2021年天津市高考物理沖刺試卷

一、單選題（本大題共5小題，共25.0分）

1.導熱性能良好的氣缸和活塞，密封一定質量的理想氣體，氣缸固定不動，保持環nn

境溫度不變，現在將活塞向下緩慢移動一段距離，貝女）卜=

A.外界對氣體做功，內能不變||

B.氣體放出熱量，內能增大

C.氣缸內每個氣體分子的動能保持不變

D.單位時間內撞擊到器壁上單位面積的分子數減小

2.一個物體受共點力F1、F2、尸3作用而做勻速直線運動，則這三個力大小的可能值是（）

A.15N,5N,6NB.6N,6N,4N

C.IN,2N,IOND.IN,6N,3/V

3.光電效應的實驗結論是：對于某種金屬（）

A.超過極限頻率的入射光強度越弱，所產生的光電子的最大初動能就越小

B.無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產生光電效應

C.無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產生光電效應

D.超過極限頻率的入射光強度越強，所產生的光電子的最大初動能就越大

4.有一交流發電機模型，矩形金屬線圈在勻強磁場中繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉動，發電機

負載為白熾小燈泡，若線圈匝數為100匝，回路總電阻為20,線圈轉動過程中穿過該線圈的磁

通量。隨時間t的變化規律為e=0.04si7OTt（〃b）,設兀2=10,回路中電阻值恒定不變，則（）

A.t=0時，回路瞬時電流為零

B.t=10s時，回路電流改變方向

C.t=1.5s時;回路瞬時電流最大

D.從t=0至IJt=10s時間內，回路產生的焦耳熱為400J

5.如圖所示，兩個質量相等的物體從同一高度沿傾角不同的兩個光滑/

斜面由靜止自由滑下，到達斜面底端，則兩物體具有相同的物理量//

是（）J

A.下滑過程中重力的沖量B.下滑過程中合力的沖量

C.下滑過程中動量變化量的大小D.剛到達底端時的動量

二、多選題（本大題共3小題，共15.（）分）

6.下列說法中正確的是（）

A.盧瑟福通過實驗發現了質子的核反應方程為；1He+/NT^0+

B.鈾核裂變的核反應是比5（77續及+HKr+2Jn

C.已知質子、中子、a粒子的質量分別為巾1、m2>m3,那么：質子和中子結合成一個a粒子,

2

釋放的能量是（2mi+2m2-m3）c

D.鈾（馥8（7）經過多次a、0衰變形成穩定的鉛（第6pb）的過程中，有6個中子轉變成質子

E.一個處于n=5能級態的氫原子，自發向低能級躍遷的過程中能夠輻射10種不同頻率的電磁

波

7.同步衛星是指相對于地面不動的人造地球衛星，以下說法錯誤的是（）

A.它可以在地面上任一點的正上方，且離球心的距離可按需要選擇不同值

B.它可以在地面上任一點的正上方，但離地心的距離是一定的

C.它只能在赤道的正上方，且距離地心的距離是一定的

D.它只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同值

8.一列簡諧橫波在t=0時的波形圖如圖所示。介質中x=2m處的質

點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y=l0sin5nt（cm）o下列說法/t/i\

A?!/56t/n,

正確的是（）___

A.該波的振幅為10cm

B.該波的周期為4s

C.該波沿x軸負方向傳播

D.該波的傳播速度為lOm/s

E.在1s的時間內，質點P經過的路程為1小

三、實驗題（本大題共2小題，共12.0分）

9.如圖所示：某同學對實驗裝置進行調節并觀察實驗現象：

光源凸透鏡徹七夕3a頌遮光筒測量頭及H鏡

圖1

0----IC

圖甲圖乙,_iT巨^

圖2圖3

①圖甲、圖乙是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是。

②下述現象中能夠觀察到的是。

人將濾光片由藍色的換成紅色的，干涉條紋間距變寬

員將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬

C換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄

D去掉濾光片后，干涉現象消失

③移動測量頭上的手輪，使分劃板的中心刻線對準第1條亮紋的中心，記下此時手輪上螺旋測微器

的讀數%.轉動測量頭，使分劃板的中心刻線向右移動對準第4條亮紋的中心，此時手輪上螺旋

測微器的讀數乃如圖所示，則讀數g=mm；己知雙縫與屏的距離為L,雙縫間距為d。

計算波長的公式；1=:(用題目中給出的字母表示)

