2021年天津一中高考物理联考试卷(4月份)

2021年天津一中高考物理联考试卷（4月份）

一、单选题（本大题共5小题，共25.0分）

1.如图所示，导热性能良好的气缸内用活塞封闭一定质量的理想气体，-f广

气缸固定不动，外界温度恒定，一条细线左端连接在活塞上，另一端h-------世

跨过定滑轮后连接在一个小桶上，开始时活塞静止，现不断向小桶中

添加细砂，使活塞缓慢向右移动（活塞始终未被拉出气缸），则在活塞移

动过程中正确的说法是（）

A.气缸内气体的压强不变

B.气缸内气体的分子平均动能变小

C.气缸内气体的内能不变

D.此过程中气体从外界吸收的热量全部用来对外做功，此现象违背了热力学第二定律

2,下列说法不正确的是（）

A.美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波

波长4。相同的成分外，还有波长大于心的成分，这个现象说明了光具有粒子性

B.放射性的原子核在发生a衰变、。衰变时，新形成的原子核会辐射y光子，形成y射线

C.结合能是指自由的核子结合成原子核而具有的能量

D.铀核裂变生成钢和氟的核反应方程是笏U+M一摺Ba+^Kr+3M

3.【选修3-4］（6分）在水面下同一深处的两个点光源P、Q发出不同颜色的光，在水面上P光照

亮的区域大于。光照亮的区域，下列说法正确的是

A.P光的频率大于。光

B.尸光在水中的传播速度小于。光

C.若。光照射某金属能发生光电效应，则尸光照射该金属也一定能发生光电效应

D.让P光和。光通过同一双缝干涉装置，P光的条纹间距大于。光

4,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器n和理想降压变压器心向远处用户供电，输电线的

总电阻为R.71的输入电压和输入功率分别为U1和匕，它的输出电压和输出功率分别为/和「2；72

的输入电压和输入功率分别为g和P3，它的输出电压和输出功率分别为力和24.设A的输入电压

U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有（）

A.P2变大，「3变大

C.4变小，4变小D.减小，心变大

5.“蜻蜓点水”是常见的自然现象，蜻蜓点水后在水面上会激起波纹。某同学

在研究蜻蜓运动的过程中获得一张蜻蜓点水的俯视照片，该照片记录了蜻蜓

连续三次点水过程中激起的波纹，其形状如图所示。由图分析可知（）

A.蜻蜓当时是向右飞行

B.蜻蜓当时是向左飞行

C.蜻蜓飞行的速度等于水波传播的速度

D.蜻蜓飞行的速度小于水波传播的速度

二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）

6.如图，“嫦娥三号”卫星要经过一系列的调控和变轨，才能最终顺利降

落在月球表面.它先在地月转移轨道的尸点调整后进入环月圆形轨道1‘

进一步调整后进入环月椭圆轨道2.有关“嫦娥三号”下列说法正确的匚＞

A.在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度

B.在P点由轨道1进入轨道2需要减速

C.在轨道2经过尸点时速度大于。点速度

D.分别由轨道I与轨道2经P点时，向心加速度相同

7.如图所示，在真空中有两个固定的点电荷A、B,1^1=\qB\=q,A、

2间的距离为r,图中画出了其中一根电场线，a、b、c、d位于正方.■＜'

形的四个顶点，其中。、c在A、B的连线上，b、"在A、B连线的中

垂线上，下列说法正确的是（）

A.若B是正电荷，则6点的场强场＞4等

B.若服c两点的场强大小相等，则2一定是正电荷

C.若为d=0，则A、B一定是异种电荷

D.若0a=九，则2一定是负电荷

8.在光滑水平桌面上有一个静止的木块，高速飞行的子弹水平穿过木块，若小

-►---

子弹穿过木块过程中受到的摩擦力大小不变，贝1]()..6

A.若木块固定，则子弹对木块的摩擦力的冲量为零

B.若木块不固定，则子弹减小的动能大于木块增加的动能

C.不论木块是否固定，两种情况下木块对子弹的摩擦力的冲量大小相等

D.不论木块是否固定，两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等

三、实验题(本大题共2小题，共12.0分)

