【高考押题卷】2025届高考物理模拟预测卷（北京卷）（有解析）

2025届高考物理模拟预测卷（北京卷）
一．选择题（共14小题，满分42分，每小题3分）
1．（3分）（2024春 海淀区期末）关于光现象，下列说法正确的是（　　）
A．为了增加光的透射，通常在摄像机的镜头表面镀一层特定厚度的薄膜，这是利用了光的干涉
B．光照射到不透明圆盘后，在圆盘阴影中心出现一个亮斑，这是光的偏振现象
C．在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，银幕上的图像才清晰，这副眼镜利用了光的全反射
D．用光导纤维传输载有声音、图像以及各种数字信号的信息，这是利用了光的衍射
2．（3分）（2025 焦作二模）核反应方程式中的X是（　　）
A． B． C． D．
3．（3分）（2023春 郑州期末）下列说法正确的是（　　）
A．加热汤水时发现水中的胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈
B．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高
C．半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙
D．两分子由无穷远逐渐靠近至距离最小的过程中分子势能先增大后减小
4．（3分）（2025 江西模拟）图甲为一列沿x轴负方向传播的简谐波在t＝0.1s时刻的波形图，则图乙可能为哪个质点的振动图像（　　）
A．x＝0.5m处的质点 B．x＝1m处的质点
C．x＝1.5m处的质点 D．x＝2m处的质点
5．（3分）（2022春 浙江期中）如图，在一水平桌面上放置的闭合导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁（S极朝上，N极朝下）由静止开始快速向右运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（　　）
A．圆环中感应电流的方向是逆时针
B．圆环中感应电流的方向是顺时针
C．圆环有向左的运动趋势
D．圆环对水平桌面的压力增大
6．（3分）（2023春 盐城期中）利用如图所示的可拆变压器可以探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．为了保证人身安全，可以用4～6节干电池作为电源
B．使用电压表测电压时，要先用最小量程挡试测
C．变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
D．由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大
7．（3分）（2024秋 南开区期末）如图所示，在飞船发动机推力F的作用下，飞船和空间站一起向前做匀加速直线运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（　　）
A．F B．F C．F D．F
8．（3分）（2023秋 昭通期末）如图所示，长方形区域abcd内（含边界）存在匀强磁场，磁感应强度的大小为B、方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ad边的边长为ab边的两倍，ad边的边长为l，e点为bc的中点。a点有粒子发射源，可沿垂直于ab边的方向向磁场内发射速度大小不同，但质量m和电量q相同的带电粒子，粒子重力不计。则从c、e两点射出的粒子的速率之差为（　　）
A． B． C． D．
9．（3分）（2023秋 兴庆区校级月考）一质量为m的小球从离地面上方高度为h处由静止释放，碰到地面后又以碰地前的原速率v1竖直向上弹起，然后上升至离地面高度为处时速度减为零，以上整个过程中小球运动的速度随时间变化的关系如图所示。若小球在空中运动过程中受到的空气阻力与其运动速率成正比，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（　　）
A．在0～t0时间内，小球的平均速度小于
B．在0～t1时间内，小球克服阻力做功为mgh
C．小球在0～t0时间内重力的冲量小于在t0～t1时间内重力的冲量
D．小球在0～t0时间内阻力的冲量大小是t0～t1时间内阻力冲量大小的3倍
10．（3分）（2025春 石家庄期中）如图所示，两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，甲卫星为地球同步卫星，其轨道半径为r；乙卫星为低轨道卫星，其轨道半径为R。已知甲卫星的运行周期为T，则乙卫星的运行周期为（　　）
A．（T B．（T C． D．
11．（3分）（2024 宜章县校级开学）如图所示，真空中两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上，D为斜边AB的中点，∠ABC＝30°。已知A点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说法正确的是（　　）
A．q1、q2电性相同
B．q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半
C．q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍
D．D点电势高于A点电势
12．（3分）（2023秋 和平区校级期末）霍尔元件可以制成位移传感器。如图，将其置于两块完全相同、同名磁极相对放置的磁体间隙中。物体在x轴方向有微小移动。在装置中心附近，磁感应强度的大小与位移成正比。电流沿+z方向且保持不变。下列说法正确的有（　　）
A．该传感器只能测量位移大小，不能测量位移方向
B．该传感器依据电压制作的位移刻度分布不均匀
C．若载流子为正电荷，元件在中心左侧，则下极板电势高于上极板
D．若载流子为负电荷，元件在中心右侧，则上极板电势高于下极板
