天津市红桥区2025届高三下学期一模物理试卷（Word版附解析）

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第Ⅰ卷（选择题，共40分）
一、单选题（本题共5小题，每小题5分共25分）
1. 下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是（ ）

A. 甲和乙B. 乙和丙C. 乙和丁D. 丙和丁
【答案】D
【解析】
【详解】甲图是微元法；乙图是放大法；丙图是等效法；丁图中物体的重心也是等效法。
故选D。
2. 一束单色光在不同条件下会形成很多有趣的图样。下列四幅图分别为光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过双缝、光通过单缝后，在光屏上形成的图样。图样中有一幅形成原理与其他不同，该图样是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】光通过圆孔、光照射在不透光圆盘上、光通过单缝后发生的都是光的衍射现象；而光通过双缝发生的光的干涉现象。可知图像C是光的干涉条纹，形成原理与其他不同。
故选C。
3. 如图所示为“嫦娥六号”月球探测器沿椭圆轨道环月绕行的示意图，，为椭圆轨道长轴端点，、为椭圆轨道短轴端点，探测器沿图中箭头所示方向运行。已知探测器绕行周期为，若只考虑月球对探测器的引力作用，下列说法正确的是（ ）
A. 探测器在点和点的加速度相同
B. 探测器在点的速度小于在点的速度
C. 探测器在点的机械能等于在点的机械能
D. 探测器从点到点的运行时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A．探测器在点和点的受力方向不同，则加速度不相同，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，探测器在点的速度大于在点的速度，故B错误；
C．探测器只有引力做功，则探测器在点的机械能等于在点的机械能，故C正确；
D．探测器是c点的速度最小，则探测器从点到点的运行时间大于，故D错误；
故选C。
4. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A. 图甲是卢瑟福粒子散射实验，这个实验说明了原子具有核式结构
B. 图乙是光电效应实验，此时张开的验电器带负电，锌板带正电
C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，其中3为射线
D. 图丁是核反应堆示意图，其中大量原子核发生的是可控的聚变反应
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲是卢瑟福粒子散射实验，这个实验说明了原子具有核式结构，故A正确；
B．图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带正电，故B错误；
C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，由左手定则可知3粒子带正电，为射线，故C错误；
D．图丁是核反应堆示意图，它是利用重核裂变反应释放能量，是可控的重核裂变反应，故D错误。
故选A。
5. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 气体分子热运动的平均动能一直减小
B. 气体对外界做功小于气体从外界吸收的热量
C. 单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数增多
D. 若A状态气体的温度为，则B状态为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图像可知，从状态A变化到状态B，压强p与体积V的乘积逐渐增大，根据理想气体状态方程可知气体温度一直在升高，所以分子平均动能一直在增大，故A错误；
B．该过程温度升高，所以内能增大，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，因内能增大，所以气体从外界吸收热量，且大于对外做的功，故B正确；
C．压强减小，分子的平均动能增大，由压强的微观解释可知，单位时间内撞击容器壁单位面积的气体分子数减小，故C错误；
D．根据理想气体状态方程得
又，
求得
故D错误。
故选B。
二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15分．在每小题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分）
6. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈通入正弦式交流电，副线圈连接有光敏电阻、小灯泡和定值电阻。已知光敏电阻所受光照变强时，电阻值变小，电流表和电压表均为理想交流电表。则（ ）
A. 电压表示数之比为
B. 电流表示数之比为
C. 所受光照变强，小灯泡将变亮
D. 所受光照变强，电流表示数变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于匝数之比，即，电压表的示数等于原线圈两端的电压，电压表的示数小于副线圈两端的电压，故电压表示数之比大于，故A错误；
