绝密★启用前
2025年高考考前信息必刷卷02（北京专用）
物 理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
考情速递
高考·新动向：创新性：试题紧密结合科技发展，如“天问一号”探测器变轨、电容式传感器、电子感应加速器等，将物理知识与现代科技场景结合，体现科学探索的实际价值。实时性：选取我国航天成就（如“天问一号”）作为命题背景，既考查天体力学知识，又增强学科的时代感与民族自豪感。应用导向：消防车水炮问题将平抛运动与流体力学结合，要求通过物理模型解决工程实际问题，突出物理的实用性。
高考·新考法：动态过程分析：简谐波问题结合波形图与质点运动时序，考查波动传播的动态过程而非静态公式应用。概念辨析深化：分子动理论中扩散现象与布朗运动的辨析，需理解微观机制而非简单记忆结论。知识综合迁移：导体棒在磁场中的运动综合电磁感应、牛顿定律与能量守恒，要求多角度分析动态平衡。
高考·新情境：复杂系统建模：双星系统引入未观测星体的影响，需结合万有引力与多体问题分析周期差异。跨学科综合：电子感应加速器融合电磁感应、粒子加速与磁场约束，考查多物理过程的协同分析能力。开放性问题设计：如磁场方向调整使摩擦力最小，需通过矢量分析与极值思想解决非传统静力学问题。
命题·大预测：深化概念理解：避免机械记忆，注重物理本质（如波动传播的动态性、分子运动的统计规律）。
强化实验素养：掌握实验设计逻辑，提升误差分析与数据处理能力（如利用图像斜率求物理量）。
关注科技热点：结合航天、新材料等科技进展，理解物理原理在现实情境中的应用。
提升综合建模能力：通过复杂问题训练（如多过程电磁感应、天体系统分析），培养多知识点整合与动态过程分析能力。
加强数学工具应用：熟练运用微元思想、矢量运算与图像分析，解决非匀变过程与极值问题。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．对下列核反应的类型，说法正确的一项是( )
A．①②③属于衰变
B．③⑤属于裂变
C．④⑥属于聚变
D．④⑤⑥属于人工核转变
【答案】A
【详解】①是β衰变方程；②是β衰变方程；③是α衰变方程；④是原子核的人工转变方程；⑤是重核裂变方程；⑥是轻核聚变方程；故选项A正确，BCD错误。
故选A。
2．下列高中物理教材中的插图涉及到光的干涉原理的是（ ）
A．甲图，水中气泡看上去特别明亮
B．乙图，火焰在肥皂膜上形成明暗相间条纹像
C．丙图，相机特制滤光片能减弱汽车玻璃表面反射光
D．丁图，显微镜下光经过大头针的图像
【答案】B
【详解】A．气泡是光疏介质，光经过水照射气泡时，一部分光会发生全反射，因此水中气泡看上去特别明亮，故A错误；
B．乙图，火焰在肥皂膜上形成明暗相间条纹像，是薄膜干涉现象，即光的干涉原理， 故B正确；
C．丙图，相机特制滤光片能阻挡特定方向的偏振光，因此能减弱汽车玻璃表面反射光，是光的偏振现象，故C错误；
D．丁图，显微镜下光经过大头针的图像，是光的衍射现象，故D错误。
故选B。
3．关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是（ ）
A．大多数分子直径的数量级为
B．水烧开时，上方雾气的运动是布朗运动
C．气体分子间作用力一般表现为较强的引力
D．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
【答案】D
【详解】A．除了一些有机物质的大分子外，大多数分子直径的数量级为，故A错误；
B． 水烧开的时候, 水沸腾受热，变成水蒸气向上逸出。然而上方空气温度显然比水蒸气的温度要低，于是水蒸气遇冷液化，凝结成细小的水珠飘浮在空中，形成雾气。所以水烧开时，上方雾气的运动不是布朗运动，故B错误；
C．气体分子间的距离很大，气体分子间引力一般很弱，故C错误；
D．扩散现象不是外界作用引起的，扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，故D正确；
故选D。
4．一列简谐波在时刻的全部波形如图所示，质点A、P、B、C对应x坐标分别为1m、1.5m、3m、4m。从此时开始，质点C首次到达波峰的时间比质点P首次到达波峰早了0.5s。下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y轴向下
B．波沿x轴正方向传播
C．波源振动的频率为2.5Hz
D．之后的0.4s内质点P运动的路程为10cm
【答案】D
【详解】AB．图中质点C比质点P首次到达波峰早了0.5s，所以C点应向上振动，P点应向下振动，波源的起振方向沿y轴向上，沿x轴负方向传播，故AB错误；
C．如图所示，C比P超前运动个周期，即
T=0.5s
质点振动周期为0.8s，波源振动的频率为1.25Hz，故C错误；
D．质点振动周期为0.8s，之后的0.4s内质点P运动2个振幅，路程为10cm，故D正确。
故选D。
5．用图示装置探究气体做等温变化的规律，将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，注射器与压强传感器相连。实验中（ ）