13．（3分）（2024 广东三模）无级变速汽车变速箱的工作原理可以简化为如图所示的装置，两个相同锥体A、B水平放置，它们的中心轴分别与动力输入端和动力输出端连接，动力输入端的中心轴带动锥体A转动，锥体A带动钢带转动的同时，钢带在锥体上前后移动，改变转速比，实现变速。a、b是锥体上与钢带接触的两动点，不计钢带的形变且钢带所在的平面始终与两中心轴垂直，若保持动力输入端中心轴转速不变，则钢带由后向前运动的过程中（　　）
A．动点a、b的线速度相等且逐渐减小
B．锥体B的转速增大
C．汽车在减速
D．动点a、b的向心加速度大小之和减小
14．（3分）（2023春 南关区校级期中）科学家发现，距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统，这一发现为人类研究地外生命提供了新的思路和方向。假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（　　）
A．因为OA＞OB，所以m＞M
B．两恒星做圆周运动的周期为
C．恒星A做圆周运动需要的向心力大于恒星B做圆周运动需要的向心力
D．若恒星A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，恒星A的角速度缓慢减小
二．实验题（共2小题，满分18分）
15．（8分）（2023 海南一模）某同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量红色光的波长，测得双缝之间的距离为0.24mm，光屏与双缝之间的距离为1.20m，第1条与第8条红色亮条纹中心间的距离为25.90mm，试回答下列问题：
（1）相邻两条亮条纹的间距为 　 　 mm；
（2）实验中测得的红色光的波长为 　 　 m；
（3）若将图中滤光片换为紫色，则干涉条纹间距将 　 　 （填“变大”、“不变”或“变小”）。
16．（10分）（2024 广西模拟）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L，再用螺旋测微器测量金属丝的直径D。某次测量结果如图甲所示，则这次测量的读数D＝ 　 　 mm。
（2）用多用电表测得金属丝的阻值约为3Ω，现在使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用 　 　 ，电流表应选用 　 　 ，滑动变阻器应选用 　 　 。（以上三个空选填器材前的字母）
A.电压表V1（量程15V，内阻约15kΩ）
B.电压表V2（量程3V，内阻约3kΩ）
C.电流表A1（量程600mA，内阻约1Ω）
D.电流表A2（量程3A，内阻约0.02Ω）
E.滑动变阻器R1（总阻值10Ω，额定电流2A）
F.滑动变阻器R2（总阻值100Ω，额定电流2A）
（3）若采用如图乙所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的 　 　 （选填“a”或“b”）点相连。若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、L、U、I），写出电阻率ρ的计算式：ρ＝ 　 　 。
（4）若采用如图丁的电路测量电阻率，图中的电流表内阻跟R0接近。闭合开关S，多次移动滑片P的位置改变电路中接入金属丝的有效长度，分别记录每次电流表的示数I和接入电路中金属丝的有效长度L。根据实验中所测的数据，作出的如图丙图像合理的是 　 　 。（填选项标号）
三．解答题（共4小题，满分40分）
17．（9分）（2023秋 通州区期末）如图1所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置。我们可以将下降过程进行如下建模：一根足够长的空心铜管竖直放置，使一枚直径略小于铜管内径，质量为M的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落，如图2所示。该强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的，强磁铁机械能耗散的功率等于其受到的阻力大小与下落速度大小的乘积。已知重力加速度g，强磁铁在管内运动时，不与内壁摩擦，不计空气阻力。
（1）请在图3中定性画出该强磁铁下落过程中的v﹣t图像；
（2）当强磁铁从静止开始下落t时间后达到最大速度v1，求此过程强磁铁的下落高度h；
（3）如果在图2强磁铁的上面粘一个质量为m的绝缘橡胶块，推导它们下落的最大速度v2。
18．（9分）（2025春 海陵区校级期中）如图所示，水平地面上有一质量为M，高为h、足够长的薄长方形木箱，顶部O处用一不可伸长的轻质细线悬挂一质量为m的小球（视为质点），在O点正下方的底板上有一点B，已知木箱与地面间动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计一切阻力。
（1）若用一恒力拉着木箱在地面上匀加速运动，细线偏离OB的角度为θ，求此时小球的加速度大小。
（2）若保持木箱静止，分别选用不同长度的细线，每次拉直细线至水平后将小球由静止释放，细线到达最低点总能立即断裂，平抛落在木箱底板上。当线长为多少时，小球的落点离B点的水平距离最远？并求出这一最远距离。
（3）在第（2）问中，为了使木箱能保持静止，它与地面的最大静摩擦力至少为多大？
19．（10分）（2024春 成都期末）旋转秋千是各大游乐场常见的娱乐设施，深受人们的喜爱。一旋转秋千可简化为如图所示模型，上端是半径为r＝2m的水平转台，在转台的边缘固定有一长为L＝5m的轻绳，轻绳的底端悬挂有一座椅。玩耍时，一小朋友系好安全带后坐在座椅上静止在最低点，然后转台在电机带动下绕竖直转轴OO'缓慢加速转动起来，当座椅摆动到轻绳与竖直方向的夹角为θ＝37°时开始以角速度ω匀速转动。小朋友和座椅均可视为质点，其总质量为m＝40kg，重力加速度大小取。g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）旋转秋千匀速转动时的角速度ω及此时轻绳的拉力大小；
（2）旋转秋千由静止开始转动到角速度为ω时轻绳对小朋友和座椅所做的功。
