黑龙江省哈尔滨市第九中学2024-2025学年高三下学期第二次模拟检测物理试题（Word版附解析）

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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. 在物理学发展的过程中，科学家总结了许多重要的物理思想与方法。下列有关物理学思想与方法的描述
中不正确的是（ ）
A. 在定义瞬时速度这一概念时，体现了合理外推的思想
B. 在研究加速度与合外力、质量的关系的实验中，体现了控制变量法的思想
C. 卡文迪什在测万有引力常量时，利用了微小量放大法的思想
D. 在研究 图像面积表示物体运动的位移中，体现了微元法的思想
【答案】A
【解析】
【详解】A．在定义瞬时速度这一概念时，体现了极限法的思想，故 A 错误；
B．在研究加速度与合外力、质量的关系的实验中，需要控制质量一定，研究加速度与合外力的关系，需要
控制合外力一定，研究加速度和质量的关系，所以该实验利用了控制变量法，故 B 正确；
C．卡文迪什在测万有引力常量时，通过扭秤实验将微小的力的作用效果进行放大，利用了微小量放大法的
思想，故 C 正确；
D．在研究 图像面积表示物体运动的位移中，体现了微元法的思想，故 D 正确。
本题选不正确的，故选 A。
2. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳 Hα波段光谱扫描成像。如图所
示，Hα和 Hβ分别为氢原子由 和 能级向 能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（ ）
A. Hα的频率比 Hβ的大
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B. Hα在真空中的传播速度比 Hβ的小
C. 分别用 Hα和 Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小
D. 若 Hβ照射某金属时发生光电效应，则 Hα照射该金属时一定发生光电效应
【答案】C
【解析】
【详解】A．氢原子由 至 的能级差小于由 至 的能级差，故 Hα的频率比 Hβ的小，故 A
错误；
B． Hα在真空中 传播速度与 Hβ在真空中的传播速度相同，都为光速 c，故 B 错误；
C．因 Hα的频率比 Hβ的小，根据
可知 Hα的波长比 Hβ的大，根据
可知分别用 Hα和 Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小，故 C 正确；
D．若 Hβ照射某金属时发生光电效应，说明 Hβ的频率大于该金属的极限频率，由于 Hα的频率比 Hβ的小，
故 Hα的频率与该金属极限频率的大小关系无法确定，所以 Hα照射该金属时不一定能发生光电效应，故 D
错误。
故选 C。
3. 2024 年 6 月 25 日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，
返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持
在半径为 的轨道上做周期为 的匀速圆周运动，已经地球半径为 ，引力常量为 ，下列说法正确的是
（ ）
A. 打开降落伞后，返回器靠近地面过程中一直处于失重状态
B. 主舱室在半径为 的轨道上稳定运行的速度大于
C. 根据题给条件可求出主舱室的质量
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D. 由题中条件可求出地球密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．打开降落伞后，返回器靠近地面过程中向下减速，处于超重状态，故 A 错误；
B．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有
解得
第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度，所以主舱室在半径为 r 的轨道上稳定运行的速
度应小于 7.9km/s，故 B 错误；
