北京市海淀区2024-2025学年高三下学期期末练习（二模） 物理试卷

高三年级 参考答案与评分标准（物理）第 1 页 共 3 页 海淀区2024—2025学年第二学期期末练习参考答案及评分标准 高三物理 2025.05 第一部分 本部分共 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 D B A B D D C C A C C D B D 第二部分 本部分共 6 题，共 58 分。 15．（8 分） （1） （2） （3）B 16．（10 分） （1）BD （2）1.5；0.35 （3）B （4）需要测量物理量：液面到小孔处高度 h1，小孔到地面高度 h2，细管出水口正下方到 地面水迹最远距离 x 满足关系： 17．（9 分） （1）由能量守恒可知，弹簧弹性势能完全转化为物体的动能 弹性势能 可得 （2）物体恰好能通过 D点 根据牛顿运动定律 可得 （3）由动能定理 可得 高三年级 参考答案与评分标准（物理）第 2 页 共 3 页 18．（9 分） （1）①、②、③三束射线分别对应的是，α 射线、γ 射线、β 射线。 （2）a．设 α 粒子的电荷量为 q1。①、②两束射线重合， 有 可得 电场的方向为水平向右 b．不可以。 设电子电量为 e，若使③射线与②射线重合，需施加的电场强度为 E'， 有 可得 因为 ，所以①、②、③三束射线无法重合。 （其他合理方法，也可得分） 19．（10 分） （1）点电荷在 r处的电场强度 以 r为半径的球面面积 由题意可知 可得 （2）a．该空间内净剩电荷的电荷量 以此长方体空间为闭合面，由题意可知，只有左侧面有电场线穿过，根据（1） 的结果可知 得 b．在 范围内，可取如答图 1 所示的某一闭合面，设左侧面的坐标为 x， 右侧面的坐标为 。 该面内包含的所有电荷量的代数和 由（1）的结果可知 可得在 范围内，内建电场的电场强度大小 c．由（2）b 结果可知，在 范围内，内建电场的电场 强度 E与 x为线性关系。同理，在 范围内电场强 度 E'与 x 也为线性关系。在 范围内 图线 如答图 2 所示。 在 处的内建电场电场强度大小 内建电场的电势差 U为该图线与坐标轴所围的面积 x - a 0 P 型区 N 型区 +c 答图 1 答图 2 - a 0 x E +c E0 高三年级 参考答案与评分标准（物理）第 3 页 共 3 页 即 由动能定理 得 20．（12 分） （1）a．当 P 到 O点的距离为 r0时， 球体内包含的质量大小 星系 P 受到的引力大小 联立可得 b．宇宙膨胀过程星系 P 受到的引力 F 引随距离 r变化的关系 带入球体内包含的质量大小可得 （2）当 P 到 O点的距离为 r时， 球体内包含的“未知物质”质量大小 星系 P 受到的斥力大小 联立可得 （3）a．见答图 3 b．此后 P 的可能运动情况： ①P 在做远离 O点的加速度增加的加速运动 ②P 在做靠近 O点的加速度增加的加速运动 ③静止 答图 3 F r O 海淀区2024一2025学年第二学期期末练习 高三物理 2025.05 本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无 效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共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.在α粒子散射实验中，有少数a粒子发生了大角度的偏转，其原因是 物 A.原子中存在带负电的电子 B.正电荷在原子内是均匀分布的 C.原子只能处在一系列不连续的能量状态中 D.占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很小的空间范围 2.在如图所示的平面内，光束a从介质斜射向空气，出射光为b、c两束单色光。关于b、c两束 单色光，下列说法正确的是 A.介质对b光的折射率较大 空气 B.在介质中，b光的传播速度较大 介质 C.发生全反射时，b光的临界角较小 D.若两束光都能使某种金属发生光电效应，则b光产生光电子的最大初动能较大 3.如图所示，手握住软绳的一端上下振动，产生沿绳传播的机械波，若增大手的振动频率，则 该波 A,波速不变 B.波速增大 C.波长不变 D.波长增大 4.一辆做匀减速直线运动的汽车，依次经过a、b、c三点。已知汽车在ab间与bc间的运动时间 均为1s,ab段的平均速度是l0m/s,bc段的平均速度是5m/s,则汽车做匀减速运动的加速 度大小为 A.2.5m/s2 B.5m/s2 C.7.5m/s2 D,10m/s2 高三年级（物理）第1页（共8页） 5.