2025年高考《物理》第三次模拟考试（天津卷）

第第页2025年高考第三次模拟考试物理·全解全析注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回一、选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。1．心脏起搏器使用“氚电池”供电，这是一种利用氚核衰变产生的能量的新型核能电池，其使用寿命长达20年。氚核（）发生衰变的半衰期为12.5年。下列说法正确的是（

）A．氚核发生衰变时，电荷数守恒、质量数守恒B．氚核发生衰变产生的新核为C．环境温度升高时，核的半衰期会缩短D．100个经过12.5年后一定剩余50个【答案】A【详解】核反应方程遵循电荷数守恒、质量数守恒，故A正确；氚核发生衰变方程为，所以新核为，故B错误；环境温度升高时，核的半衰期不变，故C错误；半衰期是大量放射性原子衰变的统计规律，对个别的放射性氘原子核没有意义，故D错误。故选A。2.夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方C点射出的某单色光的入射角，已知，，则下列说法正确的是（）A．该单色光的彩虹角B．该单色光在水滴内部B点处发生全反射C．水滴对该单色光的折射率约为1.42D．若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大【答案】C【详解】在题图乙上标出各角度，如图所示由几何关系可知，解得，根据折射定律有，故C正确；由光路的可逆性可知，光在C点的折射角依然为，故该单色光的彩虹角为，故A错误；该单色光在水滴内发生全反射的临界角C满足，又sinθ<sinC，则该单色光在水滴内部B点不可能发生全反射。故B错误；根据题图甲可知水滴对M所对应的光的折射率大于对N所对应的光的折射率，则M、N所对应的光分别为紫光和红光，紫光波长比红光短，又双缝干涉条纹间距，则M所对应的光的条纹间距更小。故D错误。故选C。3.气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与气动杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面保持不动，椅子缓慢下降一段距离后达到稳定状态B，此过程温度不变。然后开空调，一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体状态为C；接着人离开座椅，椅子重新处于另一个稳定状态D。则气体从状态A到状态D的过程中，关于p、V、T的关系图或叙述中正确的是（）A．B．C．从状态A到状态D，气体向外放出的热量大于外界对气体做的功D．与状态A相比，处于状态D时，单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数减少【答案】C【详解】A到B的过程中，气体等温压缩，压强增大，体积减小；从B到C的过程中，气体等压降温，温度降低，体积减小；从C到D的过程中，等温膨胀，压强减小，体积增加，而且此时D状态的压强又恢复到最初A状态的压强，其图像和图像如图所示A、B错误；根据热力学第一定律，由于气体温度降低，内能减小，因此气体向外放出的热量大于外界对气体做的功，C正确；由于状态A与状态D压强相等，而状态D温度更低，单个分子撞击容器壁力减小，因此单位时间内碰撞单位面积容器壁的分子数更多，D错误。故选C。4.2024年7月19日，我国成功发射高分十一号05卫星。如图，高分十一号05卫星和另一颗卫星分别沿圆轨道和椭圆轨道绕地球运行，圆轨道半径为，椭圆轨道的近地点和远地点间的距离为，两轨道位于同一平面内且A点为两轨道的一个交点，某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图，只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（

