2021届天津市高考高三临考全真模拟 物理（四）（解析版）

2021届天津市高考高三临考全真模拟

物理〔三〕〔天津适用〕

第一卷共40分

一、选择题，每题5分，共25分，每题给出的选项中，只有一个选项是正确的。

1.2021年3月三星堆遗址出土了大量文物，进一步证实了中国历史上商代的存在。考

古人员对“祭祀坑”中出土的碳屑样本通过用"C年代检测方法进行了分析，进而推算

出商朝年代。14c的衰变方程为［Cf：N+X,以下说法正确的选项是(

A.MC发生的是a衰变

B.14c衰变时电荷数守恒，但质量数不守恒

C.14c的半衰期不会受到阳光、温度、气候变化等自然环境因素影响

D.生物体中以CaCO3形式存在的14c半衰期比单质14c的半衰期更长

2.太赫兹辐射通常指频率在(lTHz=10l2Hz),太赫兹波对人体无危害，多用于国家平

安、信息技术领域，被誉为“改变未来世界十大技术”之一、通过和电磁波谱比照，以

下关于太赫兹波说法正确的选项是()

A.太赫兹波光子能量比红外线光子能量更大

B.太赫兹波比紫外线更难使金属发生光电效应

C.太赫兹波比微波更容易发生衍射

D.太赫兹波比X射线穿透能力更强

3.一质点做直线运动，―f图象如下图，以下判断正确的选项是()

A.质点在0~5s内的位移大小为10m

B.质点在10s末离出发点最远

C.10~12s内的加速度最大

D.质点在072s内平均速度为lm/s

4.一列简谐横波在£=：5时的波形图如图所示，尸、。是介质中的两个质点，图

W是质点Q的振动图象。关于该简谐波，以下说法正确的选项是()

A.波速为9cm/s

B.沿x轴正方向传播

C.质点。在，=；s时沿y轴正方向振动

D.在，='s时质点P移动到。点

2

5.如下图，两极板水平放置的平行板电容器间形成匀强电场，两板间距为d.一带负

电的微粒从上极板”的边缘以初速度W射入，沿直线从下极板N的边缘射出，微粒的

电量为4,质量为根，以下说法正确的选项是0

A.微粒的加速度不为零B.微粒的电势能减少了

C.M板的电势低于N极板的电势D.两极板间的电势差为皿

q

二、选择题，每题5分，共15分，每题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，

全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不答得。分。

6.骑山地车是一种流行健身运动，山地自行车前轮有气压式减震装置，其结构如图。

在路面不平时，车身颠簸，活塞上下振动，起到减震的目的。缸内气体可视为理想气体，

振动引起的气体状态变化时间很短，可看成是绝热过程，那么活塞迅速下压时()

A.缸内气体对外界做功

B.缸内气体内能增大

C.缸内气体分子的平均动能不变

D.缸内每个气体分子对气缸壁的撞击力都增大

7.2021年12月2日，牵动亿万中国心的嫦娥三号探测器顺利发射。嫦娥三号要求一

次性进入近地点210公里、远地点约36.8万公里的地月转移轨道，如下图，经过一系

列的轨道修正后，在P点实施一次近月制动进入环月圆形轨道L再经过系列调控使之

进人准备“落月”的椭圆轨道H。嫦娥三号在地月转移轨道上被月球引力捕获后逐渐向

月球靠近,绕月运行时只考虑月球引力作用。以下关于嫦娥三号的说法正确的选项是()

A.发射“嫦娥三号”的速度必须到达第二宇宙速度

B.沿轨道I运行至P点的速度小于沿轨道II运行至P点的速度

C.沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道II运行至P点的加速度

D.沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期

8.如下图，10匝矩形线圈，在磁感应强度为的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴00'以

角速度为100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为2,线框通过滑环与一理想变压器

的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡L和L2。变压器原、副线圈的匝数比为10：1,

开关断开时Li正常发光，且电流表示数为，那么1)

