2025年北京市东城区高考物理二模试卷(含解析)

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名称 2025年北京市东城区高考物理二模试卷(含解析)
格式 docx
文件大小 200.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-05-22 15:44:10

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文档简介

2025年北京市东城区高考物理二模试卷
一、单选题:本大题共14小题,共42分。
1.如图甲所示,用激光照射一个小钢球,光屏上出现如图乙所示的图样,在阴影中心有一个小亮斑。这种现象是光的( )
A. 衍射现象 B. 偏振现象 C. 折射现象 D. 多普勒效应
2.在衰变中通常会产生一种被称为“中微子”的粒子,中微子很难被直接探测,但是可以利用中微子与的核反应间接证实中微子的存在。相应的核反应方程为:中微子。由此可知,中微子的质量数和电荷数分别是( )
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
3.某振源位于坐标原点处,时从平衡位置开始沿轴负方向做简谐运动,沿轴正方向发出一列简谐横波。则时的波形图为( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,某自动洗衣机进水时,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气可视为理想气体。洗衣机通过传感器测量细管中的空气压强,进而控制进水量。假设进水过程中细管内空气的温度保持不变,当洗衣缸内水位升高时,细管内的空气( )
A. 体积不变,压强变小
B. 体积不变,压强变大
C. 体积变小,压强变大
D. 体积变小,压强变小
5.如图所示,虚线为某点电荷产生的电场的等势线,相邻等势线间的电势差相等;实线为一个粒子仅在电场力作用下的运动轨迹。在粒子从经运动到的过程中( )
A. 粒子的加速度先减小后增大
B. 静电力对粒子先做负功后做正功
C. 粒子的动能先增大后减小
D. 粒子的电势能先减小后增大
6.质量为的物块静止放置于地球赤道某处的水平桌面上。已知地球质量为,半径为,自转周期为,引力常量为。若考虑地球自转,将地球视为质量均匀分布的球体,则物块对桌面的压力大小等于( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,水平传送带以速度匀速运动,将质量为的小物块无初速度放在传送带的左端,传送带足够长,物块到达右端之前已经与传送带共速。下列说法正确的是( )
A. 物块与传送带共速后,物块受到向右的静摩擦力
B. 传送带运动速度越大,物块加速运动的时间越短
C. 物块与传送带共速前,摩擦力对物块做负功
D. 物块与传送带之间因摩擦产生的热量等于
8.如图所示,将质量为的沙箱用长为的不可伸长的轻绳悬挂起来,一颗质量为的子弹水平射入沙箱未穿出,沙箱摆动的最大摆鱼为。摆动过程中,沙箱可视为质点,重力加速度为,则子弹将要射入沙箱时的速度大小等于( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,一轻质弹簧上端固定在天花板上,下端连接一质量为的小钢球。以弹簧原长时钢球所在的位置为坐标原点,竖直向下为正方向建立坐标轴。将钢球从点处由静止释放,钢球在、间做往复运动。弹簧劲度系数为,且弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 在点处,小球的加速度最小
B. 在点处,小球所受弹力的大小为
C. 在处,小球的速度最大
D. 、两点间的距离为
10.人体中的脂肪因缺乏自由电子或离子,不容易导电,某脂肪测量仪的工作原理是根据人体等效电阻阻值的大小来判断脂肪所占比例的高低,简化电路如图所示,其中定值电阻与人体等效电阻的阻值相差不大。下列说法正确的是( )
A. 脂肪所占比例低者对应的电压表的示数较大
B. 脂肪所占比例高者对应的电流表的示数较小
C. 脂肪所占比例低者对应的电源内阻消耗的功率较小
D. 脂肪所占比例高者对应的电源消耗的总功率较大
11.回旋加速器的工作原理如图所示,其主体部分是两个形金属盒,两金属盒处在垂直于盒底面的匀强磁场中。现用该回旋加速器对氦核进行加速,高频交流电源的电压最大值为、频率为,匀强磁场的磁感应强度大小为。已知元电荷为,氦核的质量为。不计粒子在两形盒之间的运动时间,不考虑相对论效应。下列说法正确的是( )
A. 氦核能够从形盒内的磁场中直接获得能量
B. 仅增大电压,氦核最终获得的动能一定变大
C. 若满足,可对氦核加速
D. 若保持加速氦核时的各参数不变,则也能加速氚核