9.利用如图甲所示的气垫导轨验证动量守恒定律,在水平气垫导轨上放置两个质量均为小的滑块,

每个滑块的一端分别与穿过打点计时器的纸带相连，两个打点计时器所用电源的频率均为人气

垫导轨正常工作后，接通两个打点计时器的电源，并让两滑块以不同的速度相向运动，两滑块

相碰后粘在一起继续运动。图乙为某次实验打出的点迹清晰的纸带的一部分，在纸带上以同间

距的6个连续点为一段划分纸带，用刻度尺分别量出其长度S】、S2和S3.若题中各物理量的单位

均为国际单位。

图即用乙

(1)碰撞前，两滑块的动量大小分别为、，两滑块的总动量大小为；碰撞后，两

滑块的总动量大小为。

(2)S〉S2和S3满足什么关系，说明两滑块相碰过程动量守恒？答：。

重复上述实验，多做几次。若碰撞前、后两滑块的总动量在实验误差允许的范围内总是相等，则动

量守恒定律得到验证。

10.学校实验室有一长约为1根的均匀金属管样品(电阻约为50),横截面如图甲所示，某物理兴趣

小组想测量金属管中空部分的截面积以及该金该管的阻值.

（1）用螺旋测量微器测量金属管的外径，示数如图乙所示，可得金属管的外径为mm.

（2）同学们采用图丙所示电路测量该金属管的阻值，实验室所能提供的器材如下：

A电流表&（量程0-0.64内阻约为1。）

R电流表因（量程0—34内阻约为0.10）

C.电压表⑨（量程0-3忆内阻约为3k。）

D滑动变阻器％（最大阻值MO,额定电流0.34）

E滑动变阻器&（最大阻值150,额定电流34）

E蓄电池（电动势为3匕内阻不计）

G.开关一个，带夹子的导线若干

电流表应选用,滑动变阻器应选用.（填写所选器材前的字母）

（3）若金属管样品材料的电阻率为P,通过多次测量得出金属管的电阻为R,金属管的外径为％金

属管的长度为L则计算金属管中空部分截面积的表达式为S.

四、计算题（本大题共3小题，共48.0分）

11.如图1所示，一光滑杆固定在底座上，构成支架，放置在水平地面上，光滑杆沿竖直方向，一

轻弹簧套在光滑杆上，弹簧劲度系数为左，一套在杆上的圆环从距弹簧上端X处由静止释放，

接触弹簧后将弹簧压缩，接触过程系统机械能没有损失，且弹簧的形变始终在弹性限度内。已

知支架和圆环的质量均为根，重力加速度为g,不计空气阻力。

（1）如图2所示，取圆环刚接触弹簧时的位置为坐标原点O,取竖直向下为正方向，建立无轴。在圆

环压缩弹簧的过程中，圆环的位移为x,在图2中画出弹力P随位移无变化关系的图象，并求出

该过程弹簧弹力对圆环所做的功；

（2）求圆环向下运动过程中的最大动能；

（3）当圆环运动到最低点时，求地面对底座支持力的大小。

12.用质量为机、电阻为R的薄金属条制成边长为乙的闭合正方形框a防为'.如图所示，金属方框水

平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行.设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地

方的磁场忽略不计.可认为方框的aa'边和防'边都处在磁极之间，极间磁感应强度大小为5方框

从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平(不计空气阻力).求:

激发磁场的通电线圈

图1装署纵施面示意图图2装署脩视示意图

(1)方框下落的最大速度外(设磁场区域在数值方向足够长)；

(2)当方框下落的加速度为£时，求方框的发热功率P；

(3)已知方框下落时间为f时，下落高度为九，其速度为％(4(%).若在同一时间f内，方框内产生

的热与一恒定电流/o在该框内产生的热相同，求恒定电流/()的表达式.

13.如图甲所示，xOy坐标系处于竖直平面内，t=0时刻，质量为，"、电荷量为+q的小球通过。点

时速度大小为为，已知重力加速度为g。

XXX

XXXX

XXXX

XXXX

(1)若X轴上方存在正交的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小为b垂直纸面向里。当小球速度又

竖直向上时可做匀速运动，求电场强度电的大小及方向;

(2)若X轴上方存在水平向右的匀强电场，电场强度？2=等，小球速度火竖直向上，求小球运动到

最高点时的速度V；

(3)如图乙所示，若第八第ZV象限内分别存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度/=2B,B2=B,

同时存在竖直向上的匀强电场，电场强度E3=詈，小球速度必与X轴正方向的夹角a=45。，

求小球经过X轴的时刻/和位置Xo

【答案与解析】

1.答案：C

解析：解：A、活塞缓慢向右移动，即认为活塞处于平衡状态，设气缸内气体压强为P,以活塞为研

究对象受力分析，根据平衡条件：

PS+T=P0S,不断向小桶中添加细砂则绳子拉力T变大，而Po不变，故P变小，A错误；

夙气缸是导热的，气体的温度与环境相等，保持不变，温度是分子平均动能的标志，故分子平均动

能不变，B错误；

C、理想气体的内能只与温度有关，温度不变，则气缸内气体的内能不变，故C正确；

此过程中气体从外界吸收的热量全部用来对外做功，但是引起了其它变化：小桶和细沙的重力

势能减少了，故不违背热力学第二定律.。错误.

