北京市西城区市级名校2025-2026学年高三四月考物理试题含解析.doc

北京市西城区市级名校2025-2026学年高三四月考物理试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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、如图所示为六根导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个角，导线所通电流方向已在图中标出。已知每条导线在O点磁感应强度大小为B0，则正六边形中心处磁感应强度大小和方向（ ）

A．大小为零
B．大小2B0，方向水平向左
C．大小4 B 0，方向水平向右
D．大小4 B 0，方向水平向左
2、2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功实现在月球背面软着陆。探测器在距离月球表面附近高为h处处于悬停状态，之后关闭推进器，经过时间t自由下落到达月球表面。已知月球半径为R，探测器质量为m，万有引力常量为G，不计月球自转。下列说法正确的是（　　）
A．下落过程探测器内部的物体处于超重状态
B．“嫦娥四号”探测器落到月球表面时的动能为
C．月球的平均密度为
D．“嫦娥四号”探测器在月球表面获得的水平速度就可离开月球表面围绕月球做圆周运动
3、2019年2月15日，一群中国学生拍摄的地月同框照，被外媒评价为迄今为止最好的地月合影之一。如图所示，把地球和月球看做绕同一圆心做匀速圆周运动的双星系统，质量分别为M、m，相距为L，周期为T，若有间距也为L的双星P、Q，P、Q的质量分别为2M、2m，则（　　）

A．地、月运动的轨道半径之比为 B．地、月运动的加速度之比为
C．P运动的速率与地球的相等 D．P、Q运动的周期均为
4、如图所示，图a中变压器为理想变压器，其原线圈接在（V）的交流电源上，副线圈与阻值R1=2Ω的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表。图b中阻值为R2=32Ω的电阻直接接到（V）的交流电源上，结果电阻R1与R2消耗的电功率相等，则（　　）

A．通过电阻R1的交流电的频率为50Hz
B．电阻R1消耗的电功率为9W
C．变压器原、副线圈匝数比为8:1
D．电流表的示数为2.5A
5、小球在水中运动时受到水的阻力与小球运动速度的平方成正比，即，则比例系数的单位是
A．
B．
C．
D．
6、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．4:1
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、在如图所示的轴上有M、N两质点，两点之间的距离为x=12m，已知空间的简谐横波由M向N传播，某时刻两质点的振动图像如图所示，已知该简谐横波的波长介于8m和10m之间。下列正确的是（　　）

A．该简谐横波的传播周期为0.8s
B．该简谐波的波长可能为48m
C．该简谐波的波长一定等于9.6m
D．该简谐横波的传播速度大小为12m/s
E.0~1.2s的时间内质点M点的路程为120cm
8、如图为一电源电动势为E，内阻为r的稳定电路。电压表A的内阻为5kΩ。B为静电计，C1，C2为两个理想的电容器且耐压值足够高。在开关闭合一段时间后，下列说法正确的是

A．C1上电荷量为0
B．若将甲右滑，则C2上电荷量增大
C．若C1>C2，则电压表两端大于静电计两端电压
D．将S断开，使C2两极距离增大，B张角变大
9、下列说法正确的是（ ）
A．一定质量的理想气体，当温度升高时,内能增加,压强增大
B．饱和蒸汽在等温变化的过程中，当其体积减小时压强不变
C．液体表面层分子间距离较其内部分子间距离小，表面层分子间表现为斥力
D．一定质量的理想气体放出热量，分子平均动能可能减少
E.自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
10、如图甲所示，质量为的物块从弹簧上方离地高处由静止释放，其动能与离地高度的关系如图乙所示，其中阶段图像为直线，其余部分为曲线，对应图像的最高点，重力加速度为，不计空气阻力，以下说法正确的是（　　）

A．弹簧的劲度系数
B．当物块下落到高度时，重力势能与弹簧的弹性势能之和最小
C．当物块处于高度时，弹簧的弹性势能为
D．在物块从下降到过程中，弹簧的最大弹性势能为
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）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN 、PQ，并测出间距d。开始时让木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0 ，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到P Q处的时间t。则：

(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝_______ 。
(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是________ 。

(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_______。
A．可以改变滑动摩擦力的大小
B．可以更方便地获取多组实验数据
C．可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小
D．可以获得更大的加速度以提高实验精度
12．（12分）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：

（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d =________mm．
（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．
（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．

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，两根平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，左端连接定值电阻，导轨间距。整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度，一质量、电阻的金属棒放在导轨上，在外力F的作用下以恒定的功率从静止开始运动，当运动距离时金属棒达到最大速度，此时撤去外力，金属棒最终停下，设导轨足够长。求：
(1)金属棒的最大速度；
(2)在这个过程中，外力的冲量大小；
(3)撤去外力后电阻R放出的热量。

