2025届黑龙江省哈尔滨第三中学校高三下学期第二次模拟考试物理试题 （解析版）

这是一份2025届黑龙江省哈尔滨第三中学校高三下学期第二次模拟考试物理试题 （解析版），共20页。试卷主要包含了答题前，考生先将自己的姓名，保持卡面清洁，不要折叠等内容，欢迎下载使用。
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1、答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确和知识形码区域内。
2、选择题必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题必须使用 0.5 毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工
整、笔迹清楚。
3、请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草
稿纸、试卷上答题无效。
4、作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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，1-7 小题只有一个选项
正确，每小题 4 分，8-10 小题有多个选项正确，每小题 6 分，全部选对的得 6 分，选不全的
得 3 分，有选错或不答的不得分）
1. 下列说法中正确的是（ ）
A. 图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流
B. 图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型
C. 图内对氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为 的光子发生跃迁
D. 如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱
【答案】B
【解析】
【详解】A．图甲是研究光电效应的电路图，光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子会吸收
光子的能量而逸出金属表面的现象。只有当入射光的频率大于金属的阈值频率时，才能产生光电效应，形
成光电流。因此，入射光照射时间足够长并不能保证电路中形成光电流，因为还需要满足频率条件，故 A
错误；
B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型。
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该模型认为原子由一个带正电的原子核和围绕原子核运动的电子组成，故 B 正确；
C．图丙为氢原子能级图，处于基态的氢原子，其能量为-13.6eV。根据能级跃迁原理，氢原子吸收能量为
10.5eV 的光子后，其能量变为
没有相应的能级与之对应，不能发生跃迁，故 C 错误；
D．图丁中放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，故 D
错误。
故选 B。
2. 某同学在观看了“天宫课堂”后，设计了一种可以在完全失重状态下测量物体质量的装置，在不可伸长的
轻绳的一端 A 点连接待测物体，另一端 点固定质量为 的标准砝码，两物体均可视为质点，令整个
装置在无外力作用下绕绳上某一点做匀速圆周运动，通过观察圆心在绳上的位置确定待测物体质量。为了
方便读数，该同学将绳子十等分，若某次测量中装置绕着 点转动，则待测物体质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设绳子长为 ，根据题意可知 ，
对在 点的物体和在 点的物体根据牛顿第二定律有 ，
联立解得
故选 C。
3. 如图所示，空间存在大小为 、方向竖直向下的匀强电场，一质量为 、电荷量为 的粒子以速
度 从 连线上的 点水平向右射出，已知 与水平方向成 角，粒子的重力可以忽略。则粒子到
达 连线上的某点时（ ）
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A. 所用的时间为
B. 速度大小为
C. 与 点的距离为
D. 速度方向与竖直方向的夹角为
【答案】A
【解析】
【详解】A．粒子在电场中做类平抛运动，当到达 连线上某点时，位移与水平方向的夹角为 ，根据
牛顿第二定律可得
垂直电场方向的位移为
平行电场方向的位移为
根据几何关系有
联立解得
故 A 正确；
B．水平速度为
竖直方向速度为
则到到达 连线上某点速度为
故 B 错误；
C．水平位移
竖直位移与水平位移相等，所以粒子到达 连线上的点与 点的距离，即合位移为
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故 C 错误；
D．速度方向与竖直方向的夹角正切值为
则夹角不等于 ，故 D 错误。
故选 A。
4. 如图所示，真空中水平放置的平行板电容器的两极板与电压恒定的电源相连，下极板接地（电势为 0），
极板间的 点固定一带负电的点电荷（电荷量不变），把下极板缓慢向上平移少许后，下列说法正确的是
（ ）
A. 电容器所带的电荷量减小
B. 点电荷受到的电场力不变
C. 点的电势降低
D. 点电荷的电势能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据平行板电容器的决定式 可知把下极板缓慢向上平移少许后，电容器的电容变大，
再结合 可知电容器所带的电荷量变大，故 A 错误；
