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北京市丰台区 2024～2025 学年度第二学期综合练习（二）
高 三 物 理
2025. 05
本试卷共 10 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．如图所示，密封包装的食品袋从低海拔运送到高海拔地区的过程中，会发生膨胀现象。
若此过程中温度不变，袋内空气视为理想气体，下列说法正确的是
A．袋内空气对外界做功，内能减小
B．袋内空气分子的平均动能减小
C．袋内空气压强减小
D．袋内空气向外界放热
2．氢原子的能级图如图所示，现有大量氢原子处于 n = 3 能级上，
下列说法正确的是
A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出 2 种频率的光子
B．从 n = 3 能级跃迁到 n = 2 能级需吸收光子
C．从 n = 3 能级跃迁到 n = 4 能级可以吸收 0.68eV 的能量
D．n = 3 能级的氢原子电离至少需要吸收 1.51eV 的能量
3．现有一束单色光以相同的入射角 θ，射入甲、乙两种介质中，折射光线如图所示（β1 < β2）。
下列说法正确的是
A．介质甲折射率较大
B．光在介质甲中传播速度较大
C．光在介质甲中波长较大
D．光从甲介质射向空气，发生全反射的临界角较大 甲 乙
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4．一列简谐横波某时刻波形如图 1 所示。
由该时刻开始计时，质点 N 的振动情
况如图 2 所示。下列说法正确的是
A．该横波沿 x轴负方向传播
B．该时刻质点 L 向 y 轴正方向运动 图 1 图 2
C．经半个周期质点 L 将沿 x轴负方向移动半个波长
D．该时刻质点 K 与 M 的速度、加速度都相同
5．某蹦床运动员在训练过程中，与网接触后，竖直向上弹离，经过 t0 时间，又重新落回网
上。以运动员离开网的时刻作为计时起点，以离开的位置作为位移起点，规定竖直向上
为正方向，忽略空气阻力，下列描述运动员位移 x、速度 v、加速度 a、所受合力 F 随
时间 t 变化的图像中，与上述过程相符的是
A． B． C． D．
6．如图所示，正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，一带电粒子垂直磁场边界从 M 点射
入，从 N 点射出。下列说法正确的是
A．粒子带正电
B．粒子在 N 点速率小于在 M 点速率
C．若仅增大磁感应强度，则粒子可能从 N 点下方射出
D．若仅增大入射速率，则粒子在磁场中运动时间变长
7．图 1 为某无线门铃按钮，其原理如图 2 所示。其中 M 为信号发射装置，
M 中有电流通过时，屋内的门铃会响。磁铁固定在按钮内侧，按下门
铃按钮，磁铁靠近螺线管，松开门铃按钮，磁铁远离螺线管回归原位
置。下列说法正确的是 图 1
A．按住按钮不动，门铃会一直响
B．松开按钮的过程，门铃会响
C．按下和松开按钮过程，通过 M 的电流方向相同
D．按下按钮的快慢不同，通过 M 的电流大小相同
图 2
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8．如图 1 所示，一个空塑料瓶上固定着一根铁锯条和一块易拉罐（金属）片，将它们分别
与静电起电机的两极相连，其俯视图如图 2 所示。在塑料瓶里放一盘点燃的蚊香，很快
就看见整个透明塑料瓶里烟雾缭绕。摇动起电机，强电场使
空气电离而产生负离子和正离子，负离子碰到烟尘微粒使它
带负电，塑料瓶变得清澈透明。关于该过程，下列说法正确
图 1
的是
A．金属片附近的气体分子更容易被电离
B．带电烟尘微粒做匀加速运动
C．带电烟尘微粒运动过程中电势能增大
D．带电烟尘微粒会被吸附到金属片上 图 2
9．如图所示，一物体在恒力 F 作用下沿斜面向上加速运动，已知物体质量为 m，加速度大
小为 a，物体和斜面之间的动摩擦因数为 μ，斜面倾角为 θ，重力加速度为 g，在物体移
