2024-2025学年北京市北方交通大学附属中学高三下学期4月联合考试物理试题含解析

2024-2025学年北京市北方交通大学附属中学高三下学期4月联合考试物理试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。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、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2、如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比n1：n2=55：4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定。原线圈接入的交流电压的变化规律如图（b）所示，则下列说法正确的是（）A．由图（b）可知交流发电机转子的角速度为100rad/sB．灯泡L两端电压的有效值为32VC．当滑动变阻器的触头P向下滑动时，电流表A2示数增大，A1示数减小D．交流电压表V的读数为32V3、下列说法中错误的是（）A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应B．卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子的核式结构模型C．原子核发生一次β衰变，该原子核外就一定失去一个电子D．质子、中子、粒子的质量分别是m、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是4、如图甲所示，一倾角θ＝30°的斜面体固定在水平地面上，一个物块与一轻弹簧相连，静止在斜面上。现用大小为F＝kt（k为常量，F、t的单位均为国际标准单位）的拉力沿斜面向上拉轻弹簧的上端，物块受到的摩擦力Ff随时间变化的关系图像如图乙所示，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2，则下列判断正确的是（）A．物块的质量为2.5kgB．k的值为1.5N/sC．物块与斜面间的动摩擦因数为D．时，物块的动能为5.12J5、如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ，则能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的图象是（）A． B． C． D．6、物理学中用磁感应强度B表征磁场的强弱，磁感应强度的单位用国际单位制(SI)中的基本单位可表示为()A．kgA⋅s2 B．N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，AC、BD为圆的两条互相垂直的直径，圆心为O，半径为R，将等电量的两正点电荷Q放在圆周上，它们的位置关于AC对称，与O点的连线和OC间夹角为30°，下列说法正确的是（）A．电荷q从A点运动到C点，电场力做功为零B．电荷q从B点运动到D点，电场力做功为零C．O点的场强大小为D．O点的场强大小为8、2019年9月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星。卫星的工作轨道是比同步卫星轨道低一些的中圆轨道，卫星由发射轨道变轨到中圆轨道b上，轨道a、b相切于P点。则卫星在两轨道上运行时。下列说法正确的是（）A．卫星在轨道b运行周期大于24小时B．卫星由地面到P点所受引力逐渐减小C．卫星在轨道a上经过P点时的加速度等于轨道b上经过P点时的加速度D．卫星在轨道a上经过P点时的动能大于卫星在轨道b上经过P点时的动能9、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4sB．波速为0.5m/sC．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1.5mE.t3＝9.5s时刻质点c沿y轴正方向运动10、在等边△ABC的顶点处分别固定有电荷量大小相等的点电荷，其中A点电荷带正电，B、C两点电荷带负电，如图所示。O为BC连线的中点，a为△ABC的中心，b为AO延长线上的点，且aO=bO。下列说法正确的是（）A．a点电势高于O点电势B．a点场强小于b点场强C．b点的场强方向是O→bD．a、O间电势差的绝对值大于b、O间电势差的绝对值三、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）一个小灯泡的额定电压为额定电流约为，选用下列实验器材进行实验，并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线。A．电源：电动势为，内阻不计；B．电压表V1：量程为，内阻约为；C．电压表V2：量程为，内阻约为；D．电流表A1：量程为，内阻约为；E.电流表A2：量程为，内阻约为；F.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；G.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；H.滑动变阻器：最大阻值为，额定电流为；开关，导线若干。实验得到如下数据（和分别表示通过小灯泡的电流和加在小灯泡两端的电压）：0.000.120.210.290.340.380.420.450.470.490.500.000.200.400.600.801.001.201.401.601.802.00(1)实验中电压表应选用__________；电流表应选用__________；滑动变阻器应选用__________。（请填写器材前对应的字母）(2)请你不要改动已连接导线，补全图甲所示实物电路图_________。闭合开关前，应使滑动变阻器的滑片处在最__________（选填“左”或“右”）端。(3)在如图乙所示坐标系中画出小灯泡的曲线________。12．（12分）测量物块（视为质点）与平板之间动摩擦因数的实验装置如图所示。是四分之一的光滑的固定圆弧轨道，圆弧轨道上表面与水平固定的平板的上表面相切、点在水平地面上的垂直投影为。重力加速度为。实验步骤如下：A．用天平称得物块的质量为；B．测得轨道的半径为、的长度为和的高度为；C．将物块从点由静止释放，在物块落地处标记其落地点；D．重复步骤，共做5次；E．将5个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量其圆心到的距离。则物块到达点时的动能__________；在物块从点运动到点的过程中，物块克服摩擦力做的功_______；物块与平板的上表面之间的动摩擦因数______。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）如图所示是个游乐场地，半径为的光滑四分之一圆弧轨道与长度为的水平传送带平滑连接，传送带沿顺时针方向匀速运动，速度大小为，传送带端靠近倾角为30°的足够长斜面的底端，二者间通过一小段光滑圆弧（图中未画出）平滑连接，滑板与传送带和斜面间相对运动时的阻力分别为正压力的和。某少年踩着滑板从点沿圆弧轨道由静止滑下，到达点时立即向前跳出。该少年离开滑板后，滑板以的速度返回，少年落到前方传送带上随传送带一起匀速运动的相同滑板上，然后一起向前运动，此时滑板与点的距离为。已知少年的质量是滑板质量的9倍，不计滑板的长度以及人和滑板间的作用时间，重力加速度，求：(1)少年跳离滑板时的速度大小；(2)少年与滑板到达传送带最右侧端的速度大小；(3)少年落到滑板上后至第一次到达斜面最高点所用的时间（结果保留两位小数）。14．（16分）为防治2019-nCoV，社区等公共场所加强了消毒措施，如图所示为喷洒消毒液的某喷雾器示意图。储液桶与打气筒用软细管相连，已知储液桶容积为(不计储液桶两端连接管体积)，初始时桶内消毒液上方气体压强为，体积为V0，打开阀门K喷洒消毒液，一段时间后关闭阀门停止喷洒，此时气体压强降为。喷洒过程中桶内气体温度与外界温度相同且保持不变，为外界大气压强。求：(1)停止喷洒时剩余的药液体积；(2)为使桶内气体压强恢复为，需打入压强为的气体体积(不考虑打气过程中温度变化)。15．（12分）如图所示，汽缸开口向上，缸内壁有固定小砧，质量为m的活塞将缸内封闭一段气体缸内气体压强为2p0+，g为重力加速度，活塞到缸底的距离为h，活塞横截面积为S，大气压强为p0，环境温度为T0，活塞与汽缸内壁气密性好且无摩擦，汽缸与活塞的导热性能良好。①缓慢降低环境温度，使缸内气体的体积减半，则环境温度应降低为多少；此过程外界对气体做的功为多少?②若环境温度不变，通过不断给活塞上放重物，使活塞缓慢下降，当活塞下降h时，活塞上所放重物的质量为多少?

