2025届天津市普通高中学业水平等级性考试模拟物理试题（四）（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（四）
第Ⅰ卷（共40分）
一、单项选择题（本题共5小题，共25分）
1．庆典活动中放飞的气球在空中缓慢上升，气球体积逐渐变大。将气球内的气体视为理想气体，忽略环境温度的变化，则球内气体（　　）
A．压强不变 B．对外界做功 C．内能变大 D．放出热量
2．如图所示，两束单色光同时从空气中沿同一方向以角从MN面射入某长方体玻璃砖，折射光束在MP面均发生了全反射，反射光射向PQ面。下列说法正确的是（　　）
A．反射光束射向PQ面，可能在PQ面发生全反射
B．若光束1是蓝光，光束2可能是红光
C．逐渐减小时，两单色光在MP面将不发生全反射
D．改变，若光束1能在MP面发生全发射，光束2一定也可以
3．天津一住宅小区变压器给住户供电的电路原理示意图如图所示，变压器可视为理想变压器，所有电表均可视为理想电表，原线圈接入如图所示的正弦交流电，图中为输电线的总电阻。用电高峰期（住户使用的用电器增加）与用电低谷期（住户使用的用电器较少）相比，下列说法中正确的是（　　）
A．电流表示数减小 B．电压表示数减小
C．电压表示数减小 D．变压器原线圈的输入功率减小
4．两列简谐横波分别沿轴正方向和负方向传播，波速均为，两个波源分别位于和处，波源的振幅均为。如图所示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的、两质点刚开始振动，质点的平衡位置位于处。下列判断正确的是（ ）
A．两波源的起振方向均是沿轴的正方向
B．时，质点、的位移均为
C．时，两波源间振动最强点有5个
D．时间内，质点经过的路程为
5．如图所示，质量为m的物块A静置于水平台面上，质量也为m的光滑小球B（可视为质点）放在半球体C上，物块A与小球B通过细线连接起来，并且细线绕过轻质定滑轮P。物块A在图示位置恰好处于静止状态，滑轮P通过竖直的轻杆固定于半球体球心的正上方，细线PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ=30°。重力加速度大小为g，不计细线与滑轮间的摩擦，则（　　）
A．C受到的摩擦力大小为
B．A受到的摩擦力大小为
C．轻杆OP对滑轮的作用力大小为mg
D．C对B的弹力大小为
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．如图所示的火灾自动报警器工作原理为：放射源处的锯发生α衰变生成镎，α粒子使壳内气室空气电离而导电。当烟雾进入壳内气室时，α粒子被烟雾颗粒阻挡，于是锋鸣器报警。下列说法正确的是（　　）
A．发生火灾时温度升高，的半衰期变长
B．这种报警装置应用了α射线电离能力强的特点
C．发生α衰变过程中需要吸收能量
D．发生α衰变的核反应方程是
7．神舟十九号载人飞船于2024年10月30日成功发射，并通过加速与空间站交会对接。对接前，飞船和空间站在轨运行的情形如图所示，A是飞船，B是空间站，下列说法正确的是（ ）
A．对接前B的线速度比A的小
B．对接前B的运行周期比A的小
C．对接前B的向心加速度比A的小
D．对接后三位乘组人员处于漂浮状态不受重力
8．将如图所示，在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O，用一根长度为l的绝缘细线把质量为m、带电量为q的金属小球悬挂在O点。小球静止在B点时，细线与竖直方向的夹角为θ=37°。重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。现将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放，以下说法中正确的是（　　）
A．小球带负电
B．从A到最低点C的过程中小球的速度一直增大
C．从A到最低点C的过程中小球的向心力大小先增大后减小
D．若在A点给一个初速度，小球可以做完整的圆周运动，则速度最大值出现在B点
第Ⅱ卷（共60分）
9．某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示，实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能，然后进行比较，如果两者在实验误差允许的范围内相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题：
(1)关于上述实验，下列说法中正确的是___________。
A．重物最好选择密度较小的木块
B．重物的质量可以不测量
C．实验中应先接通电源，后释放纸带
D．可以利用公式v=来求解瞬时速度
E．打点计时器安装应使限位孔保持竖直
F．释放重物前应手提纸带上端并使重物远离计时器
