2025年北京市西城區(qū)4月高三學(xué)業(yè)水平考試物理試題試卷含解析

2025年北京市西城區(qū)4月高三學(xué)業(yè)水平考試物理試題試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示，在真空云室中的矩形ABCD區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向外的勻強磁場，靜止放置在O點的鈾238原子核發(fā)生衰變，放出射線后變成某種新的原子核，兩段曲線是反沖核（新核）和射線的徑跡，曲線OP為圓弧，x軸過O點且平行于AB邊。下列說法正確的是（）A．鈾238原子核發(fā)生的是β衰變，放出的射線是高速電子流B．曲線OP是射線的徑跡，曲線OQ是反沖核的徑跡C．改變磁感應(yīng)強度的大小，反沖核和射線圓周運動的半徑關(guān)系隨之改變D．曲線OQ是α射線的徑跡，其圓心在x軸上，半徑是曲線OP半徑的45倍2、如圖所示，實線為兩個點電荷Q1、Q2產(chǎn)生的電場的電場線，虛線為正電荷從A點運動到B點的運動軌跡，則下列判斷正確的是（）A．A點的場強小于B點的場強B．Q1的電荷量大于Q2的電荷量C．正電荷在A點的電勢能小于在B點的電勢能D．正電荷在A點的速度小于在B點的速度3、在如圖所示的理想變壓器供電線路中，原線圈接在有效值恒定的交流電源上，副線圈接有兩個燈泡，電流表、電壓表均為理想電表。開關(guān)S原來是斷開的，現(xiàn)將開關(guān)S閉合，則（）A．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大B．A1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)增大C．V1的示數(shù)減小，V2的示數(shù)減小。D．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小4、一個小球以一定的水平速度拋出，經(jīng)過t0時間，小球和拋出點的連線與水平方向夾角為37°，再經(jīng)過t時間，小球和拋出點的連線與水平方向的夾角為53°，不計空氣阻力，下列說法正確的是A． B． C． D．5、如圖，勁度系數(shù)為400N/m的輕彈簧一端固定在傾角為45°的光滑楔形滑塊的頂端O處，另一端拴一質(zhì)量為m=kg的小球。當(dāng)楔形滑塊以大小為a=3g的加速度水平向右運動時，彈簧的伸長量為（取g=10m/s2）（）A．cm B．cm C．1.25cm D．2.5cm6、M、N、P三點共線且為電場中同一電場線上的三點，P為MN的中點，M、N兩點處電勢分別為20V、12V。下列說法正確的是A．場強方向是N指向MB．一正電荷在P點時受到的電場力大于在M點時受到的電場力C．該電場在P點處的電勢一定為16VD．一負電荷在P點時具有的電勢能大于在M點時具有的電勢能。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖甲，間距L=lm且足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌cd、ef固定在水平面（紙面）上，右側(cè)cf間接有R=2Ω的電阻．垂直于導(dǎo)軌跨接一根長l=2m、質(zhì)量m=0.8kg的金屬桿，金屬桿每米長度的電阻為2Ω．t=0時刻，寬度a=1.5m的勻強磁場左邊界緊鄰金屬桿，磁場方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小B=2T．從t=0時刻起，金屬桿（在方向平行于導(dǎo)軌的水平外力F作用下）和磁場向左運動的速度一時間圖像分別如圖乙中的①和②．若金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻，則）（）A．t=0時刻，R兩端的電壓為B．t=0.5s時刻，金屬桿所受安培力的大小為1N、方向水平向左C．t=l.5s時刻，金屬桿所受外力F做功的功率為4.8WD．金屬桿和磁場分離前的過程中，從c到f通過電阻R的電荷量為0.5C8、將一個小球豎直向上拋出，碰到高處的天花板后反彈，并豎直向下運動回到拋出點，若反彈的速度大小是碰撞前速度大小的0.65倍，小球上升的時間為1s，下落的時間為1.2s，重力加速度取，不計空氣阻力和小球與天花板的碰撞時間，則下列說法正確的是A．小球與天花板碰撞前的速度大小為B．小球與天花板碰撞前的速度大小為C．拋出點到天花板的高度為D．拋出點到天花板的高度為9、如圖所示，A、B、C三點組成一邊長為l的等邊三角形。該空間存在平行于ABC平面的勻強電場。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子僅受電場力作用依次通過A、B、C三點，通過A、C兩點的速率均為v0，通過B點時的速率為，則該勻強電場場強E的大小和方向分別是A．E= B．E=C．方向垂直AC斜向上 D．方向垂直AC斜向下10、傾角為的傳送帶在電動機帶動下始終以的速度勻速上行。