2025届山西省吕梁市高三下学期第二次模拟考试物理试卷（解析版）

这是一份2025届山西省吕梁市高三下学期第二次模拟考试物理试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了4m等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 如图甲所示是利用干涉技术检测材料表面缺陷的原理示意图，图乙为某种单色光下观测到的图样，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中上板是待检查的光学元件，下板是标准样板
B. 若换用波长更长的单色光，其他条件不变，则图乙中的干涉条纹变密
C. 若出现图丙中弯曲干涉条纹，说明被检查的光学元件表面上有凹陷
D. 稍微减小薄片的厚度，则图乙中的干涉条纹变密
【答案】C
【解析】A．图甲中上板是标准样板，下板是待检查的光学元件，A错误；
B．两条相邻亮条纹间距，其中为波长，是空气劈的顶角
因此换用波长更长的单色光，其他条件不变，相邻亮条纹间距变大，则图乙中的干涉条纹变疏，B错误；
C．若出现图丙中弯曲的干涉条纹，由于向左弯曲，说明弯曲部分的空气膜的厚度与右侧相同，即被检查的光学元件表面上有凹陷，C正确；
D．稍微减小薄片的厚度，则减小，相邻亮条纹间距变大，则图乙中的干涉条纹变疏，D错误。
故选C。
2. 某物体在一竖直向上的恒定拉力作用下从地面由静止开始竖直向上运动，经过4s到达距离水平地面40m高度处，此时撤掉拉力。不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A. 物体前4s内的加速度大小为
B. 物体在4s末的速度大小为20m/s
C. 物体上升过程中距离地面的最大高度为40m
D. 物体从开始运动到落回地面的总时间为
【答案】B
【解析】A．物体做匀加速运动，则有
解得
A错误；
B．由速度公式得
B正确；
C．由位移与速度关系公式得
代入数据解得
所以物体上升过程中离地面的最大高度
C错误；
D．从撤掉拉力到运动至最高点的过程中，由
解得
从最高点落回地面的过程中，，
代入得
故从开始运动到落回地面的总时间
D错误。
故选B。
3. 如图所示，A、B两点各固定一个电荷量为的点电荷，C点固定一个电荷量为的点电荷，AB连线与CD连线相互垂直平分，O点为交点，，下列说法正确的是（ ）
A. O点的场强大于D点的场强，O点的电势大于D点的电势
B. O点的场强大于D点的场强，O点的电势小于D点的电势
C. O点的场强小于D点的场强，O点的电势大于D点的电势
D. O点场强小于D点的场强，O点的电势小于D点的电势
【答案】B
【解析】根据同种等量正电荷的电场分布规律可知，处的两电荷在点的场强矢量和为0，设两点间的距离为，所以点的场强等于点处的电荷在点产生的场强
处的两电荷在点产生的场强大小相等，夹角为120°，所以A、处的两电荷在处的合场强大小
方向由指向，点处的电荷在点处的场强大小为
方向由指向，故三个电荷在D点处的合场强的矢量和为0，所以点处场强大于点处场强；
、之间合场强方向由指向，根据沿着电场强度方向，电势不断减少，可知点的电势小于点的电势。
故选B。
4. 如图所示为某小型交流发电机的示意图，电阻不计的N匝矩形线圈绕垂直匀强磁场的轴以角速度匀速转动，穿过线圈磁通量的最大值为。发电机输出端连接理想变压器，原、副线圈匝数分别为，副线圈连接定值电阻R，则变压器原线圈中电流的有效值为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设匀强磁场的磁感应强度大小为，线圈面积为，则
设变压器原，副线圈上电压的有效值为，则有
因为
联立解得
故D正确。
5. 太阳耀斑爆发是一种发生在太阳大气层中的剧烈太阳活动，2024年5月8日，太阳发生两次X射线强耀斑。若太阳辐射到地球表面的效率为，地球表面探测仪正对太阳的面积为S，探测仪到太阳中心的距离为L，探测仪单位时间内探测到X射线的光子数为n。已知普朗克常量为h，X射线波长为，光速为c，太阳均匀地向各个方向辐射X射线，则太阳辐射X射线的总功率为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】一个X射线的光子能量为，探测器单位时间内探测到的X射线的总能量为
