2025届北京市第四中学顺义区分校高三零模物理试卷【含答案】

这是一份2025届北京市第四中学顺义区分校高三零模物理试卷【含答案】，共20页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.已知铋210的半衰期是5d。20g铋210衰变后还剩5g，需要经过( )
A. 20dB. 15dC. 10dD. 5d
2.两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则两束光由空气射入玻璃砖中( )
A. a光的频率小于b光的频率
B. 玻璃砖对a光的折射率较大
C. 在玻璃砖中a光的传播速度大于b光的传播速度
D. 两种单色光由玻璃射入空气时，b光的临界角较小
3.一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变，在上浮过程中气泡内气体( )
A. 内能变大B. 压强变大C. 体积不变D. 从水中吸热
4.一列沿x轴传播的简谐横波，某时刻波形如图1所示，以该时刻为计时零点，x=2m处质点的振动图像如图2所示。根据图中信息，下列说法正确的是( )
A. 波的传播速度v=0.1m/s
B. 波沿x轴负方向传播
C. t=0时，x=3m处的质点加速度为0
D. t=0.2s时，x=3m处的质点位于y=10cm处
5.如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W“的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是( )
A. 原、副线圈匝数之比为4：1
B. 副线圈中电流的有效值为2A
C. 原线圈的输入功率为12W
D. 输入电压u随时间t变化规律为u=24 2sin50πt
6.如图所示，绕过定滑轮的绳子将物块A和物块B相连，连接物块A的绳子与水平桌面平行。现将两物块由图示位置无初速度释放，经过时间t，物块B未落地，物块A未到达滑轮位置。已知物块A的质量为M，物块B的质量为m，重力加速度为g。若忽略A与桌面之间的摩擦力，则绳子拉力大小为T0、物块A的加速度为a0，不计滑轮、绳子的质量。则下列说法正确的是( )
A. 绳子拉力大小T0=mg
B. 物块A的加速度大小a0=mgm+M
C. 若A与桌面有摩擦力，则绳子拉力小于T0
D. 若A与桌面有摩擦力，则A的加速度大于a0
7.如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引
B. 闭合开关，达到稳定后，流过电流表的电流方向由b到a
C. 断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向右
D. 断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到b
8.如图所示，光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C。下列说法正确的是( )
A. 物体在C点的速度为零
B. 物体在C点所受合力为零
C. 物体在B点时轨道对物体的支持力等于物体的重力
D. 物体在A点时弹簧的弹性势能大于物体在C点的重力势能
9.将小球竖直向上抛出，小球从抛出到落回原处的过程中，若所受空气阻力大小与速度大小成正比，则下列说法正确的是( )
A. 上升和下落两过程的时间相等
B. 上升和下落两过程合力的冲量大小相等
C. 上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度
D. 上升过程损失的机械能大于下落过程损失的机械能
10.如图为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化规律为a=4sin(2.5πt)m/s2，下列说法正确的是( )
A. a随t变化周期为0.4s
B. t=0时，弹簧弹力为0
C. t=0.2s时，手机位于平衡位置下方
D. 从t=0至t=0.2s，手机处于失重状态
11.水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。下列说法正确的是( )
A. 物体匀速运动过程中，受到向前静摩擦力
B. 传送带对物体的摩擦力对物体做正功
C. 刚开始物体相对传送带向后运动是因为受到向后的摩擦力
