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2025年天津市南开区高考物理二模试卷
一、单选题：本大题共5小题，共25分。
1.在物理学发展的过程中许多科学家做出了重要的贡献。下列说法符合物理史实的是( )
A. 伽利略将逻辑推理与实验相结合，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法
B. 麦克斯韦指出光是一种电磁波，并通过实验证实了电磁波的存在
C. 玻尔将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子和其他原子光谱的实验规律
D. 贝克勒尔最早发现了天然放射现象，并指出原子核是由质子和中子组成的
2.如图所示为某一定质量的理想气体循环过程的图像。为等压过程，为等容过程，和为等温过程。关于该循环过程下列说法正确的是( )
A. 状态气体的温度高于状态气体的温度
B. 过程气体向外界放出热量
C. 过程气体对外做功，气体分子的平均动能减小
D. 整个循环过程，状态单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数最多
3.如图所示为静电除尘器原理示意图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，尘埃在电场中易带上电子，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的。图中虚线为电场线方向未标，一颗尘埃在向集尘极迁移过程中先后经过、两点。若电场力远大于重力，下列说法正确的是( )
A. 电场方向由放电极指向集尘极 B. 尘埃在位置的加速度比位置小
C. 尘埃在位置的电势能比位置大 D. 尘埃在位置的动能比位置大
4.年月日，我国成功发射高分十一号卫星。如图所示，高分十一号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，线速度方向如图所示。只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是( )
A. 高分十一号卫星和卫星分别运动到点时的加速度不同
B. 两卫星绕地球运行的周期相等
C. 图示位置时，两卫星的线速度大小关系为
D. 高分十一号卫星的线速度大于地球的第一宇宙速度
5.如图甲所示为智能健身圈，其原理是利用摇动腰部轨道上的阻尼环带起腰带外部轨道上的小球，起到健身的效果，其原理简化为如图乙所示。设配重小球的质量为，体积忽略不计，小球悬绳忽略质量长度为，腰带轨道近似看成是正圆，且半径为。若配重小球绕腰带的中心轴做水平匀速圆周运动，小球的线速度大小为，绳子与竖直方向夹角为，运动过程腰部保持稳定，重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 要让配重小球从静止以速度匀速转动起来，悬绳对小球做的功为
B. 当绳子与竖直方向夹角为时，配重小球做匀速圆周运动的向心力大小为
C. 若更换质量为的配重小球，以相同角速度转动阻尼环，绳子与竖直方向夹角不变
D. 当绳子与竖直方向夹角保持为时，配重小球转动频率
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
6.日晕是一种常见的大气光学现象，如图甲所示，太阳光线经卷层云中同一冰晶的两次折射，分散成单色光，形成日晕。如图乙所示，为一束太阳光射到截面为六角形的冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中的两种单色光，下列说法正确的是( )
A. 在真空中，光的传播速度较大
B. 、光线分别通过同一装置发生双缝干涉时，光的相邻条纹间距较大
C. 从同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小
D. 、光线分别照射同一金属发生光电效应时，光线照射发出的光电子的最大初动能较大
7.如图所示，波源沿轴做简谐运动，形成两列简谐横波，一列波在介质Ⅰ中沿轴正方向传播，另一列波在介质Ⅱ中沿轴负方向传播。时刻完整波形如图所示，此时两列波分别传到和处。时质点位移不变，振动方向与时刻相反，已知波源振动周期大于。下列说法正确的是( )
A. 波源的起振方向为沿轴正方向
B. 介质Ⅱ中波的周期为