10.熱敏電阻是傳感電路中常用的電子元件，現用伏安法研究負溫度系數(電阻率隨溫度的升高而減

少)的熱敏電阻在不同溫度下的伏安特性曲線。已知常溫下待測熱敏電阻的阻值約為502熱敏電

阻和溫度計插入帶塞的保溫杯中，杯內有一定量的冷水，其他可選的儀表和器具有：盛有熱水

的水瓶(圖中未畫出)，電源(3V、內阻可忽略)、直流電流表(內阻約10)、直流電壓表(內阻約5k。)、

滑動變阻器(0—100)、開關、導線若干。

(1)圖甲中，a、b、c三條圖線能反映出熱敏電阻的伏安特性的曲線是。

(2)在圖(2)的方框中畫出實驗電路圖，要求測量誤差盡可能小。

(3)根據電路圖，在圖(3)的實物圖上連線。

四、計算題(本大題共3小題，共48.0分)

11.如圖，一寬度L=0.4zn的U形光滑金屬橙架水平放置，開口向右。在框架所在范內存在方向豎

直向下的勻強磁場，磁感應強度8=0.2T-質量m=0.05kg、電阻R=10的金屬桿ab垂直于框

架的兩平行邊、靜置其上。現在水平外力產的作用下，使桿必以恒定加逮度a=2m/s2,由靜止

開始沿框架向右做勻加速運動(不計框架電阻，框架足夠長)。求

(l)5s內桿帥移動的距離s：

(2)5s末作用在桿ab上的水平外力大小F；

(3)水平外力F與時間t的函數關系；

(4)若撤去F,分析并說明金屬桿ab在此后的運動過程中速度、加速度的變化情況。

12.如圖所示，水平面內的兩根足夠長的平行的光滑金屬導軌和AW'相距3左端M、N之

間接一質量為〃h阻值為R的電阻，一根金屬棒ab垂直放置在兩導軌上，金屬棒和導軌的電阻

均不計.整個裝置置于磁感應強度為Bo、方向豎直向下的勻強磁場中，r=0時金屬棒ab在恒力F

作用下由靜止開始運動.求：

依.

百乂乂乂乂乂乂乂工

u乂乂乂乂乂乂乂乂

NAT

(1)金屬棒能達到的最大速度;

(2)若在片T時刻時，金屬棒已經做勻速運動，在0?T時間內，回路中產生焦耳熱為。.求0?，

時間內金屬棒的位移.

13.高鐵的開通給出行的人們帶來了全新的旅行感受，大大方便了人們的工作與生活.高鐵每列車

組由七節車廂組成，除第四節車廂為無動力車廂外，其余六節車廂均具有動力系統，設每節車

廂的質量均為小，各動力車廂產生的動力相同，經測試，該列車啟動時能在時間t內將速度提高

到發，已知運動阻力是車重的化倍.求：

(1)列車在啟動過程中，第五節車廂對第六節車廂的作用力；

(2)列車在勻速行駛時，第六節車廂失去了動力，若仍要保持列車的勻速運動狀態，則第五節車廂對

第六節車廂的作用力變化多大？

參考答案及解析

I.答案：A

解析：解：4、B、由于氣缸和活塞導熱性能良好，且環境溫度不變，因此在將活塞向左緩慢壓一段

距離過程中，氣體溫度不變，氣體內能不變，由△U="+Q可知，外界對氣體做功，內能不變，

氣體將放出熱量，故A正確，8錯誤；

C、溫度不變，說明氣體分子平均動能不變，而并非指每個氣體分子的動能均保持不變，故C錯誤；

。、氣體溫度不變，體積縮小，根據理想氣體狀態方程可知，其壓強增大，單位時間內撞擊到器壁

上單位面積上的分子數增多，故錯誤；

故選A.