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、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。2、D【解析】

A．根据图像可知周期T=0.02s，则角速度故A错误；B．原线圈电压的有效值为根据理想变压器的电压规律求解副线圈的电压，即交流电压表的示数为因为小灯泡和二极管相连，二极管具有单向导电性，根据有效值的定义解得灯泡两端电压故B错误，D正确；C．当滑动变阻器的触头P向下滑动时，副线圈接入的总电阻减小，副线圈两端电压不变，所以电流表示数增大，根据单相理想变压器的电流规律可知电流表的示数也增大，故C错误。故选D。3、C【解析】

A．根据玻尔理论可知，氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故A正确；B．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构理论，故B正确；C．衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；D．质子、中子、子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子的过程中亏损的质量为根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是，故D正确；本题选择错误的，故选C。4、D【解析】

A.当时，则可知：解得：故A错误；

B.当时，由图像可知：说明此时刻，则：故B错误；

C.后来滑动，则图像可知：解得：故C错误；

D.设时刻开始向上滑动，即当：即：解得：即时刻物体开始向上滑动，时刻已经向上滑动了，则合力为：即：根据动量定理可得：即：解得：即当时所以速度大小为，则动能为：故D正确；故选D。5、B【解析】

初状态时：重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下，且都是恒力，所以物体先沿斜面匀加速直线运动，由牛顿第二定律得加速度：a1=gsinθ+μgcosθa恒定，斜率不变；

当小木块的速度与传送带速度相等时，由μ＞tanθ知道木块将与带以相同的速度匀速运动，图象的斜率表示加速度，所以第二段的斜率为零。A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论相符，选项B正确；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论不相符，选项D错误；6、A【解析】

根据磁感应强度的定义式B=FIL，可得二、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】

电荷q从A点运动到C点，所受电场力竖直向上，电场力做负功，A错，根据对称性B正确，O点的场强大小为，C错，D正确．8、BC【解析】

A．同步卫星周期为24小时，轨道b比同步卫星轨道低一些，周期小于24小时，选项A错误；B．由可知，距离地面越远，引力越小，选项B正确；C．由于，卫星从轨道a和轨道b经过P点时加速度相同，选项C正确；D．卫星从a轨道到b轨道，需点火加速，动能增大，D错误。故选BC。9、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=0s到t2=3.0s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。10、AD【解析】

A．若将一正电荷从a点移到O点，则电场力做正功，则电势能减小，则从a点到O点电势降低，可知a点电势高于O点电势，选项A正确；B．因为BC两处的负电荷在a点的合场强向下，在b处的合场强向上，而A处的正电荷在ab两点的场强均向下，则根据场强叠加可知，a点场强大于b点场强，选项B错误；C．根据场强叠加可知，b点的场强等于两个负点电荷BC在b点的场强与正点电荷A在b点场强的叠加，因BC在b点的合场强竖直向上，大小等于B在b点场强的大小，此值大于A在b点的场强大小，可知b点的场强方向是b→O，竖直向上，选项C错误；D．由场强叠加可知，aO之间的场强大于Ob之间的场强，根据U=Ed可知，a、O间电势差的绝对值大于b、O间电势差的绝对值，选项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、BEG左【解析】

(1)[1][2][3]．灯泡的额定电压为2.0V，电压表应选B；灯泡的额定电流为0.5A，则电流表应选E；为方便实验操作，且允许通过的最大电流不能小于0.5A，则滑动变阻器应选G。(2)[4][5]．灯泡正常发光时的电阻故则电流表应采用外接法，由表中实验数据可知，电压与电流从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示；闭合开关前，滑片应置于滑动变阻器最左端。(3)[6]．根据表中实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后作出灯泡的曲线如图所示。12、【解析】

[1]从A到B，由动能定理得：mgR=EKB-0，则物块到达B时的动能：EKB=mgR，离开C后，物块做平抛运动，水平方向：x=vCt，竖直方向：，物块在C点的动能，联立可得：；[2][3]由B到C过程中，由动能定理得：，B到C过程中，克服