2025届河北省衡中同卷物理高三上期末学业水平测试试题含解析

2025届河北省衡中同卷物理高三上期末学业水平测试试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、如图所示，竖直放置的轻弹簧的一端固定在水平地面上，另一端拴接着质量为的木块，开始时木块静止，现让一质量为的木块从木块正上方高为处自由下落，与木块碰撞后一起向下压缩弹簧，经过时间木块下降到最低点。已知弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，木块与木块碰撞时间极短，重力加速度为，下列关于从两木块发生碰撞到木块第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块的冲量的大小正确的是（）A． B．C． D．2、一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零，然后又逐渐从零恢复到原来大小，那么，图中能正确描述该过程中物体速度与时间关系的是（）A． B．C． D．3、在人类太空征服史中，让人类遗憾的是“太空加油站”的缺乏。当通信卫星轨道校正能源耗尽的时候，它的生命就走到了尽头，有很多成了太空垃圾。如今“轨道康复者”是救助此类卫星的新型太空航天器，图甲是“轨道康复者”航天器在给太空中“垃圾”卫星补充能源，可简化为图乙所示的模型，让“轨道康复者”N对已偏离原来正常工作轨道的卫星M进行校正，则（）A．“轨道康复者”N从图乙所示轨道上加速，与卫星M对接补充能源后开动M上的小发动机向前喷气，能校正卫星M到较低的轨道运行B．让M降低到N所在轨道上，补充能源后再开启卫星M上的小发动机校正C．在图乙中M的动能一定小于N的动能D．在图乙中，M、N和地球球心三者不可能处在同一直线上4、如图所示，一个带正电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为若加上一个垂直于纸面指向纸外的方向的磁场，则物体滑到底端时（）A．v变大 B．v变小 C．v不变 D．不能确定5、如图所示，一光滑的轻杆倾斜地固定在水平面上，倾角大小为30°，质量分别为，m甲、m乙的小球甲、乙穿在光滑杆上，且用一质量可忽略不计的细线连接后跨过固定在天花板上的光滑定滑轮，当整个系统平衡时，连接乙球的细线与水平方向的夹角大小为60°，连接甲球的细线呈竖直状态。则m甲：m乙为（）A．1： B．1：2C．：1 D．：26、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，间距为L＝、长为5.0m的光滑导轨固定在水平面上，一电容为C＝0.1F的平行板电容器接在导轨的左端．垂直于水平面的磁场沿x轴方向上按（其中，）分布，垂直x轴方向的磁场均匀分布．现有一导体棒横跨在导体框上，在沿x轴方向的水平拉力F作用下，以v=的速度从处沿x轴方向匀速运动，不计所有电阻，下面说法中正确的是A．电容器中的电场随时间均匀增大B．电路中的电流随时间均匀增大C．拉力F的功率随时间均匀增大D．导体棒运动至m处时，所受安培力为0.02N8、如图甲所示，、为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置。线圈中通有如图乙所示的交变电流，则以下说法正确的是（）A．时刻，两线圈间作用力为零B．时刻，两线圈间吸力最大C．在到时间内，、两线圈相吸D．在到时间内，、两线圈相斥9、假设何雯娜质量为m=40kg，在某次蹦床比赛中，她从最低点以一定的初速度v0竖直向上跳起，取运动过程的最低点为重力零势能面，她的机械能和重力势能随离开最低点的高度h的变化规律如图所示，在整个运动过程中，可将她视为质点，空气阻力不可忽略并且大小恒定，取g=10m/s2，则（）A．初速度v0=11m/sB．下降加速度为7m/s2C．落回最低点的动能1480JD．上升运动时间为10、下列说法正确的是（）A．随着分子间距离的减小，其斥力和引力均增大B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点C．一定质量的0°C的冰熔化成0°C的水，其分子势能会增加D．一定质量的气体放出热量，其分子的平均动能可能增大E.第二类永动机不可能制成的原因是它违反了能量守恒定律三、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“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流．现有如下器材：直流电源（电动势1．2V，内阻不计）电流表A1（量程1A，内阻约2．1Ω）电流表A2（量程622mA，内阻约5Ω）电压表V1（量程1V，内阻约1kΩ）电压表V2（量程15V，内阻约222kΩ）滑动变阻器R1（阻值2～12Ω，额定电流1A）滑动变阻器R2（阻值2～1kΩ，额定电流122mA）(1)在该实验中，电流表应选择______（填“A1”或“A2”），电压表应选择______（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择________（填“R1”或“R2”）．(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在乙图方框中完成实验的电路图________________．(1)该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零，经检查各部分接触良好．但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为___________．(4)如图是学习小组在实验中根据测出的数据，在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线．若将该灯泡与一个6.2Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=______W（保留两位有效数字）．（若需作图，可直接画在图中）12．（12分）某同学设计以下的实验测量某一小电动机的转速，实验主要步骤如下，完成下列填空。(1)用游标卡尺测量电动机转轴的直径如图甲所示，测量值为_______。(2)取一根柔软的无弹性的细线，把细线的一端用少许强力胶水固定在电动机的转轴上。(3)如图乙所示，把细线的另一端用小夹与纸带的左端相连，让纸带水平穿过打点计时器的限位孔。打点计时器所用的交流电频率为。(4)打开打点计时器，再开动电动机，细线顺次排列绕在电动机的转轴上，同时拉动纸带向左运动，打出的纸带如图丙所示。由以上数据计算电动机的转速为_______。（计算结果保留整数）(5)实验中存在系统误差使测量结果偏大。写出造成该系统误差的一个原因：__________________________________________。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）汤姆孙利用磁偏转法测定电子比荷的装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速度、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过B中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板D1和D2间的区域。当D1、D2两极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心P1点处，形成了一个亮点；加上图示的电压为U的偏转电压后，亮点移到P2点，再加上一个方向垂直于纸面的匀强磁场，调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到P1点，去掉偏转电压后，亮点移到P3点。假设电子的电量为e，质量为m，D1、D2两极板的长度为L，极板间距为d，极板右端到荧光屏中心的距离为s，R与P竖直间距为y，水平间距可忽略不计。（只存在磁场时电子穿过场区后的偏角很小，tan≈sin；电子做圆周运动的半径r很大，计算时略去项的贡献）。（1）判定磁场的方向，求加速电压的大小；（2）若测得电子束不偏转时形成的电流为I，且假设电子打在荧光屏。上后不反弹，求电子对荧光屏的撞击力大小；（3）推导出电子比荷的表达式。14．（16分）如图所示，一长木板以的速度沿水平桌面向右匀速运动，时刻将一可视为质点的物块缓慢地放到长木板上，同时启动长木板上的制动系统，使长木板以的加速度做匀减速直线运动直至静止，已知物块的释放点距离长木板左端，物块与长木板之间的动摩擦因数，重力加速度g取。求：（1）从时刻开始，经多长时间物块与长木板具有共同的速度；（2）通过计算分析物块能否从长木板上滑下，若不能，求出物块到长木板左端的距离。15．（12分）如图，在xOy平而内，x=0与x=3L两直线之间存在两匀强磁场，磁感应强度大小相同，方向均垂直于xOy平面，x轴为两磁场的分界线；在第I象限内存在沿y轴负方向、场强大小为E的匀强电场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子从x轴上的A点以某一初速度射入电场，一段时间后，该粒子运动到y轴上的P（0，）点，以速度v0垂直于y轴方向进入磁场。不计粒子的重力。（1）求A点的坐标；（2）若粒子能从磁场右边界离开，求磁感应强度的取值范围；（3）若粒子能从O'（3L，0）点离开，求磁感应强度的可能取值。

