2025-2026学年山西省忻州市高三第二次模拟考试物理试卷（含答案解析）

这是一份2025-2026学年山西省忻州市高三第二次模拟考试物理试卷（含答案解析），共21页。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、在光滑的水平桌面上有两个质量均为m的小球，由长度为2l的拉紧细线相连．以一恒力作用于细线中点，恒力的大小为F，方向平行于桌面．两球开始运动时，细线与恒力方向垂直．在两球碰撞前瞬间，两球的速度在垂直于恒力方向的分量为 （ ）
A．B．C．D．
2、将某劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端用100N的力来拉，弹簧的伸长量为10cm；若对该弹簧两端同时用50N的力反向拉时，弹簧的伸长量为ΔL。则（ ）
A．k=10N/m，ΔL=10cm
B．k=100N/m，ΔL=10cm
C．k=200N/m，ΔL=5cm
D．k=1000N/m，ΔL=5cm
3、如图，在xy坐标系中有圆形匀强磁场区域，其圆心在原点O，半径为L，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向外。粒子A带正电，比荷为，第一次粒子A从点（－L，0）在纸面内以速率沿着与x轴正方向成角射入磁场，第二次粒子A从同一点在纸面内以相同的速率沿着与x轴正方向成角射入磁场，已知第一次在磁场中的运动时间是第二次的2倍，则
A．B．
C．D．
4、如图，半径为d的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场垂直圆所在的平面。一带电量为q、质量为m的带电粒子从圆周上a点对准圆心O射入磁场，从b点折射出来，若α=60°，则带电粒子射入磁场的速度大小为（ ）
A．B．
C．D．
5、如图所示，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则（ ）
A．θ=120°
B．θ＞120°
C．θ＜120°
D．不论θ为何值，AO总是先断
6、电容为C的平行板电容器竖直放置，正对面积为S，两极板间距为d，充电完成后两极板之间电压为U，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为。如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d，下列说法正确的是（ ）
A．电容变为原来的两倍B．电场强度大小变为原来的一半
C．电场能变为原来的两倍D．外力做的功大于电场能的增加量
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，光滑绝缘的圆形管状轨道竖直放置，管道中央轨道半径为R，管道内有一质量为m、带电荷量为+q直径略小于管道内径的小球，空间内存在方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为B，方向水平向里，电场的电场强度大小（g为重力加速度），方向竖直向上。现小球从轨道的最低点沿轨道方向以大小为v0的初速度水平射出，下列说法正确的是（ ）
A．无论初速度的方向向右还是向左，小球在运动中对轨道的作用力都不可能为0
B．小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下
C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，受到的洛伦兹力大小可能为，方向竖直向下
D．若初速度方向向左，小球在最低点和轨道水平直径右端时，对轨道外侧有压力，且压力差大于mg
8、2019年10月5日2时51分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“高分十号”地球同步卫星发射升空。一般发射地球同步卫星要经过两次变轨才能进入地球同步轨道。如图所示，先将卫星送入较低的圆轨道Ⅰ，经椭圆轨道Ⅲ进入地球同步轨道Ⅱ。已知“高分十号”卫星质量为m卫，地球质量为m地，轨道Ⅰ半径为r1，轨道Ⅱ半径为r2，A、B为两轨道的切点，则下列说法正确的是（ ）
A．“高分十号”在轨道Ⅰ上的运行速度大于7.9km/s
B．若”高分十号”在轨道I上的速率为v1：则在轨道II上的速率v2=v1
C．在椭圆轨道上通过B点时“高分十号”所受万有引力小于向心力
D．假设距地球球心r处引力势能为Ep=－则“高分十号”从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ，其机械能增加了－
9、如图所示。有一束平行于等边三棱镜横截面ABC的红光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角，E．F分别为边AB．BC的中点，则（ ）
A．该三棱镜对红光的折射率为
B．光在F点发生全反射
C．从F点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为
D．若改用紫光沿相同角度从E点入射，则出射点在F点左侧
10、一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g．这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中( )
A．物体克服重力做功0.9 mgH
B．物体克服摩擦力做功0.6 mgH
C．物体的动能损失了1.5 mgH
D．物体的重力势能增加了mgH
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
(1)图甲为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法正确的是__________。