B．电流表分别测量理想变压器原、副线圈中的电流，故电流表示数之比等于匝数的反比，即，故B正确；
CD．理想变压器原线圈两端电压恒定，匝数比一定，则副线圈两端电压也恒定，当所受光照变强，电阻值变小，光敏电阻R与小灯泡L并联的电阻减小，分得的电压也减小，故小灯泡将变暗，电流表示数变大，电流表示数也变大，故C错误，D正确。
故选BD。
7. 一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图中的实线所示，时的波形图如图中的虚线所示，则该简谐横波在介质中的传播速度可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】由图可知波长为
若波沿x轴向正方向传播，则
当时，
若波沿x轴向负方向传播，则
当时，
故选BC。
8. 如图所示，真空中两个等量正点电荷位于圆的直径上的M、N两点，直径垂直于，且。下列说法中正确的是（ ）
A. 圆弧是等势面
B. B、D两点的电场强度相同
C. 一个负点电荷仅受静电力作用，从D点由静止释放后，在间做往复运动
D. 带正电的点电荷在A点时电势能大于该电荷在B点时的电势能
【答案】CD
【解析】
【详解】A．等量同种点电荷电势分布如图所示
由图根据对称性可知，A、C点的电势相等，B、D点的电势相等，圆弧ABCD不是等势面，故A错误；
B．根据电场的对称性可知，同一个试探电荷在B、D两个位置所受的电场力大小相等，方向相反，故B错误；
C．根据电场线分布可知， 一个负点电荷仅受静电力作用，从D点由静止释放后，先向O做加速运动，然后向B点做减速运动，速度减到零后再反向加速，如此重复，即在间做往复运动，选项C正确；
D．根据电势的分布可知，A点的电势高于B点的电势，根据Ep=qφ可知，带正电的点电荷在A点时电势能大于该电荷在B点时的电势能，故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题，共60分）
三、实验题（本题满分12分，每空1分。）
9. 某同学为了探究弹簧弹力F和长度L的关系，如图甲所示，把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端所到达的刻度位置，然后，在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录每一次悬挂钩码的质量和弹簧下端的刻度位置，实验中弹簧始终未超过弹簧的弹性限度。以弹簧受到的弹力F为纵轴、弹簧长度L为横轴建立直角坐标系，依据实验数据作出图像，如图乙所示。
（1）由图乙，弹簧自由下垂时的长度______，弹簧的劲度系数______；
（2）图丙是a、b两弹簧的图像，当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高，则用弹簧______（选填“a”或“b”）制作的弹簧秤，灵敏度更高。
【答案】（1） ①. 10 ②. 50
（2）a
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据胡克定律有
可知图像的横轴截距为弹簧原长，则有
图像的斜率为劲度系数，则有
【小问2详解】
根据胡克定律有
可知图像的斜率表示弹簧的劲度系数，由图丙可知，弹簧a劲度系数小于弹簧b的劲度系数，故用弹簧a来制作弹簧秤，可以满足当弹簧秤示数相同时，形变量越大，灵敏度越高。
10. 按实验要求填空：
甲图中的实验器材参数如下：
待测电流表A（量程）
电阻箱（最大阻值）
滑动变阻器（①最大阻值 ②最大阻值）
电源E（①电动势为，内阻很小 ②电动势为，内阻很小）
（1）半偏法测电流表内阻的电路如图甲所示，测量方法是：先断开开关，闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表的指针满偏；保持的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使电流表的指针半偏，此时电阻箱的示数为。尽量减少系统误差，则滑动变阻器选择____________（选填“①”或“②”），电源E选择____________（选填“①”或“②”），电流表A内阻的测量值为____________（结果保留三位有效数字）Ω，测量值与真实值相比____________（选填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
（2）将该电流表A改装成量程为的电流表，应给电流表A____________（选填“串联”或“并联”）一个电阻，则改装后的电流表的内阻为____________（电流表A的内阻用“”表示）。
（3）测量一节废旧干电池的电动势E和内阻r，利用改装后的电流表和其它实验器材设计了如图乙所示的电路。在实验中，多次改变电阻箱阻值，记录多组数据，画出图像为一条直线（如图丙），由图中数据计算出该电池的电动势____________（结果保留三位有效数字）V，内阻____________（结果保留三位有效数字），如果没有考虑到电流表内阻的影响，电源电动势E的测量值将会____________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】（1） ①. ① ②. ① ③. 99.0 ④. 偏小
（2） ①. 并联 ②.