B．根据 可知极板间的电场强度变大，根据 可知点电荷受到的电场力变大，故 B 错误；
C．因为 点所在位置到上极板的距离不变，且下极板的电势为零，且两极板间的电场强度 增大，根据
可知 点所在位置的电势降低，故 C 正确；
D．点电荷的电势能 ，由于点电荷带负电，因此点电荷的电势能增大，故 D 错误。
故选 C。
5. 半导体材料的发展为霍尔效应的实际应用提供了高质量的换能器。如图所示，一块宽为 ，厚为 ，长
为 的长方体 N 型半导体，导电粒子为电子，单位体积内自由电子数为 ，通入方向向右的恒定电流 ，
将元件置于垂直上表面向下的匀强磁场中，磁感应强度为 ，元件的前、后表面间出现电势差，其绝对值
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大小为 ，则（ ）
A. 前表面的电势比后表面的电势低
B. 若选择单位体积内自由电荷数 值较大的半导体，其他条件相同，则 减小
C. 若选择宽度 更小的半导体，其他条件相同，则 更大
D. 若选择厚度 更小的半导体，其他条件相同，则 减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据左手定则可知电子向后表面偏转聚集，则前表面的电势比后表面的电势高，故 A 错误；
BCD．由洛伦兹力和电场力平衡
再结合电流微观表达式
可得
可知电压 U 与宽度 无关；选择单位体积内自由电荷数 值较大的半导体，其他条件相同，则 减小；选
择厚度 更小的半导体，其他条件相同，则 更大，故 CD 错误，B 正确。
故选 B。
6. 如图所示，一小物块由静止开始沿倾角为 的斜面向下滑动，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连
接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为 0.25，取地面为零势能面，已知 。该过程中，
物块的动能 、重力势能 、机械能 、摩擦产生的热量 与水平位移 的关系图像可能正确的是（ ）
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A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示
A． 当 物 块 从 最 高 点 下 滑 至 斜 面 最 低 点 的 过 程 中 ， 物 块 的 动 能
当物块下滑至斜面底端时其动能
此后在水平面上克服摩擦力做功，则有
可知，动能达到最大值前，其图像为过原点的倾斜直线，斜率为 ，动能达到最大后在水平面上运动，
其图线的斜率为 ，可知图线具有对称性，故 A 正确；
B．物块的重力势能
可知物块 图像为纵轴截距 ，斜率为 的图线，当 时，重力势能为 0 保持不变，故 B
错误；
CD．设 O 点到斜面底端的距离为 ，物块释放点的高度为 ，物块从释放到停止运动的过程中，克服摩擦
力做功
可得
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根据能量守恒可知
而物块在该过程中机械能的减少量始终等于克服摩擦力所做的功，则物块在 轴上任意位置的机械能为
其 图像为纵轴截距为 ，斜率为 的倾斜直线，而其 图像为过原点，斜率为
的倾斜直线，故 CD 错误。
故选 A。
7. 质量为 的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为 ，如图所
示，一质量为 物块从钢板正上方距离为 的 A 处自由落下，打在钢板上并立刻与钢板粘连一起向下
运动。它们到达最低点后又向上运动。已知弹簧以原长处为零势能面的弹性势能表达式为 ，弹
簧振子做简谐运动的周期 ，（ 为弹簧形变量， 为振子的质量， 为弹簧劲度系数），钢板
与物块均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为 ，下列说法正确的是（ ）
A. 物块与钢板碰撞后一起下落的初速度是
B. 碰后物块与钢板一起做简谐运动，振幅
C. 碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间
D. 运动过程中弹簧的最大弹性势能
【答案】C
【解析】
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【详解】A．对物块，根据动能定理有
解得
设 表示质量为 2m 的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度，因碰撞时间极短，动量守恒，取 方向
为正，则
解得
故 A 错误；
B．碰后根据能量守恒
根据平衡条件可得
解得
当物块与钢板受力平衡时，为平衡位置
解得
所以振幅为
故 B 错误；
C．碰撞刚结束至两者第一次运动到平衡位置时间 ，则
解得
继续运动到最低点所经历的时间 ，则
所以，碰撞刚结束至两者第一次运动到最低点所经历的时间
故 C 正确；
D．当物块与钢板运动到最低点时，弹簧的弹性势能最大
故 D 错误。
故选 C。
8. 如图所示，矩形 为某匀强磁场的边界，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为 。 、
边长分别为 和 ， 点处有一粒子源，沿 方向发射带正电粒子。观测发现：粒子只从 边
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向外射出磁场。已知粒子的质量为 、电荷量为 ，忽略电荷间相互作用和粒子受到的重力，则发射粒子
的速度大小可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】ABC
