2025届山西省运城市新绛县第二中学物理高三第一学期期末考试试题含解析

2025届山西省运城市新绛县第二中学物理高三第一学期期末考试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（）A．椭圆轨道的长轴长度为RB．卫星P在I轨道的速率为，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为，则C．卫星P在I轨道的加速度大小为，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则D．卫星P在I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等2、—颗质量为m的卫星在离地球表面一定高度的轨道上绕地球做圆周运动，若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1：9，卫星的动能（）A． B． C． D．3、如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成。发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO/在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动。矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻。以线圈平面在中性面为计时起点，下列判断正确的是（）A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为C．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变D．当用户数目增多时，电路中的电流变小，用户得到的电压变小4、一个质量为m的质点以速度做匀速运动，某一时刻开始受到恒力F的作用，质点的速度先减小后增大，其最小值为。质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中A．该质点做匀变速直线运动B．经历的时间为C．该质点可能做圆周运动D．发生的位移大小为5、如图所示，实线为两个点电荷Q1、Q2产生的电场的电场线，虚线为正电荷从A点运动到B点的运动轨迹，则下列判断正确的是（）A．A点的场强小于B点的场强B．Q1的电荷量大于Q2的电荷量C．正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能D．正电荷在A点的速度小于在B点的速度6、某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图像如图所示。x轴上A、O、B三点的电势分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为WA、WO、WB。下列判断中正确的是（）A．φO＞φB＞φAB．EOx＞EBx＞EAxC．WO＜WB＜WAD．WO-WA＞WO-WB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，两根平行金属导轨所在的平面与水平面的夹角为30°，导轨间距为0.5m。导体棒a、b垂直导轨放置，用一不可伸长的细线绕过光滑的滑轮将b棒与物体c相连，滑轮与b棒之间的细线平行于导轨。整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为0.2T。物体c的质量为0.06kg，a、b棒的质量均为0.1kg，电阻均为0.1Ω，与导轨间的动摩擦因数均为。将a、b棒和物体c同时由静止释放，运动过程中物体c不触及滑轮，a、b棒始终与两导轨接触良好。导轨电阻不计且足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2.则（）A．b棒刚要开始运动时，a棒的加速度大小为3.5m/s2B．b棒刚要开始运动时，a棒的速度大小为5.0m/sC．足够长时间后a棒的加速度大小为D．足够长时间后a棒的速度大小为7.0m/s8、如图所示，ABCD为固定的水平光滑矩形金属导轨，AB间距离为L，左右两端均接有阻值为R的电阻，处在方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、长为L的导体棒MN放在导轨上，甲、乙两根相同的轻质弹簧一端与MN棒中点连接，另一端均被固定，MN棒始终与导轨垂直并保持良好接触，导轨与MN棒的电阻均忽略不计。初始时刻，两弹簧恰好处于自然长度，MN棒具有水平向左的初速度v0，经过一段时间，MN棒第一次运动至最右端，在这一过程中AB间电阻R上产生的焦耳热为Q，则（）A．初始时刻棒受到安培力大小为B．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生焦耳热等于C．当棒再次回到初始位置时，AB间电阻R的功率小于D．当棒第一次到达最右端时，甲弹簧具有的弹性势能为9、一列简谐横波沿x轴正方向传播，P和Q是介质中平衡位置分别位于x=lm和x=7m的两个质点。t=0时刻波传到P质点，P开始沿y轴正方向振动，t=ls时刻P第1次到达波峰，偏离平衡位置位移为0.2m；t=7s时刻Q第1次到达波峰。下列说法正确的是（）A．波的频率为4HzB．波的波速为1m/sC．P和Q振动反相D．t=13s时刻，Q加速度最大，方向沿y轴负方向E.0~13s时间，Q通过的路程为1.4m10、如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，为一个与磁场方向垂直、长度为的金属杆，已知。两点与磁场中以为圆心的同心圆（均为部分圆弧）金属轨道始终接触良好。一电容为的电容器连接在金属轨道上。当金属杆在与磁场垂直的平面内以为轴，以角速度顺时针匀速转动且电路稳定时，下列说法正确的是（）A．四点比较，点电势最高B．电势差C．电势差D．电容器所带电荷量为三、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）小张同学利用“插针法”测定玻璃的折射率．（1）小张将玻璃砖从盒子拿出放到白纸上，图示操作较为规范与合理的是____________．（2）小张发现玻璃砖上下表面不一样，一面是光滑的，一面是磨砂的，小张要将玻璃砖选择_______（填“磨砂的面”或“光滑的面”）与白纸接触的放置方法进行实验较为合理．（3）小张正确操作插好了4枚大头针，如图所示，请帮助小张画出正确的光路图____.然后进行测量和计算，得出该玻璃砖的折射率n=__________（保留3位有效数字）12．（12分）实验室有一节干电池，某同学想测量其电动势和内阻。除了一节干电池、开关S，导线还有下列器材供选用：A．灵敏电流计G（0~200μA，内阻RA为10Ω）B．定值电阻R1（9990Ω，额定电流0.3A）C．定值电阻R2（990Ω，额定电流1A）D．电阻箱R（0~99.9Ω，额定电流3A）（1）为了测量电动势，该同学应该选哪个定值电阻______（选填“R1”或“R2”）；（2）在虚线框中画出实验电路图______；（3）按照正确的电路图连接好电路，实验后得到如图所示的－图像，则该同学测得电源的电动势为________V，内阻为________Ω（结果均保留两位有效数字）。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）托卡马克(Tokamak)是一.种复杂的环形装置，结构如图甲所示。环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外排列着环向场线圈和极向场线圈，其中欧姆线圈的作用一是给等离子体加热以达到核聚变所需的临界温度；二是产生感应电场用以等离子体加速。同时，极向场线圈通电后提供的极向磁场与环向场线圈通电后提供的环向磁场将高温等离子体约束在真空室内，促使核聚变的进行。如图乙所示为环形真空室简化图，其内径为R1=2m、外径为R2=5m，S和S'为其截面关于中心对称。假设约束的核聚变材料只有氘核()和氚核()，且不考虑核子间的相互作用，中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响，核子一旦接触环形真空室壁即被吸收导走。(已知质子的电荷量为C；质子和中子质量均为kg)。试回答：(1)氘核()和氚核()结合成氢核()时，要放出某种粒子，同时释放出能量，写出上述核反应方程；(2)欧姆线圈中，通以恒定电流时，等离子体能否发生核聚变(“能”或“不能”)，并简要说明判断理由；(3)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流，当极向磁场为多大时，从垂直于S截面速度同为的氘核()能够全部通过S'截面；(4)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流，当极向磁场在某一范围内变化时，垂直于S截面速度同为的氘核()和氚核()能够在S'截面要有重叠，求磁感应强度B的取值范围。14．（16分）如图所示，虚线O1O2是速度选择器的中线，其间匀强磁场的磁感应强度为B1，匀强电场的场强为E（电场线没有画出）。照相底片与虚线O1O2垂直，其右侧偏转磁场的磁感应强度为B2。现有一个离子沿着虚线O1O2向右做匀速运动，穿过照相底片的小孔后在偏转磁场中做半径为R的匀速圆周运动，最后垂直打在照相底片上（不计离子所受重力）。(1)求该离子沿虚线运动的速度大小v；(2)求该离子的比荷；(3)如果带电量都为q的两种同位素离子，沿着虚线O1O2射入速度选择器，它们在照相底片的落点间距大小为d，求这两种同位素离子的质量差△m。15．（12分）如图所示，一圆柱形绝热气缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m、横截面积为s，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时停止加热，活塞上升了2h并稳定，此时气体的热力学温度为T1．已知大气压强为P0，重力加速度为g，活塞与气缸间无摩擦且不漏气。求：①加热过程中气体的内能增加量；②停止对气体加热后，在活塞上缓缓。添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好下降了h。求此时气体的温度。

