2022届天津市某中学高三（下）4月物理试题（含解析）

天津一中2021-2022-2高三年级物理学科四月考试卷

本试卷分为第1卷（选择题）、第I1卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。

考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。祝各位考生考试顺利！

第1卷

一、单项选择题

l.在物理学的重大发现中，科学家用到了许多物理思想与研究方法，关于所用研究方法的叙述中正确的是

A．电学中引入点电荷的概念，突出带电体的电荷岱，采用了等效替代法

Lil..-·Lil

B根据速度定义式v=—-，当~t➔O时，一－就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，采用了极限思维法

AtAt

C若一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力，采用了理想实验法

QF

D.用比值法定义的概念在物理学中占相当大的比例，如电容C=—U，加速度·a=—都是采用比值法定义m

的

2.平衡艺术家在不使用任何工具的情况下，仅靠大自然鱼力就能将形状各异的石头叠在一起，点得了无数

惊叹声。某次一平衡艺术家将石块A、B、C从上到下依次叠放在一块大石头上，并使它们始终保持静

止，整个环境处千无风状态，则（)

—BA.石块A对B的压力就是A的重力

—c

B.石块B受力个数不可能超过4个

C.石块C对石块B的作用力一定竖直向上

D.石块C受到下面大石头的作用力可能斜向右上方

3.负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，使负压舱内气压低

于外界大气压，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。已知

舱外恒为标准大气压Po。某负压救护车负压舱没有启动时，舱内的压强也为Po、温度为飞、体积为％。

p。

启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为——-。启动负压舱，舱内温度保持飞不变，达到要求的

1000

负压值，求福要抽出压强为p。状态下气体的体积为（)

V。V。999V。9V。

A.B.D.

100099910001000

4.如图为光电倍增管的原理图，管内由一个阴极K、一个阳极A和K、A间若干对倍增电极构成。使用时

在阴极K、各倍增电极和阳极A间加上电压，使阴极K、各倍增电极到阳极A的电势依次升糊。当满足一

定条件的光照射阴极K时，就会有电子射出，在加速电场作用下，电子以较大的动能撞击到第一个倍增电

极上，电子能从这个倍增电极上激发出更多电子，最后阳极A收集到的电子数比最初从阴极发射的电子数

增加了很多倍。下列说法正确的是（

第一倍增极DI第二倍增极D3阳极A

入射光

I`'