故选：C.

以活塞为研究对象,根据力平衡得知气缸内气体的压强逐渐减小,气体体积增大,气体对外界做功.由

于气缸是导热的，气体的温度与环境相等，保持不变，其内能不变.热力学第二定律的内容是：不

可能从单一热源吸收热量使之完全转化为功而不引起其它变化.

本题关键是运用力学知识分析气体压强如何变化，同时抓住一定质量的理想气体的内能只跟温度有

关.

2.答案：C

解析：解：A、美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了

与入射波长相同的成分外，还有波长大于原波长的成分，此现象称为康普顿效应，故A正确；

夙在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合的比较紧密，有时会作为一个整体从较大的

原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的a衰变现象，原子核里虽然没有电子，但是核内的中子

可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是£衰变；放射性的原子核在发生a衰变

和£衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，因此y射线经常伴随a射线和0射线

产生，故2正确；

C、结合能是指由于核子结合成原子核而放出的能量，不是原子核具有的能量，故C不正确；

该核反应方程式符合质量数守恒与电荷数守恒，故。正确；

本题选择不正确的，故选：Co

根据康普顿效应现象，即可判定；结合能是指由于核子结合成原子核而放出的能量；放射性原子核

可能只有一种衰变方式，也有两种衰变方式的，还有三种衰变同时发生的；根据质量数守恒和电荷

数守恒判断核反应方程式。

本题考查康普顿效应、三种射线、结合能以及核反应书写规律，考查的知识点较多，还有一些是我

们不太熟悉的，难度不大，需要学生细心思考。

3.答案：D

解析：试题分析：在水面下同一深处的两个点光源P、。发出不同颜色的光，在水面上尸光照亮的

区域大于。光照亮的区域，知尸光发生全反射的临界角大，根据端蚓窗得尸光的折射率小，则尸

嗓

光的频率小4故A错误.根据褥=上知，P光的折射率小，则尸光在水中的传播速度大，故3错误.若

制

。光照射某金属能发生光电效应，因为。光的频率大，则P光照射不一定能发生光电效应，选项C

错误.因为P光的频率小，则波长较长，由感上曼知，尸光产生的条纹间距大，故。正确.故选D

婿

考点：本题考查了全反射、双缝干涉的条纹间距与波长的关系.

4.答案：A

解析：解：AB,要使用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则P3也会变大；由于A的输入电

压力一定时，”也不变，则02必须变大，故A正确，8错误；

CD、要使用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则P3也会变大；由于A的输入电压4一定时，

/也不变，则22必须变大，线路上的电流变大，导致电阻R消耗的功率也变大，电阻两端电压也变

大，所以/变小，力变小，故co错误；

故选：A

过理想升压变压器Ti将电送到用户附近，然后用理想降压变压器72向远处用户供电家中.提升电压

的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率.

理想变压器的输入功率与输出功率相等，且没有漏磁现象.输电线上的损失功率与其电流的平方成

正比，而与输电线两端的电压的平方成反比.

5.答案:A

解析：解：AB,根据如图所示，蜻蜓连续三次点水过程中激起的波纹，则圆圈越小，则时间越短，

所以飞行方向则为从大圆到小圆，由图示可知，蜻蜓是向右飞行的，故A正确，B错误；

CD,若蜻蜓飞行的速度和水波的速度相同，那么蜻蜓的每一次点水的时候都会是在上一个水波的边

线上，而第二个水波和第一个水波都在以相同的速度运动，所以每个圆都应该是内切的。然而图中

则说明蜻蜓飞行的速度比水波的速度大，故C。错误；

故选：A„

若蜻蜓和水波的速度相同，那么蜻蜓每一次点水的时候都会在上一个水波的边线上。若蜻蜓的速度

比水波的速度大，则相互套着如图所示。

本题考查了判断蜻蜓的飞行方向与速度问题，分析清楚图示情景是解题的前提；该题考查了运动的

同步性，前提是运动的速度和方向均相等。

6.答案：BD

解析：解：A、嫦娥三号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥三号的发射速度

大于79km/s,小于11.2km/s,故A错误。

B、卫星在轨道1上的尸点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2,故2正确。

C、卫星做椭圆轨道运动时，从远月点尸向近月点。运动中，月球对卫星的引力做正功，故速度增

大，即在轨道2经过尸点时速度小于。点速度，故C错误。

在尸点嫦娥三号卫星产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在尸点万有引力大小相等，

故不管在哪个轨道上运动，在P点时万有引力产生的加速度大小相等，故。正确。

故选：BD.

