湖北省武汉市武昌区2025届高三上学期期末质量检测物理试卷（含答案）

湖北省武昌区2024-2025学年高三上学期期末质量检测物理试题一、单选题1．下列哪个定律是能量守恒定律的具体体现（

）A．库仑定律 B．电阻定律 C．欧姆定律 D．楞次定律2．一个α粒子融合到一个核的核反应方程式为，“比结合能曲线”如图所示，下列说法正确的是（

）A．核比核稳定B．反应式中最稳定的是核C．该核反应后的比结合能增加D．反应式左边的原子核比右边的原子核具有较多的结合能3．长征七号运载火箭是我国空间站补给物资的“货运专列”，已知空间站的在轨运行可近似为周期是90分钟的匀速圆周运动，下列说法正确的是（

）A．空间站的线速度大于7.9km/sB．长征七号运载火箭的发射速度大于11.2km/sC．补给物资在空间站中的动能比静止在地面上时小D．补给物资在空间站中所受合力比静止在地面上时大4．如图所示，某同学用绳拖一木箱在水平地面上匀速直线运动，绳与水平方向的夹角为0，木箱与地面之间的动摩擦因数为。保持木箱的运动状态不变，夹角从0逐渐增大到90°的过程中，下列说法正确的是（

）A．绳的拉力一直减小 B．绳的拉力一直增大C．绳的拉力先减小后增大 D．绳的拉力先增大后减小5．如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和电压最大值相同，则实线所对应的交流电的电压有效值U满足（

）A． B． C． D．无法确定6．我国风力资源丰富，随着国家对新能源行业发展的支持，风力发电得到了迅猛发展。某地风力发电机叶片转动时可形成半径为50m的圆面，且会随着风向调整姿态使转动的圆面始终与风向垂直，风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。已知某段时间内的风速为3m/s，扇叶转动，发电机正常发电，空气的密度为1.2kg/m3，则风力发电机发电的功率为（

）A． B． C． D．7．一振动片以一定频率做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上A、B两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。如图所示，C是水面上的一点，A、B、C间的距离均为，观察到AB连线上的振动加强点恰好分布在连线的八等分点上。则在AC连线上，距C最近的振动加强点到C的距离为（

）A． B． C． D．二、多选题8．在同一点电荷电场中的a、b、c、d四个位置分别引入试探电荷，测得的试探电荷的电荷量与其所受静电力的关系图线如图所示。下列说法正确的是（

）A．a、b的电场方向与c、d的电场方向相反B．a、b、c、d四个位置一定在同一条电场线上C．a、b、c、d的电势高低的关系是D．a、b、c、d的电场强度大小的关系是9．如图所示，用粗细均匀、横截面积为S、电阻率为ρ的金属丝制成半径为R的金属圆环，在金属圆环内有半径为r的圆形区域，区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化关系为，其中B0、k均为大于零的常量，在金属圆环中，下列说法正确的是（）A．感应电流的方向为逆时针 B．感应电动势的大小为C．感应电流的大小为 D．感应电流的热功率为10．如图甲所示，物块A和B叠放在水平地面上。敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，A始终没有从B上滑落，最终两物块都运动至停下来。这段过程中，B的关系图线如图乙所示，已知A与B、B与地面间的动摩擦因素相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（

