黑龙江省哈尔滨市重点三校（一中、六中、九中）2024-2025学年高三上学期1月期末联考物理试题 含解析

这是一份黑龙江省哈尔滨市重点三校（一中、六中、九中）2024-2025学年高三上学期1月期末联考物理试题 含解析，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75 分钟 总分：100 分
一、选择题：本题共 10 小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～7 题只有一项符
合题目要求，每小题 4 分；第 8～10 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部选对的得 6
分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。
1. 下列单位中，属于国际单位制中基本单位的是（ ）
A. 牛顿（N） B. 秒（s） C. 米每秒（ ） D. 特斯拉（T）
【答案】B
【解析】
【详解】国际单位制中基本单位的是秒（s），牛顿（N）、米每秒（ ）、特斯拉（T）均不是国际单位制
中基本单位。
故选 B。
2. 有一种感应飞行器，它的底部设置了感应装置，只需要将手置于离飞行器底部一定距离处，就可以通过
手控感应飞行。如图所示，当飞行器在空中悬停时（ ）
A. 飞行器受到 4 个力的作用
B. 空气对飞行器的作用力与手对飞行器的作用力是一对相互作用力
C. 空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力
D. 当飞行器向上加速运动时，空气对飞行器的作用力大于飞行器对空气的作用力
【答案】C
【解析】
【详解】AC．飞行器受到重力和空气对飞行器的作用力，即飞行器受到 2 个力的作用，根据平衡条件可知，
空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力，故 A 错误，C 正确；
BD．空气对飞行器的作用力和飞行器对空气的作用力是一对作用力和反作用力，大小总是相等，故 BD 错
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误。
故选 C。
3. 2025 年 2 月 7 日第九届亚冬会将在“冰城”哈尔滨举办，热爱冬季运动、喜爱冰雪文化的游客纷纷前来感
受冰城之美。“冰雪大世界”是游客们来哈的必游之地，冰雪大世界内建有一座超级冰滑梯，该冰滑梯可看成
由倾斜滑道 和水平滑道 组成，游客与两滑道间的动摩擦因数相同。若游客从 点无初速度滑下，最
终恰好静止在 点。已知滑道 与 的长度、倾斜滑道的倾角、游客与两滑道间的动摩擦因数 及重
力加速度，游客可视为质点，不计空气阻力的影响及游客运动至 点的能量损失，下列说法正确的是（ ）
A. 游客在倾斜滑道 段处于完全失重状态
B. 游客在滑行过程中机械能守恒
C. 由于游客质量未知，故不能算出游客在滑道上运动的时间
D. 若滑道改为 ，游客从 点由静止开始运动（ 不变），则游客仍能停在 处
【答案】D
【解析】
【详解】A．游客在斜面 AB 上沿斜面向下做匀加速度直线运动，处于失重状态，但不是完全失重状态，故
A 错误；
B．游客在滑行过程中，有摩擦力做负功，机械能减少，故 B 错误；
C．由于游客质量未知，算出游客在滑道上运动的时间与加速度有关，根据牛顿第二定律可知最终加速度大
小与质量无关，故 C 错误；
D．若滑道改为 ABC，设任一倾斜滑道的倾角为 ，高度为 h，游客和滑道间的动摩擦因数为 ，由 AB 滑
到 C 点的过程中，由动能定理有
即
其中 A 点与 C 点间水平距离，可知，
与 无关，所以游客最终停在了正好 C 点处，故 D 正确。
故选 D。
4. 某科技小组设计了一款温控报警装置。如图所示，将理想自耦变压器 的原线圈与交流电源相连，副线
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圈与滑动变阻器 、灯泡 和热敏电阻 相连。已知热敏电阻的阻值随温度升高而减小，灯泡始终未烧坏，
则能使灯泡变亮的是（ ）
A. 减小输入电压的有效值 B. 环境温度降低
C. 将滑动变阻器滑片向左移动 D. 将自耦变压器滑片向下移动
【答案】B
【解析】
【详解】AD．根据变压器的原理 可知，减小输入电压的有效值 ，副线圈两端的电压 减小，
结合电路连接情况，则小灯泡两端电压随之减小，灯泡变暗，自耦变压器滑片向下移动时， 减小，副线
