2025年高考第二次模拟考试卷：物理（北京卷）（解析版）

这是一份2025年高考第二次模拟考试卷：物理（北京卷）（解析版），共16页。试卷主要包含了2024年4月，全国田径大奖赛，近年来，人们越来越注重身体锻炼等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证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，用铅笔把答题卡上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
本试卷分第一部分和第二部分。满分100分，考试时间90分钟。
第一部分
本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1．在核电厂发生核泄漏事故时，会用加入大量硼砂的冷却水喷洒核电厂。硼砂（硼酸盐）经下列反应吸收核反应堆中的热中子数目，从而控制核反应的速率和温度，使核反应堆逐步冷却并最终停止反应，从而挽回事故的影响。，上述反应式中n表示中子。下列关于c、d的值正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】由于n表示中子，故，，根据质量数和核电荷数守恒可知，。
故选A。
2．工程师测试两辆同种型号汽车的刹车性能，使其分别在智能驾驶模式和普通驾驶模式下刹车，得到速度随时间变化的图像如图所示。关于汽车在两种模式下的刹车过程，下列说法正确的是（ ）
A．智能驾驶模式下，汽车速度随时间均匀减小
B．智能驾驶模式下，汽车做曲线运动
C．普通驾驶模式下，汽车刹车的总距离较长
D．普通驾驶模式下，汽车加速度一直减小
【答案】C
【详解】A．智能驾驶模式下，汽车的加速度逐渐减小，可知速度不是随时间均匀减小，选项A错误；
B．因v-t图像只能描述直线运动，则智能驾驶模式下，汽车做直线运动，选项B错误；
C．图像与坐标轴围成的面积等于位移，可知普通驾驶模式下，汽车刹车的总距离较长，选项C正确；
D．普通驾驶模式下，图像的斜率不变，则汽车加速度一直不变，选项D错误。
故选C。
3．江西景德镇陶瓷享誉世界。如图，向陶瓷茶杯倒入半杯热水，盖上杯盖过一段时间后，发现杯盖拿起来比较费力。下列说法正确的是（ ）
A．杯盖拿起来比较费力的主要原因是杯盖与杯子间的密封性较好，杯盖与杯子间的分子的引力作用
B．杯盖拿起来比较费力的主要原因是杯盖与杯子间的密封性较好，杯子内气体的温度下降、压强减小
C．杯子内的气体温度降低，气体每个分子的动能都减小
D．向杯子中倒入热水后，杯子四周变热的速度一样快，说明陶瓷是各向异性材料
【答案】B
【详解】AB．杯盖拿起来比较费力的原因是杯子内部的气体温度降低，导致气体的压强减小，杯子外部压强大于杯子内部的压强，所以将杯盖拿起来比较费力，故A错误，B正确；
C．杯子内的气体温度降低，气体分子的平均动能减小，并不是每个分子的动能都减小，故C错误；
D．向杯子中倒入热水后，杯子四周变热的速度一样快，说明该陶瓷在传热性能上是各向同性材料，故D错误。
故选B。
4．煤矿工地上用一节质量为2m的动力车头和一节质量为m的空车厢组成运煤车，运煤车在水平铁轨上运煤，车头与车厢之间安装有力传感器，车头提供的最大牵引力恒定，运煤车在最大牵引力下加速运行时，发现满载时传感器的示数是空载时的2倍，车厢与车头所受阻力与重力成正比。则满载时煤的质量为（ ）
A．mB．2mC．3mD．4m
【答案】C
【详解】空载时
传感器示数
满载时
传感器示数
联立得=3m
故选C。
5．如图所示，一个铝环套在铁芯上，下方线圈接通电源后，内部装置可以在铁芯处产生竖直向上的磁场By，在铝环处产生沿径向向外的磁场Br。两个磁场大小可以通过装置独立调节。现在想让铝环跳起来，可以采取下列哪种方法（ ）
A．保持By不变，增大BrB．保持Br不变，增大By
