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2025 北京西城高三二模
物 理
2025.5
本试卷共9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．悬浮在水中的花粉颗粒的无规则运动可以说明
A．分子之间有斥力 B．分子之间有引力
C．花粉分子做无规则运动 D．水分子做无规则运动
2．下列与原子核内部变化有关的现象是
A．天然放射现象 B． α 粒子散射现象
C．光电效应现象 D．光的干涉现象
3．如图所示，用绿光照射单缝 S，光通过有两条狭缝 S1和 S2的双缝后，在光屏 P 上观察到明暗相间的条
纹。若要增大相邻条纹间距，可以
A．仅增大 S1与 S2的间距
单 S1
B．仅增大单缝与双缝的距离 P
色 S
S2
C．仅增大双缝与光屏的距离 光
单缝 双缝 光屏
D．仅将绿光换为紫光
4．简谐横波沿 x 轴正方向传播，某时刻的波形如图所示，P 为介质中的一个质点。下列说法正确的是
A．质点 P 的速度方向与波的传播方向相同
y
B．质点 P 的速度方向与加速度方向相反 P A0
0
C．质点 P 的速度方向与位移方向相反 O x
D．质点 P 的振幅小于 A -A0 0
5．交流发电机的示意图如图 1所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈 ABCD绕垂直于磁场的轴
OO′ 沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图 2 所示。发电机线圈
电阻为 5 Ω，外电路接 R = 95 Ω 的定值电阻。下列说法正确的是
A．理想电流表的示数为 2.2 A
B．电动势瞬时值的表达式为 e = 220sin（50 t）V
C．线圈经过图示位置时，电流方向为 ABCDA
D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为 220 V
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e/V
220
0.01 0.02
0
t/s
-220
图 1 图 2
6．长方体木块 A、B 叠在一起，放在粗糙水平桌面上。B 木块受到一个水平恒力 F 的作用，两木块始终保
持相对静止。下列说法正确的是
A．若 A、B 在桌面上静止不动，A 受到向右的摩擦力
A
B．若 A、B 一起向右匀速运动，A 受到向右的摩擦力
B F
C．若 A、B 一起向右加速运动，A 受到向右的摩擦力
D．若 A、B 一起向右加速运动，A 受到的摩擦力大小等于 F
7．一种延时继电器的结构如图所示。铁芯上有两个线圈 A 和 B，线圈 A 与电源连接，线圈 B 的两端 M、
N连在一起，构成一个闭合电路。断开开关 S时，弹簧 K并不会立刻将衔铁 D拉起而使触头 C（连接工
作电路）离开，而是过一小段时间才执行这个动作。下列说法正确的是
K D
C
A．断开 S 瞬间，线圈 B 中感应电流的磁场方向向上
B．若线圈 B 的两端不闭合，会对延时效果产生影响 S A
C．改变线圈 B 的缠绕方向，会对延时效果产生影响 M
B
D．调换电源的正负极，不再有延时效果 N
8．如图所示，长为 l 的细绳上端悬于 P 点，下端拴一个质量为 m 的小球。小球在水平面内做匀速圆周运
动，细绳与竖直方向的夹角为 θ，不计空气阻力，重力加速度为 g。下列说法正确的是
A．细绳的拉力大小等于 mgsinθ P
B．小球的向心加速度等于 gsinθ
θ
C．小球转动一周，绳拉力的冲量等于 0
D．小球转动一周，重力的冲量等于 2πm gl cos
9．如图所示，圆形匀强磁场区域的圆心为 O，半径为 R，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小为
B。一质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子以某一速度从 P 点沿磁场区域的半径方向射入磁场，从 Q 点
射出，PO 与 OQ 成 60°角，不计粒子重力。下列说法正确的是
A．带电粒子在磁场中做圆周运动的半径等于 R
πm
B．带电粒子在磁场中的运动时间等于 3qB
O
P
60°
C．若射入速度变大，粒子运动的半径变小
Q
D．若射入速度变大，粒子在磁场中的运动时间变短
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10．如图所示，粗糙斜面固定在水平地面上，木块以一定的初速度从斜面底端冲
上斜面后又滑回斜面底端。则木块
A．上滑过程的时间大于下滑过程的时间
B．上滑过程的加速度小于下滑过程的加速度
C．上滑过程与下滑过程损失的机械能相等
D．上滑过程的动量变化量小于下滑过程的动量变化量
