北京市西城区第四中学2024-2025学年高三年级十六模考试物理试题试卷

北京市西城区第四中学2024-2025学年高三年级十六模考试物理试题试卷注意事项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、原子核的比结合能与原子序数的关系图所示，大多数恒星内部温度非常高，可进行轻核聚变，核反应方程为A+B→C。但对于金、铂等重金属产生，目前科学界有一种理论认为，两颗中子星合成过程中会释放巨大的能量，在能量的作用下能够合成金、铂等重金属，其核反应为D+E→F，下列说法正确的是（）A．重核F裂变成D和E的过程中，会产生质量亏损B．较轻的核A和B聚合成C的过程中核子平均质量变大C．较重的核D和E聚合成F的过程中，会释放较大能量D．A和B聚合成C的过程中，C的结合能小于A和B的结合能之和2、如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为Ek1和Ek2，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（）A．Ek1>Ek2B．单色光1的频率比单色光2的频率高C．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大D．单色光1和单色光2的频率之差为3、如图所示，a、b是两个由电阻率相同的铜线制成质量相等的正方形单匝闭合线框，b的边长为a的两倍，a和b所用的铜线粗细不同。现以相同速度，把两线圈匀速拉出磁场，则该过程中两线圈产生的电热为（）A．1:1 B．1:2 C．1:4 D．4:14、我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态（量子数n=l）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（）A．13.6eV B．3.4eV C．12.09eV D．12.75eV5、2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功软着陆图示为“嫦娥四号”探测器奔月过程中某阶段的运动示意图，“嫦娥四号”探测器沿椭圆轨道Ⅰ运动到近月点处变轨进入圆轨道Ⅱ，其在圆轨道Ⅱ上做圆周运动的轨道半径为、周期为。已知引力常量为，下列说法正确的是（）A．“嫦娥四号”探测器在点进行加速后进入圆轨道ⅡB．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动的周期小于在圆轨道Ⅱ上运动的周期C．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道上经过点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过点时的加速度D．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能等于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能6、如图所示，a、b两个小球用一根不可伸长的细线连接，细线绕过固定光滑水平细杆CD，与光滑水平细杆口接触，C、D在同一水平线上。D到小球b的距离是L，在D的正下方也固定有一光滑水平细杆DE。D、E间距为，小球a放在水平地面上，细线水平拉直，由静止释放b，当细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球a对地面的压力恰好为0，不计小球大小，则下列说法正确的是A．细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球b加速度大小不变B．细线与水平细杆E接触的一瞬间，小球b速度发生变化C．小球a与小球b质量比为5：1D．将D、E细杆向左平移相同的一小段距离再固定，由静止释放小球b，线与E相碰的一瞬间，小球a会离开地面。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，光滑绝缘的圆形管状轨道竖直放置，管道中央轨道半径为R，管道内有一质量为m、带电荷量为+q直径略小于管道内径的小球，空间内存在方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为B，方向水平向里，电场的电场强度大小（g为重力加速度），方向竖直向上。现小球从轨道的最低点沿轨道方向以大小为v0的初速度水平射出，下列说法正确的是（）A．无论初速度的方向向右还是向左，小球在运动中对轨道的作用力都不可能为0B．小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，受到的洛伦兹力大小可能为，方向竖直向下D．若初速度方向向左，小球在最低点和轨道水平直径右端时，对轨道外侧有压力，且压力差大于mg8、如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4:1，副线圈与用电器R0组成闭合电路.若T1、T2均为理想变压器,T2的副线圈两端电压．（V），当用电器电阻R0=llΩ时()A．通过用电器R0的电流有效值是20AB．当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小C．发电机中的电流变化频率为100HzD．升压变压器的输入功率为4650W9、一质量为m的物体静止在光滑水平面上，现对其施加两个水平作用力，两个力随时间变化的图象如图所示，由图象可知在t2时刻物体的（）A．加速度大小为B．速度大小为C．动量大小为D．动能大小为10、如图所示，水平圆盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、3m，A叠放在B上，C、B离圆心O距离分别为2r、3r。C、B之间用细线相连，圆盘静止时细线刚好伸直无张力。已知C、B与圆盘间动摩擦因数为，A、B间摩擦因数为3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，现让圆盘从静止缓慢加速，则（）A．当时，A、B即将开始滑动B．当时，细线张力C．当时，C受到圆盘的摩擦力为0D．当时剪断细线，C将做离心运动三、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）(1)用分度游标卡尺测一工件外径的度数如图(1)所示，读数为______；用螺旋测微器测一圆形工件的直径读数如图(2)所示，读数为______。(2)在伏安法测电阻的实验中，待测电阻约为，电压表的内阻约为，电流表的内阻约为，测量电路中电流表的连接方式如图（a）或图（b）所示，电阻由公式计算得出，式中与分别为电压表和电流表的示数，若将图（a）和图（b）中电路图测得的电阻值分别记为和，则______（填“”或“”）更接近待测电阻的真实值，且测量值______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值，测量值______（填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。12．（12分）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准，待侧金属丝接入电路部分的长度约为50cm．（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，其中某一次测量结果如图所示，其读数应为____mm（该值接近多次测量的平均值）（2）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池阻（电动势3V，内阻约1Ω）、电流表（内阻约0.1Ω）、电压表（内阻约3kΩ）、滑动变阻器R（0～20Ω，额定电流2A）、开关、导线若干．某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

