河北省保定市涞水波峰中学2025届物理高三上期末质量检测试题含解析

河北省保定市涞水波峰中学2025届物理高三上期末质量检测试题注意事项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、生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为，手机所在平面与水平面间的夹角为，则下列说法正确的是（）A．当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于B．当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反C．高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用D．高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用2、科幻电影《流浪地球》讲述了这样的故事：太阳即将毁灭，人类在地球上建造出巨大的推进器，使地球经历了停止自转、加速逃逸、匀速滑行、减速入轨等阶段，最后成为比邻星的一颗行星。假设若干年后，地球流浪成功。设比邻星的质量为太阳质量的，地球质量在流浪过程中损失了，地球绕比邻星运行的轨道半径为地球绕太阳运行轨道半径的，则地球绕比邻星运行与绕太阳运行相比较，下列关系正确的是（）A．公转周期之比为B．向心加速度之比为C．动能之比为D．万有引力之比为3、中国北斗卫星导航系统（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS导航系统是由周期约为12h的卫星群组成。则北斗导航系统的同步卫星与GPS导航卫星相比（）A．北斗导航系统的同步卫星的角速度大B．北斗导航系统的同步卫星的轨道半径小C．GPS导航卫星的线速度大D．GPS导航卫星的向心加速度小4、如图所示，N匝矩形线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，则下列说法正确的是（）A．电压表示数始终为B．电流表示数的最大值C．线圈最大输出功率为D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大5、烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（）A．镅放出的是X射线B．镅放出的是γ射线C．1mg的镅经864年将有0.75mg发生衰变D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短6、如图所示，一个有矩形边界的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向内．一个三角形闭合导线框，由位置1（左）沿纸面匀速运动到位置2（右）．取线框刚到达磁场边界的时刻为计时起点（t=0），规定逆时针方向为电流的正方向，则图中能正确反映线框中电流号时间关系的是（）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、如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板、间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片上。不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。则下列判断正确的是（）A．质子和氚核在极板、间运动的时间之比为B．质子和氚核在磁场中运动的时间之比为C．质子和氚核在磁场中运动的速率之比为D．质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为8、一带正电的粒子只在电场力作用下沿轴正向运动，其电势能随位移变化的关系如图所示，处为粒子电势能最大位置，则下列说法正确的是（）A．处电场强度最大B．粒子在段速度一直在减小C．在、、、处电势、、、的关系为D．段的电场强度大小方向均不变9、某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2．4s内物体的（