20．（12分）（2023春 天津期中）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，两导轨间距L＝1.0m，底端NQ两点连接R＝1.0Ω的电阻，匀强磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度大小为B＝0.6T，质量m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的导体棒垂直于导轨放置，在平行于平面向上的拉力F作用下沿导轨向上做匀速直线运动，速度v＝10m/s。撤去拉力F后，导体棒沿导轨继续运动x＝2.0m后速度减为零。运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好，g＝10m/s2，导轨电阻不计。求：
（1）拉力F的大小；
（2）撤去拉力F后导体棒继续沿导轨上滑的过程中电阻R产生的焦耳QR和通过电阻R的电荷量q。
2025届高考物理模拟预测卷（北京卷）
参考答案与试题解析
一．选择题（共14小题，满分42分，每小题3分）
1．（3分）（2024春 海淀区期末）关于光现象，下列说法正确的是（　　）
A．为了增加光的透射，通常在摄像机的镜头表面镀一层特定厚度的薄膜，这是利用了光的干涉
B．光照射到不透明圆盘后，在圆盘阴影中心出现一个亮斑，这是光的偏振现象
C．在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，银幕上的图像才清晰，这副眼镜利用了光的全反射
D．用光导纤维传输载有声音、图像以及各种数字信号的信息，这是利用了光的衍射
【考点】光的衍射现象；偏振现象的应用；光的全反射现象；增透膜与增反膜．
【专题】定性思想；归纳法；光的干涉专题；光的衍射、偏振和电磁本性专题；理解能力．
【答案】A
【分析】根据光的干涉、衍射、偏振、全反射的应用逐项分析。
【解答】解：A.为了增加光的透射，通常在摄像机的镜头表面镀一层特定厚度的薄膜，这是薄膜干涉现象，利用了光的干涉，故A正确；
B.光照射到不透明圆盘后，在圆盘阴影中心出现一个亮斑，这是光的衍射现象，故B错误；
C.在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，银幕上的图像才清晰，这副眼镜利用了光的偏振，故C错误；
D.用光导纤维传输载有声音、图像以及各种数字信号的信息，这是利用了光的全反射，故D错误。
故选：A。
【点评】掌握光的干涉、衍射、偏振、全反射在实际生活中的应用是解题的基础。
2．（3分）（2025 焦作二模）核反应方程式中的X是（　　）
A． B． C． D．
【考点】核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子．
【专题】定量思想；推理法；重核的裂变和轻核的聚变专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】根据核反应方程的书写规则列式解答。
【解答】解：根据电荷数守恒和质量数守恒，完整的核反应方程式为，则X为α粒子，即，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】考查核反应方程的书写规则，会根据题意进行准确分析解答。
3．（3分）（2023春 郑州期末）下列说法正确的是（　　）
A．加热汤水时发现水中的胡椒粉在翻滚，说明温度越高布朗运动越剧烈
B．温度是分子平均动能的标志，所以两个动能不同的分子相比，动能大的分子温度高
C．半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子之间有间隙
D．两分子由无穷远逐渐靠近至距离最小的过程中分子势能先增大后减小
【考点】布朗运动实例、本质及解释；分子间存在作用力及其与分子间距的关系；温度与分子动能的关系；分子势能及其与分子间距的关系．
【专题】定性思想；归纳法；布朗运动专题；理解能力．
【答案】C
【分析】布朗运动的颗粒用肉眼观察不到；平均动能是一个统计概念，对单个分子没有意义；酒精和水混合在一起总体积减小，是因为分子间有间隙；两分子由无穷远逐渐靠近至距离最小的过程，分子力先做正功后做负功。
【解答】解：A布朗运动的颗粒用肉眼是观察不到的，而胡椒颗粒太大了，不是布朗运动，是因为水的对流形成的上下翻滚，故A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，是一个统计概念，对单个分子没有意义，故B错误；
C、半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，是因为液体分子间存在着间隙，故C正确；
D、两分子由无穷远逐渐靠近至距离最小的过程中，分子间的作用力先表现为引力，后表现为斥力，所以分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。
故选：C。
【点评】对于分子动理论这部分内容，难度不大，需要加强记忆训练。
4．（3分）（2025 江西模拟）图甲为一列沿x轴负方向传播的简谐波在t＝0.1s时刻的波形图，则图乙可能为哪个质点的振动图像（　　）
A．x＝0.5m处的质点 B．x＝1m处的质点
C．x＝1.5m处的质点 D．x＝2m处的质点
【考点】振动图像与波形图的结合．
【专题】定量思想；归纳法；振动图象与波动图象专题；理解能力．
【答案】D
【分析】根据图乙得到在t＝0.1s时质点所在位置以及运动的方向，然后根据上下坡法分析甲图中各个质点的运动情况，比较即可。
【解答】解：由图乙可知，质点在t＝0.1s时处于平衡位置，正要沿y轴正方向运动，由题图甲波动图线向x轴负方向传播，可判断x＝0处和x＝2m处的质点在平衡位置，且正沿y轴正方向运动，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】能够根据波的传播方向分析质点的运动方向是解题的关键。
