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2025北京海淀高三二模
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 α 粒子发生了大角度的偏转，其原因是
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
B．在介质中，b光的传播速度较大
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，若增大手振动的频率，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 1
s，ab段的平均速度是 10 m/s，bc段的平均速度是 5 m/s，则汽车做匀减速运动的加速度大小为
A．2.5 m/s2 B．5 m/s2
C．7.5 m/s2 D．10 m/s2
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 θ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
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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
D．垂直于导轨平面向下
7．将阻值为 50 Ω 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
B．交变电流的表达式为
C．电阻消耗的电功率为 100 W
D．电阻两端的电压峰值为 V
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
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
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
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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
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 θ、半径为 R的倒圆锥型冰坑，
然后尝试从其中离开。
方式甲——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——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 μ，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 r 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
A．在方式甲中，一定满足关系式
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
C．在方式乙中，可利用 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
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 γ 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 γ
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 γ 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
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A．自由原子核在发射或吸收 γ 射线的过程中，原子核和γ 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 γ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 γ 射线的能量小于 E
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 V1的纯油酸加入酒精中，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 V0，则油酸分子的直径 d＝______（用 V1、V2、V0和 S表示）。
（2）图 1 是探究加速度与力之间关系的实验装置的示意图。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 x1和 x2，则两辆小车的加速度之比 a1:a2＝_____。
（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。
（1）实验时甲同学进行了如下操作，其中操作不当的步骤是______。（选填选
项前的字母）。
A．对体积和形状相同的重物，选择密度大的进行实验
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
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D．先释放纸带，再接通打点计时器电源
（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、h3。已知打点计
时器所用电源的频率为 50 Hz，重物质量 m＝300 g，当地重力加速度 g＝9.8 m/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 vB＝______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）
（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，如图 3 所
示。他在一个较粗的矿泉水桶侧面开一个小孔，将一细管插入小孔
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）
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＝0.4
m，D是半圆轨道的最高点。将一质量 m＝0.1 kg 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某一向右速度，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 vB＝5 m/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＝10 m/s2。求：
（1）弹簧被压缩至 A点时的弹性势能 Ep。
（2）物体通过 D点时的速度大小 vD。
（3）物体沿半圆轨道 BCD运动过程中克服阻力所做的功 W。
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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、β 射线和 γ 射线。研究发现：α 射线是氦原子核，β 射线是电子
流，γ 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、β 粒子的速度大小为
0.99c。不计重力和粒子间的相互作用。
（1）写出图中的①、②、③三束射线分别对应的射线种类。
（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 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 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 。
（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示意图（正视图），其中
“●”代表自由电子（电荷量为－e）、“○”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。
查阅资料得知：
稳定后，内建电场只分布在 的范围，且沿 x 轴负方向， 和 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 范围内单位体积内的净剩电荷数目为
n。请根据上述信息进行分析。
a．分别以 和 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 处的内建电场的电场强度大小 Eb。
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b．写出在 范围内，内建电场的电场强度大小 Ex随位置 x的变化的关系式。
c．某自由电子能从 的 N型区沿 x轴负方向穿越内建电场到达 的 P型区。若忽略其
他因素的影响，求该自由电子的初始动能 Ek至少为多大。
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，所有的宇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 r0时，宇宙的密度为 ρ0。
a．求此时星系 P 受到的引力大小 F0。
b．请推导宇宙膨胀过程中星系 P 受到的引力大小 F 引随距离 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 ρ1 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）中简化模型和猜想，星系 P 同时受到引力与斥力的作用。
a．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。
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参考答案
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
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。
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（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 。
P 型区 N 型区
该面内包含的所有电荷量的代数和
- a 0 +c x
答图 1
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 E
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 - a 0 +c x
图 2 所示。
E0
在 处的内建电场电场强度大小 答图 2
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内建电场的电势差 U为该图线与坐标轴所围的面积
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
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