2025届天津市普通高中学业水平等级性考试模拟试题（三）物理（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（三）
第Ⅰ卷（共40分）
一、单项选择题（本题共5小题，共25分）
1．下列四幅图都反映了光的特性，其中一个与其他图片所包含的原理不同的是（ ）
A．图甲：光经过大头针尖时的图样
B．图乙：用X射线拍摄的DNA晶体的图样
C．图丙：白光照射肥皂膜呈现出彩色条纹的图样
D．图丁：用光照射不透明的小圆盘，其背后阴影中心出现亮斑的图样
2．茶道文化起源于中国，是一种以茶修身的生活方式。如图所示，向茶杯中倒入热水，盖上杯盖茶水漫过杯盖，在水面和杯盖间密闭了一部分空气（可视为质最和体积均不变的理想气体），过一段时间后水温降低。关于泡茶中的物理现象下列说法正确的是（　　）
A．泡茶时，热水比冷水能快速泡出茶香，是因为温度越高每个分子动能都越大
B．水中放入茶叶后，水的颜色由浅变深，是布朗运动现象
C．温度降低后杯盖拿起来比较费力，是因为杯盖与杯子间的分子引力作用
D．温度降低，杯内气体分子撞击单位面积器壁的平均作用力变小，气体对外界放热
3．一列简谐横波在均均介质中沿轴负方向传播，已知处质点的振动方程为，则时刻的波形图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
4．我国已投产运行的特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的输电工程。输电线路流程和数据可简化为如图所示，若直流线路的输电线总电阻为，变压与整流等造成的能量损失均不计，直流和交流逆变时有效值不发生改变。当输送功率为时，下列说法正确的是（　　）
A．直流输电线上的电流为
B．降压变压器的原副线圈匝数比大于
C．直流输电线上损失的功率为，损失的电压为
D．若保持输送电功率不变，改用输电，直流输电线上损失的功率为
5．在大型物流货场广泛使用传送带运送货物如图甲所示，倾角为θ的传送带以恒定速率逆时针运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物无初速度放在传送带上的A处，经过1.2s货物到达传送带的B端，用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图像如图乙所示，已知，g=10m/s2，则下列判断不正确的是（　　）
A．A、B两点间的距离为3.2m
B．传送带上留下的黑色痕迹长1.2m
C．货物与传送带之间的动摩擦因数为0.5
D．倾角
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．中国实验快堆是第四代核能系统的优选堆型，采用钚（）作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀（），钚-239裂变释放出的快中子被再生区内的铀-238吸收，转变为铀-239，铀-239极不稳定，经过衰变，进一步转变为易裂变的钚-239，从而实现核燃料的“增殖”．下列说法正确的是（ ）
A．铀-239转变为钚-239，经过了3次衰变
B．铀-239发生衰变过程中，电荷数守恒，质量也守恒
C．铀-239发生衰变的实质是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子
D．钚（）裂变生成两个中等质量的核，钚核的比结合能小于生成的两个核的比结合能
7．2024年8月，由南京大学张曾华副教授领导的国际团队发现首个白矮星与超冷亚矮星组成的双星系统。如图所示，白矮星VVV1256-62A（简称为A星）和超冷亚矮星VVV1256-62B（简称为B星）构成相距约1400AU（1AU即地球与太阳之间的距离）的双星系统，两星做圆周运动的周期为年。已知A星的质量是B星的7倍，但直径只有B星的。该双星系统中两星体均视为质量分布均匀的球体，不计其他星球的影响，则（ ）
A．A星的第一宇宙速度为B星的7倍
B．A星表面的重力加速度为B星的49倍
C．A星运行的轨道半径大于B星运行的轨道半径
D．若引力常量已知，则可算出A星和B星的总质量
8．如图，虚线表示位于O点的点电荷Q产生电场的等势面，相邻等势面间电势差大小相等且为4V，一电子在电场力作用下的运动轨迹如图中实线所示。已知电子经过a点时的动能为10eV，经过f点时电势能为-20eV，下列说法正确的是（　　）
A．点电荷Q带负电 B．电子经过c点时动能为18eV
C．电子经过d点时电势能为-28eV D．电子可能经过电势为4V的等势面
第Ⅱ卷（共60分）
9．在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，橡皮条的另一端系两根细绳，细绳另一端带有绳套。先用两个弹簧秤分别勾住绳套并互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点达到某一位置O，并记下该点的位置O。再用一个弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O点，如图甲所示。
（1）物理学有很多的科学研究方法，本实验所采用的是 ；
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．物理模型法
（2）图甲中沿方向拉的弹簧测力计的示数为 N；