5．（3分）（2022春 浙江期中）如图，在一水平桌面上放置的闭合导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁（S极朝上，N极朝下）由静止开始快速向右运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（　　）
A．圆环中感应电流的方向是逆时针
B．圆环中感应电流的方向是顺时针
C．圆环有向左的运动趋势
D．圆环对水平桌面的压力增大
【考点】来拒去留；楞次定律及其应用．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】由楞次定律可以判断出感应电流的方向，根据左手定则可知安培力方向，从而分析圆环运动趋势与受力情况。
【解答】解：AB、由图示可知，在由静止开始快速向右运动时，穿过圆环的磁场方向向下，穿过圆环的磁通量减小，由楞次定律可知，从上向下看，圆环中的感应电流沿顺时针方向，故A错误，故B正确；
C.由左手定则可知，圆环受到的安培力方向向斜右上方，所以圆环有向右运动趋势，故C错误；
D.在竖直方向上圆环受到重力、桌面对它的支持力，在向右运动的过程中增加了安培力沿竖直方向上的分力，所以支持力变小，根据牛顿第三定律，可知，压力变小，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了楞次定律的应用，正确理解楞次定律阻碍的含义是正确解题的关键。
6．（3分）（2023春 盐城期中）利用如图所示的可拆变压器可以探究变压器原、副线圈的电压与匝数的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．为了保证人身安全，可以用4～6节干电池作为电源
B．使用电压表测电压时，要先用最小量程挡试测
C．变压器工作时通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈
D．由于漏磁，实际测得变压器原、副线圈的电压比会比原、副线圈的匝数比略大
【考点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系；变压器的构造与原理．
【专题】信息给予题；定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据变压器的工作原理、规律和能量守恒分析判断。
【解答】解：A．干电池为直流电源，变压器只能改变交流电源的电压、电流，故A错误；
B．使用电压表测电压时，为确保电压表安全，要先用最大量程挡试测，故B错误；
C．变压器工作时通过铁芯导磁，利用互感的原理把电能由原线圈输送到副线圈，故C错误；
D．由于漏磁，其他条件不变的情况下，实际副线圈获得的电压要比理想情况小，实际测得变压器原、副线圈的电压比会大于理想情况的，故原、副线圈的匝数比略大，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查变压器，要求掌握变压器的工作原理、规律和能量守恒。
7．（3分）（2024秋 南开区期末）如图所示，在飞船发动机推力F的作用下，飞船和空间站一起向前做匀加速直线运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（　　）
A．F B．F C．F D．F
【考点】连接体模型；牛顿第二定律的简单应用．
【专题】应用题；定量思想；推理法；牛顿运动定律综合专题；分析综合能力．
【答案】A
【分析】以飞船与空间站整体为研究对象，应用牛顿第二定律求出加速度，然后以空间站为研究对象，应用牛顿第二定律求出作用力。
【解答】解：由牛顿第二定律得：
对飞船与空间站整体：F＝（M+m）a
对空间站：F'＝Ma
解得，飞船与空间站间的作用力大小F'F，故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查了牛顿第二定律的应用，根据题意应用牛顿第二定律即可解题，解题时注意整体法与隔离法的应用。
8．（3分）（2023秋 昭通期末）如图所示，长方形区域abcd内（含边界）存在匀强磁场，磁感应强度的大小为B、方向垂直于纸面（abcd所在平面）向外。ad边的边长为ab边的两倍，ad边的边长为l，e点为bc的中点。a点有粒子发射源，可沿垂直于ab边的方向向磁场内发射速度大小不同，但质量m和电量q相同的带电粒子，粒子重力不计。则从c、e两点射出的粒子的速率之差为（　　）
A． B． C． D．
【考点】带电粒子在直线边界磁场中的运动．
【专题】定量思想；推理法；带电粒子在磁场中的运动专题；理解能力．
【答案】A
【分析】画出从c、e两点射出的粒子轨迹，由几何关系分别求出轨迹半径，再根据洛伦兹力提供向心力求出速度之差。
【解答】解：根据洛伦兹力提供向心力有：
可得：
从c、e两点射出的粒子的轨迹如图所示，
由几何关系可知从c点射出的粒子满足：
解得：
从e点射出的粒子应满足：
故从c、e两点射出的粒子的速率之差为：，BCD错误，A正确。
故选：A。
【点评】本题的关键是要画出从ce两射出的粒子运动轨迹，由轨迹找到粒子做匀速圆周运动的圆心和半径。结合牛顿第二定律求出速度之 差。
9．（3分）（2023秋 兴庆区校级月考）一质量为m的小球从离地面上方高度为h处由静止释放，碰到地面后又以碰地前的原速率v1竖直向上弹起，然后上升至离地面高度为处时速度减为零，以上整个过程中小球运动的速度随时间变化的关系如图所示。若小球在空中运动过程中受到的空气阻力与其运动速率成正比，重力加速度大小为g，则下列说法中正确的是（　　）
A．在0～t0时间内，小球的平均速度小于
B．在0～t1时间内，小球克服阻力做功为mgh
C．小球在0～t0时间内重力的冲量小于在t0～t1时间内重力的冲量
D．小球在0～t0时间内阻力的冲量大小是t0～t1时间内阻力冲量大小的3倍
【考点】求恒力的冲量；根据v﹣t图像的物理意义分析单个物体的运动情况；摩擦力做功的特点和计算．
【专题】定量思想；推理法；动量定理应用专题；推理论证能力．
【答案】D
【分析】根据速度—时间图像，判断小球的运动情况，结合动量定理和动能定理进行分析。
【解答】解：A、在0～t0时间内，若小球做匀加速直线运动，末速度为v1，据匀变速直线运动推论可知平均速度为，而实际上小球做加速度减小的加速运动，相同时间内位移比匀加速直线运动大，故实际平均速度大于，故A错误；
