2021年天津市普通高中高考物理模擬試卷(一)

2021年天津市普通高中高考物理模擬試卷（一）

一、單選題（本大題共5小題，共25.0分）

1.月球土壤里大量存在著一種叫做“氨3（9He）”的化學元素，是核聚變重要原料之一.科學家初

步估計月球上至少有100萬噸氨3,如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功,將可為地球帶來取之不盡的能源.關(guān)

于“氮3”與笊核（出）聚變生成氨4（和質(zhì)子，下列說法中正確的是（）

A.核反應(yīng)方程為iHe+出->匆e+Jn

B.核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于參加反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量

C.該聚變反應(yīng)是當前核電站所用核反應(yīng)之一

D.該聚變過程將放出巨大能量

2.下列說法中正確的是（）

A.布朗運動就是液體分子的熱運動

B.氣體產(chǎn)生壓強是因為氣體分子受重力作用

C.物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子平均動能越大

D.分子間吸引力隨分子間距離的增大而增大，而斥力隨距離的增大而減小

3.鉗形電流表是一種測量電流的儀表，其結(jié)構(gòu)和外形如圖所示，其工作部

分主要由一只電磁式電流表和電流互感器組成.互感器由被測導線、鐵

芯和二次繞組構(gòu)成，被測導線視為一匝線圈.圖中各序號對應(yīng)的部分為

1一電流表，2—電流互感器，3—鐵芯，4—手柄，5—二次繞組，6—被

測導線，7-量程開關(guān).所測電流為正弦式交流電，貝！1（）

A.若二次繞組的匝數(shù)為5,電流表示數(shù)為104則被測電流峰值為50位A

B.若二次繞組的匝數(shù)為5,所測導線中的電流的頻率為50Hz,則二次繞組中的電流頻率為10Hz

C.若鉗形電流表的鐵芯中磁感線如圖中虛線所示，則所測導線中的電流正在增大

D.若鉗形電流表的鐵芯中磁感線如圖中虛線所示，則感應(yīng)電流從電流表左端流入電流表

4.16.如圖，一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高。質(zhì)

量為相的質(zhì)點自軌道端點P由靜止開始滑下，滑到最低點。時，對軌

道的正壓力為2相g,重力加速度大小為g,質(zhì)點自P滑到Q的過程中，

克服摩擦力所做的功為（）

A.—mgRB.-mgRC.—mgRD.—mgR

5.如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場，水平放置的光滑絕緣細桿上套著一個質(zhì)量為，〃彈簧

振子，從彈簧處于原長處A點由靜止釋放，在A和B之間做簡諧運動，振子小球帶負電，電量

大小為q,某時刻振子以速度v向右經(jīng)過平衡位置0點.則分析正確的是（）

A.O、A兩點間電勢差u04=黃

B.振子從A點運動到8點過程中，振子的動能和彈簧彈性勢能之和先變大后變小

C.振子從3點運動到A點過程中，振子的電勢能和彈簧彈性勢能之和先變小后變大

D.如果振子向右經(jīng)過。點時撤去電場，彈簧振子振幅變小

二、多選題（本大題共3小題，共15.0分）

6.如圖所示，一橫截面為等腰直角三角形的玻璃棱鏡，兩種顏色不同的可見

光細光束“、6,垂直于斜邊從空氣射向玻璃，光路如圖所示，則下列說法//

正確的是（）/------

A.玻璃對a光的折射率小于對b光的折射率

B.〃光和匕光由空氣進入玻璃棱鏡后頻率都變小

C.a光和b光在玻璃中傳播時a光的波長小于b光的波長

D.在相同條件下進行雙縫干涉實驗，a光的條紋間距比b光大

E.。光和方光以相同的入射角由玻璃射向空氣，若逐漸增大入射角，則人光先發(fā)生全反射

7.圖（a）為一列簡諧橫波在t=2s時的波形圖.圖（b）為介質(zhì)中平衡位置在x—1.5?n處的質(zhì)點的振動

圖象，P是平衡位置為x=2m的質(zhì)點.下列說法正確的是（）

4-

2/3xm

圖(a)圖(b)

