北京市西城區(qū)北京四中2025屆物理高三上期末考試試題含解析

北京市西城區(qū)北京四中2025屆物理高三上期末考試試題注意事項(xiàng)1．考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請認(rèn)真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)考證號與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應(yīng)選項(xiàng)的方框涂滿、涂黑；如需改動(dòng)，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號等須加黑、加粗．一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，木塊的上表面是水平的，將木塊置于上，讓、一起沿固定的光滑斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，在上滑的過程中（）A．對的彈力做負(fù)功 B．對的摩擦力為零C．對的摩擦力水平向左 D．和的總機(jī)械能減少2、軌道平面與赤道平面夾角為90°的人造地球衛(wèi)星被稱為極地軌道衛(wèi)星。它運(yùn)行時(shí)能到達(dá)南北極區(qū)的上空，需要在全球范圍內(nèi)進(jìn)行觀測和應(yīng)用的氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等都采用這種軌道。如圖所示，若某顆極地軌道衛(wèi)星從北緯45°的正上方按圖示方向首次運(yùn)行到南緯45°的正上方用時(shí)45分鐘，則（）A．該衛(wèi)星發(fā)射速度一定小于7.9km/sB．該衛(wèi)星軌道半徑與同步衛(wèi)星軌道半徑之比為1∶4C．該衛(wèi)星加速度與同步衛(wèi)星加速度之比為2∶1D．該衛(wèi)星的機(jī)械能一定小于同步衛(wèi)星的機(jī)械能3、某理想氣體的初始壓強(qiáng)p0=3atm，溫度T0=150K，若保持體積不變，使它的壓強(qiáng)變?yōu)?atm，則此時(shí)氣體的溫度為（）A．100K B．200K C．250K D．300K4、如圖所示，一根質(zhì)量為M、長為L的銅管放置在水平桌面上，現(xiàn)讓一塊質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點(diǎn)的釹鐵硼強(qiáng)磁鐵從銅管上端由靜止下落，強(qiáng)磁鐵在下落過程中不與銅管接觸，在此過程中（）A．桌面對銅管的支持力一直為MgB．銅管和強(qiáng)磁鐵組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．銅管中沒有感應(yīng)電流D．強(qiáng)磁鐵下落到桌面的時(shí)間5、某行星外圍有一圈厚度為d的光帶，簡化為如圖甲所示模型，R為該行星除光帶以外的半徑．現(xiàn)不知光帶是該行星的組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，當(dāng)光帶上的點(diǎn)繞行星中心的運(yùn)動(dòng)速度v，與它到行星中心的距離r，滿足下列哪個(gè)選項(xiàng)表示的圖像關(guān)系時(shí)，才能確定該光帶是衛(wèi)星群A． B．C． D．6、“天津之眼”是一座跨河建設(shè)、橋輪合一的摩天輪，是天津市的地標(biāo)之一．摩天輪懸掛透明座艙，乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列敘述正確的是（）A．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，乘客的機(jī)械能保持不變B．在最高點(diǎn)，乘客重力大于座椅對他的支持力C．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，乘客重力的沖量為零D．摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)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(cuò)的得0分。7、在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，用綠色激光照射在雙縫上，在縫后的屏幕上顯示出干涉圖樣.若要增大干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距，可選用的方法是（）A．改用紅色激光B．改用藍(lán)色激光C．減小雙縫間距D．將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)E.將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)8、如圖所示，質(zhì)量為M的木板放在光滑的水平面上，木板的右端有一質(zhì)量為m的木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），在木板上施加一水平向右的恒力F，木塊和木板由靜止開始運(yùn)動(dòng)并在最后分離。設(shè)分離時(shí)木塊相對地面運(yùn)動(dòng)的位移為x，保證木塊和木板會發(fā)生相對滑動(dòng)的情況下，下列方式可使位移x增大的是（）A．僅增大木板的質(zhì)量MB．僅減小木塊的質(zhì)量mC．僅增大恒力FD．僅增大木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)9、如圖甲所示，固定光滑斜面AC長為L，B為斜面中點(diǎn)．一物塊在恒定拉力F作用下，從最低點(diǎn)A由靜止開始沿斜面向上拉到B點(diǎn)撤去拉力F，物塊繼續(xù)上滑至最高點(diǎn)C，設(shè)物塊由A運(yùn)動(dòng)到C的時(shí)間為t0，下列描述該過程中物塊的速度v隨時(shí)間t、物塊的動(dòng)能Ek隨位移x、加速度a隨位移x、機(jī)械能E隨位移x變化規(guī)律的圖象中，可能正確的是()A． B． C． D．10、如圖所示，兩個(gè)中心重合的正三角形線框內(nèi)分別存在著垂直于紙面向里和垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，已知內(nèi)部三角形線框ABC邊長為2a，內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，且每條邊的中點(diǎn)開有一個(gè)小孔。有一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的粒子從AB邊中點(diǎn)D垂直AB進(jìn)入內(nèi)部磁場。如果要使粒子恰好不與邊界碰撞，在磁場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又能從D點(diǎn)射入內(nèi)部磁場，下列說法正確的是()A．三角形ABC與A′B′C′之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B0B．三角形A′B′C′的邊長可以為2aC．粒子的速度大小為D．