2026-2027学年山西省忻州市高三最后一卷物理试卷（含答案解析）

这是一份2026-2027学年山西省忻州市高三最后一卷物理试卷（含答案解析）
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其它答案标号。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、2024年我国或将成为全球唯一拥有空间站的国家。若我国空间站离地面的高度是同步卫星离地面高度的，同步卫星离地面的高度为地球半径的6倍。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站绕地球做圆周运动的周期的表达式为（ ）
A．
B．
C．
D．
2、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为，现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（ ）
A．质量为2m的木块受到四个力的作用
B．当F逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断
C．当F逐渐增大到1.5时，轻绳还不会被拉断
D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为
3、如图所示，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为m1和m2且m1≠m2，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。则（ ）
A．轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关
B．轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关
C．轻绳拉力的小与两物体的质量m1和m2有关
D．若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小不变
4、如图所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧．二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好等于等高处平衡．已知，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为
A．3:4B．3:5C．4:5D．1:2
5、图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数与副线圈匝数之比为10：1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦交流电，电阻，与电容器连接成如图所示的电路，其中电容器的击穿电压为8V，电表均为理想交流电表，开关S处于断电状态，则（ ）
A．电压表的读数为10V
B．电流表的读数为0.05A
C．电阻上消耗的功率为2.5W
D．若闭合开关S，电容器会被击穿
6、如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是（ ）
A．A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
B．C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
C．A→B过程中气体吸收的热量大于B→C过程中气体放出的热量
D．A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功
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、如图所示是导轨式电磁炮的原理结构示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放炮弹。炮弹可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。内阻为r可控电源提供的强大恒定电流从一根导轨流入，经过炮弹，再从另一导轨流回电源，炮弹被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在炮弹所在位置始终可以简化为磁感应强度为B的垂直平行轨道匀强磁场。已知两导轨内侧间距L，炮弹的质量m，炮弹在导轨间的电阻为R，若炮弹滑行s后获得的发射速度为v。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．a为电源负极
B．电磁炮受到的安培力大小为
C．可控电源的电动势是
D．这一过程中系统消耗的总能量是
8、如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平地面上，小车的右端固定着竖直挡板，挡板与弹簧右端相连，弹簧的左端连接质量为m的木块。弹簧处于原长状态，木块与小车间的滑动摩擦因数为μ。从某时刻开始给小车施加水平向右的外力F，外力F从零开始缓慢均匀增大，当F增大到2μ(m+M)g时保持大小不变。弹簧一直处于弹性限度内，木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列各种说法中正确的是（ ）
A．木块所受的摩擦力先均匀增大，后保持不变
B．当弹簧产生弹力时，外力F的大小为μ(m+M)g
C．在外力F从零达最大的过程中，静摩擦力和弹簧对木块所做的功相等
D．在外力F从零达最大的过程中，弹簧获得的弹性势能等于系统获得的内能
9、如图所示，轻弹簧一端固定在O点，另一端连接在一个小球上，小球套在光滑、水平的直杆上，开始时弹簧与杆垂直且处于原长。现给小球一个水平向右的拉力F，使小球从杆上A点由静止开始向右运动，运动到B点时速度最大，运动到C点时速度为零。则下列说法正确的是（）
A．小球由A到B的过程中，拉力做的功大于小球动能的增量
B．小球由B到C的过程中，拉力做的功大于弹簧弹性势能的增量
C．小球由A到C的过程中，拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量
D．小球由A到C的过程中，小球所受合力的功先减小后增大
10、某列简谐横波在t1＝0时刻的波形如图甲中实线所示，t2＝3.0s时刻的波形如图甲中虚线所示，若图乙是图甲a、b、c、d四点中某质点的振动图象，则正确的是________
A．这列波的周期为4s
B．波速为0.5m/s
C．图乙是质点b的振动图象
D．从t1＝0到t2＝3.0s这段时间内，质点a通过的路程为1.5m
E.t3＝9.5s时刻质点c沿y轴正方向运动
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）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，某同学设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块位于水平桌面上的O点时，重物B刚好接触地面，不考虑B反弹对系统的影响。将A拉到P点，待B稳定后，A由静止释放，最终滑到Q点。测出PO、OQ的长度分别为h、s。
（1）实验开始时，发现A释放后会撞到滑轮，为了解决这个问题，可以适当________（“增大”或“减小”）重物的质量。
（2）滑块A在PO段和OQ段运动的加速度大小比值为__________。
（3）实验得A、B的质量分别为m、M，可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为_______（用m、M、h、s表示）。
12．（12分）在“验证机械能守恒定律”的实验中：
A． B． C． D．
(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中操作最规范的是________.
(2)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是_______．(填字母代号)
(3)若实验中所用重锤的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为S1、S2、 S3、 S4，当地的重力加速度为g.本实验所用电源的频率为f.从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=_____________，重锤动能增加量ΔEk=____________________．在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．
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）如图所示，质量m1=1kg的木板静止在倾角为θ=30°足够长的、固定的光滑斜面上，木板下端上表而与半径R=m的固定的光滑圆弧轨道相切圆弧轨道最高点B与圆心O等高。一质量m2=2kg、可视为质点的小滑块以v0=15m/s的初速度从长木板顶端沿木板滑下已知滑块与木板之间的动摩擦因数u=，木板每次撞击圆弧轨道时都会立即停下而不反弹，最终滑未从木板上端滑出，取重力加速度g=10m/s2。求
(1)滑块离开圆弧轨道B点后上升的最大高度；
(2)木板的最小长度；
(3)木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能。
14．（16分）某容积为20L的氧气瓶里装有30atm的氧气，现把氧气分装到容积为5L的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧气的压强为4atm，如每个小钢瓶中原有氧气压强为latm。问最多能分装多少瓶？（设分装过程中无漏气，且温度不变）
15．（12分）如图，导热性能良好的水平放置的圆筒形气缸与一装有水银的U形管相连，U形管左侧上端封闭一段长度为15cm的空气柱，U形管右侧用活塞封闭一定质量的理想气体．开始时U形管两臂中水银面齐平，活塞处于静止状态，此时U形管右侧用活塞封闭的气体体积为490mL，若用力F缓慢向左推动活塞，使活塞从A位置移动到B位置，此时U形管两臂中的液面高度差为10cm，已知外界大气压强为75cmHg，不计活塞与气缸内壁间的摩擦，求活塞移动到B位置时U形管右侧用活塞封闭的气体体积．
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、A
【解析】
在地球表面，得
GM=gR2
空间站做匀速圆周运动时

