2021年高考真題-物理（天津卷） 含解析

高考資源網(wǎng)（）您身邊的高考專(zhuān)家PAGE12-版權(quán)所有@高考資源網(wǎng)2021年天津市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理本試卷分為第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分，考試用時(shí)60分鐘。第Ⅰ卷1至3頁(yè)，第Ⅱ卷4至7頁(yè)。答卷前，考生務(wù)必將自山的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上，并在規(guī)定位置粘貼考試用條形碼。答卷時(shí)，考生務(wù)必將答案涂寫(xiě)在答題卡上，答在試卷上的無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。祝各位考生考試順利！第Ⅰ卷注意事項(xiàng)：1.每題選出答案后，用鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。2.本卷共8題，每題5分，共40分。一、單項(xiàng)選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的）1.科學(xué)研究方法對(duì)物理學(xué)的發(fā)展意義深遠(yuǎn)，實(shí)驗(yàn)法、歸納法、演繹法、類(lèi)比法、理想實(shí)驗(yàn)法等對(duì)揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)十分重要。下列哪個(gè)成果是運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)法得到的（）A牛頓發(fā)現(xiàn)“萬(wàn)有引力定律” B.庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)“庫(kù)侖定律”C.法拉第發(fā)現(xiàn)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象” D.伽利略發(fā)現(xiàn)“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”1【答案】D【詳解】牛頓發(fā)現(xiàn)“萬(wàn)有引力定律”；庫(kù)倫發(fā)現(xiàn)“庫(kù)侖定律”；法拉第發(fā)現(xiàn)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”，這些都是建立在大量的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上直接得出的結(jié)論；而伽利略發(fā)現(xiàn)“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”，是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)抽象推理得出的結(jié)論，即運(yùn)用了理想實(shí)驗(yàn)法。故選D。2.光刻機(jī)是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細(xì)圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機(jī)清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體。紫外線進(jìn)入液體后與其在真空中相比（）A.波長(zhǎng)變短 B.光子能量增加 C.頻率降低 D.傳播速度增大2【答案】A【詳解】紫外線進(jìn)入液體后與真空相比，頻率不變，傳播速度減小，根據(jù)可知波長(zhǎng)變短；根據(jù)可知，光子能量不變。故選A3.如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)后，的電阻兩端的交流電壓為，電壓表和電流表均為理想交流電表，則（）A.該交流電周期為 B.電壓表的讀數(shù)為C.電流表的讀數(shù)為 D.電阻的電功率為3【答案】C【詳解】A．該交流電的周期B．電壓表的讀數(shù)為交流電的有效值，即選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．電流表的讀數(shù)為選項(xiàng)C正確；D．電阻的電功率為選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。4.一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，傳播速度，時(shí)位于坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，下列圖形中哪個(gè)是時(shí)的波形（）A

B. C. D.4【答案】B【詳解】由圖中可以看出該波的波長(zhǎng)為，根據(jù)可知該列波的周期為又因?yàn)闀r(shí)位于坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)經(jīng)歷了1.5T，所以此時(shí)位于坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，結(jié)合圖像可知B選項(xiàng)正確。故選B。5.2021年5月15日，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器著陸火星取得成功，邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步，在火屬上首次留下國(guó)人的印跡。