2021届天津市河北区高考物理模拟试卷(含答案解析)

2021届天津市河北区高考物理模拟试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.两个完全相同的透明的玻璃杯中，一杯盛有热水、另一杯盛有等质量的冰水。现向两个玻璃不

中各滴入一滴相同的墨滴，发现玻璃杯中热水比冰水会更快全部变成黑色。造成这一现象的主

要原因是（）

A.水分子间有间距

B.墨滴中的碳粒比水分子重

C.温度越高水分子热运动越剧烈，墨滴中碳粒的无规则运动也越剧烈

D.温度越高分子间的作用力越大

2.关于近代物理学的结论中，下面叙述中不正确的是（）

A.夕衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

B.一个笊核（："）与一个窟核0//）聚变生成一个氮核C"e）的同时，放出个中子

C.结合能越小表示原子核中的核子结合的越牢固

D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减

小，原子总能量增大

3.如图，一列简谐横波沿支轴负方向传播，实线为t=0时的波形图，

虚线为t=0.5s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s。关于该//「Dm

简谐波，下列说法正确的是（）

A.波长为2nl

B.波速为2m/s

C.频率为1.5Hz

D.t=1s时，x=处的质点处于波峰

4.如图所示为半圆形的玻璃石专,C为48的中点，。。'为过C点的4B面的垂线。

a、b两束不同频率的单色可见细光束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两

束光在4B面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，

以下判断正确的是（）

A.在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B.a光的频率大于b光的频率

C.两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大

D.若a、b两束光从同一介质射入真空过程中，a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的

临界角

5.放在空气中的矩形玻璃砖，如图所示，有一束光射到界面帅上，下列说法正确的是（）

A.在界面ab入射角大于临界角的光将不会进入玻璃砖

B.当光传播到界面be后，不可能发生全反射

C.当光传播至界面cd后，有可能不从界面cd射出

D.当光从界面cd射出后，一定与射入界面ab前的光线平行

二、多选题（本大题共3小题，共24.0分）

6.关于热力学定律，下列说法正确的是（）

A.气体吸热后温度一定升高

B.一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

C.气体被压缩时，内能一定增加

D.热量可以从低温物体传到高温物体

E.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达

到热平衡

7.如图所示，在平静水面下的一个点光源S分别发出单色光a、b,照射卜三三三三三三三三

到水面上形成光斑；其中a单色光照射形成的光斑比b单色光形成的光|三:三暮；;：二；；二；

斑大.则下面说法正确的是（）

A,水对a光的临界角比b光的大光斑

B.a光光子的能量比b光的大

C.a光光子的动量比b光的小

D.a光照射某金属能发射出光电子，则b光照射该金属也一定能发射出光电子

8.如图所示，一列简谐横波正沿直线由左向右传播，传播方向上P、Q两质点相距12m,当P质点

完成100次全振动时，Q质点刚好完成98次。若以P质点开始振动为零时刻，竖直向上为正方向，

P质点振动方程为y=4si7i（107rt）cm,则（）

P（）

A.这列波的波长为4nl

B.Q质点开始振动方向竖直向上

C.这列简谐横波的速度为30m/s

D.Q质点开始振动时，其左侧5m处质点正在减速运动

E.t=0.3s时P质点右侧1.5m处质点走过的路程为20cm

三、计算题（本大题共2小题，共46.0分）

将一金属杆的部分弯成半径为的圆弧，圆心角。。、A

9.48R=47n448=60BCpB

部分为直线并与圆弧的B端相切，将弯好的金属圆弧固定，4。竖直，0ABeo'\\

在同一竖直平面内。一处于原长的轻弹簧穿在BC杆上，弹簧下端固定在C\C

点，现将一质量m=0.2kg的物块（中间有孔）套在金属杆上，由4点以初速

度%=8zn/s水平抛出，到达B点时速度%=10m/s并继续沿杆下滑压缩弹簧到最低点。（图中

