精品解析：2025届北京市北京大学附属中学高三下学期考前预测物理试题

北大附中2025届高三阶段性测试 物理 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案作答在答题纸上。 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. 一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。对于两束单色光来说（　　） A. 玻璃对a光的折射率较小 B. a光在玻璃中传播的速度较大 C. b光的波长较长 D. b光光子的能量较大 2. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光，对应的谱线为可见光区的四条谱线，分别为Hα、Hβ、Hγ、Hδ，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. Hα光的波长小于Hβ光的波长 B. Hα光子的能量小于Hβ光子的能量 C. Hγ对应的光子能量为0.54eV D. Hδ光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 3. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A．其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体对外做功与从外界吸收的热量相等 B. B→C过程中，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小 C. 状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能 D. 气体状态变化的全过程中，气体对外做的功大于该图像围成的面积 4. 一列简谐横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 若波速是20m/s，则图乙的周期是0.02s B. 若图乙的频率是20Hz，则波速是10m/s C. 若波沿x轴正向传播，则图乙表示P点的振动图像 D. 若图乙表示Q点的振动图像，则波沿x轴正向传播 5. 光滑的水平面上有一质量为的静止木块，质量为的子弹以一定的速度射入其中没有射出，从射入到达共同速度为止（　　） A. 摩擦力对子弹做功的数值超过木块获得动能的3倍 B. 摩擦发热量在数值上等于木块获得的动能 C. 摩擦力对两物体做功的代数和等于0 D. 因为存在相互间的摩擦力，所以系统机械能不守恒、动量也不守恒 6. 如图所示，、两物块的质量分别为和，让它们靠在一起从光滑斜面的顶端由静止开始下滑．已知斜面的倾角为，斜面始终保持静止．则在此过程中物块对物块的压力为（ ） A. B. C. D. 7. 安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么（　　） A. 甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B. 乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况 C. 磁体在高温环境下磁性不会改变 D. 磁体在高温环境下磁性会加强 8. 交流发电机的示意图如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间变化的规律为。已知整个回路的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 当线圈平面转到图示位置时感应电动势最大 B. 当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率为0 C. 发电机产生电动势的有效值为10V D. 发电机转子转动一圈克服安培力做的功为 9. 如图所示，有两个静止的带等量正电的点电荷，分别放置在M、N两点，在M、N连线上有O、a、c三点，其中O点是连线的中点，a、c关于O点对称，在M、N连线的中垂线上还有对称的b、d两点，则下列说法正确的是（　　） A. a、c两点处场强相同，b、d两点处场强相同 B. a、c两点处电势不相等，b、d两点处电势相等 C. 某负点电荷在c点的电势能大于在d点的电势能 D. 在b点静止释放一负点电荷（不计重力）将在之间往复运动 10. 如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻R0表示输电线的电阻，变阻器R表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（　　） A. V2示数变大 B. V1示数变小 C. A1示数变大 D. A2示数变小 11. 如图所示，一边长为L的正方形导线框，匀速穿过宽为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域。线框刚进入磁场的时刻记为时刻，则下列图像能正确反映线框中的感应电流i随时间t变化规律的是（规定线框中的电流沿顺时针方向为正）（　　） A. B. C. D. 12. 第一宇宙速度又叫作环绕速度，第二宇宙速度又叫作逃逸速度。理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的倍，即，其中为中心天体的质量，为其半径。这个关系对于其他天体也是正确的。由此可知，中心天体越大，越小，其逃逸速度也就越大。宇宙中存在这种天体，以的速度传播的光都不能逃逸。即使它确实在发光，光也不能进入太空，我们也根本看不到它，这种天体称为黑洞。科学家发现银河系中心天体是一颗质量为的黑洞，它附近有一颗恒星S2环绕，其运动轨道是一个非常扁的椭圆（如图）。