2025届广东省广州市天河区高三下学期综合测试（二）物理试题（解析版）

第页，共页第18页，共18页2025届天河区普通高中毕业班综合测试（二）物理本试卷共8页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。注意事项：1．答卷前，考生必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的学校、姓名、班级、座位号和考生号填写在答题卡相应的位置上，再用2B铅笔把考号的对应数字涂黑。2．选择题每小题选出答案后，用2B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；不能答在试卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔或涂改液。不按以上要求作答的答案无效。4．考生必须保证答题卡的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“幻日”的示意图，图乙为太阳光穿过六角形冰晶的过程，a、b是其中两种单色光的光路，则在冰晶中（）A.a的折射率比b的大 B.a的频率比b的小C.a的传播速度比b的大 D.a的波长比b的大【答案】A【解析】【详解】A．由图可知，太阳光射入冰晶时，a光的偏折程度比b光的偏折程度大，则a的折射率比b的大，故A正确；B．因为a的折射率比b的大，所以a的频率比b的大，故B错误；D．因为a的频率比b的大，所以a的波长比b的小，故D错误；C．根据可知a的传播速度比b的小，故C错误。故选A。2.地球同步轨道上方300千米处的圆形轨道，是国际处理太空垃圾的“墓地轨道”，将废弃飞行物处理到此，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，将一颗失效的北斗二号卫星拖入到了“墓地轨道”。已知“墓地轨道”半径为r，地球同步卫星轨道半径为R，下列说法正确的是（）A.“地球同步轨道”处的重力加速度为0B.北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为C.北斗二号卫星在“同步轨道”上的机械能比在“墓地轨道”上小D.“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要加速【答案】C【解析】【详解】A．设地球质量为M，根据可得“地球同步轨道”处的重力加速度为可知“地球同步轨道”处的重力加速度不为0，A错误；B．根据万有引力提供向心力解得得北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行角速度之比为，B错误；C．北斗二号卫星从“同步轨道”上到在“墓地轨道”上需要将北斗二号卫星加速做离心运动，除万有引力外其他力对其做正功，机械能增大，C正确；D．“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要使其减速做近心运动，D错误。故选C。3.如图为某风力发电机简易模型图。在风力作用下，风叶通过转轴带动条型磁铁转动，在线圈L中产生感应电动势的瞬时表达式为，将线圈L与一定值电阻R相连，则（）A.磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最小B.线圈L中感应电动势的有效值为44VC.风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变一次D.若风叶的转速变大，则定值电阻R消耗的功率一定增大【答案】D【解析】【详解】A．磁铁转到图示位置时，线圈L中的磁通量最大，故A错误；B．线圈L中感应电动势的有效值为故B错误；C．风叶每转动一圈，电阻R中电流方向改变两次，故C错误；D．电阻R上消耗的功率为若风叶的转速变大，则感应电动势增大，电路电流增大，定值电阻R消耗的功率一定增大，故D正确。故选D。4.