山西省吕梁市2025届高三上学期期末考试物理试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 山西省吕梁市2025届高三上学期期末考试物理试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-08-21 17:30:02 | ||
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文档简介
山西省吕梁市2024-2025学年高三上学期期末考试物理试题
一、单选题
1．某汽车在启用ABS刹车系统和不启用ABS刹车系统紧急刹车时，其车速v与时间t的变化关系分别如图中的①、②图像所示。由图可知，启用ABS后比不启用ABS（ ）
A．时间段内车速会较小
B．时间段内车速变化会较慢
C．整个刹车过程加速度总是较大
D．刹车后前行的距离较长
2．某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，设法将篮球投入大平台圆心处的球筐内。如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球筐（图中沿圆盘箭头指向表示圆盘转动方向，圆盘内箭头指向表示投篮方向）（ ）
A． B．
C． D．
3．2024年3月20日，“鹊桥二号”中继卫星在我国文昌航天发射场成功发射升空，“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，该卫星主要为我国探月四期工程提供中继通信支持，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知月球与地球质量分别为m、M，则地球静止卫星的轨道半径可表示为（ ）
A． B． C． D．
4．如图甲所示，某同学将手机挂在轻弹簧下端制作了一个振动装置。在某次实验中手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，弹簧弹力为0
B．时，手机位于平衡位置下方且速度为0
C．从至，手机的动能增大
D．从至，手机的机械能守恒
5．在光滑的水平面内有一沿x轴的静电场，其电势随x坐标值的变化图像如图所示。一质量为m、带电量为q的带正电小球（可视为质点）从O点以初速度v沿x轴正向移动。下列叙述正确的是（ ）
A．小球从O运动到的过程中，所受电场力逐渐增大
B．小球从运动到的过程中，电势能一直减小
C．若小球能运动到处，则初速度至少为
D．若为，带电粒子在运动过程中的最大速度为
6．电荷量Q、电压U、电流I和磁通量是电磁学中重要的物理量，其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性，如图所示。类似地，上世纪七十年代有科学家预言和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性，并将此元件命名为“忆阻器”，近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性，其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法正确的是（ ）
A．的单位和的单位相同
B．不能用来描述物体的导电性质
C．在国际单位制中，图中所定义的M的单位是焦耳
D．根据图中电感L的定义，L的国际单位
7．图甲为某人发明的自动叉秸秆工具，捆成圆柱形的秸秆从地上被叉起后，处于长、短直杆之间被短直杆挡住，短直杆焊接在长直杆上，且二者之间夹角小于90°，简化图如图乙所示，不计一切摩擦。若长直杆由水平逆时针缓慢转至竖直，则下列说法正确的是（ ）
A．长直杆对秸秆的弹力一直增大
B．长直杆对秸秆的弹力先减小后增大
C．短直杆对秸秆的弹力一直增大
D．短直杆对秸秆的弹力先减小后增大
8．如图所示，光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C。下列说法正确的是（ ）
A．物体在C点所受合力为零
B．物体在C点的速度为零
C．物体在C点的向心加速度等于重力加速度
D．物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点的动能
二、多选题
9．哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时，机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示，在某次投掷练习中机器人夹取冰壶，由静止开始做匀加速直线运动，之后释放冰壶，二者均做匀减速直线运动，冰壶准确命中目标，二者在整个运动过程中的图像如图乙所示。此次比赛中，下列说法正确的是（ ）
A．机器人减速运动的加速度大小为
B．9s末，冰壶的速度大小为