若S2在近星点与黑洞中心的距离为，线速度大小为，在远星点与黑洞中心的距离为，线速度大小为。S2的椭圆轨道面积为，运动周期为，引力常量为。不计其他天体的影响，以下说法错误的是（　　） A. 在近星点和远星点的速度满足 B. S2在近星点的线速度大小也可以表示为 C. S2在点和点的加速度大小之比为 D. 中心天体黑洞的半径至多为 13. 2025年，中国环流三号（HL-3）实现更高参数的稳态运行，等离子体温度突破1.5亿摄氏度，并成功延长高约束模式（H-mode）的持续时间，向未来聚变电站工程化迈出关键一步。可控核聚变的磁约束像一个无形的管道，将高温等离子体束缚在其中，通过电磁感应产生的涡旋电场给等离子体加速，使其达到核聚变的点火温度。可以做一些简化后的模拟计算：半径为的环形光滑管道处于垂直纸面向里、随时间均匀增大的匀强磁场中，磁感应强度的变化规律为，其中为常数且，如图乙所示。时刻，一个质量为、电荷量为的微粒，从静止开始被涡旋电场加速，时刻与一个静止的中性粒子相撞，并结合在一起，电荷量不变。在计算过程中均不考虑重力。以下正确的是（　　） A. 管道内产生的涡旋电场强度增大 B. 带正电微粒被涡旋电场加速后在磁场中的旋转方向是顺时针 C. 碰前瞬间带电微粒的速度 D. 碰后瞬间管道对结合体的作用力方向沿圆环半径向内 14. 常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶。如图甲所示，热电偶由N型半导体和P型半导体串联而成，N型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，P型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷e。若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端A、B与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在A、B两端形成稳定的电势差。科学家又发现：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中通有直流电流时，两个接头的温度不同。一个接头温度会升高，另一个接头温度会降低，从而产生温差。纯金属的热电效应很小，若用半导体代替金属，效应就大得多。改变电流方向后，原来温度升高的接头变成温度降低，而温度降低的接头变成温度升高。上述原理可以制作出一种半导体制冷箱，其结构可简化为：将P型半导体与N型半导体用铜板连接，再用导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用。为了取得更好的效果，实际的半导体制冷箱是把多对P、N型半导体连接起来的（如图乙）。在回路中接通电流后，一个接点变冷（箱内部），另一个接点变热（箱外部）。因此，半导体制冷箱不需要使用制冷剂，工作时也不需要压缩机。以下说法不合理的是（　　） A. 图甲中A端是温差发电装置的正极 B. 图甲中热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反 C. 图乙中半导体制冷箱说明可以实现热量从低温物体传到高温物体 D. 图乙中半导体制冷箱可以通过改变电流方向控制制冷或加热 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如： （1）某同学用多用电表测量某未知电阻的阻值，选择欧姆“×10”挡位，测量结果如图所示，读数为______Ω。 （2）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。纸带的其中一部分如图所示，A、B、C为纸带上标出的3个连续计数点，通过测量得到O、A间距离为h1，O、B间距离为h2，O、C间距离为h3，相邻计数点间的时间间隔为T。则打下B点时，重锤下落的速度vB=______ （3）如图所示，是探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系的实验装置图，下列说法中正确的是______ A. 转动手柄的快慢会影响露出标尺的多少 B. 转动手柄的快慢会影响两个球所受向心力的比值 C. 如果保证两小球角速度相同，两小球应该同时放在长槽、处 D. 为了探究向心力大小和角速度的关系，皮带应套在左右变速塔轮的不同半径圆盘上 （4）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在力传感器上的点。将小球拉至细线呈水平且与点等高处无初速度释放。若力传感器显示拉力的最大值为，小球质量为，重力加速度为，当约为______时，可说明小球下摆过程中机械能守恒。 16. 在“测定某电阻丝的电阻率”实验中，先用多用电表粗测电阻丝的阻值约为20Ω，设计电路图如图甲所示，然后他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有： 电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）； 电流表（量程0~100mA，内阻约5Ω）； 电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω）； 电阻箱R（0~999.9Ω）； 开关、导线若干。 该同学的实验操作步骤如下： A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径； B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路； C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关； D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L； E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。 