2025届天津市普通高中学业水平等级性考试模拟物理试题（九）（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（九）
第Ⅰ卷（共40分）
一、单项选择题（本题共5小题，共25分）
1．图为一种减震垫，上面布满了圆柱形薄膜气泡，每个气泡内充满了一定质量的理想气体，当平板状物品平压在气泡上时，气泡内气体的体积减小，温度保持不变。关于该挤压过程中气泡内的气体，下列说法正确的是（　　）
A．气体放出热量 B．气体吸收热量
C．分子平均动能增大 D．分子平均动能减小
2．中国北斗卫星导航系统（BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统。是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。目前，我国的北斗卫星超过50颗，分别处在地球静止轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）和中圆地球轨道（MEO），三类卫星相互配合，能够达到全球覆盖的成效。以下说法正确的是（　　）
A．GEO卫星的运行速度大于第一宇宙速度
B．MEO卫星轨道半径越小，发射时速度越大
C．IGSO卫星的线速度和加速度均大于赤道上物体自转的线速度和加速度
D．由于GEO卫星和IGSO卫星高度一样，所以机械能相同
3．每年“五一”前后，大同在古城墙附近会开启音乐喷泉，其中喷泉池水下的彩灯射出的彩光装点了古城周边夜景。如图甲所示，水下有一点光源S，可以发出两种不同颜色的a光和b光，其中任一光均可在水面上形成一个有光射出的圆形区域，俯视图如乙图所示，已知低水位时S发出的a光在水面形成的圆形区域与某一高水位时b光形成的区域面积等大，则下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率比b光的大
B．a光在水中的传播速度比b光的大
C．a光发生全反射的临界角比b光的小
D．用同一装置做双缝干涉实验，a光的相邻干涉条纹间距比b光的小
4．如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场B中，绕与磁场B垂直的轴匀速转动。已知线框电阻为R，转动周期为T，穿过线框的磁通量与时间t的关系如图乙所示。则下列说法不正确的是（　　）
A．时刻，线框平面与中性面垂直
B．感应电流的有效值为
C．到过程中，线框中平均感应电动势为
D．线框转动一周，线框中产生的热量为
5．水切割又称水刀，即高压水射流切割技术，是一种利用高压水流切割的机器。在电脑的控制下能任意雕琢工件，而且受材料质地影响小。因为其成本低，易操作，良品率又高，水切割逐渐成为工业切割技术方面的主流切割方式。如图所示，若水柱的截面为S，水流以速度v垂直射到被切割的钢板上，之后速度减为零，已知水的密度为。则下列说法正确的是（　　）
A．高压水枪的喷水功率为
B．水柱对钢板的平均冲击力大小为ρSv
C．减小水柱的截面S可以增大水对钢板冲力产生的压强
D．若水流速度v增大到原来的2倍，可以使水对钢板冲力产生的压强增大到原来的4倍
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．目前放射性元素镅应用广泛，是火灾自动报警器等设备内重要的放射源，其衰变方程为，已知核的质量为m1，核的质量为m2，X的质量为m3，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　）
A．的比结合能小于的比结合能
B．的结合能为
C．X为α粒子，环境温度的变化不会改变钼衰变的快慢
D．衰变后核核外电子处于高能级，向低能级跃迁发出γ射线
7．如图甲，战绳运动是用来减脂的一项爆发性运动。某次用手握住绳子的左端，将其拉平后沿竖直方向抖动并开始计时。时刻绳中各质点的位置和波形如图乙所示，质点1到达下方最大位移处时，质点5恰到达上方最大位移处，相邻编号质点平衡位置间的距离为。下列说法正确的有（　　）
A．这列波的波长为
B．起始时绳子的左端先向上抖动
C．绳中每个质点的振动周期为
D．时刻，质点6的加速度与速度方向相同
8．如图所示为“质子治疗仪”，质子先被加速到较高的能量，然后被引向肿瘤部位并轰击肿瘤，杀死肿瘤细胞，达到治疗效果。质子源源不断地飘入加速器（可认为速度为0），质子经过电场被匀加速到速度v的过程中，通过的位移大小为x，已知单位时间内进入加速器的质子数为n，质子的质量为m，电量为e，忽略质子间的相互作用力，下列说法正确的是（　　）
A．该加速电场的电场强度为
B．该加速电场的电压为
C．质子加速后的电势能增加了
D．加速器内所有质子运动形成的等效电流为
第Ⅱ卷（共60分）
9．某实验小组采用如图甲所示的实验装置做“验证动量守恒定律”实验。在桌面上放置气垫导轨，安装光电计时器1和光电计时器2，放置带有遮光片的滑块A、B，调节气垫导轨成水平状态。
（1）用螺旋测微器测量遮光片的宽度，如图乙所示，读数为 。
