资源简介

绝密★启用前
2025年高考考前信息必刷卷04（北京专用）
物 理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
考情速递
高考·新动向：实时性：试题紧密结合科技热点（如光导纤维、磁悬浮列车、激光焊接、芯片制造），体现物理学科的现代应用价值。例如，第1题光导纤维中光的全反射、第14题激光光子能量计算，均与前沿技术紧密关联。应用导向：第11题道路压线测速系统通过电容器原理检测车速与载重，第13题磁悬浮列车空气阻力建模，强调物理模型在工程中的实际转化。实验创新：第15题动量守恒验证实验通过碰撞后轨迹分析，突破传统气垫导轨模式，体现实验设计的灵活性。
图像与数据结合：第2题理想气体压强-温度图像分析体积变化，第6题交流发电机磁通量-时间图像推导电动势，强化数形结合能力。多过程综合：第18题木板-滑块-小球碰撞问题，结合动量守恒与能量转化，考查复杂系统的动态分析。
高考·新考法：动态过程分析：第5题斜面滑块速度-时间图像选择，需结合加速度变化与能量损耗（如摩擦力）判断合理图线。临界条件与极值思维：第19题货车加速-刹车过程中货物滑落与落点计算，考查运动学分段分析与临界时间匹配。跨知识点融合：第20题离子注入芯片工艺，综合速度选择器、磁分析器与偏转系统，要求多场复合运动分析。复杂系统建模：第13题磁悬浮列车5节车厢编组运行，结合空气阻力功率与动量守恒，构建多对象相互作用模型。
高考·新情境：实验设计创新：第15题动量守恒实验中木板平移与碰撞痕迹记录，强调实验步骤的严谨性与数据间接测量方法。假设验证思维：第7题电磁感应中cd杆运动方向判断，通过楞次定律动态分析，培养逻辑推理能力。
命题·大预测：未来高考将更多融入科技热点（如量子通信、新能源技术）与复杂工程问题，强化物理的实用性与交叉性。实验题可能引入数字化传感器（如光电门、力传感器）与非常规数据处理（如误差传递、图像拟合）。
强化情境转化：关注科技新闻（如航天器变轨、芯片制造），理解物理原理的现实应用逻辑。
深化实验探究：掌握实验设计原理（如替代法、间接测量），注重误差分析与图像法数据处理。
提升建模能力：通过复杂问题训练（如多体系统、临界分析），培养动态过程建模与数学工具应用能力。
注重创新思维：加强开放性题目训练（如设计性实验、科技方案优化），培养科学探究与创新解决能力。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生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。
一、选择题：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。
1．一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（　　）
A．频率小，发生全反射的临界角小
B．频率大，发生全反射的临界角小
C．频率小，发生全反射的临界角大
D．频率大，发生全反射的临界角大
【答案】C
【详解】由光路图可知a光的偏折程度没有b光的大，因此a光的折射率小，频率小，由全反射可知折射率越小发生全反射的临界角越大。
故选C。
2．一定质量的理想气体的压强p随摄氏温度t变化的关系如图所示，气体从状态a变化到状态b的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．体积不变 B．体积增大 C．外界对气体做功 D．一定向外界吸收热量
【答案】C
【详解】由于图像是过坐标原点的直线，设斜率为k，因此表达式为
根据理想气体状态方程
又
代入整理得
因此随着温度t的升高，气体的体积减小，外界对气体做功，气体的内能增加，根据热力学第一定律，无法判断是吸热还是放热。
故选C。
3．我国“北斗三号”最后一颗全球组网卫星已于2020年6月23日成功发射。“北斗三号”采用星载氢原子钟，该钟数百万年到一千万年才有1s误差。氢原子的部分能级结构如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．用动能为14eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使其跃迁到激发态
B．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
C．某个处于基态的氢原子可以吸收12.09eV的光子，发出3种不同频率的光
D．处于基态的氢原子只能吸收13.6eV的能量实现电离
【答案】B
【详解】A．用动能为14eV的电子轰击处于基态的氢原子，可以使其跃迁到激发态，选项A错误；
B．氢原子由基态跃迁到激发态后，电场力做负功，核外电子动能减小，原子的电势能增大，选项B正确；
C．某个处于基态的氢原子可以吸收12.09eV的光子，跃迁到3能级，最多能发出发出2种不同频率的光，选项C错误；
D．处于基态的氢原子吸收大于或等于13.6eV的能量可以实现电离，选项D错误。
故选B。
4．如图所示，为机械波a和机械波b在同一介质中传播时某时刻的波形图，则下列说法中正确的是( )
A．b波的速度比a波的速度大
B．b波的波长比a波的波长大
C．b波的频率比a波的频率大
D．这两列波可能会发生干涉现象
【答案】C
【详解】A．由于机械波的传播速度由介质决定，同类机械波在同一介质中的波速相同，故A错误．
BC．由图可看出波长关系为λa=2λb，而va=vb．由知fb=2fa．故，B错误，C正确．
D．两列波的频率不同，所以不能发生干涉现象．故D错误．
故选C．
点睛：波长、波速和频率是描述机械波常用的物理量，要掌握它们的决定因素：波速由介质决定，频率由波源决定，则波长由介质和波源共同决定．