轨道半径
联立解得
故BCD错误，A正确；
故选A。
2、C
【解析】
A．质量为2m的木块受重力、支持力、m对它的压力以及摩擦力，还有轻绳对它的拉力，总共五个力的作用，故A错误；
BC．当轻绳对质量为2m的木块的拉力为时，根据牛顿第二定律质量为m和2m的木块的加速度：
对整体进行受力分析，有：
可知当拉力为2时，轻绳恰好被拉断，故B错误，C正确；
D．以质量为m的木块为研究对象，当轻绳刚要被拉断时，由牛顿第二定律有：
故D错误。
故选C。
3、C
【解析】
ABC．以物体A、B及轻绳整体为硏究对象根据牛顿第二定律得
解得
再隔离对B分析，根据牛顿第二定律得
解得
则知绳子的拉力与斜面倾角无关，与动摩擦因数μ无关，与两物体的质量m1和m2有关，选项C正确，AB均错误；
D．若改用F沿斜面向下拉连接体，以物体A、B及轻绳整体为硏究对象，根据牛頓第二定律得
解得
再隔离对A分析，根据牛顿第二定律得
解得
可知轻绳拉力的大小改变，选项D错误。
故选C。
4、A
【解析】
对a和b两个物体受力分析，受力分析图如下，因一根绳上的拉力相等，故拉力都为T；
由力的平衡可知a物体的拉力
，
b物体的拉力
，
，
则
联立可解得，A正确．
5、C
【解析】
A．开关断开时，副线圈为R1和R2串联，电压表测量R2的电压，由图可知原线圈电压为100V，所以副线圈电压为10V，则电压表的读数是R2的电压为5V≈7.07V，故A错误；
B．由A的分析可知，副线圈电流为
所以原线圈电流为