相等質(zhì)量的甲、乙兩種不同材料的滑塊（可視為質(zhì)點）分別無初速放在傳送帶底端，發(fā)現(xiàn)甲滑塊上升高度處恰好與傳送帶保持相對靜止，乙滑塊上升高度處恰與傳送帶保持相對靜止。現(xiàn)比較甲、乙兩滑塊均從靜止開始上升高度的過程中（）A．甲滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)大于乙滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)B．甲、乙兩滑塊機械能變化量相同C．甲運動時電動機對皮帶所做的功大于乙運動時電動機對皮帶所做的功D．甲滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量等于乙滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）用圖所示實驗裝置驗證機械能守恒定律．通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄下?lián)豕鈺r間t，測出AB之間的距離h．實驗前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束．(1)為了驗證機械能守恒定律，還需要測量下列哪些物理量_____．A．A點與地面間的距離HB．小鐵球的質(zhì)量mC．小鐵球從A到B的下落時間tABD．小鐵球的直徑d(2)小鐵球通過光電門時的瞬時速度v=_____，若下落過程中機械能守恒，則與h的關(guān)系式為=_____．12．（12分）把電流表改裝成電壓表的實驗中，所用電流表G的滿偏電流Ig為200μA，內(nèi)阻估計在400~600Ω之間。(1)按圖測定電流表G的內(nèi)阻Rg，需要選用合適的器材，現(xiàn)有供選用的器材如下：A．滑動變阻器（阻值范圍0~200Ω）B．滑動變阻器（阻值范圍0~175Ω）C．電阻箱（阻值范圍0~999Ω）D．電阻箱（阻值范圍0~99999Ω）E.電源（電動勢6V，內(nèi)阻0.3Ω）F.電源（電動勢12V，內(nèi)阻0.6Ω）按實驗要求，R最好選用__________，R′最好選用___________，E最好選用___________(填入選用器材的字母代號)。(2)根據(jù)以上實驗測得的電流表內(nèi)阻值比真實值________________（選填“大”或“小”）。(3)假定由上述步驟已測出電流表內(nèi)阻Rg=500Ω，現(xiàn)在通過串聯(lián)一個24.5kΩ的電阻把它改裝成為一個電壓表，此電壓表的量程為_____________________。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖1所示，在直角坐標系xOy中，MN垂直x軸于N點，第二象限中存在方向沿y軸負方向的勻強電場，Oy與MN間（包括Oy、MN）存在均勻分布的磁場，取垂直紙面向里為磁場的正方向，其感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律如圖2所示。一比荷的帶正電粒子（不計重力）從O點沿紙面以大小v0=、方向與Oy夾角θ＝60°的速度射入第一象限中，已知場強大小E=(1+)，ON=L(1)若粒子在t=t0時刻從O點射入，求粒子在磁場中運動的時間t1；(2)若粒子在0~t0之間的某時刻從O點射入，恰好垂直y軸進入電場，之后從P點離開電場，求從O點射入的時刻t2以及P點的橫坐標xP；(3)若粒子在0~t0之間的某時刻從O點射入，求粒子在Oy與MN間運動的最大路程s。14．（16分）在某次學(xué)校組織的趣味運動會上，某科技小組為大家展示了一個裝置，如圖所示，將一質(zhì)量為0.1kg的鋼球放在O點，用彈射器裝置將其彈出，使其沿著光滑的半圓形軌道OA和AB運動，BC段為一段長為L＝2.0m的粗糙平面，DEFG為接球槽。圓弧OA和AB的半徑分別為r＝0.2m，R＝0.4m，小球與BC段的動摩擦因數(shù)為μ＝0.5，C點離接球槽的高度為h＝1.25m，水平距離為x＝0.5m，接球槽足夠大，g取10m/s2，求：(1)鋼球恰好不脫離圓弧軌道，鋼球在A點的速度vA多大；(2)滿足(1)時，鋼球在圓軌道最低點B對軌道的壓力；(3)要使鋼球最終能落入槽中，彈射速度至少多大。15．（12分）如圖所示，有一磁感應(yīng)強度大小為B的水平勻強磁場，其上下水平邊界的間距為H；磁場的正上方有一長方形導(dǎo)線框，其長和寬分別為L、，質(zhì)量為m，電阻為。現(xiàn)將線框從其下邊緣與磁場上邊界間的距離為h處由靜止釋放，測得線框進入磁場的過程所用的時間為。線框平面始終與磁場方向垂直，線框上下邊始終保持水平，重力加速度為。求：(1)線框下邊緣剛進入磁場時線框中感應(yīng)電流的大小和方向；(2)線框的上邊緣剛進磁場時線框的速率；(3)線框下邊緣剛進入磁場到下邊緣剛離開磁場的全過程中產(chǎn)生的總焦耳熱Q。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

