2025届山东省菏泽市23校联考物理高三第一学期期末考试试题含解析

2025届山东省菏泽市23校联考物理高三第一学期期末考试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、关于原子、原子核和波粒二象性的理论，下列说法正确的是（）A．根据玻尔理论可知，一个氢原子从能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子B．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，但能量不一定守恒C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光照强度太弱D．、、三种射线中，射线的电离本领最强，射线的穿透本领最强2、如图所示，图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（）A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的传播速度为2m/sC．t=0.15s，P的加速度方向与速度方向相同 D．从t=0.10s到t=0.15s，P通过的路程为10cm3、如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（）A．当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上B．当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上C．只要时间足够长，N筒上到处都落有分子D．分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上4、下列说法正确的是（）A．组成原子核的核子越多，原子核的结合能越大，原子核越稳定B．核反应方程，X为，该反应为α衰变C．阴极射线可以在电场和磁场中偏转的现象，表明其本质是一种带电粒子流D．用紫光照射某金属板能产生光电子，则用红光照射该金属板也一定能产生光电子5、如图甲所示，物体在竖直方向受到大小恒定的作用力F=40N，先由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，当t=1s时将F反向，大小仍不变，物体的图象如图乙所示，空气对物体的阻力大小恒定，g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．物体在1.25s内拉力F的平均功率为160WB．物体1.25s内阻力做功的平均功率为为16WC．空气对物体的阻力为6ND．物体的质量为4kg6、如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点A、B、C，粒子在A、B两点的速率均为2v0，在C点的速率为v0，已知AB=d，匀强电场在ABC平面内，粒子仅受电场力作用。则该匀强电场的场强大小为（）A． B． C． D．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，长方体物块上固定一长为L的竖直杆，物块及杆的总质量为如2m.质量为m的小环套在杆上，当小环从杆顶端由静止下滑时，物块在水平拉力F作用下，从静止开始沿光滑水平面向右匀加速运动，环落至杆底端时，物块移动的距离为2L,已知F=3mg,重力加速度为g.则小环从顶端下落到底端的运动过程A．小环通过的路程为B．小环所受摩擦力为C．小环运动的加速度为D．小环落到底端时，小环与物块及杆的动能之比为5:88、物块套在光滑的竖直杆上，通过光滑的定滑轮用不可伸长的轻绳将物块由A点匀速拉到B点，AB高度为h，则在运动过程中（）A．绳中张力变小B．绳子自由端的速率减小C．拉力F做功为D．拉力F的功率P不变9、宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO>OB，则A．恒星A的质量大于恒星B的质量B．恒星A的动能大于恒星B的动能C．恒星A的动量与恒星B的动量大小相等D．恒星A的向心加速度大小小于恒星B的向心加速度大小10、下列说法正确的是（）A．不能用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数估算气体分子的体积B．质量相同、温度也相同的氢气和氧气，内能相同C．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能D．在失重的情况下，密闭容器内的气体对器壁没有压强E.当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大三、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“测定金属电阻率”的实验中，需要用螺旋测微器测量金属丝的直径，其结果如图甲所示，其读数为______mm；测量电阻时，先用多用电表粗测金属丝的电阻阻值约为，再采用“伏安法”精确测量金属丝的电阻，实验室能够提供的实验器材有：A．电流表，量程为，内阻B．电流表A1，量程为，内阻C．电流表A2，量程为，内阻D．电阻箱，阻值范围E.电阻箱，阻值范围F.滑动变阻器，最大阻值为G.电源，内阻约为H.开关一只，导线若干回答下列问题：（2）正确选择实验器材，电流表应选择________和__________，电阻箱应选_______；（填写元器件前的字母代号）（3）画出电阻测量的实验电路图_______；（4）使用正确电路，分别测量多组实验数据，并记录在如图乙坐标系中，将调节到，根据记录的实验数据做出金属丝的图线________，并算出金属丝的电阻___________。（计算结果保留两位有效数字）12．（12分）如图甲所示装置，可以进行以下实验：A.“研究匀变速直线运动”B.“验证牛顿第二定律”C.“研究合外力做功和物体动能变化关系(1)在A、B、C这三个实验中，______需要平衡摩擦阻力．(2)已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力；为此需要满足前述A、B、C三个实验中，______不需要满足此要求．(3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验，由此可求得如图乙纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式______，该小车动能改变量的表达式______．由于实验中存在系统误差，所以W______选填“小于”、“等于”或“大于”．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，真空中有一个半径r=0.5m的圆形磁场区域，与坐标原点O相切，磁场的磁感应强度大小B=2×10－4T，方向垂直于纸面向外，在x=1m处的竖直线的右侧有一水平放置的正对平行金属板M、N，板间距离为d=0.5m，板长L=1m，平行板的中线的延长线恰好过磁场圆的圆心O1。若在O点处有一粒子源，能向磁场中不同方向源源不断的均匀发射出速率相同的比荷为=1×108C/kg，且带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子，恰能从沿直线O2O3方向射入平行板间。不计重力及阻力和粒子间的相互作用力，求：（1）沿y轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度v和粒子在磁场中的运动时间t0；（2）从M、N板左端射入平行板间的粒子数与从O点射入磁场的粒子数之比；（3）若在平行板的左端装上一挡板（图中未画出，挡板正中间有一小孔，恰能让单个粒子通过），并且在两板间加上如图示电压（周期T0），N板比M板电势高时电压值为正，在x轴上沿x轴方向安装有一足够长的荧光屏（图中未画出），求荧光屏上亮线的左端点的坐标和亮线的长度l。14．（16分）如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距L=1m，导轨平面与水平面成θ=30°角，下端连接一定值电阻R=2，匀强磁场B=0.4T垂直于导轨平面向上。质量m=0.2kg、电阻r=1的金属棒ab，其长度与导轨宽度相等。现给金属棒ab施加一个平行于导轨平面向上的外力F，使金属棒ab从静止开始沿轨道向上做加速度大小为a=3m/s2的匀加速直线运动。运动过程中金属棒ab始终与导轨接触良好，重力加速度取g=10m/s2。求：(1)当电阻R消耗的电功率P=1.28W时，金属棒ab的速度v的大小；(2)当金属棒ab由静止开始运动了x=1.5m时，所施加外力F的大小。15．（12分）如图所示,小球A及水平地面上紧密相挨的若干个小球的质量均为m,水平地面的小球右边有一固定的弹性挡板;B为带有四分之一圆弧面的物体,质量为km(其中k为整数),半径为R,其轨道末端与水平地面相切。现让小球A从B的轨道正上方距地面高为h处静止释放,经B末端滑出,最后与水平面上的小球发生碰撞,其中小球之间、小球与挡板之间的碰撞均为弹性正碰,所有接触面均光滑,重力加速度为g.求：(1)小球第一次从B的轨道末端水平滑出时的速度大小；(2)若小球A第一次返回恰好没有冲出B的上端,则h与R的比值大小；(3)若水平面上最右端的小球仪能与挡板发生两次碰撞,则k的取值大小.