由以上实验数据可知，他们测量Rx是采用图中的______图（选填“甲”或“乙”）．（3）如图所示是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端，请根据（2）所选的电路图，补充完成图中实物间的连线_________，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．（4）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图所示，图中已标出了与测量数据对应的4个坐标点．请在图中标出第2、4、6次测量数据的坐标点，并描绘出U-I图线___________，由图线得到金属丝的阻值Rx=_______Ω（保留两位有效数字）．（5）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为________（填选项前的符号）．A．1×Ω·mB．1×Ω·mC．1×Ω·mD．1×Ω·m（6）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是_______（有多个正确选项）．A．用螺旋测微器测量金属直径时，由于读数引起的误差属于系统误差B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由于测量仪表引起的系统误差D．用U—I图像处理数据求金属电阻可以减小偶然误差四、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）质量为M的滑块由水平轨道和竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道组成，放在光滑的水平面上．质量为m的物块从圆弧轨道的最高点由静止开始滑下，以速度v从滑块的水平轨道的左端滑出，如图所示．已知M:m=3:1，物块与水平轨道之间的动摩擦因数为µ，圆弧轨道的半径为R．（1）求物块从轨道左端滑出时，滑块M的速度的大小和方向；（2）求水平轨道的长度；（3）若滑块静止在水平面上，物块从左端冲上滑块，要使物块m不会越过滑块，求物块冲上滑块的初速度应满足的条件．14．（16分）质量为的小型无人机下面悬挂着一个质量为的小物块，正以的速度匀速下降，某时刻悬绳断裂小物块竖直下落，小物块经过落地，已知无人机运动中受到的空气阻力大小始终为其自身重力的0.1倍，无人机的升力始终恒定，不计小物块受到的空气阻力，重力加速度为，求当小物块刚要落地时:（1）无人机的速度;（2）无人机离地面的高度。15．（12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。

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】

AC．重核F裂变成D和E的过程中要释放处能量，会产生质量亏损；相反，较重的核D和E聚合成F的过程中，会吸收较大能量，选项A正确，C错误；BD．较轻的核A和B聚合成C的过程也要释放能量，有质量亏损，则核子平均质量变小，C的结合能大于A和B的结合能之和，选项BD错误；故选A。2、D【解析】

A．由于：所以：A错误；B．由：可知，单色光1的频率比单色光2的频率低，B错误；C．只增大照射光的强度，光电子的最大初动能不变，因此遏止电压不变，C错误；D．由：得：D正确。故选D。3、B【解析】

设a的边长为，横截面积为，b的边长为，横截面积为，因质量相等，有得a的电阻为b的电阻为线圈匀速向外拉，感应电流为产生的焦耳热综上可得故B正确，ACD错误。故选：B。4、D【解析】

由题意应该有得即能发出6种频率光的一定是n=4能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为故ABC错误，D正确。故选D。5、C【解析】

A．在点减速，提供的向心力等于需要的向心力，“嫦娥四号”探测器进入圆轨道Ⅱ，故A错误；B．根据开普勒第三定律知，可知椭圆轨道的半长轴大于圆轨道Ⅱ的半径，所以探测器在椭圆轨道上运动的周期大于在圆轨道Ⅱ上运动的周期，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，得，可知探测器在椭圆轨道上经过点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过点时的加速度，故C正确；D．由以上分析可知探测器在椭圆轨道上经过点时的动能大于在圆轨道Ⅱ上经过点时的动能，故探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能大于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能，故D错误。故选：C。6、C【解析】

AB．细线与水平细杆接触瞬间，小球的速度不会突变，但是由与小球做圆周运动半径变小，由可知，其加速度变大，故A、B错误；C．当细线与水平细杆E接触的一瞬间，对小球a可知，细线中的拉力为对小球b，由牛顿第二定律可得由机械能守恒可得解得故C正确；D．将D、E细杆向左平移相同的一小段距离x，则解得故小球a不会离开地面，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、BD【解析】

