2025届湖南省长沙二十一中物理高三第一学期期末教学质量检测试题含解析

2025届湖南省长沙二十一中物理高三第一学期期末教学质量检测试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（）A．原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力B．原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定C．温度越高放射性元素的半衰期越小D．β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子2、北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于c的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期小于c的周期3、下面列出的是一些核反应方程，针对核反应方程下列说法正确的是（）①②③④A．核反应方程①是重核裂变，X是α粒子B．核反应方程②是轻核聚变，Y是中子C．核反应方程③是太阳内部发生的核聚变，K是正电子D．核反应方程④是衰变方程，M是中子4、如图所示，a、b是两个由电阻率相同的铜线制成质量相等的正方形单匝闭合线框，b的边长为a的两倍，a和b所用的铜线粗细不同。现以相同速度，把两线圈匀速拉出磁场，则该过程中两线圈产生的电热为（）A．1:1 B．1:2 C．1:4 D．4:15、如图所示，在水平桌面上固定一个光滑长木板，质量为M的木块通过轻绳与质量为m的钩码相连，重力加速度为g，则释放后钩码的加速度大小为（）A．0B．gC．D．6、某同学按如图1所示连接电路，利用电压传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电压表的电压传感器将电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，如图2所示。电容器的电容C已知，且从图中可读出最大放电电压U0，图线与坐标轴围成的面积S、任一点的点切线斜率k，但电源电动势、内电阻、定值电阻R均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电流C．定值电阻R D．电源的电动势和内电阻二、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，正三角形abc的三个顶点处分别放置三个等量点电荷，af垂直bc，e点为三角形的中心。若b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，则（）A．a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为EB．a、b、c三点处的电荷产生的电场在e点处的合场强大小为3EC．e点的电势高于f点的电势D．将负电荷从e点移到f点，电势能减小8、传感器是智能社会的基础元件。如图为电容式位移传感器的示意图，观测电容C的变化即可知道物体位移x的变化，表征该传感器的灵敏度。电容器极板和电介质板长度均为L，测量范围为≤x≤。下列说法正确的是（）A．电容器的电容变大，物体向-x方向运动B．电容器的电容变大，物体向+x方向运动C．电介质的介电常数越大，传感器灵敏度越高D．电容器的板间电压越大，传感器灵敏度越高9、下列说法正确的是。A．失重条件下充入金属液体的气体气泡不能无限地膨胀是因为液体表面张力的约束B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动C．由阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和气体的密度，可以估算出理想气体分子间的平均距离D．分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大E.热量一定由高温物体向低温物体传递10、高精度全息穿透成像探测仪利用电磁波穿透非金属介质，探测内部微小隐蔽物体并对物体成像，只有分辨率高体积小、辐射少，应用领域比超声波更广。关于电磁波和超声波，下列说法正确的是（）A．电磁波和超声波均能发生偏振现象B．电磁波和超声波均能传递能量和信息C．电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象D．电磁波和超声波均需依赖于介质才能传播E.电磁波由空气进入水中时速度变小，超声波由空气进入水中时速度变大三、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）某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系．（1）为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M________（填“需要”、“不需要”）远大于砂和砂桶的总质量m．（2）图乙为实验得到的一条清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，sAD=_________cm．已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度v=_________m/s（保留两位有效数字）．（3）该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的ΔEk—W关系图像，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的实验图线（实线）应该是____________．12．（12分）在研究“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，提供有以下器材：A．电压表V1（0～5V）B．电压表V2（0～15V）C．电流表A1（0～50mA）D．电流表A2（0～500mA）E．滑动变阻器R1（0～60Ω）F．滑动变阻器R2（0～2kΩ）G．直流电源EH．开关S及导线若干I．小灯泡（U额=5V）某组同学连接完电路后，闭合电键，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端，移动过程中发现小灯未曾烧坏，记录多组小灯两端电压U和通过小灯的电流I数据（包括滑片处于两个端点时U、I数据），根据记录的全部数据做出的U﹣I关系图象如图甲所示：（1）根据实验结果在图乙虚线框内画出该组同学的实验电路图____；（2）根据实验结果判断得出实验中选用：电压表__（选填器材代号“A”或“B”），电流表__（选填器材代号“C”或“D”），滑动变阻器__（选填器材代号“E”或“F”）；（3）根据图甲信息得出器材G中的直流电源电动势为__V，内阻为__Ω；（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连，则每个小灯消耗的实际功率为__W。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，圆心为O的四分之一圆弧形接收屏BD，水平放置在光滑绝缘的水平桌面上，整个装置处于水平方向的匀强电场中，电场强度的方向垂直于直线AOB。现将一带正电小球从A点沿AO方向射出，其初动能为Ek，小球恰好垂直打到圆弧上的C点。已知∠BOC=θ，取A点电势。(1)求小球在C点的电势能；(2)若过C点作AB的垂线交AB于P点(图中未标出)，试通过计算推导，证明O点恰好是AP的中点。14．（16分）如图所示，真空中以为圆心，半径r=0.1m的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场，圆形区域的最下端与xoy坐标系的x轴相切于坐标原点O，圆形区域的右端与平行y轴的虚线MN相切，在虚线MN右侧x轴的上方足够大的范围内有方向水平向左的匀强电场，电场强度E=1.0×105N/C．现从坐标原点O沿xoy平面在y轴两侧各30°角的范围内发射速率均为v0=1.0×106m/s的带正电粒子，粒子在磁场中的偏转半径也为r=0.1m，已知粒子的比荷，不计粒子的重力、粒子对电磁场的影响及粒子间的相互作用力，求：（1）磁场的磁感应强度B的大小；（2）沿y轴正方向射入磁场的粒子，在磁场和电场中运动的总时间；（3）若将匀强电场的方向改为竖直向下，其它条件不变，则粒子达到x轴的最远位置与最近位置的横坐标之差．15．（12分）在轴正半轴分布有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场。让质量为，电荷量为的带正电小球从坐标原点静止释放，运动轨迹如图所示，运动到最低点时恰好进入一竖直向上场强为的匀强电场，重力加速度为，不计空气阻力，求：(1)小球到达最低点的速率；(2)小球在电场中运动的时间及离开电场时与轴的距离。