粒子再次回到D點(diǎn)所需的時(shí)間為三、實(shí)驗(yàn)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）在一次課外活動(dòng)中，某同學(xué)用圖甲所示裝置測量放在水平光滑桌面上鐵塊A與金屬板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知鐵塊A的質(zhì)量mA＝0.5kg，金屬板B的質(zhì)量mB＝1kg。用水平力F向左拉金屬板B，使其一直向左運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定后彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖甲所示，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝________（g取10m/s2）。該同學(xué)還將紙帶連接在金屬板B的后面，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一系列的點(diǎn)，測量結(jié)果如圖乙所示，圖中各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，可求得拉金屬板的水平力F＝________N。12．（12分）某研究性學(xué)習(xí)小組從一個(gè)數(shù)碼設(shè)備中拆下了一個(gè)舊電池，已知該電池的電動(dòng)勢約為12V內(nèi)阻約為2Ω，該小組的同學(xué)為了測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻，從實(shí)驗(yàn)室借來了如下實(shí)驗(yàn)器材：A．電壓表(量程為0～3V，內(nèi)阻為2kΩ)B．電流表(量程為0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω)C．定值電阻4kΩD．定值電阻8kΩE.定值電阻1ΩF.定值電阻3ΩG.滑動(dòng)變阻器0～20ΩH.滑動(dòng)變阻器0～2kΩI.開關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干(1)該小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)電路，電阻R1應(yīng)選____________，電阻R2應(yīng)選__________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選__________。(選填相應(yīng)器材前面的字母)(2)開關(guān)閉合以前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至__________(填“最左端”或“最右端”)，閉合開關(guān)后，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，可得到多組電壓表和電流表的讀數(shù)U和I，利用得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出U－I圖像如圖乙所示，根據(jù)圖像可知該電池的電動(dòng)勢E＝__________V，內(nèi)阻r＝__________Ω。(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)四、計(jì)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）如圖所示為演示“過山車”原理的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由兩段傾斜直軌道與一圓軌道拼接組成，在圓軌道最低點(diǎn)處的兩側(cè)稍錯(cuò)開一段距離，并分別與左右兩側(cè)的直軌道平滑相連。某研學(xué)小組將這套裝置固定在水平桌面上，然后在圓軌道最高點(diǎn)A的內(nèi)側(cè)安裝一個(gè)薄片式壓力傳感器（它不影響小球運(yùn)動(dòng)，在圖中未畫出）。將一個(gè)小球從左側(cè)直軌道上的某處由靜止釋放，并測得釋放處距離圓軌道最低點(diǎn)的豎直高度為h，記錄小球通過最高點(diǎn)時(shí)對軌道（壓力傳感器）的壓力大小為F。此后不斷改變小球在左側(cè)直軌道上釋放位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，經(jīng)多次測量，得到了多組h和F，把這些數(shù)據(jù)標(biāo)在F-h圖中，并用一條直線擬合，結(jié)果如圖所示。為了方便研究，研學(xué)小組把小球簡化為質(zhì)點(diǎn)，并忽略空氣及軌道對小球運(yùn)動(dòng)的阻力，取重力加速度g=10m/s2。請根據(jù)該研學(xué)小組的簡化模型和如圖所示的F-h圖分析：（1）當(dāng)釋放高度h=0.20m時(shí)，小球到達(dá)圓軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小v；（2）圓軌道的半徑R和小球的質(zhì)量m；（3）若兩段傾斜直軌道都足夠長，為使小球在運(yùn)動(dòng)過程中始終不脫離圓軌道，釋放高度h應(yīng)滿足什么條件。14．（16分）圖(甲)中的圓是某圓柱形透明介質(zhì)的橫截面，半徑為R=10cm．一束單色光沿DC平行于直徑AB射到圓周上的C點(diǎn)，DC與AB的距離H=5cm．光線進(jìn)入介質(zhì)后，第一次到達(dá)圓周上的E點(diǎn)（圖中未畫出），CE=cm．（i）求介質(zhì)的折射率；（ii）如圖（乙）所示，將該光線沿MN平行于直徑AB射到圓周上的N點(diǎn)，光線進(jìn)入介質(zhì)后，第二次到達(dá)介質(zhì)的界面時(shí)，從球內(nèi)折射出的光線與MN平行（圖中未畫出），求光線從N點(diǎn)進(jìn)入介質(zhì)球時(shí)的入射角的大?。?5．（12分）如圖甲所示，足夠長的兩金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平平行固定，兩導(dǎo)軌電阻不計(jì)，且處在豎直向上的磁場中，完全相同的導(dǎo)體棒a、b垂直放置在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌接觸良好，兩導(dǎo)體棒的電阻均為R=0.5Ω,且長度剛好等于兩導(dǎo)軌間距L,兩導(dǎo)體棒的間距也為L,開始時(shí)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示的規(guī)律變化，當(dāng)t=0.8s時(shí)導(dǎo)體棒剛好要滑動(dòng)。已知L=1m,滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力。求：（1）每根導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的滑動(dòng)摩擦力的大小及0.8s內(nèi)整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱；（2）若保持磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T不變，用如圖丙所示的水平向右的力F拉導(dǎo)體棒b,剛開始一段時(shí)間內(nèi)b做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一根導(dǎo)體棒的質(zhì)量為多少?（3）在（2）問條件下a導(dǎo)體棒經(jīng)過多長時(shí)問開始滑動(dòng)?