A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位
B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位
C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位
D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位
(2)用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图乙所示。
A．若所选挡位为直流10mA挡，则示数为__________mA。
B若所选挡位为直流50V挡，则示数为__________V。
(3)用表盘为图乙所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻。在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序写出步骤的序号__________。
A．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点 B把选择开关旋转到“×100”位置
C．把选择开关旋转到“×1k”位置 D．将红表笔和黑表笔接触
(4)某小组同学们发现多用电表欧姆挡的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图丙所示的几种图象，其中可能正确的是________
12．（12分）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。
根据所学的知识回答下列问题：
(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端；
(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；
(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm；
(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为、，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为________（用以上相关物理量的字母表示）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如图，在真空室内的P点，能沿纸面向各个方向不断发射电荷量为+q，质量为m的粒子(不计重力)，粒子的速率都相同．ab为P点附近的一条水平直线，P到直线ab的距离PC=L，Q为直线ab上一点，它与P点相距PQ=L．当直线ab以上区域只存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场时，水平向左射出的粒子恰到达Q点；当ab以上区域只存在平行该平面的匀强电场时，所有粒子都能到达ab直线，且它们到达ab直线时动能都相等，其中水平向左射出的粒子也恰好到达Q点．已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
(1)a粒子的发射速率
(2)匀强电场的场强大小和方向
(3)仅有磁场时，能到达直线ab的粒子所用最长时间和最短时间的比值
14．（16分）学校组织趣味运动会，某科技小组为大家提供了一个寓教于乐的游戏.如图所示，磁性小球在铁质圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔性一样，小球旋转一周后在C点脱离轨道，投入左边内轨的某点上，已知竖直圆弧轨道由半径为2R的左半圆轨道AB和半径为R的右半圆轨道BC无缝对接，A、B点处于竖直线上，可看成质点、质量为m的小球沿轨道外侧做圆周运动，已知小球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小恒为F，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。
(1)若小球在A点的速度为，求小球在该点对轨道的弹力；
(2)若磁性引力F可调整，要使小球能完成完整的圆周运动，求的最小值；
(3)若小球从最高点开始沿轨道外侧运动，最后从C点抛出落到左侧圆轨道上（球脱离轨道后与轨道的引力消失），问小球能否落在与右边小圆圆心等高处？如果不能，求出小球的落点与O点的最短竖直距离。
15．（12分）如图所示，质量m1=0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=2.0m，现有质量m2=0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，求
（1）物块在车面上滑行的时间t；
（2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v不超过多少？
（3）物块仍以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，要使物块从小车右端滑出，则物块刚滑上小车左端时需加一个至少多大的水平恒力F?
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、B
【解析】
以两球开始运动时细线中点为坐标原点，恒力F方向为x轴正方向建立直角坐标系如图1，设开始到两球碰撞瞬间任一小球沿x方向的位移为s，根据对称性，在碰撞前瞬间两球的vx、vy、v大小均相等，对其中任一小球，在x方向做初速度为零的匀加速直线运动有：；； ；细线不计质量，F对细线所做的功等于细线对物体所做的功，故对整体全过程由动能定理有：F（s+l）=2×mv2 ；由以上各式解得： ，故选B．