（3） ①. 1.13 ②. 10.3 ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据题意可知，采用的是半偏法测量电流表内阻，为了减小误差，实验中电源选择电动势较大的①，回路最大电流1mA，根据欧姆定律可知，最小电阻
故则滑动变阻器选择选择①。
[3]断开开关S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使电流表的指针满偏，电流为IA，保持R1的阻值不变，闭合S2，调节电阻箱R2，使电流表的指针半偏，表中电流为，由于电阻箱R2与电流表A并联，所以认为电阻箱中电流为IR2=IA-=
电流表A内阻等于此时电阻箱R2的阻值为RA=99.0Ω
[4]由实验电路可知，闭合S2后，总电阻减小，总电流增大，则流过R2的实际电流大于，导致测量值小于真实值。
【小问2详解】
[1]将电流表A改装成大量程电流表应该并联一个分流电阻。
[2]则改装后的电流表的内阻为
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律，有
可得
结合图像可得，
解得，
[3]由前面分析，可知
即电源电动势的测量值与电流表的内阻无关，如果没有考虑到电流表内阻的影响，电源电动势E的测量值将会不变。
四、计算题：（本大题共3个小题，11题14分，12题16分，13题18分，共48分，写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
11. 某学校的一节物理课上，王老师以电磁炉上的金属戒指为研究对象，探究电磁感应现象。戒指可视为周长为L、横截面积为S（如图所示）、电阻率为的单匝圆形线圈，放置在匀强磁场中，磁感应强度方向垂直于戒指平面向里。若磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，求：
（1）戒指中的感应电动势E的大小；
（2）戒指中的感应电流I的大小和方向；
（3）戒指中电流的热功率P。
【答案】（1）
（2），电流方向为逆时针
（3）
【解析】
【小问1详解】
设戒指的半径为r，则周长
磁感应强度大小在时间内从0均匀增加到，产生的感应电动势为
解得
【小问2详解】
根据电阻定律可知，戒指的电阻为
根据欧姆定律可知，戒指中的感应电流大小为
解得
根据楞次定律可知，感应电流方向为逆时针。
【小问3详解】
戒指中电流的热功率为
结合上述解得
12. 如图所示，小球a系在不可伸长的细线上，物块b静置于悬挂O点的正下方，将小球a从细线偏离竖直方向的位置由静止释放后，a、b两物体发生正碰，碰撞时间极短且不损失机械能．已知细线长，重力加速度，两物体都可看成质点，物块b与水平地面间的动摩擦因数，求：
（1）小球a与物块b碰前瞬间的速度大小v；
（2）碰后瞬间，小球a对细线的拉力F；
（3）物块b的最大位移x的大小。
【答案】（1）
（2），方向竖直向下
（3）
【解析】
【小问1详解】
小球a下摆过程中，由机械能守恒有
解得
【小问2详解】
两物体发生弹性碰撞，设向左正方向，根据动量守恒有
根据能量守恒定律有
联立解得
小球a碰后瞬间细线对小球的拉力设为，根据牛顿第二定律
联立解得
根据牛顿第三定律，小球对细线的拉力大小，方向竖直向下。
【小问3详解】
对物块b，由动能定理得
代入数据，解得最大位移
13. 研究带电粒子偏转的实验装置基本原理图如图所示，Ⅰ区域是位于平面内的半圆，直径与x轴重合，且M点的坐标为点的坐标为；Ⅱ区域位于平面内的虚线和y轴之间。其中Ⅰ区和Ⅱ区内存在垂直纸面向外的匀强磁场。三个相同的粒子源和加速电场组成的发射器，可分别将质量为m、电荷量为q的带正电粒子甲、乙、丙由静止加速到，调节三个发射器的位置，使三个粒子同时从半圆形边界上的a、b、c三个点沿着y轴正方向射入区域Ⅰ，b与半圆形区域的圆心的连线R垂直于x轴，a、c到的距离均为，乙粒子恰好从N点离开区域Ⅰ，丙粒子垂直于y轴离开区域Ⅱ。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用。
（1）求加速电场电压U；
（2）求区域Ⅰ内的磁感应强度大小和区域Ⅱ内的磁感应强度大小B；
（3）若在丙粒子离开区域Ⅱ时，区域Ⅱ内的磁场反向，同时再叠加竖直向上电场强度为E的匀强电场，此后甲粒子恰好不能穿过y轴，轨迹与y轴切于Q点，求Q点的位置坐标以及甲粒子经过Q点时速度v的大小。
【答案】（1）
（2），
（3）坐标为，速度大小为
【解析】
【小问1详解】
粒子在加速电场中加速，根据动能定理有
解得
【小问2详解】
如图所示
带正电粒子甲、乙、丙在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，设其轨迹半径分别为，由于三个粒子的质量和带电量均相等，再结合几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力得
解得
丙粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，由几何关系可知，丙粒子将从N点进入区域Ⅱ，且其速度与x轴正方向的夹角为，丙粒子进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动，设其轨迹半径为，由于丙粒子垂直y轴离开区域Ⅱ，由几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力得
解得
【小问3详解】
如图所示
甲粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动的轨道半径
根据几何关系可知甲粒子在区域Ⅰ中运动的轨迹圆心角
从飞出区域Ⅰ且其速度与x轴正方向夹角为，甲粒子从飞出区域Ⅰ后，继续做匀速直线运动到区域Ⅱ的左边界P点，经判断甲粒子在进入区域Ⅱ之前磁场方向已经变为垂直纸面向里，且叠加了向上的电场E，甲粒子进入区域Ⅱ后做曲线运动，轨迹与y轴切于Q点，设之间的竖直方向高度差为h，甲粒子在区域Ⅱ中水平方向使用动量定理（设向右为正方向）
推得
解得
根据几何关系甲粒子最接近y轴时Q的坐标为
对甲粒子进入区域Ⅱ后使用动能定理得
解得