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绝密★启用前
2025 年高考考前信息物理必刷卷 05
（上海专用：光学+热学+原子物理）
（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）
考情速递
高考·新动向：知识面更广，压轴题难度有所降低，没有特别复杂的理论计算，但强调对应用情景的综
合分析，考点综合性增强，主要考查灵活运用物理知识分析问题、解决问题的能力。比如，引力场中
物体的势能并非主要考点，但也会考到，而传统的电磁感应难题并未出题。
高考·新考法：由传统的选择题、填空题、计算题转化为5~6道情景综合题，由于以应用场景为背景进
行出题，所以特别复杂的理论计算题的相对减少，为保证知识点的覆盖面，在一道题中综合多个知识
点的题型概率比较大，例如带电粒子在圆形电磁场中做圆周运动，功率和电路在自发电自行车中的结
合等。
高考·新情境：结合最新热门话题，比如以奥运会、人工智能AI、自动驾驶、智能手机等为情景进行命
题的可能性较大。
命题·大预测：
1．以最新热门话题、新科技创新、航空航天为情景出题的可能性较大。
2．去年较难题的内容是带电粒子的运动和电路和功率的综合题，今年机械能、动量、电磁感应出难题可
能性较大。
3．去年实验题考查了热学波义耳定律，今年考查力学牛顿第二定律、单摆、电源电动势和内阻测量的可
能性较大。
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、分子动理论（2+3+9=14分）
1．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒所做的无规则的运动。布朗运动反映（ ）
A．分子间有引力 B．分子间有斥力
C．花粉颗粒有热运动 D．液体分子有热运动
2． r 的数量级为 ，下列关于分子力和分子势能的说法正确的是 （ ）
0
A．分子间距离大于r 时，分子间表现为斥力
0
B．分子从无限远靠近到距离r 处过程中分子势能变大
0
C．分子势能在r 处最小
0
D．分子间距离小于 r 且减小时，分子势能在减小
0
3．在“油膜法估测分子的直径”实验中，
（1）不属于该实验中的理想化假设是（ ）
A．将油膜看成单分子层油膜 B．不考虑各油分子间的间隙
C．不考虑了各油分子间的相互作用力 D．将油分子看成球形
（2）在用油膜法估测分子大小的实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一滴油酸溶液中含纯油
酸的质量为m，一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为
N 。以上各量均采用国际单位制，对于油酸分子的直径和分子数量有如下判断：
A
①油酸分子直径 ②油酸分子直径
③一滴油酸溶液中所含油酸分子数
④一滴油酸溶液中所含油酸分子数
以上判断正确的是（ ）
A．②和④ B．①和④ C． ①和③ D．②和③
（3）某同学在实验过程中，距水面约2cm的位置将一滴油酸酒精溶液滴入水面形成油膜，实验时观察到，
油膜的面积会先扩张后又收缩了一些，请简要说明油膜收缩的主要原因：
【答案】1．D 2．C 3．C A 溶液中酒精挥发，使液面收缩
【解析】1．布朗运动是指悬浮在液体中的花粉颗粒所做的无规则的运动，这由于液体分子做无规则运
动，撞击的不平衡性造成的。故D正确，ABC错误。 故选D。2．A．分子间距离大于r 时，分子间表现为引力，故A错误；
0
B．分子从无限远靠近到距离r 处过程中，引力做正功，分子势能减少，故B错误；
0
CD．分子从无限远靠近到距离r 处过程中，引力做正功，分子势能减少，分子从距离r 到最近处过程
0 0
中，斥力做负功，分子势能增加，所以分子势能在r 处最小，故C正确，D错误。
0
故选C。
3．（1）在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：该实验中的理想化假设是①油
膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙。不考虑了各油分子间的相互作
用力，不属于该实验中的理想化假设。故选C。
（2）由纯油酸的质量与密度的关系可得体积为
由所形成油膜面积S可得纯油酸分子的直径为 故①错误②正确；
一滴油酸溶液中含有纯油酸的物质的量为
一滴油酸溶液中含有纯油酸分子个数 故③错误，④正确。故A正确，BCD错误。
故选A。
（3）油膜收缩的主要原因：由于酒精易挥发，所以溶液中酒精挥发掉一部分，使液面收缩。
二、柴油打桩机（7+11+4=22分）
施工常用的柴油锤打桩机，工作原理为如图：竖直方向上在桩体上方的锤头在只依靠重力作用下落，
其内部有一封闭绝热汽缸。每次“击打”当锤头下落到桩体最上方凸起的铁块时候缸内空气封闭迅速
被压缩到最小，此时内部的柴油喷嘴喷出柴油迅速燃烧爆炸，巨大的爆炸力推动此时静止的锤头和桩
体沿竖直相反方向分开，从而实现锤头反复运动，桩体得以“夯”入泥土中。
4．锤头内部的汽缸空气体积迅速被压缩的过程视为绝热过程
（1）该压缩过程中空气分子之间的作用力 ，分子势能 。（选填涂：A“变大”B“变
小”C“不变”）（2）该过程如图，I为压缩前空气分子热运动的速率分布曲线，则压缩后空气分子热运动的速率分布曲线
II应为（ ）
A. B. C. D.
5．质量为m的锤头下落至凸起处，缸内理想空气被压缩至缸体体积的 时达到最小，空气温度从27℃变
为300℃，此时柴油（燃点200℃）迅速爆燃产生巨大压力。若缸体内截面积S，缸内理想空气压缩前
气压为标准大气压P
0
（1）估测空气压缩到体积最小时缸内气压为 个（保留2位有效数字）P，锤头此时瞬时加速度
0
大小为 ，方向 。
（2）在汽缸内气体爆燃的过程中，锤头与桩体组成的系统的动量 （选填涂：A“守恒”B“不守
恒”）。
（3）每次缸内爆燃过程中，锤头质量m总能提升相对凸起h 高，桩体质量M总能下沉h，则每次汽缸内
1 2
爆燃气体释放的内能为（ ）
A．等于 B．等于 C．大于 D．小于
6．（计算）某工程地基对桩体的阻力f大小随桩体夯入深度h的变化图像如图所示，其斜率为k。为了将
一根长度为L的桩体打入地基，每次汽缸内气体爆燃释放内能均为 ，锤头离开桩体的高度均相同。
桩体质量分别为m和M，求需要该打桩机夯锤次数至少多少次？
【答案】4．A B D 5．19 竖直向上 A C 6．【解析】4．（1）[1]该压缩过程，气体的分子间距减小，根据分子作用力与分子间距的关系，如图
由于气体分子间距较大，所以分子间距减小，分子力变大。故选A。
[2]根据分子间距与分子势能间的关系，如图
由于气体分子间距较大，所以分子间距减小，分子势能变小。 故选B。
（2）快速压缩过程为绝热过程，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体内能增大温度升高，
则大速率分子数目所占比例增多。故选D。
5．（1）[1]空气压缩到体积最小过程，根据理想气体状态方程
其中 ， ，
解得
[2][3]锤头最终速度减小到零，所以锤头此时加速度竖直向上，
根据牛顿第二定律 解得
（2）[4]柴油迅速爆燃产生巨大压力。汽缸内气体爆燃的过程中，锤头与桩体组成的系统内力远远大于
外力，所以系统动量守恒。 故选A。
（3）[5]设地面对桩体的平均阻力为f，根据动能定理
解得，每次汽缸内爆燃气体释放的内能为
即 故选C。6．由图像可知，克服阻力做功为
设需要该打桩机夯锤次数至少n次，根据动能定理
解得
三、热力学定律（3+3+6+6+3=21分）
热力学定律是描述物理学中热学规律的定律。
7．如图所示为冰箱工作原理示意图。制冷剂在蒸发器中汽化吸收冰箱内的热量，经过冷凝器时液化，放
出热量到冰箱外。下列选项正确的是（ ）
A．热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外
B．冰箱的工作原理违背热力学第一定律
C．冰箱的工作原理违背热力学第二定律
D．冰箱的制冷系统能够不断地从冰箱内向冰箱外传递热量，但同时消耗了电能
8．①摩擦生热、②弹簧振子振动、③热传递和④气体自由膨胀，上述现象中能表明物理过程具有单向性
的是 （填写序号）。
9．一辆汽车以80 km/h的速度行驶时，每10 km耗油约1 L。根据汽油的热值进行简单的计算可知，这时
发动机的功率约为70 kW。如图是该汽车行驶时功率分配的大致比例图。由图中数据计算可得发动机
的输入功率为 ，由图中数据计算可得该汽车的机械效率约为 ；如果汽车以题中
速度连续行驶5小时，则耗油约为 。10．商场一些柜台前常见到一种气压凳，它的高度可以调节且舒适性好。其原理结构简化模型是一个汽缸
活塞模型，内部封闭一定质量氮气。如果有一个人坐上去，关于内部气体（可以看作理想气体，忽略
与外界热交换）。
（1）其内能 （填写“增大”，“减小”或“不变”）；
（2）其压强 （填写“增大”，“减小”或“不变”），并说明理由
。
11．考虑一定量的理想气体缓慢从状态1变为状态2，过程分别如图所示。若选项A与B中的虚线为等温
线，选项C与D中的虚线为绝热线，则下列过程中气体放热的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】7．D 8．①③④ 9． 17 kW 11% 40 L 10． 增大 增大 见解析
11．C
【解析】7．AD．根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，冰箱的制冷系统
能够不断地从冰箱内向冰箱外传递热量，但同时消耗了电能，故A错误，D正确；
BC．电冰箱的工作原理不违背热力学第一定律和热力学第二定律，故BC错误。
故选D。
8．热现象的物理过程具有单向性，故摩擦生热、热传递和气体自由膨胀均表明物理过程具有单向性。
故选①③④。
9．[1]发动机的输入功率等于总功率减去排气管热损、汽油蒸发损失、散热器损失，
即[2]由图中数据计算可得该汽车的机械效率约为
[3]如果汽车以题中80 km/h的速度连续行驶5小时，行驶总路程为400 km，而每10 km耗油约1
L，
则5小时耗油约为40 L。
10．[1][2][3]人坐上去时，气体被压缩，气体体积减小，外界对气体做功，又忽略与外界热交换，根
据热力学第一定律可知，气体内能增大，气体温度升高，根据理想气体状态方程可知，压强增大。
11．AB．初末态温度相同，内能相同，由于末态体积大于初态，气体对外做正功，根据热力学第一定
律可知，该过程吸热，故AB错误；
CD．构造循环过程，令气体沿着绝热线回到状态1，由于绝热过程与外界没有热交换，题给过程的吸
放热情况与循环的吸放热情况一致，D对应的循环是顺时针的，对外做正功，C对应的循环是逆时针
的，对外做负功，根据热力学第一定律可知，C过程气体放热，D过程气体吸热，故C正确，D错误。
故选C。
四、激光（3+4+3+6=16分）
激光技术在工农业生产、光纤通信、宽带网络、信息处理、医疗卫生、文化教育、科技研究、军事
发展等多方面都发挥着重要的作用。
12．有关激光的特点与应用，下列说法错误的是（ ）
A．激光是一种人工产生的相干光，全息照相技术，利用了激光相干性好的特点
B．激光在医学上被当做“光刀”使用，但其亮度还不足以在金属上打孔、切割、焊接
C．激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物
D．激光的平行度非常好，可以用来进行精确的测距
13．如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，其中 光的波长更长。
若用a、b两光照射某金属仅其中一种光能使该金属表面逸出光电子，则该光为 光。
14．如图所示，两束单色光a和b从水中射向水面的O点，它们进入空气后的光合成一束光c、根据这一现象可知，下列说法正确的是（ ）
A．两束光在空气中频率相同 B．两束光在水中的传播速度相同
C．水对a光的折射率较小 D．从水射向空气时，a光全反射的临界角小于b光的临界角
15．有一种反射式光纤位移传感器，其结构如图（c）所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N。光纤的
折射率为n。M、N下端横截面齐平且与被测物表面平行。激光在M内多次全反射后从下端射向被测
物体，经被测物体表面反射至N下端，该光线与竖直方向的夹角为θ，如图所示。
(1)从图示位置起，增大角i，则角θ将（ ）
A．减小 B．增大 C．不变
(2)若n＝ ，当激光在M内恰好发生全反射时，sinθ＝ 。
【答案】12．B 13．b a 14．C 15. (1)A (2)
【解析】12．A．激光是一种人工产生的相干光，全息照相技术，利用了激光相干性好的特点，故A
正确，不符合题意；
B．激光在医学上被当做“光刀”使用，可以在金属上打孔、切割、焊接，故B错误，符合题意；
C．激光具有良好的单色性，光纤通信是激光和光导纤维相结合的产物，故C正确，不符合题意；
D．激光的平行度非常好，可以用来进行精确的测距，故D正确，不符合题意。
故选B。
13．[1]根据双缝干涉的相邻的亮条纹中心距离为 ，结合图像可知 ，则有 ，
即b光的波长更长。
[2]发生光电效应时，存在极限波长，当入射光的波长小于极限波长才能发生光电效应，
所以若用a、b两光照射某金属，仅其中一种光能使该金属表面逸出光电子，则该光为a光。14．根据折射定律
由图可知，两光束折射角相等，a的入射角大于b的入射角，则
所以 ， ， 故选C。
15.（1）从图示位置起，增大角i，光从M下端横截面折射出光纤的入射角为 ，入射角将减小，
则折射角θ将减小。故选A。
（2）由题意可知，当光在两侧刚好发生全反射时，设入射角为 ，则从M下端面出射的光与竖直方
向夹角为 ，光在M下端与竖直方向的夹角为 ，由全反射临界条件得
又根据折射定律得
联立解得
五、微观粒子（2+3+3=8分）
随着人们对物质结构不断探索，人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识和应用。
16．打破原子不可分的物质观的基础是（ ）
A．α粒子散射实验 B．质子的发现
C．β射线的发现 D．对阴极射线的研究
17．氢原子的核外电子，由外层轨道向内层轨道跃迁放出光子的过程中（ ）
A．原子电势能的增加量等于电子动能的减少量
B．原子电势能的增加量小于电子动能的减少量
C．原子电势能的减少量等于电子动能的增加量
D．原子电势能的减少量大于电子动能的增加量
18．科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是
，若 的质量为 ， 的质量为 ， 的质量为 ，真空中的光速为c。氘
核聚变反应中释放的能量为（ ）
A． B．
C． D．【答案】16．D 17．D 18．D
【解析】16．打破原子不可分的物质观的基础是对阴极射线的研究。 故选D。
17．氢原子的核外电子，由外层轨道向内层轨道跃迁放出光子的过程中，原子电势能的减少量等于电
子动能的增加量与光子能量之和，即原子电势能的减少量大于电子动能的增加量。故选D。
18．根据质能方程可知氘核聚变反应中，用反应物的质量减去生成物的质量为质量亏损，
释放的能量为 故选D。
六、同步辐射（3+3+2+11=19分）
速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出波长连续的电磁辐射，称为“同步辐
射”。同步辐射光光谱范围宽（从远红外到X射线）。已知普朗克常量为h，光速为c，电子的质量
为m、电荷量为 （电子的重力忽略不计）。
19．在真空中，X射线与红外线相比，X射线的（ ）
A．频率更大 B．波长更大 C．传播速度更大 D．光子能量更高
通过加速器中获得接近光速运动的电子，若单个电子的动能为 ，在磁场中偏转时辐射出波长为
的X射线。
20．此X射线照射逸出功为W的锌板，打出光电子的最大初动能为（ ）
A． B． C． D．
21．此X射线是哪位科学家发现的（ ）
A．奥斯特 B．特斯拉 C．法拉第 D．汤姆生 E．伦琴 F．惠更斯
22．扭摆器是同步辐射装置中的插入件，能使带电粒子的运动轨迹发生扭摆，其简化模型如图所示。Ⅰ、
Ⅱ是相距为L、宽度均为L的两匀强磁场区域（区域边界竖直），两磁场方向相反且垂直于纸面。电
子从靠近平行板电容器MN板处由静止释放，极板间电压为U，经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区，
射入时速度与水平方向的夹角 ，粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向的夹角也为30°。求：
（1）粒子进入Ⅰ区时的速度大小v；（2）粒子从射入Ⅰ区左边界到从Ⅰ区右边界射出的过程中，洛伦兹力的冲量；
（3）（计算）为使粒子能返回Ⅰ区，求Ⅱ区域中匀强磁场磁感应强度大小 应满足的条件。
【答案】19．AD 20．C 21．E 22．（1） （2） （3）
【解析】19．在真空中，X射线与红外线相比，传播速度相同，X射线的频率更大，
根据 波长更短，根据 光子能量更高。 故选AD。
20．此X射线照射逸出功为W的锌板，根据光电效应方程可知，
打出光电子的最大初动能为 故选C。
21．X射线是科学家伦琴发现的。故选E。
22．（1）电子在电场中加速，根据动能定理有 解得
（2）电子射入时速度与水平方向的夹角θ=30°，从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向的夹角也为
30°，故有
根据几何关系 Δv=v
根据冲量的表达式有
（3）电子在Ⅱ区域中运动的临界轨迹如图所示根据几何知识 L=r+rsinθ 解得
根据牛顿第二定律有
代入解得
即为使粒子能返回Ⅰ区，Ⅱ区域中匀强磁场磁感应强度大小B 应满足
2