CD．根据万有引力提供向心力，则有 ，
解得
根据题给条件不能求出主舱室的质量 m，选项 C 错误，D 正确。
故选 D。
4. 生活中，我们常用支架与底板垂直 两轮手推车搬运货物。如图甲所示，将质量为 的货物平放在手推
车底板上，此时底板水平。现缓慢压下把手，直至支架与水平面间的夹角为 。不计货物与支架及底板间
的摩擦，缓慢压下把手的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 货物所受的合外力一直增大
B. 手推车对货物的作用力变小
C. 底板对货物的支持力一直减小
D. 当支架与水平面间的夹角为 时，底板对货物的支持力为支架对货物的支持力的 3 倍
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【答案】C
【解析】
【详解】A．因为缓慢压下把手，货物所受的合外力一直不变，始终为零，故 A 错误；
B．小推车对货物的作用力与重力等大反向，则小推车对货物的作用力方向竖直向上，且大小不变，故 B 错
误；
C．压下把手的过程中，两个弹力的夹角始终是 90°，货物的受力情况如下图所示
由图可知，底板对货物的支持力 N1 一直减小，支架对货物的支持力 N2 一直增大，故 C 正确；
D．当底板与水平面间的夹角为 60°时，对货物受力分析，两个弹力的合力与重力等大反向，受力分析如下
图所示
两个弹力 N1 与 N2 垂直，由平衡条件可得支架对货物的支持力
底板对货物的支持力
底板对货物 支持力为支架对货物的支持力 ，故 D 错误。
故选 C。
5. 如图所示，竖直放置的半圆形玻璃砖可绕过圆心的水平轴转动，圆心 与竖直放置的足够大光屏的距离
，初始时半圆形玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上
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点留下一光点，保持入射光的方向不变，让玻璃砖绕 点顺时针方向转动 角，光屏上光点也
会移动，当 时，光屏上光点位置距离 点 ，下列说法正确的
是（ ）
A. 玻璃砖转动后，光屏上的光点相对于 点向下移动
B. 该玻璃砖的折射率为 1.6
C. 该玻璃砖的折射率为
D. 当 时，光屏上的光点刚好消失
【答案】B
【解析】
【详解】A．作出玻璃砖旋转后的光路图如图所示
由图可知，旋转后光屏上的光点相对于 点向上移动，故 A 错误；
BC．根据上述光路图可知，当 时，入射角
由几何关系可知
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解得
由几何关系可知
故该玻璃砖的折射率为
故 B 正确，C 错误；
D．根据上述分析可知，发生全反射的临界角
当 时，此时入射角
而
可知不是刚好光点消失时 角度，故 D 错误。
故选 B。
6. 在平行于纸面的匀强电场中，质量为 、电荷量为 的小球，仅在重力和电场力的作用下，由静止释
放，沿斜向下做直线运动，轨迹与竖直方向的夹角为 ，重力加速度 g，下列说法正确的是（ ）
A. 电场方向可能水平向左
B. 电场强度的最小值为
C. 小球的电势能不可能增加
D. 小球的机械能可能增加
【答案】D
【解析】
【详解】B．带电小球受重力 mg、电场力 F，小球运动轨迹为直线，那么小球受力的合力也必定沿运动轨
迹直线斜向下，由力合成的三角形定则求合力，如图所示
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由解析图可知，当电场力 F 与小球运动轨迹直线垂直时，电场力 F 最小，场强最小，则有 F=qEmin=mgsinθ
解得
故 B 错误；
A．小球带正电，受电场力方向只能向右侧，所以电场方向不可能向左，故 A 错误；
CD．当电场力方向与速度方向夹角 为某一钝角时，如图所示
电场力做负功，小球机械能减小，电势能增加， 为锐角时，电场力做正功，小球机械能增加，电势能减
小，故 C 错误，D 正确。
故选 D。
7. 如图甲所示，足够长的木板静置于水平地面上，木板左端放置一可看成质点的物块。 时对物块施加
一水平向右的恒定拉力 ，在 的作用下物块和木板发生相对滑动， 时撤去 ，整个过程物块运动