參考答案一、單項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】

A．由于對的彈力豎直向上，、又一起沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，彈力方向與速度方向的夾角為銳角，所以彈力做正功，A錯(cuò)誤；BC．、整體的加速度沿斜面向下，將該加速度分解后，水平方向的加速度分量向左，對于木塊而言其在水平方向的加速度是由對的摩擦力提供的，所以對的摩擦力水平向左，B錯(cuò)誤，C正確；D．斜面光滑，對于、整體而言，只有重力做負(fù)功，不改變整體的機(jī)械能，所以和的總機(jī)械能保持不變，D錯(cuò)誤。故選C。2、B【解析】

A．根據(jù)第一宇宙速度的概念可知，該衛(wèi)星發(fā)射速度一定大于7.9km/s，故A錯(cuò)誤；

B．由題意可知，衛(wèi)星的周期萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得該衛(wèi)星軌道半徑與同步衛(wèi)星軌道半徑之比故B正確；C．萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得該衛(wèi)星加速度與同步衛(wèi)星加速度之比故C錯(cuò)誤；D．由于由于不知該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，無法比較其機(jī)械能大小，故D錯(cuò)誤。

故選AB。3、C【解析】

理想氣體體積不變，發(fā)生等容變化，則，代入數(shù)據(jù)得：，解得：．故C項(xiàng)正確，ABD三項(xiàng)錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】在理想氣體狀態(tài)方程和氣體實(shí)驗(yàn)定律應(yīng)用中，壓強(qiáng)、體積等式兩邊單位一樣即可，不需要轉(zhuǎn)化為國際單位；溫度的單位一定要用國際單位(開爾文)，不能用其它單位．4、D【解析】

C．強(qiáng)磁鐵通過鋼管時(shí)，導(dǎo)致鋼管的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C錯(cuò)誤；B．磁鐵在銅管中運(yùn)動(dòng)的過程中，雖不計(jì)空氣阻力，但在過程中，出現(xiàn)安培力做功產(chǎn)生熱能，所以系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；A．由于圓管對磁鐵有向上的阻力，則由牛頓第三定律可知磁鐵對圓管有向下的力，則桌面對銅管的支持力F＞Mg，故A錯(cuò)誤；D．因圓管對磁鐵有阻力，所以運(yùn)動(dòng)時(shí)間與自由落體運(yùn)動(dòng)相比會變長，即有，故D正確。故選D。5、D【解析】

