2025屆河南省師范大學(xué)附屬中學(xué)物理高三第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測試題含解析

2025屆河南省師范大學(xué)附屬中學(xué)物理高三第一學(xué)期期末學(xué)業(yè)質(zhì)量監(jiān)測試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、2019年4月10日，世界上第一張黑洞照片誕生了，證實了神秘天體黑洞的存在。黑洞是宇宙中質(zhì)量巨大的一類天體，連光都無法逃脫它的引力束縛。取兩天體相距無限遠時引力勢能為零，引力勢能表達式為，已知地球半徑R=6400km，光速c=3x108m/s。設(shè)想把地球不斷壓縮（保持球形不變），剛好壓縮成一個黑洞時，地球表面的重力加速度約為（）A．7×109m/s2 B．7×1010m/s2 C．1.4×1010m/s2 D．1.4×1011m/s22、如圖，兩根細桿M、N豎直固定在水平地面上，M桿頂端A和N桿中點B之間有一拉直的輕繩。兩桿的高度均為4.0m，兩桿之間的距離為2.0m。將一個小球從M桿上的C點以一定的初速度vo水平向右拋出。已知C點與A點的距離為0.8m，重力加速度g取10m/s2.不計空氣阻力。若要使小球能碰到輕繩，則vo的最小值為（）A．2.5m/s B． C．4.0m/s D．3、在軸上有兩個點電荷、，其靜電場的電勢在軸上的分布情況如圖所示，則（）A．和帶有同種電荷B．處的電場強度為零C．將一負電荷從處移動到處，其電勢能增加D．將一負電荷從處移到處，電場力做功為零4、甲、乙兩物體同時同地沿同一直線運動的速度一時間圖象如圖所示，下列說法正確的是（）A．時刻兩物體的加速度方向相同B．時刻兩物體的速度方向相同C．甲物體的加速度逐漸減小D．時刻兩物體相遇5、如圖所示,小物體P放在水平圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，下列關(guān)于小物體所受摩擦力f的敘述正確的是（）A．f的方向總是指向圓心B．圓盤勻速轉(zhuǎn)動時f=0C．在轉(zhuǎn)速一定的條件下，f跟物體到軸O的距離成正比D．在物體與軸O的距離一定的條件下,f跟圓盤轉(zhuǎn)動的角速度成正比6、在地球同步軌道上等間距布置三顆地球同步通訊衛(wèi)星，就可以讓地球赤道上任意兩位置間實現(xiàn)無線電通訊，現(xiàn)在地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的1．1倍。假設(shè)將來地球的自轉(zhuǎn)周期變小，但仍要僅用三顆地球同步衛(wèi)星實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)的最小周期約為A．5小時 B．4小時 C．1小時 D．3小時二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，有上下放置的兩個寬度均為的水平金屬導(dǎo)軌，左端連接阻值均為2的電阻、，右端與豎直放置的兩個相同的半圓形金屬軌道連接在一起，半圓形軌道半徑為。整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為。初始時金屬棒放置在上面的水平導(dǎo)軌上，金屬棒的長剛好為L，質(zhì)量，電阻不計。某時刻金屬棒獲得了水平向右的速度，之后恰好水平拋出。已知金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，重力加速度，不計所有摩擦和導(dǎo)軌的電阻，則下列說法正確的是（）A．金屬棒拋出時的速率為1m/sB．整個過程中，流過電阻的電荷量為1CC．最初金屬棒距離水平導(dǎo)軌右端1mD．整個過程中，電阻上產(chǎn)生的焦耳熱為1.5J8、如圖所示，一列簡諧橫波正沿x軸傳播，實線是t=0時的波形圖，虛線為t=0.1s時的波形圖，則以下說法正確的是（）A．若波速為50m/s，則該波沿x軸正方向傳播B．若波速為50m/s，則x=4m處的質(zhì)點在t=0.1s時振動速度方向沿y軸負方向C．若波速為30m/s，則x=5m處的質(zhì)點在0時刻起0.8s內(nèi)通過的路程為1.2mD．若波速為110m/s，則能與該波發(fā)生干涉的波的頻率為13.75Hz9、下列關(guān)于熱力學(xué)定律的說法正確的是_______。A．如果兩個系統(tǒng)均與第三個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，這兩個系統(tǒng)的溫度一定相等B．外界對某系統(tǒng)做正功，該系統(tǒng)的內(nèi)能一定增加C．可以找到一種材料做成墻壁，冬天供暖時吸收熱量溫度升高，然后向房間自動釋放熱量供暖，然后再把熱量吸收回去，形成循環(huán)供暖，只需要短時間供熱后即可停止外界供熱D．低溫系統(tǒng)可以向高溫系統(tǒng)傳遞熱量E.無論科技如何進步與發(fā)展，絕對零度都不可以達到10、水面下深h處有一點光源，發(fā)出兩種不同顏色的光a和b，光在水面上形成了如圖所示的一個有光線射出的圓形區(qū)域，該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域，周圍為a光構(gòu)成的圓環(huán)。若b光的折射率為n，下列說法正確的是(選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分；每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。A．在水中，a光的波長比b光小B．水對a光的折射率比b光小C．在水中，a光的傳播速度比b光大D．復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為πE.用同一裝置做雙縫干涉實驗，a光的干涉條紋比b光窄三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學(xué)利用圖甲所示裝置探究“加速度與力、物體質(zhì)量的關(guān)系”。圖中裝有砝碼的小車放在長木板上，左端拴有一不可伸長的細繩，跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一砝碼盤相連。