通过宇宙速度的意义判断嫦娥三号发射速度的大小.根据卫星变轨原理分析轨道变化时卫星是加速

还是减速.在同一椭圆轨道上根据引力做功的正负判断速度的变化.在不同轨道上经过同一点时卫

星的加速度大小相同.

本题要理解卫星变轨原理，嫦娥三号在轨道1上做圆周运动万有引力等于向心力，要进入轨道2需

要做近心运动，使得在尸点所受万有引力大于圆周运动向心力，因为同在尸点万有引力不变，故嫦

娥三号只有通过减速减小向心力而做近心运动进入轨道2.

7.答案：AD

解析：解：A、若8是正电荷，而A左侧的电场线向右，故说明A一定带负电荷；若正方形的ac两

点分别与AB重合，则场强大小为空婴；而现在改在内部，则A6和26的距离小于四心且夹

r22

角小于90度，故匕点的场强一定大于亚等；故A正确；

B、不论2带电量如何，由对称性可知，ac两点的场强大小一定相等；故2错误；

C、由于〃关于A3连线对称，故无论是同种电荷还是异种电荷，儿间的电势差均为零；故C错误；

D、若ac两点电势相等，则说明一定对称，故8一定带负电荷；故。正确；

故选：AD.

根据电场线分析两带电体可能的带电情况；再由电场的叠加知识同种等量电荷及异种等量电荷的电

场分布进行分析，明确AB两点的电性.

本题考查对电场线的分布，要重点明确等量异号电荷和等量同号电荷的电场的分布情况，并能根据

点电荷的电场分布分析电场强度及电势间的关系.

8.答案：BD

解析：解：A、若木块固定，子弹射出木块的时间，不为零，摩擦力/不为零，则子弹对木块的摩擦

力的冲量/不为零，故A错误；

8、若木块不固定，子弹减小的动能转化为木块的动能与系统增加的内能之和，子弹减小的动能大于

木块增加的动能，故3正确；

C、木块固定时子弹射出木块所用时间较短，木块不固定时子弹射出木块所用时间较长，摩擦力大小

不变，则木块不固定时木块对子弹的摩擦力的冲量大小大于木块固定时木块对子弹的摩擦力的冲量

大小，故C错误；

D,不论木块是否固定，摩擦力与木块厚度都相等，因摩擦产生的热量都等于摩擦力与木块厚度的

乘积，因此两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等，故。正确。

故选：BDO

力与力的作用时间的乘积是力的冲量；子弹射穿木块过程，如果木块固定，子弹减小的动能转化为

内能，如果木块不固定，子弹减小的动能转化为木块的动能与内能之和；摩擦产生的热量等于摩擦

力与相对位移即木块厚度的乘积；根据题意分析答题。

分析清楚子弹与木块的运动过程、分析清楚能量转化情况是解题的前提与关键，根据冲量的定义式、

功能关系即可解题。

9.答案：0.2mfs3O.Zm/sx0.2mf(s1—s3)0Amfs2—s3=2s2

解析：解：(1)在纸带上以等间距的6个连续点为一段划分纸带，中间有5个间隔，S】、S2、S3所用

时间t=

由图乙结合实际情况可以看出，Si和S3是两物体相碰前打出的纸带，S2是相碰后打出的纸带。所以碰

撞前物体的速度分别为：

S1

%=了=0-2si/

s2

^2=—=0,2S3/

同理碰撞后两物体共同速度:

^3=—=0.2S2/

所以碰前两物体动量分别为：Pi=mv1=O.2mfsi，p2=mv2=0.2mfs3，总动量p=pr-p2=

0.2m/(s1—s3),碰后总动量p'=2mv3=0.4mfs2

(2)要验证两滑块相碰过程动量守恒，需要满足：p=p',即0.2m/(Si-S3)=0Amfs2,整理得：s〕-

s3=2s2

故答案为：(l)0.2m/si，0.2m/s3,0.2mf(<s1—S3),0Amfs2;(2)s1—s3=2s2。

本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰

后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证。

考查了关于动量守恒的基础知识，要注意气垫导轨要水平才能满足动量守恒，知道计算物体的动量

的方法。这是一道基础实验题。

答案：2.600AE-^P-

10.4LR

解析：解：(1)螺旋测微器的固定刻度读数为2.5nwi,可动刻度读数为：0.01x10.0mm=0.100mm,

所以最终读数为：2.5mm+0.100mm=2.600mm.