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】

B下落h时的速度为物块B与A碰撞过程动量守恒，则以向下为正方向，则两物块从开始运动到到达最低点过程中由动量定理从两木块发生碰撞到木块第一次回到初始位置时的过程中弹簧对木块的冲量的大小为I=2I1联立解得故选D。2、D【解析】

依题，原来物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，使其中某个力的大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中，物体的合力从开始逐渐增大，又逐渐减小恢复到零，则物体的加速度先增大后减小，物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速度运动。根据速度－时间图象的斜率等于加速度可知，v－t图象的斜率先增大后减小，故ABC错误，D正确。故选D。3、A【解析】

A．开动M上的小发动机向前喷气，可使卫星M减速，速度减小，所需的向心力减小，卫星M做向心运动，则能校正卫星M到较低的轨道运行，故A正确；B．让M降低到N所在轨道上，补充能源后再开启卫星M上的小发动机，可使卫星M减速，速度减小，所需的向心力减小，卫星M做向心力运动，则卫星M会在更低的轨道运动，故B错误；C．由于不知道M、N的质量，所以无法比较两者的动能，故C错误；D．由可得可知N的角速度比M的大，所以M、N和地球球心三者可能处在同一直线上，故D错误。故选A。4、A【解析】

未加磁场时，根据动能定理，有加磁场后，多了洛伦兹力，洛伦兹力不做功，根据左手定则，洛伦兹力的方向垂直斜面向上，所以物体对斜面的压力减小，所以摩擦力变小，摩擦力做的功变小，根据动能定理，有Wf′＜Wf所以v′＞v．故A正确，BCD错误。

