2025届天津市红桥区高三下学期二模物理试题

这是一份2025届天津市红桥区高三下学期二模物理试题，共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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．如图所示，（a）为氢原子能级图，（b）为某放射性元素剩余质量m与原质量m0的比值随时间t变化的图像，（c）为轧制钢板时动态监测钢板厚度的装置图，（d）为原子核的比结合能随质量数变化的图像。下列说法正确的是（ ）
A．图（a）中，一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3个光子
B．图（b）中，由放射性元素剩余质量m与原质量m0的比值随时间t的变化规律可知其半衰期为67.3天
C．图（c）中，探测器接收到的射线可能是α射线
D．图（d）中，比结合能越大，平均核子质量越大，原子核越稳定
2．一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．气体向外放出的热量等于外界对气体做的功
B．气体压强保持不变
C．气体分子的平均动能增大
D．单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
3．有天文爱好者利用该天文台观测发现，水星半径约为地球的38，已知水星平均密度与地球平均密度相近，则近水星卫星与地球近地卫星线速度之比为（ ）
A．64:9
B．8:3
C．3:8
D．9:64
4．图甲为小型发电机与理想变压器变压输电过程的示意图，图乙为该发电机产生的电动势随时间的变化规律。理想变压器的匝数比n1:n2:n3=4:2:1，电阻R1阻值未知，电阻R2=5Ω，灯泡的额定电压为10V，额定功率为5W。不计发电机线圈内阻及交流电表A的内阻。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．t=0.02s时，通过发电机线圈的磁通量为零，磁通量变化率最大
B．电流表A的示数为2A
C．电阻R1=4Ω
D．发电机的输出功率为22W
5．如图为置于真空中厚度为L的矩形透明砖的截面图，O、O'分别为上下表面的中点，一光线从O点以一定角度射入透明砖，刚好射在图中a点(O'a=L)。换同样大小的另一材质矩形透明砖放在原位置，让同一光线仍然从O点以相同的角度射入透明砖，刚好射在图中b点O'b=35L。关于该光线在这两种介质中传播，下列说法正确的是（ ）
A．在b点一定不会发生全反射 B．在第一种材质中传播时频率更小
C．在第二种材质中的波长更大 D．穿过第二种材料的时间较短
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）
6．一列简谐横波沿x轴方向传播，t=0时刻的波动图像如图甲所示，质点P的振动图像如图乙所示，根据图像可知（ ）
A．该波沿x轴负方向传播
B．该波波速为0.2m/s
C．质点P的横坐标为x=1.0m
D．质点P的横坐标为x=1.1m
7．如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（ ）
A．卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度
B．A、B的线速度大小关系为vA>vB
C．B、C的向心加速度大小关系为aBTB
8．如图所示，静电场中竖直虚线a、b、c、d、e是等势线且相邻之间电势差相等，一带正电的小液滴从A点以竖直向上的初速度开始运动，经最高点B后回到与点A在同一水平线上的E点，A、B、C、D、E为液滴轨迹与等势线的交点。则下列说法正确的是（ ）
A．A点的电势低于B点的电势
B．液滴的机械能一直增大
C．液滴在B点时的动能最小
D．B→E过程静电力所做的功是A→B过程的3倍
第Ⅱ卷 (非选择题，共60分)
三、实验题（本题满分12分，每空2分）
9．某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装置如图甲所示。
（1）如图乙所示，摆球的直径为d= mm。
（2）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长度L0（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为d。则计算g的表达式为：g= （用题中所给的字母来表示）。
（3）第二组同学经测量得到7组摆长L和对应的周期T，画出T2-L图线，坐标如图丙所示。若取π2=9.8696，利用T2-L图线的斜率，求得当地重力加速度大小g= （结果保留三位有效数字）m/s2。
10．某同学想测某电阻的阻值。
（1）该同学先用多用电表的欧姆挡中的“×10”挡粗略测量该电阻，结果如图甲所示，则该读数为 Ω。
为了更准确地测量该电阻的阻值Rx，有以下实验器材可供选择：
A．电流表A1（量程为0~15mA，内阻r1约为2Ω）；
B．电流表A2（量程为0~3mA，内阻r2=100Ω）；
C．定值电阻R1=900Ω；
D．定值电阻R2=9900Ω；
E．滑动变阻器R3（0~20Ω，允许通过的最大电流为200mA）；
F．滑动变阻器R4（0~100Ω，允许通过的最大电流为50mA）；
G．蓄电池E（电动势为3V，内阻很小）；
H．开关S。
（2）滑动变阻器应选择 （填“R3”或“R4”）。
