山西省應一中2025屆物理高三上期末學業(yè)水平測試試題含解析

山西省應一中2025屆物理高三上期末學業(yè)水平測試試題考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請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、可看作質點的甲、乙兩汽車沿著兩條平行車道直線行駛，在甲車勻速路過處的同時，乙車從此處由靜止勻加速啟動，從某時刻開始計時，兩車運動的圖象如圖所示，時刻在B處甲，乙兩車相遇。下面說法正確的是A．兩處的距離為B．時刻乙車的速度是C．時刻兩車并排行駛D．時刻乙車行駛在甲車前面2、已知長直導線中電流I產生磁場的磁感應強度分布規(guī)律是B=（k為常數(shù)，r為某點到直導線的距離）。如圖所示，在同一平面內有兩根互相平行的長直導線甲和乙，兩導線通有大小分別為2I和I且方向相反的電流，O點到兩導線的距離相等?，F(xiàn)測得O點的磁感應強度的大小為。則甲導線單位長度受到的安培力大小為（）A． B． C． D．3、一束由a、b兩種單色光組成的復色光射向玻璃制成的三棱鏡，通過三棱鏡的傳播情況如圖所示。關于a、b兩種單色光，下列說法正確的是（）A．玻璃對a色光的折射率大于對b色光的折射率B．a色光的光子能量小于b色光的光子能量C．a色光在玻璃中的傳播速度比b色光小D．a色光發(fā)生全反射的臨界角比b色光小4、理想變壓器連接燈泡和滑動變阻器的電路如圖所示，M、N端連接一個穩(wěn)壓交流電源，三個燈泡L1、L2和L3接入電路中發(fā)光，當滑動變阻器的滑片P向上移動時，下列說法正確的是（）A．燈泡L1變亮，L2變暗B．燈泡L1、L2都變亮C．燈泡L2、L3都變亮D．電源輸出功率減小5、豎直向上拋出一個小球，圖示為小球向上做勻變速直線運動時的頻閃照片，頻閃儀每隔0.05s閃光一次，測出ac長為23cm，af長為34cm，則下列說法正確的是（）A．bc長為13cmB．df長為7cmC．小球的加速度大小為12m/s2D．小球通過d點的速度大小為2.2m/s6、某同學按如圖1所示連接電路，利用電壓傳感器研究電容器的放電過程。先使開關S接1，電容器充電完畢后將開關擲向2，可視為理想電壓表的電壓傳感器將電壓信息傳入計算機，屏幕上顯示出電壓隨時間變化的U-t曲線，如圖2所示。電容器的電容C已知，且從圖中可讀出最大放電電壓U0，圖線與坐標軸圍成的面積S、任一點的點切線斜率k，但電源電動勢、內電阻、定值電阻R均未知，根據(jù)題目所給的信息，下列物理量不能求出的是A．電容器放出的總電荷量 B．電阻R兩端的最大電流C．定值電阻R D．電源的電動勢和內電阻二、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，兩個平行的導軌水平放置，導軌的左側接一個阻值為R的定值電阻，兩導軌之間的距離為L.導軌處在勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度大小為B，方向豎直向上.一質量為m、電阻為r的導體棒ab垂直于兩導軌放置，導體棒與導軌的動摩擦因數(shù)為μ。導體棒ab在水平外力F作用下，由靜止開始運動了x后，速度達到最大，重力加速度為g，不計導軌電阻。則（）A．導體棒ab的電流方向由a到bB．導體棒ab運動的最大速度為C．當導體棒ab的速度為v0（v0小于最大速度）時，導體棒ab的加速度為D．導體棒ab由靜止達到最大速度的過程中，ab棒獲得的動能為Ek，則電阻R上產生的焦耳熱是8、下列關于振動和波的說法，正確的是。A．聲波在空氣中傳播時，空氣中各點有相同的振動頻率B．水波在水面上傳播時，水面上各點沿波傳播方向移動C．聲波容易繞過障礙物傳播是因為聲波波長較長，容易發(fā)生衍射D．當兩列波發(fā)生干涉時，如果兩列波波峰在某質點相遇，則該質點位移始終最大E.為了增大干涉條紋間距，可將藍光換成紅光9、如圖（a）所示，在勻強磁場中，一電阻均勻的正方形單匝導線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，線圈產生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖（b）所示，若線框總電阻為，則（）A．邊兩端電壓的有效值為B．當線框平面與中性面的夾角為時，線框產生的電動勢的大小為C．從到時間內，通過線框某一截面的電荷量為D．