A．小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，当小球向右射出且得此时小球对轨道的作用力为0，故A错误；B．若小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下时，小球受重力和电场力的合力为，方向竖直向上，小球在竖直方向上的合力为0，由洛伦兹力提供向心力，故B正确；C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向右射出时，在最高点则有得由动能定理有即两式不相符，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向左射出时，在最高点则有得不可能，故C错误；D．若初速度方向向左，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力竖直向下，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，则在最低点小球对轨道外侧有压力，当小球运动到轨道水平直径右端时，小球受到的洛伦兹力水平向右，由于小球做圆周运动，由洛伦兹力与轨道对小球的弹力的合力提供向心力，则小球对对轨道外侧有压力，在最低点有在轨道水平直径右端时有由动能定理得得由于，则则故D正确。故选BD。8、AD【解析】

A.降压变压器副线圈两端交变电压有效值为U=V=220V，负载电阻为11Ω，所以通过R0电流的有效值是20A，故A正确；B.当用电器的电阻R0减小时，由于电压不变，电流增大，输出功率增大，则发电机的输出功率也增大，故B错误；C.交流电经过变压器，频率不变，则交流电的频率f=ω/2π=50Hz.故C错误；D.根据I3：I4=n4：n3得，输电线上的电流I3=5A，则输电线上损耗的功率P损==25×10W=250W，降压变压器的输入功率P3=U4I4=220×20W=4400W，则升压变压器的输出功率P=P3+P损=4400+250W=4650W.故D正确；故选AD【点睛】在输电的过程中，交流电的频率不变，结合降压变压器的输出电压和用电器的电阻，根据欧姆定律求出通过用电器的电流，结合输电线上的功率损失求出升压变压器的输入功率．9、AD【解析】

A．由图像可知：在t2时刻物体的加速度由牛顿第二定律可得加速度大小故A正确；BCD．由动量定理和图像面积可得则根据动量和动能的关系得故BC错误，D正确。故选AD。10、BC【解析】

A.当A开始滑动时有：解得：当时，AB未发生相对滑动，选项A错误；B.当时，以AB为整体，根据可知B与转盘之间的最大静摩擦力为：所以有：此时细线有张力，设细线的拉力为T，对AB有：对C有：解得，选项B正确；C.当时，AB需要的向心力为：解得此时细线的拉力C需要的向心力为：C受到细线的拉力恰好等于需要的向心力，所以圆盘对C的摩擦力一定等于0，选项C正确；D.当时，对C有：剪断细线，则所以C与转盘之间的静摩擦力大于需要的向心力，则C仍然做匀速圆周运动。选项D错误。故选BC。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、32.71.506大于小于【解析】

(1)[1]10分度的游标卡尺，精确度是0.1mm，游标卡尺的主尺读数为32mm，游标尺上第7个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为7×0.1mm=0.7mm所以最终读数为32mm+0.7mm=32.7mm[2]螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为6.0×0.001mm=0.006mm所以最终读数为1.5mm+0.006mm=1.506mm(2)[3]由于待测电阻满足所以电流表应用内接法，即更接近真实值；[4]根据串并联规律可知，采用内接法时真实值应为即测量值大于真实值；[5]采用外接法时，真实值应为即测量值小于真实值。12、0.398(0.395~0.399)甲4.3～4.7CCD【解析】

（1）由图知螺旋测微器的主尺读数是0mm，可动刻度读数是39.8ⅹ0.01mm=0.398mm(0.395~0.399)，所以直径D=0.398mm.（2）由表中实验数据可知，最小电压与电流很小，接近于零，由此可知，滑动变阻器应用分压式接法，因此实验采用的是图甲所示电路．（3）实物图连接注意电流表外接，滑动变阻器分压，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端，连接时使电压表、电流表的示数最小．如图所示（4）将各数据点连线时注意让线经过尽量多的点，有些点不在线上，要让线两侧点的个数基本相等，离直线较远的点直接舍去（图中第6个点）．计算直线的斜率即为电阻R，故．（5）根据电阻定律得，故C正确，ABD错误．（6）A.用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误；B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，B错误；C.伏安法测电阻时，电流表和电压表的内阻引起的误差是系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表（电流表、电压表）引起的系统误差，C正确；D.用U­—I图像处理数据求金属线电阻，可以将错误的数据或误差较大的数据（如图中第6个点）去掉，不在直线上的点均匀分布在线的两侧，这样可以减小偶然误差，D正确．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），方向水平向右（2）（3）【解析】

（1）对于滑块M和物块m组成的系统，物块沿轨道滑下的过程中，水平方向动量守恒，物块滑出时，有滑块M的速度，方向向右．（2）物块滑下的过程中，物块的重力势能，转化为系统的动能和内能，有解得（3）物块以速度v0冲上轨道，初速度越大，冲上圆弧轨道的高度