A．活塞涂润滑油可减小摩擦，便于气体压强的测量
B．注射器内装入少量空气进行实验，可以减小实验误差
C．0°C和20°C环境下完成实验，对实验结论没有影响
D．外界大气压强发生变化，会影响实验结论
【答案】C
【详解】A．实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是提高活塞密封性，防止漏气，与气体压强的测量无关。A错误；
B．被封气体体积越小，压缩气体时体积的变化量越小，会造成更大的实验误差，B错误；
C．实验探究气体做等温变化的规律，在温度一定时，气体的压强和体积成反比，与环境温度的高低无关，C正确；
D． 压强传感器测量的是被封气体的压强，与外界大气压强无关，故外界大气压强发生变化，不会影响实验结论，D错误。
故选C。
6．如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，当接触到表面平整的硬性物体时，会产生较强的吸附力。如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G，则下列说法正确的是（ ）
A．手机受到的支持力有可能大于G B．手机受到的支持力大小为Gcosθ
C．纳米材料对手机的作用力大小为Gcosθ D．纳米材料对手机的作用力垂直于支架向上
【答案】A
【详解】对手机进行受力分析，如图所示
AB．根据垂直支架表面方向受力平衡，有
因的大小未知，故有可能大于，故A正确，B错误；
CD．纳米手机对手机的作用力为支持力、吸引力、摩擦力这三个力的合力，这个合力与手机的重力大小相等、方向相反，故C、D错误。
故选A。
7．2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10°的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡”目标的第一步，环绕火星成功，图乙为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道I、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ相切于P点，轨道Ⅲ为环绕火星的圆形轨道，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，下列说法正确的是（ ）
A．探测器在P点由轨道I进入轨道Ⅱ需要点火加速
B．探测器在轨道Ⅲ上Q点的加速度小于在轨道Ⅱ上S点的加速度
C．探测器在轨道II上由P点运动到S点的时间小于探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间
D．探测器经过S点的动能小于经过Q点的动能，经过S点的机械能大于经过Q点的机械能
【答案】D
【详解】A．探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ做的是近心运动，需要点火减速，使万有引力大于所需的向心力，A错误；
B．探测器在轨道Ⅲ上Q点和轨道Ⅱ上S点均由万有引力提供加速度，可得
可知探测器在轨道Ⅲ上Q点的加速度等于在轨道Ⅱ上S点的加速度，B错误；
C．由题图可知，轨道Ⅱ的半长轴大于轨道Ⅲ的半径，由开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅱ的周期大于在轨道Ⅲ的周期，探测器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间和探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间分别是各自周期的一半，因此探测器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间大于探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间，C错误；
D．假设存在一通过S点，以PS为直径的圆形轨道Ⅳ，则探测从轨道Ⅲ的S点需要加速才能进入轨道Ⅳ，则有
对于以地球为圆心做圆周运动的卫星，有
由上式可知，探测器在轨道Ⅳ的速度小于在轨道Ⅲ上Q点的速度，即
所以有
则探测器经过S点的动能小于经过Q点的动能；
探测器在轨道Ⅱ上由S到P过程机械能守恒，从轨道Ⅱ上P点进入轨道Ⅲ需要点火减速，机械能减小，则经过S点的机械能大于经过Q点的机械能，D正确。
故选D。
8．如图甲所示的电路中，R表示电阻，L表示线圈的自感系数。改变电路中元件的参数，使i－t曲线图乙中的①改变为②。则元件参数变化的情况是（ ）
A．L增大，R不变 B．L减小，R不变
C．L不变，R增大 D．L不变，R减小
【答案】A
【详解】电源电阻不计，由图可知，放电达到的最大电流相等，而达到最大电流的时间不同，说明回路中的电阻值不变，即电阻R不变；电流的变化变慢，所以线圈的阻碍作用增大，即自感系数L增大， A正确，BCD错误。
故选A。
9．电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是（ ）