在砝碼盤的牽引下，小車在長木板上做勻加速直線運動，圖乙是該同學(xué)做實驗時打點計時器打出的一條點跡清晰的紙帶，已知紙帶上每相鄰兩個計數(shù)點間還有一個點沒有畫出，相鄰兩計數(shù)點之間的距離分別是、、、、、，打點計時器所接交流電的周期為，小車及車中砝碼的總質(zhì)量為，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椤?1)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)可得小車運動的加速度表達式為________（要求結(jié)果盡可能準(zhǔn)確）。(2)該同學(xué)探究在合力不變的情況下，加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系。下列說法正確的是________。A．平衡摩擦力時，要把空砝碼盤用細繩通過定滑輪系在小車上，紙帶通過打點計時器與小車連接，再把木板不帶滑輪的一端用小墊塊墊起，移動小墊塊，直到小車恰好能勻速滑動為止B．平衡摩擦后，還要調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使滑輪與小車間的細繩保持水平C．若用表示小車受到的拉力，則為了減小誤差，本實驗要求D．每次改變小車上砝碼的質(zhì)量時，都要重新平衡摩擦力(3)該同學(xué)探究在和的總質(zhì)量不變情況下，加速度與合力的關(guān)系時，他平衡摩擦力后，每次都將小車中的砝碼取出一個放在砝碼盤中，并通過打點計時器打出的紙帶求出加速度。得到多組數(shù)據(jù)后，繪出如圖丙所示的圖像，發(fā)現(xiàn)圖像是一條過坐標(biāo)原點的傾斜直線。圖像中直線的斜率為________（用本實驗中相關(guān)物理量的符號表示）。12．（12分）甲、乙、丙三個實驗小組分別采用如圖甲、圖乙、圖丙所示的實驗裝置做實驗。甲小組測小車勻變速運動的加速度，乙小組探究小車的加速度與合外力的關(guān)系，丙小組探究小車的速度和合外力做的功的關(guān)系總質(zhì)量用M表示（圖乙中M為小車與力傳感器的總質(zhì)量，圖丙中M為小車和與小車固連的小滑輪的總質(zhì)量），鉤碼總質(zhì)量用m表示，重力加速度為g，試回答下列問題：（1）甲、乙、丙三組實驗不需要平衡小車與長木板之間的摩擦力的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。（2）甲、乙、丙三組實驗需要滿足的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。（3）若三組同學(xué)分別用各自的實驗裝置做探究小車的加速度和合外力的關(guān)系實驗，各組同學(xué)的操作均完全正確，甲、乙、丙三組同學(xué)作出的a-F圖線如圖丁所示（乙組同學(xué)所用F為力傳感器示數(shù)，丙組同學(xué)所用F為彈簧測力計示數(shù)），則乙組實驗對應(yīng)的圖線是________（填“A”“B”或“C”。）四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，ABCD是某種透明材料的截面，AB面為平面，CD面是半徑為R的圓弧面，O1O2為對稱軸；一束單色光從O1點斜射到AB面上折射后照射到圓弧面上E點，剛好發(fā)生全反射，∠O1O2E=30°，DO2⊥CO2，透明材料對單色光的折射率為233，光在真空中傳播速度為（i）單色光在AB面上入射角α的正弦值；（結(jié)果可以用根號表示）（ii）光在透明材料中傳播的時間（不考慮光在BC面的反射）。（結(jié)果可以用根號表示）14．（16分）一球形人造衛(wèi)星，其最大橫截面積為A、質(zhì)量為m，在軌道半徑為R的高空繞地球做圓周運動．由于受到稀薄空氣阻力的作用，導(dǎo)致衛(wèi)星運行的軌道半徑逐漸變小．衛(wèi)星在繞地球運轉(zhuǎn)很多圈之后，其軌道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以將衛(wèi)星繞地球運動的每一圈均視為勻速圓周運動．設(shè)地球可看成質(zhì)量為M的均勻球體，萬有引力常量為G．取無窮遠處為零勢能點，當(dāng)衛(wèi)星的運行軌道半徑為r時，衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)具有的勢能可表示為．（1）求人造衛(wèi)星在軌道半徑為R的高空繞地球做圓周運動的周期；（2）某同學(xué)為估算稀薄空氣對衛(wèi)星的阻力大小，做出了如下假設(shè)：衛(wèi)星運行軌道范圍內(nèi)稀薄空氣的密度為ρ，且為恒量；稀薄空氣可看成是由彼此不發(fā)生相互作用的顆粒組成的，所有的顆粒原來都靜止，它們與人造衛(wèi)星在很短時間內(nèi)發(fā)生碰撞后都具有與衛(wèi)星相同的速度，在與這些顆粒碰撞的前后，衛(wèi)星的速度可認為保持不變．在滿足上述假設(shè)的條件下，請推導(dǎo)：①估算空氣顆粒對衛(wèi)星在半徑為R軌道上運行時，所受阻力F大小的表達式；②估算人造衛(wèi)星由半徑為R的軌道降低到半徑為R-△H的軌道的過程中，衛(wèi)星繞地球運動圈數(shù)n的表達式．15．（12分）如圖所示，光滑水平面上有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧，左端固定，質(zhì)量為mA=1kg的光滑A緊靠彈簧右端（不栓接），彈簧的彈性勢能為Ep=32J。質(zhì)量為mB=1kg的槽B靜止在水平面上，內(nèi)壁間距L=0.6m，槽內(nèi)放有質(zhì)量為mc=2kg的滑塊C（可視為質(zhì)點），C到左端側(cè)壁的距離d=0.1m，槽與滑塊C之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1。現(xiàn)釋放彈簧，滑塊A離開彈簧后與槽B發(fā)生正碰并粘在一起。A、B整體與滑塊C發(fā)生碰撞時，A、B整體與滑塊C交換速度。（g=10m/s2）求(1)從釋放彈簧，到B與C第一次發(fā)生碰撞，整個系統(tǒng)損失的機械能；(2)從槽開始運動到槽和滑塊C相對靜止經(jīng)歷的時間。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解析】