A.波速為0.5m/s

B.波的傳播方向向x軸正方向

C.0~2s時間內(nèi)，P運動的路程為8cm

D.當t=7s時，P恰好回到平衡位置

8.如圖所示，兩個半徑相同的半圓形光滑軌道置于豎直平面內(nèi)，左/?*N__4-

右兩端等高，分別處于沿水平方向的勻強磁場和勻強電場中.兩:^

個相同的帶正電小球同時從兩軌道左端最高點由靜止釋放.M、N為軌道最低點，則下列說法

中正確的是（）

A.兩個小球到達軌道最低點的速度"M>vN

B.兩個小球第一次經(jīng)過軌道最低點時對軌道的壓力FM>FN

C.小球第一次到達M點的時間大于小球第一次到達N點的時間

D.磁場中小球能到達軌道另一端最高處，在電場中小球不能到達軌道另一端最高處

三、實驗題（本大題共2小題，共18.0分）

9.（4分）“驗證牛頓運動定律”實驗裝置如圖甲所示。

（1）用祛碼盤和祛碼所受的總重力作為小車所受的合外力，在保持小車總質(zhì)量不變的情況下，改變所

放祛碼的數(shù)量，多次重復測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線如圖乙

所示。此圖線48段基本是一條直線，而BC段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是

（填選項前的字母）

A.小車與軌道之間存在摩擦

B.導軌保持了水平狀態(tài)

C所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D所用小車的質(zhì)量太大

（2）如圖丙所示為某次實驗得到的紙帶，紙帶中相鄰計數(shù)點間的距離已標出，相鄰計數(shù)點間還有

四個點沒有畫出，計時器打點的時間間隔為0.02s。由此可求得小車的加速度a=m/

s2。（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）

10.有一根細長而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖1所示.此金屬材料重約1?2N,長約為30cm,

電阻約為102已知這種金屬的電阻率為p,密度為po.因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法

直接測量，請設(shè)計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S。，現(xiàn)有如下器材可選:

4?毫米刻度尺

及螺旋測微器

C.電流表(600m41.0/2)

D電流表(340.10)

E.電壓表(3匕6/cO)

F.滑動變阻器(2k0,O.54)

G.滑動變阻器(10kO,24)

H.蓄電池(6匕0.05。)

/.開關(guān)一個，帶夾子的導線若千.

(1)除待測金屬管線外，還應(yīng)選用的器材有(只填代號字母).

(2)在圖2中畫出你所設(shè)計方案的實驗電路圖，并把所選儀器(圖3)連成實際測量電路.

(3)實驗中要測量的物理量有：,計算金屬管線內(nèi)部空間截面積S。的表達式為.

四、簡答題(本大題共1小題，共3.0分)

11.如圖所示.在有明顯邊界PQ的勻強磁場B外有一個與磁場垂直的正方XX

形閉合線框其電阻為R.用一個平行線框的力將此線框勻速地拉進磁儼「XX

?xv/

場.設(shè)第一次速度為V,第二次速度為2丫，求兩次電流大小之比多少？-----11

oXXX

五、計算題(本大題共2小題，共20.0分)

12.有一種地下鐵道，站臺建得高些，電車進站時要上坡，出站時要下坡，如圖所示，設(shè)站臺高八=

1.6m,進站的電車到達坡的下端A點的速度為21.6km/九，此后隨即切斷電動機的電源，使電車

沖到站臺上，設(shè)進站電車總質(zhì)量為80/,軌道光滑，gmiOm/s2,試求：

(1)電車沖上站臺時的重力勢能(以下端地面為參考平面);

(2)電車斷電時的動能；

(3)電車沖上站臺時的速度.

13.如圖所示，兩等大的平行金屬板M、N,板長均為乙，板間距離為1--

d,兩板接在電壓為U的直流電源上，其中N板接電源正極。一質(zhì)Vq

量為m的帶電粒子從兩板正中間位置開始沿中線向右運動，初速

度大小為孫時，恰好可使粒子從N板右邊緣飛出。(不計粒子重力1

+

)

(1)試說明帶電粒子在電場中的運動性質(zhì)(不用說明理由)；

(2)求帶電粒子的電荷量。

【答案與解析】

1.答案：D

解析：解：A、該核反應(yīng)方程劑e+出-加e+Jn,電荷數(shù)不守恒。產(chǎn)生的粒子是質(zhì)子，不是中

子。故A錯誤。

B、關(guān)于“氮3”與氣核(：H)聚變生成氨4($He)和質(zhì)子，有大量的能量放出，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方

程，知有質(zhì)量虧損，生成物的質(zhì)量小于參加反應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量。故B錯誤。。正確。

C、核電站產(chǎn)生的核能來自重核裂變；故C錯誤。

故選：D.