D. 传送带运动速度越大，物体加速运动时的加速度越大
12.如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M、N两点，P、Q是MN连线上的两点，且MP=QN。下列说法正确的是( )
A. P点电势与Q点电势相等
B. P、Q两点电场强度大小相等，方向相反
C. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P、Q两点间电势差变为原来的2倍
D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P点电场强度大小变为原来的4倍
13.如图所示为一个加速度计的原理图。滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M下端与滑动变阻器R接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E相同，内阻不计。两弹簧处于原长时，M位于R的中点，理想电压表的示数为0。当P端电势高于Q端时，电压表示数为正。将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是( )
A. 若M位于R的中点右侧，P端电势低于Q端
B. 若电压表示数为负时，则物体速度方向向右
C. 电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比
D. 若物体向右匀加速运动，则电压表示数为负，则示数均匀增加
14.等离激元蒸汽发生器，是用一束光照射包含纳米银颗粒(可视为半径约10.0nm的球体，其中每个银原子的半径约0.10nm)的水溶液时，纳米银颗粒吸收一部分光而升温，使其周围的水变成水蒸气，但整个水溶液的温度并不增加。该现象可解释为：如图所示，实线圆表示纳米银颗粒，电子均匀分布在其中。当施加光场(即只考虑其中的简谐交变电场)时，在极短时间内，可认为光场的电场强度不变，纳米银颗粒中的电子会整体发生一个与光场反向且远小于纳米银颗粒半径的位移，使电子仍均匀分布在一个与纳米银颗粒半径相同的球面内(虚线圆)。长时间尺度来看，纳米银颗粒中的电子便在光场作用下整体发生周期性集体振荡(等离激元振荡)而使光被共振吸收，导致纳米银颗粒温度升高。下列说法正确的是( )
A. 一个纳米银颗粒中含有银原子的个数约102个
B. 光场变化的频率应尽可能接近水分子振动的固有频率
C. 在光场变化的一个周期内，光场对纳米银颗粒所做的总功为零
D. 图示时刻，两球交叠区域(图中白色部分)中电场强度可能为零
二、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.关于在测量电源电动势和内阻的实验。
(1)如图所示为两种测量电池电动势和内阻的实验电路图。图中部分器材规格为：电流表内阻约为0.5Ω，量程为0∼0.6A；电压表内阻约为3kΩ，量程为0∼3V。若被测电源为一节干电池(电动势约1.5V，内阻约1Ω)，应选择______电路图(选填“甲”或“乙”)；分析你选择方案的测量结果E测______E真。(选填“>”或“R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系；
(2)根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零，利用库仑力与万有引力的表达式的相似性和相关力学知识，求r≤R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系；
(3)宇宙中某恒星质量是太阳质量的8倍，单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍。设想地球“流浪”后绕此恒星公转，且在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样。地球绕太阳公转的周期为T1，绕此恒星公转的周期为T2，求T2T1。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解：根据半衰期公式m=m0(12)tτ，代入数据解得t=10d，故C正确，ABD错误。
故选：C。
根据半衰期的计算公式代入数据解答。