为了测定某平行于纸面匀强电场的电场强度，某同学进行了如下操作：取电场内某一位置O为坐标原点建立x轴，x轴上P点到O点距离为r，以O为圆心、r为半径作圆，如图（a）所示。从P点起沿圆周逆时针测量圆周上各点的电势φ和对应转过的角度θ，并绘制图，如图（b）所示，时达到最大值，时达到最小值0。一电荷量为的粒子沿图（a）中虚线逆时针做圆周运动，下列说法正确的是（）A.电场方向沿x轴负方向 B.电场强度的大小为C.由0到粒子的电势能一直减小 D.由0到电场力对粒子做功为【答案】B【解析】【详解】A．曲线在时达到最大值，说明电场线不是沿着x轴，而是沿着与x轴正方向的夹角为的直线，而且电场线方向指向左下方，A错误；B．由题知，取曲线最高点电势和最低点电势来求电场强度，则有B正确；C．带正电粒子的电势能，由图可知，从 到 ，电势逐渐升高到最大，粒子的电势能逐渐升高到最大，从到，电势逐渐减小为零，粒子的电势能随之减小，故由0到粒子的电势能先增大后减小，C错误；D．电场力做功等于带电粒子电势能的减少量,由于时的电势小于，而时电势0，则两点的电势能的变化量小于，电场力所做的功小于，D错误。故选B。5.无人机灯光表演给喜庆节日氛围增添了几许惊艳。在一次无人机表演中，若分别以水平向右、竖直向上为轴、轴的正方向，某架参演的无人机在方向的图像分别如图甲、乙所示，则在时间内，该无人机的运动轨迹为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】由图可知，在时间内无人机竖直方向做匀速直线运动，水平方向向右做匀减速直线运动，可知在时间内无人机受到的合外力方向水平向左，根据合外力指向轨迹凹处，可知时间内无人机运动的轨迹向左弯曲；在时间内无人机竖直方向向上做匀减速直线运动，水平方向做匀速直线运动，可知在时间内无人机的合外力竖直向下，根据合外力指向轨迹凹处，可知在时间内无人机运动的轨迹向下弯曲。故选A。6.战机水平飞行时可通过转动发动机尾喷口方向获得斜向上的推力，同时飞行过程由于机翼上下表面压强差，飞机会受到垂直机身向上的升力。若战机水平匀速飞行时升阻比（即垂直机身向上的升力和平行机身向后的阻力之比）为，已知战机重力大小为，则战机水平匀速飞行时获得的最小推力为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【详解】由题意，对飞机受力分析如图所示飞机受到重力、发动机推力、升力和空气阻力，重力的方向竖直向下，升力的方向竖直向上，空气阻力的方向与垂直，飞机匀速飞行，根据平衡条件有，结合，可得由数学知识可得，当时，有最小值，为。故选D。7.如图，为上表面水平的正方体区域，整个正方体空间内存在竖直向上的匀强磁场。abcd表面的正中央有一小孔P。粒子源S发射了两个速度大小相同、比荷不同的粒子M、N（重力不计），从P孔垂直于abcd表面射入后，M打在bc边上，N打在边上，则粒子M、N的比荷之比为（）A.2∶1 B.1∶2 C.5∶1 D.1∶5【答案】C【解析】【详解】根据题意，画出粒子的运动轨迹，从上往下看，如图所示设正方体的棱长为，由几何关系有，解得由牛顿第二定律有可得由于粒子源S发射了两个速度大小相同的粒子进入同一磁场中，设粒子M、N的比荷分别为和，则粒子M、N的比荷之比为故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.物体A和B用轻绳相连挂在轻弹簧下静止不动，如图（a）所示。A的质量为m，B的质量为M，将连接A、B的绳烧断后，A上升，经过某一位置时的速度大小为v，这时B的下落速度大小为u，如图（b）所示。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.在这段时间里，A的重力势能增加量小于弹簧弹力对A做的功B.在这段时间里，弹簧弹力对A的冲量大小等于C.在这段时间里，弹簧弹力对A的冲量大小等于mvD.绳烧断瞬间，A的加速度大小为【答案】AB【解析】【详解】A．在这段时间里，弹簧弹力对A做的功等于A的重力势能增加量和动能增加量之和，A正确；BC．根据动量定理，对物体A，则有对于物体B，则有联立解得B正确，C错误；D．