动距离 x 的过程中，下列说法正确的是
A．斜面对物体的摩擦力大小为 mgsinθ
B．斜面对物体作用力的大小为 mgcosθ
C．斜面对物体的摩擦力做功为-μmgx
D．物体动能增加了 max
10．如图所示，面积为 0.01 m2 的 200 匝矩形线圈绕垂直于磁场的轴 OO′匀速转动，转动的
角速度为 200 rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 0.1 T。线圈通过滑环与一理想变压器的
原线圈相连，副线圈接有两个相同的灯泡L1 和 L2 ，灯泡的电阻均为 5Ω。变压器原、
副线圈的匝数比为10 :1，开关 S 断开时L1 正常发光，线圈及所有导线电阻不计，当线
圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确的是
A．线圈中感应电动势为 e＝ 40sin100πt（V）
B．开关断开时，电流表的示数为 0.08 A
C．若开关 S 闭合，电流表示数将减小
D．若开关 S 闭合，灯泡L1 亮度不变
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11．如图所示，一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相
互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶 C，自由地摆放在桶 A、B 之间。已知重力
加速度为 g，每个桶的质量都为 m，当汽车与油桶一起以某一加速度 a 向左加速时，
下列说法正确的是
A．A、B 对 C 的合力方向竖直向上
3
B．a = g 时，A3 对
C 的支持力为 0
C．a 增大时，B 对 C 的支持力变小
1
D．B 对 C 支持力的大小可能等于 mg2
12．金属板 M 受到紫外线照射时，会持续向各个方向发射不同速率的电子，电子最大速率
为 vm，质量为 m，电量为 e。正对 M 放置一金属网 N，M 与 N
间距为 d（远小于板长）。在 M、N 之间加一个恒定电压 U，M
与电源正极相连，如图所示。下列说法正确的是
A．U 增大，电流表的读数将增大
B．d 减小，电子由 M 到 N 的过程，动能变化量将减小
C．仅将正、负极对调，从 M 逸出的电子，到达 N 时的最大动
1
能为 mv 2m+eU 2
D．仅将正、负极对调，电流表的读数将减小
13．如图 1 所示，光滑水平面左侧有一竖直墙壁，质量为 m 的小球以速度 v0与静止的质量
为 M 的小球发生对心碰撞，m < M。m 与 M 或墙壁之间的碰撞没有能量损失。设任意
时刻两球速度分别为 v 和 V，令 x = mv ， y = MV ，
x2 + y2 = r2 ，其中 r 为定值，该函数的图像如图 2 所示，
图像中的点（x，y）表示两个小球组成的系统可能的状态，
A、B、C 为系统连续经历的三个状态。根据以上信息，下 图 1
列说法正确的是
A．从状态 A 到状态 B 过程系统动量不守恒
B．从状态 B 到状态 C 过程两个小球发生弹性碰撞
C m．直线 AB 的斜率 k =
M
D．图像中圆的半径
图 2
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14．利用电磁学原理能够方便准确地探测地下金属管线的位置、走向和埋覆深度。如图所
示，在水平地面下埋有一根足够长的走向已知且平行于地面的金属管线，管线中通有
正弦式交变电流。已知电流为 i 的无限长载流导线在距其为 r 的某点处产生的磁感应
i
强度大小 B = k ，其中 k 为常数，r 大于导线半径。在垂直于管线的平面上，以管线
r
正上方地面处的 O 点为坐标原点，沿地面方
向为 x 轴方向，垂直于地面方向为 y 轴方向建
立坐标系。在 x 轴上取两点 M、N，y 轴上取
一点 P。利用面积足够小的线框（线框平面始
终与 xOy 平面垂直），仅通过测量以下物理量
无．法．得到管线埋覆深度 h 的是
A．M、N 的距离，线框在 M、N 两点水平放置时的感应电动势