2、D
【解析】
弹簧上的弹力为100N，伸长量
由F=kx得
用50N力拉时
故选D。
3、B
【解析】
粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示：
，
根据洛伦兹力提供向心力有：
则粒子做匀速圆周运动的半径为：
根据几何知识可知BOCO1以及BODO2为菱形，所以
∠1=180°-（90°-α）=90°+α
∠2=180°-（90°+β）
根据题意可知∠1=2∠2，所以得到
α+2β＝90°＝ 。
A．，与结论不相符，选项A错误；
B．，与结论相符，选项B正确；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
4、B
【解析】
由几何关系可知，粒子运动的轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力可知
可得
故选B。
5、C
【解析】
以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图．
根据对称性可知，BO绳与CO绳拉力大小相等．由平衡条件得：FAO=2FBOcs，当钢梁足够重时，AO绳先断，说明FAO＞FBO，则得到2FBOcs＞FBO，解得：θ＜120°，故C正确，ABD错误。
6、C
【解析】
A．极板间距变为原来两倍，根据可知电容减半，A错误；
B．电荷量和极板正对面积不变，则
电场强度大小不变，B错误；
C．当开关断开后，电容器极板的电荷量Q不变，根据
电容减半，两极板间电压加倍，根据
可知，电场能加倍，C正确；
D．电路断开，没有电流和焦耳热产生，极板的动能不变，则外力做的功等于电场能的增加量，D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、BD
【解析】
A．小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，当小球向右射出且
得
此时小球对轨道的作用力为0，故A错误；
B．若小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下时，小球受重力和电场力的合力为，方向竖直向上，小球在竖直方向上的合力为0，由洛伦兹力提供向心力，故B正确；
C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向右射出时，在最高点则有
得
由动能定理有
即
两式不相符，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向左射出时，在最高点则有
得
不可能，故C错误；
D．若初速度方向向左，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力竖直向下，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，则在最低点小球对轨道外侧有压力，当小球运动到轨道水平直径右端时，小球受到的洛伦兹力水平向右，由于小球做圆周运动，由洛伦兹力与轨道对小球的弹力的合力提供向心力，则小球对对轨道外侧有压力，在最低点有
在轨道水平直径右端时有
由动能定理得
得
由于，则
则
故D正确。
故选BD。
8、BD
【解析】
A ．第一宇宙速度为7.9km/s，绕地球做圆周运动的轨道半径等于地球的半径，根据万有引力提供向心力则有
可得
知轨道半径越大，线速度越小，所以“高分十号”卫星在轨道Ⅰ上的运行速度小于7.9km/s，故A错误；
B．根据 可得“高分十号”卫星在轨道I上的速率为
在轨道II上的速率为
联立解得
故B正确；
C．由于“高分十号”卫星需要在点从椭圆轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，卫星在点需加速，所以“高分十号”卫星在椭圆轨道Ⅲ上通过B点时，万有引力大于向心力，故C错误；
D．“高分十号”卫星在轨道Ⅰ上的机械能
在轨道Ⅱ上的机械能
则机械能增加量
故D正确；
故选BD。
9、AC
【解析】
A．如图所示，作两界面法线相交于D点，在AB界面，由几何知识知，入射角为，折射角为，所以
故A正确；
B．光在BC界面上人射角为，则
即临界角
则在BC面上不会发生全反射，故B错误；
C．分析知BC面上折射角为，入射光线与出射光线相交于G点，，，则
，，
则
所以从F点出射的光束与入射到E点的光束的夹角为，故C正确；
D．紫光频率比红光频率大，棱镜对紫光的折射率大，若改用紫光沿相同角度从E点人射，则出射点在F点右侧，D错误。
故选AC。
10、CD
【解析】
AD. 重力势能的增加量等于克服重力做的功mgH，故重力势能增加了mgH，故A错误，D正确；
B. 物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：mgsin37°+f=ma，解得摩擦力大小：f=0.3mg，物体克服摩擦力做功：Wf=0.3mg×=0.5mgH，故B错误；
C．物体上滑过程,根据牛顿第二定律,得合外力大小为F合=ma=0.9mg，根据动能定理得：△Ek=−F合=−1.5mgH，故物体的动能减少了1.5mgH，故C正确．
故选CD。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、ACD 4.80 BDA 24.0 A
【解析】
(1)灵敏电流计G与分流电阻并联可以改装成电流表，与分压电阻串联可以改装成电压表，与滑动变阻器、电源一起可以改装成欧姆表，分析图示电路图答题；
(2)根据电流表量程确定其分度值，然后根据指针位置读出其示数；欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数；