的 图像如图乙所示。已知木板的质量 ，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩
擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 。下列说法正确的是（ ）
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A. 物块的质量为
B. 物块与木板间的动摩擦因数
C. 木板与地面间的动摩擦因数
D. 拉力
【答案】A
【解析】
【详解】BC．根据图像分析可知木板在 之前向右做匀加速直线运动，作出木板和物块运动的 图
像，如图所示
物块在 内的加速度大小
物块和木板在 内共速，加速度大小
解得 ，
故 BC 错误；
AD．由图像可知 时两者共速，物块在 内的加速度大小
木板在 内的加速度大小
内，对木板有
对物块有
解得 ，
故 A 正确，D 错误。
故选 A。
8. 如图甲所示，均匀介质中的水平面内， 、 、 为直角三角形的顶点， ， 。波
源 、 分别位于 、 两点，且均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙、丙所示。已知波源
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产生的机械波经过 传播到 点，下列说法正确的是（ ）
A. 波在介质中传播的速度为 0.2m/s
B. 波长为
C. 时， 处的质点位移为 0
D. 连线中点处为振动加强点
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由于波源 产生的机械波经过 0.3s 传播到 P 点，故波速为
故 A 错误；
B．由波长公式有
故 B 正确；
C．在 时，波源 传到 点使其振动的时间
波源 机械波带动 点的位移为零；波源 传到 点使其振动的时间为
波源 机械波带动 P 点的位移也为零，所以 C 正确；
D．AB 连线的中垂线上，因为两波源振动步调完全相反，所以振动为减弱区，故 D 错误。
故选 BC。
9. 如图所示，质量为 0.1kg 的带孔物块 A 和质量为 0.2kg 的金属环 B 通过光滑铰链用轻质细杆连接，A 套
在固定的竖直杆上且与竖直放置的轻弹簧上端相连，轻弹簧下端固定在水平横杆上，轻弹簧劲度系数
，弹簧原长 ，B 套在固定的水平横杆上。弹簧处于原长时将 A 由静止释放，弹簧
始终在弹性限度内，已知弹簧的弹性势能 （ 为弹簧的形变量）。忽略一切摩擦，重力加速度 取
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，在 A 下降的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块 A 和金属环 B 组成的系统机械能守恒
B. 在 A、B 运动过程中当图中 时，
C. B 动能最大时，B 受到水平横杆的支持力大小等于 2N
D. 弹簧弹性势能最大时， 间距离为 1cm
【答案】BC
【解析】
【详解】A．在金属环 A 下滑的过程中，弹簧逐渐压缩，对金属环 A 和物块 B 组成的系统，弹簧弹力做负
功，系统机械能减小，弹簧弹性势能增大，故 A 错误；
B．在 A、B 运动过程中当图中 时，根据速度关联关系有
即
故 B 正确。
C．在 A 下降的过程中，B 的速度先增大后减小，当其加速度为 0 时，速度最大，则此时杠对 B 的弹力为
零。根据平衡条件，可得 B 受到水平横杆的支持力大小等于其重力大小，为 2N，故 C 正确；
D．当 A 下降到最低点时，弹簧弹性势能最大，设 间距离为 ，根据能量守恒定律有
求得
故 D 错误。
故选 BC。
10. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，电阻不计，导轨间距为 ，顶端接一阻值为 的电阻。
矩形匀强磁场 I 的高为 ，匀强磁场 II 足够高，两磁场的间距也为 ，磁感应强度大小均为 、方向均垂
直纸面向里。一质量为 、电阻也为 的金属棒 置于导轨上，与导轨垂直且接触良好。将金属棒由静
止释放，运动距离为 时进入匀强磁场 I。已知金属棒进入磁场 I 和 II 时的速度相等，重力加速度为 。下
