2025年高考物理“物理與環(huán)境”主題整合試題一、選擇題（共8小題，每題6分，共48分。1-5題為單選題，6-8題為多選題）2024年我國某沿海城市遭遇超強臺風，導致海水倒灌現(xiàn)象。若將臺風眼視為半徑為r的圓形區(qū)域，其中心氣壓比周圍低Δp，假設海水密度為ρ，重力加速度為g，忽略摩擦阻力，理論上可估算出海水倒灌的最大高度h為（）A.Δp/(ρg)B.2Δp/(ρg)C.Δp/(2ρg)D.√(Δp/(ρg))為監(jiān)測空氣質量，某城市在主干道安裝PM2.5激光監(jiān)測儀。其原理是：激光束穿過采樣空氣時，顆粒物對光的散射強度與顆粒物濃度成正比。已知某時刻激光穿過采樣區(qū)后光強衰減了20%，若顆粒物濃度增加一倍，不考慮多次散射，此時光強衰減率應為（）A.36%B.40%C.64%D.80%我國正在建設全球最大的“風光水儲”一體化能源基地。某風力發(fā)電機葉片長度為40m，當風速為10m/s時，其發(fā)電功率為P。若將葉片長度增加到50m，在相同空氣密度和風速條件下，忽略機械損耗，其發(fā)電功率最接近（）A.1.56PB.1.95PC.2.44PD.3.05P某新能源汽車采用鋰電池儲能，電池容量為60kW·h。若該車在平直公路上以60km/h勻速行駛時，電動機輸出功率為15kW，效率為90%，則該車充滿電后可行駛的最大里程為（）A.216kmB.240kmC.324kmD.360km為研究溫室效應，科學家在實驗室模擬大氣受熱過程。用功率為P的紅外燈照射密閉玻璃箱，箱內(nèi)空氣初始溫度與外界相同。若玻璃箱對紅外輻射的透過率為τ，吸收率為α，反射率為γ（τ+α+γ=1），達到熱平衡后箱內(nèi)空氣溫度高于外界的數(shù)值ΔT與下列哪個因素成正比（）A.PαB.PτC.PγD.P(1-τ)關于能源利用與環(huán)境保護，下列說法正確的有（）A.煤燃燒時加入石灰石可減少SO?排放，利用了CaO與SO?的化學反應B.光伏電池板將太陽能轉化為電能，其主要材料硅屬于半導體材料C.潮汐能發(fā)電是將海水的動能轉化為電能，屬于可再生能源利用D.核反應堆中控制棒采用鎘材料是因為其對中子的吸收截面大某城市建立地源熱泵系統(tǒng)，利用地下土壤恒溫特性進行建筑供暖。下列說法正確的有（）A.冬季提取土壤熱量時，土壤溫度降低，內(nèi)能減少B.夏季向土壤釋放熱量時，遵循熱力學第二定律C.系統(tǒng)COP（性能系數(shù)）定義為供熱量與消耗電能之比，其值可以大于1D.土壤熱容量越大，系統(tǒng)運行時土壤溫度變化越顯著為治理城市熱島效應，某研究團隊提出“屋頂生態(tài)工程”方案，在建筑物頂部種植植被。下列關于該方案的物理原理分析正確的有（）A.植被蒸騰作用可增加空氣濕度，提高大氣逆輻射B.土壤層可增大屋頂熱阻，減少室內(nèi)外熱量交換C.綠色植物葉片的反射率高于裸屋頂，可減少太陽輻射吸收D.植被覆蓋改變屋頂表面的比熱容，降低溫度波動幅度二、非選擇題（共4小題，共62分）9.（14分）新能源汽車的電池熱管理系統(tǒng)對其安全性和續(xù)航能力至關重要。某型號電動汽車采用液冷散熱系統(tǒng)，其簡化模型如圖所示。冷卻液在電池包和散熱器之間循環(huán)流動，將電池產(chǎn)生的熱量通過散熱器釋放到環(huán)境中。已知：電池包工作時產(chǎn)生的總熱量Q=1200W冷卻液流量q=0.8L/min，密度ρ=1.0×103kg/m3，比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)散熱器的散熱功率P散=kΔT，其中k=80W/℃，ΔT為散熱器進出口溫差（1）求冷卻液流經(jīng)電池包后的溫度升高量Δt；（6分）（2）若環(huán)境溫度為25℃，忽略管道熱損失，求系統(tǒng)達到熱平衡時電池包的溫度T。（8分）10.（16分）為測量大氣中PM2.5濃度，某研究小組設計了基于β射線吸收法的監(jiān)測裝置。其原理是：β射線源發(fā)出的β粒子穿過采樣濾膜時，部分被濾膜上吸附的顆粒物吸收，通過測量β射線強度衰減可計算顆粒物質量。已知：β射線源的初始計數(shù)率N?