AD．衰變過程中動量守恒，因初動量為零，故衰變后兩粒子動量大小相等，方向相反，由圖像可知，原子核發(fā)生的是α衰變，粒子做圓周運動向心力等于洛倫茲力得由于反沖核的電荷量比α射線大，則半徑更小，即曲線OQ是射線的徑跡，曲線OP是反沖核的徑跡，由于曲線OP為圓弧，則其圓心在x軸上，射線初速度與x軸重直，新核初速度與x軸垂直，所以新核做圓周運動的圓心在x軸上由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知反沖核的電荷量是α粒子的45倍，由半徑公式可知，軌道半徑之比等于電荷量的反比，則曲線OQ半徑是曲線OP半徑的45倍，故A錯誤，D正確。BC．由動量守恒可知粒子做圓周運動向心力等于洛倫茲力得由于反沖核的電荷量比α射線大，則半徑更小，即曲線OQ是射線的徑跡，曲線OP是反沖核的徑跡，反沖核的半徑與射線的半徑之比等于電荷量的反比，由于電荷量之比不變，則改變磁感應(yīng)強度的大小，反沖核和射線圓周運動的半徑關(guān)系不變，故BC錯誤。故選D。2、C【解析】

A．根據(jù)“電場線的密疏表示場強的大小”可知A點的場強比B點的場強大，故A錯誤；B．根據(jù)電場線分布情況可知Q1、Q2是同種電荷。由點電荷周圍電場線較密可知點電荷帶電荷量較多，即Q1<Q2，故B錯誤；C．正電荷做曲線運動，受到的合力方向指向曲線的凹處，并且和電場線在一條直線上，所以正電荷電場力方向指向Q2，由于正電荷從A點運動到B點的過程中，電場力方向與速度方向的夾角總是大于90°，電場力做負功，電勢能增大，即正電荷在A點的電勢能小于在B點的電勢能，故C正確；D．正電荷從A點運動到B點，電場力做負功，電勢能增大，動能減小，故正電荷在A點的速度大于在B點的速度，故D錯誤。故選C。3、A【解析】

副線圈輸出電壓由原線圈的輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比決定，原線圈輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比不變，則副線圈輸出電壓不變，電壓表V1的示數(shù)不變，電壓表V2的示數(shù)不變，開關(guān)S閉合后，總電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，副線圈輸出電流增大，根據(jù)變流比可知，原線圈輸入電流增大，即電流表A1的示數(shù)增大，電流表A2的示數(shù)增大，故A正確，BCD錯誤。故選A。4、C【解析】

設(shè)平拋初速度大小為v0，經(jīng)過時間t0，有：再經(jīng)過時間t，有：所以解得：A.與計算結(jié)果不符，故A錯誤。B.與計算結(jié)果不符，故B錯誤。C.與計算結(jié)果相符，故C正確。D.與計算結(jié)果不符，故D錯誤。5、D【解析】

當(dāng)小球和斜面間的彈力為零時，設(shè)此時的加速度大小為a0，則由牛頓第二定律，有代入數(shù)據(jù)得a0=g故當(dāng)滑塊以a=3g的加速度水平向右運動時，由a＞a0，知小球此時離開斜面，根據(jù)受力分析，結(jié)合力的合成與分解，可得根據(jù)胡克定律有F=kx聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得x=2.5×10-2m=2.5cm故ABC錯誤，D正確；

故選D。6、D【解析】

A．，根據(jù)電場線與電勢關(guān)系，沿電場線方向電勢降低，場強方向是M指向N，故A錯誤；BC．由于無法確定該電場是否為勻強電場，所以無法確定M、N、P三點處場強的大小關(guān)系及P點處的電勢，故BC錯誤；D．由得，負電荷在P點時具有的電勢能大于在M點時具有的電勢能，故D正確。故選：D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】