天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功發(fā)射后，順利被火星捕獲，成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星。經(jīng)過(guò)軌道調(diào)整，探測(cè)器先沿橢圓軌道Ⅰ運(yùn)行，之后進(jìn)入稱(chēng)為火星停泊軌道的橢圓軌道Ⅱ運(yùn)行，如圖所示，兩軌道相切于近火點(diǎn)P，則天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器（）A.在軌道Ⅱ上處于受力平衡狀態(tài) B.在軌道Ⅰ運(yùn)行周期比在Ⅱ時(shí)短C.從軌道Ⅰ進(jìn)入Ⅱ在P處要加速 D.沿軌道Ⅰ向P飛近時(shí)速度增大5【答案】D【詳解】A．天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器在軌道Ⅱ上做變速圓周運(yùn)動(dòng)，受力不平衡，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，軌道Ⅰ的半徑大于軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸，故在軌道Ⅰ運(yùn)行周期比在Ⅱ時(shí)長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；C．天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器從軌道Ⅰ進(jìn)入Ⅱ，做近心運(yùn)動(dòng)，需要向心力要小于提供的向心力，故要在P點(diǎn)點(diǎn)火減速，故C錯(cuò)誤；D．在軌道Ⅰ向P飛近時(shí)，萬(wàn)有引力做正功，動(dòng)能增大，故速度增大，故D正確。故選D。二、不定項(xiàng)選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分）6.列車(chē)運(yùn)行的平穩(wěn)性與車(chē)廂的振動(dòng)密切相關(guān)，車(chē)廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、氣缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成。上下乘客及劇烈顛簸均能引起車(chē)廂振動(dòng)，上下乘客時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來(lái)不及熱交換。若氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過(guò)程中（）A.上下乘客時(shí)，氣體的內(nèi)能不變 B.上下乘客時(shí)，氣體從外界吸熱C.劇烈顛簸時(shí)，外界對(duì)氣體做功 D.劇烈顛簸時(shí)，氣體的溫度不變6【答案】AC【詳解】AB．上下乘客時(shí)氣缸內(nèi)氣體與外界有充分的熱交換，即發(fā)生等溫變化，溫度不變，故氣體的內(nèi)能不變，體積變化緩慢，沒(méi)有做功，故沒(méi)有熱交換，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．劇烈顛簸時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，且氣體與外界來(lái)不及熱交換，氣體經(jīng)歷絕熱過(guò)程，外界對(duì)氣體做功，溫度升高，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。7.一沖九霄，問(wèn)鼎蒼穹。2021年4月29日，長(zhǎng)征五號(hào)B遙二運(yùn)載火箭搭載空間站天和核心艙發(fā)射升空，標(biāo)志著我國(guó)空間站建造進(jìn)入全面實(shí)施階段。下列關(guān)于火箭的描述正確的是（）A.增加單位時(shí)間的燃?xì)鈬娚淞靠梢栽龃蠡鸺耐屏.增大燃?xì)庀鄬?duì)于火箭的噴射速度可以增大火箭的推力C.當(dāng)燃?xì)鈬姵龌鸺龂娍诘乃俣认鄬?duì)于地面為零時(shí)火箭就不再加速D.火箭發(fā)射時(shí)獲得的推力來(lái)自于噴出的燃?xì)馀c發(fā)射臺(tái)之間的相互作用7【答案】AB【詳解】A．增加單位時(shí)間的燃?xì)鈬娚淞?，即增加單位時(shí)間噴射氣體的質(zhì)量，根據(jù)可知可以增大火箭的推力，故A正確；B．當(dāng)增大燃?xì)庀鄬?duì)于火箭的噴射速度時(shí)，根據(jù)可知可以增大火箭的推力，故B正確；C．當(dāng)燃?xì)鈬姵龌鸺龂娍诘乃俣认鄬?duì)于地面為零時(shí)，此時(shí)火箭有速度，所以相對(duì)于火箭的速度不為零，火箭仍然受推力作用，仍然要加速，故C錯(cuò)誤；D．燃?xì)獗粐姵龅乃查g，燃?xì)鈱?duì)火箭的反作用力作用在火箭上，使火箭獲得推力，故D錯(cuò)誤。故選AB。8.兩個(gè)位于紙面內(nèi)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中實(shí)線所示，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。虛線是一個(gè)電子在該電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡與某等勢(shì)面相切于P點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.兩點(diǎn)電荷可能是異種點(diǎn)電荷 B.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大C.A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì) D.