C. 介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为：
D. 质点的振动方程为
8.绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚，新能源汽车越来越受市民的喜爱，正在加速“驶入”百姓家。某品牌电动汽车安装充电桩的电路图如下，已知总电源的输出电压，输出功率，输电线的总电阻，变压器视为理想变压器，其中升压变压器的匝数比：：，汽车充电桩的额定电压为。下列说法正确的是( )
A. 输出功率不变时，输电电压越高，输电线上损失的功率越小
B. 输电线上的电流为
C. 用户获得的功率为
D. 降压变压器的匝数比：：
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
9.某学校的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，在注射器中密封了一定质量的气体。
下列实验操作中正确的是______。
A.密封气体前，在柱塞上均匀涂抹润滑油
B.推拉柱塞时，用手握住注射器气体部分
C.实验时应快速移动柱塞
甲同学在不同温度下进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成______比选填“正”或“反”。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为 ______选填“”“”或“”。
若橡胶套内的气体不可忽略，乙同学在实验过程中移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度和气压计读数，绘出的图像可能为图丙的______。
10.如图甲所示，用铜片、铝片和可乐可以做成可乐电池，其内阻约几千欧。某实验兴趣小组制作了一个可乐电池并测量其电动势和内阻。
如图乙所示，直接用多用电表“直流”挡测量出可乐电池的电动势为______。
现有实验器材：
A.电压表约为
B.电流表
C.电阻箱
D.滑动变阻器
E.开关，导线若干
为了能更准确测量可乐电池的电动势和内阻，选择合适的器材并按图丙的电路图完成电路连接。
通过采集数据画出相应的图像如图丁中实线所示，可知该可乐电池的内阻为______保留位有效数字。
将该可乐电池静置后再次测量获得的图像如图丁中与实线平行的虚线所示，可知该可乐电池的电动势______选填“增大”“减小”或“不变”。
四、计算题：本大题共3小题，共48分。
11.分拣机器人在快递行业的推广大大提高了工作效率。如图甲所示，派件员在分拣处将包裹放在静止机器人的水平托盘上，机器人可将包裹送至指定投递口，停止运动后缓慢翻转托盘，当托盘倾角增大到时，包裹恰好开始下滑，如图乙所示。现机器人要把包裹从分拣处运至相距的投递口处，为了运输安全，包裹需与水平托盘保持相对静止。已知最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度，，，求：
包裹与托盘间的动摩擦因数；
机器人在运输包裹的过程中允许的最大加速度的大小；
若机器人运行的最大速度，则机器人从分拣处运行至投递口恰好静止所需的最短时间。
12.如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆形边界，为其水平直径，圆形边界内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，过点的竖直线与水平线间存在方向竖直向上、电场强度大小为未知量的匀强电场，点是匀强电场中的某点。现让电荷量为、质量为的带正电粒子不计重力从点射入匀强磁场，然后从点离开匀强磁场，粒子在匀强磁场中运动的轨迹圆的半径为，粒子经过一段时间从点运动到点时速度恰好水平向右。求：
粒子从点射入匀强磁场时速度的大小和从点运动到点所用时间；
匀强电场的大小和两点间的电势差。
13.利用超导体可以实现磁悬浮，图甲是超导磁悬浮的示意图。在水平桌面上有一个周长为的超导圆环，将一块永磁铁沿圆环中心轴线从圆环的正上方缓慢向下移动，由于超导圆环与永磁铁之间有排斥力，结果永磁铁能够悬浮在超导圆环的正上方高处，此时圆环所处位置的磁感应强度为、磁场方向与水平方向的夹角为，永磁铁磁场方向如图甲中所示。
从上向下看，判断超导圆环中的电流方向；