C．7s末，冰壶与机器人二者间距为7m
D．机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
10．如图所示，边长为的等边三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。底边中点O处有一粒子源，可平行于纸面向磁场内任意方向均匀发射同种带正电的粒子，粒子质量均为m，电荷量均为q，速度大小均为。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子不可能垂直边出射
B．从Q点射出的带电粒子在磁场中做圆周运动的时间为
C．从P点射出的带电粒子在磁场中做圆周运动的时间为
D．从边射出的粒子占总粒子数的
三、实验题
11．某实验小组用如图a所示装置探究加速度与力的关系，水平轨道上安装两个光电门1、2，它们的中心距离用L表示，滑块上的遮光条宽度很窄，滑块上装有力传感器，滑块、遮光条和力传感器总质量为M，细线一端与力传感器连接，另一端跨过滑轮挂上砂桶（砂和砂桶总质量用m表示）后悬挂固定。实验步骤如下：
（1）实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块先后经过光电门1、2时遮光时间相等。
（2）实验中某同学为了精确测量加速度，连接好如图所示装置后，固定光电门2的位置，每次使滑块从同一位置释放，不断改变光电门1的位置进行多次测量，依次从光电门计时器读取出遮光条从光电门1运动至2的时间（用t表示）。操作过程中砂和砂桶总质量m不变，数据处理后作出函数图像如图b，另外从力传感器读取示数F。请问：
i.实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M；若滑轮有一定摩擦阻力，对实验的探究 （选填“有”或“没有”）影响。
ii.写出图b中直线的函数关系式： （用L、t、a、表示，其中a为滑块的加速度，为滑块经过光电门2的速度）。
（3）改变砂和砂桶的总质量m，重复（2）得到对应的加速度和力，得到6组数据后，描点作图，发现加速度a与传感器示数F在误差允许的范围内成正比，如图c，图像的斜率应是 。
A．M B． C． D．
12．某同学欲将内阻为108.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻（阻值14kΩ），滑动变阻器（最大阻值1500Ω），滑动变阻器（最大阻值500Ω），电阻箱（0～99999.9Ω），干电池（，），红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计：将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为 Ω；滑动变阻器选 （选填“”或“”）。
(2)刻度欧姆表表盘：通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为10和25，则a处的电阻刻度为 kΩ。
(3)校准：红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向 kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为 Ω。
(4)误差：若由于电池使用时间较长，导致电动势下降为，内阻增大为，选用“”倍率档位测量，所有操作都规范，发现某次测量指针正好指在40μA刻线处，实际待测电阻阻值为 kΩ。
四、解答题
13．如图所示，质量为m、长为L的长木板A静止在光滑的水平面上，质量为m的物块B放在长木板上表面的左端，质量为m的小球C用长为L的不可伸长细线悬于固定点，将小球C拉至与等高点由静止释放，释放时细线刚好伸直，小球C运动到最低点时与物块B发生正碰，碰撞后瞬间B、C的速度大小之比为，此后当B滑到长木板右端时A、B速度恰好相等，重力加速度为g，不计物块的大小。求：
(1)B、C碰撞前C的速度大小；
(2)B、C碰撞过程中，B、C系统损失的机械能；
(3)B在A上滑动过程中A发生的位移。
14．一质量为的足够长U形光滑金属框置于水平绝缘平台上，边长为L，金属框边与边电阻不计，边电阻为R。一长为L的导体棒置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度，在整个运动过程中始终与金属框保持良好接触，求整个运动过程中：
(1)导体棒的最大速度；
(2)通过导体棒的电荷量；
(3)导体棒产生的焦耳热。
