2025届北京市西城区北京师范大学附中高三第六次模拟考试物理试卷含解析

2025届北京市西城区北京师范大学附中高三第六次模拟考试物理试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、如图所示，一理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，原线圈中接一交变电源，交变电电压。副线圈中接一电动机，电阻为，电流表2示数为1A。电表对电路的影响忽略不计，则（）A．此交流电的频率为100Hz B．电压表示数为C．电流表1示数为0.2A D．此电动机输出功率为30W2、科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。按玻尔氢原子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子B．一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，电势能减小，动能增大3、如图所示为一理恕变压器，其中a、b、c为三个额定电压相同的灯泡，输入电压u=Umsin100πt(V)．当输入电压为灯泡额定电压的8倍时，三个灯泡刚好都正常发光．下列说法正确的是（）A．三个灯泡的额定电压为Um/8B．变压器原、副线圈匝数比为9︰2C．此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2︰7D．流过灯泡c的电流，每0.02s方向改变一次4、用国际单位制的基本单位表示磁感应强度的单位，下列符合要求的是（）A．Wb•m2 B．Wb/m2 C．N•m/A D．kg/（S2•A）5、如图所示，在与水平方向成θ角的匀强电场中有一绝缘光滑细杆，底端固定一带正电的小球，上端有一带正电的小环，在环由静止释放后沿杆向下运动的过程中，下列关于小环能量变化的说法中正确的是（）A．重力势能与动能之和增加 B．电势能与动能之和增加C．机械能守恒 D．动能一定增加6、中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站—华能石岛湾高温气冷堆核电站，位于山东省威海市荣成石岛湾。目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是＋x→＋＋3x。下列关于x的说法正确的是（）A．x是α粒子，具有很强的电离本领B．x是α粒子，穿透能力比较弱C．x是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的D．x是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的二、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、如图所示的“U”形框架固定在绝缘水平面上，两导轨之间的距离为L，左端连接一阻值为R的定值电阻，阻值为r、质量为m的金属棒垂直地放在导轨上，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。现给金属棒以水平向右的初速度v0，金属棒向右运动的距离为x后停止运动，已知该过程中定值电阻上产生的焦耳热为Q，重力加速度为g，忽略导轨的电阻，整个过程金属棒始终与导轨垂直接触。则该过程中（）A．磁场对金属棒做功为B．流过金属棒的电荷量为C．整个过程因摩擦而产生的热量为D．金属棒与导轨之间的动摩擦因数为8、如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑，AB段粗糙且长为l，左端O处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F．质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落．则（）A．细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为B．细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为C．弹簧恢复原长时滑块的动能为D．滑块与木板AB间的动摩擦因数为9、如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，一带电量为+q、质量为m的小球在力F的作用下，沿图中虚线由M至N做竖直向上的匀速运动。已知力F和MN之间的夹角为45°，MN之间的距离为d，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．电场的方向可能水平向左B．电场强度E的最小值为C．当qE＝mg时，小球从M运动到N时电势能变化量为零D．F所做的功一定为10、如图甲所示，两平行虚线间存在磁感应强度大小、方向与纸面垂直的匀强磁场，一正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。已知导线框一直向右做匀速直线运动，速度大小为1m/s，cd边进入磁场时开始计时，导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（）A．导线框的边长为0.2mB．匀强磁场的宽度为0.6mC．磁感应强度的方向垂直纸面向外D．在t=0.2s至t=0.4s这段时间内，c、d间电势差为零三、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）研究物体做匀变速直线运动的情况可以用打点计时器，也可以用光电传感器。(1)一组同学用打点计时器研究匀变速直线运动，打点计时器使用交流电源的频率是50Hz，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。①打点计时器的打点周期是________s。②图甲为某次实验打出的一条纸带，其中1、1、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）。根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点3时小车的速度大小为________m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为________m/s1．(1)另一组同学用如图乙所示装置研究匀变速直线运动。滑块放置在水平气垫导轨的右侧，并通过跨过定滑轮的细线与一沙桶相连，滑块与定滑轮间的细线与气垫导轨平行。滑块上安装了宽度为3.0cm的遮光条，将滑块由静止释放，先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一个光电门的时间为0.015s，通过第二个光电的时间为0.010s，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为0.150s。则滑块的加速度大小为______m/s1，若忽略偶然误差的影响，测量值与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。12．（12分）某同学采用惠斯通电桥电路测量一未知电阻Rx的阻值。电路中两个定值电阻R1=1000Ω、R2=2000Ω，R3为电阻箱（阻值范围0~999.9Ω），G为灵敏电流计。(1)具体操作步骤如下∶①请依据原理图连接实物图_________；②闭合开关S，反复调节电阻箱的阻值，当其阻值R3=740.8Ω时，灵敏电流计的示数为0，惠斯通电桥达到平衡；③求得电阻Rx=____Ω。(2)该同学采用上述器材和电路测量另一电阻，已知器材无损坏且电路连接完好，但无论怎样调节电阻箱的阻值，灵敏电流计的示数都不能为0，可能的原因是_______。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，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻．一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1：Q2=2：1．导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；（3）外力做的功WF．14．（16分）如图所示，将一个折射率为的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，入射角为θ．，求：（1）若要使光束进入长方体后能射至AD面上，角θ的最小值；（2）若要此光束在AD面上发生全反射，角θ的范围．15．（12分）如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。