根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒判斷核反應(yīng)方程的正誤；輕核聚變將放出大量的能量，知有質(zhì)量虧損；

核電站產(chǎn)生的核能來自重核裂變；

解決本題的關(guān)鍵知道輕核聚變和重核裂變的區(qū)別，知道這兩種核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損，都放出大量的

能量.

2.答案：C

解析：解：A、布朗運動是懸浮在液體中小顆粒做的無規(guī)則的運動，不能反映小顆粒內(nèi)部分子在不停

地做無規(guī)則的熱運動.故A錯誤.

以氣體產(chǎn)生壓強是因為氣體分子持續(xù)對器壁撞擊形成的，與重力無關(guān).故8錯誤；

C、溫度是分子的平均動能的標志；物體的溫度越高，分子熱運動越劇烈，分子平均動能越大.故C

正確：

。、根據(jù)分子力的特點可知，分子之間的吸引力與排斥力都隨距離的增大而減小.故。錯誤.

故選：C

布朗運動是懸浮在液體中小顆粒做的無規(guī)則的運動，而每個小顆粒都是由成千上萬個顆粒分子組成

的，布朗運動不能反映小顆粒內(nèi)部分子在不停地做無規(guī)則的熱運動.氣體的壓強是由于分子持續(xù)對

器壁撞擊形成的；溫度是分子的平均動能的標志；分子之間的吸引力與排斥力都隨距離的增大而減

小.

該題考查對布朗運動、氣體的壓強的微觀意義、溫度的微觀意義等的理解，對于布朗運動，它既不

是顆粒分子的運動，也不是液體分子的運動，而是液體分子運動的間接反映.

3.答案：A

解析:解:A、若二次繞組匝數(shù)為5,電流表示數(shù)為10A,則由變壓器變流比:?=竽得,占=J,。=504

l2101

故最大值為50&4,故A正確;

B、電流互感器不改變電流的頻率，故8錯誤：

C、圖中被測導線中電流方向垂直紙面向里，根據(jù)安培定則可知，不管導線中電流是增大還是減小,

鐵芯中的磁感線都會如圖中虛線所示，故C錯誤；

。、當如圖所示的磁感線穿過二次繞組時，只有當磁通量減小時，產(chǎn)生的感應(yīng)電流才從電流表左端

流入電流表，故。錯誤。

故選：Ao

變壓器的工作原理是利用變化的磁場能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，變壓器的輸入功率和輸出功率相同，變壓

器輸入電壓和輸出電壓之比等于原副線圈的匝數(shù)之比.

本題考查變壓器原理，只要記住了原副線圈的輸入功率和輸出功率關(guān)系，輸入電壓和輸出電壓的關(guān)

系一切題目都能順利解出.

4.答案：D

解析：本題考查了動能定理的應(yīng)用。

質(zhì)點經(jīng)過。點時，由重力和軌道的支持力提供向心力，由牛頓運動定律求出質(zhì)點經(jīng)過Q點的速度,

再由動能定理求解克服摩擦力所做的功。

質(zhì)點經(jīng)過。點時，由重力和軌道的支持力提供向心力，由牛頓第二定律得：

N-mg；

R

由題有：N=2mg；

可得：=JgK；

1a

質(zhì)點自尸滑到Q的過程中，由動能定理得：.

得克服摩擦力所做的功為叫=；館我O

故選。。

本題考查了動能定理的應(yīng)用及向心力公式，要注意正確受力分析，明確指向圓心的合力提供圓周運

動的向心力，知道動能定理是求解變力做功常用的方法。

5.答案:C

2

解析：解:A、從。到A過程，由動能定理得：qU0A+W^=\mv,由于彈力做正功，所以U。4＜若，

故A錯誤.