11．如图所示，电荷量为 q 的正点电荷与竖直放置的均匀带电薄板相距 2d，点电荷到带电薄板的垂线通过
板的几何中心，垂线上的 A、B 两点到薄板的距离均为 d。已知 A 点的电场强度为 0，下列说法正确的
是
A．薄板带正电 q A B
B．B 点电势高于 A 点电势
C．B 点电场强度的方向向右
kq
D．B 点电场强度的大小为 d d d
9d 2
12．如图 1 所示，小球悬挂在轻弹簧的下端，弹簧上端连接传
F/N
感器。小球上下振动时，传感器记录弹力随时间变化的规 传感器
2
律如图 2 所示。已知重力加速度 g = 10 m/s2。下列说法正
确的是
0
A．小球的质量为 0.2 kg，振动的周期为 4 s 2 4 6 8 10 t/s
B．0 ~ 2 s 内，小球始终处于超重状态 图 1 图 2
C．0 ~ 2 s 内，小球受弹力的冲量大小为 2 N s
D．0 ~ 2 s 内，弹力对小球做的功等于小球动能的变化量
13．密立根油滴实验的示意图如图所示。两水平金属板上下放置，从上板中央的小孔向两板间喷入大小不
同、电荷量不同、密度相同的小油滴。观察两个油滴 a、b 的运动情况：当两板间不加电压时，两个油
v
滴在重力和空气阻力的作用下竖直向下匀速运动，速率分别为 v0、
0 ；两板间加上电压后，两油滴很
4
v
快达到相同的速率 0 ，均竖直向下匀速运动。油滴视为小球，所受空气阻力的大小 f = krv ，其中 r为
2
油滴的半径，v 为油滴的速率，k 为常量。不计空气浮力和油滴间的相互作用。则 a、b 两个油滴
A．带同种电荷
a b
B．半径之比为 4:1
C．质量之比为 4:1
D．电荷量之比为 4:1
14．超导体是一种在温度降低到特定温度以下，电阻会突然降为零，且完全排斥磁场的材料。超导体从有
电阻的正常态转变为零电阻的超导态，有两个重要的临界参数：临界温度Tc和临界磁场强度Hc。临界
温度Tc是在没有外磁场干扰的理想条件下，超导体从正常态转变为超导态的温度。临界磁场强度Hc描
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述了超导体在特定温度下能够承受的最大外部磁场强度，超过该值后，超导体将从超导态转变为正常
T 2
态。已知某类超导体的临界磁场强度Hc与热力学温度T的关系为 Hc = Hc0 1 ( ) ，式中Hc0是理论上
Tc
达到绝对零度时的临界磁场强度。下列说法正确的是
A．若温度低于Tc，超导体一定处于超导态
B．若温度逐渐升高但不超过Tc，可以通过减小磁场强度的方式来维持超导态
C．若外加磁场强度大于Hc0，且温度低于Tc，则超导体处于超导态
D．若外加磁场强度小于Hc0，且温度高于Tc，则超导体处于超导态
第二部分
本部分共 6 题，共 58 分。
15. （8 分）
（1）为探究变压器原副线圈的电压与匝数的关系，除了可拆变压器外，还需要选用的器材有
_____________。
A．低压交流电源 B．低压直流电源 C．交流电压表 D．直流电压表
（2）配制一定浓度的油酸酒精溶液，使纯油酸与油酸酒精溶液的体积比为 1:n。将一滴体积为 V 的油酸
酒精溶液滴入水中，油膜充分散开后面积为 S。则该油酸分子的直径为_____________。
（3）某同学利用铜片、锌片和苹果制作了水果电池，他使用如图 1 所示实验电路测量该电池的电动势和
内阻。闭合开关 S，多次调节电阻箱的阻值 R，记录电流表的读数 I，绘出图像如图 2所示。则该电
池的电动势 E = _________V，内阻 r =_________kΩ。（结果保留两位有效数字）
IR /V
1.00
R
0.90
A
0.80
0.70
0.60
S
0.50
图 1 0 50 100 150 I /μA
图 2
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16.（10 分）
打点
利用图 1 所示的装置验证机械能守恒定律。 纸带计时器
（1）关于本实验的下列操作步骤，必要的是_____________。
夹子
A．用天平测量重物的质量
重物
B．先接通电源后释放纸带
C．用秒表测量重物下落的时间
D．在纸带上用刻度尺测量重物下落的高度
图 1 图2
（2）实验得到如图 2 所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点 A、B、
C，测得它们到重物下落的起始点 O 的距离分别为 hA、hB、hC。已知当地重力加速度为 g，计时器
打点周期为 T，设重物的质量为 m，从 O 点到 B 点的过程中，重物重力势能的减少量为
_______________，动能的增加量为_________________。
O A B C
hA
hB
hC
图 2
（3）某同学用两个物体 P、Q 分别进行实验，多次记录下落的高度 h 和对应的速 v2
P
度大小 v，作出 v2-h 图像如图 3 所示，实验操作规范。通过图像可以确定 Q