A．甲图中，手指作为电容器—电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作
B．乙图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向b
C．丙图中，油箱液位上升时，电容变小
D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态
【答案】D
【详解】A．甲图中，绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作。故A错误。
B．乙图中，力F增大过程中，电容器极板间距减小，电容变大，电容器充电，电流计中的电流从b流向a，选项B错误；
C．丙图中，油箱液位上升时，电介质插入电容器，电容变大，选项C错误；
D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电介质插入电容器，电容变大，电容器处于充电状态，选项D正确。
故选D。
10．如图所示，金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直，ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行，不计一切摩擦。则（ ）
A．金属框的速度逐渐增大，最终趋于恒定
B．金属框的加速度逐渐减小，最终为零
C．导体棒所受安培力逐渐增大，最终趋于恒定
D．导体棒到金属框be边的距离逐渐增大，最终趋于恒定
【答案】C
【详解】初始时刻，金属框的加速度最大，随着金属框速度的增加，感应电动势逐渐增加，回路电流之间增加，MN所受安培力逐渐增加，根据牛顿第二定律，对金属框
对导体棒
因此金属框加速度逐渐减小，导体棒加速度逐渐增加，最终两者加速度相同，速度差恒定。
故选C。
11．如图所示，氕（）、氘（）、氚（）的原子核经同一加速电场由静止开始加速，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么（ ）
A．经过加速电场过程，氚（）获得的速度最大
B．偏转电场对三种原子核做功一样多
C．三种原子核运动到屏上所用时间相同
D．三种原子核不会打在屏上的同一位置上
【答案】B
【详解】A．设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d，在加速电场中，根据动能定理可得
解得
已知氕的比荷最大，则加速后获得的速度最大，故A错误；
D．在偏转电场中偏移的距离为
整理得
偏转角度的正切值为
可见y和tan θ与电荷的电荷量和质量无关。所以出射点的位置相同，出射速度的方向也相同。故三种原子核都打在屏上的同一位置上，故D错误；
B．偏转电场对粒子做的功为
由于q、E、y都相同，所以W也相同，故B正确；
C．原子核在加速电场中运动时，有
在偏转电场中运动时有
从偏转电场运动到荧光屏的过程，有
故粒子运动到屏上所用时间为
由于不相等，可知不相等，故C错误。
故选B。
12．现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（ ）
A．地面对消防车的作用力方向竖直向上
B．水炮炮口的水流速度为10m/s
C．水泵对水做功的功率约为 3.8×104W
D．若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N
【答案】C
【详解】A．消防车受到地面的支持力和摩擦力，合力斜向上，作用力斜向上，A错误；
B．水流高度差5m，竖直方向反向看成自由落体运动
解得
t=1s
根据
解得
vy=10m/s
又1s时间内的水平位移为15m，有
解得
vx=15m/s
则合速度为
解得
v=
B错误；
C．水泵对水做功的功率
C正确；
D．根据动量定理
故D错误。
故选C。
13．电梯一般用电动机驱动，钢丝绳挂在电动机绳轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊配重装置。钢绳和绳轮间产生的摩擦力能驱驶轿厢上下运动。若电梯轿箱质量为，配重为。某次电梯轿箱由静止开始上升的图像如图乙所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．电梯轿箱在第10s内处于失重状态
B．上升过程中，钢绳对轿厢和对配重的拉力大小始终相等
C．在第1s内，电动机做的机械功为
D．上升过程中，钢绳对轿厢做功的最大功率为
【答案】D
【详解】A．由图可知，电梯轿箱在第10s内做匀速直线运动，处于平衡状态，故A错误；
B．以为例，轿厢和配重都处于平衡状态，根据平衡条件可知左边绳子的拉力与轿厢重力相等，右边绳子的拉力与配重的重力相等，由题意知轿厢和配重质量不等，钢绳对轿厢和对配重的拉力大小不相等（钢绳和绳轮间有摩擦力，所以一根绳上的拉力不相等），故B错误；
C．由图乙可知在第1s内，轿厢上升1m，配重下降1m，设电动机做的机械功为，有动能定理得
解得
故C错误；