）A．在图示位置，高分十一号05卫星和卫星的加速度大小分别为、，则B．在图示位置，两卫星的线速度大小关系为C．从图示位置开始，卫星先运动到A点D．高分十一号05卫星和卫星运动到A位置时的向心加速度大小分别为、，则有【答案】C【详解】设地球质量为M，卫星质量为m，卫星到地心的距离为r，根据牛顿第二定律，有得，即r越大，a越小，，故A错误；根据万有引力提供向心力，有，得，即圆周运动的轨道半径r越大，v越小，以地心为圆心，卫星a到地心的距离为半径作圆，设该圆轨道上卫星的运行速度为，由于卫星a不能保持在这个高度而做近心运动，故，又因，故，即，故B错误；高分十一号05卫星的轨道半径和卫星a轨道半长轴相等，根据开普勒第三定律可知，二者的公转周期相等，设为T,高分十一号05卫星由图示位置运动到A点所用时间大于，卫星a由图示位置运动到A点所用时间小于，即卫星先运动到A点，故C正确；根据可知，高分十一号05卫星和卫星运动到A位置时的加速度大小相等，方向均由A位置指向地心，但高分十一号05卫星做匀速圆周运动，其向心加速度就等于实际的加速度，而卫星沿椭圆轨道运动，速度沿轨道切线方向，其向心加速度等于实际加速度沿垂直于速度方向的分量，即，故D错误。故选C。5.如图甲所示，倾角为的传送带以恒定的速率v沿逆时针方向运行。时刻，质量的小物块以初速度从A端滑上传送带，小物块的速度随时间变化的图像如图乙所示，时小物块从B端滑离传送带。沿传送带向下为正方向，重力加速度g取，则（）A．传送带的倾角B．小物块对传送带做功C．小物块在传送带上留下的痕迹长度为D．小物块与传送带间因摩擦而产生的热量为【答案】B【详解】由图乙可知，小物块在内和内的加速度分别为，，在内和内根据牛顿第二定律有，，联立得，，故A错误；由图乙可知，传送带的运行速率为在内和内传送带的位移大小分别为，所以，小物块对传送带做的功为求得，故B正确；在图乙中画出传送带的图像如图所示由图像可得，在内小物块相对于传送带向上滑行的位移大小为内小物块相对于传送带向下滑行的位移大小为，所以，小物块在传送带上留下的痕迹长度为，故C错误；小物块与传送带间因摩擦而产生的热量求得，故D错误。故选B。6.生活中的传感器有很多种，其中有一种电容式风力传感器，是通过改变极板间的距离来改变电容的，如图所示，将电容式风力传感器连接在电路中组成回路，电源电动势恒定不变，闭合开关S，可动电极在风力作用下能够向左移动，风力越大，向左移动的距离越大。下列说法正确的是（）A．风力越大，电容式风力传感器的电容越小B．风力越大，电容式风力传感器的电容器存储的电荷越多C．风力越大，电容式风力传感器两极板间的电场强度越大D．风力越大，电容式风力传感器两极板间的电压越大【答案】BC【详解】根据题意可知，风力越大，则越小，由电容器的决定式，可得电容器的电容变大，故A错误；电源电动势恒定不变，电容器一直接着电源，则器电压不变，由，可知风力越大，电容越大，电容器存储的电荷越多，故B正确，D错误；电容器两极板间为匀强电场，由，风力越大，距离越小，而电压不变，则电容式风力传感器两极板间的电场强度越大，故C正确。故选BC。7.有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中N、S是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的正方形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮。如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电，已知正方形线圈边长为L，匝数为N，自行车轮半径为R，摩擦轮半径为r，磁感应强度为B，下列说法正确的是（）A．当自行车以v匀速行驶，产生恒定的电流B．自行车的行驶速度增大，灯泡会变得更亮C．摩擦轮的半径增大会使灯泡功率增大D．当自行车的行驶速度以v匀速行驶，发电机产生的最大电动势为【答案】BD【详解】自行车匀速行驶时，线圈在磁场中旋转产生感应电动势，产生的是交流电。故A错误；当自行车以v匀速行驶，摩擦轮的角速度为，发电机产生的最大电动势为，故D正确；小灯泡亮度决定于电功率，设小灯泡电阻为R，发电机内阻为，电功率，而，，联立，解得，可知自行车的行驶速度增大，灯泡会变得更亮。故B正确；根据前面选项分析可知摩擦轮的半径增大，会使灯泡功率减小。故C错误。故选BD。8.一列简谐横波沿x轴正方向传播，此波在某时刻的波形图如图甲所示。质点M的平衡位置在处，质点N的平衡位置是处。质点N从时刻开始振动，其振动图像如图乙所示。此波传播到达平衡位置为处的质点Q时，遇到一障碍物（未画出）之后立刻传播方向反向，反射波与原入射波在相遇区域发生干涉，某时刻两列波部分波形如图丙所示。则下列说法中正确的是（