圈的电压 减小，灯泡两端的电压减小，灯也随之变暗，AD 错误；
B．环境温度降低，热敏电阻 阻值增大，副线圈两端的电压不变，则负载电路干路电流变小，滑动变阻器
分担的电压减小，灯两端的电压增大，灯泡变亮，B 正确；
C．滑动变阻器向左移动，其接入电路中的阻值变大，根据串联分压的原则可知，小灯泡与热敏电阻并联部
分的电压减小，则灯变暗，C 错误。
故选 B。
5. 如图所示，一个负点电荷从电场中的 A 点由静止释放，仅在电场力的作用下，沿电场线运动到 点。关
于该电荷速度 、加速度 随时间以及动能 、电势能 随位移变化关系的图像可能正确的是（ ）
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A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．由于电场线向左，粒子带负电，受到的电场力向右，粒子仅在电场力的作用下从 A 沿直线运
动到 B，电场力做正功即合外力做正功，动能增大，速度变大，电场线变稀疏，电场力变小，所以加速度变
小，v-t 图像斜率变小，故 AB 错误；
C．根据动能定理得
可知，图像斜率表示电场力 ，结合选项 A 分析，图像斜率变小，故 C 正确；
D．结合选项 A 分析可知，电场力做正功，电势能减小，故 D 错误。
故选 C。
6. 如图所示，两物块 P、Q 用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时 P 静止在水平桌面上。将一个水平
向右的推力 作用在 P 上后，轻绳的张力变为原来的 。已知 P、Q 两物块的质量分别为 、
，P 与桌面间的动摩擦因数 ，重力加速度 取 ，则推力 的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】初始时刻轻绳张力为
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推力作用于 P 之后，绳子拉力变为
对 P、Q 应用牛顿第二定律 ，
解得
故选 B。
7. 利用电场可以使带电粒子实现类似光学中的“折射”（即改变运动的方向）。如图所示，粒子从平行板电
容器的上极板 点以 的速率斜射入板间，速度方向与“法线”成 角，经电场“折射”后，从下极板 点
离开电场，离开时速度方向与“法线”成 角（ ）。已知粒子质量为 ，电荷量的大小为 ，两板间
电压 ，不计重力影响，忽略极板厚度，板间可视为匀强电场，则电场对粒子的“折射率”
（ ）为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】电场沿竖直方向，则粒子在水平方向 速度不变，有
竖直方向根据动能定理有
解得
故选 D。
8. 如图甲所示，质量 的物体放在水平地面上，与足够长的水平细线一端连接，细线另一端绕在半
径 的圆柱体上。 时刻，圆柱体由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度 随时间 的变化规
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律如图乙所示，物体始终沿细线做直线运动，物体与地面间的动摩擦因数 ，重力加速度 取
，则（ ）
A. 物体做匀加速直线运动 B. 物体的速度与时间的关系满足
C. 细线的拉力大小为 D. 时，细线拉力的瞬时功率为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．据图像可知，圆筒做匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为
圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，根据
得
所以物体做匀加速直线运动，故 A 正确，B 错误；
C．物体运动的加速度
根据牛顿第二定律得
解得
故 C 错误；
D． 时，细线拉力的瞬时功率为
故 D 正确。
故选 AD。
9. 三维直角坐标系内，一个长方体 被平面 分成两个等大的区域，左、右两区
域（包括表面）分布有磁感应强度大小相等、方向分别沿 轴负向和 轴正向的匀强磁场，如图所示。一个
质子（不计重力）以初速度 从 上某点，沿 轴正方向进入左侧磁场区域，关于质子的运动轨迹在下列
坐标平面内的投影，可能正确的是（ ）