線框轉動一周產生的焦耳熱為10、如圖所示，兩個固定的半徑均為r的細圓環(huán)同軸放置，O1、O2分別為兩細環(huán)的圓心，且O1O2=2r，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷-Q、+Q(Q>0)。一帶負電的粒子(重力不計)位于右側遠處，現(xiàn)給粒子一向左的初速度，使其沿軸線運動，穿過兩環(huán)后運動至左側遠處。在粒子運動的過程中A．從O1到O2，粒子一直做減速運動B．粒子經過O1點時電勢能最小C．軸線上O1點右側存在一點，粒子在該點動能最大D．粒子從右向左運動的整個過程中，電勢能先減小后增加三、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）在探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系實驗中，小李同學采用了如圖所示的可拆式變壓器（鐵芯不閉合）進行研究（1）實驗還需下列器材中的__________（多選）；（2）實驗中，上圖中變壓器的原線圈接“0；8”接線柱，副線圈接線“0；4”接線柱，當副線圈所接電表的示數(shù)為5.0V，則所接電源電壓檔位為_______。A．18.0VB．10.0VC．5.0VD．2.5V12．（12分）某同學要測量量程為6V的電壓表Vx的內阻，實驗過程如下：(1)先用多用電表粗測電壓表的內阻，將多用電表功能選擇開關置于“×1K”擋，調零后，將紅表筆與電壓表________(選填“正”或“負”)接線柱連接，黑表筆與另一接線柱連接，指針位置如圖所示，電壓表內阻為________Ω.(2)為了精確測量其內阻，現(xiàn)提供以下器材：電源E(電動勢為12V，內阻約為1Ω)Ｋ開關和導線若干電流表A(量程0.6A，內阻約為3Ω)電壓表V(量程10V，內阻約為15kΩ)定值電阻R0(阻值為5kΩ)滑動變阻器R1(最大阻值為5Ω，額定電流為1A)滑動變阻器R2(最大阻值為50Ω，額定電流為1A)①請選用合適的器材，在方框中畫出實驗電路圖_______(需標注所用實驗器材的符號)．②待測電壓表Vx內阻測量值的表達式為Rx＝________．(可能用到的數(shù)據(jù)：電壓表Vx的示數(shù)為Ux，電壓表V的示數(shù)為U，電流表A的示數(shù)為I)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，一總質量m＝10kg的絕熱汽缸放在光滑水平面上，用橫截面積S＝1.0×10﹣2m2的光滑絕熱薄活塞將一定質量的理想氣體封閉在汽缸內，活塞桿的另一端固定在墻上，外界大氣壓強P0＝1.0×105Pa．當氣體溫度為27℃時，密閉氣體的體積為2.0×10﹣3m3（0℃對應的熱力學溫度為273K）。（ⅰ）求從開始對氣體加熱到氣體溫度緩慢升高到360K的過程中，氣體對外界所做的功；（ⅱ）若地面與汽缸間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，現(xiàn)要使汽缸向右滑動，則缸內氣體的溫度至少應降低多少攝氏度？（設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，活塞一直在汽缸內，氣體質量可忽略不計，重力加速度g取10m/s2。）14．（16分）如圖所示，地面和半圓軌道面均光滑．質量M=1kg、長L=4m的小車放在地面上，其右端與墻壁的距離為S=3m，小車上表面與半圓軌道最低點P的切線相平．現(xiàn)有一質量m=1kg的滑塊（不計大?。┮詖0=6m/s的初速度滑上小車左端，帶動小車向右運動．小車與墻壁碰撞時即被粘在墻壁上，已知滑塊與小車表面的滑動摩擦因數(shù)μ=0.1，g取10m/s1．（1）求小車與墻壁碰撞時的速度；（1）要滑塊能沿圓軌道運動而不脫離圓軌道，求半圓軌道的半徑R的取值．15．（12分）兩根足夠長的平行金屬導軌固定于同一水平面內，兩導軌間的距離為L，導軌上垂直放置兩根導體棒a和b，俯視圖如圖甲所示。兩根導體棒的質量均為m，電阻均為R，回路中其余部分的電阻不計，在整個導軌平面內，有磁感應強度大小為B的豎直向上的勻強磁場。兩導體棒與導軌接觸良好且均可沿導軌無摩擦地滑行，開始時，兩棒均靜止，間距為x0，現(xiàn)給導體棒a一向右的初速度v0，并開始計時，可得到如圖乙所示的圖像（表示兩棒的相對速度，即）。求：（1）0～t2時間內回路產生的焦耳熱；（2）t1時刻棒a的加速度大??；（3）t2時刻兩棒之間的距離。

