陕西省渭南市临渭区尚德中学2025年物理高三第一学期期末学业水平测试试题.doc

陕西省渭南市临渭区尚德中学2025年物理高三第一学期期末学业水平测试试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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、如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200m/s，则可推断正确的是（ ）

①图中质点b的速度为负方向最大
②从图示时刻开始，经过0.01s，质点a通过的路程为4m，位移为零
③若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的频率为50Hz
④若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不小于20m
A．①③ B．②③ C．①④ D．②④
2、如右图所示，在一真空区域中，AB、CD是圆O的两条直径，在A、B两点上各放置一个电荷量为＋Q的点电荷，关于C、D两点的电场强度和电势，下列说法正确的是(　　)

A．场强相同，电势相等
B．场强不相同，电势相等
C．场强相同，电势不相等
D．场强不相同，电势不相等
3、当矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，产生的交变电流随时间的变化规律如图甲所示。已知图乙中定值电阻R的阻值为10Ω，电容器C的击穿电压为5V。则下列选项正确的是（　　）

A．矩形线框中产生的交变电流的瞬时值表达式为i=0.6sin100πt（A）
B．矩形线框的转速大小为100r/s
C．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，电容器不会被击穿（通过电容器电流可忽略）
D．矩形线框的转速增大一倍，则交变电流的表达式为i=1.2sin100πt（A）
4、下列说法中正确的是( )
A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线弱
B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核
C．已知质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1+2m2-m3）c2
D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核外的电子发生电离产生的
5、如图，理想变压器的原线圈接在输出电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈的中间有一抽头将副线圈分为匝数分别为n1和n2的两部分，抽头上接有定值电阻R。开关S接通“1”、“2”时电流表的示数分别为I1、I2，则为（　　）

A． B． C． D．
6、如图甲，理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n2＝10：1，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、线圈电阻为2Ω的电动机M．原线圈输入的交流电压如图乙．闭合开关S，电动机正常工作，电流表示数为1A．下列判断正确的是（ ）

A．副线圈两端的电压有效值为V
B．滑动变阻器R的接入电阻为10Ω
C．电动机输出的机械功率为12W
D．若电动机突然卡住，原线圈输入功率将变小
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，擦亮的锌板与验电器上的金属球相连，验电器上的铝箔原来是不张开的．现让紫外线照射到锌板，观察到验电器的铝箔张开．下列说法正确的是( )

A．验电器的铝箔带负电
B．此实验可以说明光具有粒子性
C．若改用X射线照射锌板，则观察到验电器的铝箔会张开
D．若改用激光器发出高亮度的红光照射锌板，则观察到验电器的铝箔也有可能会张开
E.若增大紫外线的照射强度，则逸出电子的最大初动能变大
8、如图所示，两根质量均为m的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为1∶2，导轨间左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，现用水平恒力F向右拉CD棒，在CD棒向右运动距离为s的过程中，AB棒上产生的焦耳热为Q，此时AB棒和CD棒的速度大小均为v，此时立即撤去拉力F，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，则下列说法正确的是（　　）

A．v的大小等于
B．撤去拉力F后，AB棒的最终速度大小为v，方向向右
C．撤去拉力F后，CD棒的最终速度大小为v，方向向右
D．撤去拉力F后，整个回路产生的焦耳热为mv2
9、如图所示，一个碗口水平、内壁光滑的半球形碗固定在水平桌面上，在球心O点固定一电荷量为Q的带正电金属球，两个质量相等的绝缘带电小球A和B分别紧贴着内壁在水平面内做匀速圆周运动。若小球A、B所带电荷量很少，两者间的作用力忽略不计，且金属球和带电小球均可视为质点，取无穷远处电势为零，则下列说法正确的是（　　）

A．小球A运动轨迹上各点的电场强度相同
B．小球A运动轨迹上各点的电势相等
C．小球A的电荷量大于小球B的电荷量
D．小球A的角速度大于小球B的角速度
10、在用单摆测定重力加速度的实验中，为了减小测量误差，下列措施正确的有（　　）
A．对于相同半径的木球和铁球，选用铁球
B．单摆的摆角从原来的改变为
C．测量摆球振动周期时，选取最高点作为计时的起、终点位置
D．在测量单摆的周期时，防止出现“圆锥摆”
E.测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长
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）某同学设计了如图甲所示的电路测电源的电动势和内阻。

(1)闭合电键S1，将单刀双掷开关合向a，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图再将单刀双掷开关合向b，调节滑动变阻器，测得多组电压和电流的值，在U-I坐标平面内描点作图两次作出的图象如图乙所示，则将单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象应是___________(填“A”或“B”)。将电键合向___________(填“a”或“b”)时，测得的电源电动势没有系统误差。
(2)根据两次测得的数据分析可知，根据图线___________(填“A”或“B”)求得的电动势更准确，其电动势的值为E=___________V。
(3)若该同学通过实验测出电流表的内阻为RA=1Ω，则利用图线___________(填“A”或“B”)测得的电源的内阻更准确，由此求得电源的内阻为r=___________Ω。
12．（12分）用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，