C．保持By不变，减小BrD．保持Br不变，减小By
【答案】B
【详解】AC．只改变沿径向向外的磁场Br，并不会使铝环的磁通量发生变化，铝环不会产生感应电流，不能使铝环跳起来，故AC错误；
BD．只改变竖直向上的磁场By，会使铝环的磁通量发生变化，铝环会产生感应电流，根据楞次定律可知，增大By，穿过铝环的磁通量增加，铝环有远离线圈的趋势，铝环可能跳起来；减小By，穿过铝环的磁通量减小，铝环有靠近线圈的趋势，铝环不可能跳起来；故B正确，D错误。
故选B。
6．2024年4月，全国田径大奖赛（第一站）在肇庆市举行。在200m跑中，跑内侧还是外侧跑道对运动员的成绩有一定影响。若同一运动员分别在最内侧和最外侧跑道以相同的速率运动，转弯半径分别为36m与38m，则运动员在最内侧跑道转弯所需向心力是在最外侧跑道时的（ ）
B．C．D．
【答案】B
【详解】根据向心力的公式，对于同一运动员而言，运动员的质量与转弯时的速率均相同时，则向心力与转弯半径成反比，即，故选B。
7．8月6日，巴黎奥运会女子跳水单人10米台项目中，中国选手全红婵成功卫冕，斩获金牌。如图所示是全红婵比赛时其竖直分速度随时间变化的关系，以其离开跳台为计时起点，至运动员触水停止计时。下列说法正确的是（ ）
A．时刻运动员的加速度为0
B．时刻运动员到达最高点
C．0至时间内运动员速度方向竖直向上
D．至时间内运动员加速度方向竖直向上
【答案】C
【详解】AB．由图可知，t1时刻运动员速度为零，此时达到最高点，但加速度仍然等于重力加速度，故AB错误；
C．由图可知，0至时间内运动员向上运动，故速度方向竖直向上，故C正确；
D．至时间内运动员做自由落体运动，加速度方向竖直向下，故D错误。
故选C。
8．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场、则磁极再转过90°时，线圈中（ ）
A．磁通量最大B．线圈中电流最最小
C．磁通量变化最快D．瞬时电动势最小
【答案】C
【详解】由题意可知，线圈由中性面转过90°时，即由线圈的平面与磁场方向垂直转到线圈的平面与磁场方向平行，此时穿过线圈的磁通量最小，但磁通量的变化率最大，磁通量变化最快，电动势最大，线圈中电流最大。
故选C。
9．近年来，人们越来越注重身体锻炼。有种健身设施叫战绳，其用途广泛，通常可用于高强度间歇训练形式的心肺锻炼或肌肉锻炼。当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．两根战绳形成的波形一定完全相同
B．两根战绳上的波传播速度不相同
C．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失
D．离人越远的波形振幅越小
【答案】D
【详解】A．当某健身人士双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，由于双手的抖动的初相位和抖动幅度不一定相同，故两根战绳形成的波形不一定完全相同，故A错误；
B．介质材料相同，则两根战绳上的波传播速度相同，故B错误；
C．若人停止抖动战绳，绳波不会立即消失，会向前传播，故C错误；
D．绳波在传播过程中能量逐渐减小，离人越远的波形振幅越小，故D正确。
故选D。
10．火箭竖直向上发射的初始阶段，重力加速度不变，空气阻力忽略不计，认为火箭的质量m保持不变，速度的倒数与加速度a的关系图像如图所示，图像中、均已知，下列说法正确的是（ ）
A．火箭以恒定的加速度启动
B．火箭的最大动能为
C．火箭以恒定的功率启动
D．火箭发射的初始阶段，重力加速度大小为
【答案】C
【详解】A．由题意可知，根据牛顿第二定律由，联立解得，根据图像可知，发动机功率不变，所以速度增大，动力减小，加速度减小，不是匀变速运动。故A错误；
B．根据图像可知，最大速度，所以火箭的最大动能为，故B错误；