A.假设从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为200sinl00f(V)

B.假设开关S闭合，电流表示数将变小

C.假设开关S闭合，灯泡Li亮度将不变

D.灯泡Li的额定功率为2W

三、第二卷共60分

9.利用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验：

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在以

下器材中，不需要的器材是；

A.交流电源B.刻度尺C.天平(含祛码)

(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三

个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点0的距离分别为自、而、he。当地重力

加速度为g。打点计时器打点的同期为T,设重物的质量为〃写出从打0点到打8点

的过程中，验证机械能守恒的式子：;

(3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点,测量它们到起

始点。的距离力，计算对应计数点的重物速度叫描绘v2/图像，并做如下判断：假设

图像是一条过原点的直线，那么重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判

断是否正确：»

10.如图，光滑轨道abafe固定在竖直平面内，，活倾斜、8c水平、理为半径R=2.7m

的半圆弧轨道，三局部平滑连接，。为圆弧轨道的最低点，可视为质点的小球班和加2

中间压缩一轻质弹簧静止在水平轨道上(弹簧与两小球不拴接且被锁定)。现解除对弹

簧的锁定，小球叫脱离弹簧后恰能沿轨道运动到。处，小球"％沿圆弧轨道运动。

叫=1.5kg,R?的竖直高度差"=1.8m,在c点时小球加2对轨道压力的大小为

尸=40N,弹簧恢复原长时小球仍处于水平轨道(不计空气阻力，g=10m/s2),

m2cm1。求：

(1)小球加2的质量；

(2)弹簧锁定时的弹性势能。

11.如图甲，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成0=37。角固定，M、P之间

接电阻箱R,导轨所在空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度

为B=1T.质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其接入电路的电阻值为r.现从

静止释放杆ab,测得最大速度为Vm.改变电阻箱的阻值R,得到Vm与R的关系如图

乙所示.轨距为L=2m,重力加速度g取10m/s2,轨道足够长且电阻不计.求：

(1)R=0时回路中产生的最大电流的大小及方向；

(2)金属杆的质量m和阻值r；

(3)当R=4C时，假设ab杆由静止释放至到达最大速度的过程中，电阻R产生的焦

耳热为Q=8J,求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q.

12.在科学研究中常用电场和磁场来控制带电粒子的运动，如图甲所示是一种电荷扩束

装置，它由粒子源、加速电场、扩束电场组成。其工作原理可简化为如下过程：粒子源

产生的同种带正电粒子(粒子重力忽略不计)经加速电场加速后，以速度W连续不断

地沿平行于平行金属板A和8的方向从两极板正中央射入匀强扩束电场。金属板长为3

相距为d.

(1)当两板间电压5=Uo时，粒子恰好打在下极板8的中点.求带电粒子的比荷包；

m

LT

(2)假设A8间加如图乙所示的方波形电压，其周期T=上，从/=0开始，前人内外产

九3

”,后生内必产-生，上述粒子仍然以速度w沿原来方向持续射入电场，求射出

234

电场时粒子束的宽度D-,

(3)假设紧贴极板右侧建立X。)，坐标系，。点为极板右侧的中点，在坐标系的第I、IV象

限某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域，磁场方向垂直于X。)，坐标平面，要使从最下

方射出的粒子经磁场偏转后经过坐标为【2d,2d)的P点出磁场，求磁感应强度8的

最大值.