5．如图所示，斜面A固定于水平地面上，在t=0时刻，滑块B以初速度v0自斜面底端冲上斜面，t=t0时刻到达最高点．取沿斜面向上为正方向，下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图象中，肯定错误的是( )
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】试题分析：分三种情况讨论，若斜面光滑，若斜面粗糙，；若斜面粗糙，
若斜面光滑，则滑块到达最高点后会向下滑动，沿斜面向上减速滑动和沿斜面向下加速滑动过程中加速度大小都为，即没有机械能损失，到达斜面底端时，速度大小为，方向沿斜面向下，故图A正确；若斜面粗糙，并且最大静摩擦力，则滑块到达最高点后，不会下滑，故B正确；，若斜面粗糙，最大静摩擦，则在上滑过程中，在下滑过程中，即，因为速度时间图像的斜率表示加速度，所以下滑过程中图像的斜率一定小于上滑过程中图像的斜率，故C一定错，D正确；
6．如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为20，线圈总电阻为1Ω，与线圈连接的定值电阻R的阻值也等于1Ω，电流表A可看做理想电流表，则（　　）
A．线圈转动的角速度为2πrad/s
B．感应电动势最大值为0.2πV
C．t=s时，通过电阻R的电流为πA
D．一个周期内电阻R上产生的热量为2π2J
【答案】C
【详解】解：A、由图乙可得交流电的周期T=2s，故线圈转动的角速度
故A错误；
B、感应电动势的最大值
故B错误；
C、线圈转动产生的感应电动势的瞬时值为
当时产生的感应电动势大小为
故通过电阻R的电流为
故C正确；
D、线圈转动产生感应电动势的有效值为
根据闭合电路的欧姆定律可得
一个周期内电阻R上产生的热量为
故D错误。
故选C。
7．如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动（　　）
A．向右匀速运动 B．向右加速运动
C．向左加速运动 D．向右减速运动
【答案】B
【详解】A．ab杆向右匀速运动，在ab杆中产生恒定的电流，该电流在线圈L1中产生恒定的磁场，在L2中不产生感应电流，cd不受安培力作用，所以cd杆不动。故A错误；
B．ab杆向右加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上增强的磁场，该磁场向下通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生c到d的电流，根据左手定则，受到向右的安培力，向右运动。故B正确；
C．ab杆向左加速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生增大的b到a的电流，根据安培定则，在L1中产生向下增强的磁场，该磁场向上通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生d到c的电流，根据左手定则，受到向左的安培力，向左运动。故C错误；
D．ab杆向右减速运动，根据右手定则，知在ab杆上产生减小的a到b的电流，根据安培定则，在L1中产生向上减弱的磁场，该磁场向下通过L2，根据楞次定律，在cd杆上产生d到c的电流，根据左手定则，受到向左的安培力，向左运动。故D错误。
故选B。
8．2022年11月1日4时27分，空间站梦天实验舱在发射入轨后，成功对接于天和核心舱前向端口。梦天实验舱，又称为梦天舱，是中国空间站“天宫”的重要组成部分。对接变轨过程简化为如图所示，MN是椭圆轨道Ⅱ的长轴。梦天实验舱从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，并在圆轨道Ⅲ上与运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（　　）
A．梦天实验舱在变轨过程中机械能不变
B．可让梦天实验舱先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶天和核心舱实现对接
C．无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，梦天实验舱在N点的加速度都相同
D．梦天实验舱在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期与天和核心舱的运行周期相等
【答案】C
【详解】A．梦天实验舱在变轨过程中都需要加速度做离心运动，有外力对其做正功，机械能变大，故A错误；
B．如果梦天实验舱先进入圆轨道Ⅲ后再加速，梦天实验舱会飞到更高的轨道，无法与和核心舱实现对接，故B错误；
C．无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，梦天实验舱在N点所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律可知梦天实验舱在N点的加速度都相同，故C正确；
D．由图可知椭圆轨道Ⅱ的半长轴小于圆轨道Ⅲ的轨道半径，根据开普勒第三定律可知梦天实验舱在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期小于天和核心舱的运行周期，故D错误。
故选C。
9．如图所示，在边长为L的正方形区域abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场，有一个质量为m，带电量大小为q的离子，从ad边的中点O处以速度v垂直ad边界向右射入磁场区域，并从b点离开磁场。则（　　）
A．离子在O、b两处的速度相同
B．离子在磁场中运动的时间为
C．若增大磁感应强度B，则离子在磁场中的运动时间增大
D．若磁感应强度，则该离子将从bc边射出
【答案】D
【详解】A．离子在磁场中做匀速圆周运动，在离子在O、b两处的速度大小相同，但是方向不同，故A错误；
B．离子在磁场中的运动的半径满足
解得
则粒子在磁场中运动的弧长所对的圆心角的正弦值为
即
θ=53°
运动的时间
故B错误；
C．若增大磁感应强度B，由
则离子在磁场中的运动半径减小，粒子将从ab边射出，如图所示
此时粒子在磁场中运动弧长变小，速度不变，则运动时间减小，故C错误；
D．若离子从bc边射出，则
即
故D正确。
故选D。
10．如图所示，长为L的轻杆一端固定有质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上。在转轴的带动下，轻杆绕转轴O在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知小球运动到最高点C时，轻杆对小球恰好没有作用力，则（　　）
A．轻杆转动的角速度为 B．从A到C，轻杆先对小球做正功后做负功
C．到达A点时，轻杆对小球的作用力大小等于2mgD．到达B点时，轻杆对小球的作用力指向圆心
【答案】C
【详解】A．小球运动到最高点，重力恰好提供向心力
解得
轻杆转动的角速度
故A错误；
B．从A到C，小球的动能不变，重力一直做负功，根据动能定理可知，轻杆一直对小球做正功，故B错误；
C．到达A点时，根据牛顿第二定律
解得
故C正确；
D．到达B点时，小球受到重力和轻杆作用力，合外力提供向心力指向圆心，而重力竖直向下，则轻杆作用力不可能指向圆心，故D错误。
故选C。
11．道路压线测速系统，不仅可以测速，也可以测量是否超载，其结构原理电路可以理解为如图甲所示由一个电源，一个灵敏电流计与传感器连接，一个电容和一个保护电阻R组成，感应线连接电容器的其中一块极板上，如果车轮压在感应线上会改变电容器两板间的距离，并会使灵敏电流计中产生瞬间电流，压力越大，则电流峰值也会越大，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，电子眼就会拍照。如果以顺时针方向为电流正方向，则（ ）
A．汽车压线时，电容器板间距离变小
B．车轮经过感应线过程中电容器先充电后放电
C．增大电阻R值，可以使电容器稳定时的带电量减小
D．如果车轮间距是2.5m，则可估算车速约为7.7m/s
【答案】D
【详解】A．汽车压线时，由图乙可知电流方向沿顺时针方向，则说明此时电容器在放电，电容器电荷量减小。由于电容器电压等于电源电压不变，则电容器的电容减小。根据电容的决定式
可知汽车压线时，电容器板间距离d变大，故A错误；
B．由图乙可知电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向，则电容器先放电后充电，故B错误；
C．电阻R的作用是为了保护电路，防止电流过大而损坏灵敏电流计，阻值大小对电容器的电容大小没有影响，从而对电容器稳定时的带电量没有影响，故C错误；
D．由图乙可知，前后轮经过传感器的时间间隔为
则汽车是速度为
故D正确。
故选D。
12．航空母舰的舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中MN、PQ是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车，回路PBAM中电流恒定，该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（　　）
A．MN、PQ间的磁场是匀强磁场
B．弹射车做加速度减小的加速运动
C．弹射车的动能与电流的大小成正比
D．回路PBAM中通以交变电流，弹射车仍能正常加速
【答案】D
【详解】A．根据右手螺旋法则可知平行金属直导轨之间存在竖直向上的磁场，且通电直导线产生的磁场为环形磁场，离导线越远，磁场越弱，故MN、PQ间的磁场不是匀强磁场，A错误；
B．沿导轨方向，磁场不变，且M、P两端加载恒定电压，电阻不变，则电流大小也不变，平行导轨的宽度也不变，则由安培力
可知安培力大小不变，所以弹射车的加速度不变，故弹射车做匀加速直线运动，B错误；
C．根据动能定理可知
当电压增大时，回路中的电流增大，而电流增大则使导轨间的磁场也随之增大，即电压的大小将会影响磁场和电流的大小，则由
可知安培力与电压的大小不成正比，故动能与电压的大小也不成正比，C错误；
D．根据右手螺旋法则可知电流方向沿回路PBAM时，导轨之间产生竖直向上的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向向右；当电流方向沿回路MABP时，根据右手螺旋法则导轨之间产生竖直向下的磁场，结合左手定则可知电磁弹射车所受安培力方向依然向右。故电流的变化不改变电磁弹射车所受安培力的方向，即电磁弹射系统能够正常工作，D正确。
故选D。
13．如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，5节质量均为m的车厢编组运行，只有1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为，1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S。不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，3号车厢对4号车厢的作用力大小为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，以一定质量空气为研究对象，根据动量定理
联立解得
当列车以额定功率运行到速度为最大速度时
当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，整体受力分析根据牛顿第二定律
对45节车厢受力分析
联立解得
故A正确，BCD错误。
故选A。
14．大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛，我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若焊接所用的激光波长为，每个激光脉冲中的光子数目为n，已知普朗克常量为h、光速为c，则下列说法中正确的是（　　）
A．激光焊接利用了激光的相干性 B．激光的频率为
C．激光光子的动量为 D．每个激光脉冲的能量为
【答案】D
【详解】A．激光焊接利用了激光的能量高的特点，故A错误；
B．激光的频率
故B错误；
C．激光光子的动量
故C错误；
D．根据和可知，单个光子的能量，则每个激光脉冲的能量为，故D正确。
故选D。
二、非选择题：共6题，共58分。
15．（8分）（1）如图所示，两缝之间的距离为d，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略
两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l，则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：
（2）某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：
①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；
②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；
③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；
④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3。
(1)下列说法正确的是 。
A．小球a的质量一定要大于小球b的质量
B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑
C．步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同
D．把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平
(2)本实验必须测量的物理量有 。
A．小球的半径r
B．小球a、b的质量m1、m2
C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2
D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3
(3)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式 时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒。
【答案】（1）Δx＝λ （2）AD BD
【详解】(2)[1]．A.小球a的质量一定要大于小球b的质量，以防止入射球碰后反弹，选项A正确；
B.弹簧发射器的内接触面及桌面不一定要光滑，只要a球到达桌边时速度相同即可，选项B错误；
C.步骤②③中入射小球a的释放点位置不一定相同，但是步骤③④中入射小球a的释放点位置一定要相同，选项C错误；
D.把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平，选项D正确。
故选AD。
(2) [2]．小球离开斜槽后做平抛运动，设其水平位移为L，则小球做平抛运动的时间
小球的竖直位移
解得
碰撞前入射球a的水平速度
碰撞后入射球a的水平速度
碰撞后被碰球b的水平速度
如果碰撞过程系统动量守恒，则m1v1=m1v2+m2v3
即
整理得
则要测量的物理量是：小球a、b的质量m1、m2和小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3，故选BD。
(3)[3]．由以上分析可知当满足关系式
时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒。
16．（10分）（1）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示闭合开关后，发现电路有故障，电源、电表均完好，电源电动势为E，若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是_____________
（2）某小组测量灯泡钨丝在室温时的电阻值，实验使用的低压直流钨丝灯泡规格为“24V”，电源为36V的电池，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
①甲同学准备用多用电表测灯泡的电压，当灯泡接近正常发光，应将如图1所示的选择开关旋至 （填“A”、“B”、“C”或“D”）。

②准备使用的实物电路如图2所示，红表笔应与灯泡 （填“左”或“右”）端的接线柱接触。请将滑动变阻器接入电路的正确位置 （用笔画线代替导线）
③进行实验，测出多组电压U和电流I的数据，计算得出电阻R，将数据点描绘在R-U坐标系中，如图3所示，可知：当灯泡电压变为原电压一半时，其功率 原功率的（填“大于”、“小于”或“等于”）灯丝处于室温时电阻约为 Ω。（保留两位有效数字）
④乙同学认为可用多用电表欧姆挡直接测量灯丝电阻即为室温时的电阻值。你是否同意他的观点 ？请说明理由 。
【答案】（1）待测金属丝（2）C 右 大于 3.1/3.2/3.3/3.4/3.5/3.6/3.7/3.8/3.9 不同意 用欧姆挡测量时，回路中有电流，钨丝发热，测得电阻值不是室温时的电阻。
【详解】（1）电流表读数为零，说明是电路中某个与电流表串联的部位断路；电压表有读数，考虑到实际电压表内电阻大，有微弱的电流流过电压表，则与电压表串联部分正常，与电压表并联的电阻丝断路，发生故障的是待测金属丝
（2）[1]灯泡的额定电压为24V，所以应该选取直流电压50V档，故选择开关旋至C处；
[2]测量电压时红表笔流入电流，黑表笔流出电流，所以红表笔应与灯泡的右端相连；
[3]根据欧姆定律可得灯泡正常工作时的电阻为
电源电压为36V，滑动变阻器的最大阻值为20Ω，所以采用分压器电路，连接电路如图所示
[4]由图可知当灯泡电压变为原电压一半时，灯泡对应的阻值为，此时的功率为
[5]将这些点用平滑的曲线相连，如图所示
灯丝处于室温即所加电压为零时，对应的阻值为；
[6][7]用多用电表欧姆挡直接测量灯丝电阻不是室温时的电阻值，因为用欧姆挡测量时，回路中有电流，钨丝发热，所以测得电阻值不是室温时的电阻。
17．（9分）假设你是当年“阴极射线是带电粒子”的支持者。你采用如图所示的实验装置来测定阴极射线的比荷（电荷量与质量之比）。某次实验室中，真空管内阴极K发出的阴极射线经高压加速电压加速后，穿过中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和间的区域。当极板间不加偏转电压时，射线打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；当加上偏转电压时，亮点偏离到点，与O点的竖直间距为、水平间距忽略不计。此时，在P和间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小时，亮点重新回到O点。已知极板水平方向的长度为，极板间距为，极板右端到荧光屏的距离为。忽略射线的重力和射线间的相互作用。
（1）推断阴极射线带什么性质的电荷，写出理由；
（2）求阴极射线打在荧光屏O点时速度的大小；
（3）求阴极射线的比荷。
【答案】（1）阴极射线带负电；（2）；（3）
【详解】（1）阴极射线带负电，原因是射线在之间或平行极板P和间所受电场力与电场方向相反。
（2）同时加偏转电压和磁场后射线匀速，则
代入数据得
（3）设阴极射线在偏转电场中的偏转距为，由几何关系得
代入数据得
又
,，
联立可得
18（9分）如图甲所示，放在水平地面上的足够长的木板质量，木板左端放一质量的滑块（可视为质点），已知地面和木板间的动摩擦因数；滑块和木板间的动摩擦因数，滑块的正上方有一悬点O，通过长的轻绳吊一质量的小球．现将小球拉至与O点处于同一水平面，由静止释放，小球摆至最低点时与滑块发生正碰（即两物体在同一直线上碰撞），且小球与滑块只碰一次，小球碰后的动能与其向上摆动高度的关系如图乙所示，重力加速度g取。求：
（1）碰前瞬间轻绳对小球拉力的大小；
（2）小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
（3）长木板运动过程中的最大速度。
【答案】（1）60N；（2）3J；（3）
【详解】（1）设小球摆到最低点时速度大小为，绳对小球的拉力为，由动能定理得
解得小球碰前瞬间的速度
由牛顿第二定律得
解得拉力
（2）设碰后小球、滑块的速度大小分别为和，由图像可得
小球与滑块组成的系统碰撞过程动量守恒，得
解得时
时
计算碰撞前后的总动能可知
而
所以碰后瞬间小球、滑块速度只能取时
碰撞过程损失的机械能
代入数据得
（3）设经时间t滑块和木板达到共同速度，此时木板速度最大，由动量定理：对木板
对滑块
联立解得
19．（9分）如图所示，一辆小型货车静止在水平地面上，车厢底板离地面的高度为车上有一可视为质点的货物，距车箱尾部的距离为，货物与车厢底板间的动摩擦因数，司机发动货车从静止以恒定加速度行驶距离为时，发现货物从车尾部滑落落地无弹跳，司机便立即刹车直至停止去捡拾货物．已知货车行驶过程中受地面的摩擦力恒为车对地面正压力的倍，重力加速度g取，若不计司机的反应时间和空气阻力，求：
货物滑落时，车和货物的速度大小；
车停止时，货物落地点到车尾的水平距离。
【答案】(1)，；(2)
【详解】(1)因车以恒定加速运动，设车的水平牵引力为F，货物与车板间的摩擦力为，车受地面的摩擦力为，自车启动至货物滑落经历的时间为t，货物滑落时车的速度为，货物的速度为，车与货物的质量分别为、，由动能定理，对车有
对货物有
联立得
由动量定理，对车有
对货物有
，
联立得
联立可以得到
，
（2）货物滑落离开车后做平抛运动，设落地时间为，水平方向的位移为x1，则有
，
得到
，
货物离开车后，设车的加速度为a，从刹车到停止运动的位移为x2，则有
联立解得
货物落地点到车尾的水平距离
20．（13分）芯片制造过程有极其复杂的工艺，其中离子注入是一道重要的工序，该工作原理如图所示：离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，离子在速度选择器中做匀速直线运动，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入到水平面内的晶圆（硅片）处。速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，匀强电场场强大小为E，方向竖直向上；磁分析器截面是内外半径分别为和的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外；偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一边长为L的正方体，底面与晶圆所在的水平面重合，偏转系统中匀强磁场的磁感应强度大小为B、匀强电场场强大小为E，它们的方向均垂直纸面向外；从磁分析器N处小孔射出的离子自偏转系统上表面的中心射入，当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点。以O点为坐标原点，偏转系统中B的方向为x轴正方向，水平向左为y轴正方向，建立平面直角坐标系。整个系统置于真空中，不计离子重力，打到晶圆上的离子经过电场和磁场偏转的角度都很小，而当很小时，有以下近似计算：，。求：
（1）离子的电性及通过速度选择器后的速度大小；
（2）从磁分析器出来的离子的比荷；
（3）偏转系统同时加上电场和磁场时，离子注入晶圆的位置坐标。
【答案】（1）带正电荷，；（2）；（3）（，）
【详解】（1）离子在速度选择器中受力平衡，则有
可得离子速度大小
利用离子在磁分析器中的偏转，根据左手定则可知离子带正电荷。
（2）离子在磁分析器中运动的轨道半径
由于洛伦兹力提供向心力可知
联立解得
（3）离子进入偏转系统后，在垂直于磁场方向做匀速圆周运动，轨道半径仍为R，设偏转角为，如图所示
则偏转距离
而
由于很小，可知
，
联立整理得
离子在偏转系统中运动的时间
在沿着电场方向做匀加速的运动，可知
其中
联立解得
因此离子注入晶圆的位置坐标为（，）。
试卷第2页，共22页绝密★启用前
2025年高考考前信息必刷卷04（北京专用）
物 理
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
考情速递
高考·新动向：实时性：试题紧密结合科技热点（如光导纤维、磁悬浮列车、激光焊接、芯片制造），体现物理学科的现代应用价值。例如，第1题光导纤维中光的全反射、第14题激光光子能量计算，均与前沿技术紧密关联。应用导向：第11题道路压线测速系统通过电容器原理检测车速与载重，第13题磁悬浮列车空气阻力建模，强调物理模型在工程中的实际转化。实验创新：第15题动量守恒验证实验通过碰撞后轨迹分析，突破传统气垫导轨模式，体现实验设计的灵活性。
图像与数据结合：第2题理想气体压强-温度图像分析体积变化，第6题交流发电机磁通量-时间图像推导电动势，强化数形结合能力。多过程综合：第18题木板-滑块-小球碰撞问题，结合动量守恒与能量转化，考查复杂系统的动态分析。
高考·新考法：动态过程分析：第5题斜面滑块速度-时间图像选择，需结合加速度变化与能量损耗（如摩擦力）判断合理图线。临界条件与极值思维：第19题货车加速-刹车过程中货物滑落与落点计算，考查运动学分段分析与临界时间匹配。跨知识点融合：第20题离子注入芯片工艺，综合速度选择器、磁分析器与偏转系统，要求多场复合运动分析。复杂系统建模：第13题磁悬浮列车5节车厢编组运行，结合空气阻力功率与动量守恒，构建多对象相互作用模型。
高考·新情境：实验设计创新：第15题动量守恒实验中木板平移与碰撞痕迹记录，强调实验步骤的严谨性与数据间接测量方法。假设验证思维：第7题电磁感应中cd杆运动方向判断，通过楞次定律动态分析，培养逻辑推理能力。
命题·大预测：未来高考将更多融入科技热点（如量子通信、新能源技术）与复杂工程问题，强化物理的实用性与交叉性。实验题可能引入数字化传感器（如光电门、力传感器）与非常规数据处理（如误差传递、图像拟合）。
强化情境转化：关注科技新闻（如航天器变轨、芯片制造），理解物理原理的现实应用逻辑。
深化实验探究：掌握实验设计原理（如替代法、间接测量），注重误差分析与图像法数据处理。
提升建模能力：通过复杂问题训练（如多体系统、临界分析），培养动态过程建模与数学工具应用能力。
注重创新思维：加强开放性题目训练（如设计性实验、科技方案优化），培养科学探究与创新解决能力。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生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。
一、选择题：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。
1．一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光，光路如图所示，比较内芯中的a、b两束光，a光的（　　）
A．频率小，发生全反射的临界角小
B．频率大，发生全反射的临界角小
C．频率小，发生全反射的临界角大
D．频率大，发生全反射的临界角大
2．一定质量的理想气体的压强p随摄氏温度t变化的关系如图所示，气体从状态a变化到状态b的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．体积不变 B．体积增大 C．外界对气体做功 D．一定向外界吸收热量
3．我国“北斗三号”最后一颗全球组网卫星已于2020年6月23日成功发射。“北斗三号”采用星载氢原子钟，该钟数百万年到一千万年才有1s误差。氢原子的部分能级结构如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．用动能为14eV的电子轰击处于基态的氢原子，一定不能使其跃迁到激发态
B．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
C．某个处于基态的氢原子可以吸收12.09eV的光子，发出3种不同频率的光
D．处于基态的氢原子只能吸收13.6eV的能量实现电离
4．如图所示，为机械波a和机械波b在同一介质中传播时某时刻的波形图，则下列说法中正确的是( )
A．b波的速度比a波的速度大
B．b波的波长比a波的波长大
C．b波的频率比a波的频率大
D．这两列波可能会发生干涉现象
5．如图所示，斜面A固定于水平地面上，在t=0时刻，滑块B以初速度v0自斜面底端冲上斜面，t=t0时刻到达最高点．取沿斜面向上为正方向，下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图象中，肯定错误的是( )
A． B． C． D．
6．如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为20，线圈总电阻为1Ω，与线圈连接的定值电阻R的阻值也等于1Ω，电流表A可看做理想电流表，则（　　）
A．线圈转动的角速度为2πrad/s
B．感应电动势最大值为0.2πV
C．t=s时，通过电阻R的电流为πA
D．一个周期内电阻R上产生的热量为2π2J
7．如图所示装置中，cd杆原来静止。当ab杆做如下哪些运动时，cd杆将向右移动（　　）
A．向右匀速运动 B．向右加速运动
C．向左加速运动 D．向右减速运动
8．2022年11月1日4时27分，空间站梦天实验舱在发射入轨后，成功对接于天和核心舱前向端口。梦天实验舱，又称为梦天舱，是中国空间站“天宫”的重要组成部分。对接变轨过程简化为如图所示，MN是椭圆轨道Ⅱ的长轴。梦天实验舱从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，并在圆轨道Ⅲ上与运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（　　）
A．梦天实验舱在变轨过程中机械能不变
B．可让梦天实验舱先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶天和核心舱实现对接
C．无论在轨道Ⅱ还是轨道Ⅲ，梦天实验舱在N点的加速度都相同
D．梦天实验舱在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期与天和核心舱的运行周期相等
9．如图所示，在边长为L的正方形区域abcd内有垂直纸面向里的匀强磁场，有一个质量为m，带电量大小为q的离子，从ad边的中点O处以速度v垂直ad边界向右射入磁场区域，并从b点离开磁场。则（　　）
A．离子在O、b两处的速度相同
B．离子在磁场中运动的时间为
C．若增大磁感应强度B，则离子在磁场中的运动时间增大
D．若磁感应强度，则该离子将从bc边射出
10．如图所示，长为L的轻杆一端固定有质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上。在转轴的带动下，轻杆绕转轴O在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知小球运动到最高点C时，轻杆对小球恰好没有作用力，则（　　）
A．轻杆转动的角速度为 B．从A到C，轻杆先对小球做正功后做负功
C．到达A点时，轻杆对小球的作用力大小等于2mgD．到达B点时，轻杆对小球的作用力指向圆心
11．道路压线测速系统，不仅可以测速，也可以测量是否超载，其结构原理电路可以理解为如图甲所示由一个电源，一个灵敏电流计与传感器连接，一个电容和一个保护电阻R组成，感应线连接电容器的其中一块极板上，如果车轮压在感应线上会改变电容器两板间的距离，并会使灵敏电流计中产生瞬间电流，压力越大，则电流峰值也会越大，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中产生两脉冲电流，如图乙所示，电子眼就会拍照。如果以顺时针方向为电流正方向，则（ ）
A．汽车压线时，电容器板间距离变小
B．车轮经过感应线过程中电容器先充电后放电
C．增大电阻R值，可以使电容器稳定时的带电量减小
D．如果车轮间距是2.5m，则可估算车速约为7.7m/s
12．航空母舰的舰载机在起飞的过程中，仅靠自身发动机喷气不足以在飞行甲板上达到起飞速度，如果安装辅助起飞的电磁弹射系统（如图甲所示）就能达到起飞速度。电磁弹射系统的一种设计可简化为乙图所示，图中MN、PQ是光滑平行金属直导轨（电阻忽略不计），AB是电磁弹射车，回路PBAM中电流恒定，该电流产生的磁场对弹射车施加力的作用，从而带动舰载机由静止开始向右加速起飞，不计空气阻力，关于该系统，下列说法正确的是（　　）
A．MN、PQ间的磁场是匀强磁场
B．弹射车做加速度减小的加速运动
C．弹射车的动能与电流的大小成正比
D．回路PBAM中通以交变电流，弹射车仍能正常加速
13．如图所示为高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，5节质量均为m的车厢编组运行，只有1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率P运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为，1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S。不计其他阻力，忽略2号、3号、4号、5号车厢受到的空气阻力。当列车以额定功率运行到速度为最大速度的一半时，3号车厢对4号车厢的作用力大小为（　　）
A． B． C． D．
14．大型钛合金构件在航天、航空领域应用广泛，我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若焊接所用的激光波长为，每个激光脉冲中的光子数目为n，已知普朗克常量为h、光速为c，则下列说法中正确的是（　　）
A．激光焊接利用了激光的相干性 B．激光的频率为
C．激光光子的动量为 D．每个激光脉冲的能量为
二、非选择题：共6题，共58分。
15．（8分）（1）如图所示，两缝之间的距离为d，每个狭缝都很窄，宽度可以忽略
两缝S1、S2的连线的中垂线与屏的交点为P0，双缝到屏的距离OP0＝l，则相邻两个亮条纹或暗条纹的中心间距：
（2）某同学利用如图所示的装置进行“验证动量守恒定律”的实验，操作步骤如下：
①在水平桌面上的适当位置固定好弹簧发射器，使其出口处切线与水平桌面相平；
②在一块长平木板表面先后钉上白纸和复写纸，将该木板竖直并贴紧桌面右侧边缘。将小球a向左压缩弹簧并使其由静止释放，a球碰到木板，在白纸上留下压痕P；
③将木板向右水平平移适当距离，再将小球a向左压缩弹簧到某一固定位置并由静止释放，撞到木板上，在白纸上留下压痕P2；
④将半径相同的小球b放在桌面的右边缘，仍让小球a从步骤③中的释放点由静止释放，与b球相碰后，两球均撞在木板上，在白纸上留下压痕P1、P3。
(1)下列说法正确的是 。
A．小球a的质量一定要大于小球b的质量
B．弹簧发射器的内接触面及桌面一定要光滑
C．步骤②③中入射小球a的释放点位置一定相同
D．把小球轻放在桌面右边缘，观察小球是否滚动来检测桌面右边缘末端是否水平
(2)本实验必须测量的物理量有 。
A．小球的半径r
B．小球a、b的质量m1、m2
C．弹簧的压缩量x1，木板距离桌子边缘的距离x2
D．小球在木板上的压痕P1、P2、P3分别与P之间的竖直距离h1、h2、h3
(3)用(2)中所测的物理量来验证两球碰撞过程中动量是否守恒，当满足关系式 时，则证明a、b两球碰撞过程中动量守恒。
16．（10分）（1）在测定金属电阻率的实验中，某同学连接电路如图所示闭合开关后，发现电路有故障，电源、电表均完好，电源电动势为E，若电流表示数为零、电压表示数为E，则发生故障的是_____________
（2）某小组测量灯泡钨丝在室温时的电阻值，实验使用的低压直流钨丝灯泡规格为“24V”，电源为36V的电池，滑动变阻器的最大阻值为20Ω。
①甲同学准备用多用电表测灯泡的电压，当灯泡接近正常发光，应将如图1所示的选择开关旋至 （填“A”、“B”、“C”或“D”）。

②准备使用的实物电路如图2所示，红表笔应与灯泡 （填“左”或“右”）端的接线柱接触。请将滑动变阻器接入电路的正确位置 （用笔画线代替导线）
③进行实验，测出多组电压U和电流I的数据，计算得出电阻R，将数据点描绘在R-U坐标系中，如图3所示，可知：当灯泡电压变为原电压一半时，其功率 原功率的（填“大于”、“小于”或“等于”）灯丝处于室温时电阻约为 Ω。（保留两位有效数字）
④乙同学认为可用多用电表欧姆挡直接测量灯丝电阻即为室温时的电阻值。你是否同意他的观点 ？请说明理由 。
17．（9分）假设你是当年“阴极射线是带电粒子”的支持者。你采用如图所示的实验装置来测定阴极射线的比荷（电荷量与质量之比）。某次实验室中，真空管内阴极K发出的阴极射线经高压加速电压加速后，穿过中心的小孔沿中心轴的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和间的区域。当极板间不加偏转电压时，射线打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；当加上偏转电压时，亮点偏离到点，与O点的竖直间距为、水平间距忽略不计。此时，在P和间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场。调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小时，亮点重新回到O点。已知极板水平方向的长度为，极板间距为，极板右端到荧光屏的距离为。忽略射线的重力和射线间的相互作用。
（1）推断阴极射线带什么性质的电荷，写出理由；
（2）求阴极射线打在荧光屏O点时速度的大小；
（3）求阴极射线的比荷。
18（9分）如图甲所示，放在水平地面上的足够长的木板质量，木板左端放一质量的滑块（可视为质点），已知地面和木板间的动摩擦因数；滑块和木板间的动摩擦因数，滑块的正上方有一悬点O，通过长的轻绳吊一质量的小球．现将小球拉至与O点处于同一水平面，由静止释放，小球摆至最低点时与滑块发生正碰（即两物体在同一直线上碰撞），且小球与滑块只碰一次，小球碰后的动能与其向上摆动高度的关系如图乙所示，重力加速度g取。求：
（1）碰前瞬间轻绳对小球拉力的大小；
（2）小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
（3）长木板运动过程中的最大速度。
19．（9分）如图所示，一辆小型货车静止在水平地面上，车厢底板离地面的高度为车上有一可视为质点的货物，距车箱尾部的距离为，货物与车厢底板间的动摩擦因数，司机发动货车从静止以恒定加速度行驶距离为时，发现货物从车尾部滑落落地无弹跳，司机便立即刹车直至停止去捡拾货物．已知货车行驶过程中受地面的摩擦力恒为车对地面正压力的倍，重力加速度g取，若不计司机的反应时间和空气阻力，求：
货物滑落时，车和货物的速度大小；
车停止时，货物落地点到车尾的水平距离。
20．（13分）芯片制造过程有极其复杂的工艺，其中离子注入是一道重要的工序，该工作原理如图所示：离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，离子在速度选择器中做匀速直线运动，然后通过磁分析器，选择出特定比荷的离子，经偏转系统后注入到水平面内的晶圆（硅片）处。速度选择器中匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，匀强电场场强大小为E，方向竖直向上；磁分析器截面是内外半径分别为和的四分之一圆环，其两端中心位置M和N处各有一个小孔，磁分析器中匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外；偏转系统中电场和磁场的分布区域是同一边长为L的正方体，底面与晶圆所在的水平面重合，偏转系统中匀强磁场的磁感应强度大小为B、匀强电场场强大小为E，它们的方向均垂直纸面向外；从磁分析器N处小孔射出的离子自偏转系统上表面的中心射入，当偏转系统不加电场及磁场时，离子恰好竖直注入到晶圆上的O点。以O点为坐标原点，偏转系统中B的方向为x轴正方向，水平向左为y轴正方向，建立平面直角坐标系。整个系统置于真空中，不计离子重力，打到晶圆上的离子经过电场和磁场偏转的角度都很小，而当很小时，有以下近似计算：，。求：
（1）离子的电性及通过速度选择器后的速度大小；
（2）从磁分析器出来的离子的比荷；
（3）偏转系统同时加上电场和磁场时，离子注入晶圆的位置坐标。
试卷第2页，共22页

展开更多......

收起↑