2024-2025学年北京市西城区北京市第四中学高三最后一卷物理试卷含解析

2024-2025学年北京市西城区北京市第四中学高三最后一卷物理试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、一质子束入射到静止靶核上，产生如下核反应：，p、n分别为质子和中子，则产生的新核含有质子和中子的数目分别为（）A．28和15 B．27和14 C．15和13 D．14和132、太阳系中各行星绕太阳运动的轨道在同一面内。在地球上观测金星与太阳的视角为（金星、太阳与观察者连线的夹角），长时间观察该视角并分析记录数据知，该视角的最小值为0，最大值为。若地球和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则金星与地球公转周期的比值为（）A．B．C．D．3、如图所示，一磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，圆心为O，半径为r，MN是直径，一粒子发射装置S置于M端，可从M端向圆平面内任意方向发射速率相等的同种带电粒子，某个粒子从N端离开磁场，在磁场中运动的时间为，其中k为带电粒子的比荷，下列说法正确的是（）A．该粒子的速率为krB，发射方向垂直于MNB．该粒子的速率为krB，发射方向与MN的夹角为45°C．该粒子在磁场中运动的时间最短D．若该粒子沿直径MN方向射入磁场，其运动的时间为4、2016年8月16日l时40分，我国在酒泉用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空．如图所示为“墨子号”卫星在距离地球表面500km高的轨道上实现两地通信的示意图．若己知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则下列说法正确的是()A．工作时，两地发射和接受信号的雷达方向一直是固定的B．卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于7.9km/sC．可以估算出“墨子号”卫星所受到的万有引力大小D．可以估算出地球的平均密度5、光滑斜面长为L，物体从斜面顶端由静止开始匀加速下滑，当物体的速度是到达斜面底端速度的时，它沿斜面下滑的距离是A．L B．L C．L D．L6、关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是（）A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进B．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论D．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了氧原子光谱的实验二、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，一定质量的理想气体，由A状态经历两个不同的变化过程到C状态（A→C．A→B→C）且A．C处于同一条等温线上，以下说法正确的是（）A．气体在A→C的过程中吸收的热量大于对外做的功B．气体在A→C的过程中，气体分子的平均动能不变，分子密集程度减小，因此压强减小C．气体在A→C过程吸收的热量小于在A→B→C过程吸收的热量D．气体在B→C过程中，压强减小的原因是气体分子平均动能减小8、如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s1．由题给数据可以得出A．木板的质量为1kgB．1s~4s内，力F的大小为0.4NC．0~1s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.19、如图所示，“L”形支架AOB水平放置，物体P位于支架OB部分，接触面粗糙；一根轻弹簧一端固定在支架AO上，另一端与物体P相连。物体P静止时，弹簧处于压缩状态。现将“L”形支架绕O点逆时针缓慢旋转一很小的角度，P与支架始终保持相对静止。在转动的过程中，关于P的受力情况，下列说法正确的是（）A．支持力减小B．摩擦力不变C．合外力不变D．合外力变大10、如图所示为一列沿x正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图．其中a、b为介质中的两质点，若这列波的传播速度是100m/s，则下列说法正确的是_________.A．该波波源的振动周期是0.04sB．a、b两质点可能同时到达平衡位置C．t＝0.04s时刻a质点正在向下运动D．从t＝0到t＝0.01s时间内质点b的路程为1cmE.该波与频率是25Hz的简谐横波相遇时可能发生波的干涉现象三、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）如图甲所示为某电阻R随摄氏温度t变化的关系，图中R0表示0℃时的电阻，K表示图线的斜率。若用该电阻与电池（电动势为E，内阻为r）、电流表（内阻为Rg）、滑动变阻器（1）实际使用时要把电流表的刻度值改为相应的温度刻度值，若温度t1<t2，则（2）在标识“电阻测温计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、R0、K、R（3）由（2）知，计算温度和电流的对应关系需要先测量电流表的内阻（约为200Ω）。已知实验室有下列器材：A．电阻箱（0∼99.99Ω）B．电阻箱（0∼999.9Ω）C．滑动变阻器（0∼20Ω）D．滑动变阻器（0∼20kΩ）此外，还有电动势合适的电源、开关、导线等。请在虚线框内设计一个用“半偏法”测电流表内阻Rg12．（12分）如图所示装置可以用来测量滑块和水平面间动摩擦因数。在水平面上将弹簧一端固定，另一端与滑块接触（两者不固连）。压缩弹簧，静止释放，滑块被弹出，离开弹簧后经过光电门O，最终停在P点。已知挡光片的宽度d，记录滑块上挡光片通过光电门的时间t，重力加速度大小为g。(1)滑块经过O点的速度为____________。(2)除了记录滑块挡光片通过D点光电门的挡光时间之外，还需要测量的一个物理量是____________（填选项前的字母）。A．滑块释放点到P点距离xB．光电门与P点间的水平距离sC．滑块（带挡光片）质量mD．弹簧的长度l(3)动摩擦因数的表达式为____________（用上述测量量和重力加速度g表示）。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，粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管中有A、B两段水银柱，A段水银柱上方和下方分别有气柱工、Ⅱ，两气柱的长L1=L3=4cm，水银柱A的长度为L2=4cm，水银柱B在左侧管中长度L4=2cm，大气压强为p0=76cmHg，环境温度为T=300K。现在左侧管中缓慢倒入水银，使B水银柱在左侧管中水银液面下降2cm。求：（i）A水银柱上表面与右管中B水银柱上表面高度差；（ii）若不在左管中倒入水银，而是在左侧管口缓慢推入一个活塞，使B段水银在左管中水银面也下降2cm，则活塞需推人管中多长距离？14．（16分）如图，内横截面积为S的圆桶容器内下部盛有密度为的某种液体，上部用软塞封住一部分气体，两端开口的薄壁玻璃管C下端插入液体中，上端从软塞中穿出与大气相通。气缸B的下端有小孔通过一小段导管D与A中气体相通，面积为，不计重力的轻活塞封住了一部分气体。开始C内外的液面等高，A内气柱的长度为h，保持温度不变，缓慢向下压B内的活塞，当活塞到达B底时，C内液体刚好上升到A的内上表面，此时C的下端仍在A的液体中。外界气压为p0，重力加速度为g，玻璃管C的横截面积为0.1S，不计导管D内气体的体积。求：(1)此时作用在活塞上的压力；(2)开始时气缸B内气体的长度。15．（12分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．