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、B【解析】

AB.將乙車的運動圖象反向延長，與橫軸的交點對應車道上的位置，當汽車乙追上汽車甲時，兩車位移相等，時刻乙車的速度是，A、B兩處的距離大于，選項A錯誤、選項B正確；CD.從A到B一直是乙車在后面追趕甲車，選項C、D錯誤。2、C【解析】

設兩導線間距為d，根據(jù)右手螺旋定則知，甲導線和乙導線在O點的磁感應強度方向均為垂直紙面向里，根據(jù)矢量疊加有乙導線在甲導線處產生的磁感應強度大小則甲導線單位長度受到的安培力大小C正確，ABD錯誤。故選C。3、B【解析】

AB．通過玻璃三棱鏡后，b色光的偏折角最大，說明玻璃對b光的折射率大于對a色光的折射率，則b色光的頻率最高，根據(jù)可知，a色光的光子能量小于b色光的光子能量，故A錯誤，B正確；C．a色光的折射率小，根據(jù)分析可知a色光在玻璃中的傳播速度大于b色光，故C錯誤；D．玻璃對b光的折射率大，根據(jù)知b色光發(fā)生全反射的臨界角小于a色光，故D錯誤。故選B。4、B【解析】

ABC．設MN兩端穩(wěn)壓交流電源的電壓有效值為U，原線圈兩端的電壓為U1，電流為I1，副線圈兩端的電壓為U2，電流為I2，原副線圈的匝數(shù)比：，燈泡的電阻都為R，根據(jù)歐姆定律，可得副線圈兩端的電壓為：根據(jù)得原線圈兩端的電壓為：根據(jù)解得根據(jù)歐姆定律，可得L1兩端的電壓：則穩(wěn)壓交流電源的電壓為：當滑動變阻器的滑片P向上移動時，其電阻減小，則R并電阻減小，所以總電阻減小，而穩(wěn)壓交流電源的電壓U不變，所以電流I2變大，則L2變亮；原線圈的電流也增大，所以L1變亮，其兩端的電壓變大，所以原線圈兩端的電壓減小，則副線圈兩端的電壓減小，而L2的電壓變大，所以L3與滑動變阻器并聯(lián)部分的電壓減小，所以L3變暗，B正確，AC錯誤；D．因為原線圈的電流增大，穩(wěn)壓交流電源的電壓不變，根據(jù)P=UI1可知電源輸出功率增大，D錯誤。故選B。5、C【解析】

C．根據(jù)題意可知，cf長為11cm，則根據(jù)勻變速直線運動的位移差公式可得其中所以C正確；D．勻變速直線運動中，某段的平均速度等于這一段中間時刻的瞬時速度，則d點的速度為所以D錯誤；B．根據(jù)勻變速直線運動的位移公式得所以B錯誤；A．同理可得b點的速度為則所以A錯誤。故選C。6、D【解析】

由Q=CU0，所以容器放出的總電荷量可求，所以A選項能求出；根據(jù)I=Q/t，變形得，Ut為圖象與坐標軸所圍面積S可求，所以Q=S/R，則，所以C選項可求；電阻R兩端的最大電流即為電容器剛開始放電的時候，所以，選項B電阻R兩端的最大電流可求；根據(jù)題意只知道電源的電動勢等于電容器充滿電兩板間的電壓，也就是剛開始放電時的電壓，即E=U0，內電阻無法求出，所以選項D不能求出。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、BC【解析】

A．根據(jù)楞次定律，導體棒ab的電流方向由b到a，A錯誤；B．導體棒ab垂直切割磁感線，產生的電動勢大小E=BLv由閉合電路的歐姆定律得導體棒受到的安培力FA=BIL當導體棒做勻速直線運動時速度最大，由平衡條件得解得最大速度B正確；C．當速度為v0由牛頓第二定律得解得C正確；D．在整個過程中，由能量守恒定律可得Ek+μmgx+Q=Fx解得整個電路產生的焦耳熱為Q=Fx－μmgx－EkD錯誤。故選BC。8、ACE【解析】

