2026年山西省大同市高三第四次模拟考试物理试卷（含答案解析）

这是一份2026年山西省大同市高三第四次模拟考试物理试卷（含答案解析）
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、2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的k倍，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，则中圆地球轨道卫星在轨运行的（ ）
A．周期为
B．周期为
C．向心加速度大小为
D．向心加速度大小为
2、如图所示，一个小球（视为质点）从H＝12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R＝4m的竖直圆环，且与圆环间动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，则h之值可能为（取g＝10 m/s2，所有高度均相对B点而言）（ ）
A．12 mB．10 mC．8.5 mD．7 m
3、一质量为中的均匀环状弹性链条水平套在半径为R的刚性球体上，已知不发生形变时环状链条的半径为R/2，套在球体上时链条发生形变如图所示，假设弹性链条满足胡克定律，不计一切摩擦，并保持静止．此弹性链条的弹性系数k为
A．B．
C．D．
4、关于光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
D．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属逸出的光电子的初动能大
5、如图所示，在真空云室中的矩形ABCD区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，静止放置在O点的铀238原子核发生衰变，放出射线后变成某种新的原子核，两段曲线是反冲核（新核）和射线的径迹，曲线OP为圆弧，x轴过O点且平行于AB边。下列说法正确的是（ ）
A．铀238原子核发生的是β衰变，放出的射线是高速电子流
B．曲线OP是射线的径迹，曲线OQ是反冲核的径迹
C．改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系随之改变
D．曲线OQ是α射线的径迹，其圆心在x轴上，半径是曲线OP半径的45倍
6、如图甲所示，在粗糙的水平面上，质量分别为mA和mB的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，它们的质量之比mA:mB=2:1．当用水平力F作用于B上且两物块以相同的加速度向右加速运动时（如图甲所示），弹簧的伸长量xA；当用同样大小的力F竖直向上拉B且两物块以相同的加速度竖直向上运动时（如图乙所示），弹簧的伸长量为xB，则xA:xB等于（ ）
A．1:1B．1:2C．2:1D．3:2
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、关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
B．非均匀周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．手摇动用丝绸摩擦过的玻璃棒，在空气中产生电磁波，只能沿着摇动的方向传播
D．频率在200MHz~1000MHz内的雷达发射的电磁波，波长范围在0.3m~1.5m之间
E.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
8、两根长直导线平行放置，如图所示为垂直于导线的截面图，图中点为两根导线连线的中点，为的中垂线上的两点且与等距，两导线中通有恒定电流，已知直线电流在某点产生的磁场的磁感应强度的大小跟该点到通电导线的距离成反比，则下列说法中正确的是（ ）
A．若中通以等大同向电流，点的磁感应强度为零
B．若中通以等大反向电流，则点和点的磁感应强度相同
C．若中通以大小不等的反向电流，则磁感应强度为零的点在之间的连线上
D．若中通以大小不等的同向电流，则磁感应强度为零的点在连线的延长线上
9、图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2 V．一电子经过a时的动能为10 eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6 eV．下列说法正确的是
A．平面c上的电势为零
B．该电子可能到达不了平面f
C．该电子经过平面d时，其电势能为4 eV
D．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
10、如图所示，一个斜面固定在水平面上，不计空气阻力。第一次将小物体从斜面顶端处以水平初速度v沿水平方向抛出，落在斜面上的位置与斜面顶端的距离为斜面长度的。第二次将小物体从斜面顶端以速度同方向水平抛出。若小物体碰撞斜面后不弹起，则小物体第一次与第二次在空中的运动过程（ ）
A．时间之比为B．时间之比为
C．竖直位移之比为D．竖直位移之比为
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）在测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3 kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关S按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2，电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及图线与时间轴所围“面积”的图像。
(1)根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向________(填“相同”或“ 相反”)，大小都随时间________(填“增大”或“ 减小”)。
(2)该电容器的电容为________F(结果保留两位有效数字)。
(3)某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值，请你分析并说明该同学的说法是否正确________。
12．（12分）用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。将金属小球从一定高度由静止释放，在小球自由下落通过的轨迹上的合适位置固定一个光电门，能自动记录小球通过光电门的时间，因小球经过光电门的时间很短，通过的过程近似认为小球的速度不变。实验中测量的物理量有：
A．小球的直径d；
B．小球运动至光电门处下落的高度h；
C．小球挡住光电门的时间t。
请依据实验要求，完成下列填空。（前两个小题用测得的物理量的原字母表示）
(1)小球经过光电门的速度________；
(2)当地的重力加速度为________；
(3)用游标卡尺测量金属球的直径如图乙所示，小球的直径为________。若实验中还测得，。则重力加速度________。（计算结果保留1位小数）
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）宽为L且电阻不计的导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，导体棒在导轨间部分的电阻为r，以速度v0在导轨上水平向右做匀速直线运动，处于磁场外的电阻阻值为R，在相距为d的平行金属板的下极板附近有一粒子源，可以向各个方向释放质量为m，电荷量为+q，速率均为v的大量粒子，且有部分粒子一定能到达上极板，粒子重力不计。求粒子射中上极板的面积。
14．（16分）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56°C时，30分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E。a缸内被封闭气体初始温度t1=27°C，活塞位于气缸中央，与底部的距离h1=60cm，活塞和气缸间的摩擦不计。
（i）若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2=66cm，持续30分钟后，试分析说明a内新冠病毒能否被灭活?