若光帶是衛(wèi)星群，則應(yīng)該滿足，即，即圖像應(yīng)該是過原點(diǎn)的直線，故選D.6、B【解析】摩天輪運(yùn)動(dòng)過程中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，乘客的速度大小不變，則動(dòng)能不變，但高度變化，所以機(jī)械能在變化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圓周運(yùn)動(dòng)過程中，在最高點(diǎn)由重力和支持力的合力提供向心力，即，所以重力大于支持力，選項(xiàng)B正確；轉(zhuǎn)動(dòng)一周，重力的沖量為I=mgT，不為零，C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)過程中，乘客的重力大小不變，速度大小不變，但是速度方向時(shí)刻在變化，根據(jù)P=mgvcosθ可知重力的瞬時(shí)功率在變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．故選B．二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)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(cuò)的得0分。7、ACD【解析】

A.根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，改用紅色激光，波長變大，則條紋的間距變大，選項(xiàng)A正確；B.根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，改用藍(lán)色激光，則波長變短，則條紋的間距變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，減小雙縫間距d，則條紋的間距變大，選項(xiàng)C正確；D.根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，將屏幕向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)，即l變大，則條紋的間距變大，選項(xiàng)D正確；E.根據(jù)干涉圖樣中兩相鄰亮條紋的間距Δx＝λ可知，將光源向遠(yuǎn)離雙縫的位置移動(dòng)對條紋間距無影響，選項(xiàng)E錯(cuò)誤.8、AD【解析】

設(shè)木板長為L，當(dāng)木塊與木板分離時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，對于木板對于木塊當(dāng)木塊與木板分離時(shí)，它們的位移滿足解得則木塊相對地面運(yùn)動(dòng)的位移為A．僅增大木板的質(zhì)量M，變小，不變，x增大，故A正確；B．僅減小木塊的質(zhì)量m，變大，不變，x減小，故B錯(cuò)誤；C．僅增大恒力F，變大，不變，x減小，故C錯(cuò)誤；D．僅稍增大木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，變小，增大，x增大，故D正確。故選AD。9、BD【解析】

AB.合力先做正功再做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能隨x的表達(dá)式知，動(dòng)能先均勻增加，然后均勻減小，則知物塊先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移大小相等，勻減速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度大于勻加速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度，則勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，故A錯(cuò)誤，B正確。C.物體先向上勻加速后向上勻減速運(yùn)動(dòng)，速度方向不變，故過程中加速度改變方向，故C錯(cuò)誤。D.根據(jù)除重力以外其它力做功等于機(jī)械能的增量，知前半段恒力F做正功，可知機(jī)械能隨x均勻增加，后半段只有重力做功，機(jī)械能守恒，故D正確。10、ACD【解析】

A．要想使粒子不與邊界碰撞，在磁場中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后又能從D點(diǎn)射入內(nèi)部磁場，則帶電粒子在內(nèi)、外磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡都應(yīng)為半徑為a的圓弧，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，所以三角形ABC與A′B′C′之間的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也應(yīng)該為B0，故A正確；B．由幾何知識可知，三角形A′B′C′的最短邊長為2a＋2a，B錯(cuò)誤；C．帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為r＝a＝速度為C正確；D．分析知粒子再次回到D點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡對應(yīng)的圓心角θ＝2×60°＋300°＝420°，故D正確故選ACD。三、實(shí)驗(yàn)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、0.504.50【解析】

（1）[1]A處于平衡狀態(tài)，所受摩擦力等于彈簧秤示數(shù)根據(jù)得μ＝0.50[2]由題意可知，金屬板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)其中，T＝0.1s解得根據(jù)牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得F＝4.50N12、DFG最右端12.51.69【解析】

（1）[1][2][3]．電壓表量程為0～3V，內(nèi)阻為2kΩ，則要要使此電壓表的量程擴(kuò)大到12V左右，則需串聯(lián)一個(gè)8kΩ的電阻，故定值電阻選擇D；電源內(nèi)阻為2Ω左右，R2做為保護(hù)電阻，則應(yīng)該選擇與內(nèi)阻阻值相當(dāng)?shù)腇即可；滑動(dòng)變阻器選擇與內(nèi)阻阻值差不多的G即可；（2）[4]．開關(guān)閉合以前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至阻值最大的最右端；（3）[5][6]．根據(jù)圖像可知外電路電流為0時(shí)電壓表讀數(shù)為2.5V，則此時(shí)路段電壓為5×2.5V=12.5V，即電源電動(dòng)勢為E=12.5V，內(nèi)阻四、