14．（16分）如图'水平地面上固定着竖直面内半径R=2.75m的光滑圆弧槽，圆弧对应的圆心角为37°，槽的右端与质量m=lkg、长度L=2m且上表面水平的木板相切，槽与木板的交接处静止着质量m1=2kg和m2=1kg的两个小物块（可视为质点）。现点燃物块间的炸药，炸药爆炸释放的化学能有60%转化为动能，使两物块都获得水平速度，此后m2沿圆弧槽运动，离开槽后在空中能达到的最大高度为h=0.45m。已知m1与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。求：
(1)物块到达圆弧槽左端时的速率v；
(2)炸药爆炸释放的化学能E；
(3)木板从开始运动到停下的过程中与地面间因摩擦而产生的热量Q。

15．（12分）如图所示，光滑的水平面上有A、B、C三个物块，其质量均为。A和B用轻质弹簧相连，处于静止状态。右边有一小物块C沿水平面以速度向左运动，与B发生碰撞后粘在一起。在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变化为最短时，突然锁定长度，不再改变。然后，A物块与挡板P发生碰撞，碰后各物块都静止不动，A与P接触而不粘连。之后突然解除弹簧的锁定，设锁定及解除锁定时均无机械能损失，求：（以下计算结果均保留2位有效数字）
(1)弹簧长度刚被锁定后A物块速度的大小
(2)在A物块离开挡板P之后的运动过程中，弹簧第一次恢复原长时C物块速度的大小

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】
根据磁场的叠加原理，将最上面电流向里的导线在O点产生的磁场与最下面电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为；同理，将左上方电流向里的导线在O点产生的磁场与右下方电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为，将右上方电流向里的导线在O点产生的磁场与左下方电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为，如图所示：

根据磁场叠加原理可知：，由几何关系可：与的夹角为，故将与合成，则它们的合磁感应强度大小也为2B0，方向与B1的方向相同，最后将其与B1合成，可得正六边形中心处磁感应强度大小为4B0，方向水平向左，D正确，ABC错误。
故选D。
2、C
【解析】
A．下落过程探测器自由下落，，处于完全失重状态，其内部的物体也处于完全失重状态。故A错误；
B．“嫦娥四号”探测器做自由落体运动，有

解得

“嫦娥四号”探测器落到月球表面时的动能

故B错误；
C．由万有引力等于重力，有

解得

月球的平均密度

故C正确；
D．月球的第一宇宙速度

“嫦娥四号”探测器在月球表面获得的水平速度就可离开月球表面围绕月球做圆周运动。故D错误。
故选C。
3、D
【解析】
双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度和周期，对两颗星分别运用牛顿第二定律和万有引力定律列式，进行求解即可。
【详解】
A．对于地、月系统，两者具有相同的角速度和周期，万有引力提供向心力

则地、月系统，两者运动的轨道半径之比为

故A错误；
B．对于地、月系统，根据牛顿第二定律，得

故B错误；
D．同理，P、Q系统，万有引力提供向心力

P、Q系统的轨道半径

运行周期

同理，对于地、月系统，运行周期

联立解得

故D正确；
C．根据

得：

地球的运动速率

同理可得P运动速率

联立解得

故C错误。
故选D。
4、C
【解析】
A．根据可知ω=50πrad/s，故频率为

故A错误；
B．R2消耗的功率为

故R1消耗的功率为4.5W，故B错误；
D．有P=I2R1得

电流表的示数为1.5A，故D错误；
C．电阻R1两端的电压为
U2=IR1=1.5×2=3V
故

故C正确。
故选C。
5、C
【解析】
由可得k的单位为
A.A项与 上述分析结论不相符，故A错误；
B.B项与 上述分析结论不相符，故B错误；
C.C项与 上述分析结论相符，故C正确；
D.D项与 上述分析结论不相符，故D错误。
6、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。

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、ACD
【解析】
A．由振动图像可知这列波的周期为T=0.8s，A正确；
BCD．由于简谐波由M向N传播，则有
，（n=0、1、2、3…）
又因为8m<λ<10m，所以n=1时，λ=9.6m，则波速由