未画出），然后物块又被弹簧反弹恰能到达8点。已知物块与金属杆间的动摩擦因数〃g=

10m/s2,sm60°=—,cos60。=:，空气阻力忽略不计。求：

22

（1）抛出的物块沿金属杆圆弧AB部分滑动时克服摩擦力做的功；

（2）上述过程中弹簧的最大弹性势能。

10.一辆小汽车在平直公路上做匀变速直线运动，该公路每隔30nl口口H

安装一个路标，如图所示.汽车通过A、B两相邻路标用了2s,ABC

通过8、C两相邻路标用了3s,求汽车在4点初速度和运动的加速度？

参考答案及解析

1.答案：c

解析：解：玻璃杯中热水比冰水会更快全部变成黑色的原因是，温度越高，扩散现象越明显，分子

运动越剧烈。

A、扩散现象表明分子是运动的，分子间有间隙;扩散现象的快慢的主要原因不是水分子之间有间距，

故4错误；

8、产生扩散现象的原因不是墨滴中的碳粒比水分子重，故8错误；

C、温度越高，分子的运动越快，扩散现象越明显，则墨滴中碳粒的无规则运动也越剧烈，故C正

确；

。、温度的高低与分子间的作用力大小无关，故。错误。

故选：Co

同的物质在相互接触时能彼此浸入对方的现象称为扩散，扩散现象表明分子是运动的，分子间有间

隙；而且温度越高，分子的运动越快，扩散现象越明显.

此题主要考查了分子运动的内容，扩散现象与温度关系的了解和掌握，是一道基础题。

2.答案：C

解析：解：4、S衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子，电子释放出来，不是来自

核外电子，故A正确。

B、一个家核6H)与一个晁核(")聚变生成一个氢核©He),根据电荷数守恒、质量数守恒，还释放

一个质量数为1,电荷数为。的粒子，即中子，故B正确。

C、比结合能越大的原子核，核子结合得越牢固，故C不正确。

。、按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的总能量增

2

大，根据上q=小艺知，Ek=-mv=—,轨道半径增大，电子动能减小，故。正确。

r2rK22r

本题选不正确的，故选：Co

口衰变所释放的电子来自原子核，是原子核中的中子转变为质子和电子时产生；根据电荷数守恒、质

量数守恒判断放出什么粒子；比结合能越大，原子核中的核子结合越牢固；电子轨道半径变大，原

子能量变大，结合轨道半径，根据库伦引力提供向心力分析电子动能的变化。

本题考查了衰变、核反应、比结合能、能级跃迁等基础知识点，知道衰变的实质，注意0衰变所释放

的电子来自原子核，不是核外电子。

3.答案：B

解析：解：力、由图可得：波长；1=4m,故4错误；

BC、波经过0.5s向左传播了n+%n6N,故有：（九+；）7=0.5s,又有T>0.5s,所以，n=0,7=2s；

故波速v=*=2zn/s,频率/=*=0.5Hz,故8正确，C错误；

D、由波向左传播，根据图象可得：t=0s时，x=1m处的质点处于波峰，故经过t=ls=17后该

质点处于波谷，故。错误。

故选：B。

由图象得到波长，根据传播距离和时间得到周期的表达式，再根据周期的取值范围得到周期，即可

得到频率和波速；再根据周期得到质点的振动，从而得到任意时刻质点的位置。

波的传播问题，一般根据波动图得到波长，然后由两个时刻的图象或传播距离得到周期，即可求得

波速。

4.答案:C

解析：解：4、由图分析可知，玻璃砖对b光的偏折角大于对a光的偏折角，根据折射定律得知：玻

璃砖对b光的折射率大于对a光的折射率，由：得知，a光在玻璃砖中的传播速度大于b光的传播速

度。故A错误。

B、对于同种介质，光的频率越大，光的折射率越大，贝I知a光的频率小于b光的频率。故B错误。

C、双缝干涉条纹的间距与波长成正比，a光的频率小，波长长，故相邻明条纹的间距a光的较大。

故C正确。

。、由临界角公式s讥C=乙分析得知，a光的折射率n小，则a光发生全反射的临界角大于b光发生全

n

反射的临界角。故O错误。

故选：Co

两束光折射后相交于图中的P点，可知玻璃砖对b束光的偏折角大于对a束光的偏折角，玻璃砖对b束

光的折射率大于对a束光的折射率，b光的频率高，波长短，由判断光在玻璃砖中的速度关系。

光的波长越长，波动性越强，相同条件下双缝干涉条纹间距越大。由临界角公式sinC=；分析临界

角的大小。

本题考查对不同色光特性的理解能力和掌握程度。对于七种色光各个量的比较是高考中常见的基本

题型，可根据光的色散、干涉的结果，结合折射定律和临界角公式来理解记忆。

5.答案：D

解析：解：4、产生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，可知，光从空气进入玻璃

砖时，不会产生光的全反射现象，无论入射角多大，光都能从界面ab进入玻璃砖.故A错误.