B、在0～t1时间内，据动能定理可得mg（h）﹣Wf＝0
解得小球克服阻力做功为Wfmgh
故B错误；
C、重力的冲量为I＝mgt，由题意可知，t0大于t1﹣t0，故小球在0～t0时间内重力的冲量大于在t0～t1时间内重力的冲量，故C错误；
D．由题意可知，阻力为f＝kv，应用微元法可得：
ΔIf＝kv Δt＝kΔx
可知阻力的冲量大小之与位移的大小成正比，小球在0～t0时间内下落的位移大小是t0～t1时间内上升的位移大小的3倍，则小球在0～t0时间内阻力的冲量大小是t0～t1时间内阻力冲量大小的3倍，故D正确。
故选：D。
【点评】本题主要考查动量定理和速度—时间图像结合，学生需要根据图像，分析实际运动情况。
10．（3分）（2025春 石家庄期中）如图所示，两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，甲卫星为地球同步卫星，其轨道半径为r；乙卫星为低轨道卫星，其轨道半径为R。已知甲卫星的运行周期为T，则乙卫星的运行周期为（　　）
A．（T B．（T C． D．
【考点】开普勒三大定律；不同轨道上的卫星或行星（可能含赤道上物体）运行参数的比较．
【专题】定量思想；推理法；万有引力定律在天体运动中的应用专题；理解能力．
【答案】A
【分析】根据开普勒第三定律可解得乙的周期。
【解答】解：由开普勒第三定律可得
解得
故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】本题考查对开普勒第三定律的应用，主要只有中心天体一样才能使用开普勒第三定律。
11．（3分）（2024 宜章县校级开学）如图所示，真空中两点电荷q1、q2分别位于直角三角形的顶点C和顶点B上，D为斜边AB的中点，∠ABC＝30°。已知A点电场强度的方向垂直AB向下，则下列说法正确的是（　　）
A．q1、q2电性相同
B．q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的一半
C．q1电荷量的绝对值等于q2电荷量的绝对值的二倍
D．D点电势高于A点电势
【考点】两个或多个不等量电荷的电场线分布；电场强度的叠加．
【专题】定量思想；推理法；电场力与电势的性质专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】将A点场强EA分解到AC和AB方向，从而判断两电荷场强的方向，再判断电性；根据分解的场强关系，分别计算两电荷的场强，求出两电荷量之比；利用电势与电场线的关系，判断D点和A点电势的高低。
【解答】解：A、根据题述，A点的电场强度垂直AB向下，可知q1带正电、q2带负电，故A错误；
BC、根据题述，A点的电场强度垂直AB向下，可得
联立解得q2＝2q1，故B正确，C错误；
D、q1在A、D两点产生的电势相等，q2在A点产生的电势高于在D点产生的电势，则A点的电势高于D点，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查电场的叠加，解题的关键是将A点合场强进行分解，并作出分解图，从而判断两点电荷的电性，结合几何关系找到两场强的关系，从而求出两点电荷带电量之比。
12．（3分）（2023秋 和平区校级期末）霍尔元件可以制成位移传感器。如图，将其置于两块完全相同、同名磁极相对放置的磁体间隙中。物体在x轴方向有微小移动。在装置中心附近，磁感应强度的大小与位移成正比。电流沿+z方向且保持不变。下列说法正确的有（　　）
A．该传感器只能测量位移大小，不能测量位移方向
B．该传感器依据电压制作的位移刻度分布不均匀
C．若载流子为正电荷，元件在中心左侧，则下极板电势高于上极板
D．若载流子为负电荷，元件在中心右侧，则上极板电势高于下极板
【考点】霍尔效应与霍尔元件．
【专题】定量思想；推理法；带电粒子在复合场中的运动专题；推理论证能力．
【答案】C
【分析】根据磁场的方向与电势差的关系分析出传感器能否测量位移；
根据电场力和洛伦兹力的等量关系，结合磁感应强度与距离的关系分析出刻度线是否均匀；
根据左手定则得出粒子的偏转方向，结合粒子的电性得出电势的高低。
【解答】解：A、霍尔元件沿x轴左右移动时，在中心附近两边的磁场方向不同，则在霍尔元件上下表面产生的电势高低以及大小不同，则该传感器不仅能测量位移大小，也能测量位移方向，故A错误；
B、当霍尔元件产生稳定电压时，在元件内部有
根据电流的微观表达式可得：I＝nevS
解得：
在小范围内，磁感应强度的大小与x成正比，则
B＝kx
解得：
电压与位移成正比，位移传感器的刻度线是均匀的，故B错误；
C、若载流子为正电荷，元件在中心左侧，则磁场方向向右，根据左手定则可知正电荷向下极板偏转，则下极板电势高于上极板，故C正确；
D、若载流子为负电荷，元件在中心右侧，则磁场方向向左，根据左手定则可知，负电荷偏向上极板，则上极板的电势低于下极板，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查了霍尔效应的相关应用，解题的关键点是熟悉左手定则的应用，结合电场力和洛伦兹力的等量关系即可完成分析。
13．（3分）（2024 广东三模）无级变速汽车变速箱的工作原理可以简化为如图所示的装置，两个相同锥体A、B水平放置，它们的中心轴分别与动力输入端和动力输出端连接，动力输入端的中心轴带动锥体A转动，锥体A带动钢带转动的同时，钢带在锥体上前后移动，改变转速比，实现变速。a、b是锥体上与钢带接触的两动点，不计钢带的形变且钢带所在的平面始终与两中心轴垂直，若保持动力输入端中心轴转速不变，则钢带由后向前运动的过程中（　　）
A．动点a、b的线速度相等且逐渐减小
B．锥体B的转速增大
C．汽车在减速
D．动点a、b的向心加速度大小之和减小
【考点】传动问题．
【专题】定量思想；推理法；匀速圆周运动专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】动点a、b属于同缘传动，线速度相等，结合线速度与角速度，角速度与转速关系以及向心加速度表达式分析。