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．原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A错误；B．原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B正确；C．放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C错误；D．射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，选项D错误。故选B。2、A【解析】

万有引力提供向心力A．由可知，卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；B．由可知，卫星a的加速度小于c的加速度，选项B错误；C．由可知，卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；D．由可知，卫星b的周期大于c的周期，选项D错误；故选A。3、B【解析】

A．①不是重核裂变方程，是典型的衰变方程，故A错误；B．②是轻核聚变方程，所以Y是中子，故B正确；C．太阳内部发生的核聚变主要是氢核的聚变，K是中子，不是正电子，故C错误；D．④不是衰变方程，是核裂变方程，故D错误。故选B。4、B【解析】

设a的边长为，横截面积为，b的边长为，横截面积为，因质量相等，有得a的电阻为b的电阻为线圈匀速向外拉，感应电流为产生的焦耳热综上可得故B正确，ACD错误。故选：B。5、C【解析】

以钩码为研究对象则有以木块为研究对象，则有联立解得故选C。6、D【解析】

由Q=CU0，所以容器放出的总电荷量可求，所以A选项能求出；根据I=Q/t，变形得，Ut为图象与坐标轴所围面积S可求，所以Q=S/R，则，所以C选项可求；电阻R两端的最大电流即为电容器刚开始放电的时候，所以，选项B电阻R两端的最大电流可求；根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即E=U0，内电阻无法求出，所以选项D不能求出。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、AC【解析】

A．设点电荷的电量为q，三角形的边长为L，已知b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小相等，夹角为，故b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小都是E，故有同理可得a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E，故A正确；B．a、b、c三点处的电荷在e点产生的场强大小都是由平行四边形定则可知e点处的电场强度大小为故B错误；C．相对b、c两点处的电荷来说，af是一根等势线，因此比较e、f两点的电势只需考虑a点处电荷产生的电场，由此可得e点的电势高于f点的电势，故C正确；D．负电荷在电势高点电能低，故将负电荷从e点移到f点，电势能将增加，故D错误。故选AC。8、AC【解析】