B．O、P 的距离，线框在 O、P 两点竖直放置时的感应电动势
C．O、M 的距离，线框在 M 点水平放置和竖直放置时的感应电动势
D．O、M 的距离，线框在 M 点感应电动势最大时与水平面的夹角
第二部分
本部分共 6 题，共 58 分。
15．（8 分）
（1）在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，下列操作有利于减小实验误差
的是 。
A．拉力 F1和 F2 的夹角尽可能大一些
B．拉力 F1和 F2的夹角尽可能小一些
C．实验过程中，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应尽可能贴近木板，并与其平行
D．记录一个力的方向时，标记的两个点应尽可能远一些
（2）请将“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤，按照正确的顺序排列 。
A．在浅盘里盛上水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上
B．用注射器向水面上滴 1 滴事先配好的油酸酒精溶液，等待油膜形状稳定
C．配制一定浓度的油酸酒精溶液，测量 1 滴油酸酒精溶液的体积
D．将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描下薄膜的形状
E．计算油膜的面积，根据油酸的体积和油膜的面积计算出油酸分子直径的大小
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（3）某同学根据闭合电路欧姆定律测量电池的电动势和内阻。
a．由图 1 所示的电路图连接好实物装置后闭合开关，调节滑动变阻器，发现电
压表读数与电流表读数始终为零。已知导线与接线柱均无故障，仅通过改变
电压表接线位置检查故障。当电压表接在电源两端时，电压表示数接近 1.5 V，
则电路故障可能为 ；
b．故障排除后测得电压与电流数据如图 2 所示，则电池的电动势 E = V，
内阻 r = Ω。（结果保留小数点后两位）
图 1 图 2
16．（10 分）
某实验小组设计方案验证机械能守恒定律。
（1）如图 1 所示，利用打点计时器记录重物自由下落的运动过程。
a．下列实验操作和数据处理正确的是 。
A．实验中必须测量重物的质量
B．打开打点计时器前，应提住纸带上端使纸带竖直
C．实验中应先接通打点计时器的电源，再释放重物
D．测量纸带上某点的速度时，可由公式 v = 2gh 计算 图 1
b．图 2 为实验所得的一条纸带，在纸带上选取连续的、点迹清晰的 3 个点 A、B、
C，测出 A、B、C 与起始点 O 之间的距离分别为 h1、h2、h3。已知打点计时
器的打点周期为 T，当地重力加速度为 g。从打 O 点到打 B 点的过程中，若
满足 则表明小球在上述运动过程中机械能守恒。
图 2
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（2）某同学利用如图 3 所示的装置验证机械能守恒定律。将直径为 d 的小球通过细线
系在固定点上，使小球可以在竖直平面内做圆周运动。调节小球的释放位置，记
录小球释放时球心到光电门中光信号的竖直高度 h，并将其无初速度释放。当小
球经过光电门时，光电门可以记录小球遮挡光信号的时间 t。改变小球的释放位
置，重复上述步骤，得到多组竖直高度 h 和对应时间 t 的数据。
图 3
a．若小球向下摆动的过程中机械能守恒，则描绘以 h 为横坐标、以 为
纵坐标的图像，在误差允许范围内可以得到一条倾斜的直线。该图线的斜率
k = （用 d、g 表示）。
b．该同学利用上述方案验证机械能守恒定律时，得到图像的斜率总是略大于
a 问中的 k。请分析说明其中的原因，并提出合理的解决办法。
17．（9 分）
如图所示，光滑水平面 AB 与竖直面内的粗糙半圆形导轨 BC 在 B 点相接，导轨半
径为 R。一个质量为 m 的物体将弹簧压缩至 A 点后由静止释放，脱离弹簧时速度为 v1，
沿半圆形导轨到达 C 点时速度为 v2，此后平抛落地（落地点未画出）。不计空气阻力，