故选A。5、A【解析】

分别对甲、乙受力分析如图所示，以甲球为研究对象，则甲球受到重力和绳的拉力的作用，直杆对甲球没有力的作用，否则甲球水平方向受力不能平衡，所以T=m甲g以乙球为研究对象，根据共点力平衡条件，结合图可知，绳的拉力T与乙球受到的支持力N与竖直方向之间的夹角都是30°，所以T与N大小相等，得综上可得故A项正确，BCD三项错误。6、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。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、AC【解析】根据导体切割磁感应线产生的感应电动势计算公式可得E=BLv，所以△E=△BLv，由于磁场随位移均匀变化，所以感应电动势随位移均匀增大，电容器两端的电压均匀变化，电场强度也是均匀变化的，A正确；电容器的电容，解得：I=LCv，由于导体棒匀速运动，且磁感应强度随位移均匀变化，而x=v•△t，所以电流强度不变，B错误；

导体棒匀速运动，根据平衡条件可得F=BIL，而B均匀增大，所以安培力均匀增大，拉力F均匀增大，拉力做功功率等于克服安培力做功功率，即P=Fv可知，外力的功率均匀增大，C正确；导体棒运动至x=3m处时，磁感应强度为B=（0.4+0.2×3）T=1T，电流强度：I=LCv=LCv2=0.2×1×0.1×4A=0.08A，所以导体棒所受安培力为FA=BIL=1×0.08×1N=0.08N，故D错误．故选AC．8、ACD【解析】

A．时刻，A线圈中电流变化率为零，B线圈中感应电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故A正确；B．时刻A线圈中电流为零，所以两线圈间的作用力为零，故B错误；C．在到时间内，A线圈中电流在减小，B线圈中磁通量在减小，根据楞次定律，AB两线圈相吸，故C正确；D．在到时间内，A线圈中电流在增大，B线圈中磁通量在增大，根据楞次定律，AB两线圈排斥，故D正确。故选ACD。9、AD【解析】

A．运动员的机械能由动能和重力势能构成，当h=0m时，重力势能为零，动能为Ek0=2420J，根据：则v0=11m/s，A正确；B．空气阻力做功改变机械能，所以E机-h的斜率大小为空气阻力，即：根据牛顿第二定律，下降加速度为：B错误；C．由于存在空气阻力，上升过程和下降过程损失的机械能均为420J，故回到最低点时动能为：Ek=2420J-840J=1580JC错误；D．上升加速度为：上升时间为：D正确。故选AD。10、ACD【解析】

A．分子间距离减小，其斥力和引力均增大，A正确；B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B错误；C．0℃的冰熔化成0℃的水，吸收热量，分子平均动能不变，其分子势能会增加，C正确；D．对气体做功大于气体放出的热量，其分子的平均动能会增大，D正确；E．第一类永动机违反了能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，只是违反热力学第二定律，E错误。故选ACD。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、A2V1R1h2.17W（2.15W~2.18W）【解析】

(1)[1]灯泡额定电流I=P/U=1.5/1A=2.5A，电流表选A2(量程622mA，内阻约5Ω)；[2]灯泡额定电压为1V，如果选择15V量程则误差太大，故电压表只能选V1(量程1V，内阻约1kΩ)；[1]描述小灯泡的伏安特性曲线，要求电流从零开始变化，需采用分压电路．为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选：R1(阻值2∼12Ω，额定电流1A)；(2)[4]由实物电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法．根据实物电路图作出电路图，如图所示:[5]小灯泡的亮度可以发生变化，但电压表、电流表无法调为零，说明分压电路变成限流电路，导线h断路；(4)[6]电动势为1V的电源与6.2Ω的定值电阻串联组成等效电源，在灯泡伏安特性曲线中作出等效电源的U−I图象，如图所示:两图象的交点坐标值为：U=1.2V，I=2.1A，灯泡功率为：P=UI=1.2V×2.1A≈2.16W.12、0.5048细线有直径【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺示数为。游标尺的0刻线与主尺的某刻线对齐，示数为0，则测量值为(4)[2]取纸带上的段计算纸带运动的速度，有该速度即为电动机转动时转轴边缘的线速度。转轴边缘做圆周运动，则转速(5)[3]细线有直径，在轴上绕行的过程相当于增大了转轴的直径，而上式仍按电动机原有直径进行计算，得到的计算值偏大。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）垂直纸面向外，；（2）；（3）【解析】

（1）磁场方向垂直纸面向外。设加速电压为，电子刚进入偏转极板时的速度大小为v，则对加速的电子应用动能定理得两种场都存在的情况中，电子不偏转，则电子受到的洛伦兹力为极板间电场强度为电场力为电子不偏转，则联立解得（2）设一个极短时间t内撞击荧光屏的电子个数为n，撞击力为，则