F．断开开关。 （1）某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值________mm； （2）实验中电流表应选择________（选填“”或“”）； （3）该同学用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的关系图线，图线在R轴的截距为，在L轴的截距为，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。 （4）若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，测量结果将偏大还是偏小？请分析说明其理由。 17. 如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0 s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角＝37°，运动员的质量m＝50 kg．不计空气阻力．（取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80;g取10 m/s2）求 （1）A点与O点的距离L; （2）运动员离开O点时的速度大小; （3）运动员落到A点时的动能． 18. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，为粒子加速器，加速电压未知；为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度大小为，方向未知；两板间电场强度大小为，方向如图所示：为偏转分离器，磁感应强度为方向垂直纸面向里。今有一带电的粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，且从点进入分离器后做匀速圆周运动打在点，已知之间的距离为。求： （1）在速度选择器中的磁场方向和粒子的电性； （2）粒子进入点的速度大小； （3）粒子的比荷。 19. 某国产品牌的电动汽车配备了基于电容器的制动能量回收系统，它有效地增加了电动汽车的续航里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车时发电机工作回收能量。为进一步研究，某兴趣小组设计了如图甲所示的模型：右侧为直流发电机模型，在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场，导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均为B，方向始终与两条边的运动方向垂直，剖面图如图乙所示。导线框的ab、dc边延长段可在两金属半圆环A、D内侧自由转动，且接触良好。金属半圆环D左侧接一单刀双掷开关：踩下驱动踏板，开关接通1，电池给导线框供电，导线框相当于电动机，所用电池的电动势为E，内阻为r；松开驱动踏板或踩下刹车，开关自动切换接通2，导线框相当于发电机，给电容器充电，所接电容器电容为C。导线框与圆柱形铁芯中心轴线重合，ab、dc边长度均为L，两边间距离为d0。导线框的ab、dc边质量均为m，其余部分导线质量不计，导线框的总电阻为R。初始时电容器不带电、导线框静止，电路其余部分的电阻不计，两金属半圆环和两磁极间的空隙忽略不计，不计一切摩擦和空气阻力。求： （1）踩下驱动踏板后，导线框刚启动时的电流I和ab边受到的安培力的大小F； （2）踩下驱动踏板后，导线框可达到的最大速度vm； （3）当导线框达到最大转动速度后松开驱动踏板，在一段时间后导线框将匀速转动，此时电容器C上储存的电场能E。 20. 继嫦娥四号实现人类首次登陆月球背面、嫦娥五号实现中国首次月球采样返回任务之后，2024年6月2日，嫦娥六号实施了人类首次月球背面采样返回任务，如图1。 （1）嫦娥六号着陆器和上升器组合体实施动力下降时，大功率变推力主发动机开机。其间，组合体进行快速姿态调整，逐渐接近月表，在安全点上方（远小于月球半径）处悬停，检测月面障碍后，最终选定着陆点，迅速开始以较小的速度匀速竖直下降（不计加速时间和加速距离），刚接触月面时立即发动机关闭，利用缓冲系统保障组合体在时间内最终平稳着陆于月球背面南极－艾特肯盆地。已知月球表面附近的加速度为，组合体质量为，求： a．从组合体开始匀速下落到关闭发动机期间，发动机对组合体做的功； b．从关闭发动机到组合体最终平稳着陆，月面对组合体的平均冲击力的大小； （2）由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球，导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月球与月球背面的探测器建立联系。为给月背探测器提供通信支持，我国于2018年5月发射了中继星“鹊桥”，如图2所示。图中的点为地－月系统的一个拉格朗日点，在该点的物体可以和月球以相同的角速度绕地球做匀速圆周运动。若忽略除地球和月球外其他天体的影响，“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以点为圆心的圆周运动和与月球一起绕地球的公转两个运动，以确保月背探测器和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。设地球质量为，月球质量为，“鹊桥”质量为，地球中心和月球中心间的距离为，月球绕地心动。求： a．推导并写出拉格朗日点到月球中心的距离为满足的关系式（已知远大于“鹊桥”到点的距离）； b．