参考答案

1.C

【详解】

AB.MC衰变时电荷数和质量数都守恒，由此可知X为_；e,所以"C发生的是。衰变，故

AB错误；

CD.半衰期是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件均无关，故C

正确，D错误。

应选C。

2.B

【详解】

A.微波的频率为

红外线光子的频率

那么太赫兹波的频率高于微波，低于红外线，根据爱因斯坦的光子说，可知它的光子的能量

比红外线光子的能量更小，A错误；

B.由于它的频率比紫外线更小，所以它的能量小于紫外线，故它更难使金属发生光电效应，

B正确；

C.它的频率大于微波，但波长小于微波，而发生衍射现象的条件是尺度或者孔径小于波长，

但是它的波长比微波还小，所以，很难有物体的尺度能到达这么小，故比微波不容易发生衍

射现象，C错误；

D.由于频率越高，其穿透力越强，故其比X射线穿透能力更弱，D错误。

应选B。

3.C

【详解】

A.由v—f图像看出，物体在0~5s内沿正方向运动，速度图象的“面积”等于位移，所以位

移大小为

故A错误；

B.质点在O~lls内沿正方向运动，lls~12s内沿负方向返回，所以质点在11s末离出发点最

远，故B错误；

C.根据速度图象的斜率等于加速度，可以看出，质点在10s~12s内图线的斜率大小最大，

所以加速度最大，故C正确；

D.质点在072s内v—f图像的“面积”等于位移

故其平均速度为

故D错误。

应选C。

4.C

【详解】

A.由图可知波长为4=36cm,周期为h2s,所以波速为

A错误；

B.根据"上下坡"法以及。的振动图像可以判断出波x轴负方向传播，B错误；

C.由振动图像可知质点。在f=；s时沿y轴正方向振动，C正确；

D.振动的介质不会随波向前移动，D错误。

应选C。

5.D

【分析】

考查电场力做功与电势能的关系。

【详解】

A.重力竖直向下，平行板电容器两极板水平放置，那么电场力也是竖直方向，要斜向下直

线运动，那么电场力一定向上，与重力平衡，加速度为0,A错误；

B.因受力平衡，做匀速直线运动，运动过程中，重力势能转化为电势能，重力势能减少了

mgd,所以电势能增加了mgd,B错误;

C.带负电的微粒从上极板运动到下极板，电势能增加，由：

4为负值，可知，M板运动到N板过程中，电势降低，即M板的电势高于N板的电势，C

错误；

D.由电场力做功与电势差的关系：

解得两极板间的电势差为上一，D正确。

q

应选D。

6.B

【详解】

A.活塞迅速下压时・，气体体积减小，外界对气体做功，A错误；

BC.活塞迅速下压时，气体体积减小，外界对气体做功，由于该过程是绝热过程，由热力

学第一定律可知，气体内能增加，而理想气体的内能只与温度有关，所以气体温度升高，分

子的平均动能变大，B正确，C错误；

D.根据理想气体的状态方程处=。，气体体积减小，温度升高，那么压强增大，但不是

T

缸内每个气体分子对气缸壁的撞击力都增大，D错误。

应选B。

7.C

【解析】

试题分析：嫦娥三号仍在地月系里，也就是说嫦娥三号没有脱离地球的束缚，故其发射速度

需小于第二宇宙速度而大于第一宇宙速度，故A错误；在椭圆轨道上经过P点时将开始做

近心运动，月对卫星的万有引力将大于卫星圆周运动所需向心力，在圆轨道上运动至P点时

2

万有引力等于圆周运动所需向心力根据F向=机亍知，在椭圆轨道上经过P点的速度小于

圆轨道上经过P点的速度，故B错误；卫星经过P点时的加速度由万有引力产生，不管在

哪一轨道只要经过同一个P点时，万有引力在P点产生的加速度相同，故C正确；根据开

普勒行星运动定律知，由于圆轨道上运行时的半径大于在椭圆轨道上的半长轴故在圆轨道上

的周期大于在椭圆轨道上的周期，故D错误.应选：C.

考点：万有引力定律的应用；开普勒第三定律.