（2）实验开始前滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为。A与B碰撞后，B通过光电门2的时间为，A通过光电门1的时间为。为完成该实验，还需要测量的物理量有 。
A．遮光片的宽度 B．滑块A的总质量
C．滑块B的总质量 D．光电门1到光电门2的间距
（3）在（2）中， （填“大于”“等于”或“小于”）。
（4）利用（1）（2）中所给物理量的符号表示动量守恒定律成立的式子为 。
10．描绘一个标有“ ”的小灯泡的伏安特性曲线，有以下器材供选用：
A．电压表V量程，内阻为
B．电流表量程，内阻约
C．毫安表量程，内阻约
D．电阻箱（）
E．滑动变阻器（10Ω，2A）
F．滑动变阻器（，0.5A）
G．蓄电池（电动势，内阻不计）电键一个
(1)电流表选择 （选填“”或“”）滑动变阻器选择 （选填“”或“”）
(2)实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，尽可能减少实验误差，请你在虚线方框中画出实验电路原理图 。
(3)由实验可描绘出小灯泡的伏安特性曲线如下图，现把该小灯泡和一个电源（电动势，）串联在一起如乙图，则小灯泡的实际功率 （保留两位有效数字）
11．质量m=400g的手榴弹从水平地面上以 的初速度斜向上抛出，上升到距地面h=5m的最高点时爆炸，手榴弹炸成质量相等的两块弹片，其中一块弹片向相反方向运动，速度大小为50m/s，重力加速度g=10m/s2，空气阻力和火药质量均不计，求
（1）手榴弹爆炸前瞬间的速度v1大小；
（2）手榴弹所释放的化学能；
（3）两块弹片落地点间的距离x。
12．如图甲所示，光滑的金属导轨MN和PQ平行，间距，与水平面之间的夹角，匀强磁场磁感应强度，方向垂直于导轨平面向上，MP间接有阻值的电阻，质量，电阻的金属棒ab垂直导轨放置，现用和导轨平行的恒力F沿导轨平面向上拉金属杆ab，使其由静止开始运动，当金属棒上滑的位移时达到稳定状态，对应过程的图像如图乙所示。取，导轨足够长（，）。求：
（1）恒力F的大小；
（2）从金属杆开始运动到刚达到稳定状态，此过程金属杆上产生的焦耳热；
（3）导体棒达到稳定状态所用时间。
13．某小组基于“试探电荷”的思想，设计了一个探测磁感应强度和电场强度的装置，其模型如图所示．该装置由粒子加速器、选择开关和场测量模块（图中长方体区域）组成。为场测量模块的中截面。以中点O为坐标原点，方向为x轴正方向，在平面上建立平面直角坐标系。
带电粒子经粒子加速器加速后可从O点沿y轴正方向射入。选择开关拨到挡可在模块内开启垂直于平面的待测匀强磁场，长为的区间标有刻度线用于表征磁感应强度的大小和方向；拨到挡可在模块内开启平行于x轴的待测匀强电场，长为l的和区间标有刻度线用于表征电场强度的大小和方向。带电粒子以速度v入射，其质量为m、电荷量为，带电粒子对待测场的影响和所受重力忽略不计。
(1)开关拨到挡时，在区间处探测到带电粒子，求磁感应强度的方向和大小；
(2)开关拨到挡时，在处探测到带电粒子，求电场强度的方向和大小；
(3)求该装置区间和区间的探测量程。若粒子加速器的电压为U，要进一步扩大量程，U应增大还是减小？请简要说明。
【参考答案】
1．A 2．C 3．B 4．C 5．D 6．AC 7．BC 8．AD
9． 1.194 ABC 小于
10．(1) (2) (3)
11．（1）设手榴弹上升到最高点且未发生爆炸时的速度大小为v1，有
代入数据解得
（2）由动量守恒得
代入数据解得
则
代入数据解得
（3）由
代入数据解得
两弹片运动的水平位移大小分别为
则
12．（1）当金属棒匀速运动时，由平衡条件得
其中
由乙图可知
联立解得
（2）从金属棒开始运动到恰好达到稳定状态，由动能定理
又克服安培力所做的功等于整个电路产生的焦耳热，得
金属棒上产生的焦耳热为
（3）由动量定理
又因
又根据法拉第电磁感应定律
联立解得
13．（1）带正电的粒子向右偏转，受洛伦兹力方向向右，由左手定则可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外。
由几何关系，可知粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r与的关系为2r=
根据牛顿第二定律，得
解得
（2）由带正电粒子向右偏转，故电场力水平向右，可判断电场方向水平向右。
带正电的粒子射入电场中做类平抛运动。由水平方向、竖直方向位移公式，
牛顿第二定律可得
联立解得
（3）①若测量磁感应强度的大小和方向：设磁场中做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律
动能定理
由几何关系得
联立解得
由磁感应强度表达式可知，r越大B越小，根据左右对称性关系，所以量程为。
若粒子加速器的电压为U，则磁感应强度的表达式为
可知U应减小，B最小值越小，从而进一步扩大量程。
②若表征电场强度大小和方向：当运动时间最长，水平位移最大时，电场强度最小。由水平方向、竖直方向位移公式，
牛顿第二定律可得
联立解得
由根据左右对称性关系，所以量程为
当电压为U时，由动能定理
整理得
可知U应减小，E最小值越小，从而进一步扩大量程。