【解析】
【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有
可得
当从 点射出时，半径最小，根据几何关系有
当从 点射出时，半径最大，根据结合关系有
解得
可得 ，
即
故选 ABC。
9. 如图，一个匝数为 的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴 匀速转动，通过理想自耦变压器给一
电阻供电，变压器的原线圈匝数可以调节，电流表、电压表均为理想电表。滑片 P 初始时位于原线圈中点
处，当矩形线圈以角速度 匀速转动时，电压表的示数为 ，不计线圈和导线的电阻，下列说法正确的是
（ ）
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A. 从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式为
B. 此时，电阻消耗的电功率为
C. 若滑片 向上移动，则流过矩形线框的电流变大
D. 若滑片 向下移动，则电阻消耗的电功率变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意可知线圈输出电压 有效值为 ，则线圈输出电压的最大值为 ，从线圈平面与
磁场平行开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式为
故 A 错误；
B．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知副线圈两端电压的有效值为 ，电阻消耗的电功率为
故 B 正确；
C．若滑片 向上移动，根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知副线圈两端的电压变小，根据
可知流过副线圈的电流减小，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比可知流过矩形线框的
电流变小，故 C 错误；
D．若滑片 向下移动，根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可知副线圈两端的电压变大，根据
可知电阻消耗的电功率变大，故 D 正确。
故选 BD。
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10. 如图所示，水平传送带以 的速率沿顺时针方向匀速转动，左端与一固定的竖直 光滑圆弧轨
道平滑对接，右端与一足够长的水平光滑轨道平滑对接，两对接处间距 。光滑圆弧半径
。已知滑块 A（可看作质点）的质量 ，A 与传送带之间的动摩擦因数 ，质量
的滑块 B 静止在传送带右侧的轨道上，A、B 间的碰撞可视为弹性碰撞，重力加速度大小
，现 A 以 的初动能从圆弧顶端（与圆心 等高）沿轨道下滑，下列说法中正确的是
（ ）
A. 滑块 A 运动至 点正下方时，轨道对它的支持力的大小为
B. 当物体在传送带上时，传送带克服摩擦力的功率
C. 滑块 A 最终运动的速度大小为
D. 因传送物块 A，传送带多消耗的电能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．滑块 A 运动至 点正下方过程中，根据动能定理
解得
滑块 A 运动至 点正下方时，根据牛顿第二定律
解得轨道对滑块 A 的支持力的大小为
故 A 正确；
B．当物体在传送带上时，滑动摩擦力大小为
传送带克服摩擦力的功率为
故 B 错误；
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C．滑块 A 在传送带上与传送带相对滑动时，根据牛顿第二定律
解得
假设滑块 A 在传送带上可以与传送带共速，则共速时 A 的位移大小为
即滑块 A 到达传送带右端时，恰好与传送带共速。此后滑块 A 与滑块 B 发生弹性碰撞，根据动量守恒有
动能守恒
联立，解得 ，
因为
所以，此后滑块 A 滑上传送带并以原速率 6m/s 返回与滑块 B 发生第二次碰撞，根据动量守恒和能量守恒有
，
解得 ，
因为
所以此后滑块 A 滑上传送带并以原速率 1m/s 返回后无法追上滑块 B 发生第三次碰撞，即滑块 A 最终运动
的速度大小为 ，故 C 正确；
D．滑块 A 与滑块 B 第一次碰撞前，滑块 A 在传送带上运动时间为
滑块 A 与滑块 B 第一次碰撞后，在传送带上运动时间为
滑块 A 与滑块 B 第二次碰撞后，在传送带上运动时间为
所以，滑块 A 在传送带上运动的总时间为
则因传送物块 A，传送带多消耗的电能为
故 D 正确。
故选 ACD。
二、实验题（共 14 分）
11. 某兴趣小组同学获得一些某新型材料制成的均匀圆柱体，对这些圆柱体进行实验探究。
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（1）如图 1，用螺旋测微器测量圆柱体的直径为________ 。
（2）使用图 2 所示的电路测量圆柱体的电阻 ，电源内阻很小可忽略不计，将电压表的右端分别接到 点
和 点，观察两个电表读数的变化情况，发现电流表的指针偏角变化幅度更大，为了使 的测量值更接近
真实值，应选择将电压表的右端接到________点（选“ ”或“ ”）完成测量，根据选择的电路图补充完成图
3 中实物间的连线________。
（3）将长度 不同的圆柱体接入电路中，根据电压表示数 和电流表示数 ，作出 图像，如图 4 所
示，符合实验结果的图线是________（选填“1”、“2”或“3”）。
【答案】（1）4.600##4.599##4.601
（2） ①. b ②.