A光电倍增管适用千各种频率的光

}、----、-、

,,,

``````````

阴极K第二倍增极队第四倍增极D4

B保持入射光不变，增大各级间电压，阳极收集到的电子数可能增多

C.增大入射光的频率，阴极K发射出的所有光电子的初动能都会增大

D保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不影响阳极收集到的电子数

5.如图所示为计算机生成点电荷电势分布三维图，x、y轴组成被研究的平面，Q轴为电势的大小，a，和

b为图中的两点，若取无穷远处的电势为零，则（)

么。

A.该点电荷带负电

y

X

B.a点所在曲线为电场线

C.a点处位置的电场强度大于b点处位置的电场强度

D.负电荷从a点处位置移动到b点处位置，其电势能减小二、多项选择题：

6.如图所示是网球运动员在某次室内训练时从距地面一定的高度向竖直墙面发射完全相同的网球。假定网

球均水平击出，某一次击出的网球碰到墙面时速度方向与水平方向夹角为30°,第二次击出的网球碰到墙

面时速度方向与水平方向夹角为60°。若不考虑网球在空中受到的阻力，则第一次与第二次击球相比，

()

o-｀=:、、`、

、

＼、区30°

、

、

初速度之比为3:I

B.碰到墙面前在空中运动时间之比为1:✓3

C.下降祸度之比为1:3

D.碰到墙面时动能之比为I:3

7.2021年5月15日，天问一号着落器蓿陆千火星表而。着落器的香陆过程简化如下：首先在距火星表而

高为h处悬停，接者以恒定加速度a竖直下降，下降过程火箭产生的反推力大小恒为F。当四条“缓冲脚”

接触火星表面时，火箭立即停止工作，着落器再经时间t速度减至0,已知着落器的质械为m,火星半径

为R(R?h)，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（)

(F+ma)R2

A.火星的质量约为

Gm

3(F+ma)

B.若将火星视做均匀球体，则其平均密度为

4冗RGm

1

C火箭反推力对着落器所做的功约为－—Fat2

2

m拉面

D着落器对火星表面的平均冲击力大小约为F+ma-8.在0点有一波源，t=O时刻开始向＋y方

t

向振动，形成沿x轴正方向传播的一列简诸横波。距离0点为x1=6m的质点A的振动图像如图甲所示；

距离0点为Xi=8m的质点B的振动图像如图乙所示；距离0点为X3=10m的质点C的振动图像如图丙

所示。由此可知()

y/cmy/cmy/cm

2l____21-----

。,A．该波的波长为

tistlstis

-2r-------------2,--------------2t--------------

甲乙丙

24m

8.该波的周期为12s

C.该波的波速为lm/s

D.10s末C点的振动速度大千B点的振动速度

第11卷

三、实验题：

9某学习小组用如图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。左、右两个相同的砫码盘中各装有5个质世

均为50g的硃码，装置中左端祛码盘的下端连接纸带。现将左端祛码盘中的祛码逐一地放到右端祛码盘

中，并将两祛码盘由静止释放，运动过程两盘一直保持水平，通过纸带计算出与转移的祛码个数n相对应

的加速度a,巴知交流电的频率为f

O某次实验，该组同学得到了如图乙所示的一条纸带，每5个计时点

打点计时器

纸带

甲

取1个计数点。所有测量数据如图乙所示，则该次实验得到的加速度表达式为

S4士S5斗s6

|1si|:(S2I1:(S3中'·4，

．

....5

0123t]＠若该组同学得到部分n-a

乙

图像如阳丙所示，重力加速度g=lOm/s2,则每个祛码盘的质量为g。

n5432

．

警-10材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为＂压阻效应”，利用这种效应

1r/,

'

`

2.5a/(m·s勺

丙

可以侧谥压力大小。某同学计划利用压敏电阻测谥物体的质谥，他先测谥压敏电阻处千不同压力F时的电

阻值凡。利用以下器材设计一个可以测擞处千压力中的该压敏电阻阻值的电路，要求测量数据范困较

大，提供的器材如下：

A.压敏电阻凡，无压力时阻值凡＝600Q

B.滑动变阻器凡，最大阻值约20n

C.滑动变阻器凡，最大阻值约为200n

D.灵敏电流计G,量程0~30mA,内阻为300