15．蜜蜂飞行时依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点进行定位做“8”字形运动，以此告知同伴蜜源方位。某兴趣小组用带电粒子在电场和磁场中的运动模拟蜜蜂的运动。如图甲所示，空间存在足够大垂直纸面、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，其上、下边界分别为、，间距为d。与之间存在沿水平方向且大小始终为的匀强电场，当粒子通过进入电场中运动时，电场方向水平向右；当粒子通过进入电场中运动时，电场方向水平向左。现有一质量为m、电荷量为的粒子在纸面内以初速度从A点垂直射入电场，一段时间后进入磁场Ⅱ，之后又分别通过匀强电场和磁场Ⅰ，以速度回到A点。磁场Ⅱ的磁感应强度，不计粒子重力。求：（最后结果可带根号）
(1)粒子在磁场Ⅱ中运动的速度大小v；
(2)磁场Ⅰ的磁感应强度大小；
(3)撤去电场，且将磁场Ⅰ的磁感应强度大小改为，粒子从A点与成30°角以初速度入射，如图乙所示：
a.若粒子经一次“8”字形运动即回到A点，求的值；
b.求上述情况以外所有能使粒子回到A点的的值。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C B B A C C BC BD
11． 不需要 没有 C
12．(1) 890
(2)135
(3) 0 35000.0
(4)18
13．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设C与B碰撞前一瞬间，C的速度大小为，根据动能定理有
解得
（2）设碰撞后B的速度大小为，则C的速度大小为，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有
解得
碰撞过程损失的机械能
联立以上解得
（3）设B与A间的动摩擦因数为，B与A共速时的速度为，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律
联立解得
对长木板A研究，设B在A上滑动过程中A发生的位移s，根据动能定理有
解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）以整体为研究对象，整体水平方向不受外力动量守恒，最终金属框与导体棒速度相等为v，根据动量守恒定律
解得
（2）对导体棒根据动量定理
又
解得
（3）以整体为研究对象，根据能的转化和守恒定律，回路产生的总焦耳热为Q，根据能量守恒定律
（金属框）边电阻与导体棒电阻均为R，所以有
解得
15．(1)
(2)
(3)a.；b.（）
【详解】（1）粒子在电场中运动时，竖直方向
水平方向其中，所以
水平方向，
粒子进入磁场时的速度
解得，方向与夹角为
（2）粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动的半径分别为和，，，所以
粒子每次在电场中沿电场方向运动的距离，
几何关系，
，解得
（3）a. ，
根据几何关系，得到
b.由几何关系（）
解得（）
一、单选题
1．某汽车在启用ABS刹车系统和不启用ABS刹车系统紧急刹车时，其车速v与时间t的变化关系分别如图中的①、②图像所示。由图可知，启用ABS后比不启用ABS（ ）
A．时间段内车速会较小
B．时间段内车速变化会较慢
C．整个刹车过程加速度总是较大
D．刹车后前行的距离较长
2．某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，设法将篮球投入大平台圆心处的球筐内。如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球筐（图中沿圆盘箭头指向表示圆盘转动方向，圆盘内箭头指向表示投篮方向）（ ）
A． B．
C． D．
3．2024年3月20日，“鹊桥二号”中继卫星在我国文昌航天发射场成功发射升空，“鹊桥二号”中继星环绕月球运行，该卫星主要为我国探月四期工程提供中继通信支持，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知月球与地球质量分别为m、M，则地球静止卫星的轨道半径可表示为（ ）
A． B． C． D．
4．如图甲所示，某同学将手机挂在轻弹簧下端制作了一个振动装置。在某次实验中手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，弹簧弹力为0
B．时，手机位于平衡位置下方且速度为0
C．从至，手机的动能增大
D．从至，手机的机械能守恒
5．在光滑的水平面内有一沿x轴的静电场，其电势随x坐标值的变化图像如图所示。一质量为m、带电量为q的带正电小球（可视为质点）从O点以初速度v沿x轴正向移动。下列叙述正确的是（ ）
A．小球从O运动到的过程中，所受电场力逐渐增大
B．小球从运动到的过程中，电势能一直减小
C．若小球能运动到处，则初速度至少为
D．若为，带电粒子在运动过程中的最大速度为