(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是___________．
(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝_____cm.
(3)实验主要步骤如下：
①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲所示正确连接器材；
②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝________，合外力对木板做功W＝________.（以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示）
③在小桶中增加砂子，重复②的操作，比较W、ΔEk的大小，可得出实验结论．
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）PQ为一接收屏，一半径为R=0.1m半球形透明物的直径MN恰好与接收屏垂直，如图所示，一细光束由透明物的右侧平行于接收屏射向透明物的球心。现让细光束以球心为圆心顺时针转过30°时，经观测接收屏上出现两个亮点，且两亮点之间的距离用L表示；细光束转过的角度为45°时，接收屏上刚好出现一个亮点。求：
(1)该透明物的折射率为多大？
(2)由以上叙述求L应为多长？

14．（16分）如图所示，用透明材料做成一长方体形的光学器材，要求从上表面射入的光线能从右侧面射出，那么所选的材料的折射率应满足什么条件？

15．（12分）如图所示是一个水平横截面为圆形的平底玻璃缸，玻璃缸深度为，缸底面圆心处有一单色点光源，缸中装有某种液体，深度为，点为液面的圆心，垂直于水平面。用面积为的黑纸片覆盖在液面上，则液面上方恰好无光线射出。若在上述黑纸片上，以为圆心剪出一个面积为的圆孔，把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置，使所有出射光线都从缸口射出，则缸口的最小面积为多少？

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、A
【解析】
①由于波向右传播，根据“上下坡”法，知道b质点向下振动，此时的速度最大。故①正确；
周期

②从图示时刻开始，经过0.01s，即半个周期，质点a通过的路程为2个振幅，即4m，位移为4cm。故②错误；
③该列波的频率为50Hz，要想发生干涉，频率需相同。故③正确；
④当波的波长比障碍物尺寸大或差不多时，就会发生明显的衍射。即若发生明显衍射现象，该波所遇到的障碍物的尺寸一般不大于4m，故④错误；
A．①③，与结论相符，选项A正确；
B．②③，与结论不相符，选项B错误；
C．①④，与结论不相符，选项C错误；
D．②④，与结论不相符，选项D错误；
故选A。
2、B
【解析】
根据电场的叠加原理，C、D两点的场强如图

由于电场强度是矢量，故C、D两点的场强相等，但不相同；两个等量同种电荷的电场关于两电荷的连线和连线的中垂线对称，故根据电场的对称性，可知C、D两个点的电势都与P点的电势相同；

故选B．
3、A
【解析】
A．由图象可知，矩形线框转动的周期T=0.02s，则

所以线框中产生的交变电流的表达式为
i=0.6sin100πt（A）
故A项正确；
B．矩形线框转动的周期T=0.02s，所以线框1s转50转，即转速为，故B项错误；
C．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，通过电容器电流可忽略，则定值电阻两端电压为
u=iR=0.6×10sin100πt（V）=6sin100πt（V）
由于最大电压大于电容器的击穿电压，电容器将被击穿，故C项错误；
D．若矩形线框的转速增大一倍，角速度增大一倍为
ω′=200πrad/s
角速度增大一倍，电流的最大值增大一倍，即为
I′m=1.2A
则电流的表达式为
i2=1.2sin200πt（A）
故D项错误。
4、C
【解析】
A、β射线是电子流，不是电磁波，穿透本领比γ射线弱，故A错误；
B、半衰期具有统计意义，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误；
C、根据爱因斯坦质能方程可得释放的能量是，故C正确；
D、β衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的，故D错误；
故选C．
5、C
【解析】
设变压器原线圈两端的电压为U0、匝数为n0，根据变压器原理可知副线圈n1和n2的电压分别为
，
根据能量守恒
，
整理得

故ABD错误，C正确。
故选C。
6、B
【解析】
A．变压器初级电压有效值为220V，则副线圈两端的电压有效值为

选项A错误；
B．滑动变阻器接入电阻为

选项B正确；
C．电动机输出的机械功率为

选项C错误；
D．若电动机突然卡住，次级电流将变大，次级消耗的功率变大，则原线圈输入功率将变大，选项D错误；
故选B.
点睛：此题要注意电动机问题的能量转化关系：输出功率等于总功率与内阻上的热功率的差值；电动机被卡住后相当于纯电阻，则电路的电流会变大，电动机很快被烧毁.