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、B【解析】

A．开普勒第三定律可得：因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故a=R，即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。B．根据万有引力提供向心力可得：故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则；又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有，综上有。故B正确。C．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：所以加速度为，又有OA<R，所以，故C错误。D．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。故选B。2、B【解析】

在地球表面有卫星做圆周运动有：由于卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1:9，联立前面两式可得：r=3R；卫星做圆周运动：得Ek=再结合上面的式子可得Ek=A.与分析不符，故A错误。B.与分析相符，故B正确。C.与分析不符，故C错误。D.与分析不符，故D错误。3、C【解析】

A．当线圈与磁场平行时，感应电流最大，故A错误；B．从中性面开始计时，发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为故B错误；C．当滑动触头P向下移动时，输出电压变小，但变压器原线圈两端的电压将不变，故C正确；D．当用户数目增多时，电路总电阻变小，电路中的电流变大，则输电线上电阻的电压增大，用户得到的电压变小，故D错误。故选C。4、D【解析】

质点减速运动的最小速度不为0，说明质点不是做直线运动，力F是恒力所以不能做圆周运动，而是做匀变速曲线运动．设力F与初速度夹角为θ，因速度的最小值为可知初速度v0在力F方向的分量为，则初速度方向与恒力方向的夹角为150°，在恒力方向上有v0cos30°－t＝0在垂直恒力方向上有质点的位移联立解得时间为发生的位移为选项ABC错误，D正确；故选D．5、C【解析】