单位时间内探测到的X射线的光子数为，有
解得
故选B。
6. 2020年“天问一号”在火星上首次留下了中国印迹，首次实现了通过一次任务完成火星环绕、着陆和巡视三大目标。已知火星的半径为R，自转周期为T，若测得在时间t内，摆长为L的单摆在火星两极处可完成n次全振动，则在相同时间t内，该单摆在火星赤道处可完成全振动的次数为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】在两极处，设重力加速度为，单摆的周期为
根据单摆周期公式
联立可得
在赤道处，设重力加速度为，单摆的周期为
根据单摆周期公式
联立可得
根据
联立解得
故选A。
7. 某趣味竞技小组设计了一种比赛规则：参赛者站在离得分区域边界一定的距离外将石块斜向上抛出，石块落地碰撞瞬间认为竖直方向速度减为零，水平方向速度减小，落地后石块滑行一段距离，最终停在得分区域某位置并判断得分。如图所示，某同学比赛时在距地面的高度以大小，方向与水平地面成的初速度将石块斜向上抛出，已知出手点距得分区域边界AB的水平距离，每个得分区域的宽度，石块与水平地面间的动摩擦因数，石块与地面碰撞前、后动能的比值为，重力加速度大小g取，，，不计空气阻力，石块轨迹所在平面与边界AB垂直，则石块最终停止的位置为（ ）
A. 6分区域B. 8分区域
C. 9分区域D. 7分区域
【答案】D
【解析】石块竖直方向上的初速度为
石块在竖直方向上减速到0，然后做自由落体运动，设竖直向上为正方向，则有
代入数据解得
石块抛出的水平初速度为
所以从抛出到落地石块的水平位移为
从抛出到落地根据动能定理有
解得落地瞬间的动能
根据
可得与地面碰撞后的动能，
解得滑行的初速度
石块滑行的加速度大小
滑行的距离
则有
所以石块最终停在7分区域。
故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一列简谐横波沿x轴传播，如图甲所示为该简谐横波在时的波形图，如图乙所示为坐标原点处质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A. 该简谐横波的波速为1m/s
B. 该简谐横波沿x轴正方向传播
C. 0~7s内，处的质点经过的路程为40cm
D. 时处的质点位移为20cm
【答案】AD
【解析】A．由图甲可得，由图乙可得，所以该简谐横波的传播速度为
故A正确；
B．在时刻坐标原点处的质点在轴负方向向下振动，根据“同侧法”可判断该简谐横波沿轴负方向传播，故B错误；
C．内，因为，由简谐运动规律可知质点恰好位于半个振幅处，则的质点路程
故C错误；
D．因为，则4s时的质点处于波峰位置，位移为20cm，故D正确。
故选AD。
9. 质量相等的物块A、B用轻质弹簧连接，质量为m的小球P用轻质细绳通过理想定滑轮C与物块A相连，小球P右侧通过轻质细绳拴在D点，整个系统在如图所示位置处于静止状态，物块B和水平地面之间恰好没有弹力。已知绳DP长为L，，重力加速度为g，不计一切摩擦。现将小球P托至与C、D两点等高的水平线上，此时两轻绳恰好伸直，则小球P从静止释放至运动到图示位置的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球P处于超重状态
B. 物块A的质量为0.4m
C. 轻质弹簧的劲度系数为
D. 小球P运动到图示位置时的速度大小为
【答案】BD
【解析】A．小球P向下加速运动，处于失重状态，A错误；
B．根据平衡条件可得，且，解得
B正确；
C．物块A上升的高度
则弹簧的劲度系数
C错误；
D．小球P运动到图示位置时和物块A速度大小相等，即，根据机械能守恒定律，可得
根据几何关系易得，解得
D正确。故选BD。