D．当钢绳对轿厢拉力最大，轿厢速度最大时，钢绳对轿厢做功的功率最大，可知在轿厢加速上升阶段，由牛顿第二定律得
由图乙可知
最大速度为，则钢绳对轿厢做功的最大功率为
联立解得
故D正确。
故选D。
14．如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)．产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是( )
A．一定是降压变压器，因为P＝I2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少
B．一定是降压变压器，因为，降压后电压降低，导线上损失的电能减少
C．一定是升压变压器，因为 ，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强
D．一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少
【答案】D
【详解】根据变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失可知，话筒内的这只变压器一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少。
故选D。
二、非选择题：共6题，共58分。
15．（6分）在实验室用双缝干涉测光的波长，请按照题目要求回答下列问题：
（1）将表1中的光学元件放在图1所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置。
表1
元件代号 A B C D
元件名称 双缝 光屏 单缝 滤光片
将白光光源放在光具座最左端，依次放置凸透镜和表1中其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为 （填写元件代号）。
（2）已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时螺旋测微器
如图2乙所示：在B位置时螺旋测微器如图2丙所示，则其示数 mm。由以上所测数据可以得出该单色光的波长为 m（结果保留三位有效数字）。
【答案】 DCAB /
【详解】（1）[1]实验室用双缝干涉测光的波长实验，由左至右，各光学元件的排列顺序应为滤光片、单缝、双缝、光屏，故顺序为DCAB；
（2）[2]图中B位置时螺旋测微器的读数为
图中A位置时螺旋测微器的读数为
则相邻条纹间距为
[3]根据条纹间距公式
可得
代入数据联立解得
16．（14分）（1）为了验证碰撞中的动量和能量是否守恒，长郡中学高三物理兴趣小组找来了一端倾斜另一端水平的光滑轨道，如图所示．在距离水平部分高为h处和水平部分安装了1、2两个光电门，然后找来两个直径均为d但质量分别为mA和mB的小球A、B进行实验．先将小球B静放在水平轨道上两光电门之间，让小球A从倾斜轨道上较高位置释放，光电门1记录了小球A碰撞前后通过的时间t1、t1′，光电门2记录了碰后小球B通过的时间t2′．通过对实验结果的分析可知mA (填“大于”“小于”或“等于”)mB，若满足关系式 ，则说明碰撞中能量守恒．如果两小球的位置互换，该实验 (填“能”或“不能”)成功．
（2）如图是利用DIS完成“用单摆测定当地重力加速度”实验。实验时，先量出摆球的半径与摆线的长度。单摆摆动后，点击“记录数据”。摆球每经过平衡位置时记数1次，第1次记为“0”，当记数为“50”时，点击“停止记录”，显示时间为t。
①则该单摆振动周期为 ；
②图示摆线上端的悬点处，用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为了 ；
A．便于测量单摆周期
B．便于测量摆长时拉紧摆线
C．保证摆动过程中摆长不变
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
③若某组同学误以摆线的长度L作为纵坐标，以单摆周期的平方T2作为横坐标，作出L-T2的图像。其他操作测量都无误，则作出的图线是上图中的 (选填“1”、“2”或“3”）；
④现发现三组同学作出的图线分别是1、2和3，但测出的斜率都为k，是否可以根据斜率求出当地的重力加速度？ (若不可以求出，填“否”；若可以求出，请填重力加速度的表达式）。
【答案】（1）小于 能（2） C 3
【详解】（1）由题意，两个直径相同的小球在光滑的水平面上发生碰撞，要验证动量守恒，则必定要测出碰撞前后的速度，从题意来看，由于小球A通过光电门的时间有两个，则说明小球A碰撞两次通过光电门，即碰撞后反弹，要反弹则A球的质量小于B球的质量；
由机械能守恒定律可以求出两个小球的速度分别由下式表示：
若碰撞前后机械能守恒，则有：
将以上式代入并化简可得：
若把两球的位置互换，则碰撞后B球不会反弹，但B球碰撞可以通过光电门2，仍可求出碰撞后的速度，同样也能验证机械能理否守恒．
(2)[1]每两次经过平衡位置的时间间隔为半个周期，因此共振动了25个周期，故单摆的振动周期
[2]用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为了保证摆动过程中摆长不变。