可得
v=12m/s
B错误，CD正确；
E．一个周期内质点通过的路程为振幅的4倍，1.2s为1.5个周期，则M点通过的路程为振幅的6倍，即60cm，E错误。
故选ACD。
8、AD
【解析】
A．由于电容器和静电计均为断路，故开关闭合一段时间后，电路中电流为0，故电压表两端电压为0，因此C1上电荷量为0，故A正确；
B．由于整个电路中没有电流，C2相当于直接接在电源两端，故滑动滑动变阻器对电路没有影响，C2上电压不变，故电荷量不变，故B错误；
C．电压表两端电压为0，静电计两端电压不为0，故C错误；
D．S断开后，C2上电荷量保持不变，故当两极板距离增大时，电容减小，由可知，电压增大，故静电计张角变大，故D正确；
故选AD。
9、BDE
【解析】
A．由理想气体状态方程可知，当温度升高时，内能增加，乘积增大，但压强不一定大，故A错误；
B．饱和蒸汽压仅仅与温度有关，饱和蒸汽在等温变化的过程中，体积减小时压强不变，故B正确；
C．液体表面层分子间距离较其内部分子间距离大，表面层分子间表现为引力，故C错误；
D．一定质量的理想气体放出热量，根据热力学第一定律知分子内能可能减小，分子平均动能可能减少，故D正确；
E．根据熵增原理可知，一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行，故E正确；
故选BDE。
10、AD
【解析】
A．结合图像可知，时，物块刚好接触弹簧，物块动能最大时，加速度为零，即

解得

故A正确；
B．物块与弹簧组成的系统，机械能守恒，当时，物块的动能最大，则重力势能与弹簧的弹性势能之和最小，故B错误；
C．物块由到过程中，动能不变，物块减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能，即：

故C错误；
D．整个过程中，弹簧被压缩到最短时，弹性势能最大，由机械能守恒定律有

故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、 C BC
【解析】
(1)[1]木板做初速度为零的匀加速直线运动，根据得

解得

即木板的加速度为。
(2)[2]AB．由于摩擦力的存在，所以当时，木板才产生加速度，即图线不过原点，与横轴有交点，AB错误；
CD．据题意，木板受到的滑动摩擦力为，对木板和矿泉水瓶组成的系统根据牛顿第二定律应有

联立解得

其中m为矿泉水瓶的质量，M为木板的质量根据函数斜率和截距的概念可知，当时，近似不变，即图像的斜率不变，当矿泉水的质量逐渐增大到一定量后变小，即图像向下弯曲，C正确D错误。
故选C。
(3)[3]A．木板与桌面间的正压力以及动摩擦因数不变，所以加水的方法不改变滑动摩擦力的大小，A错误；
BC．缓慢向瓶中加水，拉力是连续增大，而挂钩码时拉力不是连续增大的，所以可以更方便地获取多组实验数据，比较精确地测出摩擦力的大小，BC正确；
D．由于加速度越大需要水的质量越大，而水的质量越大时图象的斜率越小，实验的精确度会越小，D错误。
故选BC。
12、7.25 d/t 或2gH0t02=d2
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B处的瞬时速度
；
(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0，动能的增加量

若机械能守恒，有：

即

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)3m/s；(2)7kg·m/s；(3)3J
【解析】
(1)根据法拉第电磁感应定律知，当金属棒速度为v时，金属棒中的感应电动势

根据闭合电路欧姆定律可知，金属棒中的感应电流

金属棒受到的安培力

当金属棒加速度为零时，其速度达到最大，有

联立以上各式，并代入数据解得

(2)设金属棒经过时间t由静止加速至速度最大，在这个过程中金属棒受到的平均安培力

金属棒运动的距离

根据动量定理有

联立以上各式并代入数据解得

(3)撤去外力后，金属棒由最大速度逐渐减速至零，对此过程，根据能量守恒定律，可知电阻R放出的热量

14、（1）5m/s；（2）45J；（3）3J。
【解析】
(1)m2离开圆弧槽后，在空中的飞行过程的逆过程是平抛运动
分解m2离开圆槽时的速度v，有

根据平抛运动规律得

代入数据联立解得
v=5m/s
(2)设炸药爆炸后，m1、m2获得的速率分别为力、
m2运动过程中，由机械能守恒定律有：

代入数据得
=6m/s
爆炸过程中，由动量守恒定律有

代人入数据得
=3m/s
由题意有
60%E=
代入数据联立解得
E=45J
(3)对物块m1有

对木板m2有

代入数据得
=2m/s2
=1m/s2
设经过时间t′达到共同速度v'有：

代入数据得
t′=1s
v'=1m/s
此过程中：m1的位移
=2m
木板的位移
=0.5m
相对位移=1.5m<L，故m1未脱离木板
假设它们一起做减速运动直到静止
由

得
=1m/s2
又：，故假设成立
设此后木板发生的位移为
由运动学规律有

代入数据得
=0.5m
整个过程中，木板与地面间因摩擦而产生的热量

代入数据联立解得
Q=3J
15、 (1)(2)
【解析】
(1)设C、B物块碰后整体速度为，碰撞过程动量守恒

弹簧压缩至最短时，该过程三物块动量守恒

解得

(2)设弹簧最短时势能为，压缩至最短过程，由能量守恒有

解除锁定至弹簧第一次恢复原长的过程，由系统能量守恒有

解得