2025届天津市普通高中学业水平等级性考试模拟物理试题（二）（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（二）
第Ⅰ卷（共40分）
一、单项选择题（本题共5小题，共25分）
1．2023年4月12日，有“人造太阳”之称的中国科学院的环流器（Tokamak，音译为托卡马克）装置创造了新的世界纪录，实现稳态高约束模式等离子体运行403s，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，加快实现聚变发电具有重要意义。下列关于轻核聚变说法正确的是（　　）
A．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较少
B．“人造太阳”中的核反应方程为，其中X为中子
C．目前我国利用核聚变发电已进入实用阶段
D．轻核发生聚变后，比结合能减少，因此反应中释放能量
2．关于下列四幅图所涉及的物理知识，描述正确的是（　　）
A．甲图中曲线②对应状态的气体分子平均速率更小
B．乙图中分子间距离大于时，增大分子间距离，分子力做正功
C．丙图中微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
3．李老师和王老师在操场上给同学们演示绳波的形成和传播，一位老师手持绳子一端以周期T上下振动，可以认为是简谐振动，图中时刻绳子上A质点正向下运动，绳子上1、3两质点在最低点，绳子上质点2在最高点，、两质点在平衡位置，相距x。下列说法正确的是（　　）
A．机械振动在绳子上传播形成了纵波
B．绳子上各质点水平向右运动
C．绳子上各质点振动周期不同
D．绳波的传播速度
4．图（a）是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站，是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居全世界第二，仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图（b）所示，如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，表示输电线电阻，则当用户功率增大时（　　）
A．示数增大，示数减小 B．、示数都减小
C．输电效率升高 D．输电线上的功率损失增大
5．一辆汽车在夜间以速度匀速行驶，驶入一段照明不良的平直公路时，司机迅速减小油门，使汽车的功率减小为某一定值，此后汽车的速度与时间的关系如图所示。设汽车行驶时所受的阻力恒定为，汽车的质量为，则下列说法正确的是（　　）
A．时刻，汽车的功率减小为
B．整个减速过程中，汽车的牵引力不断变小
C．整个减速过程中，克服阻力做功大于
D．整个减速过程中，汽车牵引力的冲量大小为
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．图甲为a、b两种单色光用相同器材得到的双缝干涉图案，图乙为两单色光在玻璃和空气分界面（实线）发生折射的光路图，则下列说法正确的是（　　）
A．图乙中两束光线是从空气射入玻璃
B．从同种介质射出时，b光更容易发生全反射
C．图乙中实线为a光的光路图
D．仅将a光做双缝干涉实验的双缝间距增大，则有可能得到和b光相同间距的图案
7．2024年10月30日，神舟十九号载人飞船顺利将蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名航天员送入太空并与天宫空间站顺利对接。飞船的运动可简化为如图所示的情境，圆形轨道2为天宫空间站运行轨道，椭圆轨道1为载人飞船运行轨道，两轨道相切于P点。已知轨道2的半径为r，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球的自转周期为T，轨道1的半长轴为a，引力常量为G，下列分析或结论正确的是（　　）
A．载人飞船若要由轨道1进入轨道2，需要在P点减速
B．载人飞船在轨道1上P点的加速度等于空间站在轨道2上P点的加速度
C．由已知可求得地球的质量为
D．空间站在轨道2上运行的周期与飞船在轨道1上运行的周期之比为
8．教室的一体机屏幕多为电容屏，具有灵敏度高的特点。电容式触摸屏其原理可简化为如图所示的电路。平行板电容器的上极板为可动电极，下极板为固定电极，为两板间一定点。当用手指触压屏幕上某个部位时，可动电极的极板会发生形变，同时也相当于将板接地，形变过程中，电流表中有从到的电流，则下列判断正确的是（　　）
A．形变过程中，两极板间距离减小，电容器电容变大 B．电容器的带电量减小
C．直流电源的端为电源正极 D．形变过程中，点电势降低
第Ⅱ卷（共60分）
9．阿特伍德机是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置。受此原理启发，某学习小组设计了图甲所示装置来探究物体质量一定时加速度与合力关系。主要实验步骤如下：
①将小桶释放，让质量为m的物块A上的挡光片从光电门1处由静止开始竖直向上运动，记录挡光片从光电门1运动到光电门2的时间t和此过程中拉力传感器的示数；
②往小桶里加适量的沙，多次重复步骤①，获得多组与t对应的F值。
请回答下列问题：
(1)为完成实验目的，还需要测量的物理量有___________。（填正确答案标号）