有同学推测，在地球和月球球心所在直线上还有其他拉格朗日点，请在图3中用符号“*”标记出它们的大概位置，并直接写出它们到月球中心的距离应满足的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北大附中2025届高三阶段性测试 物理 本试卷共8页，共100分。考试时长90分钟。考生务必将答案作答在答题纸上。 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. 一束复色可见光射到置于空气中的平板玻璃上，穿过玻璃后从下表面射出，变为a、b两束平行单色光，如图所示。对于两束单色光来说（　　） A. 玻璃对a光的折射率较小 B. a光在玻璃中传播的速度较大 C. b光的波长较长 D. b光光子的能量较大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知玻璃对a光的折射率较大，故A错误； B．由 可知a光在玻璃中传播的速度较小，故B错误； C．a光的折射率大，则a光的频率大，波长较短，故C正确； D．a光的频率大，由可知a光光子的能量较大，故D错误。 故选C。 2. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光，对应的谱线为可见光区的四条谱线，分别为Hα、Hβ、Hγ、Hδ，如图所示。下列说法正确的是（　　） A. Hα光的波长小于Hβ光的波长 B. Hα光子的能量小于Hβ光子的能量 C. Hγ对应的光子能量为0.54eV D. Hδ光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 【答案】B 【解析】 【详解】AB．Hα光对应的能级差小于Hβ光对应的能级差，可知Hα光的频率小于Hβ光的频率，则Hα光的波长大于Hβ光的波长，根据，可知Hα光子的能量小于Hβ光子的能量，选项A错误，B正确； C．Hγ对应的光子能量为EHr=(-0.54eV)-(-3.4eV)=2.86eV 选项C错误； D．Hδ光在介质中传播时频率不变，即Hδ光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率，选项D错误。 故选B。 3. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A．其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示，下列说法正确的是（　　） A. A→B过程中，气体对外做功与从外界吸收的热量相等 B. B→C过程中，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小 C. 状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能 D. 气体状态变化的全过程中，气体对外做的功大于该图像围成的面积 【答案】B 【解析】 【详解】A．A→B过程中，气体压强不变，体积变大，温度升高，气体从外界吸收的热量大于对外做功，选项A错误； B．B→C过程中，气体体积不变，压强减小，温度降低，气体的平均速率减小，单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小，选项B正确； C．状态A和状态C，气体的温度相同，则气体分子平均动能相同，选项C错误； D．根据 可知，A→B气体对外做的功 B→C气体体积不变，则 C→A气体体积减小，外界对气体做的功 其值等于曲线与横轴围成的面积，则气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图像围成的面积，选项D错误。 故选B。 4. 一列简谐横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图像，则下列说法正确的是（　　） A. 若波速是20m/s，则图乙的周期是0.02s B. 若图乙的频率是20Hz，则波速是10m/s C. 若波沿x轴正向传播，则图乙表示P点的振动图像 D. 若图乙表示Q点的振动图像，则波沿x轴正向传播 【答案】D 【解析】 【详解】A．从甲图中可得，若波速是20m/s，根据公式 可得图乙的周期是，A错误； B．若图乙的频率是20Hz，即根据公式可得，B错误； C．若波沿x轴正向传播，此时P点应通过平衡位置向下振动，从图乙中可知，P点是向上运动，C错误； D．若图乙表示Q点的振动图像，在0时刻Q点向上振动，则根据上下坡法可得波沿x轴正向传播，D正确。 故选D。 5. 光滑的水平面上有一质量为的静止木块，质量为的子弹以一定的速度射入其中没有射出，从射入到达共同速度为止（　　） A. 摩擦力对子弹做功的数值超过木块获得动能的3倍 B. 摩擦发热量在数值上等于木块获得的动能 C. 摩擦力对两物体做功的代数和等于0 D. 因为存在相互间的摩擦力，所以系统机械能不守恒、动量也不守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．设子弹的初速为v0，则由动量守恒 则摩擦力对子弹做功 木块获得动能的 因可知 即 选项A正确； B．摩擦放热 Q=fd(d为木块厚度) 木块获得的动能 (x为木块的位移) 两者不相等，选项B错误； C．摩擦力子弹做功 W1=-f(x+d) 摩擦力对物块做功 W2=fx 则摩擦力对两物体做功的代数和等于-fd，选项C错误； D．因为存在相互间的摩擦力，所以系统机械能不守恒，但是系统受合外力为零，则动量守恒，选项D错误。 故选A。 6. 如图所示，、两物块的质量分别为和，让它们靠在一起从光滑斜面的顶端由静止开始下滑．已知斜面的倾角为，斜面始终保持静止．则在此过程中物块对物块的压力为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对、组成的整体受力分析可知，整体受重力、支持力而做匀加速直线运动；由牛顿第二定律可知，；则再对由牛顿第二定律可知：；合力等于的重力沿斜面向下的分力；故说明间没有相互作用力，故ABD错误，C正确．