上海市嘉定区2025届物理高三上期末学业水平测试试题含解析

上海市嘉定区2025届物理高三上期末学业水平测试试题考生须知：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、1916年爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在，2017年引力波的直接探测获得了诺贝尔物理学奖．科学家们其实是通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在．如图所示为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则下列说法中正确的是A．A的质量一定大于B的质量B．A的线速度一定小于B的线速度C．L一定，M越小，T越小D．M一定，L越小，T越小2、在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号”1”、B端输入电信号”0”时，则在C和D端输出的电信号分别为A．1和0 B．0和1 C．1和l D．0和03、关于物理学史，正确的是（）A．库仑利用扭秤实验，根据两电荷之间力的数值和电荷量的数值以及两电荷之间的距离推导得到库仑定律B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电磁感应C．法拉第通过实验总结出法拉第电磁感应定律D．欧姆通过实验得出欧姆定律，欧姆定律对金属和电解质溶液都适用，但对气体导电和半导体元件不适用4、如图所示，磁性白板放置在水平地面上，在白板上用一小磁铁压住一张白纸。现向右轻拉白纸，但未拉动，在该过程中A．小磁铁受到向右的摩擦力B．小磁铁只受两个力的作用C．白纸下表面受到向左的摩擦力D．白板下表面与地面间无摩擦力5、一只小鸟飞停在一棵细树枝上，随树枝上下晃动，从最高点到最低点的过程中，小鸟（）A．一直处于超重状态 B．一直处于失重状态C．先失重后超重 D．先超重后失重6、如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置示意图，其中质量为m的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径为r，光电传感器测定的是圆柱体的线速度。关于这个实验下列说法不正确的是（）A．研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的二、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，在xoy平面的第Ⅰ象限内存在垂直xoy平面向里的匀强磁场，两个相同的带正电粒子以相同的速率从x轴上坐标（，0）的C点沿不同方向射入磁场，分别到达y轴上坐标为（0，3L）的A点和B点（坐标未知），到达时速度方向均垂直y轴，不计粒子重力及其相互作用。根据题设条件下列说法正确的是（）A．可以确定带电粒子在磁场中运动的半径B．若磁感应强度B已知可以求出带电粒子的比荷C．因磁感应强度B未知故无法求出带电粒子在磁场中运动时间之比D．可以确定B点的位置坐标8、如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是A．给气缸缓慢加热B．取走烧杯中的沙子C．大气压变小D．让整个装置自由下落9、“HAT-P-1”是迄今为止发现的河外星系最大的行星，围绕某恒星A做圆周运动，“HAT-P-1”距离地球的间距大约为450光年。另观测到该行星的半径为R，已知在该行星表面的重力加速度为g。由以上条件可求解的物理量是（）A．恒星A的密度 B．行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度C．行星“HAT-P-1”绕恒星A运行的周期 D．绕“HAT-P-1”运行的卫星的最小周期10、2018年4月2日，中国首个空间实验室“天宫一号”坠入大气层焚毁．天宫一号是中国首个“目标飞行器”，其主要目的在于和神舟飞船（称“追踪飞行器”）配合完成交会对接飞行测试，为建设空间站积累经验．其在轨工作1630天，失联759天，在地球引力下轨道高度不断衰减，最终于4月2日早晨8点15分坠入大气层焚毁．据报道，该次坠落没有造成任何危险．天宫一号空间实验室于2011年9月29日在酒泉发射升空，设计寿命两年，轨道平均高度约为350km．作为中国空间站的前身，在役期间，天宫一号先后与神舟八号、九号、十号飞船配合完成六次交会对接任务，共计接待6名航天员，完成多项科学实验．设“天宫一号”飞行器的轨道半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为T，对于“天宫一号”在服役运行过程中，下列说法正确的是A．