=3000counts/min采樣流量Q=100L/min，采樣時間t=30min濾膜面積S=5.0cm2，采樣后測得計數(shù)率N=2400counts/minβ射線在顆粒物中的吸收系數(shù)μ=0.15cm2/mg（1）求采樣期間通過濾膜的空氣質量m；（4分）（2）若β射線強度衰減遵循N=N?e^(-μM/S)，其中M為顆粒物質量，求該環(huán)境下PM2.5濃度（單位：μg/m3）；（8分）（3）若采樣過程中環(huán)境溫度從10℃升至20℃，大氣壓強保持不變，分析該因素對測量結果的影響。（4分）11.（16分）我國在西北地區(qū)建成大型槽式太陽能熱發(fā)電站，其核心部件是拋物面反射鏡，可將太陽光聚焦到吸熱管上加熱工質。已知某電站相關參數(shù)：反射鏡總面積A=10?m2，太陽光垂直入射時的輻射強度I=1000W/m2反射鏡反射率η?=90%，吸熱管吸收率η?=95%工質進口溫度t?=300℃，出口溫度t?=500℃，流量m=10kg/s工質比熱容c=1.2×103J/(kg·℃)（1）求該太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的集熱效率η；（6分）（2）若該電站每天有效日照時間為6小時，將所產(chǎn)熱能的30%轉化為電能，求每天的發(fā)電量E（單位：kW·h）；（6分）（3）與光伏電站相比，分析太陽能熱發(fā)電在能源存儲方面的優(yōu)勢。（4分）12.（16分）氣候變化導致極端降水事件頻發(fā)，城市內(nèi)澇問題日益突出。某研究團隊對城市排水系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，建立如下簡化模型：某低洼區(qū)域面積S=10?m2，地面平均高度低于周邊道路h=1.5m區(qū)域內(nèi)雨水通過直徑d=1.2m的圓形排水管道排出，管道長度L=200m某次暴雨強度為p=200mm/h，持續(xù)時間t=1h已知水的粘滯系數(shù)η=1.0×10?3Pa·s，重力加速度g=10m/s2（1）若管道中水流為層流，滿足泊肅葉定律：Q=πr?Δp/(8ηL)，其中r為管道半徑，Δp為管道兩端壓強差。求管道排水時兩端的壓強差Δp；（8分）（2）若該區(qū)域地面硬化率為80%（即20%雨水被綠地吸收），判斷該排水系統(tǒng)能否在暴雨期間及時排出積水（忽略管道入口水頭損失）；（4分）（3）為應對更極端的暴雨天氣，提出兩種基于物理原理的排水系統(tǒng)優(yōu)化方案。（4分）三、選考題（共15分，請從13、14兩題中任選一題作答）[物理與環(huán)境保護]（15分）某沿海城市計劃建設潮汐能發(fā)電站，利用潮汐水位差進行發(fā)電。已知該海域潮汐周期為12小時，高潮位與低潮位之間的水位差ΔH=5m，海灣面積S=10km2。（1）若潮汐能轉化為電能的總效率為20%，估算該電站每天的發(fā)電量；（8分）（2）分析潮汐能發(fā)電相比傳統(tǒng)火力發(fā)電在環(huán)境保護方面的優(yōu)勢；（4分）（3）說明潮汐能發(fā)電面臨的主要技術挑戰(zhàn)。（3分）[物理與新能源]（15分）氫燃料電池汽車以其零排放特性成為未來交通的重要發(fā)展方向。某氫燃料電池堆的相關參數(shù)如下：單電池輸出電壓U?=0.8V，內(nèi)阻r?=0.01Ω電池堆由200節(jié)單電池串聯(lián)組成，工作電流I=100A氫氣的摩爾燃燒焓ΔH=-285.8kJ/mol，法拉第常數(shù)F=96500C/mol（1）求該電池堆的輸出功率和效率；（8分）（2）計算汽車以60km/h勻速行駛時的氫氣消耗率（單位：kg/100km），已知汽車所受阻力f=1000N；（4分）（3）與鋰電池電動汽車相比，分析氫燃料電池汽車的優(yōu)勢和劣勢。（3分）本套試題嚴格遵循2025年高考物理考試大綱要求，注重理論聯(lián)系實際，突出物理學科在環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展中的應用。試題涵蓋力學、熱學、電磁學、光學等多個