故选C． 7. 安培对物质具有磁性的解释可以用如图所示的情景来表示，那么（　　） A. 甲图代表了被磁化的铁棒的内部情况 B. 乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况 C. 磁体在高温环境下磁性不会改变 D. 磁体在高温环境下磁性会加强 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据“分子电流”假说，未被磁化的物体，分子电流的方向非常紊乱，对外不显磁性，则甲图代表了未被磁化的铁棒的内部情况，故A错误； B．根据“分子电流”假说，被磁化的物体，分子电流的方向大致相同，对外显示出磁性，则乙图代表了被磁化的铁棒的内部情况，故B正确； CD．根据磁化与退磁的特性可知，磁体在高温环境下磁性会减弱，故CD错误。 故选B。 8. 交流发电机的示意图如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间变化的规律为。已知整个回路的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A. 当线圈平面转到图示位置时感应电动势最大 B. 当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率为0 C. 发电机产生电动势的有效值为10V D. 发电机转子转动一圈克服安培力做的功为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当线圈平面转到图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，故A错误； B．当线圈平面转到平行于磁场的位置时，穿过线圈的磁通量为零，但磁通量的变化率为最大，故B错误； C．根据 可得交变电压的最大值为 则有效值为 故C错误； D．根据 可角速度为 则交变电流的周期为 发电机转子转动一圈克服安培力做的功为 代入数据解得 故D正确。 故选D。 9. 如图所示，有两个静止的带等量正电的点电荷，分别放置在M、N两点，在M、N连线上有O、a、c三点，其中O点是连线的中点，a、c关于O点对称，在M、N连线的中垂线上还有对称的b、d两点，则下列说法正确的是（　　） A. a、c两点处场强相同，b、d两点处场强相同 B. a、c两点处电势不相等，b、d两点处电势相等 C. 某负点电荷在c点的电势能大于在d点的电势能 D. 在b点静止释放一负点电荷（不计重力）将在之间往复运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据等量同种正点电荷的电场线分布特征，可知a、c两点处电场线分布的密集程度相同，即a、c两点处电场强度大小相等，但是电场强度方向相反，a、c两点处电场强度不相同，b、d两点处电场线分布的密集程度相同，即b、d两点处电场强度大小相等，但是电场强度方向相反，b、d两点处电场强度不相同，A错误； B．根据等量同种正点电荷的等势线分布特征，可知a、c两点处电势相等，b、d两点处电势相等，B错误； C．沿电场线电势降低，根据等量同种正点电荷的电场线分布特征可知 则有 可知，某负点电荷在c点的电势能小于在d点的电势能，C错误； D．根据等量同种正点电荷的电场线分布特征可知，在b点静止释放一负点电荷（不计重力），其所受外力的合力，即电场力方向指向O点，负点电荷靠近O位置做加速运动，越过O位置后速度向下，合力即电场力向上指向O点，负点电荷远离O位置做减速运动，当减速至0后，根据对称性，恰好到达d点，之后又向上靠近O位置做加速运动，越过O位置后速度向上，所受外力的合力，即电场力方向指向O点向下，减速至0，根据对称性，恰好到达b点，之后重复先前的运动，即在b点静止释放一负点电荷（不计重力）将在之间往复运动，D正确。 故选D。 10. 如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器输入的交流电压可视为不变，变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户，定值电阻R0表示输电线的电阻，变阻器R表示用户用电器的总电阻。若变压器为理想变压器，电表为理想电表，当接入电路的家用电器个数增加时（　　） A. V2示数变大 B. V1示数变小 C. A1示数变大 D. A2示数变小 【答案】C 【解析】 【详解】B．因为变压器输入的交流电压可视为不变，故V1示数不变，B错误； D．由于变压器的原、副线圈电压由电源和匝数比决定，因为变压器输入的交流电压可视为不变，故变压器的输出电压不变，当用户的用电器增加时，副线圈的电阻减小，故副线圈电流增大，电流表A2示数变大，D错误； C．变压器原、副线圈电流与匝数成反比，因为副线圈电流增大，所以原线圈电流增大，故电流表A1示数变大，C正确； A．因为副线圈电流增大，定值电阻R0分压变大，故电压表V2示数减小，A错误。 故选C。 11. 如图所示，一边长为L的正方形导线框，匀速穿过宽为、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域。线框刚进入磁场的时刻记为时刻，则下列图像能正确反映线框中的感应电流i随时间t变化规律的是（规定线框中的电流沿顺时针方向为正）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在时刻，线框开始进入磁场到全部进入时，线框的右边切割磁感线，由右手定则可知，线框中产生感应电流方向沿逆时针方向，是负值，线框的速度不变，由电磁感应定律可知，感应电动势和感应电流大小不变，全部进入时，穿过线框的磁通量不变，线框中不产生感应电流，当线框右边离开磁场时，线框的左边切割磁感线，由右手定则可知，感应电流方向为顺时针方向，为正值，且大小不变，直到整个线框离开磁场。 