2025-2026学年西北师范大学附属中学高三下学期期末考试物理试题（理A卷）含解析.doc

2025-2026学年西北师范大学附属中学高三下学期期末考试物理试题（理，A卷）
考生请注意：
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、两辆汽车a、b在两条平行的直道上行驶。t=0时两车并排在同一位置，之后它们运动的v-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．汽车a在10s末向反方向运动
B．汽车b一直在物体a的前面
C．5s到10s两车的平均速度相等
D．10s末两车相距最近
2、基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点，发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同．此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据．根据文中信息，下列说法正确的是( )

A．在峪处形成的电容器电容较大
B．在峪处形成的电容器放电较慢
C．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大
D．潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响
3、1897年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。 下列有关电子说法正确的是（ ）
A．电子的发现说明原子核是有内部结构的
B．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子
D．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的
4、用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s2，则由图可求得圆弧轨道的半径R为（ ）

A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m
5、英国知名科学杂志《自然》发表文章，展望了2020年可能会对科学界产生重大影响的事件，其中包括中国的嫦娥五号任务。若嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月球表面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G。不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（　　）
A．嫦娥五号的发射速度大于地球的第二宇宙速度
B．嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度
C．由题可知月球的平均密度
D．嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的周期为
6、如图所示，是一测定风力仪器的结构图，悬挂在O点的轻质细金属丝的下端固定一个质量为m的金属球P，在竖直平面内的刻度盘可以读出金属球P自由摆动时摆线的摆角。图示风向水平向左，金属球P静止时金属丝与竖直方向的夹角为，此时风力F的大小是（　　）

A．
B．
C．
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、宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AO>OB，则

A．恒星A的质量大于恒星B的质量
B．恒星A的动能大于恒星B的动能
C．恒星A的动量与恒星B的动量大小相等
D．恒星A的向心加速度大小小于恒星B的向心加速度大小
8、图为回旋加速器的示意图，形金属盒半径为，两盒间的狭缝很小，磁感应强度为的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为，加速电压为。处粒子源产生氘核，在加速器中被加速，加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响。若加速过程中粒子在磁场中运动的周期与高频交流电周期相等，则下列说法正确的是（　　）

A．若加速电压增加为原来2倍，则氘核的最大动能变为原来的2倍
B．若高频交流电的频率增加为原来2倍，则磁感应强度变为原来的2倍
C．若该加速器对氦核加速，则高频交流电的频率应变为原来的2倍

D．若该加速器对氦核加速，则氦核的最大动能是氘核最动能的2倍
9、如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环固定于竖直平面内，a为圆环的最低点，c为圆环的最高点，b点与圆心O等高，该空间存在与圆环平面平行的匀强电场。质量为m、带电量为+q的小球P套在圆环上，沿环做圆周运动，通过a、b、c三点时的速度大小分别为、、。下列说法正确的是（　　）

A．匀强电场方向水平向右
B．匀强电场场强大小为
C．小球运动过程中对圆环的最大压力为7.5mg
D．小球运动过程中对圆环的最小压力为1.25mg
10、如图所示，线圈ABCD匝数n＝10，面积S＝0.4 m2，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B＝T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω＝10π rad/s的角速度匀速转动.则以下说法正确的是(　　)

A．线圈产生的是正弦交流电
B．线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80 V
C．线圈转动s时瞬时感应电动势为40 V
D．线圈产生的感应电动势的有效值为40 V
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）如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以验证“牛顿第二定律”，两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个小盘增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止(如图乙)，抬起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车位移的大小。

（1）该实验中，盘和盘中砝码的总质量应___小车的总质量(填“远大于”、“远小于”、“等于”)；
（2）图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的实验记录，已测得小车1的总质量M1=100g，小车2的总质量M2=200g，由图可读出小车1的位移x1=5.00m小车2的位移x2=___cm，可以算出=___(结果保留三位有效数字)；在实验误差允许的范围内，___填“大于”、“小于”、“等于”)。
12．（12分）在研究匀变速直线运动的实验中，某同学选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每隔一个点取一个计数点，如下图中0、1、2……6点所示。

a．测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：x1、x2、……x6
b．分别计算x1、x2……x6与对应时间的比值、、
c．以上为纵坐标、1为横坐标，标出x与对应时间l的坐标点，画出了图线如图所示

