湖北省长阳县第一高级中学2025届高三物理第一学期期末学业质量监测试题含解析

湖北省长阳县第一高级中学2025届高三物理第一学期期末学业质量监测试题注意事项：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、2019年7月31日，一个国际研究小组在《天文学和天体物理学》杂志刊文称，在一个距离我们31光年的M型红矮星GJ357系统中，发现了行星GJ357b、GJ357c和GJ357d，它们绕GJ357做圆周运动。GJ357d处于GJ357星系宜居带，公转轨道与GJ357的距离大约为日地距离的五分之一。GJ357d的质量是地球质量的6.1倍，公转周期为55.7天，很可能是一个宜居星球。不考虑行星间的万有引力，根据以上信息可知（）A．GJ357d和GJ357c的轨道半径与周期的比值相同B．GJ357d的周期比GJ357c的周期小C．GJ357的质量约为地球质量的3倍D．GJ357的质量约为太阳质量的2、如图所示，在倾角为的光滑斜面上，一质量为m的小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球（质量为m）的轻绳恰好水平。不计空气阻力作用，已知重力加速度为g，则外力F的大小为（）A． B． C． D．3、如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车，装满沙子．沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示（已知μ2>μ1），下列说法正确的是A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足tanθ=μ2B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足sinθ>μ2C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tanθ>μ1D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>μ1>tanθ4、一带电粒子从A点射人电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有A．粒子带正电荷B．粒子的速度不断增大C．粒子的加速度先不变，后变小D．粒子的电势能先减小，后增大5、关于元电荷，正确的说法是（）A．元电荷就是点电荷.B．1C电量叫元电荷.C．元电荷就是质子.D．元电荷目前被认为是自然界中电荷的最小单元.6、某电梯的最大速度为2m/s，最大加速度为0.5m/s2。该电梯由一楼从静止开始，到达24m处的某楼层并静止.所用的最短时间是（）A．12s B．16sC．18s D．24s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、抗击新冠肺炎疫情的战斗中，中国移动携手“学习强国”推出了武汉实景24小时直播，通过5G超高清技术向广大用户进行九路信号同时直播武汉城市实况，全方位展现镜头之下的武汉风光，共期武汉“复苏”。5G是“第五代移动通信技术”的简称，其最显著的特征之一为具有超高速的数据传输速率。5G信号一般采用3.3×109—6×109Hz频段的无线电波，而现行第四代移动通信技术4G的频段范围是1.88×109—2.64×109Hz，则____A．5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快B．5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更密集的基站C．空间中的5G信号和4G信号不会产生干涉现象D．5G信号是横波，4G信号是纵波E.5G信号所用的无线电波具有波粒二象性8、如图，在地面上方水平向左的匀强电场中，两带电小球a、b以一定初速度射入电场中P点后的运动轨迹分别如图中虚线所示，b轨迹为直线。已知b球带电量大小为q，质量为m，其轨迹与电场夹角为θ，重力加速度大小为g，则（）A．a球带负电B．匀强电场的电场强度E=C．b球经P点后做匀加速直线运动D．a球经P点后的运动过程中电势能逐渐增大9、2019年7月25日，北京理工大学宣布：“北理工1号”卫星搭乘星际荣耀公司的双曲线一号火箭成功发射，进入地球轨道。如图所示，“北理工1号”卫星与高轨道卫星都在同一平面内绕地球做同方向的匀速圆周运动，此时恰好相距最近。已知地球的质量为M，高轨道卫星的角速度为ω，“北理工1号”卫星的轨道半径为R1，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．“北理工1号”卫星的运行周期大于高轨道卫星的运行周期B．“北理工1号”卫星的机械能小于高轨道卫星的机械能C．“北理工1号”卫星的加速度和线速度大于高轨道卫星的加速度和线速度D．从此时到两卫星再次相距最近，至少需时间10、如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（）（重力加速度为g）A．金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热B．金属棒克服安培力做的功为mghC．金属棒产生的电热为D．金属棒运动的时间为三、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）在做“用单摆测定重力加速度”的实验过程中：(1)小李同学用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球直径d＝________cm。(2)小张同学实验时却不小心忘记测量小球的半径，但测量了两次摆线长和周期，第一次测得悬线长为L1，对应振动周期为T1；第二次测得悬线长为L2，对应单摆的振动周期为T2，根据以上测量数据也可导出重力加速度的表达式为_________________。12．（12分）一课外实验小组用如图（a）所示的电路测量某待测电阻的阻值。为标准定值阻（），V1、V2均为理想电压表，为单刀开关，为电源，为滑动变阻器。请完成以下问题(1)闭合S前，滑动变阻器的滑动端应置于_______________填“a”或“b”）端；(2)闭合S后将滑动变阻器的滑动端置于某一位置，若电压表V1、V2的示数为、，则待测电阻阻值的表达式________（用、、表示）；(3)改变滑动变阻器滑动端的位置，得到多组、数据，用计算机绘制出的图线，如图（b）所示，根据图线求得________（保留1位小数）；(4)按照原理图（a），将图（c）中实物连线补画完整_____________。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，横截面为半圆形的玻璃砖，在其直径上A点嵌入一个单色点光源，已知，玻璃对该单色光的折射率n=2，求：(1)该单色光在玻璃和空气界面发生全反射时的临界角C；(2)图中横截面半圆弧上单色光无法射出的部分所对应的圆心角。14．（16分）热等静压设备广泛用于材料加工中．该设备工作时，先在室温下把惰性气体用压缩机压入到一个预抽真空的炉腔中，然后炉腔升温，利用高温高气压环境对放入炉腔中的材料加工处理，改部其性能．一台热等静压设备的炉腔中某次放入固体材料后剩余的容积为0.13m3，炉腔抽真空后，在室温下用压缩机将10瓶氩气压入到炉腔中．已知每瓶氩气的容积为3.2×10-2m3，使用前瓶中气体压强为1.5×107Pa，使用后瓶中剩余气体压强为2.0×106Pa；室温温度为27℃．氩气可视为理想气体．（1）求压入氩气后炉腔中气体在室温下的压强；（2）将压入氩气后的炉腔加热到1227℃，求此时炉腔中气体的压强．15．（12分）随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v0，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求：（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差Uab；（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；（3）火箭主体的速度从v0减到零的过程中系统产生的电能。

