山西省忻州一中等四校重点中学2025年高三年级十六模考试物理试题试卷含解析

山西省忻州一中等四校重点中学2025年高三年级十六模考试物理试题试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、木块甲、乙分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。力F作用后木块所受摩擦力情况是（）A．木块甲所受摩擦力大小是12.5NB．木块甲所受摩擦力大小是11.5NC．木块乙所受摩擦力大小是9ND．木块乙所受摩擦力大小是7N2、下列说法正确的是（）A．某放射性物质的质量越大，其半衰期越大B．β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子C．在α、β、这三种射线中，α射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D．原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量3、如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）.由此可求出A．物块的质量 B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力 D．物块对斜面的正压力4、现有一轻质绳拉动小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，小球质量为m，速度为v，重力加速度为g，轻绳与竖直方向夹角为，小球在运动半周时，绳对小球施加的冲量为（）A． B．C． D．5、一平直公路上有甲、乙两辆车，从t＝0时刻开始运动，在0～6s内速度随时间变化的情况如图所示．已知两车在t＝3s时刻相遇，下列说法正确的是()A．两车的出发点相同B．t＝2s时刻，两车相距最远C．两车在3～6s之间的某时刻再次相遇D．t＝0时刻两车之间的距离大于t＝6s时刻两车之间的距离6、如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（）A．当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上B．当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上C．只要时间足够长，N筒上到处都落有分子D．分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上二、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、一列简谐橫波沿轴正方向传播，已知时的波形如图所示，波上有P、Q两点，其纵坐标分别为下列说法中正确的是A．P点的振动形式传到Q点需要B．P、Q在振动的过程中的任一时刻，位移的大小总相同C．在内，P点通过的路程为20cmD．经过，Q点回到平衡位置8、一小球从地面竖直上抛，后又落回地面，小球运动过程中所受空气阻力与速度成正比，取竖直向上为正方向．下列关于小球运动的速度v、加速度a、位移s、机械能E随时间t变化的图象中可能正确的有A． B．C． D．9、如图所示的光滑导轨，由倾斜和水平两部分在MM'处平滑连接组成。导轨间距为L，水平部分处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，倾斜导轨连接阻值为R的电阻。现让质量为m、阻值为2R的金属棒a从距离水平面高度为h处静止释放。金属棒a到达磁场中OO'时，动能是该金属棒运动到MM'时动能的，最终静止在水平导轨上。金属棒a与导轨接触良好且导轨电阻不计，重力加速度g＝10m/s2。以下说法正确的是（）A．金属棒a运动到MM'时回路中的电流大小为B．金属棒a运动到OO'时的加速度大小为C．金属棒a从h处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，电阻上产生的焦耳热为mghD．金属棒a若从h处静止释放，在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是，方向向左10、如图所示为一种质谱仪示意图。由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外。一质量为、电荷量为的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点。不计粒子重力。下列说法正确的是（）A．粒子一定带正电B．加速电场的电压C．直径D．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷三、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）某同学查阅电动车使用说明书知道自家电动车的电源是铅蓄电池，他通过以下操作测量该电池的电动势和内电阻．(1)先用多用电表粗测电池的电动势．把多用电表的选择开关拨到直流电压50V挡，将两表笔与电池两极接触，电表的指针位置如图甲所示，读数为________V．(2)再用图乙所示装置进行精确测量．多用电表的选择开关拨向合适的直流电流挡，与黑表笔连接的应是电池的________极．闭合开关，改变电阻箱的阻值R，得到不同的电流值I，根据实验数据作出图象如图丙所示．已知图中直线的斜率为k，纵轴截距为b，电流档的内阻为rA，则此电池的电动势E＝________，内阻r＝________(结果用字母k、b、rA表示)．(3)多用表直流电流档的内阻对电动势的测量值大小________（选填“有”或“无”）影响．12．（12分）某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知通电长直导线周围某点磁场的磁感应强度B的大小与长直导线中的电流大小I成正比，与该点离长直导线的距离r成反比。该小组欲利用如图甲所示的实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源、直流电流表（量程为0~3A）、滑动变阻器、小磁针（置于刻有360°刻度的盘面上）、开关及导线若干：实验步骤如下：a.将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直导线，如图甲所示；b.该小组测出多组小磁针与通电长直导线间的竖直距离r、长直导线中电流的大小I及小磁针的偏转角度θ；c.根据测量结果进行分析，得出结论。回答下列问题：（1）某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为______A；（2）在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为30°（如图丙所示），已知实验所在处的地磁场水平分量大小为B0=3×10－5T，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度B的大小为_______T（结果保留两位小数）；（3）该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值tanθ与之间的图像如图丁所示，据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度B与通电电流I成正比，与离长直导线的距离r成反比的结论，其依据是______；（4）通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度B与电流I及距离r之间的数学关系为，其中为介质的磁导率。根据题给数据和测量结果，可计算出=_______。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，间距为L的光滑金属导轨，半径为r的圆弧部分竖直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范围内有磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场．金属棒ab和cd垂直导轨放置且接触良好，cd静止在磁场中，ab从圆弧导轨的顶端由静止释放，进入磁场后与cd在运动中始终不接触．已知两根导体棒的质量均为m、电阻均为R．金属导轨电阻不计，重力加速度为g．求（1）ab棒到达圆弧底端时对轨道压力的大小：（2）当ab棒速度为时，cd棒加速度的大小（此时两棒均未离开磁场）（3）若cd棒以离开磁场，已知从cd棒开始运动到其离开磁场一段时间后，通过cd棒的电荷量为q．求此过程系统产生的焦耳热是多少．（此过程ab棒始终在磁场中运动）14．（16分）如图所示，水平轨道BC两端连接竖直的光滑圆弧，质量为2m的滑块b静置在B处，质量为m的滑块a从右侧圆弧的顶端A点无初速释放，滑至底端与滑块b发生正碰，碰后粘合在一起向左运动，已知圆弧的半径为R＝0.45m，水平轨道长为L＝0.2m，滑块与水平轨道的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度取g＝10m/s2。求：(1)两滑块沿左侧圆弧上升的最大高度h；(2)两滑块静止时的位置。15．（12分）如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金题导轨平行放置，形成左右两导执平面，左导轨平面与水平面成53°角，右导轨平面与水平面成37°角，两导轨相距L=0.2m，电阻不计．质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.1Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5，整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时刻开始，ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑，t=ls时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab开始作匀加速直线运动．cd杆运动的v-t图象如图乙所示（其中第1s、第3s内图线为直线）．若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：（1）在第1秒内cd杆受到的安培力的大小（2）ab杆的初速度v1（3）若第2s内力F所做的功为9J，求第2s内cd杆所产生的焦耳热