電子運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小8【答案】CD【詳解】A．根據(jù)電荷間等勢(shì)面的分布情況可知兩點(diǎn)電荷時(shí)同種電荷，又根據(jù)電子在該電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡可判斷電子一直受到排斥的力，故可知兩點(diǎn)電荷為同種負(fù)電荷；故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)等勢(shì)面的疏密程度可以判斷A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的小，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)閮牲c(diǎn)電荷時(shí)同種負(fù)電荷，電場(chǎng)線指向負(fù)電荷，故可知A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)，故C正確；D．根據(jù)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡和電場(chǎng)線的方向可知由M到P電場(chǎng)力做負(fù)功，由P到N電場(chǎng)力做正功；由M到P動(dòng)能減小，由P到N動(dòng)能增加，故電子運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小，故D正確。故選CD。第Ⅱ卷注意事項(xiàng)：1.用黑色墨水的鋼筆或簽字筆將答案寫(xiě)在答題卡上。2.本卷共4題，共60分。9.某實(shí)驗(yàn)小組利用手機(jī)的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。為便于記錄小球各個(gè)時(shí)刻在斜面上的位置，將錄像中時(shí)間間隔為T(mén)的連續(xù)7幅畫(huà)面合成到同一張圖中，示意如圖。依次測(cè)得小球各相鄰位置間的距離為、、、、、。①寫(xiě)出小球在位置1的速度表達(dá)式___________。②要求充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，寫(xiě)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度表達(dá)式___________。③在測(cè)量小球相鄰位置間距時(shí)由于實(shí)驗(yàn)者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是___________誤差。（填“偶然”或“系統(tǒng)”）9【答案】①.②.③.偶然【詳解】①[1]勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻速度等于平均速度，所以1位置的速度為②[2]題中要求充分利用數(shù)據(jù)，利用逐差法求解加速度，則解得加速度為③[3]讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是人為因素造成的，屬于偶然誤差。【點(diǎn)睛】一般來(lái)說(shuō)，偶然誤差是主觀因素引起的誤差，比如讀數(shù)錯(cuò)誤，操作錯(cuò)誤等；系統(tǒng)誤差是客觀因素造成的，比如測(cè)量工具本身的精確度不夠，測(cè)量方法帶來(lái)的不可避免的誤差等。10.隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用，充電寶成為手機(jī)及時(shí)充電的一種重要選擇。充電寶可以視為與電池一樣的直流電源。一充電寶的電動(dòng)勢(shì)約為，內(nèi)阻很小，最大放電電流為，某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)定它的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。他們剝開(kāi)充電寶連接線的外絕緣層，里而有四根導(dǎo)線，紅導(dǎo)線為充電寶的正極，黑導(dǎo)線為充電寶的負(fù)極，其余兩根導(dǎo)線空置不用，另有滑動(dòng)變阻器R用于改變電路中的電流，定值電阻，兩只數(shù)字多用電表M、N，兩表均為理想電表，并與開(kāi)關(guān)S連成如圖所示電路。①圖中測(cè)量電流的電表是___________，測(cè)量電壓的電表是___________。（均填寫(xiě)字母“M”或“N”）②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得多組I、U數(shù)據(jù)，記錄如下表，其中只有一個(gè)數(shù)據(jù)記錄有誤，審視記錄的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)表中第___________次的記錄數(shù)據(jù)有誤。（填測(cè)量次數(shù)的序號(hào)）次數(shù)1234567電流0.2990.4770.6840.8771.0651.2811.516電壓4.9704.9524.9324.9424.8944.8724.848③電路中接入可以達(dá)到下列哪個(gè)效果。___________（填選項(xiàng)前的字母）A．使測(cè)電流的電表讀數(shù)變化明顯B．為了更準(zhǔn)確地測(cè)量充電寶內(nèi)阻C．避免使充電寶的放電電流過(guò)大D．減小測(cè)量電壓的電表分流作用10【答案】①.N②.M③.4④.C【詳解】①[1]器件N串聯(lián)在電路中，測(cè)量干路電流，所以N為電流表；[2]器件M一端接在開(kāi)關(guān)上，另一端接在充電寶的負(fù)極，閉合開(kāi)關(guān)后相當(dāng)于并聯(lián)在電源兩端，所以M為電壓表，測(cè)量路端電壓；②[3]題中表格的電流不斷增大，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知路端電壓不斷減小，電壓表的示數(shù)不斷減小，所以第4次的記錄數(shù)據(jù)有誤；③[4]因?yàn)槌潆妼毜膬?nèi)阻很小，所以電阻串聯(lián)在電路中，起保護(hù)電路的作用，避免使充電寶的放電電流過(guò)大損壞電路中的器件。