E.电压表V,堂程0~3V,内阻约为3kQ

F.直流电源E,电动势3V,内阻很小

ErEr

图l图2

G.开关S,导线若干个Rr/RF

7

6,---------------;,,

~~-----------7!

I

'

'I

『--7}I

I

I

I

I

I

,IF/N

024681012

图3

(1)滑动变阻器应选用（选填',R”或＇凡”)，实验电路图应选用图（选填图'I"

或“2”)。

凡

(2)多次改变压力F,在室温下测出对应电阻值凡，可得到如图3所示压敏电阻的一--F图线，其中

RF

岛表示压力为F时压敏电阻的阻值，凡表示无压力时压敏电阻的阻值。由图线可知，压力越大，压敏电

阻的阻值（选填＇越大”或＇越小”)。

(3)若利用图4所示电路测晁静置于压敏电阻上物体的质量，需要将电压表表盘刻度值改为对应的物体

质量。若叽＞叱，则m1应标在电压值（选填“较大”或“较小”)的刻度上。经分析，请确定

表示物体质量的示数（选填｀是”或“否＂）随刻度均匀变化。

四、计算题：

11.如图所示，质量为m可视为质点的小球用长为2L(L为未知量）轻绳拴接，轻绳的另一端固定千悬点

0,0点到光滑水平桌面的高度为L,开始小球位千悬点的正下方。一质显也为m的弹丸沿水平方向以速

度VO射中小球并留在其中，经过一段时间小球离开桌面。重力加速度为g,不计空气阻力。求：

(1)小球从桌面摆起时的初速度大小？

(2)从弹丸水平入射到小球离开桌面的过程中，小球和弹丸组成的系统损失的机械能为多少？

(3)如果小球刚好能通过最高点，则L的长度应满足什么条件？

2,

12在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序。如图甲所示是离子注入工作原理示意图，一质

量为m，电量为q的正离子经电场由静止加速后沿水平虚线射入和射出速度选择器，然后通过磁场区域、

电场区域偏转后注入处在水平面内的晶圆（硅片）。速度选择器和磁场区域中的匀强磁场的磁感应强度大

小均为B,方向均垂直纸面向外；速度选择器和电场区域中的匀强电场场强大小均为E,方向分别为竖直

向上和水平方向（沿x轴）。电场区域是一边长为L的正方形，其底边与晶圆所在水平面平行，间距也为L

mE

(L<

qB2）。当电场区域不加电场时，离子恰好通过电场区域」边界中点竖直注入到品圆上x轴的O

点。整个系统置于真空中，不计离子重力。求：

(1)若虚线框内存在一圆形磁场，求圆形磁场的最小面积；

2LB

(2)若电场区域加如图乙所示的电场时（电场变化的周期为一—，沿x轴向右为正），离子从电场区域

E

飞出后，注入到晶圆所在水平面x轴上的总长度。

IIIIIIIIIIIIIII'gg-}

卧行篡

}一某区域有磁场

离子游

}霆器E

°r--一J

---1111?

E

II

tIII'---IIIIl­

电场域:II13.如图甲所示，两条足够长

区。!::2T

',,11,t

-|::T::

-EL___I_II_I

甲

乙

且相距L的光滑平行金屈导轨，斜面倾角为0，下端接有阻值为R的电阻，在aa'b'b区域存在方向垂直导

轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B随时间t的变化的图像如图乙。在金属棒上方cc'd'd区域也存

在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一与导轨垂直的金属棒A置千两导轨

上，质址为m,电阻忽略不计，通过轻绳与物块P相连，光滑小滑轮质扯不计，轻绳与斜面平行。物块P

距地面足够高，ab=cd=h,金属棒A初始位置距cc'为h,t=O时刻释放物块P,p开始向下加速运

动，金属棒运动to时间恰好到cc'，且进入cc'd'd区域时恰做匀速运动。求：

(1)金属棒开始运动时回路中感应电流的大小；

(2)物块P的质量M的大小；

(3)从t=O到金屈棒离升dd'时，流过电阻R的电荷址的绝对值。

B

t。

天津一中2021-2022-2高三年级物理学科四月考试卷

本试卷分为第1卷（选择题）、第11卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。

考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。祝各位考生考试顺利！