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列说法正确的是（ ）
A. 金属棒刚进入磁场 I 时其两端的电压为
B. 金属棒在磁场 II 中运动的最大速度为
C. 金属棒穿过磁场 I 的过程中，金属棒产生的热量为
D. 金属棒在磁场 I 中运动的时间为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．根据自由落体运动规律可知，金属棒刚进入磁场 I 时速度大小
则此时金属棒两端的电压
故 A 正确；
B．由题意可知，金属棒进入磁场 I 和 II 时的速度相等，金属棒在磁场 I 和 II 之间加速，则金属棒进入磁场
I 时做减速运动，故金属棒进入磁场Ⅱ时，做减速运动，由牛顿第二定律有
因为
整理得
即金属棒先做加速度减小的减速运动，再做匀速运动，因此金属棒在磁场 II 中运动的最大速度仍为 ，即
最大速度为 ，故 B 错误；
C．从金属棒开始下落到，到进入磁场 II 的过程，由能量守恒有
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联立解得
故金属棒穿过磁场 I 的过程中，金属棒产生的热量
故 C 正确；
D．金属棒离开磁场Ⅰ时的速度为 ，金属棒从离开磁场Ⅰ到刚进入磁场Ⅱ过程中有
金属棒穿过磁场Ⅰ的过程中通过的电荷量
根据动量定理
联立解得
故 D 正确。
故选 ACD。
二、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。
11. 学习小组利用距离传感器研究平抛运动的规律，实验装置如图 1 所示。某次实验得到了不同时刻小球的
位置坐标图，如图 2 所示，其中 点为抛出点，标记为 ，其他点依次标记为 。相邻点的
时间间隔均为 。把各点用平滑的曲线连接起来就是平抛运动的轨迹图。
（1）经数据分析可得小球竖直方向为自由落体运动，若根据轨迹图计算当地的重力加速度，则需要知道的
物理量为___________（单选，填下列选项字母序号），重力加速度的表达式为 ___________（用所选物
理量符号和题中所给物理量符号表示）。
A.测量第 个点到 的竖直距离
B.测量第 个点到 的水平距离
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C.测量第 个点到 的距离
（2）若测出重力加速度 ，描点连线画出 图线为过原点的一条直线，如图 3 所示，则说
明平抛运动的轨迹为抛物线。可求出平抛运动的初速度为___________m/s（结果保留 2 位有效数字）。
【答案】（1） ①. A ②.
（2）0.70
【解析】
【小问 1 详解】
[1]根据平抛运动的规律，在竖直方向是做自由落体运动，所以需要测量第 n 个点到 O 的竖直距离 。
故选 A。
[2]在竖直方向，根据
解得
【小问 2 详解】
由图 3 可知， 图线为过原点的一条直线，则有
其中 k 为定值，说明平抛运动的轨迹为抛物线。
根据平抛运动的规律，在水平方向有
在竖直方向有
联立可得
则有
由图 3 可得
可得
12. 某实验小组用如图甲所示的电路测量一电池的电动势和内阻，该电池的电动势 约为 9V、内阻 约为
。现有量程为 2.5V、内阻为 的电压表 V1，电阻箱 、 和保护电阻 ，电键 S，
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导线若干。请回答以下问题：
（1）将电压表 V1 和电阻箱 改装成量程为 10V 的新电压表 V2，电阻箱 的阻值应该调节为___________
kΩ；
（2）正确连接电路后，闭合开关 S，调节电阻箱 ，测出多组 的阻值和原电压表 V1 的示数 ，根据
实验数据，用描点法绘出 图像，如图乙所示。若将改装表 V2 视为理想电表，不考虑其分流作用，
依据图像，可得电源的电动势 ___________V，内阻 ___________ 。（结果均保留两位有效数字）
（3）若考虑改装表 V2 的分流作用，将电压表 V1 量程扩大 倍，根据甲所示电路表示电动势 ，得
___________。（用题中所给符号 表示）
【答案】（1）6 （2） ①. 8.0 ②.