2、当光传播到界面儿后，入射角可能大于临界角，可能发全反射，故8错误.

C、由于ab与cd两个表面平行，根据几何知识得知，光线在必面上的折射角等于在cd面上的入射角，

根据光路可逆原理可知，光射到灰面后，不可能全反射，光线一定从界面cd射出，故C错误.

。、根据光路可逆原理可知，光线在cd面上的折射角等于在处面上的入射角，由几何知识可知当光

从界面cd射出后，一定与射入界面ab前的光线平行，故£＞正确.

故选：D.

光从空气进入玻璃时，不会产生光的全反射现象.由于好与cd两个表面平行，光线在ab面上的折射

角等于在cd面上的入射角，根据光路可逆原理分析光线能否从cd射出.

解决本题的关键是掌握全反射的条件，灵活运用光路的可逆性分析玻璃砖的光学特性.

6.答案：BDE

解析：解：4、气体吸热的同时，如果同时对外做功，则气体的温度有可能降低，故A错误；

8、一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，由理想气体状态方程可知，温度一定升高，则内能一

定增加，故8正确；

C、气体被压缩时，若同时放出热量，则内能不一定增加，故C错误；

。、热量可以从低温物体传到高温物体，不过需要消耗外界的功，故。正确；

E、如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定温度相

等，故均达到热平衡，故E正确

故选：BDE。

明确热力学第一定律的基本内容，知道做功和热传递均可以改变物体的内能；

理想气体不计分子势能，故温度是理想气体内能的标志，温度升高时，内能一定增大；

明确热平衡的标志是温度相等，同时根据热力学第二定律可知，热量可以自发地从高温物体传到高

温物体，但也可以从低温物体传到高温物体，只不过要引起其他方面的变化。

本题考查热力学定理的应用，要注意明确做功和热传递均可以改变物体的内能，要根据热力学第一

定律分析内能的变化，同时理解热力学第二定律的方向性，知道反向过程是不能自发地进行，但不

是不能进行。

7.答案：ACD

解析：解：A,a光照射的面积较大，知a光的临界角较大，故A正确。

B、根据sinC=3,知水对a光的折射率比对b光的小，折射率小，频率也小，所以a光的频率比b光的

n

小，由E=h"可知a光光子的能量比b光的小。故8错误。

C、光子的动量：P=?，可知频率小的a光光子的动量比b光的小。故C正确。

。、a光的频率比b光的小，由光电效应的条件可知，若a光照射某金属能发射出光电子，则b光照射

该金属也一定能发射出光电子。故。正确。

故选：ACD.

在水面上被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C.通过照亮的圆形区域，

知道a光照射的面积较大，从而比较出两束光的临界角大小，折射率大小，以及频率大小.根据。=：

比较出光在水中传播的速度大小.同一种光在不同介质中的频率相等.

解决本题的关键从临界角入手，比较出折射率的大小，从而得出频率、介质中的速度大小关系.

8.答案:BCE

解析：解：4、由P到Q需要2个周期，则两者相距2个波长，则波长：A=y=故A错误

B、Q点的起振方向与P点的起振方向相同，故B正确

C、由表达式可知：T=—==0.2S,波速12=]=2=3()771/5,故。正确

。、Q质点开始振动时，其左侧5m处质点已振动了正在加速运动，故。错误

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E、t=0.3S时P点右侧的质点已振动了(0.3-葛)=0.25S,即振动了3个周期，完成路程：x4x4=

20cm,故E正确

故选：BCE。

PQ两质点相距为两个波长，求得波长；由表达式可求得周期，由□=：可求得波速；进行求得各质点

的运动情况。

本题关键在于根据波的传播方向及波长、周期等情况，分析判断各质点的振动情况。也可用画波形

图的方法求解。

9.答案：解：(1)物块从4到B过程，由动能定理得：

1,1,

mgR(l—cos60。)—Wf=-mv^--mv^

代入数据解得：wf=0.4/

(2)物块从B到。过程与从。到B过程开克服摩擦力做功必'相等，物块从B运动到。再次回到B过程，

由动能定理得：

—Wf'=0--mvg

代入数据解得：Wf'=5J

物块从B到D过程克服摩擦力做功：

W/=nmgxcos60°

代入数据解得B与。间的距离：x=15m

物块从。到B过程，由能量守恒定律得：

0