12.燃油汽车启动时,火花塞产生电火花的简化电路如图所示,初级线圈回路中的电源电动势为,次级线圈回路中的火花塞的两个电极、靠得很近。汽车启动时,开关不停地闭合、断开,次级线圈产生的瞬时高压可达千伏甚至万伏,使电极、间产生电火花,点燃汽缸中的可燃混合气。下列说法正确的是( )
A. 开关闭合瞬间,、间无电压
B. 开关断开瞬间,火花塞会产生电火花
C. 初级线圈的匝数应远大于次级线圈的匝数
D. 、间的高压是由于次级线圈的自感现象产生的
13.石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状结构的新材料,其导电能力远超银和铜等传统材料。现设计一电路测量石墨烯样品的载流子自由导电粒子浓度,为单位面积上的载流子个数。该载流子的电性及所带电荷量均与电子相同。图甲为测量原理图,长为、宽为的石墨烯材料垂直于磁场放置,、、、为电极。电极、间通以恒定电流,电极、间产生大小为的霍尔电压。改变磁场的磁感应强度,测量霍尔电压,获得多组数据,得到关系图线如图乙所示。已知某次测量中所通电流大小,元电荷。下列说法正确的是( )
A. 石墨烯与半导体的导电能力相当
B. 电极的电势比电极的电势高
C. 图乙中图线的斜率
D. 该样品的载流子浓度约为个
14.机械波在介质中传播时会受到介质的阻碍作用,介质密度与波在介质中的传播速度的乘积称为波阻,即。波阻大的介质称为波密介质,波阻小的介质称为波疏介质。当一列简谐波自介质垂直入射至介质,在边界上同时发生反射和透射,反射系数与透射系数分别为和,其中、分别为机械波在介质、中的波阻;反射系数等于反射波的强度与入射波的强度之比,透射系数等于透射波的强度与入射波的强度之比。如表给出了部分介质对声波在其中传播时的波阻。已知空气的密度约为,水的密度为。下列说法正确的是( )
介质 波阻
空气

蓖麻油
脂肪
肌肉
岩石 大于
A. 声波垂直入射到波阻相差很小的两介质界面上,主要发生反射现象
B. 声波由空气垂直入射到岩石壁,主要发生透射
C. 声波由空气垂直入射到水面,主要发生透射,传播速度变大
D. 用超声波检查身体时,在探头与皮肤之间涂蓖麻油可以增大透射系数
二、实验题:本大题共2小题,共18分。
15.在“插针法测量玻璃砖的折射率”的实验中,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。此玻璃砖的折射率 ______用图中的、表示。
在“利用双缝干涉测光的波长”的实验中,双缝间距,双缝到光屏间的距离。用某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图所示,分划板的“十”字在图中、位置时,游标卡尺的读数分别为, ______,如图所示。则该单色光的波长 ______。
探究光电效应规律的装置如图所示,光电管阴极的材料是金属铷。
用不同频率的光照射该光电管的阴极,测得铷的遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示,则普朗克常量 ______,该金属的截止频率 ______。已知电子电荷量。结果均保留两位有效数字
16.某同学在“练习使用多用电表”的实验中,正确测量了一个阻值大约是的电阻,如图所示。
该同学继续测量一个阻值大约是的电阻,用红、黑表笔接触这个电阻的两端之前,应进行哪些操作,请选出必要的操作并写出正确的顺序______选填选项前的字母。
A.将红表笔和黑表笔短接
B.把选择开关旋转到“”位置
C.把选择开关旋转到“”位置
D.调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
在中调节选择开关换挡后,将红、黑表笔短接,发现此时表头的指针指向图中欧姆零点的右侧。为了解释该现象,此同学查阅欧姆表的内部电路原理图,如图所示。请结合电路图,分析出现该现象的原因。
三、计算题:本大题共4小题,共40分。
17.如图所示,长为的细线,一端系有质量为的小球,另一端通过光滑的轻质小圆环套在点的钉子上,小球在高为的光滑水平桌面上做匀速圆周运动。若小球的速度缓慢增大,当细线的拉力达到时,细线断裂,小球垂直桌面边缘抛出。重力加速度为,不计空气阻力。
小球从水平桌面上抛出时的速度大小;
小球落地点到桌面边缘的水平距离;
小球落地时的动能。
18.在高能物理实验中,静电分析器或者磁分析器都可将比荷不同的带电粒子分离。已知质量为、电荷量为的正离子由静止释放,经过电压加速后分别进入静电分析器或磁分析器的细管中,该离子在细管中均做半径为的匀速圆周运动,如图甲、乙所示。静电分析器细管中的电场强度大小可认为处处相等,磁分析器中的磁场方向如图乙所示。不计离子重力。
求静电分析器细管中的电场强度大小;
求磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小;
为了分离和两种同位素,将它们都电离成三价正离子离子,采用磁分析器分离。保持磁场不变,改变加速电压,接收器可以在不同的加速电压下分别接收到其中的一种同位素离子,如图丙所示。请分析判断图丙中的、哪条线对应的离子?