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】

A．由交流电的公式知频率故A错误；

B．原线圈电压有效值为220V，故电压表的示数为220V，故B错误；

C．根据电流与匝数成反比知，电流表A1示数为0.2A，故C正确；

D．根据电压与匝数成正比知副线圈电压为44VP2=U2I2=44×1W=44W电动机内阻消耗的功率为△P=I22R＝12×11W＝11W此电动机输出功率为P出=P2-△P=44-11=33W故D错误；

故选C。2、C【解析】

A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态是从高能级向低能级跃迁，要辐射光子，故A错误；B．一个氢原子，从激发态向基态跃迁，最多可以辐射出3种频率的光子，故B错误；C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到的激发态，再向低能级跃迁可以辐射出10种频率的光子，故C正确；D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，轨道半径变大，动能变小，电势能变大，故D错误。故选C。3、C【解析】设灯泡的额定电压为U，根据题意，输入电压，得：，此时原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，则变压器原、副线圈匝数比为，根据，因为a、b此时都能正常发光，故电压都为额定电压，根据，可知a、b消耗的电功率与电流成正比，即此时灯泡a和b消耗的电功率之比为2︰7，由输入电压的表达式，可知角频率，则周期，而变压器不会改变交变电流的周期，故每0.02s电流方向改变两次，故ABD错误，C正确；故选C.【点睛】根据灯泡电压与输入电压的关系可确定接在线圈的输入端和输出端的电压关系，则可求得匝数之比；根据变压器电流之间的关系和功率公式可确定功率之比．4、D【解析】

考查单位制。【详解】ABC．国际单位制的基本单位为kg、m、s，由题目易知，选项ACD中的韦伯（Wb）、牛顿（N）均不是国际单位制中的基本单位，故ABC都错误；D．磁感应强度为：B＝磁感应强度单位为T，则有：1T＝＝1故D正确。故选D。5、B【解析】

ABC．在环由静止释放后沿杆向下运动的过程中，受向下的重力、斜向上的电场力和竖直向上的库仑力，因电场力和库仑力对环都做负功，可知环的机械能减小；而环的动能、重力势能和电势能之和守恒，则因电势能变大，则重力势能与动能之和减小；因重力势能减小，则电势能与动能之和增加；选项AC错误，B正确；D．环下滑过程中一定存在一个重力、电场力、库仑力以及杆的弹力的四力平衡位置，在此位置时环的速度最大，动能最大，则环下滑时动能先增加后减小，选项D错误；故选B。6、D【解析】