在地球表面有解得①連光都無法逃脫它的引力束縛，故有解得②聯(lián)立①②A正確BCD錯誤。故選A。2、C【解析】

細繩與水平方向夾角為45°，要使小球恰能碰到輕繩，則軌跡與輕繩相切，此時速度方向與水平方向夾角為45°，此時位移偏向角滿足即其中由幾何關(guān)系解得v0=4m/s。故選C。3、D【解析】

A．由圖知處的電勢等于零，所以q1和q2帶有異種電荷，A錯誤；B．圖象的斜率描述該處的電場強度，故處場強不為零，B錯誤；C．負電荷從移到，由低電勢向高電勢移動，電場力做正功，電勢能減小，故C錯誤；D．由圖知，負電荷從處移到處，電勢不變，則電勢能不變，電場力做功為零。所以D正確。故選D。4、B【解析】

A．由圖象可知，斜率表示加速度，則時刻兩物體的加速度方向相反，選項A錯誤；B．v-t圖象中速度在時間軸的同一側(cè)表示速度方向相同，則時刻兩物體的速度方向相同，選項B正確；C．由斜率表示物體的加速度可知，甲物體的切線斜率越來越大，即加速度逐漸增大，選項C錯誤；D．v-t圖象所圍面積表示位移，相遇表示位移相等，由圖象可得，時刻兩物體不相遇，選項D錯誤。故選B。5、C【解析】

如果圓盤在做非勻速圓周運動，摩擦力不指向圓心，摩擦力分解為一個指向圓心的力和沿圓弧切線方向的力，指向圓心力提供向心力改變速度的方向，切向的分力改變速度的大小，所以A項錯誤；圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，物體在做勻速圓周運動，摩擦力提供向心力，摩擦力不為零，所以B項錯誤；當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時，根據(jù)，角速度也是一定，摩擦力提供向心力，摩擦力與半徑成正比關(guān)系，所以C項正確；在物體與軸O的距離一定的條件下，摩擦力與角速度的平方成正比，所以D項錯誤．6、B【解析】

設(shè)地球的半徑為R，則地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r=1.1R，已知地球的自轉(zhuǎn)周期T=24h，地球同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動周期與地球的自轉(zhuǎn)周期一致，若地球的自轉(zhuǎn)周期變小，則同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動周期變小。由公式可知，做圓周運動的半徑越小，則運動周期越小。由于需要三顆衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊，所以由幾何關(guān)系可知三顆同步衛(wèi)星的連線構(gòu)成等邊三角形并且三邊與地球相切，如圖。由幾何關(guān)系可知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r′=2R由開普勒第三定律得故B正確，ACD錯誤。故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AC【解析】