故选B。 12. 第一宇宙速度又叫作环绕速度，第二宇宙速度又叫作逃逸速度。理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的倍，即，其中为中心天体的质量，为其半径。这个关系对于其他天体也是正确的。由此可知，中心天体越大，越小，其逃逸速度也就越大。宇宙中存在这种天体，以的速度传播的光都不能逃逸。即使它确实在发光，光也不能进入太空，我们也根本看不到它，这种天体称为黑洞。科学家发现银河系中心天体是一颗质量为的黑洞，它附近有一颗恒星S2环绕，其运动轨道是一个非常扁的椭圆（如图）。若S2在近星点与黑洞中心的距离为，线速度大小为，在远星点与黑洞中心的距离为，线速度大小为。S2的椭圆轨道面积为，运动周期为，引力常量为。不计其他天体的影响，以下说法错误的是（　　） A. 在近星点和远星点的速度满足 B. S2在近星点的线速度大小也可以表示为 C. S2在点和点的加速度大小之比为 D. 中心天体黑洞的半径至多为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知在近星点的速度大于远星点的速度，即，故A正确； B．根据开普勒第二定律 可得，故B错误； C．根据牛顿第二定律 可得 则S2在点和点的加速度大小之比为，故C正确； D．因为光都不能逃逸，根据逃逸速度公式 当时，可得 解得 所以中心天体黑洞的半径至多为，故D正确。 本题选说法错误项，故选B。 13. 2025年，中国环流三号（HL-3）实现更高参数的稳态运行，等离子体温度突破1.5亿摄氏度，并成功延长高约束模式（H-mode）的持续时间，向未来聚变电站工程化迈出关键一步。可控核聚变的磁约束像一个无形的管道，将高温等离子体束缚在其中，通过电磁感应产生的涡旋电场给等离子体加速，使其达到核聚变的点火温度。可以做一些简化后的模拟计算：半径为的环形光滑管道处于垂直纸面向里、随时间均匀增大的匀强磁场中，磁感应强度的变化规律为，其中为常数且，如图乙所示。时刻，一个质量为、电荷量为的微粒，从静止开始被涡旋电场加速，时刻与一个静止的中性粒子相撞，并结合在一起，电荷量不变。在计算过程中均不考虑重力。以下正确的是（　　） A. 管道内产生的涡旋电场强度增大 B. 带正电微粒被涡旋电场加速后在磁场中的旋转方向是顺时针 C. 碰前瞬间带电微粒的速度 D. 碰后瞬间管道对结合体的作用力方向沿圆环半径向内 【答案】C 【解析】 【详解】A．磁感应强度满足，则恒定不变，则感应电动势恒定不变，磁场在管道内产生涡旋电场的强弱不变，故A错误； B．根据楞次定律可知，感生电场的方向沿逆时针方向，微粒带正电，所受电场力方向与感生电场方向一样，微粒被涡旋电场加速后在磁场中的旋转方向为逆时针方向，故B错误； C．由法拉第电磁感应定律可得环内感应电动势 环内电场强度 粒子加速度 碰前粒子速度 可得，故C正确； D．碰撞过程动量守恒 结合体受洛伦兹力 方向指向圆心；假设碰后瞬间管道对结合体的作用力FN方向均沿圆环半径方向向外，结合体所需向心力 将动量守恒方程以及v带入可知 可见无论m0多大，结合体所受作用力FN一定大于0，说明假设正确，所以碰后瞬间管道对结合体的作用力方向均沿圆环半径向外，结合体才能做圆周运动，故D错误。 故选C。 14. 常用的温差发电装置的主要结构是半导体热电偶。如图甲所示，热电偶由N型半导体和P型半导体串联而成，N型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，P型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷e。若两种半导体相连一端和高温热源接触，而另一端A、B与低温热源接触，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，最终在A、B两端形成稳定的电势差。科学家又发现：两种不同的金属构成闭合回路，当回路中通有直流电流时，两个接头的温度不同。一个接头温度会升高，另一个接头温度会降低，从而产生温差。纯金属的热电效应很小，若用半导体代替金属，效应就大得多。改变电流方向后，原来温度升高的接头变成温度降低，而温度降低的接头变成温度升高。上述原理可以制作出一种半导体制冷箱，其结构可简化为：将P型半导体与N型半导体用铜板连接，再用导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用。为了取得更好的效果，实际的半导体制冷箱是把多对P、N型半导体连接起来的（如图乙）。在回路中接通电流后，一个接点变冷（箱内部），另一个接点变热（箱外部）。因此，半导体制冷箱不需要使用制冷剂，工作时也不需要压缩机。以下说法不合理的是（　　） A. 图甲中A端是温差发电装置的正极 B. 图甲中热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相反 C. 图乙中半导体制冷箱说明可以实现热量从低温物体传到高温物体 D. 图乙中半导体制冷箱可以通过改变电流方向控制制冷或加热 【答案】B 【解析】 【详解】A．N型半导体的载流子（形成电流的自由电荷）是电子，两种半导体中的载流子都会从高温端向低温端扩散，B端聚集电子，所以B端是温差发电装置的负极，P型半导体的载流子是空穴，空穴带正电且电荷量等于元电荷e，则A端聚集正电荷，是正极，A正确； B．热电偶内部非静电力方向和载流子扩散方向相同，故B错误； C．半导体制冷箱利用半导体的热电效应，当回路中通有直流电流时，一个接头温度会升高，另一个接头温度会降低，这说明半导体制冷箱可以实现热量从低温物体传到高温物体，即制冷效果，故C正确； D．半导体制冷箱中，通过改变电流方向，可以改变热量的转移方向，即可以控制制冷或加热，故D正确。 本题选不合理的，故选B。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析等。