對于一定質量的理想氣體其內能由溫度決定，氣體的吸放熱情況可以通過熱力學第一定律4U=

W+Q進行判斷.

正確應用熱力學第一定律和氣態方程，判斷一定質量的被封閉理想氣體的溫度、內能、吸放熱、壓

強等情況的變化.

2.答案：B

解析：物體在&、尸2、尸3作用下而做勻速直線運動，則三個力的合力必定為零，只有B選項中的三個

力的合力可以為零，故選B.

3.答案：C

解析：解：每種金屬都有它的極限頻率V。，只有入射光子的頻率大于極限頻率V。時，才會發生光電

效應，且入射光的強度越小則產生的光子數越少，光電流越弱，由光電效應方程a=hv-W=hv-

hv0,可知入射光子的頻率越大，產生的光電子的最大初動能也越大，與入射光的強度無關，故48。

錯誤，C正確；

故選：C.

只要明確光電效應的特點就能順利解決本題.能否發生光電效應于光照強度無關，其條件是光的頻

率大于金屬的極限頻率.

本題比較簡單，直接考察了對光電效應的掌握情況，明確光電電流的大小和初動能的大小決定因素

是不同的.

4.答案：D

解析：解：力、t=0時，根據穿過線圈的磁通量隨時間的變化規律。=0.04siTWTt(Wb),穿過回路的

磁通量為零，但產生的感應電動勢最大，故電流最大，故A錯誤；

B、t=10s時，根據穿過線圈的磁通量隨時間的變化規律。=0.04sin7rt(IVb),穿過回路的磁通量為

零，回路中的電流方向不改變，故B錯誤；

C、t=1.5s時，根據穿過線圈的磁通量隨時間的變化規律3=0.04s出Tit(Wb),穿過回路的磁通量

最大，磁通量的變化率為0,回路中的瞬時電流為0,故C錯誤；

。、磁通量的變化率W=0.047TCOS7Tt,故磁通量的變化率最大為0.04兀，故產生的感應電動勢的最大

值為：Em=n^=4y/2nV,故產生的感應電動勢的有效值為：E=*4W,回路中產生的焦耳熱

為：Q=*=400/,故。正確；

故選：。。

線圈在磁場中轉動，線圈在中性面時，磁通量最大，產生的感應電動勢最小，電流方向發生改變，

在與中性面垂直時，磁通量最小，產生的感應電動勢最大。

本題主要考查了線圈在磁場中轉動產生感應電動勢，明確中性面的特點，知道求產生的焦耳熱用交

流電的有效值。

5.答案：C

解析：解：物體在下滑中只有重力做功，而重力做功只與高度差有關，故兩種情況下重力做功相等，

由:小/=mg/t得兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等的；

A、兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等，又因長的斜面傾角小，物體的加速度小，所以斜

面越長下滑的時間越長，所以兩種情況下重力作用的時間不相等，重力的沖量也不相等.故A錯誤；

8、物體在兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以粒子情況下物

體的末動量不同.根據動量定理：/=AP=nw-0,所以合力的沖量大小相等，方向是不同的.故

B錯誤；

C、物體在兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等的，所以兩種情況下物體的動量的變化量大

小相等.故C正確；

。、物體在兩種情況下到達斜面底端的速度的大小是相等的，而速度的方向不同，所以粒子情況下

物體的末動量不同.故。錯誤.

故選：C

分析物體的受力情況，并找出各力的沖量情況，由動量定理、機械能守恒可判斷出各量是否相同.

在研究功能關系時一定不要忽視了受力分析過程，只有正確地受力分析才能準確地找出做功情況.