C．由乙图可知，所以火箭以恒定的功率启动，故C正确；
D．根据，将点（0，）代入解得，故D错误。
故选C。
11．如图所示，A处固定一个带正电的点电荷，将一个不带电的金属块B放在A的附近，C、D是金属块内的两个点，C、D和A在一条直线上，则金属块中感应电荷在C、D两点产生的电场强度（ ）
A．方向不同B．方向均沿直线AD向右
C．大小相等D．C点比D点的大
【答案】D
【详解】静电平衡时，金属块内部合场强为零，感应电荷在该点的场强与场源电荷在的场强大小相等，方向相反，由于C点距离场源电荷近些，根据，可知，场源电荷在C点的电场强度大于在D点的电场强度，因此，感应电荷在C点的电场强度大于在D点的电场强度，方向沿DA向左，ABC错误，D正确。
故选D。
12．真空中，距孤立点电荷r处的电势（取无穷远处电势为零，Q为点电荷的带电荷量，k为静电力常量）。如图所示，在直径为5d的圆O直径两端点A、B分别固定、的点电荷，M是圆周上的点，，则M点的电势为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】根据几何关系可知，根据点电荷的电势表达式可知，M点的电势为，故选A。
13．用强激光照射金属时，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内可以吸收2个光子，图为使用同种频率的普通光源和强激光在同一光电效应实验装置中测得光电流与电压的关系图像，电子的电荷量为，图中和为已知量。下列说法中正确的是（ ）
A．图线甲为普通光源照射时光电流与电压的关系图像
B．若增强对应图线乙的光源的照射强度，将要增大
C．图中
D．由题中信息可以求出该金属的逸出功
【答案】D
【详解】A．根据光电效应方程，普通光源照射时有
强激光照射时有
可知
根据动能定理有
可知越大，越大，故图线甲为强激光照射时光电流与电压的关系图像，故A错误；
CD．由以上方程，可得，
解得
因
故
可知，故C错误，D正确；
B．当增强对应图线乙的光源的强度时，仅使饱和电流增大，不影响，故B错误。
故选D。
14．量纲分析法是探讨科学规律、解决科学和工程问题的普适方法。例如：人们猜测空气阻力的表达式为，其中为空气阻力系数（无量纲的常数），为空气密度，为物体迎风面积，为物体与空气的相对运动速度。根据量纲分析法，该表达式中的应为（ ）
A．1B．2C．3D．4
【答案】B
【详解】F单位为N；的单位，，当x=2时为。
故选B。
第二部分
本部分共8小题，共58分。
15．（2分）在用“插针法”测量玻璃砖折射率的实验中，某同学在画出界面后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到如图所示的虚线位置，而在作光路图时仍将入射点画在界面上，则所测得的折射率将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
、
【答案】偏大
【详解】在实验过程中画出界面后，不小心将玻璃砖向上平移了一些，导致界面画到题图所示的虚线位置，而在作光路图时仍将入射点画在界面上，实际光线如图中带箭头的实线所示，作图光线如图中带箭头的虚线所示，由图可知作图光线导致折射角偏小，故所测得的折射率将偏大。
16．（4分）小开同学利用铜片、锌片和家乡盛产的橙子制作了橙汁电池，利用图1所示的实验电路图测量该电池的电动势E和内阻r。小开在调节电阻箱的阻值时，发现电流表的示数很快就接近满偏，为了测得更多的数据，他在实验室找到了一个阻值为R的定值电阻，将这个定值电阻并联在电流表两端后再次实验，已知电流表内阻为3R。电流表的读数为I，电阻箱的示数为，小开利用测得的数据作出-图像，已知图像的斜率为k，截距的绝对值为b，则电源电动势E＝ ，内阻r＝ （均用题中的字母表示）
【答案】 4k （2分） （2分）
【详解】依题意，由闭合电路欧姆定律得
整理得
故-图像斜率
解得