A、t=0時刻，棒的速度為零，磁場向左運動的速度為2m/s，等效為棒切割的速度為2m/s，，棒的內(nèi)阻為，故電阻R的電壓為：，故A錯誤；B、t=0.5s時，棒的切割速度為2-1=1m/s，方向向右，，，方向由左手定則可知水平向左，故B正確；C、金屬桿做勻加速直線運動，故，由圖象可知，金屬桿所受安培力的大小為：，可得，則金屬桿做功的功率為：，故C錯誤．D、金屬桿和磁場分離前的過程中，在0-1s內(nèi)，金屬桿相對于磁場向右運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電流由c到f。在0-1s內(nèi)，金屬桿相對于磁場通過的位移大小為：，從c到f通過電阻R的電荷量為：，故D正確。故選BD。8、AC【解析】

AB.由題意可知,解得，故A正確，B錯誤；CD.拋出點到天花板的高度為故C正確，D錯誤。9、BC【解析】

AB.據(jù)題意可知AC為該勻強電場的等勢線，因從A到B電場力對粒子做負功，且粒子帶正電，可知電場方向垂直AC斜向上，據(jù)動能定理可得解得，故A錯誤B正確。CD.據(jù)題意可知AC為該勻強電場的等勢線，因從A到B電場力對粒子做負功，且粒子帶正電，可知電場方向垂直AC斜向上，故C正確D錯誤。10、BC【解析】

A．相等質(zhì)量的甲，乙兩種不同材料的滑塊分別無初速放在傳送帶底端，最終都與傳送帶速度相等，動能增加量相同，但甲的速度增加的慢，說明甲受到的摩擦力小，故甲滑塊與皮帶的動摩擦因數(shù)小于乙滑塊與皮帶的動摩擦因數(shù)，故A錯誤；B．由于動能增加量相同，重力勢能增加也相同，故甲、乙兩滑塊機械能變化量相同，故B正確；CD．動能增加量相同，即得相對位移滑塊與皮帶間摩擦生熱為等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，根據(jù)知甲滑塊與皮帶摩擦產(chǎn)生的熱量大于乙滑塊與皮帶摩擦產(chǎn)生的熱量，電動機對皮帶做的功等于系統(tǒng)摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能和滑塊機械能的增加量，由于滑塊機械能增加相同，則甲運動時電動機對皮帶所做的功大于乙運動時電動機對皮帶所做的功，故C正確，D錯誤。故選BC。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、D【解析】

(1)[1]A．根據(jù)實驗原理可知，需要測量的是A點到光電門的距離，故A錯誤；B．根據(jù)機械能守恒的表達式可知，方程兩邊可以約掉質(zhì)量，因此不需要測量質(zhì)量，故B錯誤；C．利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，不需要測量下落時間，故C錯誤；D．利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度時，需要知道擋光物體的尺寸，因此需要測量小球的直徑，故D正確．故選D．(2)[2][3]利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，故根據(jù)機械能守恒的表達式有即12、DCF小5V【解析】

(1)[1][2][3]圖中電路為經(jīng)典的半偏法測電流表內(nèi)阻，采用半偏法測量電流表內(nèi)阻時，電源電動勢越大，越有利于減小誤差，所以電動勢應(yīng)選擇較大的F，為了保證電流表能夠滿偏，根據(jù)閉合電路歐姆定律粗算全電路總電阻大?。核噪娮柘溥x用阻值較大的D，電阻箱用來和電流表分流，所以二者電阻相差不多，所以選擇C；(2)[4]實驗原理可以簡述為：閉合，斷開，調(diào)節(jié)使電流表滿偏，保持和不變，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)使電流表半偏，此時的電阻即為電流表的內(nèi)阻。事實上，當(dāng)接入時，整個電路的總電阻減小，總電流變大，電流表正常半偏，分流為斷開時總電流的一半，而通過的電流大于斷開時總電流的一半，根據(jù)歐姆定律可知的電阻示數(shù)小于電流表真實的內(nèi)阻；(3)[5]根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律：解得改裝后電壓表的量程：。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)；(2)，；(3)(5+)L【解析】

(1)若粒子在t0時刻從O點射入，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