2025年上學(xué)期高一生物物理思維借鑒測評試題一、選擇題（共20題，每題3分，共60分）（一）生物學(xué)科部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能的物理類比細(xì)胞膜的選擇透過性可類比為物理學(xué)中的某種裝置，下列選項(xiàng)中最合理的是（）A.電阻器（限制電流大?。〣.半透膜（允許特定分子通過）C.電容器（儲存電荷）D.電磁屏蔽罩（阻擋電磁波）光合作用中的能量轉(zhuǎn)化光合作用過程中，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的效率約為10%。若某葉片每秒吸收100J光能，假設(shè)其中90%以熱能形式散失，則該葉片每天（24小時(shí)）可積累的化學(xué)能約為（）A.8.64×10?JB.8.64×103JC.8.64×102JD.8.64×101J遺傳規(guī)律與概率計(jì)算豌豆的高莖（D）對矮莖（d）為顯性。若讓基因型為Dd的植株自交，子代中高莖與矮莖的性狀分離比為3:1。該比例的形成與下列哪項(xiàng)物理過程的統(tǒng)計(jì)規(guī)律相似？（）A.自由落體運(yùn)動中位移與時(shí)間的關(guān)系B.氣體分子熱運(yùn)動的速率分布C.光的雙縫干涉條紋間距D.串聯(lián)電路中電流的分配生態(tài)系統(tǒng)的能量流動某草原生態(tài)系統(tǒng)中，第一營養(yǎng)級（生產(chǎn)者）固定的能量為10?kJ，若能量傳遞效率為10%，則第三營養(yǎng)級（次級消費(fèi)者）獲得的能量約為（）A.10?kJB.10?kJC.103kJD.102kJ生物膜的流動性與物理模型細(xì)胞膜的磷脂雙分子層具有流動性，其分子運(yùn)動可類比為物理學(xué)中的（）A.布朗運(yùn)動（分子無規(guī)則運(yùn)動）B.簡諧運(yùn)動（如彈簧振子）C.勻速圓周運(yùn)動D.平拋運(yùn)動（二）物理學(xué)科部分力的合成與細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂時(shí)，紡錘絲對染色體的拉力可視為共點(diǎn)力。若某染色體受到兩個(gè)相互垂直的拉力F?=3N和F?=4N，則其合力大小為（）A.1NB.5NC.7ND.12N動量守恒與神經(jīng)沖動傳遞神經(jīng)沖動在軸突中的傳遞依賴于離子的跨膜運(yùn)輸，若將該過程類比為“粒子碰撞”，則下列哪項(xiàng)守恒定律可適用？（）A.能量守恒定律B.動量守恒定律C.電荷守恒定律D.質(zhì)量守恒定律機(jī)械波與生物電信號心肌細(xì)胞產(chǎn)生的電信號在心肌組織中的傳播可視為橫波，若其波長為0.5m，頻率為10Hz，則波速為（）A.0.05m/sB.0.5m/sC.5m/sD.50m/s熱力學(xué)定律與新陳代謝人體新陳代謝過程中，能量轉(zhuǎn)化效率約為25%。若某學(xué)生每天消耗2000千卡能量（1千卡=4.2×103J），則其散失的熱量約為（）A.2.1×10?JB.4.2×10?JC.6.3×10?JD.8.4×10?J光學(xué)顯微鏡的成像原理使用顯微鏡觀察細(xì)胞時(shí)，若物鏡焦距為10mm，目鏡焦距為20mm，物鏡與載玻片的距離為12mm，則物鏡所成的像到物鏡的距離為（）A.50mmB.60mmC.120mmD.200mm（三）跨學(xué)科綜合部分細(xì)胞呼吸與能量轉(zhuǎn)換效率酵母菌有氧呼吸時(shí)，1分子葡萄糖可產(chǎn)生38分子ATP；無氧呼吸時(shí)，1分子葡萄糖產(chǎn)生2分子ATP。