以上分析可知截距的绝对值
解得
17．（6分）某同学通过双缝干涉实验测量发光二极管发出光的波长。图甲为实验装置示意图，双缝间距，双缝到毛玻璃的距离，实验中观察到的干涉条纹如图乙所示。
当分划板中心刻线对齐第1条亮条纹中心，手轮上的读数为；当分划板中心刻线对齐第5条亮条纹中心，手轮上的读数为。完成下列填空：
(1)相邻两条亮条纹间的距离 ；
(2)根据 可算出波长（填正确答案标号）；
A．B．C．
(3)则待测发出光的波长为 （结果保留3位有效数字）。
【答案】(1)0.508（2分） (2)B （2分） (3)626（2分）
【详解】（1）相邻两条亮条纹间的距离为
（2）根据相邻两条亮条纹间的距离与光的波长关系可得波长为，故选B。
（3）待测发出光的波长为
18．（6分）如题图1所示，甲，乙两小物块分别连接在一条跨过定滑轮的轻绳两端，甲右侧水平固定一遮光条，遮光条下方水平固定一光电门。已知甲（含遮光条）的质量为，乙的质量为，且。现要利用此装置来验证“机械能守恒定律”。
(1)用10分度的游标卡尺测量遮光条的宽度d，结果如题图2所示，则 cm。
(2)测出遮光条到光电门中心的高度H（），然后将甲，乙同时由静止释放，测出遮光条通过光电门的遮光时间。则遮光条通过光电门过程中，甲的速度大小 （用d，表示）。
(3)已知当地重力加速度大小为g。若在误差允许范围内，关系式 （用、、d、表示）成立，则成功验证了“机械能守恒定律”。
【答案】(1)3.07 （2分） (2)（2分） (3)（2分）
【详解】（1）游标卡尺的精确度为0.1mm，读数为
（2）遮光条通过光电门过程中，甲的速度大小为
（3）对甲（含遮光条）和乙组成的系统，从静止释放开始到遮光条通过光电门的整个过程中，重力势能的减少量
动能的增加量
要使系统机械能守恒，需要满足
即
19．（8分）如图所示，质量为m的小球静止在足够大的水平转盘上，一根长为L的细线一端连接在小球上，另一端连接在圆盘竖直转轴上的A点，细线刚好伸直时与竖直方向的夹角，重力加速度为g，，，使转盘绕转轴在水平面内缓慢转动，并逐渐增大转动的角速度，求：
(1)当小球对转盘的作用力恰好为零时，转盘转动的角速度大小；
(2)当小球转动的角速度为时，细线突然断开，小球在转盘上的落点离转轴的距离。
【答案】(1) (2)
【详解】（1）当小球对转盘的作用力恰好为零时，小球做圆锥摆运动，根据牛顿第二定律
（1分）
根据几何关系（1分）
解得（2分）
（2）当小球转动的角速度为时，设悬线与竖直方向的夹角为，则有
（1分）
解得
这时小球离盘面的高度
细线断开后，小球做平抛运动，运动的时间（1分）
平抛运动的初速度（1分）
平抛运动的水平位移
则落到转盘上的位置离转轴的距离（1分）
20．（9分）如图所示，两根光滑平行的金属导轨水平放置，左边通过开关S1连接半径为r=1m的水平金属圆环，右端通过开关S2连接电动机M，中间放有可以左右自由移动、长为L=1m、电阻为R2=1Ω的金属棒。左边圆环和中间导体棒都处于向下的匀强磁场B=2T（足够宽）中，可绕轴O点转动的金属棒OA始终沿圆环半径方向且电阻为R1=1Ω，电动机内阻为R3=1Ω，额定电流为I=1A，足够长导轨的间距也为L，且电阻不计，金属圆环电阻也不计，各点接触良好。
（1）若开关S1闭合S2断开，锁定导体棒CD，当金属棒OA以角速度ω=2rad/s逆时针匀速转动时，求金属棒OA两端的电压；
（2）在（1）问中，解除导体棒CD的锁定，求导体棒CD的最大速度vm；
（3）若开关S1断开S2闭合，当导体棒CD以速度运动时，电动机刚好正常工作，求电动机M的机械输出功率。
【答案】（1）1V；（2）1m/s；（3）4W
【详解】（1）金属棒OA产生的电动势
金属棒OA逆时针匀速转动，根据右手定则可知，感应电流方向沿，金属棒OA为等效电源，O端为电源的正极，感应电流大小为（1分）
根据欧姆定律有（1分）
解得（1分）