19.利用电磁感应现象,可以测量空间某处的磁场。
如图甲所示,电阻为、长为的导体棒放置在光滑的水平导轨上,导轨左侧接一阻值为的定值电阻,导轨间距也为。导轨处在竖直向下的匀强磁场中,导体棒在外力作用下沿导轨水平向右做匀速直线运动,速度大小为,电流表的示数为。导体棒始终与导轨接触良好,导轨电阻不计。
求磁感应强度的大小;
撤去外力后,经过一段时间,穿过该闭合回路的磁通量的变化量为,通过电阻的电荷量为。请证明:。
已知北半球某处地磁场的磁感应强度没有东西方向的分量,磁感应强度方向与水平方向夹角为。在该处一水平面内放置一个长、宽分别为、的单匝矩形线框,线框总电阻为,其中沿南北方向、沿东西方向,如图乙所示。线框分别以、为轴向下转动到竖直平面内,两次通过线框导线某横截面的电荷量分别为、,线框所在处的磁场可视为匀强磁场。求该处磁感应强度大小和的正切值。
20.开普勒三定律是描述行星运动的基本规律。
开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
开普勒第三定律:所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。
这三条规律也适用于卫星绕行星的运动。
一个质量为的探测器绕某行星做匀速圆周运动,轨道半径为,如图甲所示。行星的质量为,引力常量为。行星和探测器均视为质点。
设探测器做匀速圆周运动的周期为,求的表达式;
探测器在极短的时间内沿运动方向喷射高温气体减速制动,其运动轨迹变为椭圆,如图乙中的轨道Ⅰ所示;若制动后的速度越小,则椭圆越扁,椭圆轨道的长轴越短,如图乙中的轨道Ⅱ所示。假设探测器在极短的时间内减速到,趋近于零。请结合开普勒第二定律,分析并计算探测器的“近点”到行星的距离;
假设探测器在极短的时间内制动减速至零,其在万有引力的作用下向行星做变加速直线运动,如图丙所示。请结合开普勒第三定律,求探测器到达行星所用的时间。
真空中固定着一带正电的点电荷,所带电荷量为,距离为处有一质量为、带电量为的点电荷,该电荷由静止释放,如图丁所示。静电力常量为。库仑力与万有引力都与距离的平方成反比,结合运动与相互作用观,类比,求带电量为的点电荷仅在静电力的作用下到达所用的时间。不计带电量为的点电荷运动过程中的电磁辐射。
答案和解析
1.【答案】
【解析】当用激光照射一个小钢球,在后方屏上的阴影中心出现了一个亮斑,这就是泊松亮斑,是激光绕过不透光的小球发生衍射形成的,是光的衍射现象,故A正确,BCD错误。
故选:。
2.【答案】
【解析】根据质量数和电荷数守恒,中微子的质量数为,电荷数为,故A正确,BCD错误。
故选:。
3.【答案】
【解析】坐标原点处的质点时从平衡位置开始沿轴负方向做简谐运动,时位于波峰,此时平衡位置位于处的质点向下振动,故B正确、ACD错误。
故选:。
4.【答案】
【解析】封闭气体的压强,
进水过程,洗衣缸与细管内水的高度差增大,封闭气体的压强增大,
气体温度不变,由玻意耳定律可知,压强增大,体积减小,故C正确,ABD错误。
故选:。
5.【答案】
【解析】、依据点电荷电场强度公式,可知,离点电荷越近的电场强度越强,那么同一电荷受到的电场力越大,则对应的加速度越大,由于点离点电荷较近,因此带电粒子在点的加速度大,即粒子的加速度先增大后减小,故A错误;
、粒子所受电场力的方向大致指向轨迹弯曲的内侧,知带电粒子所受的电场力背离点电荷向外,受到点电荷的排斥力,则粒子从处运动处,带电粒子受到的电场力做负功,导致其电势能增加,粒子从处运动处,带电粒子受到的电场力做正功,导致其电势能减少,即粒子从处运动处,动能先减小后增大,电势能先增大后减小,故B正确,CD错误。