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、C【解析】

AB．由于弹簧被压缩了，故弹簧的弹力对于甲来说弹簧对它的力是向左的，大小为8N，而甲静止，则甲最大的静摩擦力为：f甲=50N×0.25=12.5N>F则甲静止，则甲受到的摩擦力与F等大方向f甲=F=8N故甲受到的摩擦力为8N，方向水平向右，选项AB均错误；CD．对乙，其最大静摩擦力f乙=60N×0.25=15N它受向右的8N的弹力，还有向右的1N的拉力，故两力的合力大小为9N，方向水平向右，也小于其最大静摩擦力，乙也处于静止状态，受力平衡，故它受到的摩擦力等于弹簧对它的弹力和拉力的合力9N，方向水平向左，选项C正确，D错误。故选C。2、D【解析】

A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；C．在α、β、这三种射线中，α射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强，故C错误；D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，故D正确。故选D。3、C【解析】根据题意，设物块受到的最大静摩擦力为f，对物块受力分析（如图所示），若F>mgsinθ，则物体有沿斜面向上运动的趋势，f的方向应沿斜面向下阻碍物体相对运动趋势，有----①；若F<mgsinθ，则物体有沿斜面向下的运动趋势，f的方向沿斜面向上阻碍物体相对运动趋势，有----②；由最大静摩擦力等于滑动摩擦力可知---③，由①②可求得f的值，而物块的质量m、斜面的倾角无法求出，故物块对斜面的正压力（）也无法求出．综上所述，正确答案为C．【考点定位】静摩擦力及力的平衡4、A【解析】

由题意可知在水平方向运动半周，速度反向，水平方向有Ix=2mv竖直方向上绳子与竖直线夹角满足mgtan=故竖直方向冲量为根据矢量的合成的三角形法则可知绳对小球施加的冲量为故A正确，BCD错误。故选A。5、D【解析】由图可得，0~3s内，乙的位移，甲的位移，二者t=0时刻相距9.5m-3.75m=5.75m，选项A错误；3~6s内，乙的位移，甲的位移，二者相距4.5m+0.75m=5.25m.所以t=0时刻两质点之间的距离大于t=6s时刻两质点之间的距离，选项D正确；0~2s内，两质点间距逐渐减小，t=2s时刻不是相距最远，选项B错误；两质点在3~6s之间距离越来越大，不可能再次相遇，选项C错误；故选D．点睛：本题考查v-t图象的性质，本题的关键在于v-t图象中图象的面积表示位移的应用，要求能从图中得出两车各自位移的变化情况，从而两车距离的变化情况．6、A【解析】微粒从M到N运动时间，对应N筒转过角度，即如果以v1射出时，转过角度：，如果以v2射出时，转过角度：，只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍，即当时（n为正整数），分子落在不同的两处与S平行的狭条上，故A正确，D错误；若相差2π的整数倍，则落在一处，即当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上．故B错误；若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，因此，故C错误．故选A点睛：解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．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、AB【解析】