8.C

【详解】

A.变压器的输入电压的最大值为

从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为

故A错误；

B.假设开关S闭合，输出电压不变，输出端电阻减小，故输出电流增加，故输入电流也增

加，输入功率增加，电流表示数将增大，故B错误；

C.假设开关S闭合，输出电压不变，故灯泡Li亮度不变；故C正确；

D.变压器输入电压的有效值为

开关断开时Li正常发光，且电流表示数为

灯泡Li的额定功率等于此时变压器的输入功率，为

故D错误。

应选C。

9.Cg/%=&：?)该同学的判断依据不正确。在重物下落/?的过程中，假设阻力/

恒定，根据mgh-fh^mv1可得v2=2(〃吆-/)〃,那么此时y_力图像就是过原点的一

2m

条直线。所以要想通过/-。图像的方法验证机械能是否守恒，还必须看图像的斜率是否接

近2g

【详解】

打点计时器需接交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而求出瞬时

速度以及重力势能的减小量。实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量

可以约去，不需要用天平测量质量，应选C。

(2)[2],从打。点到打3点的过程中，重物的重力势能变化量

B点的瞬时速度

那么动能的增加量

故验证机械能守恒的表达式为

(3)[3],该同学的判断依据不正确。在重物下落〃的过程中，假设阻力/恒定，根据

可得

那么此时F_儿图像就是过原点的一条直线。所以要想通过/_图像的方法验证机械能是

否守恒，还必须看图像的斜率是否接近2g。

10.(1)1.0kg(2)67.5J

【详解】

(1)对小球叫，由机械能守恒定律得：

解得

取水平向左为正，对小球叫、m2,由动量守恒定律得：

在。点，由牛顿第二定律得:

联立以上各式代入数值得：

v2-9m/s,m2-1.Okg(m2=3kg,V2=3m/s舍去)

(2)由能量的转化及守恒得：

代入数值得：

11.(1)2A，电流方向从bfa；

2

(2)m——kg,r=20；(3)2C

3

【解析】

【详解】

试题分析：(1)设杆运动的最大速度为v,杆切割磁感线产生的感应电动势£=

由闭合电路的欧姆定律得：［Failedtodownload

image:://l92.168.0.10:8086/QBM/2021/6/27/1575888376709120/

1575888377094144/EXPLANATION/b17ef5cffae24196a4f5cb917ca9315b.png］

杆到达最大速度时满足mgsinO-BIL=0

联立解得：〃=及+理挈，

2

由图象可知：斜率为K=］根=纵截距为%=2n?/s,

故/挈=1；吟£”2

B'CBN

2

解得：m=qkg,r=2O

由图可知，当A=0时，杆最终以u=2〃?/s匀速运动，产生电动势为

E=BLU=1X2X2V=4V.

故最大电流为：I=-^—=-A=2A(由右手定那么判断可知杆中电流方向从hra)

R+r2

2

(2)由以上分析可知：m=-kg,r=2Q

3

(3)当R=4。时，最终金属杆匀速下滑时的速度：v=6m/s

1,

在杆加速至最大速度的过程中，对杆：，总=5m丫--0

而：Q总洋-R-12J

RIX

解得x=6m，故：q=-----=2c.

r+R

考点：导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律

【点睛】

【名师点睛】此题综合考查了法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿第二定律等,

综合性强，对学生能力的要求较高，其中安培力的分析和计算是关键.

12⑴器吟⑶券

【解析】试题分析：（1）粒子在板中做类平抛运动，水平方向不受力做匀速直线运动，竖直

方向在电场力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，根据类平抛运动知识求解即可；（2）

根据粒子在电场方向做匀变速直线运动的规律，可分析出粒子经过一个周期，在竖直方向速

度的变化为零，作出粒子在不同时刻进入偏专磁场竖直方向速度随时间变化的图象，根据图

象得出偏转最大时粒子进入磁场时间，再根据类平抛运动求解相关结论即可.（3）因为粒子

在电场中偏转时，竖直方向的速度变化量为零，故粒子最终都水平方向离开电场，离开电场

后粒子进入磁场做匀速圆周运动经过P点，根据题意作出最下方粒子运动轨迹，根据轨迹求

得粒子圆周运动的半径，由洛伦兹力提供圆周运动向心力