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．紫外线照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板上飞出，锌板带正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，故A错误；
B．光电效应说明光具有粒子性，故B正确；
C．若改用X光(其频率高于紫外线的频率)照射锌板时，依据光电效应发生条件，一定能使锌板发生光电效应，故其夹角一定会变得更大，故C正确；
D．若改用激光器发出高亮度的红光(其频率低于紫外线的频率)照射锌板，依据光电效应发生条件，则观察到验电器的铝箔可能不会张开，故D错误；
E．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，由入射光的频率有关，故E错误。
故选BC。
8、AC
【解析】
A．两棒的长度之比为1：2，所以电阻之比为1：2，由于电路在任何时刻电流均相等，根据焦耳定律：Q=I2Rt，所以CD棒的焦耳热为2Q，在CD棒向右运动距离为s的过程中，根据功能关系有

解得

故A正确；
BC．令AB棒的长度为l，则CD棒长为2l，撤去拉力F后，AB棒继续向左加速运动，而CD棒向右开始减速运动，两棒最终匀速运动时，电路中电流为零，两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，此时两棒的速度满足
BlvAB′=B⋅2lvCD′
即
vAB′=2vCD′
对两棒分别应用动量定理，有
FABt=mvAB′-mv
-FCDt=mvCD′-mv
因为
FCD=2FAB
所以
vAB′＝v
vCD′＝v
故B错误，C正确；
D．撤去外力F到最终稳定运动过程根据能量守恒定律

故D错误。
故选AC。
9、BD
【解析】
A．小球A运动轨迹上的各点到O点的距离相等，根据点电荷的场强表达式

可知小球A运动轨迹上各处的电场强度大小相等、方向不同，A错误；
B．以O为球心的同一球面是等势面，小球A运动轨迹上的各点电势相等，B正确；
C．带电小球的电性无法确定，所以电荷量大小无法确定，C错误；
D．对于任意一球，设其轨道上某点与O点连线与竖直方向的夹角为，碗的半径为R，由牛顿第二定律

又

解得

一定，越大，角速度越大，所以小球A的角速度大于小球B的角速度，D正确。
故选BD。
10、ADE
【解析】
A．对于相同半径的木球和铁球，选择铁球可以忽略空气阻力以及悬线的重力，A正确；
B．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，单摆的摆角不能太大，一般不超过，B错误；
C．为了减小测量周期时的误差，应取摆球通过的最低点作为计时的起、终点位置，C错误；
D．摆球做圆锥摆时周期表达式为

若用

算出重力加速度误差较大，为了减小测量误差，应防止出现“圆锥摆”，D正确；
E．测量摆长时，单摆在悬挂状态下摆线长加上摆球的半径作为摆长，E正确。
故选ADE。

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、A b B 1.5 B 4
【解析】
(1)单刀双掷开关合向a时，由于电压表的分流，使测得的电源电动势和内阻都比真实值小，单刀双掷开关合向b时，由于电流表的分压，测得的电源电动势等于真实值，测得的内阻比真实值大，因此单刀双掷开关合向a时测出的数据描点作出的图象是A；
(2)图线B测得的电动势没有系统误差，更准确，其值为1.5V，由于图线B测得的内阻值实际为电源内阻与电流表的内阻之和，因此误差较大，因此由图线A求得的电源内阻值更准确；
(3)若测出电流表的内阻，则利用图B测得的内阻更准确，由此求得电源的内阻为。
12、平衡摩擦力 0.560cm
【解析】
（1）为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对木板做的功应先平衡摩擦力，即实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是平衡摩擦力；
（2）游标卡尺的读数先读出主尺的刻度数：5mm，游标尺的刻度第12个刻度与上边的刻度对齐，所以游标读数为：0.05×12=0.60mm，总读数为：5mm+0.60mm=5.60mm=0.560cm
（3）木板通过A时的速度：vA＝；通过B时的速度：vB＝；则木板通过A、B过程中动能的变化量：；合力对木板所做的功： ；

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)；(2)27.3cm
【解析】
(1)据题知，当转过角度刚好为45°时发生了全反射。临界角为C=45°，则折射率

(2)光路如图所示

由

解得
r=45°
根据反射定律知i′=30°，两个光斑S1、S2之间的距离为
L=Rtan45°+Rtan60°=(10+10)cm ≈ 27.3cm
14、。
【解析】
设光线在一表面的入射角为i，折射角为θ1，在右侧面的入射角为θ2。

由几何知识得：
θ1+θ2=90° ①
要求从上表面射入的光线可能从右侧面射出，必须使
θ2＜C ②
则得：
③
由sini=nsinθ1得：
④
由①得：
⑤
由③⑤得：

解得：

因i最大值为90°，则得：

15、
【解析】
用面积为的黑纸片覆盖在液面上，液面上方恰好无光线射出，则从点光源发出的光线射到黑纸片的边缘处恰发生全反射，临界角为，光路图如图甲所示。

由几何关系得

由全反射知识有

解得

剪出一个面积为圆孔后，设透光部分的半径为，射出光线的最大入射角为，对应的折射角为，光路图如图乙所示。

由几何关系得

根据折射定律有

缸口的最小半径为

缸口的最小面积为

解得