A．根据“电场线的密疏表示场强的大小”可知A点的场强比B点的场强大，故A错误；B．根据电场线分布情况可知Q1、Q2是同种电荷。由点电荷周围电场线较密可知点电荷带电荷量较多，即Q1<Q2，故B错误；C．正电荷做曲线运动，受到的合力方向指向曲线的凹处，并且和电场线在一条直线上，所以正电荷电场力方向指向Q2，由于正电荷从A点运动到B点的过程中，电场力方向与速度方向的夹角总是大于90°，电场力做负功，电势能增大，即正电荷在A点的电势能小于在B点的电势能，故C正确；D．正电荷从A点运动到B点，电场力做负功，电势能增大，动能减小，故正电荷在A点的速度大于在B点的速度，故D错误。故选C。6、D【解析】

A．由图知电势高低关系为，A错误；B．根据图像切线斜率的大小等于电场强度沿轴方向的分量大小，所以，B错误；C．电子带负电，根据电势能公式：分析得知，C错误；D．由图知，间电势差大于间电势差，即有：电子带负电，则根据电势能公式：得：，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、BC【解析】

A．b棒所受的最大静摩擦力而则b棒刚要开始运动时，所受的安培力方向向下，大小为此时a棒受到向上的安培力大小仍为F安=0.25N，则a棒的加速度大小为选项A错误；B．b棒刚要开始运动时，对a棒F安=BILE=BLv联立解得v=5m/s选项B正确；CD．足够长时间后，两棒的速度差恒定，设为∆v，此时两棒受的安培力均为此时对a棒b棒其中解得此时导体棒a的速度不是恒定值，不等于7.0m/s，选项C正确，D错误；故选BC。8、AC【解析】

A．初始时刻棒产生的感应电动势为：E=BLv0、感应电流为：棒受到安培力大小为：故A正确；B．MN棒第一次运动至最右端的过程中AB间电阻R上产生的焦耳热Q，回路中产生的总焦耳热为2Q。由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，平均安培力最大，位移也最大，棒克服安培力做功最大，整个回路中产生的焦耳热应大于故B错误；C．设棒再次回到初始位置时速度为v。从初始时刻至棒再次回到初始位置的过程，整个回路产生焦耳热大于：根据能量守恒定律有：棒再次回到初始位置时，棒产生的感应电动势为：E′=BLv，AB间电阻R的功率为：联立解得：故C正确；D．由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，又甲乙两弹簧的弹性势能相等，所以甲具有的弹性势能为故D错误。故选：AC。9、BCE【解析】

A．由题意可知可得T=4s频率f=0.25Hz选项A错误；B．t=ls时刻P第1次到达波峰，t=7s时刻Q第1次到达波峰，可知在6s内波传播了6m，则波速为选项B正确；C．波长为因PQ=6m=1λ，可知P和Q振动反相，选项C正确；DE．t=7s时刻Q第1次到达波峰，则t=6s时刻Q点开始起振，则t=13s时刻，Q点振动了7s=1T，则此时Q点到达波谷位置，加速度最大，方向沿y轴正方向；此过程中Q通过的路程为7A=7×0.2m=1.4m，选项D错误，E正确。故选BCE。10、BD【解析】

A．如图所示杆顺时针匀速转动切割磁感线，由右手定则知感应电动势方向为，杆相当于电源，所以点电势最高，故A错误；BC．综合运动规律，的中点的线速度为综合电路规律，电路稳定后，电容器既不充电也不放电，电路中无电流，由法拉第电磁感应定律得解得同理，中点的线速度为又有中点的线速度为可得故B正确，C错误；D．电容器接在两点间，带电荷量为解得故D正确。故选BD。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、B磨砂的面1.53【解析】

光学镜面及光学玻璃面均不能用手触碰；根据实验原理，运用插针法，确定入射光线和折射光线．【详解】（1）玻璃砖的光学面不能用手直接接触，接触面的污渍会影响接触面的平整，进而影响折射率的测定，B正确；（2）为了不影响观察实验，应使得磨砂面接触纸面；（3）光路图如图所示：设方格纸上小正方形的边长为，光线的入射角为，折射角为，则，，所以该玻璃砖的折射率12、R11.40.50【解析】

(1)[1]一节干电池电动势约为1．5V，可以把表头改装成2V的电压表，需要串联电阻阻值为：R串＝﹣RA＝﹣10Ω＝9990Ω选定值电阻R1。(2)[2]应用电压表与电阻箱测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，实验电路图