故B错误；
C．电阻R1、R2上消耗的功率为

故C正确；
D．当开关闭合时，R1与R3并联后和R2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并=10Ω，所以并联部分的电压为

最大值为，所以电容器不会被击穿，故D错误。
故选C。
6、C
【解析】
A． A→B过程中，温度升高，气体分子的平均动能增加，过原点直线表示等压变化，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，故A错误；
B． C→A过程中体积减小，单位体积内分子数增加，温度不变，故单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故B错误；
C． 气体从A→B过程中，温度升高且体积增大，故气体吸收热量且对外做功，设吸热大小为Q1，做功大小为W1，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，气体从B→C过程中，温度降低且体积不变，故气体不做功且对外放热，设放热大小为Q2，根据热力学第一定律：△U2=-Q2，气体从C→A过程中，温度不变，内能增量为零，有：
△U=△U1+△U2=Q1-W1-Q2=0
即
Q1=W1+Q2＞Q2
所以A→B过程中气体吸收的热量Q1大于B→C过程中气体放出的热量Q2，故C正确；
D． 气体做功 ，A→B过程中体积变化等于C→A过程中体积变化，但图像与原点连接的斜率越大，压强越小，故A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故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、AD
【解析】
A．若电源a、b分别为负极、正极，根据左手定则可知，受到的安培力向右，则导体滑块可在磁场中向右加速；故A正确；
B．因安培力F=BIL，根据动能定理
所以
选项B错误；
C．由匀加速运动公式
由安培力公式和牛顿第二定律，有
F=BIL=ma
根据闭合电路欧姆定律根据闭合电路欧姆定律
联立以上三式解得
选项C错误；
D．因这一过程中的时间为
所以系统产生的内能为
Q=I2（R+r）t
联立解得
炮弹的动能为
由能的转化与守恒定律得这一过程中系统消耗的总能量为
所以D正确。
故选AD。
8、AB
【解析】
A．当F较小时，木块和小车相对静止，由牛顿第二定律有
F=(m+M)a
Ff=ma
得
Ff=
Ff与F成正比，当Ff增大到等于μmg后，木块与小车间缓慢相对移动，Ff保持不变，故A正确；
B．当弹簧产生弹力时，摩擦力达最大
Ff=μmg
可得
F=μ(m+M)g
故B正确；
C．当F达最大时，有
2μ(m+M)g=(m+M)a′
μmg+F′=ma′
得
F′=μmg
所以静摩擦力和弹簧弹力都是由零增大到μmg，但由于静摩擦力产生在先，弹簧弹力产生在后，木块的速度不相同，木块的位移不相同，所以两力做功不相等，故C错误；
D．弹簧的弹性势能等于弹簧的弹力做功，相对应的位移为木块在小车上滑动的距离，系统的内能等于滑动摩擦力与木块在小车上滑动的距离的乘积，但由于两力并不相等，所以弹簧获得的弹性势能与系统获得的内能不相等，故D错误。
故选AB。
9、AC
【解析】
A.小球由A到B的过程中，小球的动能增加，弹簧的弹性势能增加，根据功能关系可知，拉力做的功大于小球动能的增量，故A正确；
B.小球由B到C的过程中，小球的动能减少，弹簧的弹性势能增加，根据功能关系可知，拉力做的功与小球减少的动能之和等于弹簧弹性势能的增量，则拉力做的功小于弹簧弹性势能的增量，故B错误；
C.小球由A到C的过程中，动能的增量为零，根据功能关系可知，拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量，故C正确；
D.根据动能定理知：小球所受合力的功等于小球动能的变化量，小球的动能先增大后减小，所以合力的功先增大后减小，故D错误。
10、ABE
【解析】
A．由图乙可知，波的振动周期为4s，故A正确；
B．由甲图可知，波长λ=2m，根据波速公式
故B正确；
C．在t1=0时刻，质点b正通过平衡位置，与乙图情况不符，所以乙图不可能是质点b的振动图线，故C错误；
D．从t1=0 s到t2=3.0 s这段时间内为，所以质点a通过的路程为s=×4A=15cm=0.15m，故D错误；
E．因为t3＝9.5s＝2T，2T后质点c回到最低点，由于，所以t3=9.5s时刻质点c在平衡位置以上沿y轴正向运动，故E正确。
故选ABE。
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、减小
【解析】
（1）[1]B减少的重力势能转化成系统的内能和AB的动能，A释放后会撞到滑轮，说明B减少的势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度）解决。依据解决方法有：可以通过减小B的质量；增加细线的长度（或增大A的质量；降低B的起始高度），故减小B的质量；
（2）[2]根据运动学公式可知：
2ah=v2
2a′s=v2
联立解得：
（3）[3]B下落至临落地时根据动能定理有：
Mgh-μmgh=（M+m）v2
在B落地后，A运动到Q，有
mv2=μmgs
解得：
12、D AEF
【解析】
（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放．故D正确，ABC错误．
（2）试验中除了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．还必须选取的实验器材是电火花打点计时器、刻度尺和重锤，故选AEF；
（3）打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp= mg(s2+s3)；
B点的瞬时速度 ，D点的瞬时速度；则动能的增加量△Ek＝．
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)9.75m； (2)7.5m； (3)
【解析】
(1)由滑块与木板之间的动摩擦因数可知，滑块在木板上匀速下滑，即滑块到达A点时速度大小依然为v0=15m/s，设滑块离开圆弧轨道B点后上升的最大高度为h，则由机械能守恒定律可得
解得
h=9.75m
(2) 由机械能守恒定律可得滑块回到木板底端时速度大小为v0=15m/s，
滑上木板后，木板的加速的为a1，由牛顿第二定律可知