如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，沿图示路径经状态b、c再回到状态a,其中， 图线bc平行于纵轴、图线ac平行于横轴。下列说法正确的是 A.从a到b,气体对外界做功 B.从b到c,气体温度保持不变 C.从c到a,气体内能减小 D.从c到a,气体从外界吸热 6.如图所示，导体棒ab置于倾角为0的粗糙导轨上且与导轨垂直，整个装置处于匀强磁场中， 磁场方向垂直于导体棒。闭合开关S,导体棒处于静止状态。下列磁场方向中，使导体棒与导 轨之间一定存在静摩擦力的是 A,竖直向上 B.水平向左 C.垂直于导轨平面向上 .J0 D.垂直于导轨平面向下 7.将阻值为502的电阻接在正弦式交流电源上，通过电阻的电流i随时间t变化的图像如图所示。 下列说法正确的是 A.交变电流在一个周期内电流方向改变一次 A B.交变电流的表达式为i=2cos(10mt)A C.电阻消耗的电功率为100W 0.102 30.405 D.电阻两端的电压峰值为50√2V 8.某小组尝试用不同方法测量一节干电池的电动势和内阻，他们设计了四种实验方案，分别用到 如下器材组合，其中无法达成实验目的的是 A.一个电流表和多个定值电阻 B,一个电压表和多个定值电阻 C.两个电流表和一个滑动变阻器 D.一个电流表、一个电压表和一个滑动变阻器 高三年级（物理）第2页（共8页) 9.如图所示，放在木箱内的物块A,其右端通过一根处于压缩状态的水平轻弹簧与木箱连接。 木箱与物块A做匀速直线运动且保持相对静止。若发现物块A突然相对木箱底面向左移动， 则木箱可能 A.突然向下加速运动 B.突然向下减速运动 C.突然向左加速运动 Am网 D.突然向右减速运动 10.如图所示，铜质圆盘安装在水平铜轴上，圆盘位于两磁极之间。两磁极产生的磁场区域面积 小于圆盘面积，磁场方向与圆盘平面垂直。两铜片C、D分别与转动轴和圆盘的边缘接触。不 计接触点的摩擦力和空气阻力。在外力作用下圆盘以恒定的角速度转动。下列说法正确的是 A.因圆盘无磁通量变化，故电阻R中无电流通过 B.铜片C的电势高于铜片D的电势 C.若撤去外力，则圆盘会逐渐停止转动 D.若使圆盘反向转动，电阻R中的电流方向不变 11.某同学用如图所示的实验装置测量当地的重力加速度。不可伸长的轻绳一端固定于A点，另 一端系一小球，使其在水平面内绕O点做匀速圆周运动，已测出小球转过n圈所用的时间t。 下列说法正确的是 A.为达成实验目的，仅需再测量小球做圆周运动的半径 B.为达成实验目的，仅需再测量轻绳的绳长 C.为达成实验目的，仅需再测量A点到O点的竖直高度 D.若误将n-1圈记作n圈，则重力加速度的测量值偏小 12.如图所示，实线是竖直面内以O点为圆心的圆，MN和PQ是圆的两条相互垂直的直径，在 竖直面内存在由Q点指向P点的匀强电场。从O点在竖直面内向各个方向以大小相同的初 速度发射电荷量和质量完全相同的带正电小球，通过圆上各点的小球中，经过N点的小球速 度最大。不计空气阻力及小球间的相互作用。下列说法正确的是 A,沿OP方向发射的小球可以沿OP方向做直线运动 B.沿ON方向发射的小球不会沿ON方向做直线运动 C.通过圆上P、Q两点的小球机械能相等 D.通过圆上M、N两点的小球机械能相等 高三年级（物理)第3页（共8页） 13.如图1所示，“冰坑挑战”需要挑战者先进入一个坡面与水平面夹角为0、半径为R的倒圆锥 型冰坑，然后尝试从其中离开。 方式甲一挑战者沿着如图2甲所示坡面向上走或爬的方式，很难离开冰坑，通常还 是会滑回坑底。 方式乙一挑战者沿着如图2乙所示的螺旋线方式跑动多圈后，最终可以成功离开 冰坑。 已知挑战者的质量为m,其与冰面的动摩擦因数为4，重力加速度为g。为了讨论方便， 假定滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等；方式乙中人的跑动半径，缓慢增大，每一圈的轨 迹都可近似为与水平地面平行的圆。下列说法正确的是 甲正视图 乙俯视图 图1 图2 A.在方式甲中，一定满足关系式mng sin6<mg cos日 B.在方式甲和方式乙中，挑战者受到的最大静摩擦力大小不同 2 C.在方式乙中，可利用ng tan0=m求得每圈的最小速度 D.在方式乙中，挑战者离开冰坑做的功至少为mgR tan0 14.对于静止的自由原子，当其从高能级向低能级跃迁发射光子时，原子会因反冲而获得一定的 能量，该能量远小于原子两能级之差，所以可认为光子的能量等于两能级之差。对于静止的 自由原子核，当其从高能级向低能级跃迁发出高能Y射线时，原子核也会因反冲而获得一定 的能量。通常情况下，与Y射线的能量相比，原子核因反冲而获得的能量不可忽略。