6.答案：ACD

解析：解：A、盧瑟福通過a粒子轟擊氮原子核的實驗發現了質子的核反應方程為：^He+尹N-

?。+:H；故A正確；

8、鈾核裂變有多種裂變的方式，但是每一種都要有慢中子的參與，即反應方程的前面也要有中子。

故核反應：925t/+on婷Ba+罪勺+3乩；故B錯誤；

C、質子、中子、a粒子的質量分別為巾1、Tn2、7n3,質子和中子結合成一個a粒子，減小的質量是

(27HJ+2m2-m3),根據質能方程得：釋放的能量是(2m1+2nl2-.故C正確。

。、根據質量數和電荷數守恒知：238-206=4x8,發生8次a衰變；92=82+2x8-6,發生6次

S衰變，0衰變的實質即為中子轉化為質子同時釋放電子，所以有6個中子轉變成質子。故。正確；

E、一個處于n=5能級態的氫原子，自發向低能級躍遷的過程中最多能夠輻射4種不同頻率的電磁波。

故E錯誤.

故選：ACD.

盧瑟福通過實驗發現了質子的核反應方程為He+N+H；鈾核裂變的核反應是：H5U+

續Ba+器給+3乩；質子、中子、a粒子的質量分別為四、m2>m3,質子和中子結合成一個a粒

子，釋放的能量是(2血1+2nI?一瓶3%2,一個處于n=5能級態的氫原子，自發向低能級躍遷的過程

中最多能夠輻射4種不同頻率的電磁波。

該題考查原子物理學的幾個不同的知識點，都是記憶性的知識點，要牢記。這其中，鈾235的裂變是

人工可控的核反應，該裂變有多種裂變的方式，但是每一種都要有慢中子的參與，這是該題中容易

出錯的地方。另外選項E中，要注意“一個”與“一群”的差別。

7.答案：ABD

解析：解：它若在除赤道所在平面外的任意點，假設實現了“同步”，那它的運動軌道所在平面與

受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的.所以同步衛星只能在赤道的正上方.

因為同步衛星要和地球自轉同步，即3相同，根據?=誓=巾32「，因為3是一定值，所以r也是一

定值，所以同步衛星離地心的距離是一定的.故C正確，A8D錯誤；

本題選擇錯誤的，故選：ABD.

了解同步衛星的含義，即同步衛星的周期必須與地球相同.

物體做勻速圓周運動，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向軌道平面的中心.

通過萬有引力提供向心力，列出等式通過已知量確定未知量.

地球質量一定、自轉速度一定，同步衛星要與地球的自轉實現同步，就必須要角速度與地球自轉角

速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度.

8.答案：ADE

解析：解：4、振幅等于位移y的最大值，由波的圖象得知：該波的振幅4=10CM,故A正確；

B、由質點P沿y軸方向做簡諧運動的表達式為y=lOsin57rtem,可知3=5nrad/s,則周期為：T=

—=|^s=0.4s,故B錯誤;

357r

c、根據質點P的振動方程知：P質點在t=0時沿y軸正方向運動，由波形平移法知，該波沿x軸負方

向傳播。故C錯誤；

D、由波的圖象得：波長2=4m,故波速為u=*=高m/s=l(hn/s,故。正確；

D、因為t=ls=2.5T,所以在1s的時間內，質點P經過的路程為S=2.5x44=10xl0cm=

100cm=Imo故E正確。

故選：ADE.

振幅等于位移y的最大值；根據質點P的振動方程y=K)sin57rt(cm),讀出3,由7="求出周期。根

據振動圖象t=0時刻P質點的速度方向，即可判斷出波的傳播方向。讀出波長，求出波速。根據時

間與周期的關系求質點P在1s時間內經過的路程。

本題的關鍵要掌握振動方程y=4sin3t,讀出?和P點的振動方向，運用波形平移法判斷波的傳播方

向。

9.答案：圖甲AC1.700^^

解析：解：

①雙縫干涉條紋特點是等間距、等寬度、等亮度；衍射條紋特點是中間寬兩邊窄、中間亮、兩邊暗，

且不等間距；根據此特點知甲圖是干涉條紋。

②4根據雙縫干涉條紋的間距公式=知，將濾光片由藍色的換成紅色的，頻率減小，波長變

長，則干涉條紋間距變寬。故A正確；

B.根據雙縫干涉條紋的間距公式dx=知將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距不變。

故B錯誤；

C.根據雙縫干涉條紋的間距公式4x=；/l,換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距變窄。故

a

C正確;