若ATP水解的能量為30.54kJ/mol，則有氧呼吸的能量轉(zhuǎn)換效率約為（）（葡萄糖的摩爾質(zhì)量為180g/mol，完全氧化釋放能量2870kJ/mol）A.32%B.45%C.63%D.89%生物力學(xué)與運(yùn)動規(guī)律獵豹奔跑時(shí)的最大加速度為8m/s2，若其質(zhì)量為50kg，則產(chǎn)生該加速度的合力大小為（）A.40NB.400NC.500ND.4000N遺傳概率與統(tǒng)計(jì)物理人類ABO血型由IA、IB、i三個(gè)等位基因控制，其中IA與IB為共顯性，i為隱性。若父母血型分別為A型（IAi）和B型（IBi），則子女血型為O型（ii）的概率為（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與反饋調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)反饋調(diào)節(jié)可類比為物理學(xué)中的（）A.恒溫器的溫度控制B.電容器的充電過程C.單擺的阻尼振動D.光電效應(yīng)中的電子逸出細(xì)胞膜電位與靜電場靜息狀態(tài)下，細(xì)胞膜內(nèi)電位為-70mV，膜外為0mV，若膜厚度為7nm，則膜內(nèi)外的電場強(qiáng)度大小為（）（1mV=10?3V，1nm=10??m）A.1×10?V/mB.1×10?V/mC.1×10?V/mD.1×10?V/m光合作用與光電效應(yīng)葉綠素吸收光量子后釋放電子的過程，與下列哪項(xiàng)物理現(xiàn)象相似？（）A.光電效應(yīng)B.康普頓效應(yīng)C.光的折射D.光的衍射動物運(yùn)動的能量消耗某鳥類飛行時(shí)的功率為10W，若其飛行30分鐘，消耗的能量相當(dāng)于多少質(zhì)量的葡萄糖完全氧化？（葡萄糖氧化釋放能量為2870kJ/mol，摩爾質(zhì)量為180g/mol）（）A.0.07gB.0.7gC.7gD.70gDNA雙螺旋結(jié)構(gòu)與物理模型DNA雙螺旋的螺距為3.4nm，每圈包含10個(gè)堿基對，則相鄰堿基對之間的距離為（）A.0.34nmB.3.4nmC.34nmD.340nm種群增長與數(shù)學(xué)模型某細(xì)菌種群的增長符合指數(shù)模型N(t)=N?e??，若k=0.693h?1，則該種群數(shù)量翻倍所需的時(shí)間約為（）A.0.5hB.1hC.2hD.4h生物傳感器與物理原理血糖傳感器利用葡萄糖氧化酶與葡萄糖的反應(yīng)產(chǎn)生電流信號，其原理類似于（）A.伏安法測電阻B.電磁感應(yīng)現(xiàn)象C.光電效應(yīng)D.燃料電池二、填空題（共10空，每空2分，共20分）葉綠體中類囊體薄膜上的光反應(yīng)可將______能轉(zhuǎn)化為______能，該過程與太陽能電池的能量轉(zhuǎn)換原理相似。某細(xì)胞在有絲分裂后期，染色體數(shù)為48條，則該生物的體細(xì)胞染色體數(shù)為______條，此過程中染色體的運(yùn)動可視為受______（填“恒力”或“變力”）作用。彈簧振子的周期公式為T=2π√(m/k)，若將某生物種群的數(shù)量波動類比為簡諧運(yùn)動，則“回復(fù)力”可視為______（填“出生率”或“環(huán)境阻力”）。神經(jīng)纖維上動作電位的傳導(dǎo)速度約為50m/s，若某神經(jīng)沖動從脊髓傳到腳趾需0.05s，則該神經(jīng)纖維的長度約為______m。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)中，碳元素從大氣進(jìn)入生物群落的主要途徑是______，其循環(huán)過程可類比為物理學(xué)中的______（填“閉合電路”或“開放系統(tǒng)”）。三、計(jì)算題（共3題，每題10分，共30分）細(xì)胞分裂中的力學(xué)分析某細(xì)胞分裂時(shí)，紡錘絲對染色體的拉力F與染色體移動速度v的關(guān)系為F=kv（k=0.01N·s/m）。