（3）实验中，在白纸上画出的测量结果如图乙所示，其中O处为结点位置。图中的F与两力中，方向一定沿橡皮筋方向的是 ；
（4）关于本实验，下列说法正确的是 。
A．两细绳必须等长
B．弹簧秤、细绳、橡皮筋都应与木板平行
C．两次拉伸橡皮条，只要使橡皮条伸长到相同长度即可
D．拉橡皮筋的细绳要适当长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
10．某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻，他根据下面提供的器材，设计了如图所示的原理图。
①电压表V（量程3 V，内阻RV约为）
②电流表G（量程3 mA，内阻）
③电流表A（量程3 A，内阻约为）
④滑动变阻器R1（，额定电流2 A）
⑤滑动变阻器R2（，额定电流1 A）
⑥定值电阻
⑦开关S和导线若干
（1）该同学发现电流表A的量程太大，于是他将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是 A。（结果保留两位有效数字）
（2）为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是 。（填“R1”或“R2”）
（3）该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势，电源的内阻 。（结果保留两位有效数字）
11．如图所示，O点为固定转轴，将一根长度为l＝0.5m的细绳上端固定在O点，细绳下端系一个质量为m＝0.8kg的小球，当小球处于静止状态时恰好与平台的右端B点接触，但无压力。一个质量为M＝2kg的小物块从粗糙水平面上的A点，以一定的初速度开始运动，到B点时与小球发生正碰，碰撞后小球在绳的约束下在竖直面内做圆周运动，物块做平抛运动落在水平地面上的C点。测得B、C两点间的水平距离x＝0.6m，平台的高度h＝0.2m，已知小物块与平台间的动摩擦因数，重力加速度，求：
（1）碰撞后小物块M做平抛运动的初速度大小v；
（2）若碰后小球恰好能到达圆周运动的最高点D，则A、B间距离s为多少？
12．如图，间距为的两平行虚线之间有磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里的匀强磁场，在b的上方区域有电场强度大小为，方向向下的匀强电场。一质量为，带电量的粒子从虚线a上某点入射，速度方向与a的夹角为45°，粒子经间区域进入电场，然后返回并从a上另一点出射。不计重力，粒子始终在纸面内运动。
(1)判断的正负；
(2)若粒子进入电场时速度垂直于，求粒子在电场中距的最远距离；
(3)撤去磁场，当入射速度大小为何值时，粒子从虚线a入射到从虚线a出射所需的时间最短？
13．高速公路上传统的避险车道是利用路边斜坡进行制动避险。某研究性学习小组基于电磁感应原理设计了由测速系统和制动系统组成的水平路面避险车道，如图甲所示。其工作原理如图乙所示：车厢底部装有励磁线圈（图中未画出）的汽车在进入避险车道时通过控制系统使线圈通电，可在边长为L的正方形虚线区域内产生竖直向下的匀强磁场；测速系统是一个长为、宽为的固定矩形线圈；制动系统是在路面铺设一块足够大的金属板，金属板的厚度为d，电阻率为，为了研究方便，金属板中只考虑与正方形励磁线圈正对部分的磁场和电阻，其他部分的磁场和电阻均忽略不计。在某次模拟试验过程中，汽车刚到达测速线圈时，测速线圈产生的感应电流大小为，已知汽车的总质量为M，励磁线圈产生匀强磁场的磁感应强度大小B，测速矩形线圈的电阻为R，不计汽车所受到的其他阻力，不考虑磁场运动产生的其它因素。
(1)汽车刚到达测速线圈时，
①求测速线圈产生的感应电流方向（从上往下看：选“顺时针”或“逆时针”）；
②求汽车速度的大小；
(2)求汽车通过测速线圈的过程中，线圈受到安培力冲量的大小；
(3)若汽车刚到达金属板时的速度为，求此后汽车在金属板上滑行的距离；
【参考答案】
1．C 2．D 3．A 4．D 5．B 6．CD 7．AD 8．BC
9． B 3.70 BD
10． 0.75 0.80
11．（1）碰撞后小物块M做平抛运动，在水平方向则有x＝vt
在竖直方向则有
解得v＝3m/s
（2）小球在最高点D时，重力恰好提供向心力，则有
小球从B点到D点，由动能定理可得
小物块与小球碰撞后，由动量守恒定律可得
小物块从A点到与小球开始碰撞的运动中，由动能定理可得
解得s＝1.1m
12．（1）若粒子带负电，则进入电场后受向上的电场力，不可能回到磁场中，可知粒子带正电，。
（2）设粒子在磁场中做圆周运动时的速度大小为，运动轨迹的半径为，由牛顿运动定律和洛伦兹力公式有
如图，由几何关系得
设粒子在电场中运动的最远距离为，由动能定理有
联立得
（3）设粒子初速度为，在电场中运动的时间为，在虚线ab之间的运动时间为，则根据动量定理可得
根据几何关系和运动学理论可得
总时间为
联立可得总运动时间为
根据取极小值
可得
13．（1）①测速线圈产生的感应电流方向：“逆时针” ；
②设汽车速度的大小为v，由法拉第电磁感应定律 ，
得
（2）设线圈受到安培力的冲量的大小为I，则
得
（3）在磁场进入金属板的过程中，设磁场进入长度为x时产生的电流为，则
设磁场进入金属板的过程中，安培力冲量大小为，则
得
在磁场完全进入金属板后，设产生的电流为，则
在磁场完全进入金属板后，设安培力冲量大小为，则
得
根据动量定理：
得