從由題意知平衡位置在0點，在。點，振子所受的電場力水平向右，振子從A點運動到8點過程

中，電場力做正功，電勢能減小，根據(jù)系統(tǒng)的能量守恒可知動能和彈簧彈性勢能之和一直變大，故

B錯誤.

C、振子從8點運動到A點過程中，動能先增大后減小，根據(jù)系統(tǒng)的能量守恒可知振子的電勢能和

彈簧彈性勢能之和先變小后變大，故C正確.

。、未撤去電場時，振幅2=*，如果振子向右經(jīng)過。點時撤去電場，小球要繼續(xù)向右運動，離新

的平衡位置A的距離大于A,所以彈簧振子振幅變大，故。錯誤.

故選：C.

0A間的電勢差可根據(jù)動能定理求解.根據(jù)能量守恒定律分析能量的變化.振幅等于振動物體離開平

衡位置的最大距離.結(jié)合振幅的概念分析振幅的變化.

對于簡諧運動，要準確理解振幅的含義，運用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律分析能量是如何轉(zhuǎn)化的.

6.答案：ADE

解析：解：A、根據(jù)光路圖看出，通過棱鏡后〃光線的偏折程度小，則玻璃對〃光的折射率比匕光的

小，故A正確。

8、光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān)，當。光和6光由空氣進入玻璃棱鏡后頻率都不變，故8錯誤。

C、設(shè)光在真空中的波長為左，在介質(zhì)中波長為人由n=?=等=彳得4=,，由于在真空中。光的

波長較長，而。光的折射率較小，則知。光和b光在玻璃中傳播時。光的波長大于b光的波長，故C

錯誤。

D、a光的波長較長，因為雙縫干涉條紋的間距與波長成正比，則相同條件下a光的干涉條紋間距大。

故。正確。

E、據(jù)=；得知，b光全反射臨界角較小，則。光和。光以相同的入射角由玻璃射向空氣，若逐

漸增大入射角，則b光的入射角先達到臨界角，先發(fā)生全反射。故E正確。

故選：ADE.

根據(jù)光路圖分析光線的偏折程度大小，確定折射率的大小關(guān)系，即可判斷出光的頻率和波長的大

小.根據(jù)雙縫干涉條紋的間距與波長成正比，分析干涉條紋間距的大小.

本題考查對光的兒何光學和物理光學理解能力和把握聯(lián)系的能力.要牢固掌握折射定律，知道干涉

條紋間距與光的波長成正比.要知道光的頻率由光源決定，與介質(zhì)無關(guān).

7.答案：ACD

解析：解：A、由圖(a)可知該筒諧橫波波長為4=2m,由圖(b)知周期為T=4s,則波速為〃=(=

0.5m/s,故A正確；

B、根據(jù)圖(b)的振動圖象可知，在％=1,56處的質(zhì)點在t=2s時振動方向向下，所以該波向x軸負方

向傳播，故3錯誤；

C、因為t=2s=]0?2s時間內(nèi)，P運動的路程為S=24=8cm,故C正確；

D、由圖(a)可知t=2s時，質(zhì)點P在波谷，t=2s到t=7s經(jīng)歷時間△t=5s=*T,則知P恰好回

平衡位置，故。正確；

故選：ACD

由圖讀出波長和周期，求出波速.根據(jù)質(zhì)點的振動圖象，讀出t=2s時的速度方向，再判斷波的傳

播方向.根據(jù)時間與周期的關(guān)系求質(zhì)點尸經(jīng)過路程.根據(jù)時間與周期關(guān)系分析P的位置.

本題要能熟練利用波形平移法判斷質(zhì)點的振動方向與傳播方向關(guān)系，利用時間與周期的關(guān)系分析質(zhì)

點的位置.