（ii）若阀门K始终闭合，电热丝通电一段时间，给a缸内气体传递了Q=1.0×104J的热量，稳定后气体a内能增加了△U=8.5×103J，求此过程气体b的内能增加量。
15．（12分）如图所示，两端开口且导热良好的汽缸竖直固定放置，两厚度不计的轻质活塞A、B由轻杆相连，两活塞的横截面积分别为SA=30cm2，SB=18 cm2 ，活塞间封闭有一定质量的理想气体。开始时，活塞A距离较粗汽缸底端10cm，活塞B距离较细汽缸顶端25cm，整个装置处于静止状态。此时大气压强为p0=1.0×105Pa，汽缸周围温度为27。现对汽缸加热，使汽缸周围温度升高到127，不计一切摩擦。
(1)求升高温度后活塞A上升的高度；（结果保留1位小数）
(2)保持升高后的温度不变，在活塞A上缓慢放一重物，使活塞A回到升温前的位置，求连接活塞A、B的轻杆对A的作用力大小。
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．中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，地球的自转周期为T，根据开普勒第三定律可知：
解得
故AB错误；
CD．物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有
中圆轨道卫星有
解得
故C正确，D错误。
故选C。
2、C
【解析】
从高度12m处到C点由动能定理
，
可得
从C点到D点由动能定理
由于小球在圆环的相同高度处，下滑的速度比上滑的小，对轨道的压力更小，搜到的摩擦力更小，则摩擦力做功
则h之值
故选C。
3、C
【解析】
在圆环上取长度为的一小段为研究对象，这一段的重力为
设其余弹簧对这一小段的作用力为T，对这一小段受力分析如图(因为是对称图形，对任一段的受力一样，可对在圆球的最右侧一小侧研究)：
据平衡条件可得：
弹簧弹力F与弹簧对这一小段作用力的关系如图：
由图得
解得
不发生形变时环状链条的半径为，套在球体上时链条发生形变如题图所示，则弹簧的伸长量
弹簧弹力与伸长量关系
解得
故C正确，ABD错误。
4、C
【解析】
A．单位时间经过电路的电子数越多，电流越大，而光电子的动能越大，光电子形成的电流强度不一定越大，A错误；
B．由爱因斯坦的光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不成正比，B错误；
C．入射光的频率大于金属板的极限频率或入射光的波长小于金属板的极限波长，才能产生光电效应，C正确；
D．不可见光的频率不一定比可见光的频率大，因此用不可见光照射金属不一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大，D错误．
故选C。
5、D
【解析】
AD．衰变过程中动量守恒，因初动量为零，故衰变后两粒子动量大小相等，方向相反，由图像可知，原子核发生的是α衰变，粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力
得
由于反冲核的电荷量比α射线大，则半径更小，即曲线OQ是射线的径迹，曲线OP是反冲核的径迹，由于曲线OP为圆弧，则其圆心在x轴上，射线初速度与x轴重直，新核初速度与x轴垂直，所以新核做圆周运动的圆心在x轴上
由质量数守恒和电荷数守恒可知反冲核的电荷量是α粒子的45倍，由半径公式可知，轨道半径之比等于电荷量的反比，则曲线OQ半径是曲线OP半径的45倍，故A错误，D正确。
BC．由动量守恒可知
粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力
得
由于反冲核的电荷量比α射线大，则半径更小，即曲线OQ是射线的径迹，曲线OP是反冲核的径迹，反冲核的半径与射线的半径之比等于电荷量的反比，由于电荷量之比不变，则改变磁感应强度的大小，反冲核和射线圆周运动的半径关系不变，故BC错误。
故选D。
6、A
【解析】
设mA=2mB=2m，对甲图，运用整体法，由牛顿第二定律得，整体的加速度：
对A物体有：
F弹-μ∙2mg=2ma，
得
；
对乙图，运用整体法，由牛顿第二定律得，整体的加速度：
对A物体有：
F弹′-2mg=2ma′，
得
则x1：x2=1：1．
A． 1:1，与结论相符，选项A正确；
B． 1:2，与结论不相符，选项B错误；
C．2:1，与结论不相符，选项C错误；
D．3:2，与结论不相符，选项D错误．
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、BDE
【解析】
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A错误；
B.非均匀周期性变化的磁场产生非均匀周期性变化电场，非均匀周期性变化的电场产生非均匀周期性变化磁场，相互激发，形成电磁波。故B正确；
C.电磁波产生后，可以在任意方向传播，故C错误；
D.根据，电磁波频率在200MHz至1000MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间，故D正确；
E.由于波源与接受者的相对位置的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故E正确。
故选：BDE。
8、AB
【解析】
A．若中通以等大同向电流，根据安培定则可知，两条导线在O点产生的磁场等大反向，则O点的磁感应强度为零，选项A正确；
B．若中通以等大反向电流，假设a电流向里，b中电流向外；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向下且大小相等；同理若假设a电流向外，b中电流向里；根据安培定则以及磁场叠加原理判断得知，两根通电导线在MN两点产生的磁感应强度方向均向上且大小相等；故 B正确；
C．若中通以大小不等的反向电流，则两电流在之间的连线上各点的磁场方向相同，磁感应强度不可能为零，选项C错误；
D．若中通以大小不等的同向电流，则两电流在连线的延长线上各点的磁场方向相同，则磁感应强度不可能为零，选项D错误；
故选AB.