）A．路程为50mB．位移大小为40m，方向向上C．速度改变量的大小为20m/s，方向向下D．平均速度大小为10m/s，方向向上10、如图所示.轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时用手托住B，让细线恰好伸直然后由静止释放B，直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是（）A．B物体的动能增加量小于B物体重力势能的减少量B．B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的増加量C．细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量D．合力对A先做正功后做负功三、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）某实验小组想用下图所示装置验证动能定理。垫块的作用是使长木板产生一个合适的倾角来平衡小车运动过程中受到的阻力，小车的凹槽可以添加钩码以改变小车的质量，用小桶以及里面的细沙的重力来替代小车受到的合力，可以改变细沙的多少来改变合力的大小。已知打点计时器的打点频率为f，当地重力加速度为g。(1)要完成实验，必须测量哪些物理量___A．纸带上某两点间的距离x，以及这两点的瞬时速度B．长木板的倾角αC.小车及凹槽内钩码的总质量MD.小桶及里面细沙的总质量m(2)仔细平衡小车受到的阻力，并多次改变小车的质量M和小桶里面细沙的质量m，通过测量和计算发现：合力的功总是大于两点动能的差值，这___（填“符合”或“不符合“）实验的实际情况。12．（12分）欲测量G表的内阻和一个电源的电动势E内阻要求：测量尽量准确、能测多组数据且滑动变阻器调节方便，电表最大读数不得小于量程的待测元件及提供的其他实验器材有：A、待测电源E：电动势约，内阻在间B、待测G表：量程，内阻在间C、电流表A：量程2A，内阻约D、电压表V：量程300mV，内阻约E、定值电阻：；F、滑动变阻器：最大阻值，额定电流1AG、电阻箱：H、开关S一个，导线若干（1）小亮先利用伏安法测量G表内阻．①图甲是小亮设计的实验电路图，其中虚线框中的元件是______；填元件序号字母②说明实验所要测量的物理量______；③写出G表内阻的计算表达式______．（2）测出后，小聪把G表和电阻箱串联、并将接入电路的阻值调到，使其等效为一只电压表，接着利用伏安法测量电源的电动势E及内阻r．①请你在图乙中用笔画线，将各元件连接成测量电路图，（______）②若利用测量的数据，作出的G表示与通过滑动变阻器的电流I的关系图象如图丙所示，则可得到电源的电动势______V，内阻______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，直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B。现从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN，第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。（1）画出粒子在磁场和电场中运动轨迹的草图并求出粒子的比荷大小；（2）求出电场强度E的大小和第五次经过直线MN上O点时的速度大小；（3）求该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间t。14．（16分）如图所示，质量为的长木板放在光滑水平地面上，在长木板的最右端和距右端的点处各放一物块和（均可视为质点），物块的质量为，物块的质量为，长木板点左侧足够长，长木板上表面点右侧光滑，点左侧（包括点）粗糙物块与长木板间的动摩擦因数，现用一水平向右的恒力作用于长木板上，使长木板由静止开始运动，设物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，求：(1)当长木板由静止开始运动时，若要物块与长木板保持相对静止，拉力满足的条件；(2)若拉力，在物块相碰时撤去拉力，物块与发生弹性碰撞，碰撞之后物块的速度和物块的速度。15．（12分）角反射器是由三个互相垂直的反射平面所组成，入射光束被它反射后，总能沿原方向返回，自行车尾灯也用到了这一装置。如图所示，自行车尾灯左侧面切割成角反射器阵列，为简化起见，假设角反射器的一个平面平行于纸面，另两个平面均与尾灯右侧面夹角，且只考虑纸面内的入射光线。(1)为使垂直于尾灯右侧面入射的光线在左侧面发生两次全反射后沿原方向返回，尾灯材料的折射率要满足什么条件？(2)若尾灯材料的折射率，光线从右侧面以角入射，且能在左侧面发生两次全反射，求满足的条件。

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．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A错误；B．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面摩擦力，B错误；C．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共4个力作用，C错误；D．高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共3个力作用，D正确。故选D。2、C【解析】

A．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故故A错误；B．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故故B错误；C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得动能代入数据计算解得动能之比为故C正确；D．万有引力代入数据计算解得故D错误。故选C。3、C【解析】

A．地球同步卫星的周期为24h，GPS导航系统周期约为12h，根据周期与角速度的关系可知北斗导航系统的同步卫星的周期大，则其角速度小，故A错误；B．由万有引力提供向心力有得卫星绕地球做圆周运动的周期北斗导航系统的同步卫星的周期大，则其轨道半径大，故B错误；C．由万有引力提供向心力有得卫星绕地球做圆周运动的线速度北斗导航系统的轨道半径大，则其线速度小，GPS导航卫星的线速度大，故C正确；D．根据可知北斗导航系统的角速度小、线速度小，则其加速度小，GPS导航卫星的向心加速度大，故D错误。故选C。4、C【解析】

AB．线圈中产生的交流电最大值为有效值电流表示数是电流表示数的最大值电压表两端电压是路端电压选项AB错误；C．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，线圈最大输出功率为选项C正确；D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电阻变大，则电流表示数变小，电压表示数变大，D错误。故选C。5、C【解析】

AB．镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流，而三种射线中α射线能使空气电离，故镅放出的是α射线，故AB错误；C．半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，1mg的镅将衰变掉四分之三即0.75mg，还剩下0.25mg没有衰变，故C正确；D．半衰期由原子核本身的性质决定，与物理条件和化学状态均无关，则温度升高而半衰期不变，故D错误。故选C。6、A【解析】