【解答】解：A．根据题意动点a、b属于同缘传动，故动点a、b的线速度相等，有
va＝raωa＝2πnAra
钢带由后向前运动的过程中ra增大，可得va增大，故A错误；
BC．由于
va＝vb
有
nAra＝nBrb
解得
，ra增大，rb减小，可得nB增大，汽车在加速，故B正确，C错误；
D．根据圆周运动向心加速度表达式可得
可得
由题意得
ra+rb＝d（定值）
故aa+ab增大，故D错误。
故选：B。
【点评】本题关键抓住同缘传动边缘上的点线速度相等，以及线速度与角速度关系公式v＝ωr列式分析。
14．（3分）（2023春 南关区校级期中）科学家发现，距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统，这一发现为人类研究地外生命提供了新的思路和方向。假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（　　）
A．因为OA＞OB，所以m＞M
B．两恒星做圆周运动的周期为
C．恒星A做圆周运动需要的向心力大于恒星B做圆周运动需要的向心力
D．若恒星A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，恒星A的角速度缓慢减小
【考点】双星系统及相关计算．
【专题】定量思想；推理法；万有引力定律的应用专题；推理论证能力．
【答案】B
【分析】双星之间的万有引力提供向心力，结合牛顿第二定律分析。
【解答】解：A．设双星之间的万有引力提供向心力，A、B两颗星体的轨道半径分别为r1、r2，则有
两式联立得
mr1＝Mr2
由于OA＞OB，即r1＞r2，所以有
m＜M
故A错误；
BD．由题可知
r1+r2＝L
结合前两式可得两颗星的周期为
若m缓慢增大，其他量不变，可知周期T变小；由可知，角速度逐渐变大，故B正确，D错误；
C．双星之间的万有引力提供向心力，可知两颗星做圆周运动所需要的向心力大小相等，故C错误。
故选：B。
【点评】解双星问题的两个关键点
（1）对于双星系统，要抓住三个相等，即向心力、角速度、周期相等。
（2）万有引力公式中L是两星球之间的距离，不是星球做圆周运动的轨道半径。
（3）对于多星问题（三星、四星），需要牢记任何一个天体运动的向心力是由其他天体的万有引力的合力提供的。
二．实验题（共2小题，满分18分）
15．（8分）（2023 海南一模）某同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量红色光的波长，测得双缝之间的距离为0.24mm，光屏与双缝之间的距离为1.20m，第1条与第8条红色亮条纹中心间的距离为25.90mm，试回答下列问题：
（1）相邻两条亮条纹的间距为 　3.70　 mm；
（2）实验中测得的红色光的波长为 　7.4×10﹣7　 m；
（3）若将图中滤光片换为紫色，则干涉条纹间距将 　变小　 （填“变大”、“不变”或“变小”）。
【考点】用双缝干涉测量光的波长；光的干涉现象．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；光的干涉专题；实验探究能力．
【答案】（1）3.70；（2）7.4×10﹣7；（3）变小。
【分析】（1）根据干涉条纹宽度和条纹间距数求相邻两条纹的间距；
（2）根据双缝干涉条纹间距公式求波长；
（3）根据紫光的波长与红光的波长关系结合缝干涉条纹间距公式作答。
【解答】解：（1）根据题意可得相邻两条亮条纹的间距3.7×10﹣3m
（2）根据双缝干涉条纹间距公式
可得
代入数据λ＝7.4×10﹣7m
（3）紫光的波长比红光短，根据条纹间距公式可知，将图中滤光片换为紫色，干涉条纹间距将变小。
故答案为：（1）3.70；（2）7.4×10﹣7；（3）变小。
【点评】本题考查了利用双缝干涉仪测波长，实验原理为双缝干涉条纹间距公式，求解相邻两条亮条纹的间距是解题的关键；要记住紫光与红光波长的大小关系。
16．（10分）（2024 广西模拟）在“测量金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：
（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的有效长度L，再用螺旋测微器测量金属丝的直径D。某次测量结果如图甲所示，则这次测量的读数D＝ 　0.516　 mm。
（2）用多用电表测得金属丝的阻值约为3Ω，现在使用电流表和电压表准确测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用 　B　 ，电流表应选用 　C　 ，滑动变阻器应选用 　E　 。（以上三个空选填器材前的字母）
A.电压表V1（量程15V，内阻约15kΩ）
B.电压表V2（量程3V，内阻约3kΩ）
C.电流表A1（量程600mA，内阻约1Ω）
D.电流表A2（量程3A，内阻约0.02Ω）
E.滑动变阻器R1（总阻值10Ω，额定电流2A）
F.滑动变阻器R2（总阻值100Ω，额定电流2A）
（3）若采用如图乙所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的 　b　 （选填“a”或“b”）点相连。若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、L、U、I），写出电阻率ρ的计算式：ρ＝ 　　 。
（4）若采用如图丁的电路测量电阻率，图中的电流表内阻跟R0接近。闭合开关S，多次移动滑片P的位置改变电路中接入金属丝的有效长度，分别记录每次电流表的示数I和接入电路中金属丝的有效长度L。根据实验中所测的数据，作出的如图丙图像合理的是 　BC　 。（填选项标号）
【考点】导体电阻率的测量；伏安法测电阻；螺旋测微器的使用与读数．
【专题】实验题；实验探究题；定量思想；实验分析法；恒定电流专题；实验探究能力．
【答案】（1）0.516；（2）B；C；E；（3）b； ；（4）BC。
【分析】（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，测量值＝固定刻度读数+可动刻度读数×精确度；