AB．根据该反应的特点可知，该核反应属于重核裂变，根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，x为中子，故AB错误；CD．根据物理学史可知，卢瑟福发现了质子，预言了中子的存在，中子是查德威克通过实验最先发现的，故C错误，D正确。故选D。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．通过R和r的电流相等，R上产生的热量为Q，所以回路中产生的焦耳热由功能关系可知，导体棒克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热，所以磁场对金属棒做功故A项错误；B．由法拉第电磁感应定律得又解得：流过金属棒的电荷量故B项正确；C．由能量守恒可知所以整个过程因摩擦而产生的热量故C项错误；D．由C选项的分析可知解得故D项正确。8、ABD【解析】

A．细绳被拉断瞬间，对木板分析，由于OA段光滑，没有摩擦力，在水平方向上只受到弹簧给的弹力，细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F，根据牛顿第二定律有：解得，A正确；B．滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，到弹簧压缩量最大时速度为0，由系统的机械能守恒得：细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为，B正确；C．弹簧恢复原长时木板获得的动能，所以滑块的动能小于，C错误；D．由于细绳被拉断瞬间，木板速度为零，小滑块速度为零，所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，即，小滑块恰未掉落时滑到木板的右端，且速度与木板相同，设为，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得联立解得，D正确。故选ABD。9、BC【解析】

A．小球受力情况：小球受到重力mg、拉力F与电场力qE，因为小球做匀速直线运动，合力为零，则F与qE的合力与mg大小相等、方向相反，作出F与qE的合力，如图根据上图可知，电场力在右侧，由于小球带正电，电场方向与电场力方向相同，故指向右侧，故A错误；B．由图可知，当电场力qE与F垂直时，电场力最小，此时场强也最小。则得：qE＝mgsinθ，所以电场强度的最小值为，故B正确；C．当mg＝Eq时，根据几何关系，电场力水平向右，与MN垂直，小球从M运动到N电场力不做功，即小球从M运动到N时电势能变化量为零，故C正确；D．由于电场力变化时，F大小也跟随着改变，所以做功也不能具体确定值，故D错误；10、AC【解析】

A．根据法拉第电磁感应定律和图象可知，感应电动势故导线框的边长故A正确；B．导线框的cd边从进入磁场到离开磁场的时间为0.4s，故磁场的宽度s=vt=0.4m故B错误；C．根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故C正确；D．在t=0.2s至t=0.4s这段时间内，ab边和cd边均切割磁感线，产生了感应电动势，c、d间有电势差，故D错误。故选AC。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、0.010.531.44.0偏小【解析】

(1)[1]交流电源的频率是50Hz，则打点计时器的打点周期是[1]由于每相邻两个计数点间还有4个点，所以相邻的计数点间的时间间隔为0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打计数点3点时小车的瞬时速度大小[3]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT1可以求出加速度的大小(1)[5]遮光条通过第一个光电门的速度为遮光条通过第二个光电门的速度为则滑块的加速度大小为[6]由实验原理可知，运动时间为遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间，遮光条开始遮住第一个光电门的速度小于，遮光条开始遮住第二个光电门的速度小，由于遮光条做匀加速运动，则速度变化量减小，所以测量值与真实值相比偏小。12、370.4电阻箱的阻值调节范围小【解析】

(1)①[1]根据原理图连接实物图为③[2]当灵敏电流计读数为零时，根据电桥平衡可得解得(2)[3]灵敏电流计的示数不能为0，则有可得根据题意可知电阻箱的阻值的值必定小于的值，故可能的原因是电阻箱的阻值调节范围小。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）4.5C（2）1.8J（3）5.4J【解析】

（1）设棒匀加速运动的时间为Δt，回路的磁通量变化量为：ΔΦ=BLx，由法拉第电磁感应定律得，回路中的平均感应电动势为：E=由闭合电路欧姆定律得，回路中的平均电流为：I=通