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】

质子的电荷数为1，质量数为1；中子的电荷数为0，质量数为1；根据电荷数、质量数守恒，X的质子数(电荷数)为1+13−0=14，质量数为1+27−1=27，中子数：27−14=13。A.28和15。与上述结论不符，故A错误；B.27和14。与上述结论不符，故B错误；C.15和13。与上述结论不符，故C错误；D.14和13。与上述结论相符，故D正确。2、C【解析】

如图所示最大视角时，观察者与金星的连线应与金星的轨道相切。由几何关系得万有引力提供向心力有解得故C正确，ABD错误。3、B【解析】

ABC．由题设条件带电粒子在磁场中运动的周期为，根据粒子在磁场中运动的时间可知，带电粒子从M到N运动了四分之一周期，由几何知识作图知道该粒子运动轨迹的圆心在边界圆上，半径为，由则发射方向与MN的夹角为45°，此轨迹对应弧长最长，运动时间最长，选项AC错误，B正确；D．根据前面的数据再画出沿MN方向的粒子运动轨迹，经计算轨迹圆弧对应的圆心角为，则时间不等于，D错误．故选B。4、B【解析】由于地球自转的周期和“墨子号”的周期不同，转动的线速度不同，所以工作时，两地发射和接受信号的雷达方向不是固定的，故A错误．7.9km/s是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，则卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于7.9km/s，故B正确．由于“墨子号”卫星的质量未知，则无法计算“墨子号”所受到的万有引力大小，故C错误．根据知，因周期未知，则不能求解地球的质量，从而不能估算地球的密度，选项D错误；故选B．点睛：解决本题的关键知道卫星做圆周运动向心力的来源，知道线速度、周期与轨道半径的关系，理解第一宇宙速度的意义．5、A【解析】