滑块的加速度为a2，由牛顿第二定律可知
设经过t1时间后两者共速，共同速度为v1，由运动学公式可知
该过程中木板走过的位移
滑块走过的位移
之后一起匀减速运动至最高点，若滑块最终未从木板上端滑出，则木板的最小长度
L=x2－x1
联立解得
L=7.5m；
(3) 滑块和木板一起匀减速运动至最高点，然后一起滑下，加速度均为a3，由牛顿第二定律可知

一起匀减速向上运动的位移
木板从最高点再次滑至A点时的速度为v2，由运动学公式可知
滑块第三次、第四次到达A点时的速度大小均为v2，第二次冲上木板，设又经过时间t2两者共速，共同速度为v3，由运动学公式可知
v3=v2－a2t2=a1t2
该过程中木板走过的位移
一起匀减速向上运动的位移
设木板第二次滑至A点时的速度为v4，由运动学公式可知
木板与圆弧轨道第二次碰撞时损失的机械能为
联立各式得
14、34
【解析】
设能够分装n个小钢瓶，则以20L氧气瓶中的氧气和n个小钢瓶中的氧气整体为研究对象，分装过程中温度不变，故遵守玻意耳定律，气体分装前后的状态如图所示，由玻意耳定律可知：
即
因为
即
则最多能分装34瓶。
15、300mL
【解析】
对左侧密闭气体，设管横截面积为S，初态：P1=P0=75cmHg，
由等温变化可得：P1V1= P′1V′1
对右侧气体，末态：P′2= P′1+10
由等温变化可得：P2V2= P′2V′2
解得：V′2=300mL