20整理得＝2；当c、d两端接入100V电压时，用理想电压表测得a、b两端电压为50V，有：＝Uab即：＝50整理得＝2，所以R1∶R2∶R3＝4∶2∶1，A正确，BCD错误。故选A。3、D【解析】

A．根据临界角公式，光束的折射率小，光束的折射率大，故A错误；B．在玻璃球体中，光的波长是光在真空中的波长，光的折射率大，频率大，在真空中的波长短，由知在玻璃球体中，光的波长小于光的波长，故B错误；C．根据可知玻璃中光的速度小于光的速度，故C错误；D．光的折射率大，频率大，根据可知光的光子能量大，所以光的光子能量大于光的光子能量，故D正确。故D正确。4、D【解析】

A．在轨道I上运动过程中，从B到A，万有引力做负功，所以在轨道I上经过A的速度小于经过B的速度，故A不符题意；B．要实现从轨道I变轨到轨道II，要在轨道I的A点加速，才能变轨到轨道II，所以在轨道I上经过A的速度小于在轨道II上经过A的速度，即在轨道I上经过A的动能小于在轨道II上经过A的动能，故B不符题意；C．根据可知半长轴越大，周期越大，故在轨道I上运动的周期小于在轨道II上运动的周期，故C不符题意；D．根据可得由于在轨道I上经过A点时的轨道半径等于轨道II上经过A的轨道半径，所以两者在A点的加速度相等，故D符合题意。本题选错误的，故选D。5、C【解析】第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，即是卫星环绕地球圆周运动的最大速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以它们运行的线速度一定小于7.9km/s，故A错误．5颗同步卫星的质量不一定相同，则地球对它们的吸引力不一定相同，选项B错误；同步卫星的角速度与地球的自转角速度，所以它们的角速度相同，故C正确．5颗卫星在相同的轨道上运行，速度的大小相同，方向不同，选项D错误；故选C.

点睛：地球的质量一定、自转角速度和周期一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它有确定的轨道高度和固定的速度大小．6、A【解析】

A．小球沿轨道下滑做匀加速直线运动，滑至点速度为，下滑过程中有同理上滑过程中有根据题意可知，所以根据加速度的定义式结合牛顿第二定律，可知加速度大小恒定，且满足A正确；B．小球下滑过程和上滑过程中的摩擦力大小根据题意可知，，则，B错误；C．小球在运动过程中根据速度与位移关系可知，速度与位移不可能为线性关系，所以图像中经过点前后小球与路程的关系图线不是直线，C错误；D．小球运动过程中摩擦力做功改变小球的机械能，所以图像斜率的物理意义为摩擦力，即结合B选项分析可知下滑时图像斜率的绝对值小于上滑时图像斜率的绝对值，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、ACE【解析】

A．对于一定质量的理想气体，当分子间的平均距离变大时，气体体积变大，但气体的温度可能也变大，压强不一定变小，A正确；B．根据热力学定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，B错误；C．气体温度升高过程吸收的热量要根据气体升温过程是否伴随做功来决定，C正确；D．气体的内能由物质的量、温度决定，质量和温度都相同的气体，内能可能不同，D错误；E．根据热力学第二定律可知，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，E正确。故选ACE。8、BCE【解析】

A．在t=5s的时间内波形从a传播到c距离为10m，故波速为故A错误；B．从波源a起振开始到波形传播到b点的时间为B点起振后振动了半个周期，总时间为5s，有可得而所有质点点的振动周期相同，故质点c开始振动后其振动周期也为6s，故B正确；C．当t>5s后，b和c都已开始振动，两者的距离为6m等于半个波长，则质点b向下运动时质点c一定向上运动，故C正确；D．当时间7s<t<9s时，而周期，c点起振需要5s，则c点的振动时间在范围内且起振向下，故c正经过波谷后向平衡位置振动，则质点c向上先加速运动后减速向上运动，故D错误；E．质点ad的距离为18m，则波源a到d的时间为故质点振动的时间，且起振竖直向下，而加速度指向平衡位置方向向上，故E正确。故选BCE。9、BDE【解析】

A．由图象可知波长为又波速为则该列波的周期为那么经过0.01s，质点a振动了半个周期，质点a通过的路程为40cm，应在负向最大位移处，所以A错误；B．根据同侧法可以判断b质点此时正沿y轴负方向振动，也就是远离平衡位置，所以回复力在增大，加速度在增大，所以B正确；C．由图象已知该波的波长是4m，要想发生明显的衍射现象，要求障碍物的尺寸与机械波的波长差不多或更小，所以障碍物20m不能观察到明显的衍射现象，C错误；D．经过0.01s，质点b振动了半个周期，图示时刻质点b正沿y轴负方向振动，所以可知过半个周期后，该质点b在平衡位置上方且沿y轴正方向振动，速度在减小，所以D正确；E．该波的周期是0.02s，所以频率为所以若此波遇到另一列波，并产生稳定的干涉现象，那么另一列波的频率也是50Hz，所以E正确。故选BDE。10、AC【解析】

A．根据牛顿第二定律可得b+kt－BIL=ma当b=ma时，线框匀加速离开磁场，电流与时间成正比，故A正确；B．由于i最后恒定，即速度恒定，而外力在增加，不可能实现，故B错误；C．电流可以与时间成正比，而由A图象可知电流与时间包围的面积为电荷量，因此Q可以与t2成正比，图象可以是曲线，故C正确；D．若Q与t成正比，则电流为恒量，不可能实现，故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、B3.00.53【解析】

（1）该同学开始实验后未进行电压传感器的调零，则电路电流为0时，电压传感器有示数，不为0，作出的U-I图象中，电压随电流的增大而增大，但纵坐标有截距，观察图b中的图象可知B符合；（2）将电压传感器d端改接到电路中c端，则电压传感器测量的是滑动变阻器的电压，但由于正负接线接反了，因此测量的数值会变为负值，计算时取绝对值即可，根据如图（c）所示的U-I图可知，电源电动势为3V，由闭合电路的欧姆定律有：，当U=2V时，I=0.095A，即，解得：内阻r≈0.53Ω。12、（1）电路连线如图：（2）画出图线如图：（3）2.8V，1Ω（4）偶然误差较大；（5）电压表内阻不是无穷大；（6）AC【解析】

（1）电路连线如图：（2）画出图线如图：（3）根据闭合电路欧姆定律可得：，即，则由图像可知：，r=b=1Ω；（4）由于读数不准确带来实验的偶然误差，实验中测两组U、R的数据，利用闭合电路欧姆定律解方程组求电动势和内阻的方法不能减小这种偶然误差，而利用图象进行处理数据可以减小偶然误差.（5）由于电压表内阻不是无穷大，所以在电路中分流，从而带来系统误差；（6）电池组的内电阻热功率，则对于相同的U值，则r越大，对应的P1越小，可知A正确，B错误；总功率：，则对相同的U值，r越大P2越小，故C正确，D错误.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)9.75m；(2)7.5m；(3)【解析】

(1)由滑块与木板之间的动摩擦因数可知，滑块在木板上匀速下滑，即滑块到达A点时速度大小依然为v0=15m/s，设滑块离开圆弧轨道B点后上升的最大高度为h，则由机械能守恒定律可得解得h=9.75m(2)由机械能守恒定律可得滑块回到木板底端时速度大小为v0=15m/s，滑上木板后，木板的加速的为a1，由牛顿第二定律