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．大量氢原子从能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子，一个氢原子从能级向低能级跃迁最多只能辐射4种频率的光子，故A错误；B．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，能量也守恒，故B错误；C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为金属的极限频率大于入射光的频率，故C错误；D．、、三种射线中，射线的电离本领最强，射线的穿透本领最强，故D正确。故选D。2、C【解析】

A．分析振动图像，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向，根据波动规律结合图甲可知，该波沿x轴负方向的传播，故A错误；B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为故B错误；C．从t=0.10s到t=0.15s，质点P振动了，根据波动规律可知，t=0.15s时，质点P位于平衡位置上方，速度方向沿y轴负方向振动，则加速度方向沿y轴负方向，两者方向相同，故C正确；D．在t=0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t=0.10s到t=0.15s，质点P通过的路程s≠A=10cm故D错误。故选C。3、A【解析】微粒从M到N运动时间，对应N筒转过角度，即如果以v1射出时，转过角度：，如果以v2射出时，转过角度：，只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍，即当时（n为正整数），分子落在不同的两处与S平行的狭条上，故A正确，D错误；若相差2π的整数倍，则落在一处，即当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上．故B错误；若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，因此，故C错误．故选A点睛：解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．4、C【解析】

A．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；B．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，核反应方程，X为，该反应为原子核的人工转变方程，选项B错误；C．阴极射线可以在电场和磁场中偏转的现象，表明其本质是一种带电粒子流，选项C正确；D．用紫光照射某金属板能产生光电子，因红光的频率小于紫外线，则用红光照射该金属板不一定能产生光电子，选项D错误；故选C.5、B【解析】

A．在1.25s内，图像围成面积为5m，即总位移为5m，拉力第一阶段向上的位移为4m，则拉力做正功160J，第二阶段位移为1m，则拉力做负功40J，总共120J，平均功率96W，故A错误。CD．根据牛顿第二定律可得：F－（mg+f)=ma1F+mg+f=ma2，又由题图乙可知a1=2m/s2a2=6m/s2联立解得物体的质量m=2kg空气对物体的阻力为f=4NCD项错误。B．阻力全程做负功，共Wf=4×5=20J，所以平均功率为B正确。故选B。6、D【解析】