绳未烧断时，整体受力分析可得烧断绳瞬间，弹簧的弹力不变，对A受力分析，由牛顿第二定律可得联立解得D错误。故选AB。9.倾角为30°的足够长光滑斜面，固定在水平地面上。时，小球P由斜面顶端O点静止释放；时，小球Q从同一位置O点水平抛出；Q第一次落到斜面时刚好击中P。重力加速度为g，不计空气阻力，则小球Q（）A.在时击中P B.击中P时，Q的竖直分速度与水平分速度大小之比为C.抛出时的速度大小为 D.击中P时，P与O点的距离为【答案】AC【解析】【详解】A．小球P在斜面上的加速度为其在竖直方向的分加速度为设小球Q抛出后经过时间与P球相碰，则有解得即在时击中P，故A正确；B．由平抛运动中，位移角与速度角的关系知解得故B错误；C．小球Q竖直方向的速度为与联立解得，抛出时的速度大小为故C正确；D．根据运动学规律，击中P时，P与O点的距离为故D错误。故选AC。10.某机械传动组合装置如图，一个水平圆盘以角速度ω匀速转动，固定在圆盘上的小圆柱离圆心距离为R，带动一个T形支架在水平方向左右往复运动。小圆柱在最左端时，在桌面的A点轻放质量为m的小物件P，此时T形支架的右端恰好与P接触但不粘连，圆盘转半圈时物件P恰好运动到O点。不计一切摩擦力。下列说法正确的是（）A.从A点开始运动到与T形架分离的过程中，物件P做匀变速直线运动B.物件P从A点开始运动的过程，T形支架对其做功为C.小圆柱从最左端开始转动圆周时，物件P与T形支架分离D.AO的距离为【答案】BCD【解析】【详解】A．T形支架的速度等于小圆柱的水平方向的分速度，小圆柱的线速度大小为将小圆柱的速度分解如图所示水平方向上的分速度为所以物件P从A点开始运动到与T形架分离的过程中，做变加速直线运动，故A错误；BC．当水平圆盘转过圈时，小圆柱的速度在沿AO方向的分量最大，则P速度达到最大值v，且之后小圆柱在沿AO方向的分量开始减小，所以此时物件P将与T形支架分离，此后以v做匀速直线运动，物件P从A点开始运动的过程，由动能定理得，T形支架对其做的功为故BC正确；D．支架与物件P分离之后P做匀速直线运动在圆盘转动周期时间到达O点，此时间内P运动的位移为AO间的距离为故D正确。故选BCD。三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。11.（1）如图所示螺旋测微器的读数为______mm。（2）某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验，图甲为“向心力演示器”装置，已知挡板A、C到左右塔轮中心轴的距离相等，B到左塔轮中心轴距离是A的2倍，皮带按图乙三种方式连接左右变速塔轮，每层半径之比由上至下依次为1∶1、2∶1和3∶1。①若要探究向心力与球质量的关系，则需要将皮带放在第______层；②若将皮带放在第二层，将质量完全相等的金属球放在挡板A和挡板C处，左右两标尺格数的比值为______。（3）某实验小组在实验室用单摆做测定重力加速度的实验，实验测出摆球的直径为d，摆线长为，单摆完成n次全振动的时间为t，则单摆的振动周期______；计算重力加速度的表达式______。【答案】（1）1.732##1.733##1.734（2）①.－②.（3）①.②.【解析】【小问1详解】螺旋测微器的读数为【小问2详解】[1]根据，可知在探究向心力大小与质量的关系时，需控制角速度和轨道半径相同。根据可知，边缘线速度相同，则需要塔轮半径相同，需要将皮带放在第一层。[2]将质量完全相等的金属球放在挡板A和挡板C处，则运动半径和质量相同，根据可知，向心力大小之比为角速度平方的比。将皮带放在第二层，塔轮半径比为2∶1，则角速度比为1：2，所以向心力大小之比为1：4，左右两标尺格数的比值为1：4。【小问3详解】[1][2]单摆完成n次全振动的时间为t，则单摆的振动周期摆长为根据单摆周期公式解得重力加速度的表达式12.某同学设计了一个加速度计，将其固定在待测物体上，能通过电路中电压表的示数反映物体的加速度a，其原理图如图（a）所示。其中，质量的滑块2可以在光滑的框架1中左右平移，滑块两侧各连接一根劲度系数的轻质弹簧3（弹簧始终处于弹性限度内）。