第1卷

一、单项选择题

l.在物理学的重大发现中，科学家用到了许多物理思想与研究方法，关于所用研究方法的叙述中正确的是

A．电学中引入点电荷的概念，突出带电体的电荷岱，采用了等效替代法

Lil..-·Lil

B根据速度定义式v=—-，当D.t➔O时，一－就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，采用了极限思维法

AtAt

C若一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力，采用了理想实验法

QF

D.用比值法定义的概念在物理学中占相当大的比例，如电容C=—U，加速度·a=—都是采用比值法定义m

的

【1题答案】

（答案】B

【解析】

【详解】A.点电荷的概念，突出了带电体的带电荷谥，忽略了带电体的体积大小和形状，运用了理想化模

型的方法，故A错误；

B.根据速度定义式

Ax

v=—当时间趋近千零时，表示瞬时速度，这里运用了极限思想，故B正确；

At

C.如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力。这里采用了等效

替代法。故C错误；

D.电容的定义式

Q

C＝一是比值定义，加速度u

F_.·-··.........~v

a=—是牛顿第二定律的表达式，a=—－才是加速度的定义式也是比值定义，故D错误。

mAt

故选B。2.平衡艺术家在不使用任何工具的消况下，仅靠大自然重力就能将形状各异的石头叠在一起，点

得了无数惊叹声。某次一平衡艺术家将石块A、B、C从上到下依次叠放在一块大石头上，并使它们始终

保持静止，整个环境处千无风状态，则（)

石块A对B的压力就是A的重力

B.石块B受力的个数不可能超过4个

C.石块C对石块B的作用力一定竖直向上

D.石块C受到下面大石头作用力可能斜向右上方

【2题答案】

【答案】C

【解析】

（详解】A.压力和重力是不同性质的力，压力不是重力，石块A对B的压力的大小等千重力大小，故A

错误；

B.石块B除了受到重力、A对B的压力、C对B的支持力外，还可能受到A对B的摩擦力、C对B的摩

擦力，因此石块B受力的个数最多为5个，故B错误；

C.由千石块A、B能够正立在石块C上，以石块A、B为整体研究，重力竖直向下，因此石块C对石块

B的作用力与A和B的总重力大小相等、方向相反，即竖直向上，故C正确；

D.以石块A、B、C为整体作为研究对象，石块A、B、C的总重力竖直向下，根据力的平衡，石块C下

面的大石头对C的作用力方向只能是竖直向上，且大小与A、B、C的总重力相等，故D错误。

故选C。

3.负压救护车在转运传染病人过程中发挥了巨大作用，所谓负压，就是利用技术手段，使负压舱内气压低

千外界大气压，所以空气只能由舱外流向舱内，而且负压还能将舱内的空气进行无害化处理后排出。已知

舱外恒为标准大气压Po。某负压救护车负压舱没有启动时，舱内的压强也为Po、温度为飞、体积为V(）。

启动负压舱后，要求负压舱外和舱内的压强差为Po。启动负压舱，舱内温度保持飞不变，达到要求的

1000

VV。999V。

负压值，求需要抽出压强为p。状态下气体的体积为()A.~B.

.1000~·999-·1000

9V。

D

.1000

(3题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】启动负压舱，设舱内气体体积变为

V=V0+~V压强为p2,由负压舱特点可得

p。

P2=P。-由玻意耳定律可得

1000

P扎＝p2(Vo+AV)设抽出气体在压强po状态下的体积为Vl，由玻意耳定律可得

P2~V=P。V解得

v

V=°故A正确。

I1000

故选A。

4.如图为光电倍增管的原理图，管内由一个阴极K、一个阳极A和K、A间若于对倍增电极构成。使用时

在阴极K、各倍增电极和阳极A间加上电压，使阴极K、各倍增电极到阳极A的电势依次升高。当满足一

定条件的光照射阴极K时，就会有电子射出，在加速电场作用下，电子以较大的动能撞击到第一个倍增电

极上，电子能从这个倍增电极上激发出更多电子，砐后阳极A收集到的电子数比最初从阴极发射的电子数

增加了很多倍。下列说法正确的是（)

第一倍增极D1第二倍增极D3阳极A

入射光＼\``','

A光电倍增管适用千各种频率的光B.保持

`、、、、、、-

丿

,,,