A．定滑轮的质量
B．拉力传感器与小桶及桶内沙的总质量M
C．两光电门间的高度差h
(2)物块A的加速度大小 （用t和还需要测量的物理量表示）。
(3)根据多组与a对应的F值的数据，作出图像。
①下列图像能正确反映a随F变化的规律的是 ；（填正确答案标号）
A． B． C．
②利用正确的图像， （填“能”或“不能”）测出当地重力加速度大小。
10．（1）在“测定金属丝电阻率”实验中，用螺旋测微器测量金属丝的直径如图甲所示，其读数为 mm；
（2）测量金属丝电阻时，已知金属丝的阻值R约为，为精确测量其阻值，实验过程中要求电流表示数从零开始记录多组数据，实验室提供的实验器材有：
A．电流表A1，量程为0~300μA，内阻
B．电流表A2，量程为0~0.6A，内阻r2约为
C．定值电阻
D．定值电阻
E．滑动变阻器Rp，最大阻值为
G．开关一只，导线若干
回答下列问题：
①实验中需要利用电流表A1改装成电压表，则应选择定值电阻 （选填“R1”或“R2”）；
②实验设计电路如图乙所示，为提高实验测量准确度，电流表A1左端a应接 （选填“b”或“c”）；
③以A2示数I2为横轴，A1示数I1为纵轴作I1-I2图像。若图像斜率为k，则金属丝的电阻Rx= （用r、k、R1或R2表示）；
④实验中若长时间保持开关闭合，则金属丝电阻率的测量结果 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
11．如图所示，高度为的水平桌面长度为，桌面左右两端各有一个小物块A和小物块B，小物块A与桌面之间的动摩擦因数为。现给小物块A一个水平向右的初速度，小物块A与桌面右端的小物块B发生弹性正碰后恰好能返回到桌面的左端。已知重力加速度g取，两小物块均可视为质点，取水平向右为正方向，不计空气阻力。求：
（1）小物块A与小物块B碰后速度的大小；
（2）小物块B的落地点到桌面右端的水平距离。
12．某研学小组设计了一套电气制动装置，其简化模型如图所示。在车身下方固定一单匝矩形导线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的总质量为m，车身长为s，线框的短边ab和cd分别安装在车头和车尾，长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长（大于车长s），磁感应强度的大小为B，方向竖直向上，若ab边刚进入磁场时列车关闭发动机，此时列车的速度为，cd边进入磁场瞬间，列车恰好停止，假设列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。求：
(1)线框边ab进入磁场瞬间，产生的感应电流大小和列车加速度的大小；
(2)线框从进入磁场到停止的过程中产生的焦耳热Q。
13．“太空粒子探测器”由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化为如图所示。辐射状的加速电场区域的边界为两个同心平行的网状金属扇形弧、，为圆心，圆心角，外圆弧与内圆弧间的电势差为，场强方向沿着纸面指向圆心。紧靠右侧有一圆形匀强磁场区域II，圆心为，半径为，磁场方向垂直纸面向外。在磁场区域下方处有一足够长的收集板。已知直线和平行且与垂直。假设太空中漂浮着的大量质量为、电荷量为的带正电粒子，它们能均匀地吸附在弧上并经电场从静止开始加速，然后从进入磁场，并最终都平行方向垂直运动到板被收集。忽略万有引力和粒子间的相互作用力，粒子均在纸面所在平面内运动，求：
(1)匀强磁场区域II的磁感应强度大小；
(2)从点开始运动的粒子，在匀强磁场区域II中运动的时间；
(3)粒子到达收集板区域的长度。
【参考答案】
1．B 2．A 3．D 4．D 5．C 6．AC 7．BD 8．AD
9．(1)C (2) (3) C 能
10． 0.640.644 偏大
11．（1）小物块A与桌面右端的小物块B发生弹性正碰后恰好能返回到桌面的左端，则有
代入数据解得小物块A与小物块B碰后速度的大小为
（2）设小物块A与小物块B碰前的速度为，由题可得
代入数据解得小物块A与小物块B碰前速度的大小为
又由碰撞过程动量守恒和能量守恒有
带入第一问数据解得碰后小物块B的速度大小为
又由于小物块B碰后做平抛运动，则有 ，
代入数据解得小物块B的落地点到桌面右端的水平距离为
12．（1）线框边进入磁场瞬间，产生的感应电动势
回路产生的感应电流大小
联立解得
线框边受到的安培力
对线框整体，根据牛顿第二定律
解得
（2）列车减少的动能部分转化为线框的焦耳热，部分转化为因铁轨及空气阻力产生的热量，根据能量守恒定律可得
解得
13．（1）设粒子进入磁场时速度大小为，则由动能定理有
解得
题意可知从进入磁场的所有粒子将垂直于PNQ方向出磁场，几何关系可得，粒子做匀速圆周运动半径即为R，由洛伦兹力提供向心力
联立以上解得
（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动周期
从点开始运动的粒子，将沿方向进入磁场，最终直于PNQ方向出磁场，故粒子速度方向改了，则在匀强磁场区域II中运动的时间
联立以上解得
（3）分析可知，沿方向进入磁场的粒子，到达PNQ板时距离的水平距离最远，最远距离设为，则
沿方向进入磁场的粒子，到达PNQ板时距离的水平距离最近，最近距离设为，几何关系可知，此时粒子轨迹圆弧对应的圆心角为，故
故粒子到达收集板区域的长度
联立解得