（3）1
【解析】
【小问 1 详解】
螺旋测微器的读数为
【小问 2 详解】
[1]观察两个电表读数的变化情况，发现电流表的指针偏角变化幅度更大，说明电压表的影响更大，则电流
表需要内接，为了使 的测量值更接近真实值，应选择将电压表的右端接到 b 端；
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[2]根据电路图可得实物图如图所示
【小问 3 详解】
由于电流表的内接，使得电压的测量值偏大，则电阻的测量值偏大，当接入电路的长度为零时，电阻不为
零，即 图像与纵轴的截距大于零，符合实验结果的图线是 1。
12. 1785 年，库仑发表了《关于电学和磁学的第一篇科学论文报告》，记述了他受万有引力的启发，通过类
比思想测定电荷之间的引力是否遵从距离平方反比定律，库仑当时的思考和实验过程如下：
（1）根据单摆做简谐运动的周期公式 及地球表面物体所受重力与万有引力的关系 ，
可以得到单摆的周期 和地球半径 的关系________（用 、 、 、 、 ）表示。
（2）库仑把电荷之间引力与万有引力进行类比，设计了电摆实验仪，其结构如图所示。G 为绝缘金属球，
S 为一端有镀金的小圆纸片的小针，悬挂在丝线下端。让 G 与 S 带上异号电荷。由于 S 受 G 的电引力作用，
小针将摆动，测量出 G 的球心与 S 在距离 取不同值时，小针摆动的周期，就可以判断周期是否与距离 成
正比。某次实验的测量数据如下：
实验次数 15 次振动所需时间/s
1 18 20
2 36 43
3 54 69
（3）类比万有引力的思想，三次振动的周期之比应为________，而实际测量时，第二次和第三次周期比理
论值偏大，改变 和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差的主要原因可能是________。
A．实验过程中带电球漏电
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B．电摆摆长不合适
C．时间读数的偶然误差
库仑对实验结果进行修正后，与理论值基本符合。于是，库仑得出由电荷之间的引力也遵从距离平方反比
定律的结论。
【答案】 ①. ②. ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]根据 和 联立可得
（3）[2] 类比万有引力的思想，结合 可知三次振动的周期之比应为
[3]而实际测量时，第二次和第三次周期比理论值偏大，改变 和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差
的主要原因可能是带点小球漏电，导致加速度变小，周期偏大。
故选 A。
三、计算题（共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答
案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13. 某实验小组同学设计了一种简易温度计，其结构如图所示。固定的玻璃瓶内有一定质量的理想气体，瓶
口以橡胶塞密封并插入一根细玻璃管，玻璃管插入水银槽中，温度变化时，玻璃管内水银柱高度会随之变
化。在水银柱距液面不同高度处标示对应温度，即可制成简易温度计。已知在标准大气压 下，
温度 时，管内水银高度为 。细玻璃管内气体体积可忽略。
（1）若水银槽液面以上细玻璃管的高度 ，测量中水银不能进入玻璃瓶中，求该温度计能够测量
的最低温度 是多少摄氏度；
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（2）若瓶内气体的内能 与热力学温度 的关系为 ， ，求外界温度由 10℃升高到 25℃
过程中气体吸收的热量 。
【答案】（1）33℃ （2）1.5J
【解析】
【小问 1 详解】
瓶内气体体积不变，根据查理定律
其中 ， ， ，
解得
小问 2 详解】
温度变化量
根据
可得
解得
热力学第一定律
其中
14. 如图所示，卡车上载有一块长木板，木板后端放置一箱货物（可视为质点），木板和货物质量相等，均