由图看出,P、Q两点平衡位置间的距离等于半个波长,因简谐波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,所以振动形式从P传到Q需要半个周期,故A正确；P、Q的振动情况总是相反,所以在振动过程中,它们的位移大小总是相等,故B正确；若图示时刻P在平衡位置或最大位移处,在内,P点通过的路程为:,而实际上图示时刻,P点不在平衡位置或最大位移处,在内，P点通过的路程不等于20cm，故C错误；图示时刻,Q点向下运动,速度减小,所以从图示位置运动到波谷的时间大于,再从波谷运动到平衡位置的时间为,所以经过,Q点没有回到平衡位置.故D错误.故选AB8、AC【解析】

AB.小球在上升过程中所受重力和阻力，由于所受空气阻力与速度成正比，所以阻力逐渐减小，则加速度逐渐减小，向上做加速度减小的减速运动，上升到最高点再次下落过程中由于空气阻力逐渐增大，所以加速度逐渐减小，做加速度减小的加速运动，故A正确，B错误；C.在s-t图像中斜率表示速度，物体先向上做减速，在反向做加速，故C正确；D.因阻力做负功，且导致机械能减小，机械能的减少量为图像不是一次函数，故D错误；故选AC9、ACD【解析】

A．金属棒从静止运动到的过程中，根据机械能守恒可得解得金属棒运动到时的速度为金属棒运动到时的感应电动势为金属棒运动到时的回路中的电流大小为故A正确；B．金属棒到达磁场中时的速度为金属棒到达磁场中时的加速度大小为故B错误；C．金属棒从处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，根据能量守恒可得产生的焦耳热等于重力势能的减小量，则有电阻上产生的焦耳热为故C正确；D．金属棒从处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，规定向右为正方向，根据动量定理可得可得在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是，方向向左，故D正确；故选ACD。10、AD【解析】

A．粒子在向外的磁场中受洛伦兹力向左偏转，由左手定则可知，粒子带正电，故A正确；B．在静电分析器中，根据电场力提供向心力，有在加速电场中，有联立得故B选项错误；CD．在磁分析器中，根据洛伦兹力提供向心力，有若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，说明圆周运动的直径相同，由于磁场、电场、静电分析器的半径都不变，则该群粒子具有相同的比荷，故C错误，D正确。故选AD。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、12.0；负无【解析】

(1)[1]．电压档量程为50V，则最小分度为1V，则指针对应的读数为12.0V；

(2)[2]．作为电流表使用时，应保证电流由红表笔流进，黑表笔流出，故黑表笔连接的是电池的负极；

[3][4]．由闭合电路欧姆定律可得：变形可得：则由图可知：则可解得：(3)[5]．由于多用表存在内电阻，所以由闭合电路欧姆定律得：E=IR+I（RA+r）变形为：由图象可知斜率和不考虑多用表的内电阻时相同，所以多用表的内电阻对电源电动势的测量结果无影响。12、2.00电流产生的磁感应强度，而偏角的正切值与成正比【解析】

（1）[1]电流表量程为3A，则最小分度为0.1A，由指针示数可知电流为2.00A；（2）[2]电流产生向东的磁场，则指针指向地磁场分量和电流磁场的合磁场方向，如图所示则有解得（3）[3]由图可知，偏角的正切值与成正比，而根据（2）中分析可知则可知与成正比，故说明通电长直导线周围磁场的磁感应强度与通电电流成正比，与长导线的距离成反比；（4）[4]由公式可知，图象的斜率解得四、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）3mg．（2）．（3）BLq-mgr-．

【解析】

（1）ab下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgr=，

解得：v0=，

ab运动到底端时，由牛顿第二定律得：F-mg=m，

解得：F=3mg，

由牛顿第三定律知：ab对轨道压力大小：F′=F=3mg；

（2）两棒组成的系统动量守恒，以向右为正方向，

由动量守恒定律：mv0=mvab+mv′，

解得：v′=，

ab棒产生的电动势：Eab=BLvab，

cd棒产生的感应电动势：Ecd=BLv′，

回路中电流：I=，