(2)①本实验需要用伏安法测量电阻，由于电阻通电电流大会升温，影响电阻率，故要小电流，故电

流表选择较小量程，即选A；滑动变阻器采用分压式接法，电阻较小时便于实验操作，故选E；

(3)根据R=pg则5=03则中空部分的截面积£=空一2：

3H4R

故答案为：(1)2.600；(2)4；E-(3)半—p)

(1)螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读；

(2)根据电路中电流的大小确定电流表的量程，从测量误差的角度选择滑动变阻器；

(3)根据电阻定律求出导体电阻的横截面积，用大圆的面积减去电阻的横截面积，即为中空部分的截

面积.

螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，掌握电阻

定律的公式，掌握如何选择器材，难度适中.

11.答案：解：⑴根据受力及弹力的变化可知：在圆环压缩弹簧的过程中，p随x变化的示意图如图

所示：

在圆环压缩弹簧的过程中，设弹簧弹力对圆环所做的功为W,图象与坐标轴围成的面积表示弹簧弹

力做的功，则有：

11

W=--kx-x=--kx?

22

(2)在运动过程中当合力为零时，圆环的速度有最大值，此时圆环的动能最大，设圆环速度最大时弹

簧的形变量为叼，根据牛顿第二定律有：mg—kxi=Q

在此过程中，弹簧弹力对圆环做的功：W^-1mgxr

从圆环开始下落到圆环速度达到最大的过程中，根据动能定理有：叫+mg(H+向)=Ekm-0

22

解得：Ekm=-+mgH

(3)当圆环运动到最低点时圆环速度为零，弹簧的弹力最大，底座对地面的压力FN最大，设弹簧最大

压缩量为工山全过程根据动能定理可得：

1

mgQH+xm)--kx^=0

解得：=詈(1+Jmg+2kH)

此时弹簧的弹力为T=kxm=mg(l+个mg+2kH)

所以当圆环运动到最低点时，地面对底座支持力的大小为a=T+mg=mg(2+yjmg+2kH)。

答：(1)在图2中画出弹力F随位移x变化关系的图象见解析，该过程弹簧弹力对圆环所做的功为

--fcx2；

2

22

(2)圆环向下运动过程中的最大动能为*+mgH；

(3)当圆环运动到最低点时，求地面对底座支持力的大小为mg(2+Jmg+2k”)。

解析：(1)根据胡克定律求出厂与x的关系，再作尸-x图象,根据图象与x轴所围的面积求弹力做功；

(2)当圆环所受的合力为零时速度最大，由平衡条件求出弹簧的压缩量，再由系统的机械能守恒求最

大动能及皿；

(3)根据动能定理求解弹簧最大压缩量，求出最大弹力，再对支架根据平衡条件求解地面对底座支持

力的大小。

本题考查了弹簧问题、动能定理、共点力的平衡等，要能够利用图象的面积求解弹簧弹力做功并结

合牛顿定律来求待求物理量，知道合力为零时速度最大。

12.答案：解：（1）方框下落速度为v时，产生的感应电动势E=8・2小"①

方框中的感应电流/=：②

方框下落过程，受到方向竖直向下的重力G和方向竖直向上的安培力冗分别有G=mg（3）

F=BI-2L④

当F=G时，方框达到最大速度，即。=%⑤

则由上述各式可解得方框下落的最大速度为=篝⑥

（2）方框下落加速度为制，有mg-B/Z=n^⑦

方框的发热功率P=/2R@

由⑦⑧式可解得：P屋僵尸⑨

（3）根据能量守恒定律，有mgh=+I^Rt⑩

即J券（2皿一响（11）

答：

（1）方框下落的最大速度加为翳；

（2）方框的发热功率尸为喜（鬻产

（3）恒定电流的表达式为/（）=J急（2gh-吸）.

解析：（1）分析方框运动的过程：方框从静止释放后，切割磁感线产生感应电流，受到向上的安培力，

先做加速度减小的加速运动，最后做匀速运动，速度达到最大.根据力的平衡知识和安培力公式求

解最大速度乐j.

（2）当方框下落的加速度为£时，根据牛顿第二定律和安培力公式列式，求出电路中电流/,可由P=

求线框发热功率P.

（3）运用焦耳定律求解恒定电流的表达式.

解答这类问题的关键是通过受力分析，正确分析安培力的变化情况，找出最大速度的运动特征.电

磁感应与电路结合的题目，感应电动势是中间桥梁.

13.答案：解：（1）小球做匀速直线运动，三力平衡，受力分析如图所示：

yjm2g2+q2VgB2