（2）根据电动势值选择电压表，根据欧姆定律求解通过待测电阻的最大电流，然后选择电流表；电路中电阻较小，滑动变阻器采用限流式接法，据此选择滑动变阻器；
（3）根据待测电阻、电流表内阻和电压表内阻比值的大小确定电流表的内、外接法，然后作答；
（4）根据闭合电路的欧姆定律和电阻定律求解I﹣L函数和函数，再结合图像分析作答。
【解答】解：（1）螺旋测微器的精确度为0.01mm，金属丝的直径D＝0.5mm+1.6×0.01mm＝0.516mm
（2）电源电动势为4V，电压表V1（量程15V，内阻约15kΩ）的量程太大，测量的误差大，因此电压表选择B；
根据欧姆定律，电路中的电流
电流表A2（量程3A，内阻约0.02Ω）的量程太大，测量的误差大，因此电流表选择C；
待测电阻约为3Ω，若滑动变阻器选择R1（总阻值10Ω，额定电流2A）且采用限流式接法
电路中的最小电流
能保证电路安全，因此为了保证电路安全和方便调节滑动变阻器选择E；
（3）由于，因此电流表采用外接法，电压表的左端应与电路中的b点相连；
根据欧姆定律，待测电阻
根据电阻定律
联立解得电阻率
（4）AB.设金属丝的横截面积为S，根据闭合电路欧姆定律和电阻定律，电动势
整理可得
I﹣L函数为减函数，故A错误，B正确；
CD.将上述表达式变形为
设，
则
表示一次函数，故C正确，D错误。
故选：BC。
故答案为：（1）0.516；（2）B；C；E；（3）b； ；（4）BC。
【点评】本题主要考查了电阻率的测定和螺旋测微器的读数，要明确实验原理，能够根据实验要求正确选择实验器材，掌握电流表内、外接法的判断方法；根据欧姆定律和定律定律求解相应函数是解题的关键。
三．解答题（共4小题，满分40分）
17．（9分）（2023秋 通州区期末）如图1所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置。我们可以将下降过程进行如下建模：一根足够长的空心铜管竖直放置，使一枚直径略小于铜管内径，质量为M的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落，如图2所示。该强磁铁下落过程中，可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的，强磁铁机械能耗散的功率等于其受到的阻力大小与下落速度大小的乘积。已知重力加速度g，强磁铁在管内运动时，不与内壁摩擦，不计空气阻力。
（1）请在图3中定性画出该强磁铁下落过程中的v﹣t图像；
（2）当强磁铁从静止开始下落t时间后达到最大速度v1，求此过程强磁铁的下落高度h；
（3）如果在图2强磁铁的上面粘一个质量为m的绝缘橡胶块，推导它们下落的最大速度v2。
【考点】动量定理在电磁感应问题中的应用；电磁感应过程中的动力学类问题．
【专题】定量思想；方程法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．
【答案】（1）该强磁铁下落过程中的v﹣t图像见解析；
（2）当强磁铁从静止开始下落t时间后达到最大速度v1，此过程强磁铁的下落高度为；
（3）如果在图2强磁铁的上面粘一个质量为m的绝缘橡胶块，它们下落的最大速度为。
【分析】（1）磁铁下落的速度越大，阻碍作用越强，根据牛顿第二定律结合运动情况进行分析作图；
（2）铜当强磁铁从静止开始下落t时间后达到最大速度v1的全过程，由动量定理、平衡条件列方程进行解答；
（3）强磁铁的上面粘一个质量为m的绝缘橡胶块，根据平衡条件求解它们下落的最大速度。
【解答】解：（1）磁铁下落的速度越大，铜管中的感应电动势越大，则阻碍作用越强，因此加速度会减小，当加速度减小到零时，磁铁做匀速直线运动，v﹣t图像如图所示：
（2）铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比，且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的，则电流与速度成正比，强磁铁受到的安培力与速度成正比，即：F＝kv
当强磁铁从静止开始下落t时间后达到最大速度v1的全过程，取向下为正方向，由动量定理可得：Mgt﹣kt＝Mv1
其中：t＝h
强磁铁达到最大速度时，根据平衡条件可得：Mg＝kv1
联立解得：；
（3）强磁铁的上面粘一个质量为m的绝缘橡胶块，仍有强磁铁下落速度最大时，受力平衡，即：Mg+mg＝kv2
联立解得：。
答：（1）该强磁铁下落过程中的v﹣t图像见解析；
（2）当强磁铁从静止开始下落t时间后达到最大速度v1，此过程强磁铁的下落高度为；
（3）如果在图2强磁铁的上面粘一个质量为m的绝缘橡胶块，它们下落的最大速度为。
【点评】对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程；另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。
18．（9分）（2025春 海陵区校级期中）如图所示，水平地面上有一质量为M，高为h、足够长的薄长方形木箱，顶部O处用一不可伸长的轻质细线悬挂一质量为m的小球（视为质点），在O点正下方的底板上有一点B，已知木箱与地面间动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计一切阻力。
（1）若用一恒力拉着木箱在地面上匀加速运动，细线偏离OB的角度为θ，求此时小球的加速度大小。
（2）若保持木箱静止，分别选用不同长度的细线，每次拉直细线至水平后将小球由静止释放，细线到达最低点总能立即断裂，平抛落在木箱底板上。当线长为多少时，小球的落点离B点的水平距离最远？并求出这一最远距离。
（3）在第（2）问中，为了使木箱能保持静止，它与地面的最大静摩擦力至少为多大？
【考点】动能定理的简单应用；连接体模型；平抛运动位移的计算；平抛运动时间的计算．
【专题】定量思想；推理法；动量定理应用专题；推理论证能力．
【答案】（1）此时小球的加速度大小为gtanθ。
（2）当线长为时，小球的落点离B点的水平距离最远为h。
（3）在第（2）问中，为了使木箱能保持静止，它与地面的最大静摩擦力至少为mg。