6．电荷量Q、电压U、电流I和磁通量是电磁学中重要的物理量，其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性，如图所示。类似地，上世纪七十年代有科学家预言和Q之比可能也是一种电磁学元件的属性，并将此元件命名为“忆阻器”，近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”。由于“忆阻器”对电阻的记忆特性，其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景。下列说法正确的是（ ）
A．的单位和的单位相同
B．不能用来描述物体的导电性质
C．在国际单位制中，图中所定义的M的单位是焦耳
D．根据图中电感L的定义，L的国际单位
7．图甲为某人发明的自动叉秸秆工具，捆成圆柱形的秸秆从地上被叉起后，处于长、短直杆之间被短直杆挡住，短直杆焊接在长直杆上，且二者之间夹角小于90°，简化图如图乙所示，不计一切摩擦。若长直杆由水平逆时针缓慢转至竖直，则下列说法正确的是（ ）
A．长直杆对秸秆的弹力一直增大
B．长直杆对秸秆的弹力先减小后增大
C．短直杆对秸秆的弹力一直增大
D．短直杆对秸秆的弹力先减小后增大
8．如图所示，光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C。下列说法正确的是（ ）
A．物体在C点所受合力为零
B．物体在C点的速度为零
C．物体在C点的向心加速度等于重力加速度
D．物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点的动能
二、多选题
9．哈尔滨工业大学计算学部设计了一款能够与人协作、共同完成冰壶比赛的机器人。当机器人与冰壶之间的距离保持在8m之内时，机器人可以实时追踪冰壶的运动信息。如图甲所示，在某次投掷练习中机器人夹取冰壶，由静止开始做匀加速直线运动，之后释放冰壶，二者均做匀减速直线运动，冰壶准确命中目标，二者在整个运动过程中的图像如图乙所示。此次比赛中，下列说法正确的是（ ）
A．机器人减速运动的加速度大小为
B．9s末，冰壶的速度大小为
C．7s末，冰壶与机器人二者间距为7m
D．机器人能够一直准确获取冰壶的运动信息
10．如图所示，边长为的等边三角形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。底边中点O处有一粒子源，可平行于纸面向磁场内任意方向均匀发射同种带正电的粒子，粒子质量均为m，电荷量均为q，速度大小均为。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子不可能垂直边出射
B．从Q点射出的带电粒子在磁场中做圆周运动的时间为
C．从P点射出的带电粒子在磁场中做圆周运动的时间为
D．从边射出的粒子占总粒子数的
三、实验题
11．某实验小组用如图a所示装置探究加速度与力的关系，水平轨道上安装两个光电门1、2，它们的中心距离用L表示，滑块上的遮光条宽度很窄，滑块上装有力传感器，滑块、遮光条和力传感器总质量为M，细线一端与力传感器连接，另一端跨过滑轮挂上砂桶（砂和砂桶总质量用m表示）后悬挂固定。实验步骤如下：
（1）实验前，接通气源，将滑块置于气垫导轨上（不挂砂桶），调节气垫导轨，轻推滑块，使滑块先后经过光电门1、2时遮光时间相等。
（2）实验中某同学为了精确测量加速度，连接好如图所示装置后，固定光电门2的位置，每次使滑块从同一位置释放，不断改变光电门1的位置进行多次测量，依次从光电门计时器读取出遮光条从光电门1运动至2的时间（用t表示）。操作过程中砂和砂桶总质量m不变，数据处理后作出函数图像如图b，另外从力传感器读取示数F。请问：
i.实验中 （选填“需要”或“不需要”）满足m远小于M；若滑轮有一定摩擦阻力，对实验的探究 （选填“有”或“没有”）影响。
ii.写出图b中直线的函数关系式： （用L、t、a、表示，其中a为滑块的加速度，为滑块经过光电门2的速度）。
（3）改变砂和砂桶的总质量m，重复（2）得到对应的加速度和力，得到6组数据后，描点作图，发现加速度a与传感器示数F在误差允许的范围内成正比，如图c，图像的斜率应是 。
A．M B． C． D．
12．某同学欲将内阻为108.5Ω、量程为100μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准，要求改装后欧姆表的15kΩ刻度正好对应电流表表盘的50μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻（阻值14kΩ），滑动变阻器（最大阻值1500Ω），滑动变阻器（最大阻值500Ω），电阻箱（0～99999.9Ω），干电池（，），红、黑表笔和导线若干。
(1)欧姆表设计：将图（a）中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后，滑动变阻器R接入电路的电阻应为 Ω；滑动变阻器选 （选填“”或“”）。
(2)刻度欧姆表表盘：通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图（b）所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为10和25，则a处的电阻刻度为 kΩ。