设物体沿斜面下滑的加速度为a，物体到达斜面底端时的速度为v，则有:v2＝2aL＝2aL′联立两式可得：L′＝L，A正确，BCD错误。故选A。6、D【解析】

A．粒子散射实验的内容是：绝大多数粒子几乎不发生偏转；少数粒子发生了较大的角度偏转；极少数粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过，有的甚至几乎达到，被反弹回来），故A正确；B．粒子散射实验中，只有少数粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，但不能说明原子中正电荷是均匀分布的，故B正确；C．卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故C正确；D．玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是不同的，玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故D错误；不正确的故选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、CD【解析】

A．气体在A→C的过程中，由热力学第一定律，由于A、C处于同一条等温线上，，由A到C体积增大，故，，此过程中吸收的热量等于对外做的功，A错误；B．气体在A→C的过程中，温度先升高后降低，气体分子的平均动能先增大后减小，B错误；C．气体在A→B→C过程，，，由p-V图像下方的面积代表功知|WABC|>|WAC│，得到QABC>QAC。C正确；D．根据影响气体压强的微观因素，气体在B→C过程中，体积不变，气体分子密集程度不变，温度降低，气体分子平均动能减小，因此压强减小，D正确。故选CD。8、AB【解析】

结合两图像可判断出0-1s物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F等于f，故F在此过程中是变力，即C错误；1-5s内木板与物块发生相对滑动，摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对1-4s和4-5s列运动学方程，可解出质量m为1kg，1-4s内的力F为0.4N，故A、B正确；由于不知道物块的质量，所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D错误.9、AC【解析】

对受力分析如图：不转动时，对有支持力和静摩擦力，根据平衡条件转动后受力分析如图：支持力为则支持力减小，摩擦力为则静摩擦力减小，物块保持静止，所以合外力不变，仍为0，AC正确，BD错误。故选AC。10、ACE【解析】

由图可知波的波长，根据可以求得周期，根据波的平移原则判断某时刻某个质点的振动方向，知道周期则可得出质点的路程，当两列波的频率相同时，发生干涉现象.【详解】A．由图象可知，波长λ＝4m，振幅A＝2cm，由题意知，波速v＝100m/s，波源的振动周期，故A正确；B．a、b两质点不可能同时到达平衡位置，故B错误；C．波沿x轴正方向传播，0时刻a质点正在向下运动，t＝0.04s＝T，一个周期后a质点回到了原来的位置，仍然正在向下运动，故C正确；D．从t＝0到t＝0.01s时间内，，四分之一个周期的时间内，质点运动的路程一定大于，故D错误；该波的频率，与频率是25Hz的简谐横波相遇时可能发生波的干涉现象，故E正确．故选ACE.【点睛】考查波的形成与传播过程，掌握波长、波速与周期的关系，理解质点的振动方向与波的传播方向的关系．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、右EKI-1【解析】

第一空.由题图甲可知，温度升高时电阻阻值增大，导致流过电流表的电流减小，可知t1的刻度应在t第二空.由闭合电路欧姆定律知E=IR+R'+R第三空.应用半偏法测电流表的内阻实验时，滑动变阻器采用限流式，电流表和电阻箱并联，设计的电路如图所示：第四空.第五空.采用半偏法测电阻时，电阻箱的最大阻值应该大于电流表的内阻，同时滑动变阻器应该选择阻值较大的，故电阻箱选择B，滑动变阻器选择D.12、B【解析】

(1)[1]遮光条的宽度较小，通过光电门的平均速度近似等于瞬时速度，根据平均速度公式可知滑块的速度(2)[2]到的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得动摩擦因数的表达式为还需要测量的物理量是：光电门与之间的水平距离，ACD错误，B正确。故选B。(3)[3]根据上述分析可知四、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、（i）3.8cm；（ii）2.4cm。【解析】

（i）根据力的平衡可知，右管中水银柱的长L=L2+L4=6cm当B水银柱在左管中水银液面下降2cm，则右管中水银柱长变为8cm根据力的平衡可知，左侧管中需加入的水银柱长h=8cm-L2=4cm对气柱Ⅱ研究，开始时压强p1=76cmHg+4cmHg=80cmHg加水银后，气体的压强p2=76cmHg+8cmHg=84cmHg设加水银后气体Ⅱ的长为，气体发生等温变化，则有解得这时，A水银柱上表面与右管中B水银柱上表面高度差（ii）若不在左管中倒入水银，而是在左