D去掉濾光片后，通過單縫與雙縫的光成為白色光，白色光通過雙縫后，仍然能發生干涉現象。故

。錯誤。

故AC正確

③螺旋測微器固定讀數為1.5mm,可動讀數為0.200mm,故讀數為1.700?mn,根據可知入=

-3L-

故答案為：①.圖甲②③.1.700.巴產

雙縫干涉條紋特點是等間距、等寬度、等亮度；根據雙縫干涉條紋的間距公式判斷干涉條

紋的間距變化，并表示；I的關系。

本題關鍵是明確實驗原理，體會實驗步驟，最好親手做實驗；解決本題的關鍵掌握雙縫干涉條紋的

間距公式。

10.答案：C

解析：解：(1)半導體的電阻隨溫度

的升高而降低，故在/-u圖象中圖\?

象的斜率應變大，故選c；

(2)根據題意可知，本實驗應采用滑/￡

動變阻器分壓接法，同時因電阻較I二歸少

小，為了減小誤差，電流應采用外

接法；故答案如下圖；

(3)根據原理圖即可將實物圖作出，^O7一注意實物圖中不能交

叉，并且導線要接在接線柱上，答案如下圖所示

故答案為：(l)c

(2)電路如圖所示

(3)實物連接如圖所示,

(1)熱敏電阻是由半導體制成的，而半導體的電阻隨溫度的升高而降低：

(2)根據題意可知，電路應采用分壓接法，同時為了減小誤差，電流表應采用外接法；

(3)根據原理圖，先連接滑動變阻器、開關與電源，再將另一支路并聯在滑動變阻器的其中一部分。

注意圖象為/-U圖象，故在圖象中斜率越大說明電阻越小，同時要明確熱敏電阻是由半導體組成的,

掌握半導體的性質。

11.答案：解：(l)5s內桿ab運動的距離為：s=1at2=?x2x52=25m

(2)5s末桿ab的速度：v=at=2x5=10m/s

222

生應nerrBLV.Bl7v0.2X0.4X10-rCC-XAP

女培力為：FA=B1L=B—L=-=-----J-----N=0.064/V

根據牛頓第二定律得：F-FA=ma

解得：F=FA+ma=0.064+0.05x2N=0.164/Vo

(3)根據尸—FA—nia得：F=13："+ma=>:"+ma

代入數據解得：F=(0.0128t+0.1)N。

(4)撤去F,金屬桿的速度仍在，繼續切割磁感線，產生感應電流，受到安培，做減速運動，由于速

度減小，感應電動勢減小，感應電流減小，桿必所受的安培力，加速度減小，因此桿ab做加速度減

小的變減速運動，直至停止運動。

答：(l)5s內桿ab移動的距離s是256；

(2)5s末作用在桿ab上的水平外力大小F是0.164N；

(3)水平外力F與時間t的函數關系是F=(0.0128t+0.1)/V；

(4)若撒去F,桿ab的速度減小，加速度減小。

解析：(1)桿ab做初速度為零的勻加速運動，由位移時間公式求5s內桿移動的距離s。

（2）根據速度時間公式求出桿ab5s末的速度，結合切割產生的感應電動勢公式、歐姆定律、安培力公

式求出桿ab所受的安培力，再根據牛頓第二定律求出F的大小。

（3）根據牛頓第二定律，結合切割產生的感應電動勢公式、歐姆定律和安培力公式得出F與t的關系式。

（4）通過分析桿好的受力情況，來判斷其運動情況。

本題中金屬桿做勻加速運動，運用運動學公式與電磁感應的規律結合求解。關鍵是安培力的計算，

要在理解的基礎上安培力經驗公式以=

12.答案：解：（1）金屬棒達到最大速度后開始勻速運動，則恒力F與安培力平衡，則有：F=FS

安培力為：F正Bo也

感應電流為：展

電動勢為：E=BRv

聯立解