(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是重物下落的起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计时点，并测出各计时点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm。已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，重物的质量为0.5kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减少的重力势能= J；重物增加的动能= J，造成两者不等的系统误差可能是 。（重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字）
10．多用电表是一种多功能、多量程的电学仪表，可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻等物理量。
（1）指针式多用电表使用前应该调整 ，使指针指向“0”。
（2）某电阻阻值约为几百欧姆，现用该电表测此电阻，测量前，需要以下操作，其顺序是 。（填写序号）
A．将红表笔和黑表笔直接接触
B．把选择开关旋转到“”位置
C．调节欧姆调零旋钮使指针指向欧姆零点
正确进行实验操作后，电表的读数如图甲所示，该读数是 。
（3）图乙是某同学设计的多用电表测电阻的欧姆调零原理图，电池的负极应接 表笔（选填“红”或“黑”）。图中G为表头，量程，内阻，，通过调节a、b间的触点，使G满偏。已知，电池电动势为（电池内阻可忽略），触点在a端时G满偏，则 。
11．如图所示，一个固定的圆弧槽上表面AB为半径的光滑四分之一圆弧，紧靠圆弧槽的右侧有一个光滑水平面与点相切。长的不可伸长的细绳一端固定在点，另一端系着质量的小球Q，小球Q刚好与水平面相接触。在A的正上方高处有个质量的物块P静止释放，相切进入圆弧轨道AB，后沿光滑水平面向Q运动并与Q发生弹性正碰，P、Q碰撞后，小球Q能在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度大小，P、Q均可视为质点，求：
（1）物块P达到圆弧最低点时的速度；
（2）在P与Q碰撞后瞬间，小球Q的速度的大小；
（3）小球Q运动到最高点时对细绳拉力的大小。
12．如图1所示，两根间距为、电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角，导轨底端接入一阻值为的定值电阻，所在区域内存在磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向垂直于导轨平面向上，在导轨上垂直于导轨放置一质量为、电阻为的金属杆，开始时使金属杆保持静止，某时刻开始给金属杆一个沿斜面向上的恒力，金属杆由静止开始运动，图2为运动过程的图像，重力加速度。则在金属杆向上运动的过程中，求：
(1)匀强磁场的磁感应强度；
(2)前内金属杆通过的位移；
(3)前 内电阻 产生的热量。
13．跑道式回旋加速器的工作原理如图所示，两个匀强磁场区域I、II的边界平行，相距为L，磁感应强度大小相同，方向垂直纸面向里，P、Q间存在水平向右、场强大小为E的匀强电场，方向与磁场边界垂直．质量为m、电荷量为+q的粒子从P飘入电场（初速度忽略不计），多次经过电场加速和磁场偏转后，从位于边界上的出射口K射出时速度为v，已知K、Q的距离为d，带电粒子的重力不计，求：
(1)磁感应强度大小B；
(2)粒子从P飘入电场至出射口K过程中，在磁场中运动的时间t；
(3)若粒子最后一次以Q射入磁场时受到与速度大小成正比、方向相反的阻力，粒子的轨迹刚好与磁场II的边界相切，求粒子最后一次从Q运动到相切点的时间t以及位移大小x。
【参考答案】
1．B 2．D 3．C 4．C 5．A 6．BD 7．AC 8．CD
9．(1)BCE (2) 2.14 2.12 物体克服空气阻力及纸带与打点计时器之间的摩擦阻力做功
10． 指针定位螺丝 BAC 193 红 2
11．（1）物块P从静止到B点，由动能定理
解得
所以物体P到达最低点速度大小为，方向水平向右
（2）物块P与小球Q碰撞时，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得碰撞后瞬间物块P的速度
小球Q的速度
（3）碰撞后，设小球Q运动到最高点时的速度为，细绳对小球Q的拉力，则由机械能守恒定律有
又由向心力公式有
联立解得
由牛顿第三定律得小球对细绳的拉力
12．（1）当 时，速度为
此时感应电动势为
感应电流
安培力
根据受力平衡可得
联立解得
（2）前 内，根据动量定理有
设前 内金属杆通过的位移为
联立解得
（3）内金属杆通过的位移为
前 内对棒由动能定理
电路中产生的总热量
电阻产生的热量为
联立解得
13．（1）粒子从出射口K射出时在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径最大，
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
（2）设在电场中加速次数为，由动能定理得
解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，周期
磁场中运动总时间，解得
（3）粒子在磁场中转动的周期
粒子从点运动到相切点的时间
取一小段时间，对粒子在方向上列动量定理
两边同时对过程求和，其中x方向位移为零，x方向末速度为零，可得
解得