``````````

阴极K第二倍增极队第四倍增极D4

入射光不变，增大各级间电压，阳极收集到的电子数可能增多

C.增大入射光的频率，阴极K发射出的所有光电子的初动能都会增大

D.保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不影响阳极收集到的电子数

【4题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A.只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，从而逸出光电子，可知光电倍增管并不是适

用于各种频率的光，选项A错误；

B.保持入射光不变，增大各级间电压，则打到倍增极的光电子的动能变大，则可能有更多的光电子从倍

增极逸出，则阳极收集到的电子数可能增多，选项B正确；

C.增大入射光的频率，阴极k发射出的光电子的最大初动能变大，并不是所有光电子的初动能都会增

大，选项C错误；

D.保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强，则单位时间逸出光电子的数目会增加，则阳极

收集到的电子数会增加，选项D错误。

故选B。

5.如图所示为计算机生成的点电荷电势分布三维图，x、y轴组成被研究的平面，四曲为电势的大小，a和

b为图中的两点，若取无穷远处的电势为零，则()

.rp

A.该点电荷带负电

y

X

B.a点所在曲线为电场线

C.a点处位置的电场强度大于b点处位置的电场强度

D.负电荷从a点处位置移动到b点处位置，其电势能减小

【5题答案】

【答案】C

【解析】【详解】A.由图可知，离点电荷越远，电势越小，可知该点电荷带正电，故A错误；

B.点电荷的电场线为直线，故B错误；

C.由A选项分析可知，a点离点电荷比较近，b点离点电荷较远，可知a点处位置的电场强度大于b点处

位置的电场强度，故C正确：

D.由图可知o点电势大千b点电势，根据片＝rpq可知负电荷从a点处位置移动到b点处位置，电势能

增大，故D错误。

故选C。

二、多项选择题：

6.如图所示是网球运动员在某次室内训练时从距地面一定的高度向竖直墙面发射完全相同的网球。假定网

球均水平击出，某一次击出的网球碰到墙而时速度方向与水平方向夹角为30°,第二次击出的网球碰到墙

面时速度方向与水平方向夹角为60°。若不考虑网球在空中受到的阻力，则第一次与第二次击球相比，

()

0-｀二：：：～、、

、、

、、、、、、--30°

巨0。A初速度之比为3:l

B.碰到墙面前在空中运动时间之比为1:✓3

C.下降高度之比为1:3

D.碰到墙面时动能之比为I:3

【6题答案】

（答案】BC

【解析】

【详解】AB.由题知，两次平抛运动的水平位移相同，根据平抛运动规律有

1

x=V。ty=—g户

2

又由平抛运动速度俏向角0的正切值是位移偏向角a正切值的2倍，即

tan0=2tana联立得

t＝尸，v。＝己

带入数据01=30°'02=60°可解得两次运动的时间，初速度之比分别为

尸gx

丛t2尸g＝上，血＝二＝五_fj'V。2已l

故A错误，B正确；

C.根据公式

1.2

y=-;:gt

2得

Yi-t12-1

一＝芳＝－C正确；

Y2t/3

D.平抛的合速度为

V

v=°故碰到墙面时动能之比

cos0

三:=2气。:;0°)＝1故D错误。

2；气。认。）2

故选BC。

7.2021年5月l5日，天问一号眷落器瑞陆千火星表而。着落器的着陆过程简化如下：首先在距火星表而

高为h处悬停，接着以恒定加速度a竖直下降，下降过程火箭产生的反推力大小恒为F。当四条＂缓冲脚”

接触火星表面时，火箭立即停止工作，着落器再经时间t速度减至0,已知着落器的质虽为m,火星半径

为R(R?h)，万有引力常撇为G。则下列说法正确的是（)

(F+ma)R2

A.火星的质量约为

Gm

3(F+ma)

B.若将火星视做均匀球体，则其平均密度为

4冗RGm

1

C.火箭反推力对着落器所做的功约为－－Fat2

2

m尽

D.希落器对火星表而的平均冲击力大小约为F+ma-

t

[7题答案】

【答案】AB

【解析】

【详解】A.设火星表面的重力加速度为g,则有

Mm

mg—F=nwG—R2=mg联立解得

(F+ma)R2

M=所以A正确；

Gm

B.若将火星视做均匀球体，则其平均密度为

M_3(F+ma)