为 ，货物与木板间的动摩擦因数为 ，木板与卡车间的动摩擦因数为 ，卡车以 的
速度匀速行驶在平直公路上。某时刻，司机发现正前方 处有障碍物，立即刹车做匀减速直线运动。设
最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 取 。
（1）若 ， ，卡车以木板和货物均不会相对卡车滑动的最大加速度刹车，通过计算说明
卡车能否避免与障碍物相撞？
（2）若 ， ，卡车刹车的加速度 ，最终木板停止运动时恰好未与驾驶室相
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撞，求木板前端与驾驶室的初始距离 和木板停止运动时货物的速度 。
【答案】（1）能够避免相撞
（2） ， ，方向与 相同
【解析】
【小问 1 详解】
设货物与木板不发生相对滑动的最大加速度为 ，根据牛顿第二定律
解得
设木板与货物相对静止，相对于卡车不发生相对滑动的最大加速度为 ，根据牛顿第二定律
解得
，卡车以 刹车，根据运动学公式
可知能够避免相撞。
【小问 2 详解】
设卡车从刹车到停止，位移为 ，根据运动学公式
设货物的加速度为 ，根据牛顿第二定律
解得
设木板的加速度为 ，根据牛顿第二定律
解得
设木板减速至 0 的位移为 ，时间为 ，根据运动学公式 ，
木板前端与驾驶室的距离
此时货物的速度
方向与 相同（或向前）。
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15. 如图所示，平行光滑金属导轨固定在绝缘水平桌面上，右端连接有光滑倾斜轨道，导轨间距离为 ，导
轨左侧接有电阻， 区域与 区域间存在竖直向上与竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为
， 与 ， 与 的距离均为 。M 导体棒质量为 、N 绝缘棒质量为 ，两棒垂直导轨放置，
现 N 棒静止于 与 之间的某位置，M 棒在 边界静止，某时刻 M 棒受到水平向右的恒力 作用下
开始运动，已知 ，当运动到 边界时撤去 ，此时 M 棒已经达到匀速运动。已知整个过程中
两棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨左侧电阻和 M 棒接入导轨的电阻均为 ，其他导体电阻不计，所有
碰撞均为弹性碰撞，首次碰撞之后 N 与 M 每次碰撞前 M 均已静止，且碰撞时间极短，M、N 始终与导轨垂
直且接触良好，求：
（1）撤去 时 M 棒 速度大小 ；
（2）从 M 棒开始运动到 M 棒第一次静止，整个过程中通过 的电荷量 ；
（3）自发生第一次碰撞后到最终两棒都静止，导体棒 M 在磁场中运动的总位移大小 。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
由于 M 棒已经达到匀速运动
M 棒在磁场中切割磁感线
由欧姆定律可得
撤去 时 M 棒的速度
【小问 2 详解】
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M 棒在 区域在磁场通过 的电荷量
平均电流
联立可得
两棒发生完全弹性碰撞，根据动量守恒定律及机械能守恒定律可得 ，
解得 ，
M 棒进入 区域磁场中停下由动量定理得
即
可得
所以这个过程通过 的电荷量
【小问 3 详解】
M 棒进入 区域磁场 后停下下来，由
可得
绝缘棒 N 第二次与导体棒 M 碰前速度大小为 ，方向水平向左，碰后速度为 ，导体棒的速度为
，弹性碰撞过程中根据动量守恒定律和能量守恒定律有 ，
解得 ，
对 M 棒分析，根据动量定理得
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即
解得
同理可得当绝缘棒 N 第三次与导体棒 M 碰前速度大小为
根据 ，
对 M 棒分析动量定理得
即
可得
根据数量关系有
以此类推
所以向左运动的位移为
根据数学归纳法有
当 趋于无穷大时
所以发生第一次碰撞后到最终两棒都静止，导体棒 在磁场中的总位移
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