【分析】（1）对小球进行受力分析，列出式子求解；
（2）小球下摆至最低点断裂的过程，根据机械能守恒，结合平抛运动的规律求解；
（3）根据机械能守恒和牛顿第二定律，对M进行受力分析，列出平衡式子求解。
【解答】解：（1）细线偏离OB的角度为0，对小球分析可知：
ma＝mgtanθ
解得此时小球的加速度大小a＝gtanθ
（2）设细线长为l时，小球的落点离B点的水平距离最远，为xm，小球下摆至最低点断裂的过程，
根据机械能守恒mglmv2
解得：v
之后小球做平抛运动，有h﹣lgt2
解得t
x＝vt2
故当h﹣l＝l
即l时，小球的落点离B点的水平距离最远，为xm＝h
（3）在第（2）问中，为了使木箱能保持静止，设小球从水平由静止释放后到与竖直方向偏离角度为a时，静摩擦力为最大，
对小球根据机械能守恒可得：mglcosamv2
根据牛顿第二定律可得：T﹣mgcosa
联立解得T ＝3mgcosa
对M分析
根据平衡条件：f＝Tsina＝3mgcosa sinamgsin2a
故a＝45°时，静摩擦力为最大，即fmg
答：（1）此时小球的加速度大小为gtanθ。
（2）当线长为时，小球的落点离B点的水平距离最远为h。
（3）在第（2）问中，为了使木箱能保持静止，它与地面的最大静摩擦力至少为mg。
【点评】本题考查了受力分析、牛顿第二定律和机械能守恒，理解题目并合理选择公式是解决此类问题的关键。
19．（10分）（2024春 成都期末）旋转秋千是各大游乐场常见的娱乐设施，深受人们的喜爱。一旋转秋千可简化为如图所示模型，上端是半径为r＝2m的水平转台，在转台的边缘固定有一长为L＝5m的轻绳，轻绳的底端悬挂有一座椅。玩耍时，一小朋友系好安全带后坐在座椅上静止在最低点，然后转台在电机带动下绕竖直转轴OO'缓慢加速转动起来，当座椅摆动到轻绳与竖直方向的夹角为θ＝37°时开始以角速度ω匀速转动。小朋友和座椅均可视为质点，其总质量为m＝40kg，重力加速度大小取。g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：
（1）旋转秋千匀速转动时的角速度ω及此时轻绳的拉力大小；
（2）旋转秋千由静止开始转动到角速度为ω时轻绳对小朋友和座椅所做的功。
【考点】利用动能定理求解变力做功；牛顿第二定律与向心力结合解决问题．
【专题】定量思想；推理法；动能定理的应用专题；推理论证能力．
【答案】（1）旋转秋千匀速转动时的角速度ω为rad/s，此时轻绳的拉力大小为500N；
（2）旋转秋千由静止开始转动到角速度为ω时轻绳对小朋友和座椅所做的功为1150J。
【分析】（1）根据牛顿第二定律和平衡条件列式求解角速度和拉力大小；
（2）根据动能定理列式求解轻绳拉力做的功。
【解答】解：（1）小朋友和座椅做匀速圆周运动的半径R＝r+Lsinθ，设轻绳的拉力大小为F，在水平方向由牛顿第二定律得Fsinθ＝mω2R，竖直方向由平衡条件得Fcosθ＝mg，联立解得
F＝500N
（2）小朋友和座椅转动的线速度大小v＝ωR，对小朋友和座椅由动能定理得
解得轻绳对小朋友和座椅做的功W＝1150J
答：（1）旋转秋千匀速转动时的角速度ω为rad/s，此时轻绳的拉力大小为500N；
（2）旋转秋千由静止开始转动到角速度为ω时轻绳对小朋友和座椅所做的功为1150J。
【点评】考查圆周运动的问题，牛顿运动定律和动能定理，会根据题意列式求解相应的物理量。
20．（12分）（2023春 天津期中）如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角θ＝30°，两导轨间距L＝1.0m，底端NQ两点连接R＝1.0Ω的电阻，匀强磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度大小为B＝0.6T，质量m＝0.2kg、阻值r＝0.5Ω的导体棒垂直于导轨放置，在平行于平面向上的拉力F作用下沿导轨向上做匀速直线运动，速度v＝10m/s。撤去拉力F后，导体棒沿导轨继续运动x＝2.0m后速度减为零。运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好，g＝10m/s2，导轨电阻不计。求：
（1）拉力F的大小；
（2）撤去拉力F后导体棒继续沿导轨上滑的过程中电阻R产生的焦耳QR和通过电阻R的电荷量q。
【考点】电磁感应过程中的能量类问题；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；导体平动切割磁感线产生的感应电动势．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应——功能问题；分析综合能力．
【答案】（1）拉力F的大小为3.4N；
（2）撤去拉力F后导体棒上升的过程中电阻R中产生的焦耳热Q为J，通过的电量q为0.8C。
【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出电路电流，对导体棒根据受力平衡即可求解拉力F；
（2）撤去F后对导体棒运用动能定理求出克服安培力做的功，克服安培力做的功等于电路中产生的总的焦耳热，再热量的分配与电阻的阻值关系求出R上的热量，由感应电量公式求解电量。
【解答】解：（1）导体棒匀速运动产生的感应电动势为：E＝BLv＝0.6×1.0×10V＝6V
感应电流为：I4A
由导体棒受力平衡可得：F＝FA+mgsinθ＝BIL+mgsinθ＝0.6×4×1.0N+0.2×10N＝3.4N
（2）撤去外力后，由动能定理得到：﹣mgsinθx﹣Q＝0
电阻R上产生的热量为：Q′Q
解得Q'J
电量为：qttC＝0.8C
答：（1）拉力F的大小为3.4N；
（2）撤去拉力F后导体棒上升的过程中电阻R中产生的焦耳热Q为J，通过的电量q为0.8C。
【点评】解决本题的关键是明确金属棒的运动情况，熟练应用基础知识即可正确解题，第二问是本题的易错点，注意热量的分配与电阻的阻值关系，感应电量的计算要有推导过程。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)