）A．物块A和B的质量相等B．A与B左端的距离至少为C．摩擦力对A、B的总冲量大小之比为1:3D．A和B间因摩擦产生的热量与B和地面间产生热量之比是1:3三、实验题11．某同学在实验室利用如图甲所示的仪器，运用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的小物件的体积，实验过程如下：(1)将小物件装入注射器主管内，通过拉活塞的方式改变封闭气体的体积和压强，操作过程中，下列说法正确的是_______A．不能用手握住注射器的主管B．要用手握住注射器主管以保持其稳定C．若实验过程中不慎将活塞拉出针筒，将活塞塞回针筒后即可继续实验D．若实验过程中不慎将活寒拉出针筒．必须清除之前获得的数据．重做实验(2)实验中通过针筒上的刻度读取了多组气体体积V和压强传感器采集的压强p，作出图线，如图乙所示。若作出的图线为图乙中的直线①，与横、纵轴的交点坐标值分别是a、b，已知传感器和注射器连接处的塑料管容积为，则小物件的体积为。(3)若作出的图线为图乙中的曲线②，造成该现象的原因可能是。12．某研究小组用如图所示的实验电路来测量待测电源的电动势和内阻，已知灵敏电流表G的内阻为，贴有刻度标尺的电阻丝AB总长度为L，总阻值为R。(1)甲同学只闭合开关S1，调节滑片P至不同位置，读出并记录多组AP长度值x及对应的灵敏电流表G的示数I，绘制的图线，图线的斜率为，截距为b，则，。(2)乙同学先闭合开关S2，调节滑动变阻器至适当位置，读取此时电流表A的示数；再闭合S1，调节滑片P至灵敏电流表G的示数为零，读取此时的AP长度值为，则C点电势和滑片触点P电势（填“相等”或“不相等”），。(3)关于两个同学的实验方案说法正确的是______A．甲同学闭合开关S1前应将滑片移至B端B．乙同学方案中，两个电源的电动势要满足C．若电阻丝AB不均匀，会影响乙同学实验结果D．乙同学方案中，选择灵敏度更高的灵敏电流表G可以减小测量误差四、解答题13．如图所示是某种透明材料制成的一块柱形棱镜的截面ABOCD，矩形ABOD的底边BO宽为，圆弧CD的圆心角∠DOC=90°，圆半径为R，其上有一点M，∠COM=30°。棱镜置于空气中，一束光线从M点沿半径方向入射，经O点反射后在AB边上恰好发生全反射，已知光在空气中的传播速度为c，不考虑部分光线在出射点的反射情况，求(1)该棱镜的折射率n；(2)光线在该棱镜中传播的总时间t。14．如图所示，一轻质弹簧竖直放置在水平地面上，其下端固定，上端栓接一个质量为，厚度可忽略不计的薄板。薄板静止时，弹簧的压缩量为，现有一个质量为的物块从距薄板正上方某高度处自由下落，与薄板碰撞后即粘连在一起，碰撞时间极短。之后，物块与薄板一起在竖直方向上做往复运动，在这个过程中，弹簧的最大形变量为，若弹簧原长和弹性限度满足题设条件，不计空气阻力。(1)试证明物块与薄板一起在竖直方向上的往复运动是简谐运动。(2)已知物块从刚与薄板粘连在一起到第一次运动到最高点所用的时间为t，求物块与薄板的简谐运动的周期T?(3)要使物块与薄板做的简谐运动的振幅为，物块要从距离薄板多大的高度处自由下落?15．如图所示，无限长的两水平边界间划分了三个区域，中间的矩形ABCD区域分布有竖直方向的匀强电场（图中未画出），边界AB的左侧分布有垂直纸面向里的匀强磁场，边界CD的右侧分布有垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为，电荷量为的粒子从P点竖直向下射入左侧磁场，速度大小为，经磁场偏转，粒子第一次穿过边界AB进入电场时，与边界AB的夹角为，之后以垂直边界CD的方向离开电场，并进入右侧磁场运动。最终，粒子从P点正下方的Q点，沿竖直方向射出场区。已知，匀强电场的电场强度大小始终不变，但粒子每次离开电场时，电场的方向会反向，点P和A间距为，上、下边界间距为，，不计粒子的重力，忽略边缘效应。求(1)左侧磁场的磁感应强度大小为多少?(2)AD的间距L的最大值为多少?(3)若边界AB和CD的间距为，则右侧磁场的磁感应强度大小的最大值为多少?

参考答案1．D2．C3．D4．C5．B6．A7．B8．BD9．AD10．AD11．(1)AD(2)(3)室温升高12．(1)(2)相等(3)ACD13．(1)(2)【详解】（1）光线入射到棱镜中，光路如图所示光线在AB边上的N点入射角为，在CD边上的P点的入射角为，从BC边上的Q点射出。由已知∠COM=30°，有∠NOD=∠MOD=60°，几何关系可知光线恰好在AB边发生全反射，即临界角由得该棱镜的折射率（2）在中，，几何关系可知在中，由正弦定理有解得因此，且光线在CD面P处也会发生全反射，并最终从垂直BC边的Q点射出。在中，∠NOP=90°，几何关系知在中，几何关系知则光线在棱镜中传播的总光程又因为光线在该棱镜中传播所用时间联立以上解得14．(1)证明过程见解析(2)(3)【详解】（1）物块和薄板受力平衡时，设弹簧的压缩量为，则设偏离受力平衡位置的位移为x，规定竖直向下为正方向，则弹簧的弹力物块和薄板受到的合力所以物块和薄板的运动是简谐运动。（2）运动起点即薄板静止时，平衡位置时弹簧的压缩量已知弹簧的最大压缩量为则振幅所以最高点弹簧的形变量作简谐运动的位移时间关系图像如图所示，从位移为0.5A的位置运动至最高点至少需要时间解得简谐运动的周期为（3）物块下落过程，由机械能守恒定律物块与薄板碰撞，由动量守恒定律若振幅为2.5a，运动示意图如图所示，最高点的弹簧伸长量为a与起点时弹簧的压缩量相同，即具有等量的弹性势能从开始做简谐运动至运动到最高点的过程，由机械能守恒定律联立，解得15．(1)；(2)；(3)【详解】（1）设粒子在左侧磁场运动时的半径为。若粒子第一次离开左侧磁场情境如图1所示，则解得可知粒子第一次离开磁场时的射出点M与A点间距为3d，而上下边界间距为2d，故粒子离开场区，不符合题意，此种情境舍去。若粒子第一次离开左侧磁场情境如图2所示，则解得洛伦兹力提供粒子匀速圆周运动的向心力解得（2）设粒子从边界CD上的N点第一次进入右侧磁场。从M到N，粒子在竖直方向上的位移①

水平方向上的位移②粒子不能射出场区，则③联立①②③得即L的最大值为（3）设粒子从N点射入右侧磁场，圆周运动的半径为，从点第一次离开右侧磁场，从点再次进入左侧磁场。粒子在右侧磁场运动的线速度为洛伦兹力提供粒子匀速圆周运动的向心力④可知越大，越小，作出满足题设条件的粒子运动的轨迹如图4所示。根据题意，粒子进入左