（2）导体棒CD到达最大速度时，其切割磁感线产生的电动势与金属棒OA产生的电动势大小相等，方向相反，总的电动势为0，则有（1分）
解得（1分）
（3）导体棒CD切割磁感线产生的电动势
其中
解得（1分）
感应电动势的有效值为（1分）
电动机刚好正常工作，则电动机两端电压
则电动机M的机械输出功率（1分）
解得（1分）
21．（10分）地球质量为M，半径为R，地球自转角速度为，万有引力常量为G。不计地球大气对卫星的作用。
(1)现发射一颗质量为m，绕地球做匀速圆周运动的近地卫星（不计卫星距地面的高度），求卫星的运行速度v的大小。
(2)设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，始终与地球自转同步，如图所示。这种太空电梯可用于低成本发射卫星，其发射方法是将卫星通过太空电梯匀速提升到某高度，然后启动推进装置将卫星从太空电梯发射出去。
设在某次发射时，质量为的卫星在太空电梯中缓慢上升，该卫星在上升到距地心kR（k＞1）的位置A处意外地和太空电梯脱离而进入太空。卫星脱离时的速度可认为等于太空电梯上该位置处的线速度。已知质量为和的两个质点，距离为r时的引力势能表达式为。
a．求该卫星脱离时的速度大小；
b．结合开普勒定律，请说明如何判断卫星脱离后是否会撞击地球表面。（不必求解具体结果，但要写出判断所需的方程，并指出需要求解哪个物理量，说明如何判断。）
【答案】(1) (2)；，不会撞击地球；当，会撞击地球
【详解】（1）万有引力提供向心力（2分）
解得（2分）
（2）a．太空电梯上位置A处即该卫星脱离时的速度大小为（1分）
b．该卫星在A点脱离后做椭圆运动，地心为其椭圆运动的焦点，A点到地心的距离为kR。设该椭圆轨道长轴的另一端点B到地心距离为，卫星在该点速度为。根据机械能守恒定律，得
（2分）
根据开普勒第二定律，得（2分）
需求解，当，不会撞击地球；当，会撞击地球。（1分）
22．（14分）回旋加速器中的粒子被引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法。已知回旋加速器的圆形匀强磁场区域以O点为圆心，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为q的粒子从O附近无初速进入加速电场。
(1)如图甲所示，使用磁屏蔽通道法时，粒子在加速电压U0的作用下，多次加速后进入磁场的轨道半径为R，随后从P点进入引出通道。同时将引出通道内磁场的磁感应强度降为B1（未知），使粒子沿PQ圆弧从Q点引出。PQ圆弧的圆心位于点（图中未画出），已知OQ长度为L，OP长度为R，OQ与OP的夹角为θ。求
a.粒子的加速次数；
b.引出通道中的磁感应强度B1；
(2)如图乙所示，使用静电偏转法时，粒子被加速到一定速度后从位置进入磁场，轨道半径恰好与的长度相等，均为R。若在粒子到达位置时安装“静电偏转器MN（MN间距离忽略不计，可看作狭缝）”，两极板构成的圆弧形狭缝圆心为、圆心角为α。仅在M、N狭缝中加上电场强度为E的电场，粒子恰能通过狭缝，通过狭缝后继续在磁场中运动并在再次加速前射出磁场。求磁场区域的最大半径Rm；
(3)实际使用中，加速电压如图丙所示，其中，且磁感应强度B会出现波动，若在时粒子第一次被加速，要实现连续n次加速（粒子在电场中的加速时间忽略不计），求磁感应强度的最大值与最小值。
【答案】(1)a.；b.
(3)（n=2，3……），（n=2，3……）
【详解】（1）a.根据洛伦兹力提供向心力
（1分）
解得
根据动能定理有（1分）
解得（1分）
b.根据几何关系有（1分）
根据洛伦兹力提供向心力
联立解得（1分）
（2）由已知条件可得（1分）
且
根据几何关系有（1分）
联立解得（1分）
（3）B偏小时，则有（1分）
解得（1分）
根据
可得（n=2，3……）B偏大时，则有（1分）
解得（1分）
根据
可得（n=2，3……）（2分）