(3)校准：红、黑表笔短接，调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向 kΩ处；将红、黑表笔与电阻箱连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准数据测量。若校准某刻度时，电阻箱旋钮位置如图（c）所示，则电阻箱接入的阻值为 Ω。
(4)误差：若由于电池使用时间较长，导致电动势下降为，内阻增大为，选用“”倍率档位测量，所有操作都规范，发现某次测量指针正好指在40μA刻线处，实际待测电阻阻值为 kΩ。
四、解答题
13．如图所示，质量为m、长为L的长木板A静止在光滑的水平面上，质量为m的物块B放在长木板上表面的左端，质量为m的小球C用长为L的不可伸长细线悬于固定点，将小球C拉至与等高点由静止释放，释放时细线刚好伸直，小球C运动到最低点时与物块B发生正碰，碰撞后瞬间B、C的速度大小之比为，此后当B滑到长木板右端时A、B速度恰好相等，重力加速度为g，不计物块的大小。求：
(1)B、C碰撞前C的速度大小；
(2)B、C碰撞过程中，B、C系统损失的机械能；
(3)B在A上滑动过程中A发生的位移。
14．一质量为的足够长U形光滑金属框置于水平绝缘平台上，边长为L，金属框边与边电阻不计，边电阻为R。一长为L的导体棒置于金属框上，导体棒的阻值为R、质量为。装置处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属框水平向右的初速度，在整个运动过程中始终与金属框保持良好接触，求整个运动过程中：
(1)导体棒的最大速度；
(2)通过导体棒的电荷量；
(3)导体棒产生的焦耳热。
15．蜜蜂飞行时依靠蜂房、采蜜地点和太阳三个点进行定位做“8”字形运动，以此告知同伴蜜源方位。某兴趣小组用带电粒子在电场和磁场中的运动模拟蜜蜂的运动。如图甲所示，空间存在足够大垂直纸面、方向相反的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，其上、下边界分别为、，间距为d。与之间存在沿水平方向且大小始终为的匀强电场，当粒子通过进入电场中运动时，电场方向水平向右；当粒子通过进入电场中运动时，电场方向水平向左。现有一质量为m、电荷量为的粒子在纸面内以初速度从A点垂直射入电场，一段时间后进入磁场Ⅱ，之后又分别通过匀强电场和磁场Ⅰ，以速度回到A点。磁场Ⅱ的磁感应强度，不计粒子重力。求：（最后结果可带根号）
(1)粒子在磁场Ⅱ中运动的速度大小v；
(2)磁场Ⅰ的磁感应强度大小；
(3)撤去电场，且将磁场Ⅰ的磁感应强度大小改为，粒子从A点与成30°角以初速度入射，如图乙所示：
a.若粒子经一次“8”字形运动即回到A点，求的值；
b.求上述情况以外所有能使粒子回到A点的的值。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B D C B B A C C BC BD
11． 不需要 没有 C
12．(1) 890
(2)135
(3) 0 35000.0
(4)18
13．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）设C与B碰撞前一瞬间，C的速度大小为，根据动能定理有
解得
（2）设碰撞后B的速度大小为，则C的速度大小为，规定向右为正方向，根据动量守恒定律有
解得
碰撞过程损失的机械能
联立以上解得
（3）设B与A间的动摩擦因数为，B与A共速时的速度为，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律
联立解得
对长木板A研究，设B在A上滑动过程中A发生的位移s，根据动能定理有
解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）以整体为研究对象，整体水平方向不受外力动量守恒，最终金属框与导体棒速度相等为v，根据动量守恒定律
解得
（2）对导体棒根据动量定理
又
解得
（3）以整体为研究对象，根据能的转化和守恒定律，回路产生的总焦耳热为Q，根据能量守恒定律
（金属框）边电阻与导体棒电阻均为R，所以有
解得
15．(1)
(2)
(3)a.；b.（）
【详解】（1）粒子在电场中运动时，竖直方向
水平方向其中，所以
水平方向，
粒子进入磁场时的速度
解得，方向与夹角为
（2）粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中运动的半径分别为和，，，所以
粒子每次在电场中沿电场方向运动的距离，
几何关系，
，解得
（3）a. ，
根据几何关系，得到
b.由几何关系（）
解得（）
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