考查放射性元素的半衰期计算，会根据题意进行准确分析解答。
2.【答案】B
【解析】解：A、因为a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，所以a光的频率大于该金属的截止频率，b光的频率小于该金属的截止频率，所以a光的频率大于b光的频率，故A错误；
B、同一介质中，频率大的光的折射率较大，所以玻璃砖对a光的折射率较大，故B正确；
C、因为a光的折射率大，根据v=cn可知，在玻璃砖中a光的传播速度小于b光的传播速度，故C错误；
D、根据sinC=1n可知，两种单色光由玻璃射入空气时，b光的临界角较大，故D错误。
故选：B。
根据金属的截止频率比较两种光的频率；同一介质对频率大的光折射率较大；根据v=cn分析；根据临界角公式分析。
能够根据发生光电效应的条件分析两光的频率大小是解题的关键，知道频率越大的光在相同介质中的折射率越大是解题的基础。
3.【答案】D
【解析】解：A、气泡上浮过程气泡内气体的温度不变，内能不变，故A错误；
B、设外界大气压为p0，则气泡内气体压强p=p0+ρgh，上浮过程h减小，所以气泡内气体的压强减小，故B错误；
C、气体经历等温变化，由玻意耳定律pV=C可知，气体的压强减小，则气体的体积变大，故C错误；
D、上浮过程气体体积变大，气体对外界做功，则W0，所以气体从水中吸热，故D正确。
故选：D。
A、根据理想气体的内能只与温度有关分析；
B、根据气泡内气体压强p=p0+ρgh分析；
C、根据玻意耳定律分析；
D、根据热力学第一定律分析。
本题考查了热力学第一定律、玻意耳定律，解题的关键是知道理想气体的内能只与温度有关，气体的温度不变，则气体的内能不变，注意气体体积增大，气体对外界做功，则W0。
4.【答案】D
【解析】解：A、由题图可知：λ=4m，T=0.4s，则波速v=λT=40.4m/s=10m/s，故A错误；
B、由振动图像知t=0时刻P点开始向上振动，根据同侧法可知波沿x轴正方向传播，故B错误；
C、t=0时，x=3m处的质点位于波谷，其加速度沿y轴正方向，不为零，故C错误；
D、经过t=0.2s=T2，x=3m处的质点从波谷运动到波峰位置，其位移y=10cm，故D正确。
故选：D。
根据v=λT计算波的传播速度；根据同侧法判断波的传播方向；根据质点的位移判断加速度方向；根据时间和周期关系判断质点的位移。
本题主要是考查了波的图象；解答本题关键是要掌能够根据图象直接读出波长、周期和各个位置处的质点振动方向，知道波速、波长和频率之间的关系v=fλ。
5.【答案】A
【解析】解：D、由图乙，可知原线圈的输入电压的峰值为24 2V，周期为0.02s，ω=2πT=2π0.02s=100πrad/s，
可知原线圈的电压随时间的表达式为：u=24 2sin100πt，故D错误；
A、由原副线圈的电压比与匝数比的关系：U1U2=n1n2，U1=Um 2，U2=UL，可得匝数比为4：1，故A正确；
B、由副线圈的灯泡正常工作，可知副线圈的电流有效值为：I2=PUL=3W6V=0.5A，故B错误；
C、根据原副线圈匝数比与电流比的关系，可知副线圈的输出功率为P=3W，根据原副线圈的电功率相等，可知原线圈的输入功率为3W，故C错误。
故选：A。
由图乙，可知原线圈的输入电压的峰值、周期，计算可得原线圈的电压随时间的表达式；由原副线圈的电压比与匝数比的关系，可计算匝数比；由副线圈的灯泡正常工作，可知副线圈的电流有效值；根据原副线圈匝数比与电流比的关系，可计算副线圈的输出功率，根据原副线圈的电功率关系，可知原线圈的输入功率。
本题考查变压器的相关计算，关键是根据图乙，计算输入电压的峰值、周期。
6.【答案】B
【解析】解：AB.运动过程中物块A与物块B的加速度大小相等，由牛顿第二定律得：
对A、B整体：mg=(M+m)a0
对B：mg−T0=ma0
联立解得：T0=mg−m2gM+m，a0=mgM+m
故A错误，B正确；
CD.若A与桌面有摩擦力，设该摩擦力大小为f，由牛顿第二定律得：
对A、B整体：mg−f=(M+m)a
对B：mg−T=ma
解得：T=mg−m(mg−f)M+m>T0，a=mg−fM+mF2，加速度a=Fm，故加速度大小关系满足：a1>a2，故C错误；
A、由加速度a1>a2，位移大小相等，可得到平均速度的相对大小关系满足：v1−>v2−，两个时间关系满足：t1a2，位移大小相等，可知上抛过程的初速度、下落过程的末速度大小关系满足：v1>v2，