先由楞次定律依据磁通量的变化可以判定感应电流的方向，再由感应电动势公式和欧姆定律，分段分析感应电流的大小，即可选择图象．【详解】线框进入磁场的过程，磁通量向里增加，根据楞次定律得知感应电流的磁场向外，由安培定则可知感应电流方向为逆时针，电流i应为正方向，故BC错误；线框进入磁场的过程，线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由E=BLv，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小；线框完全进入磁场的过程，磁通量不变，没有感应电流产生．线框穿出磁场的过程，磁通量向里减小，根据楞次定律得知感应电流的磁场向里，由安培定则可知感应电流方向为顺时针，电流i应为负方向；线框有效的切割长度先均匀增大后均匀减小，由，可知感应电动势先均匀增大后均匀减小，故A正确，D错误．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、AD【解析】

由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；A．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有可得故质子和氚核在极板间运动的时间之比故A正确；B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期质子和氚核在磁场中均运动半个周期，则质子和氚核在磁场中运动的时间之比故B错误；C．根据动能定理有得故C错误；D．由公式得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比故D正确。故选AD。8、BC【解析】

A．根据电势能与电势的关系Ep=qφ，场强与电势的关系得由数学知识可知Ep−x图象切线的斜率x2处切线斜率为零，则x2处电场强度为零，选项A错误；B．由图看出在0∼x2段图象切线的斜率一直为正，由上式知场强方向没变，处为粒子电势能最大位置，则处为粒子动能最小，所以粒子在段速度一直在减小，选项B正确；C．根据电势能与电势的关系Ep=qφ，粒子带负电，即q<0，则知：电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有选项C正确；D．段图象切线的斜率可知的电场强度方向不变，但大小在增大，选项D错误。故选BC。9、ABD【解析】

由v=gt可得物体的速度减为零需要的时间t=v0g=3010s=3s，故4s时物体正在下落；路程应等于向上的高度与下落1s内下落的高度之和，由v2=2gh可得，h=v22g=45m，后1s下落的高度h'=12gt′【点睛】竖直上抛运动中一定要灵活应用公式，如位移可直接利用位移公式求解；另外要正确理解公式，如平均速度一定要用位移除以时间；速度变化量可以用△v=at求得．10、AC【解析】

A．由于A、B和弹簧系统机械能守恒，所以B物体重力势能的减少量等于A、B增加的动能以及弹性势能，故A正确；B．整个系统机械能守恒，所以B物体杋楲能减少量等于A物体与弹簧机械能的增加，故B错误；C．根据功能关系除重力和弹簧弹力以外的力即绳子的拉力等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量，故C正确；D．由题意由静止释放B，直至B获得最大速度，该过程中A物体的速度一直在增大，所以动能一直在增大。合力一直对A做正功，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、CD符合【解析】

根据该实验的实验原理、要求和减少误差的角度分析，平衡摩擦力作用后，进行实验过程中需要用刻度尺测量纸带上两点的距离，用天平测出小车及凹槽内钩码的总质量，小桶及里面细沙的总质量，根据实验原理，明确实验现象中产生实验误差的原因即可求解。【详解】(1)[1]以小车及凹槽内砝码为研究对象，根据动能定理可知：其中F可以用小桶以及里面的细沙的重力来代替，x是纸带上某两点间的距，M为小车和凹槽内钩码的总质量，和v为对应两点的速度，因此需要测量的物理量为纸带上某两点间的距离x，小车和凹槽内钩码的总质量M，小桶及里面细沙的总质量m，但速度不是测量处理的，是计算出的结果，故CD正确AB错误。故选CD。(2)[2]虽然平衡小车受到的阻力，但是运动过程中小桶和里面的细沙的重力始终大于小车受到合外力，使合力做的总功总是大于两点动能的差值，这符合实验的实际情况。12、EG表示数I，V表示数U电路图见解析【解析】

（1）[1]．G表本身可以测量通过的电流，但由题意可知，G表内阻较小，无法直接用电压表进行测量，故应与E：定值电阻R0串联后再与电压表并联；

[2][3]．同时由于两表量程偏低，且滑动变阻器阻值偏小，为了安全，采用滑动变阻器分压接法；故原理图如甲图所示；为了更好地保护电路，也可以与电阻箱串联后给G供电；故电路图可以是甲图中的任一个；由欧姆定律可知解得：则要测量的量是：G表示数I，V