根据题中数据，可求出地球的质量，地球质量也可表达为B．“神州八号”飞船与“天宫一号”进行对接时，“神州八号”飞船需要从低轨道加速C．“天宫一号”飞行器运动的周期是D．天宫一号的航天员在一天内可以看到日出的次数是三、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）某同学要测量一节旧电池的电动势和内阻，实验器材有一个电流表、一个电阻箱R、一个1Ω的定值电阻R0，一个开关和导线若干，该同学按如图所示电路进行实验，测得的数据如下表所示：实验次数12345R（Ω）4.010.016.022.028.0I（A）1.000.500.340.250.20(1)该同学为了用作图法来确定电池的电动势和内电阻，若将R作为直角坐标系的纵坐标，则应取____________作为横坐标。(2)利用实验数据在给出的直角坐标系上画出正确的图象__________________。(3)由图象可知，该电池的电动势E=_________V，内电阻r=_________Ω。12．（12分）图甲为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池，R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻，表头电流表G的量程为0~1mA，内阻，B为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，分别为直流电压3V挡和15V挡，直流电流5mA挡和1A挡，欧姆“”挡。(1)图甲中A端与________（填“红”或“黑”）色表笔相连接(2)开关S接位置_________（填“1”或“2”）时是电流挡的大量程，根据题给条件可得。______Ω，_______Ω，_______Ω。(3)某次测量时该多用电表指针位置如图乙所示，若此时B端是与“1”相连的，则多用电表读数为_______；若此时B端是与“3”相连的，则读数为________。(4)多用电表长时间使用后会造成电源的电动势减小和内阻增大，若继续使用时还能进行欧姆调零，则用该多用电表测量电阻时，所测得的电阻值将_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。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）我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，将地球视为均质球体，且忽略自转。(1)类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r（r>R）处的引力场强度的表达式；(2)设地面处和距离地面高为h处的引力场强度分别为和，如果它们满足，则该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。请估算地球重力场可视为匀强场的高度h（取地球半径R=6400km）；(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为（以无穷远处引力势为0）。请你设定物理情景，简要叙述推导该表达式的主要步骤。14．（16分）如图所示，半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点．C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M＝1kg，上表面与C点等高．质量为m＝1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0＝1.1m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．取g＝10m/s1．求：（1）物块经过B点时的速度vB．（1）物块经过C点时对木板的压力大小．（3）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q．15．（12分）如图所示，有一磁感应强度大小为B的水平匀强磁场，其上下水平边界的间距为H；磁场的正上方有一长方形导线框，其长和宽分别为L、，质量为m，电阻为。现将线框从其下边缘与磁场上边界间的距离为h处由静止释放，测得线框进入磁场的过程所用的时间为。线框平面始终与磁场方向垂直，线框上下边始终保持水平，重力加速度为。求：(1)线框下边缘刚进入磁场时线框中感应电流的大小和方向；(2)线框的上边缘刚进磁场时线框的速率；(3)线框下边缘刚进入磁场到下边缘刚离开磁场的全过程中产生的总焦耳热Q。