若水磁铁在高处时超导圆环中的电流强度为，求此时超导圆环所受的安培力的大小和方向；
在接下来的几周时间内，发现永磁铁在缓慢下移。经过较长时间后，永磁铁的平衡位置变为离超导圆环高处。有一种观点认为超导体也有很微小的电阻率，只是现在一般仪器无法直接测得，超导圆环内电流的变化造成了永磁铁下移。若已知永磁铁在高处时，圆环所处位置的磁感应强度大小为，磁场方向与水平方向的夹角为，永磁铁的质量为，重力加速度为，永磁铁从处经时间缓慢下移到处过程中，超导圆环中电流强度的平方随时间变化的图像如图乙所示和均为未知量，超导圆环导线的横截面积为。求永磁铁平衡位置变为高处时，超导圆环中的电流强度和该超导圆环的电阻率。
答案和解析
1.【答案】
【解析】伽利略将逻辑推理与实验相结合，发展了人类的科学思维方式和科学研究方法，故A正确；
B.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故B错误；
C.玻尔理论只能解释氢原子光谱，不能解释其他原子光谱，故C错误；
D.贝克勒尔发现了天然放射现象，但没有指出原子核是由质子和中子组成的，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】、根据图可知：，，根据理想气体状态方程可得
解得：，故A错误；
B、为等温过程，气体体积变大，则，由热力学第一定律可知，过程气体从外界吸收的热量，故B错误；
C、气体的温度越高，气体分子的平均动能越大，过程气体对外做功，气体分子的平均动能增大，故C错误；
D、状态，体积最小，单位体积内分子数最多，温度最高，气体分子的平均动能最大，故单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数最多，故D正确；
故选：。
3.【答案】
【解析】尘埃带负电，向集尘极运动，所以集尘极带正电，则电场方向由集尘极指向放电极，故A错误；
B.电场线越密集，场强越大，结合牛顿第二定律可知，尘埃在位置的加速度比位置大，故B错误；
根据沿电场线方向电势降低可知位置的电势高于位置的电势，所以尘埃在位置的电势能比位置大，根据能量守恒定律可知尘埃在位置的动能比位置小，故D错误，C正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】根据，可知两卫星在点加速度相同，故A错误；
B.由题意可知卫星的半长轴也为，根据开普勒第三定律可知，两卫星运行的周期相等，故B正确；
C.在图示卫星所在位置的圆轨道半径大于，对应在该处圆轨道上的线速度大小为，卫星要变轨到椭圆轨道上，必须减速，故，再根据卫星在圆轨道运行，轨道半径越大线速度越小，有，联立可得，故C错误；
D.根据第一宇宙速度是最大的运行速度可知，卫星的线速度一定小于地球的第一宇宙速度，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】由动能定理可知，让自然下垂的小球转动起来，即悬绳对配重小球所做的功大于其动能，故B错误；
由牛顿运动定律，对于配重小球，可见夹角与配重小球质量无关，同理由，可知，故C正确，D错误。
B.小球受到重力和悬绳的拉力工，重力方向竖直向下，拉力方向沿悬绳方向，将拉力分解为水平方向和竖直方向的分力。在竖直方向上，拉力的分力与重力平衡，即；在水平方向上，拉力的分力提供小球做匀速圆周运动的向心力。
由，可得：
联立解得：，故C错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】、根据光路图可知在冰晶中，光的折射率大于光的折射率，根据可知，在冰晶中，光的传播速度大于光的传播速度，根据可知同种玻璃中射入空气发生全反射时，光的临界角较小，故A正确，C错误；
B、因为光在冰晶中的折射率大，所以光的频率大，根据可知，光的波长小，根据可知，在相同条件下，光的双缝干涉条纹间距大，故B正确；
D.若光和光均能使同一金属发生光电效应，根据，由于光的频率大于光的频率，则光照射产生的光电子的最大初动能大，故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】、时，两列波分别传到和处，由上下坡法可知，波源的起振方向沿轴正方向，故A正确；
B、由时质点位移不变，振动方向相反可知，可得：，因为波源振动周期大于，所以，当时，可得：，故B错误；
C、两列波是由同一波源的振动形成的，所以频率相同，由题图可知：，，根据可知介质Ⅰ中与介质Ⅱ中波速之比为：：：：，