10. 威尔逊云室是显示高能带电粒子径迹的装置。为更好地研究带电粒子的径迹，某研究小组设计的磁场分布如图所示，在坐标xOy平面（纸面）的一、四象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一比荷为的带正电的粒子从坐标为的P点以大小为的速度垂直y轴射入磁场，若粒子进入磁场后受到了与速率成正比、与速度方向相反的阻力，观察发现该粒子轨迹呈螺旋状并与y轴相切于Q点（未画出）。不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子由P点运动到Q点的时间为
B. 粒子由P点运动到Q点的时间为
C. Q点的纵坐标为L
D. Q点的纵坐标为
【答案】AC
【解析】AB．粒子的运动轨迹如图所示
根据洛伦兹力提供向心力有
可得
即角速度为一定值，又可知粒子与磁场左边界相切时转过的弧度为，则有
故A正确，B错误；
CD．取一小段时间，设水平方向速度为，竖直方向速度为，对粒子在方向上列动量定理
两边同时对过程求和
得
即
其中
则
结合得
所以点纵坐标为
故C正确，D错误。
故选AC
三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要答题步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用插针法测量平行玻璃砖的折射率，进行了如下操作：用图钉把白纸固定在木板上；在白纸上画一条直线a，并在直线a上方插上两根大头针；在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一条长边与直线a对齐，并画出另一条长边的对齐线；眼睛在的一侧透过玻璃砖观察两个大头针并调整视线方向，使的像被的像挡住，然后在眼睛这一侧插上大头针，使挡住的像，再插上，使挡住的像和；移去玻璃砖，拔去大头针。
（1）大头针的位置如图甲所示，请在图甲中画出光路图。
（2）实验中测出了多组入射角与折射角，并作出了图像如图乙所示，则实验时，光线是由______（选填“空气”或“玻璃”）射入______（选填“空气”或“玻璃”）；该玻璃的折射率为______。
（3）若该同学画出直线a后，放玻璃砖时稍微向上了一些，但玻璃砖长边仍然和a平行，导致直线画到如图丙所示的虚线位置，而在作光路图时直线a仍为开始所画的，则所测得的折射率与真实值相比将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1） （2）玻璃 空气 1.5 （3）偏大
【解析】【小问1详解】
根据题意，画出的光路图如图所示。
【小问2详解】
[1][2][3]由图像可知，所以光线是由玻璃射入空气；由折射定律可知，该玻璃的折射率为
【小问3详解】
根据题意，所作光路图如图所示，由图可知
入射角i不变，折射角r偏小，根据折射定律可知，所测得的折射率将偏大。
12. 某实验小组欲通过实验间接测量如图甲所示的一段粗细均匀、中空的圆柱形导体中空部分的直径大小，其横截面和中空部分横截面均为圆形。
（1）该实验小组先用螺旋测微器测得这段导体横截面的直径D如图乙所示，则直径______，然后又测得该导体的长度为L。
（2）该实验小组接着用欧姆表“×1”挡粗测这段导体两端面之间的电阻值，示数如图丙所示，对应的读数是______Ω。
（3）然后该实验小组设计了如图丁所示的实验电路，用伏安法较精确地测量这段导体两端面之间的电阻值。该小组在坐标纸上建立U、I坐标系，利用测量数据描点并绘制出如图戊所示的图线，由图像得到金属丝的阻值____（保留2位有效数字），测量结果比真实值偏______（选填“大”或“小”）。
（4）查阅资料得到这段导体材料的电阻率为，则中空部分直径______。（用D、L、R、表示）。
【答案】（1）4.486##4.485##4.487
（2）5.0##5 （3）4.5##4.4##4.6 小
（4）
【解析】【小问1详解】
螺旋测微器的读数为，因存在读数误差，则在范围内均可。
【小问2详解】
欧姆表的读数是5.0Ω
【小问3详解】
[1]根据图像可知图线斜率为4.5，所以金属丝的阻值，因存在读数误差，则在范围内均可。
[2]因为电压表的分流，则电阻的测量结果比真实值小。
【小问4详解】
根据电阻定律，其中
解得