粒子在、两点速度大小相同，说明、两点处于同一等势面上，电场线与等势面处处垂直，所以匀强电场的方向应与边垂直，根据，可知直角边为，高为，应用动能定理求出电场的场强大小为ABC错误，D正确。故选D。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、ABD【解析】

ABC.水平方向上，据牛顿第二定律有：代入数据解得：小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，另据水平方向的位移公式有：解得运动时间为：在竖直方向上有：解得：即小球在竖直方向上做加速度为的匀加速直线运动，据牛顿第二定律有：解得小球所受摩擦力为：故小球运动的加速度为：小球的合运动为匀加速直线运动，其路程与位移相等，即为：故AB正确，C错误；D.小环落到底端时的速度为：环其动能为：环此时物块及杆的速度为：杆其动能为：杆故有小环与物块及杆的动能之比为5:8，故D正确。8、BD【解析】

A．因为物块做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，则有因为增大，减小，则拉力T增大，故A错误；B．物块沿绳子方向上的分速度该速度等于自由端的速度，增大，自由端速度v减小，故B正确；C．F为变力，不能用功的定义。应根据动能定理，拉力F做功等于克服重力做的功，即故C错误；D．拉力的功率为可知拉力F的功率P不变，故D正确。故选BD。9、BC【解析】

A．根据万有引力提供向心力有可得因为，所以有即A的质量一定小于B的质量，故A错误；B．双星系统中，恒星的动能为因为，所以有恒星A的动能大于恒星B的动能，故B正确；C．双星系统中，恒星的动量大小为所以有恒星A的动量大小等于恒星B的动量大小，故C正确；D．双星系统中，恒星的加速度大小为因为，所以有恒星A的向心加速度大小大于恒星B的向心加速度大小，故D错误；故选BC。10、ACE【解析】

A．气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数只能求出每个气体分子平均占有的空间和气体分子间的距离，不能估算气体分子本身的体积，故A正确；B．内能的大小与物质的量、温度、物体体积都有关，质量相同、温度也相同的氢气和氧气，它们的物质的量不同，则内能不相同，故B错误；C．根据热力学第二定律可知，任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能，故C正确；D．密闭容器内气体压强是由分子不断撞击器壁而产生的，在完全失重情况下，气体分子仍然不断撞击器壁，仍然会产生压强，故D错误；E．当分子力表现为斥力时，分子力随分子间距离的减小而增大，间距减小斥力做负功分子势能增大，故E正确。故选ACE。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、1.601mmABE5Ω【解析】

（1）[1]螺旋测微器读数为（2）[2][3][4]由所给实验器材可知，没有电压表，应该用电流表与电阻箱改装电压表。因为流过电阻的电流最大约为则电流表应选择B。电源电动势为3V，改装的电压表量程应为3V，应选用电流表A与电阻箱改装成电压表电阻箱的阻值电阻箱应选E。（3）[5]待测电阻阻值约为5Ω，电流表内阻约为0.1Ω，电压表内阻为10kΩ，电流表应采用外接法，滑动变阻器最大阻值为10Ω，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所示（4）[6][7]根据坐标系内描出的点作出图像如图所示由图示图像可知，金属丝的电阻12、BCA大于【解析】

根据实验原理与实验注意事项分析答题．由匀变速直线运动的推论求出打D点的速度，然后根据重力势能与动能的计算公式分析答题．【详解】：在A、B、C这三个实验中，“验证牛顿第二定律”、“研究合外力做功和物体动能变化关系，都需要平衡摩擦阻力；故选BC．已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力．为此需要满足前述A、B、C三个实验中，实验A只需要小车做匀加速运动即可，不需要满足此要求；故选A．纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式：；打D点时的速度：，则小车动能的改变量：；由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功W大于小车动能的增量．故答案为

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大于【点睛】此题涉及到三个高中物理的重要实验，基本装置都相同，只是实验的原理及目的不同；关键是弄清每个实验的原理及操作的方法、注意事项等问题，做到融会贯通不混淆．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）1×104m/s，7.85×10－5s；（2）；（3）（m，0），亮线长为m。【解析】

（1）由题意可知，沿y轴正向射入的粒子运动轨迹如图示则粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径必定为R=r=0.5m根据洛伦兹力提供向心力有Bqv=代入数据解得粒子进入电场时的速度为v=1×104m/s在磁场中运动的时间为t0=T==7.85×10－5s（2）如图示沿某一方向入射的粒子的运动圆轨迹和磁场圆的交点O、P以及两圆的圆心O1、O4组成菱形，故PO4和y轴平行，所以v和x轴平行向右，即所有粒子平行向右出射。故恰能从M端射入平行板间的粒子的运动轨迹如图所示因