A．聲波在空氣中傳播時，根據(jù)波的形成原理可知，空氣中各點有相同的振動頻率，故A正確；B．水波在水面上傳播時，水面上各點不會隨著波傳播方向而移動，故B錯誤；C．聲波容易繞過障礙物傳播是因為聲波波長較長，容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故C正確；D．當兩列波發(fā)生干涉時，如果兩列波波峰在某點相遇時，則該質點位移此時最大，然后會變小，當平衡位置相遇時，則位移為零，故D錯誤；E．根據(jù)干涉條紋間距公式，可知，為了增大干涉條紋間距，可將藍光換成紅光，即波長變長，故E正確。故選ACE。9、AB【解析】

A．根據(jù)電動勢隨時間的變化曲線可得，交流電的電動勢的瞬時值為則交流電的電動勢的有效值為邊兩端電壓的有效值為所以A正確；B．當線框平面與中性面的夾角為時，即則此時的電動勢為所以B正確；C．由圖象可得交流電的周期為從到時間內，即半個周期內，通過線框某一截面的電荷量為由電動勢的瞬時值表達式可知則所以C錯誤；D．此交流電的電流有效值為根據(jù)焦耳定律可得，線框轉動一周產生的焦耳熱為所以D錯誤。故選AB。10、AC【解析】

A．圓環(huán)在水平線上產生的場強豎直分量疊加為0，只有水平分量相加，所以圓環(huán)在水平線上的場強方向與水平線平行，同理圓環(huán)在水平線上的場強方向與水平線平行；根據(jù)場強的疊加，帶負電粒子從到過程中，受到的電場力合力方向始終水平向右，與粒子運動方向相反，所以粒子做減速運動，A正確；BC．圓環(huán)在水平線上處場強為0，在向右無窮遠處場強為0，同理圓環(huán)在水平線上的場強分布也如此，根據(jù)場強的疊加說明在右側和左側必定存在場強為0的位置，所以粒子從右側遠處運動到過程中，合場強先水平向左減小，帶負電粒子所受電場力水平向右減小，電場力做正功，電勢能減小，粒子做加速運動，在右側某位置合場強為0，粒子速度達到最大，動能最大；繼續(xù)向左運動，合場強水平向右且增大，粒子所受電場力水平向左，電場力做負功，電勢能增大，粒子做減速運動至，B錯誤，C正確；D．粒子穿過后，對比上述分析可知，粒子所受電場力先水平向右，后水平向左，所以電勢能先減小，后增大，綜合BC選項分析，D錯誤。故選AC。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、(1)BC(2)A【解析】（1）本實驗中，變壓器的原線圈應接在交流電源上；為了知道原、副線圈的電壓比和線圈匝數(shù)比之間的關系，還需要電壓表。故學生電源和電壓表兩個器材不能缺少，選BC；（2）①理想變壓器原、副線圈電壓和匝數(shù)的關系為U1U2=n【點睛】理想變壓器原、副線圈兩端電壓和各自匝數(shù)的關系為U1U212、(1)負1.00×104(2)①如圖所示；②【解析】

（1）紅表筆是歐姆表的負極，所以應該接電壓表的負接線柱．電壓表的內阻為．（2）滑動變阻器的電阻遠小于電壓表的內阻，應該選擇分壓接法，若使用會使流過滑動變阻器的電流超過，故要選擇，電路圖如圖：根據(jù)歐姆定律可得電壓表內阻的測量值為：．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、（?。?0J；（ⅱ）6℃。【解析】

（ⅰ）氣體壓強不變，由蓋?呂薩克定律得：解得：V2＝T2＝2.4×10﹣3m3氣體對外界所做的功W＝P0?△V＝P0（V2﹣V1）代入數(shù)據(jù)解得：W＝40J（ⅱ）當氣體降溫，氣缸未發(fā)生移動時，氣體等容變化，則：汽缸開始移動時，則有：P0S＝P3S+μmg代入數(shù)據(jù)解得：T＝294K故應降溫△t＝6℃14、（1）小車與墻壁碰撞時的速度是4m/s；（1）要滑塊能沿圓軌道運動而不脫離圓軌道，半圓軌道的半徑R的取值為R≤0.14m或R≥0.6m．【解析】解：（1）設滑塊與小車的共同速度為v1，滑塊與小車相對運動過程中動量守恒，有mv0=（m+M）v1代入數(shù)據(jù)解得v1=4