根据图线可以计算：物体在计时起点的速度v0=_____cm/s；加速度a=___m/s2。（计算结果均保留2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）如图所示为玻璃制成的长方体，已知长AB=l=0.6m，宽d=AD=0.2m，高h=AA1=m，底面中心O点有一个点光源，玻璃对光的折射率为1.5，俯视看ABCD面的一部分会被光照亮，求：照亮部分的面积。

14．（16分）同学设计出如图所示实验装置.将一质量为0.2kg的小球(可视为质点)放置于水平弹射器内,压缩弹簧并锁定,此时小球恰好在弹射口,弹射口与水平面AB相切于A点,AB为粗糙水平面,小球与水平面间动摩擦因数,弹射器可沿水平方向左右移动,BC为一段光滑圆弧轨道.(O′为圆心,半径 ,与O′B之间夹角为,以C为原点,在C的右侧空间建立竖直平面内的坐标xOy,在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器D, ,

(1)某次实验中该同学使弹射口距离B处处固定,解开锁定释放小球,小球刚好到达C处,求弹射器释放的弹性势能; 
(2)把小球放回弹射器原处并锁定,将弹射器水平向右移动至离B处L2=0.8m处固定弹射器并解开锁定释放小球,小球将从C处射出,恰好水平进入接收器D,求D处坐标; 
(3)每次小球放回弹射器原处并锁定,水平移动弹射器固定于不同位置释放小球,要求小球从C处飞出恰好水平进入接收器D,求D位置坐标y与x的函数关系式.
15．（12分）如图所示，两条间距L1=0.5m的平行光滑金属直导轨，沿与水平地面间夹角θ=30°的方向固定放置。空间存在垂直导轨所在的斜面向上的匀强磁场，其磁感应强度B随时间变化的关系为B=0.2t(T)。垂直导轨放置的金属棒ab固定，金属棒cd在平行于斜面向上的力F作用下保持静止，金属棒cd的质量为m=0.2kg，金属棒ab的电阻R1=0.2Ω，金属棒cd的电阻R2=0.3Ω，两金属棒之间的距离为L2=0.2m，取g=10m/s²。求：
(1)力F随时间变化的表达式
(2)在t0=1000s内金属棒cd产生的焦耳热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、B
【解析】
A．汽车a的速度一直为正值，则10s末没有反方向运动，选项A错误；
B．因v-t图像的面积等于位移，由图可知，b的位移一直大于a，即汽车b一直在物体a的前面，选项B正确；
C．由图像可知，5s到10s两车的位移不相等，则平均速度不相等，选项C错误；
D．由图像可知8-12s时间内，a的速度大于b，两车逐渐靠近，则12s末两车相距最近，选项D错误；
故选B。
2、C
【解析】
根据电容的决定式分析d改变时电容的变化以及电荷量的多少；
根据电荷量的多少分析放电时间长短．
【详解】
A．根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A错误；
BC．传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹沟(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，所以在峪处形成的电容器放电过程中放电时间短，放电快；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故C正确，B错误；
D．湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误．
3、C
【解析】
A．电子的发现说明了原子是有内部结构的，无法说明原子核有内部结构。原子是由原子核和核外电子组成的。故A错误。
B．β-射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关。故B错误。
C．根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子。故C正确。
D．玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故D错误。
故选C。
4、B
【解析】
在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有

小球做平抛运动时时的水平射程

小球的竖直位移：

根据几何关系可得

联立即得

x
图像的纵截距表示重力即
mg=5N
所以有

解得：
R=0.25m
故选B；
知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，尤其是掌握平抛运动的位移与水平方向夹角的正切值的表达式进行求解．注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距
5、C
【解析】
A．发射速度大于第二宇宙速度就能脱离太阳束缚，飞到太阳系外进入银河系，而嫦娥五号还是在地月系内运动，故其发射速度大于地球的第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故A错误；
B．根据万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，有

可得星球的第一宇宙速度为

因，，则月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，而嫦娥五号的运行速度小于月球的第一宇宙速度，故嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度一定小于地球的第一宇宙速度，故B错误；
C．对月表的物体，有