__________。
A．Q 受到的阻力大小恒定 O h
图 3
B．P 的质量小于 Q 的质量
C．选择 P 进行实验误差更小
（4）某同学利用图 4 所示的装置验证机械能守恒定律。实验时，将气垫导轨调至水平，在气垫导轨上安
装一个光电门，滑块上固定一个遮光条，将滑块用细线绕过轻质定滑轮与托盘相连。测出遮光条的
宽度为 d，托盘和砝码的总质量为 m1，滑块和遮光条的总质量为 m2，滑块由静止释放，读取遮光
条通过光电门的遮光时间 Δt。已知重力加速度为 g。为验证机械能守恒定律，还需要测量的物理量
是________________，将该物理量用 x 表示。若符合机械能守恒定律，以上测得的物理量满足的关
系式为_____________________。
光电门 遮光条
d
气垫导轨 滑块
图 4
17．（9 分）
如图所示，小物块的质量 m = 0.10 kg，以速度 v0 = 2 m/s 开始运动，运动至水平桌面右端抛出。物块
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的抛出点距水平地面的高度 h = 0.80 m，落地点与桌面右端的水平距离 s = 0.40 m，重力加速度 g = 10 m/s2。
不计空气阻力。
求：（1）物块在空中运动的时间 t；
（2）物块离开桌面右端时速度的大小 v；
（3）桌面摩擦力对物块做的功 W。
18．（9 分）
游乐场的“太空梭”先把座舱拉升到一定高度处释放，座舱下落到制动位置时，触发电磁制动开始
减速。将座舱简化为正方形线框 abcd，如图所示，线框下方存在宽度为 L 的匀强磁场区域，该区域的上
下边界水平，磁感应强度的大小为 B。线框从距磁场上边界高度为 h处由静止开
d c
始自由下落。线框 ab 边进入磁场时开始减速，cd 边穿出磁场时的速度是 ab 边
L
1
进入磁场时速度的 。已知线框的边长为 L，质量为 m，电阻为 R，重力加速度
2 a b
大小为 g，线框下落过程中 ab 边始终与磁场边界平行，不计空气阻力。求： h
（1）线框 ab 边刚进入磁场时，产生的感应电动势大小 E；
（2）线框穿过磁场区域的过程中最大加速度的大小 a；
L
（3）线框穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热 Q。
19．（10 分）
弗兰克-赫兹实验是能够验证玻尔理论的重要实验。实验装置如图所示，放电管的阴极 K 持续发射
电子，两个金属网电极 G1 和 G2 将放电管分为三个区域，在 G1 与 K 之间加可调节大小的电压，使电子
加速运动；电子进入 G1 和 G2 之间的等势区后，部分电子与该区域内的原子发生碰撞；在 G2 与电极 A
间加电压，使进入该区域的电子减速运动，若有电子到达 A，电流表可观测到电流。
可以建立简化的模型从理论角度对该实验进行分析。设原子的质量为 M，被撞前视为静止，电子
的电荷量为 e、质量为 m，忽略电子的初速度及电子间的相互作用力，假定电子均沿直线运动，电子与
原子最多发生一次碰撞，且电子不会被原子俘获。
（1）当 G1与 K 间电压为 U 时，求电子到达 G1时速度的大小 v。
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（2）该实验利用电子对原子进行撞击，使原子吸收碰撞损失的动能从低能级跃迁到高能级。
a.为使原子从能量为 E0 的基态跃迁到能量为 E1 的第一激发态，求 G1 放电管
K G1 G2 A
与 K 间电压的最小值 U0。
b.在 G2与 A间加电压是为了观测到电流表示数的显著变化，以推知原 A
子是否发生了能级跃迁。当 G1与 K间电压为 U0时，求 G2与 A间电
压 U1的最小值。
20. （12 分）
物理模型对于研究有重要意义，研究中要根据解决问题的需要对模型进行改进和优化，以提高其可
靠性和实用性。已知地球质量为 M，可视为质量均匀分布的半径为 R 的球体，引力常量为 G，不考虑地
球自转。
（1）在地球表面将物体以初速度 v0竖直上抛
a．若忽略万有引力的变化，物体上升过程的 v-t图像如图 1所示。求重力加速度的大小 g及物体上
升到最高点所用的时间 t1。
b．若考虑万有引力的变化，在图 1 中定性画出物体上升阶段的 v-t 图像，标出物体上升到最高点
的时间 t2。
（2）在地球赤道表面向北极发射洲际导弹
a．若忽略万有引力大小的变化，某同学提出将导弹的运动分解为绕地心的匀速圆周运动与垂直地
球表面的匀变速直线运动。若导弹发射速度的大小为 v1，方向与地面的夹角为 θ，如图 2所示。
推导导弹距地面的高度 h 随运动时间 t 变化的关系式。
b．若考虑万有引力的变化，导弹仅在地球引力作用下的运动轨迹是椭圆，地心 O 为椭圆的一个焦
点，如图 3 所示。已知取无穷远处的引力势能为 0，质量为 m的物体在距地心为 r（r≥R）处的