故选C。
[3]振动周期
当L=0时，振动周期应该大于零，应该是图像“3”
[4] 振动周期
整理可得
因此无论摆长是否计算准确，斜率
因此可求出重力加速度
17．（7分）某双星系统中A、B两星球的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值，且，于是有学者猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为星球C位于星球A、B的连线正中间，相对星球A、B静止。引力常量为G。求：
（1）A、B两星球组成的双星系统周期理论值的表达式；
（2）星球C的质量（用k，m表示）。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）两星球的角速度相同，根据万有引力提供向心力知
解得
由此可知两星绕连线的中点转动，则有
所以
（2）由于星球C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，设星球C的质量为M，则
又
联立解得
18．（9分）如图所示，间距为的足够长平行导轨所在平面与水平面之间的夹角，将一根长为、质量为的导体棒垂直放置在导轨上，导体棒中通有大小为、方向从a向b的电流。已知导轨与金属棒之间的动摩擦因数为0.5，磁感应强度大小为，求：
（1）若磁场方向竖直向上，则导体棒所受安培力的方向及大小；；
（2）在上一问中，导体棒的加速度大小；
（3）磁场方向、大小均改变，导体棒始终保持静止状态时，求当摩擦力最小时磁感应强度的最小值。
【答案】（1）0.2N，水平向右；（2）；（3）0.3T
【详解】（1）若磁场方向竖直向上，根据左手定则可知导体棒所受安培力方向为水平向右，大小为
（2）对导体棒受力分析如图所示，在垂直于导轨方向，根据平衡条件可知导体棒所受支持力大小为
导体棒所受摩擦力大小为
设导体棒的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
解得
（3）当导体棒在安培力、重力和支持力三力作用下平衡时，摩擦力最小且为零。作出一系列三力平衡的矢量三角形如图所示，可知当安培力方向垂直于支持力时有最小值，为
所以当摩擦力最小时磁感应强度的最小值为
19．（10分）2023年秋某高校军训，如图所示，轻绳一端固定，质量为的同学（可视为质点）抓住绳的另一端，使绳水平拉直后由静止摆下过障碍物。已知绳长为，在轻绳到达竖直状态时放开绳索后水平飞出。绳子的固定端到地面的距离为。不计轻绳质量和空气阻力，重力加速度g取值，求：
（1）该同学做圆周运动的过程中合力冲量的大小；
（2）该同学摆到最低点（未飞出时）对绳的拉力大小；
（3）该同学的落地点离绳的固定端的水平距离和落地时重力的功率大小。
【答案】（1）；（2）1800N；（3）3.6m，3600W
【详解】（1）对同学从开始到摆到最低点的过程中，根据动能定理得
根据动量定理得
同学做圆周运动的过程中合力冲量的大小
（2）对同学在最低点受力分析，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律得同学摆到最低点未飞出时对绳的拉力大小等于1800N；
（3）同学放开绳索后做平抛运动：
竖直方向上做自由落体运动
水平方向上做匀速直线运动，水平位移
联立得同学的落地点离绳的固定端的水平距离
同学在竖直方向上根据运动学公式得
故重力的功率大小为
20．（12分）现在科学技术研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图甲所示，上、下为两个电磁铁，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室内做圆周运动。电磁铁线圈电流的大方向可以变化，在两极间产生一个变化的磁场，这个变化的磁场又在真空室内激发感生电场，其电场线是在同一平面内的一系列同心圆，产生的感生电场使电子加速。图甲中上部分为侧视图，下部分为俯视图，如果从上往下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子质量为m、电荷量为e，初速度为零，电子圆形轨道的半径为R。穿过电子圆形轨道面积的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示，在t0时刻后，电子轨道处的磁感应强度为B0，电子加速过程中忽略相对论效应。
（1）求在t0时刻后，电子运动的速度大小；
（2）求电子在整个加速过程中运动的圈数；
（3）为了约束加速电子在同一轨道上做圆周运动，电子感应加速器还需要加上“轨道约束”磁场，其原理如图丙所示。两个同心圆，内圆半径为R，内圆内有均匀的“加速磁场”B1，方向垂直纸面向外。另外在两圆面之间有垂直纸面向外的“轨道约束”磁场B2，B2之值恰好使电子在二圆之间贴近内圆面在B2磁场中做逆时针的圆周运动（圆心为0，半径为R），现使B1随时间均匀变化，变化率（常数）为了使电子保持在同一半径R上做圆周运动，求磁场B2的变化率。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【详解】（1）在t0时刻后，电子轨道处的磁感应强度为B0，电子在磁场中做匀速圆周运动，受到洛伦兹力等于向心力，可得