联立解得

故C正确；
D．对嫦娥五号做匀速圆周运动，有

联立可得嫦娥五号的周期为

故D错误。
故选C。
6、C
【解析】
如图受力分析：

则风力

故选C。

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．根据万有引力提供向心力有

可得

因为，所以有

即A的质量一定小于B的质量，故A错误；
B．双星系统中，恒星的动能为

因为，所以有

恒星A的动能大于恒星B的动能，故B正确；
C．双星系统中，恒星的动量大小为

所以有

恒星A的动量大小等于恒星B的动量大小，故C正确；
D．双星系统中，恒星的加速度大小为

因为，所以有

恒星A的向心加速度大小大于恒星B的向心加速度大小，故D错误；
故选BC。
8、BD
【解析】
A．质子出回旋加速器的速度最大，此时的半径为R，则根据

知

则最大动能为

与加速的电压无关，故A错误；
B．电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等，若高频交流电的频率增加为原来2倍，则T为原来一半，而，则磁感应强度变为原来的2倍。故B正确；
C．氦核的比荷为，氚核的比荷为，根据可知，若该加速器对氦核加速，则高频交流电的周期应变为原来的倍，频率为原来的．故C错误；
D．最大动能

若该加速器对氦核加速，则氦核的最大功能是氘核最大功能的2倍。故D正确。
故选BD。
9、AC
【解析】
A．从最低点到最高点：

解得：

故ac连线为等势线，从a到b，有

解得：

电场线垂直于等势线，且沿电场线方向电势逐渐降低，故匀强电场方向水平向右，故A正确；
B． 匀强电场场强大小

故B错误；
C．电场力

当电场力与重力合力与圆心在一条直线上时，对圆环的压力达到最大和最小，根据几何关系可知，最大速度

根据牛顿第二定律

解得最大支持力为：

根据牛顿第三定律可知，最大压力为1．5mg；根据几何关系可知，最小速度

根据牛顿第二定律

解得最小支持力为：

故C正确D错误。
故选AC。
10、BD
【解析】
A．线圈在有界磁场中将产生正弦半波脉动电流，故A错误；
B．电动势最大值E=nBSω=80V，故B正确；
C．线圈转动s、转过角度，瞬时感应电动势为e= nBSωsin=40V，C项错误；
D．在一个周期时间内，只有半个周期产生感应电动势，根据有效值的定义有，可得电动势有效值U==40V，故D正确；

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、远小于 2.42～ 2.47 2.02～ 2.07 等于
【解析】
(1) 因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg，所以不需要满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车（包括盛沙的盒及盒内的砂）的总质量；
(2)由图可知，小车2的位移为2.43m，由匀加速直线运的位移公式可知，，即由于时间相等，所以，由牛顿第二定律可知： ，所以两小车的加速度之比等于质量的反比．
12、4.0 1.0
【解析】
[1][2]物体做匀变速直线运动，根据运动学公式有

两边同时除以时间t，变形得

结合图线可知，初速度为纵轴截距

斜率为，由图可得

解得
m/s2

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、
【解析】
光照亮部分的边界为全反射的边界，

带入数据可得

由于长方体的宽小于2r，光照亮的区域是圆的一部分

如图所示
OE=r=0.2m
OF= 0.1m

解得

三角形面积

扇形面积

总面积

14、（1）1.8J（2）(，)（3）y=x
【解析】

（1）从A到C的过程中，由定能定理得：
W弹-μmgL1-mgR（1-cosθ）=0，
解得：W弹=1.8J．
根据能量守恒定律得：EP=W弹=1.8J；
（2）小球从C处飞出后，由动能定理得：
W弹-μmgL2-mgR（1-cosθ）=mvC2-0，
解得：vC=2m/s，方向与水平方向成37°角，
由于小球刚好被D接收，其在空中的运动可看成从D点平抛运动的逆过程，
vCx=vCcos37°=m/s，vCy=vCsin37°= m/s，
则D点的坐标：，，解得：x=m，y=m，
即D处坐标为：（m，）．
（3）由于小球每次从C处射出vC方向一定与水平方向成37°角，则
根据平抛运动规律可知：抛出点D与落地点C的连线与x方向夹角α的正切值：，
故D的位置坐标y与x的函数关系式为：y=x．
点睛：本题考查了动能定理的应用，小球的运动过程较复杂，分析清楚小球的运动过程是解题的前提与关键，分析清楚小球的运动过程后，应用动能定理、平抛运动规律可以解题．
15、 (1)；(2)0.48J
【解析】
(1)由法拉第电磁感应定律可知金属棒与导轨组成的回路产生的电动势为

回路中的感应电流

根据楞次定律和左手定则可知金属棒受到的安培力沿斜面向下，由平衡条件可得

解得

(2)由焦耳定律得
总
由电路关系得
总
解得金属棒产生的焦耳热