）A．图甲时刻波刚好传播到N点，波速为20m/sB．从到，质点M通过的路程大于15cmC．时，质点N的位移为0D．足够长时间后，O、Q之间有5个振动加强点（不包括O、Q两点）【答案】BD【详解】质点N从t=0时刻开始振动，由振动图像可知此时质点N向上振动，由波形图可知图示时刻，N点向下振动，则图甲时刻波并非刚好传播到N点；由图可知波长为4m，周期为0.2s，波速为20m/s故A错误；因t=0时刻质点N在平衡位置沿y轴正向振动，可知t=0时刻质点M在x轴下方沿y轴负向振动，速度减小，从开始，M点处于y轴负方向，且此时向上向平衡位置振动，速度变大，则从到经历了0.15s，即，则质点M通过的路程大于，故B正确；根据振动图像可知时，质点N在最大位移处，故C错误；振动加强点到两波源的距离差满足由题意可知，解得，，，共有5个振动加强点，故D正确。故选BD。二、实验题：本题共2小题，共12分。9.（1）（5分）在“验证动量守恒定律”的实验中，某同学用如图a所示的装置进行了如下的操作：先调整斜槽轨道，使其末端的切线水平，在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将该木板竖直立于靠近槽口处，使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；将木板向右平移适当的距离，再使小球a从原固定点由静止释放，撞在木板上并在白纸上留下痕迹B；把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端，让小球a仍从原固定点由静止释放，和小球b相碰后，两球撞在木板上并在白纸上留下痕迹A和C；用刻度尺测量白纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、和。请回答下列问题：①若验证两小球碰撞过程动量是否守恒，还需要测量的物理量有；②请写出验证动量守恒的表达形式；若两小球发生弹性碰撞，还需要满足的表达式；③若采用图b所示实验装置，图中圆弧为圆心在斜槽末端的圆弧。使小球a仍从斜槽上原固定点由静止滚下，重复开始的实验，得到两球落在圆弧上的平均位置为M＇、P＇、N＇。测得斜槽末端与M＇、P＇、N＇三点的连线与水平方向的夹角分别为、、，则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为（用所测物理量的字母表示）。【答案】①两个小球的质量②③【详解】①小球离开槽口后做平抛运动，设挡板据槽口的水平距离为，由平抛知识得联立解得小球碰撞过程中，动量守恒，得联立可得故要想验证动量守恒还需要测量两个小球的质量；②由上面分析可知，验证动量守恒需要满足表达式若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，有代入化简解得③测得斜槽末端与的连线与水平方向的夹角为，由平抛规律设斜槽末端与的连线长度为R（即圆弧半径为R）解得测得斜槽末端与连线与竖直方向的夹角为，同理可得测得斜槽末端与的连线与竖直方向夹角为，同理可得由动量守恒化简可得（2）（7分）某实验小组使用某个多用电表测量电学中的物理量，并探究欧姆表的原理。①某次测量时，多用电表表盘指针指在如图甲所示的位置，下列说法正确的是（）A．若该读数是选用欧姆挡“”倍率得到的，应该更换“”倍率，欧姆调零后再次进行测量B．多用电表的欧姆挡是靠内部电源提供电流的，若选用“”倍率测量电阻，则欧姆表内阻约为C．用多用电表电流挡测直流电流时，应让红表笔接外电路的负极，黑表笔接外电路的正极D．测二极管正向电阻时，应让红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极②该小组进一步探究欧姆表的原理，设计了如图乙所示的电路，通过调节开关S，可使欧姆表具有“”和“”的两种倍率，可用器材如下：A．