解得
（2）加速后电子的动能为
感生电场的感应电动势为
电子加速运动一圈获得的能量为，则电子在整个加速过程中运动的圈数为
（3）电子作圆周运动时受到洛伦兹力等于向心力为
根据法拉第电磁感应定律，B1产生的电动势为
感生电场的电场强度为
电子所受电场力为
由动量定理可得
若要使半径不变，则有
试卷第2页，共22页绝密★启用前
2025年高考考前信息必刷卷02（北京专用）
物 理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
考情速递
高考·新动向：创新性：试题紧密结合科技发展，如“天问一号”探测器变轨、电容式传感器、电子感应加速器等，将物理知识与现代科技场景结合，体现科学探索的实际价值。实时性：选取我国航天成就（如“天问一号”）作为命题背景，既考查天体力学知识，又增强学科的时代感与民族自豪感。应用导向：消防车水炮问题将平抛运动与流体力学结合，要求通过物理模型解决工程实际问题，突出物理的实用性。
高考·新考法：动态过程分析：简谐波问题结合波形图与质点运动时序，考查波动传播的动态过程而非静态公式应用。概念辨析深化：分子动理论中扩散现象与布朗运动的辨析，需理解微观机制而非简单记忆结论。知识综合迁移：导体棒在磁场中的运动综合电磁感应、牛顿定律与能量守恒，要求多角度分析动态平衡。
高考·新情境：复杂系统建模：双星系统引入未观测星体的影响，需结合万有引力与多体问题分析周期差异。跨学科综合：电子感应加速器融合电磁感应、粒子加速与磁场约束，考查多物理过程的协同分析能力。开放性问题设计：如磁场方向调整使摩擦力最小，需通过矢量分析与极值思想解决非传统静力学问题。
命题·大预测：深化概念理解：避免机械记忆，注重物理本质（如波动传播的动态性、分子运动的统计规律）。
强化实验素养：掌握实验设计逻辑，提升误差分析与数据处理能力（如利用图像斜率求物理量）。
关注科技热点：结合航天、新材料等科技进展，理解物理原理在现实情境中的应用。
提升综合建模能力：通过复杂问题训练（如多过程电磁感应、天体系统分析），培养多知识点整合与动态过程分析能力。
加强数学工具应用：熟练运用微元思想、矢量运算与图像分析，解决非匀变过程与极值问题。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．对下列核反应的类型，说法正确的一项是( )
A．①②③属于衰变
B．③⑤属于裂变
C．④⑥属于聚变
D．④⑤⑥属于人工核转变
2．下列高中物理教材中的插图涉及到光的干涉原理的是（ ）
A．甲图，水中气泡看上去特别明亮
B．乙图，火焰在肥皂膜上形成明暗相间条纹像
C．丙图，相机特制滤光片能减弱汽车玻璃表面反射光
D．丁图，显微镜下光经过大头针的图像
3．关于分子动理论的基本观点和实验依据，下列说法正确的是（ ）
A．大多数分子直径的数量级为
B．水烧开时，上方雾气的运动是布朗运动
C．气体分子间作用力一般表现为较强的引力
D．扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
4．一列简谐波在时刻的全部波形如图所示，质点A、P、B、C对应x坐标分别为1m、1.5m、3m、4m。从此时开始，质点C首次到达波峰的时间比质点P首次到达波峰早了0.5s。下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y轴向下
B．波沿x轴正方向传播
C．波源振动的频率为2.5Hz
D．之后的0.4s内质点P运动的路程为10cm
5．用图示装置探究气体做等温变化的规律，将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，注射器与压强传感器相连。实验中（ ）
A．活塞涂润滑油可减小摩擦，便于气体压强的测量
B．注射器内装入少量空气进行实验，可以减小实验误差
C．0°C和20°C环境下完成实验，对实验结论没有影响
D．外界大气压强发生变化，会影响实验结论
6．如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，当接触到表面平整的硬性物体时，会产生较强的吸附力。如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图，若手机的重力为G，则下列说法正确的是（ ）
A．手机受到的支持力有可能大于G B．手机受到的支持力大小为Gcosθ
C．纳米材料对手机的作用力大小为Gcosθ D．纳米材料对手机的作用力垂直于支架向上