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．G357d和GJ357c都绕GJ357做圆周运动，由开普勒第三定律可知，它们轨道半径的三次方与周期的二次方的比值相同，故A错误；B．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得由于Rc<Rd，则，所以GJ357d的周期比GJ357c的周期大，故B错误；C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得求天体质量时只能求得中心天体的质量，不能求环绕天体的质量，地球绕太阳运动，地球为环绕天体；GJ357d绕GJ357运动，GJ357d是环绕天体，虽然知道GJ357d的质量是地球质量的6.1倍，但不能比较GJ357的质量与地球质量的关系，故C错误；D．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故D正确。故选D。2、B【解析】

小车和小球一起沿斜面加速下滑，二者有相同的加速度。对整体进行受力分析，由牛顿第二定律可得，在沿斜面方向上有对小球进行受力分析，小球受到水平拉力、重力的作用，其合力一定沿斜面向下，且大小故加速度代入上式可得故选B。3、C【解析】

假设最后一粒沙子，所受重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力时，能顺利地卸干净全部沙子，有，B对；若要卸去部分沙子，以其中的一粒沙子为研究对象，，C对；4、C【解析】

A.带电粒子做曲线运动，受力指向曲线的内侧，所以所受电场力向左，带负电；A错；BC.电场力做负功，所以动能越来越小，电势能越来越大，速度越来越小B错；C,对；D.等势线的疏密程度反映场强大小，所以所受电场力越来越小，加速度越来越小，D错．故选C5、D【解析】

点电荷是当两个带电体的形状对它的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体可看作点电荷．而元电荷是带电量的最小值，它不是电荷，所有带电体电荷量均是元电荷的整数倍．【详解】元电荷是最小的带电量，而点电荷是一种理想化的物理模型，二者不是同一物理量；故A错误；元电荷是带电量的最小值，大小是1.6×10【点睛】本题关键是对点电荷、元电荷的概念要有清晰的认识，同时要明确它们之间的区别，这是理清概念的一种重要方法．6、B【解析】

电梯加速运动的时间为加速运动的位移根据对称性，减速运动的时间也为4s，位移也为4m，匀速运动时间为故电梯运动的最短时间为t=4s+4s+8s=16sB正确，ACD错误。故选B。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、BCE【解析】

A．任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误；B．5G信号的频率更高，波长更短，故相比4G信号不易发生衍射现象，则5G通信需要搭建更密集的基站，故B正确；C．5G信号和4G信号的频率不同，则它们相遇不能产生稳定的干涉现象，故C正确；D．电磁波均为横波，故5G信号和4G信号都是横波，故D错误；E．任何电磁波包括无线电波都具有波粒二象性的特点，故E正确。故选BCE。8、BC【解析】

A．a球最后做直线运动，电场力和重力的合力在这条直线上，可知，a球受到的电场力必定水平向左，与电场方向一致，则a球带正电，A错误；BC．b球做直线运动，切受到的电场力水平向左，所以电场力和重力的合力与初速度方向相同，故做匀加速直线运动，轨迹与电场方向夹角为，则解得BC正确；D．b球受到的电场力方向和位移方向夹角为锐角，则电场力做正功，所以电势能减小，D错误。故选BC。9、CD【解析】

A．由可知卫星的轨道越高，周期越大，A项错误；B．卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，故B项错误；C．由可知轨道半径越大，向心加速度越小，故“北理工1号”卫星的加速度较大，由可知轨道半径越小，线速度越大，故“北理工1号”卫星的线速度较大，C项正确；D．设“北理工1号”卫星的角速度为，根据万有引力提供向心力有可得可知轨道半径越大，角速度越小，两卫星由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，即可得经历的时间故D项正确。故选CD。10、CD【解析】

根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻R上产生的焦耳热之和，故A错误．设金属棒克服安培力所做的功为W．对整个过程，由动能定理得mgh-μmgd-W=0，得W=mg（h-μd），故B错误．电路中产生的总的焦耳热Q=W=mg（h-μd），则属棒产生的电热为mg（h-μd），故C正确．金属棒在下滑过程中，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh=mv02，得．金属棒经过磁场通过某界面的电量为；根据动量定理：，其中，解得，选项D正确；故选CD.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、2.030【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为20mm，游标尺读数为0.05×6mm＝0.30mm，则摆球的直径d＝20.30mm＝2.030cm(2)[2]设小球的半径为r，根据单摆的周期公式得T1＝2πT2＝2π联立方程组解得12、a26.8【解析】

(1)[1]为了保证实验安全，S闭合前，滑动变阻器滑动端应置于a端；。(2)[2]由欧姆定律可得，通