故C正确；
D、简谐振动方程的一般形式为，其中为振幅，为角频率，为初相位。由图可知，波源的振幅，，角频率，故质点的振动方程为：，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】、理想变压器的输出功率等于输入功率，故电源输出功率不变时，升压变压器的输出功率不变，根据：，输电电压越高，输电线上的电流越小，输电线上损失的功率为，可得输电线上损失的功率越小，故A正确；
B、根据：，可得升压变压器的原线圈中的电流为：
根据理想变压器原副线圈的电流比与匝数比的关系可得输电线上的电流为：，故B正确；
C、输电线上损失的功率为
由能量守恒可得用户获得的功率为：，故C错误；
D、降压变压器的副线圈中的电流
降压变压器的匝数比：：：：，故D正确。
故选：。
9.【答案】； 反；；
【解析】密封气体前，在柱塞上均匀涂抹润滑油，可防止漏气，故A正确；
本实验要保证封闭气体的温度不变，推拉柱塞时，用手握住注射器气体部分，或实验时快速移动柱塞，均会使注射器内气体温度发生变化，故BC错误。
故选：。
根据图乙所示的图像是延长线过原点的直线，可得与成正比，则可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。由理想气体状态方程：，可得：
可知图像的斜率越大，温度越高，可得两次实验的温度大小关系为。
若橡胶套内的气体不可忽略，设其体积为，多次记录注射器上的体积刻度和气压计读数，由玻意耳定律得：
当增大时，减小，即图像的斜率随增大而减小，故C正确，D错误。
故选：。
故答案为：；反；；
10.【答案】； ；；不变
【解析】用多用电表“直流”挡测量电动势，由图乙所示表盘可知，其分度值为，则可乐电池的电动势。
电池电动势约为，内阻约几千欧，则电路最大电流约为几百微安，则应选择图所示电路图。
根据图所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得，整理得，由图示图像可知，图像纵轴截距的绝对值，解得。
由图丁所示图像可知，图像的斜率，两图线平行，两图线的斜率相等，电池电动势相等，则该可乐电池的电动势不变。
故答案为：；；；不变。
11.【解析】设包裹质量为，已知当托盘倾角增大到时，包裹恰好开始下滑，此时重力沿斜面的分力大小等于最大静摩擦力，则有：
代入数据解得：
运送过程中包裹与水平托盘不发生相对滑动，当包裹受到的静摩擦力达到最大静摩擦力时加速度最大。由牛顿第二定律得：
解得：
当机器人先以最大加速度做匀加速直线运动，加速至最大速度，然后做匀速直线运动，最后以最大加速度做匀减速直线运动至零时，机器人从分拣处运行至投递口所需时间最短。设匀加速直线运动的时间为，运动的位移大小为，由运动的对称性可得匀减速直线运动的时间也为，运动的位移大小也为，匀速运动的时间为，由运动学公式得：
解得：，，
机器人从分拣处运行至投递口所需最短时间为：
答：包裹与托盘间的动摩擦因数为；
机器人在运输包裹的过程中允许的最大加速度的大小为；
机器人从分拣处运行至投递口恰好静止所需的最短时间为。
12.【解析】粒子在磁场中运动，有
解得
如图所示
根据几何关系有
解得
粒子在磁场中运动周期
解得运动时间为
粒子从点离开磁场时，速度方向与水平线夹角为把点的速度分解为水平方向和竖直方向，则有，由类平抛运动的规律可得
解得
解得
答：粒子从点射入匀强磁场时速度的大小为，从点运动到点所用时间为；
匀强电场的大小为，两点间的电势差为。
13.【解析】根据楞次定律的“增反减同”可以判断感应电流的磁场方向向上，根据安培定则可以判断感应电流方向从上往下看为逆时针方向；
把环分成无数等长的微小电流元，每一小段导线长为，则每一小段导线所受安培力
由对称性可知，所有小段导线所受的安培力水平分力抵消，所以竖直方向分力的合力即为整段导线所受安培力，方向竖直向下。
设有段导线，则
在处可以理解为永磁铁处于平衡状态，则
所以电流
磁铁下降前后环中电流，
根据能量守恒定律有
根据电阻定律有
联立解得：
答：从上向下看，超导圆环中的电流方向为逆时针方向；
若水磁铁在高处时超导圆环中的电流强度为，此时超导圆环所受的安培力的大小为，方向竖直向下；
永磁铁平衡位置变为高处时，超导圆环中的电流强度为，该超导圆环的电阻率为。
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