AB．根据电容公式可知，电容器的电容变大，两板间电介质部分增多，物体向-x方向运动，故A正确，B错误；C．电介质的介电常数越大，当物体沿左右方向运动，移动相同距离时，电容器的变化量变大，即传感器的灵敏度变大，故C正确；D．电容器的电容和板间电压无关，电容器的板间电压变大，电容器的变化量不变，即传感器的灵敏度不变，故D错误。故选AC。9、ACD【解析】

A．失重条件下液态金属呈球状是由于液体表面分子间存在表面张力的结果，故金属液体的气体气泡不能无限地膨胀，A正确；B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒随空气流动而形成的，并不是布朗运动，B错误；C．由气体的摩尔质量和气体的密度之比可求出气体的摩尔体积，摩尔体积与阿伏加德罗常数之比等于每个气体分子占据的空间大小，由此可以估算出理想气体分子间的平均距离，C正确；D．由于分子之间的距离比较大时，分子之间的作用力为引力，而分子之间的距离比较小时，分子之间的作用力为斥力，所以分子势能随着分子间距离的增大，可能先减小后增大，D正确；E．热量可以在一定的条件下从低温物体传递到高温物体，E错误。故选ACD。10、BCE【解析】

A．电磁波是横波，能发生偏振现象，而超声波是纵波，不能发生偏振，故A错误；B．电磁波和超声波均能传递能量和信息，故B正确；C．干涉和衍射是一切波特有的现象，电磁波和超声波均能发生干涉和衍射现象，故C正确；D．电磁波在真空中能传播，超声波需依赖于介质才能传播，故D错误；E．电磁波由空气进入水中时速度变小，超声波由空气进入水中时速度变大，故E正确。故选BCE。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、需要2.100.50D【解析】(1)为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，则绳中拉力要等于砂和砂桶的总重力，即小车质量M需要远大于砂和砂桶的总质量m．(2)由图得打点计时器在打D点时纸带的速度(3)理论线，实验线，则随着功的增大，两线间距变大．故D项正确．12、BDE8100.56【解析】

（1）从图甲可知，将滑动变阻器滑片从一端移到另外一端过程中电表的示数不是从0开始的，因此滑动变阻器采用的不是分压接法，而是限流接法；从图甲可知，小灯泡的电阻为10Ω～30Ω，阻值较小，因此电流表采用外接法，作出的实验电路图如图所示：（2）从图甲可知，记录的全部数据中小灯两端电压U最大为6V，因此电压表的量程需要选择15V，故电压表选B；通过小灯的电流I最大为：0.2A=200mA，故电流表的量程需要选择500mA，故电流表选D；电路采用滑动变阻器限流接法，为了便于实验操作，滑动变阻器应选小阻值的，故滑动变阻器选E；（3）从图甲可知，当滑动变阻器接入电阻为0时，小灯两端电压U1最大为6V，通过小灯的电流I1最大为0.2A，则此时小灯电阻RL==30Ω由闭合电路欧姆定律有当滑动变阻器接入电阻为R2=60Ω时，小灯两端电压U2最小为1V，通过小灯的电流I2最小为0.1A，则此时小灯电阻RL==10Ω由闭合电路欧姆定律有解得电源电动势E=8V，内阻r=10Ω；（4）将两个该型号小灯泡串联后直接与器材G中的直流电源E相连，根据闭合电路欧姆定律，有E=2U+Ir解得U=4﹣5I作出此时的U﹣I图象如图所示：图中交点I=0.18A，U=3.1V，即通过每个灯泡的电流为0.18A，每个灯泡的电压为3.1V，故每个小灯消耗的实际功率P=0.18A3.1V≈0.56W（由于交点读数存在误差，因此在0.55W～0.59W范围内均对）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、(l)(2)证明见解析【解析】

（1）设小球的质量为m.初速度为，小球在水平面内只受电场力作用做类平抛运动垂直打在C点，可知小球在C点的速度方向的反向延长