7．2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10°的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡”目标的第一步，环绕火星成功，图乙为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道I、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ相切于P点，轨道Ⅲ为环绕火星的圆形轨道，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，下列说法正确的是（ ）
A．探测器在P点由轨道I进入轨道Ⅱ需要点火加速
B．探测器在轨道Ⅲ上Q点的加速度小于在轨道Ⅱ上S点的加速度
C．探测器在轨道II上由P点运动到S点的时间小于探测器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间
D．探测器经过S点的动能小于经过Q点的动能，经过S点的机械能大于经过Q点的机械能
8．如图甲所示的电路中，R表示电阻，L表示线圈的自感系数。改变电路中元件的参数，使i－t曲线图乙中的①改变为②。则元件参数变化的情况是（ ）
A．L增大，R不变 B．L减小，R不变
C．L不变，R增大 D．L不变，R减小
9．电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是（ ）
A．甲图中，手指作为电容器—电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作
B．乙图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向b
C．丙图中，油箱液位上升时，电容变小
D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态
10．如图所示，金属框abcd置于水平绝缘平台上，ab和dc边平行，和bc边垂直，ab、dc足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN置于金属框上，用水平恒力F向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN与金属框保持良好接触，且与bc边保持平行，不计一切摩擦。则（ ）
A．金属框的速度逐渐增大，最终趋于恒定
B．金属框的加速度逐渐减小，最终为零
C．导体棒所受安培力逐渐增大，最终趋于恒定
D．导体棒到金属框be边的距离逐渐增大，最终趋于恒定
11．如图所示，氕（）、氘（）、氚（）的原子核经同一加速电场由静止开始加速，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么（ ）
A．经过加速电场过程，氚（）获得的速度最大
B．偏转电场对三种原子核做功一样多
C．三种原子核运动到屏上所用时间相同
D．三种原子核不会打在屏上的同一位置上
12．现代都市高楼林立，高楼出现火情需要一种高架水炮消防车。如图所示，某楼房的65m高处出现火情，高架水炮消防车正紧急灭火中。已知水炮炮口与楼房间距为15m，与地面距离为60m，水炮的出水量为3m3/min，水柱刚好垂直打入受灾房间窗户。则（ ）
A．地面对消防车的作用力方向竖直向上
B．水炮炮口的水流速度为10m/s
C．水泵对水做功的功率约为 3.8×104W
D．若水流垂直冲击到窗户玻璃后向四周流散，则冲力约为1500N
13．电梯一般用电动机驱动，钢丝绳挂在电动机绳轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊配重装置。钢绳和绳轮间产生的摩擦力能驱驶轿厢上下运动。若电梯轿箱质量为，配重为。某次电梯轿箱由静止开始上升的图像如图乙所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．电梯轿箱在第10s内处于失重状态
B．上升过程中，钢绳对轿厢和对配重的拉力大小始终相等
C．在第1s内，电动机做的机械功为
D．上升过程中，钢绳对轿厢做功的最大功率为
14．如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)．产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是( )
A．一定是降压变压器，因为P＝I2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少
B．一定是降压变压器，因为，降压后电压降低，导线上损失的电能减少
C．一定是升压变压器，因为 ，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强
D．一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少
二、非选择题：共6题，共58分。
15．（6分）在实验室用双缝干涉测光的波长，请按照题目要求回答下列问题：
（1）将表1中的光学元件放在图1所示的光具座上，组装成用双缝干涉测光的波长的实验装置。
表1
元件代号 A B C D
元件名称 双缝 光屏 单缝 滤光片
将白光光源放在光具座最左端，依次放置凸透镜和表1中其他光学元件，由左至右，各光学元件的排列顺序应为 （填写元件代号）。