故選C。11.一玩具以初速度從水平地面豎直向上拋出，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，用遙控器將玩具內(nèi)壓縮的輕彈簧彈開(kāi)，該玩具沿水平方向分裂成質(zhì)量之比為1∶4的兩部分，此時(shí)它們的動(dòng)能之和與玩具從地面拋出時(shí)的動(dòng)能相等。彈簧彈開(kāi)的時(shí)間極短，不計(jì)空氣阻力。求（1）玩具上升到最大高度時(shí)的速度大?。唬?）兩部分落地時(shí)速度大小之比。11【答案】（1）；（2）【詳解】（1）設(shè)玩具上升的最大高度為h，玩具上升到高度時(shí)的速度大小為v，重力加速度大小為g，以初速度方向?yàn)檎麄€(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程有玩具上升到最大高度有兩式聯(lián)立解得（2）設(shè)玩具分開(kāi)時(shí)兩部分的質(zhì)量分別為、，水平速度大小分別為、。依題意，動(dòng)能關(guān)系為玩具達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)速度為零，兩部分分開(kāi)時(shí)速度方向相反，水平方向動(dòng)量守恒，有分開(kāi)后兩部分做平拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，兩部分落回地面時(shí)，豎直方向分速度大小為，設(shè)兩部分落地時(shí)的速度大小分別為、，由速度合成公式，有，結(jié)合，解得12.如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌、間距，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成角，N、Q兩端接有的電阻。一金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，兩端與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知的質(zhì)量，電阻，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。在平行于導(dǎo)軌向上的拉力作用下，以初速度沿導(dǎo)軌向上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，可達(dá)到最大速度。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力的功率恒定不變，重力加速度。（1）求拉力的功率P；（2）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)速度達(dá)到，此過(guò)程中克服安培力做功，求該過(guò)程中沿導(dǎo)軌的位移大小x。12【答案】（1）；（2）【詳解】（1）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于拉力功率恒定，做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大時(shí)，加速度為零，設(shè)此時(shí)拉力的大小為F，安培力大小為，有設(shè)此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有設(shè)回路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律，有受到的安培力由功率表達(dá)式，有聯(lián)立上述各式，代入數(shù)據(jù)解得（2）從速度到的過(guò)程中，由動(dòng)能定理，有代入數(shù)據(jù)解得13.霍爾元件是一種重要的磁傳感器，可用在多種自動(dòng)控制系統(tǒng)中。長(zhǎng)方體半導(dǎo)體材料厚為a、寬為b、長(zhǎng)為c，以長(zhǎng)方體三邊為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系，如圖所示。半導(dǎo)體中有電荷量均為e的自由電子與空穴兩種載流子，空穴可看作帶正電荷的自由移動(dòng)粒子，單位體積內(nèi)自由電子和空穴的數(shù)目分別為n和p。當(dāng)半導(dǎo)體材料通有沿方向的恒定電流后，某時(shí)刻在半導(dǎo)體所在空間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，沿方向，于是在z方向上很快建立穩(wěn)定電場(chǎng)，稱(chēng)其為霍爾電場(chǎng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，沿方向。（1）判斷剛加磁場(chǎng)瞬間自由電子受到的洛倫茲力方向；（2）若自由電子定向移動(dòng)在沿方向上形成的電流為，求單個(gè)自由電子由于定向移動(dòng)在z方向上受到洛倫茲力和霍爾電場(chǎng)力的合力大?。唬?）霍爾電場(chǎng)建立后，自由電子與空穴在z方向定向移動(dòng)的速率介別為、，求時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到半導(dǎo)體z方向的上表面的自由電子數(shù)與空穴數(shù)，并說(shuō)明兩種載流子在z方向上形成的電流應(yīng)滿足的條件。13【答案】（1）自由電子受到的洛倫茲力沿方向；（2）；（3）見(jiàn)