若染色體從赤道板移動到細(xì)胞兩極的距離為10μm，求：（1）染色體運(yùn)動的加速度a（假設(shè)F為合外力，染色體質(zhì)量m=1×10?12kg）；（2）染色體移動所需的時(shí)間t。光合作用的能量轉(zhuǎn)化效率某植物葉片面積為50cm2，在陽光照射下，每平方厘米每秒吸收光能5J，其中30%用于光合作用。已知1mol葡萄糖完全氧化釋放2870kJ能量，且光合作用中每生成1mol葡萄糖需吸收6molCO?。求：（1）該葉片每分鐘固定的CO?物質(zhì)的量；（2）若每天光照12小時(shí)，該葉片可積累葡萄糖的質(zhì)量（葡萄糖摩爾質(zhì)量為180g/mol）。生態(tài)系統(tǒng)的能量流動與熱力學(xué)第二定律某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，生產(chǎn)者固定的太陽能為1.0×10?kJ/年，初級消費(fèi)者、次級消費(fèi)者和三級消費(fèi)者的能量傳遞效率分別為10%、15%和20%。（1）計(jì)算三級消費(fèi)者每年獲得的能量；（2）從熱力學(xué)第二定律角度，分析能量在傳遞過程中逐級遞減的原因。四、實(shí)驗(yàn)探究題（共2題，每題15分，共30分）探究細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸效率的關(guān)系某小組用不同邊長的瓊脂塊（內(nèi)含酚酞）模擬細(xì)胞，浸泡在NaOH溶液中，測量NaOH擴(kuò)散的深度和體積。（1）實(shí)驗(yàn)原理：NaOH擴(kuò)散的體積與瓊脂塊總體積的比值可代表______；（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果：邊長為1cm的瓊脂塊，擴(kuò)散時(shí)間為5min，擴(kuò)散深度為0.5cm。若邊長為2cm的瓊脂塊擴(kuò)散時(shí)間相同，則其擴(kuò)散效率（比值）為______；（3）物理類比：該實(shí)驗(yàn)結(jié)果與物理學(xué)中的______（填“熱傳導(dǎo)”或“電流分布”）規(guī)律相似，說明細(xì)胞體積越大，物質(zhì)運(yùn)輸效率越______。驗(yàn)證動量守恒定律在生物運(yùn)動中的適用性某同學(xué)用質(zhì)量為m?=0.1kg的玩具車模擬“捕食者”，以速度v?=2m/s撞擊靜止的質(zhì)量為m?=0.2kg的“獵物”模型，碰撞后兩者共同運(yùn)動。（1）若不計(jì)摩擦，求碰撞后共同速度v；（2）若實(shí)際測得v=0.5m/s，分析動量不守恒的原因（至少寫出2點(diǎn)）；（3）生物類比：動物捕食時(shí)，能量損失的主要形式為______（填“熱能”或“機(jī)械能”），該過程與完全非彈性碰撞的能量轉(zhuǎn)化相似。五、論述題（共1題，20分）題目：從“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的角度，論述生物系統(tǒng)與物理系統(tǒng)的共通性。要求：（1）結(jié)合具體實(shí)例，至少涉及2個(gè)生物結(jié)構(gòu)和對應(yīng)的物理模型；（2）分析兩者在“優(yōu)化設(shè)計(jì)”上的相似性；（3）字?jǐn)?shù)不少于300字。六、拓展題（共1題，20分）題目：設(shè)計(jì)一個(gè)基于物理原理的生物實(shí)驗(yàn)方案要求：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縚_____（如“光照強(qiáng)度對光合作用速率的影響”或“溫度對酶活性的影響”）；（2）實(shí)驗(yàn)原理：運(yùn)用___