（2）已知该装置中双缝间距，双缝到光屏的距离，在光屏上得到的干涉图样如图2甲所示，分划板在图中A位置时螺旋测微器
如图2乙所示：在B位置时螺旋测微器如图2丙所示，则其示数 mm。由以上所测数据可以得出该单色光的波长为 m（结果保留三位有效数字）。
16．（14分）（1）为了验证碰撞中的动量和能量是否守恒，长郡中学高三物理兴趣小组找来了一端倾斜另一端水平的光滑轨道，如图所示．在距离水平部分高为h处和水平部分安装了1、2两个光电门，然后找来两个直径均为d但质量分别为mA和mB的小球A、B进行实验．先将小球B静放在水平轨道上两光电门之间，让小球A从倾斜轨道上较高位置释放，光电门1记录了小球A碰撞前后通过的时间t1、t1′，光电门2记录了碰后小球B通过的时间t2′．通过对实验结果的分析可知mA (填“大于”“小于”或“等于”)mB，若满足关系式 ，则说明碰撞中能量守恒．如果两小球的位置互换，该实验 (填“能”或“不能”)成功．
（2）如图是利用DIS完成“用单摆测定当地重力加速度”实验。实验时，先量出摆球的半径与摆线的长度。单摆摆动后，点击“记录数据”。摆球每经过平衡位置时记数1次，第1次记为“0”，当记数为“50”时，点击“停止记录”，显示时间为t。
①则该单摆振动周期为 ；
②图示摆线上端的悬点处，用两块木片夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将木片夹紧，是为了 ；
A．便于测量单摆周期
B．便于测量摆长时拉紧摆线
C．保证摆动过程中摆长不变
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
③若某组同学误以摆线的长度L作为纵坐标，以单摆周期的平方T2作为横坐标，作出L-T2的图像。其他操作测量都无误，则作出的图线是上图中的 (选填“1”、“2”或“3”）；
④现发现三组同学作出的图线分别是1、2和3，但测出的斜率都为k，是否可以根据斜率求出当地的重力加速度？ (若不可以求出，填“否”；若可以求出，请填重力加速度的表达式）。
17．（7分）某双星系统中A、B两星球的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值，且，于是有学者猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为星球C位于星球A、B的连线正中间，相对星球A、B静止。引力常量为G。求：
（1）A、B两星球组成的双星系统周期理论值的表达式；
（2）星球C的质量（用k，m表示）。
18．（9分）如图所示，间距为的足够长平行导轨所在平面与水平面之间的夹角，将一根长为、质量为的导体棒垂直放置在导轨上，导体棒中通有大小为、方向从a向b的电流。已知导轨与金属棒之间的动摩擦因数为0.5，磁感应强度大小为，求：
（1）若磁场方向竖直向上，则导体棒所受安培力的方向及大小；；
（2）在上一问中，导体棒的加速度大小；
（3）磁场方向、大小均改变，导体棒始终保持静止状态时，求当摩擦力最小时磁感应强度的最小值。
19．（10分）2023年秋某高校军训，如图所示，轻绳一端固定，质量为的同学（可视为质点）抓住绳的另一端，使绳水平拉直后由静止摆下过障碍物。已知绳长为，在轻绳到达竖直状态时放开绳索后水平飞出。绳子的固定端到地面的距离为。不计轻绳质量和空气阻力，重力加速度g取值，求：
（1）该同学做圆周运动的过程中合力冲量的大小；
（2）该同学摆到最低点（未飞出时）对绳的拉力大小；
（3）该同学的落地点离绳的固定端的水平距离和落地时重力的功率大小。
20．（12分）现在科学技术研究中常要用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图甲所示，上、下为两个电磁铁，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室内做圆周运动。电磁铁线圈电流的大方向可以变化，在两极间产生一个变化的磁场，这个变化的磁场又在真空室内激发感生电场，其电场线是在同一平面内的一系列同心圆，产生的感生电场使电子加速。图甲中上部分为侧视图，下部分为俯视图，如果从上往下看，电子沿逆时针方向运动。已知电子质量为m、电荷量为e，初速度为零，电子圆形轨道的半径为R。穿过电子圆形轨道面积的磁通量Φ随时间t的变化关系如图乙所示，在t0时刻后，电子轨道处的磁感应强度为B0，电子加速过程中忽略相对论效应。
（1）求在t0时刻后，电子运动的速度大小；
（2）求电子在整个加速过程中运动的圈数；
（3）为了约束加速电子在同一轨道上做圆周运动，电子感应加速器还需要加上“轨道约束”磁场，其原理如图丙所示。两个同心圆，内圆半径为R，内圆内有均匀的“加速磁场”B1，方向垂直纸面向外。另外在两圆面之间有垂直纸面向外的“轨道约束”磁场B2，B2之值恰好使电子在二圆之间贴近内圆面在B2磁场中做逆时针的圆周运动（圆心为0，半径为R），现使B1随时间均匀变化，变化率（常数）为了使电子保持在同一半径R上做圆周运动，求磁场B2的变化率。
试卷第2页，共22页