Mm
引力势能 EP = G ，该物体在地球引力作用下做椭圆运动时，其机械能 E（动能与引力势能
r
Mm
之和）与椭圆半长轴 a 的关系为E = G ，椭圆上任意一点到两个焦点的距离之和为 2a。求
2a
发射导弹到北极的最小速度 v2。
v
v v1 v2 0
θ
O O
O t1 t
图 1 图 2 图 3
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参考答案
第一部分共 14 题，每题 3 分，共 42 分。
1．D 2．A 3．C 4．B 5．A 6．C 7．B 8．D 9．D 10． C
11．B 12．C 13．D 14．B
第二部分共 6 题，共 58 分。
15．（8 分）
V
（1）AC （2 分） （2） （2 分） （3） 0.98 3.2 （4 分）
nS
16. （10 分）
2
m(h h )
（1）BD （2 分） （2）mghB
C A （2 分） （3）AC （2 分）
8T 2
1 d
（4）遮光条初始位置到光电门的距离 m1gx = (m
2
1 + m2（) ) （4 分）
2 t
17.（9 分）
（1）物块离开桌面后做平抛运动
1 2h
在竖直方向上有 2 h = gt 得 t = = 0.4 s （3 分）
2 g
s
（2）物块离开桌面时速度的大小 v = =1 m/s （3 分）
t
（3）物块在水平桌面上的运动过程
1 2 1 2
根据动能定理有 W = mv mv0 = 0.15 J （3 分）
2 2
18.（9 分）
（1）设 ab 边进入磁场时的速度大小为 v 有 v2 = 2gh
ab 边进入磁场时感应电动势 E = BLv 得 E = BL 2gh （3 分）
（2）ab 边进入磁场时，线框的加速度最大
根据闭合电路欧姆定律，线框中感应电流的大小 BLvI =
R
ab 边受到安培力的大小 F = BIL
B2L2
根据牛顿第二定律有 F mg = ma 得 a = 2gh g （3 分）
mR
（3）线框穿过磁场的过程中，根据能量守恒定律有
1 1 v 3
Q = mg2L + mv2 m（ ）2 = 2mgL + mgh （3 分）
2 2 2 4
19.（10 分）
（1）电子在 KG1间加速运动
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1 2Ue
根据动能定理有 Ue = mv2 0 得 v = （3 分）
2 m
（2）a.当 KG1间电压为 U0时，设电子加速运动后速度为 v0
1
根据动能定理有 2 U0e = mv0 0
2
设电子与原子碰撞后的速度分别为 v1、v2，碰撞过程损失的动能为 E损
根据动量守恒定律有 mv0 = mv1 + M v2
1 1 1
根据能量守恒有 2 2 2 mv0 = mv1 + M v2 + E损
2 2 2
当 v1 = v2时，系统损失的动能最多
这部分能量被原子吸收，跃迁到第一激发态则 E损 = E1 E0
(M + m)(E E
得 U = 1 0
)
0 （4 分）
Me
b.电子在 G1G2区域与原子碰撞后，进入 G2 A 区域做减速运动。
当 G2 A 间电压为 U1时，电子到达 A 时的速度恰好为零。
1
根据动能定理有 U1e = mv
2
1
2
m2m (E
得U = ( ）2U = 1
E0 )
1 0 （3 分）
M + m (M + m)Me
20.（12 分）
Mm GM
（1）a．设物体的质量为 m 由 G = mg 得 g =
R2 R2
v v 2
物体上升到最高点所用的时间 t = 0 = 0
R
1
g GM
b．
v
v0
O t t t 1 2
答图1
（4 分）
（2）a．导弹绕地心的做匀速圆周运动的线速度为 v cos
1
2
(v cos )
则圆周运动的向心加速度 1a =
n
R
设导弹垂直地球表面做匀变速直线运动的加速度大小为 a1
2
GMm GM (v cos )
则 = man + ma1 得
1
a =
2 1 2
R R R
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导弹垂直于地球表面做匀变速直线运动初速度为 v sin
1
由匀变速直线运动公式得
1
2
GM (v cos 1 ) 2
h = v t sin t （4 分） 1 2
2 R R
b．导弹发射速度最小时，导弹的机械能最小
由题意可知，椭圆轨道的半长轴 a 最小，则另一焦点 O’的位置如答图 2 所示。
2
根据几何关系 2a = R + R
2
1 Mm Mm O’ v2
导弹的机械能为 mv22 G = G
2 R 2a O
2( 2 1)GM
联立解得 v2 = （4 分）
R
答图 2
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