重力加速度为 g。求：
（1）弹簧压缩至 A 点时的弹性势能 Ep；
（2）物体在 C 点时受到的导轨给它的弹力 FN；
（3）物体从 C 点平抛落地过程中重力的冲量大小 I。
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18．（9 分）
如图 1 所示，一个匝数为 N、边长为 L 的正方形导线框 abcd，导线框总电阻为 R，
总质量为 m，匀强磁场区域的宽度为 L。导线框由静止释放，下落过程中始终保持竖
直，忽略空气阻力，重力加速度为 g。
（1）若导线框 ab 边刚进入匀强磁场区域时，恰能做速度为 v0 的匀速运动，求匀强磁
场的磁感应强度 B1；
（2）若导线框 ab 边进入磁场的速度为 v1，cd 边离开磁场的速度为 v2，导线框在磁场
中做减速运动，已知磁感应强度为 B2。在导线框穿过磁场的过程中，求：
a．导线框中产生的焦耳热 Q；
b．在图 2 中定性画出导线框中的感应电流 I 随时间 t 的变化图线（规定逆时针为
电流正方向）。
图 1 图 2
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19．（10 分）
太空电梯是人类设想的一种通向太空的设备，如图所示，在地球赤道上利用超轻
超高强度材料建设直通高空的电梯，可以将卫星从地面运送到太空。已知地球质量为
M，半径为 R，自转角速度为 ω，引力常量为 G，质量为 m1与 m2 的两个质点若相距无
Gm m
穷远时势能为零，则相距为 r 时的引力势能为 Ep = 1 2 。
r
（1）求地球同步卫星的轨道半径 R0；
（2）利用太空电梯将一质量为 m、静止在地球表面的卫星运送到同步卫星轨道，使其
成为一颗同步卫星。写出上述过程卫星机械能变化量的表达式（同步卫星的轨道
半径可直接用 R0 表示，结果不用化简）；
（3）已知在距离地心约为 0.707R0处，将卫星相对电梯静止释放，卫星恰好不能撞击
到地面。若在距离地心 0.707R0 至 2.0R0 高度范围内，将卫星从不同位置处相对
电梯静止释放，请写出释放后卫星与地心间距离如何变化。
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20．（12 分）
彭宁阱是一种利用静电场和匀强磁场约束带电粒子的装置，其结构主要包括一个旋
转对称的环电极和上下两个端电极。如图 1 所示，以阱中心为坐标原点，旋转对称轴为
z 轴，建立三维坐标系。在环电极和端电极间加电压，阱内产生电场，电势分布为
1= k(2z2 ρ 2 )，其中 k＞0 且为已知定值，ρ 为粒子到轴线的距离， ρ 2 = x2 + y2，
4
用于带电粒子的轴向（z 轴方向）约束。轴向的匀强磁场提供径向（垂直 z 轴方向）的
约束，磁感应强度为 B。彭宁阱的纵剖面（xOz 平面）如图 2 所示，其中实线表示电
场线，虚线表示磁感线。一质量为 m、电荷量为+q 的粒子在阱中运动，忽略重力、阻
力、相对论效应和辐射。
（1）若仅存在电场，且粒子以初速度 v0从原点沿着 z 轴正方向运动。
a．求粒子能够运动的最远距离；
b．分析粒子沿 z 轴运动时受到的电场力随坐标 z 的变化，判断粒子沿 z 轴做什
么运动。
（2）若电场与磁场同时存在，仅研究粒子在 xOy 平面内（z = 0）的运动。在磁场与电
场的共同作用下，粒子的运动状态较为复杂，我们采用运动分解的方法和适当的
近似，来研究粒子的运动。如图 3 所示，粒子在强磁场中做高频的回旋运动；考
虑到电场力的作用，粒子的回旋中心还绕 O 点做低频漂移圆周运动。粒子的回旋
半径远小于漂移半径，故可近似认为粒子在运动过程中电场强度的大小是恒定的。
通过以上信息，求带电粒子的漂移角速度ω 和回旋角速度ω+ 。
图 1 图 2 图 3
（考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效）
高三物理 第10页（共 10 页）

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