例如： （1）某同学用多用电表测量某未知电阻的阻值，选择欧姆“×10”挡位，测量结果如图所示，读数为______Ω。 （2）某同学利用自由落体运动测量重力加速度，打点计时器在随重锤下落的纸带上打下一系列点迹。纸带的其中一部分如图所示，A、B、C为纸带上标出的3个连续计数点，通过测量得到O、A间距离为h1，O、B间距离为h2，O、C间距离为h3，相邻计数点间的时间间隔为T。则打下B点时，重锤下落的速度vB=______ （3）如图所示，是探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系的实验装置图，下列说法中正确的是______ A. 转动手柄的快慢会影响露出标尺的多少 B. 转动手柄的快慢会影响两个球所受向心力的比值 C. 如果保证两小球角速度相同，两小球应该同时放在长槽、处 D. 为了探究向心力大小和角速度的关系，皮带应套在左右变速塔轮的不同半径圆盘上 （4）某同学用如图所示装置验证机械能守恒定律，将力传感器固定在天花板上，细线一端系着小球，另一端连在力传感器上的点。将小球拉至细线呈水平且与点等高处无初速度释放。若力传感器显示拉力的最大值为，小球质量为，重力加速度为，当约为______时，可说明小球下摆过程中机械能守恒。 【答案】（1）200 （2） （3）AD （4）3 【解析】 【小问1详解】 用多用电表测量某未知电阻的阻值读数为20×10Ω=200Ω。 【小问2详解】 打下B点时，重锤下落的速度 【小问3详解】 A．转动手柄的快慢会影响小球做圆周运动的角速度大小，从而影响向心力大小，则会影响露出标尺的多少，故A正确； B．因变速塔轮转动的角速度比值是一定的，则当转动手柄的快慢时，两球转动的角速度比值一定，则两球所受向心力的比值一定，即转动手柄的快慢不会影响两个球所受向心力的比值，故B错误； C．如果保证两小球角速度相同，皮带应套在变速塔轮上的相同半径圆盘上，故C错误； D．为了探究向心力大小和角速度的关系，皮带应套在变速塔轮不同半径的圆盘上，故D正确。 故选AD。 【小问4详解】 若机械能守恒，则 由牛顿第二定律 可得 即当时，可说明小球下摆过程中机械能守恒。 16. 在“测定某电阻丝的电阻率”实验中，先用多用电表粗测电阻丝的阻值约为20Ω，设计电路图如图甲所示，然后他把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度。可供选择的器材还有： 电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）； 电流表（量程0~100mA，内阻约5Ω）； 电流表（量程0~0.6A，内阻约0.2Ω）； 电阻箱R（0~999.9Ω）； 开关、导线若干。 该同学的实验操作步骤如下： A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径； B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路； C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关； D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L； E．改变金属夹与电阻丝接触点的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏。重复多次，记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L。 F．断开开关。 （1）某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图乙所示，则这次测量中该电阻丝直径的测量值________mm； （2）实验中电流表应选择________（选填“”或“”）； （3）该同学用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据，绘出了如图丙所示的关系图线，图线在R轴的截距为，在L轴的截距为，再结合测出的电阻丝直径d，可求出这种电阻丝材料的电阻率________（用给定的物理量符号和已知常数表示）。 （4）若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误，那么由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果是否会产生影响？若有影响，测量结果将偏大还是偏小？请分析说明其理由。 【答案】（1）0.729##0.730##0.731##0.372 （2）A1 （3） （4）不会产生影响 【解析】 【小问1详解】 根据螺旋测微器的读数规则，可知这次测量中该电阻丝直径的测量值 【小问2详解】 估算回路中最大电流值为 故电流表选A1。 【小问3详解】 由闭合电路分析可知，回路中电动势不变，总电流不变，则回路中总电阻不变，说明电阻箱阻值和接入电路的电阻丝的总阻值不变，设总电阻为C，由 可得 结合丙图可得 解得 【小问4详解】 根据表达式 可知电阻率与电流表的内阻无关，所以由于电流表内阻的存在，对电阻率的测量结果不会产生影响。 17. 如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0 s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角＝37°，运动员的质量m＝50 kg．不计空气阻力．（取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80;g取10 m/s2）求 （1）A点与O点的距离L; （2）运动员离开O点时的速度大小; （3）运动员落到A点时的动能． 