（3）该同学设计了测量该电阻的电路图，如图乙所示。该同学在某次实验过程中测得电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2，则该电阻表达式Rx= （用题中所给物理量的符号表示，图中与A2串联的定值电阻R用所选的“R1”或“R2”表示）。
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．如图所示，质量M=4kg的小车静止在光滑水平面上，小车AB段是半径R=1m的光滑四分之一圆弧轨道，BC段是长L=2m的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点。一质量m=1kg、可视为质点的滑块从小车上的A点由静止开始沿圆弧轨道下滑，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。取重力加速度大小g=10 m/s2。求：
（1）滑块滑到圆弧轨道最低点B时，小车的速度v1和滑块的速度v2；
（2）滑块下滑过程中，小车对滑块支持力所做的功W；
（3）滑块与BC轨道间的滑动摩擦因数μ。
12．在abcd空间区域内有一个垂直于水平传送带向下、磁感应强度为B的匀强磁场，ab、cd边界与传送带运行方向垂直且ac=2d。有一N匝边长为d的正方形绝缘闭合线圈，总质量为m，总电阻为R。线圈在运动过程中左右两边始终与磁场边界平行，其底面与传送带间的动摩擦因数为μ，进入磁场前已和传送带共速，传送带的速度始终保持向右的v0。已知线圈在完全进入磁场前已经达到匀速，且在线圈右侧边到达cd时恰好与传送带再次共速。求：
（1）线圈在完全进入磁场前一瞬间的速度v的大小；
（2）在进入磁场的过程中，线圈中产生的焦耳热Q；
（3）从线圈的右侧边刚要进入磁场到线圈的右侧边刚要穿出磁场的过程所经历的时间t。
13．近期以Deepseek为代表的我国自主知识产权的人工智能大模型正在迅猛发展，这些大模型在应用中都离不开能源的支撑。据统计我国每年的能源消耗是美国的两倍，是印度的六倍，现在我国67%的能源来源于火力发电。2025年3月可控核聚变实验装置“中国环流三号”又有新的技术突破，这标志着可控核聚变离并网发电又更近了一步，届时能源问题将彻底解决。利用高温超导产生的强磁场将高温反应中的带电粒子“约束”在一定区域内，使其不能射出，是可控核聚变的关键性技术难点。某同学为探究带电粒子的“约束”问题，构想了如图所示的磁场区域，假设匀强磁场的磁感应强度大小为B、垂直于纸面，其边界分别是半径为R和2R的同心圆，O为圆心，A为磁场内在圆弧上的一点，P为OA的中点。若有一粒子源向纸面内的各个方向发射出比荷为qm的带负电粒子，粒子速度连续分布，且无相互作用。不计粒子的重力，取sin37°=0.6，cs37°=0.8，求:
（1）粒子源在A点时，若所有粒子都不能穿出磁场，粒子速度的最大值vmA；
（2）粒子源在O时，被磁场约束的粒子速度最大值vmO；
（3）粒子源在P点时，被磁场约束的粒子速度的最大值vmP。
【参考答案】
(1) 5.980（5.979-5.981） (2) π2（n-1）2（L0+d2）t2 (3) 9.87
10．(1) 260 (2) R3 (3) I2（R1+r2）I1-I2
11．（1）滑块与小车组成的系统水平方向动量守恒，滑块滑到圆弧轨道最低点B时，有
Mv1=mv2
根据能量守恒可得
mgR=12Mv12+12mv22
解得
v1=1m/s方向水平向左，v2=4m/s方向水平向右
（2）滑块下滑过程中对滑块使用动能定理
mgR+W=12mv22-0
解得W=-2J
（3）滑块最后恰好停在C点时，小车也停止运动，整个过程中由能量守恒定律有
mgR=μmgL
解得μ=0.5
12.（1）线圈完全进入磁场前已经匀速，根据物体平衡有
μmg=NIdB
根据闭合电路欧姆定律以及法拉第电磁感应定律（动生切割电动势）有
I=ER
E=NBdv
解得v=μmgRN2B2d2
（2）线圈的右边界刚要进磁场到线圈的右边界刚要出磁场的过程，根据动能定理有
W安+μmg⋅2d=0
又 Q=-W安
解得Q=2μmgd
（3）线圈的右边界刚要进磁场到线圈的右边界刚要出磁场的过程，根据动量定理（设向右为正方向，Δt为线圈有电流通过的时间）有μmgt-NIdBΔt=0
又 I=ER
E=NΔΦΔt=NBd2Δt
得t=N2B2d3μmgR
13.（1）如图1所示，
由题意可知当粒子从A点与内圆相切向上射入磁场，轨迹恰好与外圆相切，如图甲根据几何关系有 rA=12R
洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有
qvmAB=mvmA2rA
解得： vmA=BqR2m
（2）如图2所示，
当粒子源在O时，粒子在磁场中的运动轨迹与磁场外边界相切时，被磁场约束的粒子每次经过磁场时间为最大值，设粒子运动半径为rO。在△OAC中，OA2+AC2=OC2
即R2+rO2=(2R-rO)2
解得rO=34R
洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有
qvmOB=mvmO2rO
解得： vmO=3BqR4m
如图3所示，
当粒子源在P点时，∠OFP越大，轨迹半径越大。根据正弦定理，
有 OPsin∠OFP=OFsin∠OPF
又因为sin∠OPF的最大值为1，故∠OFP的最大值为0.5
粒子在磁场中的运动轨迹与磁场外边界相切时，被磁场约束的粒子的半径最大，速度为最大值，设粒子运动半径为rP，根据几何关系可得
rP=R
洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有
qvmPB=mvmP2rP
解得：
vmP=BqRm
1
2
3
4
5
6
7
8
A
B
C
C
A
AC
AD
BD