13. 密闭实验箱中有一内壁光滑、开口朝下且容积为的薄壁圆柱形导热汽缸，汽缸开口处有一带阀门的轻质且厚度不计的活塞，汽缸示意图如图所示。已知汽缸内封闭的理想气体的初始压强为，初始温度为300K。现将密闭实验箱中的压强缓慢降至，该过程中温度保持不变。
（1）为了使活塞在开口处保持静止，求需从阀门抽出初始状态下气体的体积；
（2）若抽气后将汽缸内气体温度缓慢降为270K，求汽缸内剩余的气体与该气体在压强为、温度为300K状态下的体积比。
【答案】（1）
（2）
【解析】（1）由玻意耳定律可得
设抽掉的气体占原来气体的比率为k
由数学关系可得
则抽掉汽缸原有的气体体积
解得
（2）温度与压强降低后，设汽缸内气体压强为，体积为
由盖-吕萨克定律可得
代入数据解得
汽缸内剩余气体与该气体在压强、温度为300K状态下的体积比
解得
14. 如图所示，一对半径均为r的光滑竖直圆弧型金属导轨，其右端与一对足够长平行且光滑的水平金属导轨平滑连接成固定轨道，水平导轨的右端接入阻值为R的电阻，且水平导轨处于竖直向下的匀强磁场中。现有一质量为m、长度为L、电阻为的导体棒从圆弧轨道上高处由静止释放，若已知固定导轨间的距离为L，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，金属导轨电阻忽略不计，运动过程中导体棒始终与导轨垂直且接触良好。求：
（1）导体棒恰好到达圆弧导轨底端时对轨道的压力大小；
（2）整个过程中，电阻R上产生的焦耳热；
（3）整个过程中，导体棒在水平轨道上向右运动的距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
由机械能守恒定律得
解得
根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，导体棒刚到达圆弧导轨底端时对轨道的压力大小为
【小问2详解】
根据能量守恒定律，回路产生的总热量
电阻R上产生的焦耳热为
联立解得
【小问3详解】
整个过程中，通过导体棒的电荷量
以向右为正方向，根据动量定理可得
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路的欧姆定律可得通过R的电流
联立解得导体棒在水平轨道上向右移动的距离
15. 如图所示，处于竖直平面内的轨道，由圆心为的圆形轨道CD、圆心为的细圆管轨道DE、水平直轨道GF组成，各段轨道均光滑且各处平滑连接，C和D为轨道间的相切点，点E、圆心处于同一竖直线上，圆心连线与竖直方向夹角，C、F、G处于同一水平面上，GC之间静止着两个小滑块A、B，，，两滑块间夹有少量炸药。在轨道末端G的左侧光滑水平轨道GH上，紧靠着质量、长度的长木板，长木板上表面和水平轨道GH左侧光滑直轨道均与直轨道GF平齐，长木板与H端碰后瞬间会被立刻锁定。点燃炸药后，A、B分离瞬间滑块A获得向左的速度，两滑块都可以看成质点，炸药的质量忽略不计，爆炸的时间极短，爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上，已知轨道CD和DE的半径均为R，滑块A与长木板间的动摩擦因数为，水平轨道GH长，，，不计空气阻力，重力加速度g取。

（1）求滑块A到达H端时的动能；
（2）若滑块B能够到达E点，求半径R的最大值；
（3）若半径，已知滑块B每次与直轨道GF碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半，求经过多少次碰撞后滑块B反弹的高度小于0.01m。
【答案】（1）
（2） （3）4次
【解析】【小问1详解】
若滑块A与长木板能共速，由动量守恒定律得
解得
对滑块A有
解得
由于，长木板运动到H端时未共速，所以滑块A到达H点时，由动能定理有
解得
【小问2详解】
爆炸过程由动量守恒定律得：
解得
若满足滑块B恰好能到达E点，则有
解得
若满足滑块B恰好能过D点而不掉落，则有
从C点到D点有
联立解得
所以半径R最大值
【小问3详解】
滑块B离开E点在竖直方向做自由落体运动，设它第一次落到直轨道GF时沿竖直方向的速度大小为，则
第1次反弹高度
根据题设条件，滑块B第n次反弹后上升的高度
当时，