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A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC．质子带正电，在刚进入平面 的左侧区域时，初速度沿 x 轴正方向，磁场沿 y 轴负
方向，由左手定则可知洛伦兹力沿 z 轴正方向，所以质子在 xOz 平面内做圆周运动，在 xOy 平面的投影是
一条沿 x 轴正方向的直线（因为在 y 方向上没有位移变化），在 xOz 平面的投影是一个圆的部分；当质子运
动到平面 进入右侧磁场（磁感应强度沿 y 轴正向）时，此时再根据左手定则可知洛伦兹力方向变
为沿 z 轴负方向，质子继续在 xOz 平面内做圆周运动，且与在左侧磁场中的圆周运动方向相反，在 xOy 平
面的投影依然是一条沿 x 轴正方向的直线，在 xOz 平面的投影是另一个圆的一部分，故 A 错误，BC 正确；
D．在 平面，质子一直朝着 z 轴的正方向运动，故在 平面的投影是一条从 O 点开始沿 z 轴正方向
的直线，故 D 错误。
故选 BC。
10. 在半径为 的某球状天体表面，有一表面积足够大的水池。如图所示，一质量为 、横截面积为 S 的
木块，浮在水面上。现将木块向上提起一小段距离后放手，木块立即在水中做周期为 的简谐运动。已知
水的密度为 ，木块的密度为水的密度的二分之一，万有引力常量为 ，简谐运动的周期公式为
（其中 是回复力与位移的比， 为振子的质量）。忽略天体的自转，则该天体表面的重力加速
度 和天体的密度 分别为（ ）
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A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．木块做简谐运动处于平衡位置时
让木块偏离平衡位置发生一段位移 x，则振动方向的合外力为
因为合外力与位移方向相反，故
即
故周期为
整理得 ，A 正确，B 错误；
CD．由 ，
可得天体的密度为 ，C 正确，D 错误。
故选 AC。
二、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置测量物块与水平桌面间的动摩擦因数。实验过程如下：
（1）用游标卡尺测量甲图中遮光条的宽度 ，示数如图乙所示， __________ 。
（2）在桌面上固定好轻弹簧和光电门，其中 为弹簧原长时物块的位置，将光电门与数字计时器连接（图
中未画出）。推物块至 点，测量遮光条到光电门的水平距离为 。将物块由静止释放，测出遮光条第一次
通过光电门的时间 ，则遮光条第一次通过光电门的速度 __________（用题中测得的物理量符号表示）。
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（3）将光电门向右移动一段距离后固定，仍将物块推至 点，测量遮光条到光电门的水平距离为 。将物
块由静止释放，测出遮光条第一次通过光电门的速度为 ，则物块与桌面之间的动摩擦因数 __________
（用 ， ， ， 和重力加速度 表示）。
【答案】（1）3.80
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
由于游标尺为 20 分度，其精确度为 0.05mm，根据游标卡尺的读法可知，遮光条的宽度
【小问 2 详解】
由题可知，遮光条第一次通过光电门的速度
【小问 3 详解】
根据动能定理可得
整理可得
12. 某欧姆表“ ”挡的内部结构如图甲所示。
（1）图甲中有灵敏电流表（量程未知，内阻 ）、电池（电动势未知，内阻 ）和滑动变
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阻器 （总阻值未知），电阻刻度中间值为“15”，则此时欧姆表的内阻为__________ 。按正确的操作
步骤测某电阻的阻值，表盘示数如图乙所示，则该电阻的阻值约为__________ ；
（2）用该欧姆表测量一电压表的内阻时，欧姆表的示数为 ，电压表的示数为 ，可知灵敏电流
表的量程为__________ ；
（3）因长时间使用，欧姆表内电池的电动势下降为 ，内阻升高为 ，但仍可欧姆调零。调零后，测
得某电阻的阻值为 ，则该电阻的真实值为__________ 。
【答案】（1） ①. 15##15.0 ②. 17##17.0
（2）0.8 （3）20
【解析】
【小问 1 详解】
[1]根据闭合电路的欧姆定律可知，两表笔短接时，则有
当指针指在刻度盘中央位置上，外接电阻
此时则有
故