9、AB
【解析】
A、虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确．B、由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故B正确．C、在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故C错误．D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误．故选AB．
【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键．
10、AD
【解析】
AB．设斜面倾角为，长度为L。小物块以速度v平抛落在斜面上时位移关系有
解得
则落点距斜面顶端距离
若第二次落在斜面上，同理落点距斜面顶端
则有
该距离大于斜面的长度L，则第二次抛出时落在水平面上。以速度v平抛时
以速度平抛落在水平面上时有
则有
所以A正确，B错误；
CD．第一次与第二次平抛的竖直位移之比为
所以D正确，C错误。
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、相反 减小 1.0×10－2 正确
【解析】
(1)[1][2]根据图甲所示的电路，观察图乙可知充电电流与放电电流方向相反，大小都随时间减小；
(2)[3]根据充电时电压—时间图线可知，电容器的电荷量为：
Q＝It＝t
而电压的峰值为Um＝6 V，则该电容器的电容为：
C＝
设电压—时间图线与坐标轴围成的面积为S，联立解得：
C＝＝＝F＝1.0×10－2 F；
(3)[4]正确，电容器放电的过程中，电容器C与电阻R两端的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及图线与时间轴所围“面积”，仍可应用：
C＝＝
计算电容值。
12、 1.23 9.4
【解析】
(1)[1]小球经过光电门的位移大小为小球直径d，运动时间为t，则速度为
(2)[2]小球下落至光电门的过程有
解得
(3)[3]游标卡尺的主尺读数为，游标尺的第3条刻线与主尺的某刻线对齐，则游标卡尺读数为，则测量值为
[4]在式中代入相关数据得
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、
【解析】
导体棒切割磁感线产生的电动势
回路中的电流
极板间的电压等于电阻的电压
极板间粒子释放后的加速度指向负极板，据牛顿第二定律得
粒子射出后竖直向上的粒子做匀减速直线运动，其一定能到达其正上方极板处，其余粒子在水平方向做匀速直线运动，竖直方向上做匀减速直线运动；
则恰好到达上极板且竖直速度减为零的粒子为到达上极板距中心粒子最远的临界粒子，该粒子竖直分运动可逆向看做初速度为零的匀加速直线运动，所用时间为，则有
竖直分速度
解得
水平方向的分速度
水平最大半径为
射中上极板的面积
联立解得
14、（i）病毒能被灭；（ii）1.5×103J
【解析】
（i）设活塞横截面积为S，则对a气体，初态V1=Sh1 T1=t1+273=300K；末态V2=Sh2 T2=t2+273 ①
阀门K打开，加热过程a气体做等压变化，由盖·吕萨克定律得
②
由①②得
t2=57℃ ③
因57℃＞56℃，a内病毒能被灭④
（ii）阀门K闭合，由于系统绝热，a气体膨胀对b气体做功，由热力学第一定律有
△Ua=Q+W⑤
由⑤式及代入数据得
W=-1.5×103J⑥
对b气体，由于系统绝热，则
Ub==1.5×103J⑦
15、 (1)20.8cm；(2)60N
【解析】
(1)设升高温度后活塞A上升的高度为l，已知，，，，由等压变化得，解得
(2) ，设气体压强为，由已知条件可得
，，
由查理定律可得，由于系统处于平衡状态，对B活塞分析可得
联立解得