干电池（电动势，内阻不计）；B．电流表（满偏电流，内阻）；C．定值电阻（阻值为）；D．滑动变阻器（最大阻值为）；E．定值电阻（阻值为）、（阻值未知）；F.开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干。虚线框内是双量程电流表，已知当S接时，对应电流表量程是；定值电阻；当开关S拨向（填“”或“”）时，欧姆表的倍率是“”，欧姆调零后，欧姆表内阻为。使用一段时间后电池老化，电动势下降到、内阻增大到，但仍可调零，正确操作后，测量另一个定值电阻，欧姆表读数为，则这个电阻的实际阻值应为。【答案】①AD②9150148【详解】①若该读数是选用欧姆挡“”倍率得到的，说明待测电阻较小，应该更换“”倍率，欧姆调零后再次进行测量，故A正确；多用电表的欧姆挡是靠内部电源提供电流的，中值刻度对应的电阻等于这个倍率下欧姆表的内阻，若选用“”倍率测量电阻，则欧姆表内阻约为，故B错误；测直流电流时，应该让电流从红表笔流进，从黑表笔流出，以保证表盘指针能够正偏，故必须让红表笔接外电路的正极，黑表笔接外电路负极，故C错误；测二极管正向电阻时，多用电表内部电源与黑表笔相连，为保证电流从红表笔流进，从黑表笔流出，应让红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极，故D正确。故选AD。②当S接a时，对应电流表量程是0~0.1A，则有，代入题中数据解得当S接a时，对应电流表量程是0~0.1A，则欧姆表内阻，为当S接b时，对应电流表量程为，代入数据算得，则欧姆表内阻为故当开关S拨向b时，欧姆表的倍率是“×10”，欧姆调零后，欧姆表内阻为；电动势下降到1.48V，调零后，则欧姆表内阻为欧姆表读数为150Ω，对应的电流，解得三、计算题：本题共3小题，共48分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。10.（14分）如图所示，固定的水平横杆距水平地面的高度，长的轻质细绳一端系在水平横杆上，另一端连接质量的木块（可视为质点），质量的子弹以的速度水平射入木块并水平穿出，此后木块恰好能在竖直平面内做圆周运动，忽略空气阻力，取重力加速度大小，求：（1）子弹射穿木块过程中产生的热量Q；（2）子弹落地点与悬点O的距离d。【答案】（1）；（2）【详解】（1）设子弹穿出木块时的速度大小为，木块的最大速度为，最小速度为，有由能量关系子弹射入木块过程动量守恒子弹射穿木块过程中产生的热量解得（2）设子弹穿出木块后做平抛运动的时间为t，则有解得11．（16分）国内936型登陆舰搭载电磁炮出海，试验射程可达200公里，某同学设计了电磁碰撞测试装置，可以通过超级电容器的储能来判断电磁炮的威力。如图所示，粗糙的平行金属导轨MN、M′N′固定在水平面上，导轨间距L=1m，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B1=1.0T，其左端MM′之间用导线接入电源，电源的电动势为E=110V，内阻r=1Ω，右端通过绝缘物质与足够长的光滑金属导轨PQ、P′Q′相连。金属导轨PQ、P′Q′之间存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度，金属导轨右端QQ′之间连接一个电容C=9F的超级电容（原来不带电）。一根质量m1=10kg、电阻R1=1Ω的金属棒AB放置在金属导轨MN、M′N′上。接通电源后，金属棒AB从静止开始向右加速运动，其与导轨MN、M′N′间动摩擦因数为µ=0.05，与CD相碰之前已经匀速。金属棒AB与质量m2=90kg，电阻R2=4Ω的金属棒CD刚好在绝缘物质处发生弹性碰撞，碰后立即撤走金属棒AB，此后金属棒CD向右运动。已知电容器的储能公式，重力加速度g取10m/s2，金属棒与导轨接触良好，其他电阻忽略不计，不考虑电磁辐射。求：（1）金属棒AB向右运动的过程中，加速度的最大值；（2）碰撞后，金属棒CD向右运动的过程中最小的速度；（3）碰撞后金属棒CD上产生的焦耳热。【答案】（1）5m/s2；（2）10m/s；（3）9000J【详解】（1）当v