若将放 射源和吸收源进行冷却，部分原子核被严格束缚在晶体的晶格位置，这些原子核在发射或吸 收Y射线时，反冲可以被完全抑制。根据以上信息，对于两能级差仅为E的原子核，下列说 法错误的是 A.自由原子核在发射或吸收γ射线的过程中，原子核和Y射线组成的系统动量守恒 B.单个静止的自由原子核发射的γ射线的能量一定小于E C.单个静止的自由原子核吸收的Y射线的能量一定大于E D.单个被严格束缚在晶格位置的原子核吸收的Y射线的能量小于E 高三年级（物理)第4页（共8页） 第二部分 本部分共6题，共58分。 15.(8分) (1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，将体积为V,的纯油酸加人酒精中，制成 总体积为V2的油酸酒精溶液，测得1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积为S。已 知1滴该油酸酒精溶液的体积为Vo,则油酸分子的直径d=。（用y、'2、'。 和S表示) (2)图1是探究加速度与力之间关系的实验装置示意图。两辆相同的小车放在木板上，调节 木板的倾斜度，使小车在不受牵引时能沿木板匀速运动。用细线跨过定滑轮各挂一个小 盘，盘中放不同的重物，打开夹子，两辆小车同时从静止开始运动，一段时间后合上夹 子，两辆小车同时停下来。测出两辆小车的位移大小分别为x和2，则两辆小车的加速 度之比a1:a2= 细线 图1 图2 (3)某同学利用如图2所示的电路进行实验，闭合开关后，发现灯泡不发光。为查找故障， 用多用电表2.5V直流电压挡进行检测。将红表笔与接线柱A接触并保持不动，当黑表 笔分别接触B、C时，示数均为1.48V;当黑表笔分别接触D、E、F时，示数均为0。 若电路中仅有一处故障，则故障为 。(选填选项前的字母) A.BC间断路 B.CD间断路 C.DE间断路 D.EF间断路 16.(10分) 某小组同学用如图1所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。 点 计时器 纸带 (1)实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是 0 (选填选项前的字母) 一夹子 A.对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验 血重物 B.将打点计时器接到直流电源上 C.将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔 D.先释放纸带，再接通打点计时器电源 图1 高三年级（物理）第5页（共8页) (2)实验得到如图2所示的一条纸带（其中一段纸带图中未画出）。选取纸带上清晰的某点记 为O,再选取三个连续打出的点A、B、C,测出它们到O点的距离分别为h1、h2、。已 知打点计时器所用电源的频率为50Hz,重物质量m=300g,当地重力加速度g=9.8m/s2。 由此可计算出打点计时器打下B点时重物下落的瞬时速度)。= m/s。从打下O 点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量为 J。(结果保留两位有效数字) h1=9.20cm h2=12.00cm h=15.19cm 图2 (3)乙同学的实验结果显示，重物的重力势能减少量总是小于其动能增加量，最可能的原 因是 。(选填选项前的字母) A.存在空气阻力和摩擦阻力的影响 B.将打下O点时重物的速度记为0 C.没有采用多次实验取平均值的方法 (4)丙同学设计了另一种“验证机械能守恒定律”的实验方案， 水桶 如图3所示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔， 细管 将一细管插人小孔处，水能够从细管中水平射出。该同学 仅选用刻度尺作为测量工具，验证桶中液面下降过程中水 的机械能守恒。写出需测量的物理量及其应满足的关系。 (用所需测量的物理量表示) 77777777777777777777777 图3 17.（9分)》 如图所示，光滑水平面AB与粗糙的竖直半圆轨道BCD在B点相切，半圆轨道BCD的 半径R=0.4m,D是半圆轨道的最高点。将一质量m=01kg的物体（可视为质点）向左 压缩轻弹簧至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一向右速度，并脱离弹簧在水平面 AB上做直线运动，其经过B点时的速度v。=5/s,之后物体沿半圆轨道运动，恰好能通过 D点。取重力加速度g=10m/s2。求： (1)弹簧被压缩至A点时的弹性势能E。 (2)物体通过D点时的速度大小pc (3)物体沿半圆轨道BCD运动过程中克服阻力所做的功W。 A 高三年级（物理)第6页（共8页) 18.(9分) 研究天然放射现象时，把某放射源放入用铅做成的容器中，射线从容器的小孔竖直射出， 成为细细的一束。若在射线经过的空间施加磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场， 如图所示，发现射线会分成三束，分别为α射线、阝射线和Y射线。研究发现：射线是氦原 子核，B射线是电子流，Y射线是高能电磁波。已知光速大小为c,假定α粒子的速度大小为 0.1c、B粒子的速度大小为0.99c。不计重力和粒子间的相互作用。 ①② (1)写出图中的①、②、③三束射线分别对应的射线种类。 xxx (2)再施加一沿水平方向的匀强电场。 + + a.若①、②两束射线重合，求匀强电场的电场强度大小E及方向。 b.请判断①、②、③三束射线是否可以重合。若可以，计算出匀强电 场的电场强度大小E';若不可以，请说明理由。 19.(10分) 与磁通量Φ。=BS类似，在静电场中同样可以建立电通量的概念，若将式中的磁感应强度 B替换成电场强度E,就可以用亚=ES来计算电通量。物理学家发现，穿过任意闭合曲面的 电通量，与该曲面内包含的所有电荷量的代数和成正比，且比例系数为常量。已知静电力常量为k。 (1)以电荷量为+Q的点电荷为球心，以r为半径建立球面。求穿过该球面的电通量中： (2)二极管是由P型半导体和N型半导体制成的电子器件，如图1所示。由于扩散作用，N型 区的部分自由电子会进入P型区，在接触面两侧形成如图2所示的净剩电荷分布的示意 图（正视图），其中“●”代表自由电子（电荷量为-e)、“o”代表空穴（电荷量为+e)。 电子和空穴在半导体内部所产生的“内建电场”对自由电子的扩散起到了抑制作用，最 终空穴和自由电子的分布达到稳定。以两种半导体接触面处为坐标原点，以水平向右为 正方向建立x坐标轴，坐标轴上标记的a、b、c均为已知量。 P型区 N型区 一P型区 N型区 1●●00i0 0101 -a0 +b +c 0 +b+c 图1 图2 查阅资料得知： 稳定后，内建电场只分布在-a<x<+c的范围内，且沿x轴负方向，x=-a和x=+c 处内建电场的电场强度为零。净剩电荷在其所在区域都均匀分布。 已知半导体材料的横截面积为A,稳定后在0<x<+C范围内单位体积内的净剩电 荷数目为n。根据上述信息进行分析。 a.分别以x=+b和x=+c两处的横截面为左、右边界构建一长方体，长方体的六个面 构成闭合曲面，求该闭合曲面内净剩电荷的电荷量及x=+b处的内建电场的电场强 度大小E6 b.写出0<x<+c范围内，内建电场的电场强度大小E随位置x变化的关系式。 c.若某自由电子能从x>+c的N型区沿x轴负方向穿越内建电场到达x<-a的P型区。 忽略其他因素的影响，求该自由电子的初始动能E,至少为多大。 高三年级（物理)第7页（共8页）】 20.(12分) 科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的字宙物质在做彼此远 离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样。如图1所示，以某一 点O为观测点，以质量为m的星系P为观测对象，以P到O点的距离r为半径建立球面。 已知星系P受到的万有引力相当于球内质量集中于O点对P的引力，质量均匀分布的球壳对 壳内质点万有引力的合力为零，引力常量为G。 (1)设星系P到O点的距离为时，宇宙的密度为Po a.求此时星系P受到的引力大小F。 b.请推导宇宙膨胀过程中星系P受到的引力大小F随距离r变化的关系式。 (2)根据最新天文观测，科学家推测星系不仅受引力作用，而且受到斥力影响，斥力作用 来源于“暗能量”。我们将其简化如下：科学家所说的“暗能量”是一种均匀分布在整 个宇宙空间中的能量，它具有恒定的能量密度（单位体积内所含的能量），且不随宇宙 的膨胀而变化，暗能量会产生等效的“排斥力”。某同学对此“排斥力”做了如下猜想： 其作用效果可视为球面内某种密度均匀且恒为P1的“未知物质”产生与万有引力方向相 反的排斥力，排斥力的大小与万有引力大小的规律相似，“排斥力常量”为G。请基于上 述简化模型和猜想，推导宇宙膨胀过程星系P受到的斥力大小F斥随距离r变化的关系式。 (3)根据(1)(2)中的简化模型和猜想，星系P同时受到引力与斥力的作用。 ā.以星系P受到斥力的方向为正方向，在图2中定性画出合力F随距离r变化的图线。 b.若某时测得星系P在做远离O点的加速度减小的减速运动，推测此后P可能的运动 情况。 F 图1 图2 高三年级（物理)第8页（共8页）