8.答案：ABD

解析：解：小球在磁場中運動，在最低點進行受力分析可知：

V

FM-mg-BDq%=m十1

解得：FM=my+mg4-Fqvx...(T)

小球在電場中運動，在最低點受力分析可知：

口V2

FN-mg=^7

解得：FN=my+mg...(2)

A、C、由于小球在磁場中運動，磁場力對小球不做功，整個過程中小球的機械能守恒；而小球在電

場中運動受到的電場力對小球做負功，到達最低點時的速度的大小較小，所以在電場中運動的時間

也長，故A正確，C錯誤；

B、因為%>切，結(jié)合①②可知：FM>FN，故B正確；

。、若在磁場中小球能運動到另一端的最高處，則根據(jù)動能定理知，在電場中，電場力始終做負功，

小球不能到達最高點.故。正確.

故選ABD.

帶電小球在磁場中運動，洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理求出運動到最低點的速度，從而根據(jù)牛頓

第二定律求出底部對小球的支持力大小，然后進行比較.

解決本題的關(guān)鍵知道電場力做功和洛倫茲力做功的區(qū)別，知道洛倫茲力不做功，綜合動能定理和牛

頓第二定律進行求解.

9.答案：⑴C⑵0.49或0.50

解析：試題分析：(1)據(jù)小車的加速度為a=mg/(M+m),當m<<M時，a=mg/(M+m)等于a=

mg/M=F/M,a與F成正比，所以AB段成直線；但當山逐漸增加時，由于M+m中的，”不可忽

略不計，a與F不再成正比，所以8c段不再是直線。

22

(2)小車的加速度為a=(%+a2)/2,啰=(0.089-0.024)/T=0.49m/s,a2=(0.0339-

0.0289)/T2=0.50m/s2則加速度的平均值為0.49m/s2。

考點：本題考查對測量小車加速度的實驗的理解。

10.答案：ABCEFHI橫截面邊長“、管線長度L、電壓表示數(shù)。、電流表示數(shù)/S。=a?-空

解析：解：(1)本實驗需要用伏安法測量電阻，根據(jù)歐姆定律，有R=%

同時要結(jié)合電阻定律公式R=pg求解截面積；故要用電壓表測量電壓，電流表測量電流，

刻度尺測量長度，螺旋測微器測量金屬管外直徑，要組合成電路，還需要電源、電鍵、導線以及滑

動變阻器；由于電阻通電電流大會升溫，影響電阻率，故要小電流，故電流表選擇較小量程，電壓

表也選擇較小量程；故需要的實驗器材有：ABCEGHI-,

(2)本實驗中應(yīng)采用滑動變阻器分壓接法；因待測電阻較小，應(yīng)采用電流表外接法；如圖所示；

實物圖如圖所示.

(3)根據(jù)歐姆定律，有R=+根據(jù)電阻定律，有/?=。(，故截面積為：S=竽

實驗時需要：用毫用螺旋測微器測橫截面邊長小用毫米刻度尺金屬管線長度L電壓表示數(shù)U,電

流表示數(shù)/,

2

故金屬管線內(nèi)部空間截面積So的表達式為：S0=a-洋

故答案為：(1)ABCEGHI；(2)如圖所示；(3)螺旋測微器測橫截面邊長a,用毫米刻度尺金屬管線長

度L電壓表示數(shù)U,電流表示數(shù)/,

2

故金屬管線內(nèi)部空間截面積S。的表達式為：S0=a-等；

(1)本實驗需要用伏安法測量電阻，根據(jù)電阻定律公式求解導體的截面積，故可以先得到截面積的表

達式，再結(jié)合歐姆定律得到待測量，從而進一步選擇器材；

(2)用伏安法測量電阻，要求盡可能測出多組有關(guān)數(shù)值，故滑動變阻器要采用分壓式接法；由于金屬

原件長度較短，故電阻較小，故采用安培表外接法，畫出電路圖后進一步連接實物圖即可；

(3)根據(jù)歐姆定律和電阻定律公式可以得到要測量的物理量；根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù)，應(yīng)用歐姆定律及電

阻定律求出面積的表達式.

本題考查了實驗器材的選擇、設(shè)計實驗電路、實驗測量、實驗數(shù)據(jù)處理等問題，知道實驗原理是正

確解題的關(guān)鍵.

11.答案：解：設(shè)線框邊長為L,磁感應(yīng)強度為8,線圈電阻為K,

感應(yīng)電動勢：E=BLv,感應(yīng)電流：I=三=拳,

BLv

電流之比