4是固定在滑块2上的轻质金属滑片（宽度不计），与电压表的一端用导线相连，并与一阻值均匀的电阻AB相接触，滑片4与电阻间的摩擦忽略不计。已知物体加速度为0时，两侧弹簧3均处于原长，滑片4位于AB中点，AB全长；直流电源电动势（内阻忽略不计）。现有一量程0~3V、内阻的电压表（）；另有开关、导线若干。（1）为使滑片4位于B点时电压表满偏，需要将电压表量程改为0~15V，则电压表应______（选填“串联”或“并联”）一个阻值为______的电阻；（2）将改装后的电压表接入图（a）的电路中，此装置可测量加速度的最大值为______m/s2；（3）请在图（b）中画出图像（规定加速度向左为正方向，U为改装后电压表的示数）；（4）若要增大加速度的测量范围，可采用的方法有：______（答出一条合理措施即可）。【答案】（1）①.串联②.12（2）30（3）（4）更换两根劲度系数更大的弹簧或换质量更小的滑块【解析】【小问1详解】[1][2]根据串联电路的特点，要增大电压表的量程，需要串联一个定值电阻，根据分压原则可得代入数据解得【小问2详解】对滑块受力分析可得解得【小问3详解】根据可知加速度与成线性关系，根据串联电路分压规律可知电压表示数与也成线性关系，可知加速度与电压表示数是线性关系，当滑块处于中点时，电压表示数为7.5V，当加速度向右时，滑块在中点的左边，当加速度向左时，滑块在中点的右边，所以图像如图所示【小问4详解】滑块所受到的合力最大值由弹簧决定的，与电压无关，劲度系数越大，加速度的测量范围越大；最大的合力一定的情况下，根据牛顿第二定律可知，减小滑块的质量，可以增大加速度的测量范围。13.油电混合车汽油发动机结构如图a所示。某型号发动机的工作原理简化如下：燃烧室内气体可视为质量不变的理想气体，其膨胀和压缩过程可简化为如图b所示的图像，其中B→C和D→A为两个绝热过程。状态A气体的温度压强。火花塞点火瞬间，燃烧室内气体的压强迅速增大到的状态B。然后，活塞被推动向下移动，驱动汽车前进。在经历B→C的绝热膨胀过程中，气体对外做功300J，温度降低了300K，压强降低到125kPa。（1）求状态B的温度；（2）求B→C过程燃烧室内气体内能变化量。（3）燃烧室内气体的最大体积与最小体积之比被称为压缩比γ，它是发动机动力大小的一个标志。根据题目中条件，计算该发动机的压缩比γ。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】从A→B过程气体温度升高发生等容升压，根据查理定律解得K【小问2详解】B→C过程为绝热过程，根据热力学第一定律得其中J联立解得J【小问3详解】在经历B→C的绝热膨胀过程中，气体对外做功，气缸内温度降低了300K，膨胀结束到达状态C时，燃烧室内压强降低到125kPa，则有，根据理想气体状态方程可得可得该汽油机的压缩比为14.如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的磁场，磁感应强度大小为随时间t的变化关系为，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为，方向也垂直于纸面向里。某时刻金属棒在一外加水平恒力F的作用下，从图示位置由静止开始向右运动，在时刻恰好以速度越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求：（1）在时间内，流过电阻的电荷量q；（2）在时刻穿过回路的总磁通量Φ与t的关系式；（3）金属棒所受外加水平恒力F的大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】在金属棒未越过MN之前，时刻穿过回路的磁通量为由法拉第电磁感应有由欧姆定律有由电流的定义有解得在到的时间间隔内，流过电阻R的电荷量为【小问2详解】当时，匀强磁场穿过回路的磁通量为回路的总磁通量为则在时刻穿过回路的总磁通量为【小问3详解】当时，金属棒已越过MN，由于金属棒在MN右侧做匀速运动，则有设此时