(3)用欧姆表测电阻要选择合适挡位使指针指在中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零；
(4)根据闭合电路欧姆定律求出I-Rx以及的表达式，进而选择图象即可。
【详解】
(1) 由图示电路图可知，当开关置于2位置时多用电表是欧姆表，A与内置电源负极相连，A为红表笔，B与内置电源正极相连，B为黑表笔；
A项：由图示电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，故A正确；
B、C项：由图示电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，故B错误，C正确；
D项：由图示电路图可知，当S接触点3时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，故D正确。
故应选：ACD；
(2) A、若所选挡位为直流50mA挡，由图乙所示可知，示数为4.80mA；
B、若所选挡位为直流50V挡，则示数为24.0V；
(3) 用多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，
首先要把选择开关置于×100挡位位置，然后进行欧姆调零，把红黑表笔短接，
调节欧姆调零旋钮使指针指针欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是：BDA；
(4) 设欧姆表内电池电动势为E，内阻为r，电流表内阻与调零电阻的和为Rg，则有：
，则I-Rx图象是双曲线的一条，随着Rx的增大，I减小，
上式的倒数 ，可知 是线性函数，Rx=0时， 且有最小值， 随着Rx的增大而增大。
故应选：A。
本题考查了多用电表结构、多用电表读数与欧姆表的使用方法，知道电流表。电压表与欧姆表的改装原理是解题的前提，分析清楚图示电路结构、掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。
12、取下 左 远大于 0.555
【解析】
(1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。
(2)[3]只有当M远大于m时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足M远大于m时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。
(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm，游标尺示数为
11×0.05mm=0.55mm
则挡光片的宽度
d=5mm+0.55mm=5.55mm
即为0.555cm。
(4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即
W=mgL
小车通过光电门1时的速度
小车通过光电门2时的速度
小车通过两光电门的过程中动能的变化量
验证动能定理的关系式应为
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、（1）粒子发射速度为
（2）电场强度的大小为
（3）粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值
【解析】
（1）设粒子做匀速圆周运动的半径R，过O作PQ的垂线交PQ于A点，如图三所示：
由几何知识可得

代入数据可得粒子轨迹半径
洛仑磁力提供向心力
解得粒子发射速度为
（2）真空室只加匀强电场时，由粒子到达直线的动能相等，可知为等势面，电场方向垂直向下．
水平向左射出的粒子经时间t到达Q点，在这段时间内


式中
解得电场强度的大小为
（3）只有磁场时，粒子以O1为圆心沿圆弧PD运动，当圆弧和直线相切于D点时，粒子速度的偏转角最大，对应的运动时间最长，如图四所示．据图有
解得
故最大偏转角
粒子在磁场中运动最大时长
式中T为粒子在磁场中运动的周期．
粒子以O2为圆心沿圆弧PC运动的速度偏转角最小，对应的运动时间最短．据图四有
解得
速度偏转角最小为
故最短时长
因此，粒子到达直线ab所用最长时间和最短时间的比值

点睛：此题是关于带电粒子在电场及磁场中的运动问题；掌握类平抛运动的处理方向，在两个方向列出速度及位移方程；掌握匀速圆周运动的处理方法，确定好临界状态，画出轨迹图，结合几何关系求解.
14、（1）F，方向竖直向下；（2）；（3）不能，
【解析】
（1）设在A点轨道对小球向上的弹力大小为FN，由牛顿第二定律得
代入数据得
FN=F
由牛顿第三定律得，小球在A点对轨道的弹力大小为F，方向竖直向下
（2）要使小球能完成完整的运动，只需在B点不脱轨即可。当vA=0时，到达B处速度最小，由动能定理得
当小球处于半径为R的轨道最低点B时，小球更容易脱落，则
所以
当FN=0时，磁性引力最小，故
（3）小球能沿轨道运动到C点，设vA=0，则从A到C的过程中有
得
若小球落到与右边小圆圆心等高处，设从C点以速度v0平拋，则竖直方向有
水平方向有
得水平速度
因为，故小球不可能落在与右边小圆圆心等高处，当时，落点与O点的竖直距离最近
水平方向有
竖直方向有
且
解得
故
小球的落点与O点的竖直距离最小为
15、（1）；（2）；（3）F＞1.47N
【解析】
（1）设共速时速度为v1 ，对物块与小车，由动量守恒得
对小车，由动量定理得
解得：；
（2）物块不从小车右端滑出，则在末端共速，设共同速度为v2，对物块与小车组成的系统，由动量守恒得
再由能量守恒得：
解得：，即物块划上小车左端的速度不能超过；
（3）设恰好能使物块滑出小车的拉力为F，由题意，物块应在小车末端共速
对物块，由牛顿第二定律得：
对小车：由牛顿第二定律得：
由运动学，共速有：
由位移关系，得：
综上各式，解得：F=22/15≈1.47N 即当F＞1.47N时物块可以滑出小车