根据动量定理，上抛过程中，以向上为正方向，则：−I1=0−mv1，
下落过程，以向下为正方向，则：I2=mv2−0，
可知合力冲量的大小关系满足：I1>I2，故B错误；
D、由平均速度大小满足：v1−>v2−，可知阻力的大小满足：f1−>f2−，阻力做功满足：W1>W2，
结合功能关系，可知阻力做功大小与损失的机械能相等，即可知机械能损失情况满足：ΔE1>ΔE2，故D正确。
故选：D。
竖直向上抛出、向下落的过程中，对小球分别受力分析，可得到其受到的合力关系，分析加速度大小关系；由加速度大小、位移大小关系，可得到平均速度的相对大小关系，分析两个时间关系；由加速度大小、位移大小关系，可比较初末速度大小关系，根据动量定理分析合力冲量的大小关系；由平均速度大小，可知阻力的大小，结合功能关系，即可比较机械能损失情况。
本题考查竖直上抛和下落过程的动量、能量关系，关键是根据阻力与速度的关系式，得到阻力和速度的相对大小关系。
10.【答案】C
【解析】解：A、由a随t变化规律，即可得周期满足：T=2πω，解得T=0.8s，故A错误；
B、由a随t变化规律，可得t=0时的加速度为0，结合回复力与加速度的关系：F=ma，可知回复力F=0，对手机受力分析，即可知弹簧的弹力满足：F弹=mg，故B错误；
C、由a随t变化规律，可知0.2s时，手机的加速度为：a=4m/s2，结合回复力公式：F=−kx，回复力与加速度关系：F=ma，可知手机的位移为负，结合题意可知，此时手机位于平衡位置下方，故C正确；
D、由a随t变化规律，可知从t=0至t=0.2s，手机的加速度始终为正，结合题意，可知加速度方向始终为竖直向上，即可知手机为超重状态，故D错误。
故选：C。
由a随t变化规律，即可计算周期；由a随t变化规律，可计算t=0时的加速度，结合回复力与加速度的关系，可计算回复力，对手机受力分析，即可计算弹簧的弹力；由a随t变化规律，可知0.2s时，手机的加速度，结合回复力公式及回复力与加速度关系，可判断手机的位置；由a随t变化规律，可知从t=0至t=0.2s，手机的加速度方向，即可知手机的超失重状态。
本题考查简谐运动的特点，关键是根据加速度随时间的变化，结合回复力公式、回复力与加速度关系，分析手机的运动状态。
11.【答案】B
【解析】解：A.物体匀速运动过程中，物体与传送带相对静止，且没有相对运动的趋势，所以不受静摩擦力作用，故A错误。
B.传送带对物体的摩擦力方向与物体运动方向相同，根据功的计算公式
W=Fscsθ
摩擦力对物体做正功，故B正确。
C.刚开始物体相对传送带向后运动是因为物体具有惯性，要保持原来的静止状态，而不是因为受到向后的摩擦力，物体受到的是向前的静摩擦力，故C错误。
D.物体加速运动时的加速度
a=μmgm=μg
与传送带运动速度无关，故D错误。
故选：B。
AC.根据匀速运动的条件判断摩擦力；
B.根据物块做加速运动判断摩擦力做功的问题；
D.根据加速度公式分析解答。
本题考查传送带的相关问题，会根据题意进行相应的分析和解答，难度一般。
12.【答案】C
【解析】解：A.根据沿电场线方向电势越来越低的知识可知，P 点电势高于Q点电势，故A错误；
B.由等量异种点电荷的电场线分布特点知，P、Q两点电场强度大小相等，方向相同，故B错误；
CD.根据点电荷的场强公式，结合电场叠加得P点电场强度E=kQMP2+kQNP2，若仅将两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则P点电场强度大小也变为原来的2倍，同理Q点电场强度大小也变为原来的2倍，PQ间的平均电场强度变大，而PQ间距不变，由U=E−⋅d，故P、Q两点间电势差变为原来的2倍，故C正确、D错误。
故选：C。
A.根据电场线上的电势高低规律进行分析判断；
B.根据等量异种点电荷的电场线分布规律分析P、Q两点的场强大小关系；
CD.根据点电荷的场强公式和电场强度的叠加知识导出电场强度表达式，结合表达式进行定量分析，又根据公式U=E⋅d做定性的分析。
考查电场强度、电势、电场叠加、电势差等问题，会根据题意进行准确分析和判断。
13.【答案】C
【解析】解：A、沿电流方向电势逐渐降低，由图可知通过电阻R的电流方向是向左的，所以若M位于R的中点右侧，P点电势升高，所以P端电势高于Q端，故A错误；
B、若电压表示数为负，说明P端电势低于Q端，则M位于中点的左侧，左边的弹簧被压缩，右边的弹簧被拉伸，滑块受合力方向向右，即物体加速度方向向右，所以物体有可能向右加速运动，也有可能向左减速运动，故B错误；