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、根据万有引力提供向心力，因为，所以，即A的质量一定小于B的质量，故A错误；B、双星系统角速度相等，根据，且，可知A的线速度大于B的线速度，故B错误；CD、根据万有引力提供向心力公式得：，解得周期为，由此可知双星的距离一定，质量越小周期越大，故C错误；总质量一定，双星之间的距离就越大，转动周期越大，故D正确；故选D．【点睛】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解．2、C【解析】

B端输入电信号“0”时，经过非门输出端D为“1”，AD为与门输入端，输入分别为“1”、“1”，经过与门输出端C为“1”。故C正确，ABD错误。3、D【解析】

A．库仑利用扭秤实验，得到两电荷之间的作用力与两电荷之间距离的平方成反比，与电量的乘积成正比，从而推导出库仑定律，但当时的实验条件无法测出力的数值和电荷量的数值，选项A错误；B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，不是电磁感应现象，选项B错误；C．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯通过实验总结出了法拉第电磁感应定律，人们为了纪念法拉第，所以将其命名为法拉第电磁感应定律，故C错误；D．欧姆定律是个实验定律，适用于金属导体和电解质溶液，对气体导电、半导体导电不适用。故D正确。故选D。4、C【解析】

AB．小磁铁受到竖直向下的重力、白板对小磁铁吸引力和竖直向上的支持力，三力平衡，静止不动，所以小磁铁不受摩擦力，AB错误；C．对小磁铁和白纸作为整体受力分析可知，水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力平衡，C正确；D．对小磁针、白纸和磁性白板整体受力分析可知，水平方向上受到向右的拉力和地面对磁性白板向左的摩擦力平衡，D错误。故选C。5、C【解析】小鸟随树枝从最高点先向下加速后向下减速到最低点，所以小鸟先处于失重状态，后减速处于超重状态，故C正确．点晴：解决本题关键理解超重与失重主要看物体的加速度方向，加速度方向向上，则物体超重，加速度方向向下，则物体失重．6、A【解析】

A．根据向心力公式结合牛顿第二定律有可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像，二者呈线性关系，便于研究，A错误；B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像，B正确；C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像，C正确；D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D正确。本题选择不正确的，故选A。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、AD【解析】

A．已知粒子的入射点及出射方向，同时已知圆上的两点，根据出射点速度相互垂直的方向及AC连线的中垂线的交点即可明确粒子运动圆的圆心位置，由几何关系可知AC长为且有则因两粒子的速率相同，且是同种粒子，则可知，它们的半径相同，即两粒子的半径均可求出，故A正确；B．由公式得由于不知道粒子的运动速率，则无法求出带电粒子的比荷，故B错误；C．根据几何关系可知从A射出的粒子对应的圆心角为，B对应的圆心角为；即可确定对应的圆心角，由公式由于两粒子是同种粒子，则周期相同，所以可以求出带电粒子在磁场中运动时间之比，故C错误；D．由几何关系可求得B点对应的坐标，故D正确。故选AD。8、BD【解析】

以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．【详解】A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：(P0-P)(S-s)=G…①给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．故选BD．【点睛】本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．9、BD【解析】

AC．本题中不知道行星“HAT-P-1”绕恒星A运动的任何量，故不可计算恒星A的密度和绕A运动的周期，AC错误；BD．根据在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的卫星，重力提供向心力得解得，则行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，所以行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是，行星“HAT-P-1”附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，所以最小周期是，故BD正确。故选BD。10、BD【解析】

A．根据因天宫一号的周期未知，题中给出的是地球自转周期，则不能求解地球质量，可根据求解地球质量选项A错误；B．“神州八号”飞船与“天宫一号”进行对接时，“神州八号”飞船需要从低轨道加速，然后进入高轨道实现对接，选项B正确；C．根据可知“天宫一号”飞行器运动的周期是选项C错误；D．天宫一号的航天员每转一周即可看到一次日出，一天转的圈数是则在一天内可以看到日出的次数是选项D正确；故选BD.点睛：利用万有引力提供向心力和行星表面附近重力等于万有引力（也称黄金代换）求解天体间运动，是本章解题的基本思路；知道卫星变轨的方法是从低轨道加速进入高轨道，或者从高轨道制动进入低轨道．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、I-1/A-16.0（5.8~6.2）1.0（0.8.~1.2）【解析】

(1)[1]根据闭合电路欧姆定律，有公式变形，得到所以若将R作为直角坐标系的纵坐标，则应取作为横坐标；(2)[2]运用描点法作出图象：

(3)[3][4]对比一次函数y=kx+b，R相当于y，E相当于k，相当于x，（-r-R0）相当于b；故E=k-r-R0=b解得：E=kr=-b-R0所以由图象可知，该电池的电动势E=6.0V，内电阻r=1.0Ω。12、52A1400Ω偏大【解析】

(1)[1]由题中所示电路图可知，B与欧姆表内置电源的负极相连，B为红表笔，A为黑表笔。(2)[2]由题中所示电路图可知，开关S接位置1时，分流电阻较小，此时电流挡的大量程；[3]根据题中所示电路图，由欧姆定律可知[4][5]5mA电流挡的内阻为则(3)[6]B端是与“1”相连的，电流表量程为1A，分度值是0.02A，多用电表读数为[7]此时B端是与“3”相连，多用电表测电阻，由图示可知，指针指在14的位置，则读数为(4)[8]当电池电动势变小、内阻变大时，需要重新欧姆调零，由于满偏电流Ig不变，欧姆表内阻变小，待测电阻的测量值是通过电流表的示数体现出来的，可知当R内变小时，有由于Ig不变、R内变小，指针跟原来的位置相比偏