故选:。
6.【答案】
【解析】在赤道上,物体满足,桌面对物块的支持力,根据牛顿第三定律可知,物块对桌面的压力大小为,故C正确,ABD错误。
故选:。
7.【答案】
【解析】物块与传送带共速后,物块相对传送带静止,不受摩擦力作用,故A错误;
B.物块在传送带上运动时,物块受到的摩擦力方向与传送带方向相同,物块做加速运动,当物块速度等于传送带速度时,物块做匀速运动,物块运动的时间
传送带运动速度越大,物块加速运动的时间越长,故B错误;
C.物块与传送带共速前,物块做加速运动,摩擦力对物块做正功,故C错误;
D.物块与传送带之间因摩擦产生的热量等于物块动能的增加量,即
故D正确。
故选:。
8.【答案】
【解析】因为子弹射入沙箱的时间很短,因此可认为射入过程沙箱静止,射入前后子弹与沙箱动量守恒,假设子弹射入沙箱前的速度大小为,射入后子弹与沙箱的共同速度为,向右为正方向,根据动量守恒可知,子弹射入后沙箱开始摆动,摆动过程机械能守恒,即子弹与沙箱的动能减小量等于自身的重力势能增加量,即,联立两式可知,故B正确,ACD错误。
故选:。
9.【答案】
【解析】、小球在、之间做简谐振动,可知是简谐振动的最大位移处,所以小球在点的加速度最大,故A错误;
B、在点,小球只受到重力的作用,所以加速度;根据对称性可知,小球在点的加速度大小也是,在点由牛顿第二定律
可得小球受到弹簧的弹力,故B错误;
C、设小球在平衡位置时,弹簧的伸长量为,则
可得
可知在处为小球的平衡位置,所以小球在该处的速度一定最大,故C正确;
D、根据对称性可知,之间的距离为,即,故D错误。
故选:。
10.【答案】
【解析】脂肪所占比例低者电阻较小,图乙是串联电路,总电阻减小,电流增大,电流表示数较大,根据,可知两端电压较小,即电压表示数较小,对应的电源内阻消耗的功率会较大,故AC错误;
脂肪所占比例高者,总电阻增大,由闭合电路的欧姆定律可知,电流表示数较小,电源消耗总功率较小,故B正确,D错误;
故选:。
11.【答案】
【解析】因洛伦兹力对电荷不做功,即氦核能够从形盒内的电场中获得能量,故A错误;
B.氦核最终出加速器时,获得的动能,可知仅增大电压,氦核最终获得的动能不变,故B错误;
C.若对氦核加速,则电场变化的频率必须等于粒子做圆周运动的频率,即若满足,可对氦核加速,故C正确;
D.因氚核与氦核的比荷不相等,在磁场中做圆周运动的频率不等,则若保持加速氦核时的各参数不变,则不能加速氚核,故D错误。
故选:。
12.【答案】
【解析】闭合开关的瞬间,初级线圈的电流发生变化,铁芯内的磁通量发生变化,次级线圈产生高电压,、间有电压,故A错误;
B.断开开关的瞬间,初级线圈的电流发生变化,铁芯内的磁通量发生变化,次级线圈产生高电压,火花塞会产生电火花,故B正确;
C.根据变压器电压比等于匝数比有可知,为了使次级线圈产生高电压,初级线圈的匝数应远小于次级线圈的匝数,故C错误;
D.、间的高压是由于互感现象产生的,故D错误。
故选:。
13.【答案】
【解析】、半导体的导电能力介于导体与绝缘体之间,其导电能力低于金属材料,而由题意可知石墨烯的导电能力远超银和铜等传统材料,则石墨烯与半导体的导电能力不相当,故A错误;
B、石墨烯样品的载流子的电性与电子相同,即带负电。由图甲可知该载流子由电极向电极流动,根据左手定则可知,该载流子受到的洛伦兹力的方向向上,其向端偏转使电极带负电,极带正电,则电极的电势比电极的电势低,故B错误;
C、设稳定后载流子定向移动的速率为,则时间内通过样品的电荷量为:
根据电流的定义式得:
当载流子稳定通过样品时,其所受电场力与洛伦兹力平衡,则有:
联立解得:
可得图乙的图线的斜率为:,故C错误;
D、根据题图乙的图像的斜率可得:
已知:,
解得:个,故D正确。
故选:。
14.【答案】
【解析】、声波在两种介质界面上会发生反射和透射,取决于两种介质的波阻抗差异。波阻抗越大,介质对声波的阻力越大。当声波从波阻抗小的介质入射到波阻抗大的介质时,若波阻抗差异大,则主要发生反射;若波阻抗差异小,则主要发生透射。因为波阻抗差异小,声波主要发生透射,故AC错误;
B、空气和岩石的波阻抗差异大,声波主要发生反射,故B错误;
D、因为涂抹蓖麻油可以减小探头与皮肤之间的波阻抗差异,增大透射系数,提高超声波检查效果,故D正确。
故选:。
15.【答案】; ,; ,
【解析】根据折射率的定义可得,该玻璃砖的折射率为;
根据图中位置的读数可得,所以相邻两个条纹间的距离为,其中条纹间距,联立解得该单色光的波长
设该金属的逸出功为,则,其中表示该金属的截止频率。根据爱因斯坦光电效应方程有,根据动能定理有,联立可得,根据图线可得,解得,该金属的截止频率为
故答案为:;,;,。
16.【答案】; 如上所述
【解析】正确测量了阻值约为的电阻后,要测量阻值约为的电阻,
需要把选择开关旋转到“”位置,然后红黑表笔短接,
旋转欧姆调零旋钮进行欧姆调零,故正确的顺序是。
欧姆挡选择开关由挡旋转到挡过程,由图示电路图可知,
电路总电阻变大,由闭合电路的欧姆定律可知,干电路电流减小,
电源内电压减小,路端电压变大,表头两端电压变大,采用挡时已经欧姆调零,
换到挡红黑表笔短接时,由于表头两端电压变大,则流过表头的电流变大,
大于满偏电流,因此指针指向欧姆零点的右侧。
故答案为:;如上所述。
17.【解析】细绳拉力为时,根据牛顿第二定律可知
解得
细绳拉断后小球将以速度从水平桌面上抛出。
根据平抛运动的规律
解得
由机械能守恒定律可知,小球落地时的动能
答:小球从水平桌面上抛出时的速度大小为;
小球落地点到桌面边缘的水平距离为;
小球落地时的动能为。
18.【解析】由动能定理:有
静电场力提供向心力,由牛顿第二定律
解得
洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律
解得
由中的结果可知:
当离子在磁分析器中做圆周运动的半径、以及磁感应强度大小一定时,比荷越大,则加速度电压越大。
根据图丙可知,加速电压的线对应的离子。
答:静电分析器细管中的电场强度大小为;
磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小为;
对应的离子。
19.【解析】根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
解得
根据电流的定义式有
根据法拉第电磁感应定律有
结合
解得
以为轴转动时有
以为轴转动时有
解得
20.【解析】、万有引力提供向心力,
得:
、设近点的速度为,根据开普勒第二定律
得:
由于趋于零,探测器从远点到近点的过程中,万有引力对探测器做正功,所以趋于零。
、因制动后探测器做更扁的椭圆轨道,若减速至零时,可认为做长轴为、短轴为零的无限扁椭圆轨道,其周期为。由开普勒第三定律,得
由于
解得
万有引力、库仑力均与距离的平方成反比,结合运动与相互作用观,图丙中的与图丁中的两者的运动也具有相似性
设电荷在距离为处做匀速圆周运动时,周期为

电荷由静止释放可认为做无限扁的椭圆运动,长轴,设其周期为
类比天体运动中的开普勒第三定律
综上,得
第11页,共16页
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