C、物体的加速度越大，M偏离中点的位置就越远，相对PQ两端的电势差就越大，通过电阻的电流的恒定的，则M点和中点之间的电阻也越大，且M点与中点的电阻大小与M点到中点的距离成正比，根据U=IR可知，电压表的示数随物体加速度的增大而增大，且成正比，故C正确；
D、由上面B的分析可知，若物体向右匀加速运动，电压表的示数为负，因为加速度是恒定的，所以示数也是恒定的，故D错误。
故选：C。
根据沿电流方向电势逐渐降低分析P端电势的变化；根据滑块的位置分析加速度的方向，进而分析速度的方向；根据欧姆定律分析；匀加速运动时，滑块的位置不变，电压表示数应该是恒定的。
这是一道把力学和电学问题综合在一起的一道题目，综合性较强，需要较强的分析能力。
14.【答案】D
【解析】解：A.由体积比为半径比的三次方知，一个纳米银颗粒中含有银原子的个数约106个，故A错误；
B.由于纳米银颗粒吸收一部分光而升温，整个水溶液的温度并不增加，光场变化的频率应尽可能接近纳米银颗粒的固有频率，故B错误；
C.在光场变化的一个周期内，该过程中电子在外力作用下做正功，光场使纳米银颗粒发生周期性集体振荡，所做的总功不为零，故C错误；
D.图示时刻，由于存在静电平衡，两球交叠区域(图中白色部分)中电场强度可能为零，故D正确。
故选：D。
由体积比为半径比的三次方知，一个纳米银颗粒中含有银原子的个数约106个；由于纳米银颗粒吸收一部分光而升温，整个水溶液的温度并不增加，光场变化的频率应尽可能接近纳米银颗粒的固有频率；在光场变化的一个周期内，该过程中电子在外力作用下做正功，光场使纳米银颗粒发生周期性集体振荡，所做的总功不为零；图示时刻，由于存在静电平衡，两球交叠区域(图中白色部分)中电场强度可能为零。
本题中学生需了解体积比为半径比的三次方以及静电平衡等知识。
15.【答案】乙 < 1.0 3.3
【解析】解：(1)甲方案中实验的误差来源于电流表的分压，实验测得的电源内阻为电流表内阻和电源内阻之和，由于电源的内阻较小，因此实验的误差大；
乙方案中实验的误差来源于电压表的分流作用，由于电压表的内阻很大，分流作用不明显，可以忽略，因此选择乙方案误差小；
考虑电压表的内阻的影响，根据闭合电路的欧姆定律E=U+(I+URV)r
变形得U=ERVRV+r−rRVRV+r⋅I
因此电动势的测量值小于真实值，即E测R)；
(2)由题意通过类比可知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力也为零。设在r≤R区域内，半径为r的球体内的内物质总质量为M1；
根据球体积公式：V=43πr3可得：M1M=r3R3
同理，由万有引力提供向心力得：GM1mr2=mv2r
解得r≤R区域内的恒星的速度大小v与r的关系为：v= GMR3⋅r(r≤R)
(3)设太阳的辐射功率为P，日地之间的距离为r，地球上每单位面积上获得的热功率为P0，则有：P0=P4πr2
宇宙中某恒星质量单位时间内向外辐射的能量是太阳的16倍，且地球在新公转轨道上的温度与“流浪”前一样，则有：P0=16P4πr′2
解得地球在新公转轨道上运动的轨道半径为：r′=4r
卫星在轨道半径为r上做匀速圆周运动时周期为T，根据万有引力提供向心力，则有：GMmr2=mr4π2T2
解得：T= 4π2r3GM
所以有：T2T1= r′3r3×MM′= (4rr)3×18=2 2。
答：(1)r>R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系为v= GMr；
(2)r≤R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系为v= GMR3⋅r；
(3)地球绕太阳公转的周期为T1，绕此恒星公转的周期为T2，则T2T1=2 2。
【解析】(1)根据万有引力提供向心力，求r>R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小v与r的关系；
(2)根据万有引力提供向心力结合质量与密度的关系，求r≤R区域的恒星做匀速圆周运动的速度大小；
(3)根据地球接收到的热功率相同得到两种情况下的轨道半径之间的关系，再根据万有引力提供向心力得到周期表达式进行分析。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析。