【答案】（1）m (2)m/s （3）32 500 J 【解析】 【详解】（1）运动员在竖直方向做自由落体运动，有 A点与O点的距离m (2)设运动员离开O点的速度为，运动员在水平方向做匀速直线运动， 即 解得m/s 即 解得m/s （3）由机械能守恒，取A点位重力势能零点，运动员落到A点时的动能为 32 500 J 18. 某一具有速度选择器的质谱仪原理如图所示，为粒子加速器，加速电压未知；为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度大小为，方向未知；两板间电场强度大小为，方向如图所示：为偏转分离器，磁感应强度为方向垂直纸面向里。今有一带电的粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能通过速度选择器，且从点进入分离器后做匀速圆周运动打在点，已知之间的距离为。求： （1）在速度选择器中的磁场方向和粒子的电性； （2）粒子进入点的速度大小； （3）粒子的比荷。 【答案】（1）磁场方向重直于纸面向里，粒子带正电；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由粒子在中的偏转知，粒子带正电，又由于速度选择器中的场强向左，所以电场力向左，所以洛伦兹力向右，由左手定则知磁场方向重直于纸面向里。 （2）在速度选择器中，有 则 （3）因为 又 所以 又 所以 所以 19. 某国产品牌的电动汽车配备了基于电容器的制动能量回收系统，它有效地增加了电动汽车的续航里程。其工作原理为踩下驱动踏板时电池给电动机供电，松开驱动踏板或踩下刹车时发电机工作回收能量。为进一步研究，某兴趣小组设计了如图甲所示的模型：右侧为直流发电机模型，在磁极与圆柱形铁芯之间形成辐射状的磁场，导线框的ab、dc边经过处的磁感应强度大小均为B，方向始终与两条边的运动方向垂直，剖面图如图乙所示。导线框的ab、dc边延长段可在两金属半圆环A、D内侧自由转动，且接触良好。金属半圆环D左侧接一单刀双掷开关：踩下驱动踏板，开关接通1，电池给导线框供电，导线框相当于电动机，所用电池的电动势为E，内阻为r；松开驱动踏板或踩下刹车，开关自动切换接通2，导线框相当于发电机，给电容器充电，所接电容器电容为C。导线框与圆柱形铁芯中心轴线重合，ab、dc边长度均为L，两边间距离为d0。导线框的ab、dc边质量均为m，其余部分导线质量不计，导线框的总电阻为R。初始时电容器不带电、导线框静止，电路其余部分的电阻不计，两金属半圆环和两磁极间的空隙忽略不计，不计一切摩擦和空气阻力。求： （1）踩下驱动踏板后，导线框刚启动时的电流I和ab边受到的安培力的大小F； （2）踩下驱动踏板后，导线框可达到的最大速度vm； （3）当导线框达到最大转动速度后松开驱动踏板，在一段时间后导线框将匀速转动，此时电容器C上储存的电场能E。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由闭合电路欧姆定律，可得 ab边受到的安培力的大小为 【小问2详解】 依题意，有 当I=0时，转速达到最大，可得 【小问3详解】 导线框从最大速度减至v时稳定，对该过程应用动量定理，有 电路中流过的电量为 此时电容器所带电量为 解得 作U-q图像 由微元法可知图像下面积等于电容器储存的电能 联立，解得 20. 继嫦娥四号实现人类首次登陆月球背面、嫦娥五号实现中国首次月球采样返回任务之后，2024年6月2日，嫦娥六号实施了人类首次月球背面采样返回任务，如图1。 （1）嫦娥六号着陆器和上升器组合体实施动力下降时，大功率变推力主发动机开机。其间，组合体进行快速姿态调整，逐渐接近月表，在安全点上方（远小于月球半径）处悬停，检测月面障碍后，最终选定着陆点，迅速开始以较小的速度匀速竖直下降（不计加速时间和加速距离），刚接触月面时立即发动机关闭，利用缓冲系统保障组合体在时间内最终平稳着陆于月球背面南极－艾特肯盆地。已知月球表面附近的加速度为，组合体质量为，求： a．从组合体开始匀速下落到关闭发动机期间，发动机对组合体做的功； b．从关闭发动机到组合体最终平稳着陆，月面对组合体的平均冲击力的大小； （2）由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球，导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月球与月球背面的探测器建立联系。为给月背探测器提供通信支持，我国于2018年5月发射了中继星“鹊桥”，如图2所示。图中的点为地－月系统的一个拉格朗日点，在该点的物体可以和月球以相同的角速度绕地球做匀速圆周运动。若忽略除地球和月球外其他天体的影响，“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以点为圆心的圆周运动和与月球一起绕地球的公转两个运动，以确保月背探测器和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。设地球质量为，月球质量为，“鹊桥”质量为，地球中心和月球中心间的距离为，月球绕地心动。求： a．推导并写出拉格朗日点到月球中心的距离为满足的关系式（已知远大于“鹊桥”到点的距离）； b．有同学推测，在地球和月球球心所在直线上还有其他拉格朗日点，请在图3中用符号“*”标记出它们的大概位置，并直接写出它们到月球中心的距离应满足的关系式。 【答案】（1）a．；b． （2）a．； b．，， 【解析】 【小问1详解】 a．由动能定理 得 b．组合体为研究对象进行受力分析，选定向上为正方向，由动量定理 得到 【小问2详解】 a．设月球围绕地球做角速度为ω的圆周运动，由牛顿第二定律 “鹊桥”在地球和月球共同的万有引力作用下围绕地球以相同的角速度ω做圆周运动 二式联立可得l满足的关系式 b．可能的拉格朗日点还有两处，如图 其中应满足的关系式是 其中应满足的关系式是 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $