2025届天津市普通高中学业水平等级性考试模拟物理试题（八）（含答案）

2025年天津市普通高中学业水平等级性考试物理模拟试题（八）
第Ⅰ卷（共40分）
一、单项选择题（本题共5小题，共25分）
1．如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内储存文物，且封闭有一定质量的理想气体。现环境温度缓慢升高，活塞离汽缸底部的距离由变为，已知大气压恒定，活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响，则下列说法正确的是（　　）
A．气体对外做功，内能增大
B．外界对气体做功
C．气体放出热量
D．每个气体分子的动能都增大
2．牛顿在剑桥大学读书时，对光的颜色问题颇感兴趣，于是在1664年初做了一个三角形玻璃棱镜，对太阳光进行了实验研究。牛顿的实验如图甲所示，太阳光通过三角形玻璃棱镜后，在光屏上形成一条彩色的光带。图乙为其中一种单色光在三角形玻璃棱镜中传播的情况，角A为棱镜顶角，θ称为偏向角。下列说法正确的是（　　）
A．偏向角θ与棱镜顶角A无关
B．折射率越大，偏向角θ越小
C．根据牛顿的实验可知，同种介质对不同波长的光的折射率不同
D．入射角i3越大，折射角i4越大，所以光一定能够在图乙中棱镜右侧表面发生全反射
3．某吹风机内部的简化电路图如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，已知当开关K断开时变压器副线圈中的电流I随时间t的变化图像如图乙所示，电动机两端的电压为。当开关K闭合后，原线圈的输入功率变为原来的3倍。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈中电流的周期为0.04s
B．定值电阻R的阻值为
C．当开关K断开时，原线圈的输入功率为
D．当开关K闭合后，副线圈的输出电压变大
4．一列简谐横波沿x轴传播，在时的波形如图甲所示，M、N、Q是介质中的三个质点，已知图乙为M、N、Q中某个质点的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．该波一定沿x轴负方向传播
B．该波的波速大小为10m/s
C．0~6s内质点N通过的路程为1m
D．从时刻开始，质点N比质点Q早0.5s回到平衡位置
5．2023年7月，由中国科学院研制的电磁弹射微重力实验装置启动试运行。如图所示，电磁弹射系统将实验舱竖直加速到预定速度后释放，实验舱在上抛和下落阶段为科学载荷提供微重力环境。据报道该装置目前达到了的微重力时间、的微重力水平。电磁弹射阶段可以看做加速度大小为的匀加速运动，实验舱的质量为，取重力加速度，下列说法正确的是（　　）
A．竖直上抛和下落阶段重力的合冲量为0
B．电磁弹射阶段，电磁系统对实验舱的冲量与上抛阶段重力的冲量大小相等
C．电磁弹射阶段，电磁系统对实验舱做功为
D．电磁弹射阶段，电磁系统对实验舱的冲量大小为
二、不定项选择题（本题共3小题，共15分，少选得3分，错选不得分）
6．太阳能量的来源主要通过质子一质子链反应（简称PP链），太阳产生的能量约99%来自该链反应。科学研究发现，该链反应主要通过如下方程发生：①；②，其中为正电子，为太阳中微子，下列说法正确的是（　　）
A．方程式中X为，Y为
B．方程式中X为，Y为
C．反应①属于核裂变反应
D．Y的比结合能大于X的比结合能
7．神舟十九号飞船在预定轨道可看成做绕地球的匀速圆周运动，轨道半径为r，地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，则神舟十九号飞船在预定轨道运行时（　　）
A．角速度为
B．周期为
C．线速度为，且小于7.9km/s
D．加速度为，且大于地球表面重力加速度
8．如图所示，在平行于纸面的匀强电场中，一质量为m、带电量为的粒子仅在电场力作用下先后以同样大小的速度v经过同一条直线上的a，b两点，在a点的速度方向与直线的夹角，a，b两点间的距离为L。下列说法正确的是（　　）
A．在b点的速度方向与直线的夹角电场强度
B．垂直a，b所在的直线向左
C．从a到b运动的过程的中最小速度为
D．电场强度的大小为
第Ⅱ卷（共60分）
9．某同学用如图甲所示的装置来完成“探究小车速度随时间变化的规律”实验。
（1）实验前， （填“需要”或“不需要”）将长木板固定打点计时器的一端垫高以平衡小车受到的阻力。
（2）某次实验中打点计时器连接的电源频率为50Hz，打出的纸带如图乙所示，纸带上相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，则纸带上打出相邻两个计数点的时间间隔 s，纸带上打出计数点“3”时小车的速度大小 ，小车的加速度大小 。（后两空均用、、、、、、中的部分符号表示）
10．某中学课外活动小组利用铜片、锌片和耙耙柑制作了果汁电池，经过粗测该果汁电池的电动势约为2.5V，内阻约为1kΩ。
（1）为了尽量准确测量该果汁电池的电动势和内阻，应该选择的电路图是 （选填“甲”或“乙”）。
（2）有下列器材供选用：
A．电流表（0~0.6A，内阻约为1Ω）
B．电流表（0~3mA，内阻约为10Ω）
C． 电压表（0~3V，内阻约为30kΩ）
D．电压表（0~6V，内阻约为60kΩ）
E. 滑动变阻器（0~2000Ω，额定电流1A）
为保证实验安全、准确、操作方便，电流表应选用 ，电压表应选用 （均填仪器的字母代号）。
（3）在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值，得到U-I图像如图所示，根据图中所给数据，则该果汁电池的电动势E= V （保留3位有效数字），内阻r= Ω（保留整数）。
（4）若不计测量中的偶然误差，用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比较，电动势E （选填“偏大”或“相等”或“偏小”），内电阻r （选填“偏大”或“相等”或“偏小”）。
11．如图所示，半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角，另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M=2kg，上表面与C点等高。质量为m=1kg的物块（可视为质点）从空中A点以的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。取。求：
（1）物块经过B点时的速度。
（1）物块经过C点时对木板的压力大小。
（3）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。
12．医院中X光检测设备的核心器件为X射线管。如图所示，在X射线管中，电子（质量为m、电荷量为，初速度可以忽略）经电压为U的电场加速后，从P点垂直磁场边界水平射入匀强磁场中。磁场宽为，磁感应强度大小可以调节。电子经过磁场偏转后撞击目标靶，撞在不同位置就会辐射出不同能量的X射线。已知水平放置的目标靶MN长为，PM长为L，不计电子重力、电子间相互作用力及电子高速运行中辐射的能量。
(1)求电子进入磁场的速度大小；
(2)调节磁感应强度大小使电子垂直撞击在目标靶上，求电子在磁场中运动的时间；
(3)为辐射出的X射线范围最大，求磁感应强度的大小范围。
13．近年来，电动汽车在我国迅速发展，其动力装置是电动机。如图甲所示是一台最简单的直流电动机模型示意图，固定部分（定子）装了一对磁极，旋转部分（转子）装了圆柱形铁芯，将abcd矩形单匝导线框固定在转子铁芯上，能与转子一起绕轴转动。线框与铁芯是绝缘的，线框通过换向器与直流电源连接。定子与转子之间的空隙很小，可认为磁场沿径向分布，线框无论转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，如图乙所示，线框所处位置的磁感应强度大小均为B。已知ab、cd边的质量均为M、长度均为L，其他部分质量不计，线框总电阻为R。电源电动势为E，内阻不计。当闭合开关S，线框由静止开始在磁场中转动，忽略一切阻力与摩擦，以及线圈的自感系数。
(1)分别求出刚闭合开关S后瞬间、线框的转速达到稳定后线框中的电流和；
(2)求闭合开关后，线框由静止开始转动，到转动速率达到稳定的过程中，线框ab边能达到的最大速度和电源所释放的电能W；
(3)当用电动机带动其他机器稳定工作时，线框的ab、cd边相当于都受到与转动速度方向相反、大小恒定的阻力f，f不同转动速率也不同。写出此时电动机工作效率的表达式，并求出当时，线框的ab、cd边转动的速率。
【参考答案】
1．A 2．C 3．B 4．C 5．D 6．AD 7．BC 8．BD
9．不需要 0.1
10．甲 B C 2.80 1120 相等 偏大
11．（1）设物块在B点的速度为，从A到B物块做平抛运动，有
解得
（2）设在C点的速度为，从B到C，根据动能定理有
解得
在C点，由牛顿第二定律列式，有
解得
再根据牛顿第三定律得，物块对木板的压力大小。
（3）根据动量守恒定律得
根据能量守恒定律有
联立解得
12．（1）在加速电场中，根据动能定理有
解得电子进入磁场的速度
（2）设电子垂直打在MN中间时，做匀速圆周运动的半径为，由几何关系得
对应的圆心角为，则在磁场中运动时间
周期为
联立解得
（3）电子在磁场中运动有
解得
设打在M点时的运动半径为，依几何关系可知
联立解得磁感应强度最大值为
同理，打在N点的半径为，根据几何关系可知
解得
联立以解得磁感应强度最小值为
则磁感应强度的取值范围为
13．（1）刚闭合开关S，线框中的电流为
线框的转速达到稳定后，线框的转动不再加速，又因不计一切阻力和摩擦，所以稳定后ab、cd边所受安培力为0，因此线框中的电流为。
（2）线框转动速率达到稳定时，ab、cd边产生的感应电动势与电源的电动势相等，所以稳定时有
解得
在很短的时间内可认为电流不变，以ab为研究对象，在ab边转动的方向应用动量定理得
对整个过程求和有
其中为在整个过程中通过杆横截面的电量，又因为电源所释放的电能为
联立以上各式求得
（3）因线框ab边和cd边所受的阻力均为f，当线框稳定转动时，线框ab边和cd边所受安培力大小与f相等，即f=BIL
则电动机的输出功率可表示为P=2 fv= 2BILv
又因为电源消耗的功率为EI，所以效率为
又因为，解得
当= 50%时，解得