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
根据串并联电路规律
解得
【小问 2 详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律有
整理可知
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根据图像可知 ，
解得 ，
【小问 3 详解】
若考虑改装表 V2 的分流作用，将电压表 V1 量程扩大 倍，可知此时改装表 V2 的总电阻为 ，根据闭合
电路欧姆定律
整理可得
13. 如图所示，绝热气缸开口向上竖直放置，其内用质量为 、横截面积为 的绝热活
塞封闭一定质量的理想气体。初始时气缸内气体的热力学温度为 300K，活塞处于 位置，与气缸底相距
。已知大气压强 ，理想气体内能 正比于热力学温度 ，活塞厚度、电热丝体
积以及活塞与气缸壁间的摩擦均不计。现通过气缸内的电热丝加热气体，活塞缓慢上升 到达 位
置，g 取 10m/s2，求：
（1）活塞到达 B 位置时气体的热力学温度为多少？
（2）若初始气体内能 ，活塞缓慢上升 过程中，气体吸收了多少热量？
【答案】（1）600K
（2）302J
【解析】
【小问 1 详解】
当活塞上升 过程，气体做等压变化，根据盖—吕萨克定律可得
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代入数据解得
【小问 2 详解】
活塞上升 过程，对活塞受力分析可知
气体对外做的功
代入数据解得
因为气体 内能 正比于温度 ，设
则
解得
内能的改变量
根据热力学第一定律
解得
14. 如图，有一平行于 轴长为 的线状粒子发射器，其中心位于 轴负半轴某处，在 间均
匀发射沿平行 轴方向速度均相同的同种粒子，粒子的电荷量为 ，质量为 。其右侧有一沿 轴正向的
匀强电场，场强为 ，宽为 。有一圆心在 半径为 的圆形匀强磁场 I，其磁感应强度为 ，方向
垂直纸面向外。第四象限 下方有垂直向里的匀强磁场 II，其磁感应强度为 。已知从 点射入圆形
磁场的粒子，刚好从圆形磁场最下端 点沿- 轴方向射出，忽略粒子的重力和粒子间的相互作用力。求：
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（1）粒子的初速度 ；
（2）发射出的粒子经过磁场 I 的最长时间与最短时间之差 ；
（3）若第四象限 的位置有一足够长的荧光屏 ，所有打在荧光屏 上的粒子均被吸收，则线
状粒子发射器同一时刻射出的粒子，最终打到荧光屏上的粒子数与总粒子数之比 。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
粒子以 速度经过电场加速后速度为 ,根据动能定理则有
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粒子以 速度由 O 进入磁场 刚好从圆形磁场最下端 点沿 方向射出，洛伦兹力提供圆周运动的向心力，
则有
由几何关系
联立以上各式解得
【小问 2 详解】
粒子在磁场 中进行磁聚焦，粒子会汇聚在 点，从圆形磁场最上端进入磁场和从最下端进入磁场的粒子时
间间隔最大，粒子圆周运动的周期
最上端粒子运动时间
最下端粒子运动时间
最大时间间隔
【小问 3 详解】
刚好在磁场 II 射到荧光屏上轨迹恰好与荧光屏相切，由几何关系 ，
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在磁场 中
最终打到荧光屏上的粒子数与总粒子数之比
15. 如图所示，光滑水平面上，一轻质弹簧的一端固定在质量为 物块 P 上，另一端与质量为
物块 Q 接触，但未拴接，轻质弹簧处于原长。现使物块 P 以 初速度向左运动，碰撞
过程中弹簧始终处于弹性限度内，Q 与弹簧分离后，滑上半径 的光滑半圆弧轨道，A 为轨道的最
低点，B 为轨道的最高点。弹簧劲度系数为 ，弹簧弹性势能 为弹簧形变量，
取重力加速度 ，求：
（1）物块 Q 与弹簧分离时的速度大小；
（2）物块 Q 离开半弧轨道后落地点与最低点 A 之间的水平距离 L；
（3）若物块 P 运动时开始计时，经 0.03s 弹簧压缩到最短，则物块 P 从开始运动到弹簧压缩最短时，物块
P 的位移大小。
【答案】（1）2m/s
（2）0 （3）0.07m
【解析】
【小问 1 详解】
P 与 Q 从压缩弹簧到分开过程，由动量守恒得
由能量守恒得
解得
【小问 2 详解】
物块 Q 从 A 到 B 过程,根据动能定理，有
解得
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小球在 B 点前脱离轨道物块 Q 在轨道 C 点恰好分离,根据牛顿第二定律，有
由 A 到 C 过程，根据动能定理，有
解得 ，
假设物块 Q 能落到水平面水平方向，有
竖直方向，有
解得
由
可得
物块 Q 恰好落到 A 点。
【小问 3 详解】
物块 P 与弹簧接触到最短动量守恒
乘 得
可得
压缩到最短时，根据动量守恒，有
根据能量守恒，有
位移间的关系为
联立解得
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