A．金屬棒從半圓形金屬軌道的頂點恰好水平拋出，則有選項A正確；BC．對導(dǎo)體棒在水平導(dǎo)軌上運動應(yīng)用動量定理得得解得回路中產(chǎn)生的電荷量為據(jù)解得導(dǎo)體棒向右移動的距離為流過的電荷量選項B錯誤，C正確；D．根據(jù)能量守恒得回路中產(chǎn)生的總熱量解得電阻上產(chǎn)生的熱量選項D錯誤。故選AC。8、BCD【解析】

A．由圖可得，該波的波長為8m；若波向右傳播，則滿足3+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=30+80k若波向左傳播，則滿足5+8k=v×0.1（k=0、1、2……）解得v=50+80k當(dāng)k=0時v=50m/s，則則該波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；B．若波向左傳播，x=4m處的質(zhì)點在t=0.1s時振動速度方向沿y軸負方向，故B正確；C．若v=30m/s，則則0.8s=3T，即經(jīng)過3個周期，所以x=5m處的質(zhì)點在0時刻起0.8s內(nèi)通過的路程為1.2m，故C正確；D．若波速為110m/s，則發(fā)生干涉，頻率相等，故D正確。故選BCD。【點睛】根據(jù)兩個時刻的波形，分析時間與周期的關(guān)系或波傳播距離與波長的關(guān)系是關(guān)鍵，要抓住波的周期性得到周期或波傳播速度的通項，從而得到周期或波速的特殊值．9、ADE【解析】

A．如果兩個系統(tǒng)均與第三個系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，這兩個系統(tǒng)的溫度一定相等，A正確；B．外界做正功，有可能同時放熱，內(nèi)能的變化不確定，B錯誤；C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，題中所述的問題不可能實現(xiàn)，選項C錯誤；D．低溫系統(tǒng)向高溫系統(tǒng)傳遞熱量是可以實現(xiàn)的，前提是要引起其他變化，D正確；E．絕對零度不可以達到，E正確．故選ADE。10、BCD【解析】

ABC項：a光在水面上形成的圓形亮斑面積較大，知a光的臨界角較大，根據(jù)sinC=1n，知a光的折射率較小，再由v=cnD項：依據(jù)sinC=1n，結(jié)合幾何關(guān)系，可知，rE項：a光的折射率小，波長長，根據(jù)雙縫干涉條紋與波長成正比，可知相同條件下，a光干涉條紋比b光寬，故E錯誤。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、C【解析】

(1)[1]因為每相鄰兩計數(shù)點之間還有一個點為畫出，為了減小偶然誤差，采用逐差法處理數(shù)據(jù)，則有，，，為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值得解得(2)[2]A．在該實驗中，我們認為繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故在平衡摩擦力時，細繩的另一端不能懸掛裝砝碼的砝碼盤，故A錯誤；B．平衡摩擦后，還要調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使?fàn)恳≤嚨募毨K與長木板保持平行，故B錯誤；C．本實驗中，對小車及車中砝碼由牛頓第二定律得對托盤和鉤碼由牛頓第二定律得兩式聯(lián)立解得由此可知只有滿足盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，近似認為，故C正確；D．由于平衡摩擦力之后有故所以無論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量時不需要重新平衡摩擦力，故D錯誤。故選C。(3)[3]對盤和砝碼對小車聯(lián)立解得認為合力，所以即圖象是過坐標(biāo)原點的傾斜直線，直線的斜率表示。12、甲都不需要B【解析】

（1）[1]．甲小組測小車勻變速運動的加速度，不需要平衡摩擦力；乙和丙實驗小組都需要平衡摩擦力；故選甲；（2）[2]．甲小組測小車勻變速運動的加速度，不需要滿足M?m；乙和丙小組繩子的拉力可以由力傳感器和彈簧測力計直接得到，所以兩組不需要滿足M?m；即三個小組都不需要滿足M?m；（3）[3]．甲組用重物的重力代替繩子的拉力，要滿足M?m，隨著m的增大，不滿足M?m時，圖象出現(xiàn)彎曲，所以甲組對應(yīng)的是C；根據(jù)裝置可知，乙圖中小車受到的拉力等于傳感器的讀數(shù)，丙圖中受到的拉力等于彈簧測力計讀數(shù)的2倍，當(dāng)F相等時，丙組的加速度大，所以乙組對應(yīng)B，丙組對應(yīng)A；四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（i）33（ii）【解析】

（i）光在圓弧面上剛好發(fā)生全反射，因此有sinC＝1n＝32

由幾何關(guān)系可知r+θ=C，因此r=30°，由折射公式有

n＝sinαsinr，sinα＝33

（ii）由幾何關(guān)系可知O1E=R

光在E點的反射光線EF平行于AB，則EF＝Rsin45°?因此光在材料中傳播的時間為t【點睛】解答此類問題的關(guān)鍵是畫出光路圖，根據(jù)全反射條件