p=4=

耘RGm所以B正确；

一冗R3

3

C.火箭产生反推力的作用时间不确定，所以火箭反推力对着落器所做的功不等千

1

W=-Fx=-~Fat2所以C错误；D.火星表面对着落器的平均冲击力大小约为了，则有

2

mgt-Ft=0-mvv2=2ahmg-F=ma联立解得

m立

F=F+ma+由牛顿第三定律可知，着落器对火星表面的平均冲击力大小约为

m尽

F+ma+所以D错误；

t

故选AB。

8.在0点有一波源，t=O时刻开始向＋y方向振动，形成沿x轴正方向传播的一列简谐横波。距离0点为

x1=6m的质点A的振动图像如图甲所示：距离0点为X2=8m的质点B的振动图像如图乙所示：距离0

点为凸＝10m的质点C的振动图像如图丙所示。由此可知()

y/cmy/cmy/cm

2•-----

lt---I----,

-.A．该波的波长为

tis。tis。tis

-21_____________,

-2t-－---－－-－－－－二-2广一一一一一一------

甲乙丙

24m

B.该波的周期为12s

C.该波的波速为lm/s

D.10s末C点的振动速度大于B点的振动速度

【8题答案】

【答案】AB

【解析】

X

【详解】BC.波从波源开始振动，传播到A点用时tl=_J_

V

传播到B点用时

X

t2=－由图甲可知

V

T

h+—=4s由图乙可知

12

5T

t2+~=9s解得

12

T=12sv=2mlsB正确、C错误；

A.该波的波长

入＝vT=24mA正确；

D.波传播到B质点用时4s，再经6s即10s末，位千平衡位置，速度最大，而波传播到C质点用时5s，再经

5s即l0s末，C点不在平衡位翌，故C点的振动速度小千B点，D错误。

故选AB

第II卷

三、实验题：

9.某学习小组用如图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。左、右两个相同的祛码盘中各装有5个质量

均为50g的祛码，装置中左端砫码盘的下端连接纸带。现将左端硃码盘中的祛码逐一地放到右端祛码盘

中，并将两祛码盘由静止释放，运动过程两盘一直保持水平，通过纸带计算出与转移的祛码个数n相对应

的加速度a,已知交流电的频率为f

CD某次实验，该组同学得到了如图乙所示的一条纸带，每5个计时点

打点计时器

纸带

甲

取1个计数点。所有测址数据如图乙所示，则该次实验得到的加速度表达式为。

7l\||-,

S4_尺,

士S5_

As6

|1si|1s2):I1s3):|1l

·4．.

....56@若该组同学得到的部分na

0123

乙

。

图像如图丙所示，重力加速度g=lOm/s2,则每个祛码盘的质量为。

n5432l

【9题答案】

2.5al(m·s-2)

丙

(s6+ss+s4)—(s3+s2+s,)

【答案】CD.a=f2@.]50

225

【解析】

【详解】(1]相邻两计数点间的时间间隔

15

T=5x—s=－S由匀变速宜线运动推导公式

ff

(s6飞飞）－（S3+S2辽）（s6飞＋s4)-(s3+s2+s1)

a=2广[2]设一个祛码盘的质谥为M，由牛顿第

9T2225

二定律得

M+5叽

(M+5叽＋n巩）g—(M+Sn7u-m~。)g=(2M+l0117i。)a整理得n=,noga

结合图像，由几何知识可知

M+5m4

＝－解得

叽g5

M=150g10.材料的电阻随压力的变化而变化的现象称为＂压阻效应＇，利用这种效应可以测量压力大

小。某同学计划利用压敏电阻测量物体的质量，他先测扭压敏电阻处于不同压力F时的电阻值凡。利用

以下器材设计一个可以刹量处千压力中的该压敏电阻阻值的电路，要求测量数据范围较大，提供的器材如

下：

A.压敏电阻凡，无压力时阻值凡＝600!.1

B.滑动变阻器凡，最大阻值约为2OQ

C.滑动变阻器凡，最大阻值约为200n

D.灵敏电流计G，亿程0~30mA,内阻为300

E.电压表V,量程0~3V,内阻约为3厄)

F.直流电源E,电动势为3V,内阻很小

G.开关S,导线若干

ErEr

图l图2

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