[2]由欧姆表的读数可知，待测电阻的阻值
【小问 2 详解】
测量电压表内阻时，则有
代入数据解得
故灵敏电流计的量程
【小问 3 详解】
调零后，欧姆表的内阻
表盘的刻度值不变，接入 电阻时电路中的电流
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所以
联立解得
13. 如图所示，一定质量的理想气体从状态 变化到状态 ，再由状态 变化到状态 。已知状态 的温度
，求：
（1）气体在状态 的温度 ；
（2）气体在状态 的温度 ；由状态 变化到状态 的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由。
【答案】（1）
（2）气体是放热。气体做功是零，气体温度降低，内能减小
【解析】
【小问 1 详解】
对气体从状态 到状态 ，由理想气体状态方程可得
代入数据解得
【小问 2 详解】
对气体从状态 到状态 ，由查理定律可得
解得
由状态 到状态 ，气体体积不变，所以做功
温度降低，所以气体内能减小，
根据 ，所以 ，气体对外放热。
14. 如图所示，固定轨道由半径为 的光滑圆弧曲面 （ 与圆心 等高）和倾角为 足够
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长的粗糙斜面 组成， 恰为曲面 的切面。质量为 的物块 B 恰好静止在斜面上，此
时物块 B 与 点的距离为 。另一个质量为 的物块 A 从 处由静止释放，滑上斜面
后，与物块 B 发生弹性碰撞，碰撞时间极短。已知物块 A 与斜面间的动摩擦因数为 ，重力加速
度 取 ，两物块均可视为质点， ， ，求：
（1）物块 A 运动到 点时速度 大小；
（2）物块 A、B 碰撞后瞬间，物块 A、B 的速度 、 各为多大；
（3）从物块 A、B 第一次碰撞到二者再次碰撞经历的时间 。
【答案】（1）
（2） ，
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
对 A 从 到 由动能定理有
解得
小问 2 详解】
对 A 从 到撞 B 前，由动能定理有
解得
A 与 B 弹性碰撞，列动量守恒定律和能量守恒定律 ，
解得 ，
【小问 3 详解】
A、B 碰后，B 匀速运动，A 匀加速运动
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解得
根据
解得
15. 如图所示，倾角为 的粗糙金属轨道固定放置，导轨间距 ，电阻不计。沿轨道向下建立
轴， 为两磁场分界线且 垂直于 轴。在 区域：存在方向垂直轨道平面向下，磁感应强度
为 的匀强磁场；在 区域：存在方向垂直轨道平面向上，磁感应强度大小随坐标变化的磁场，
变化规律为 。初始状态，U 形框 锁定在轨道平面上， 、 分别与 、 重合，
U 形框质量为 ，三边长均为 ，由阻值 的金属棒 和两根绝缘棒 、
组成。另有质量为 、长为 、阻值 的金属棒 在离 一定距离处获得
沿轨道向下的初速度，金属棒及 U 形框与轨道间的动摩擦因数均为 。金属棒及 U 形框始终与轨道
接触良好，形成闭合回路，不计金属轨道及接触点的电阻， ， 。
（1）若金属棒 的初速度为 ，求流过金属棒 的电流大小及金属棒 受到安培力的大小；
（2）若金属棒 获得初速度 的同时，解除对 U 形框的锁定，为保持 U 形框仍静止，求 的最大值；
（3）若金属棒 以初速度 从 处开始运动，同时解除对 U 形框的锁定，金属棒 与
U 形框会发生完全非弹性碰撞，求碰后 U 形框的最大位移为多大。
【答案】（1）4A，1.6N
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
根据法拉第电磁感应定律有
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根据闭合电路欧姆定律有
则此时的磁感应强度为
则金属棒 受到安培力的大小
【小问 2 详解】
根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据平衡条件有
联立解得
【小问 3 详解】
因 ，所以 U 型框仍静止
对 棒，从开始到与 U 型框碰撞之前，根据动量定理有
又 ， ，
解得
棒与 U 型框碰撞，根据动量守恒定律有
解得
对整体从撞后到速度减为 0，根据动量定理有
又
且
联立解得
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