2021届天津市和平区高三线下物理第一次模拟考试试卷含答案

 高三物理第一次模拟考试试卷

一、单项选择题

1.对于一定质量的理想气体，以下说法正确的选项是〔   〕           

A. 假设气体的温度不断升高，其压强也一定不断增大     B. 在完全失重的状态下，气体的压强为零
C. 假设气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变     D. 当分子热运动变剧烈时，压强一定增大

2..物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的根底上，以下说法正确的选项是〔   〕

A. 电子的发现使人们认识到原子具有核式结构       B. 天然放射现象说明原子核内部是有结构的
C. α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的     D. 密立根油滴实验说明核外电子的轨道是不连续的

3.在匀强磁场中，一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，那么以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 该线框匀速转动的角速度大小为50


D. 线圈平面与磁场的夹角为45°时，电动势瞬时值大小为22V

4.如图是在两个不同介质中传播的两列波的波形图．图中的实线分别表示横波甲和横波乙在t时刻的波形图，经过0．5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示．两列波的周期均大于0．3s，那么以下说法中正确的选项是〔   〕 

A. 波甲的速度可能大于波乙的速度                         B. 波甲的波长可能大于波乙的波长
C. 波甲的周期一定等于波乙的周期                         D. 波甲的频率一定小于波乙的频率

5.一个研究小组借助于望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点做匀速圆周运动，如下列图。此双星系统中体积较小成员能“吸食〞另一颗体积较大星体外表物质，到达质量转移的目的，假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，那么在最初演变的过程中〔   〕 

A. 它们做圆周运动的万有引力均不断减小               B. 它们做圆周运动的角速度不变
C. 体积较大星体圆周运动轨道半径变小                  D. 体积较大星体圆周运动的线速度变小

二、多项选择题

6.平行板玻璃砖横截面如图，上下外表足够大，在该截面内有一束复色光从空气斜射到玻璃砖的上外表，从下外表射出时分为a、b两束光，那么〔   〕 

A. 在玻璃中传播时，a光的传播速度较大
B. 分别通过同一双缝干预装置，a光的相邻亮条纹间距大
C. 以相同的入射角从水中斜射入空气，a光的折射角大
D. 增大入射光在上外表的入射角，可能只有一种光从下外表射出

7.能够从物理的视角看世界是学习物理的重要目标。下面四张图片展现了生活中常见的情景，其中甲图是自行车无动力沿着斜坡冲下，乙图是自行车靠惯性冲上斜坡，丙图是“托球〞动作中乒乓球与球拍一起相对静止向左运动的过程〔虚线表示水平方向〕，丁图是在球架上用竖直挡板卡住静止的与丙图相同的乒乓球，各图中的θ角均相等，忽略空气阻力和一切摩擦，对四个情景的物理规律分析正确的选项是〔   〕 

A. 甲图和乙图中自行车的加速度一定相同              B. 甲图的自行车和丙图中的乒乓球加速度可能相等
C. 丙图中球拍和乒乓球可能一起做匀速直线运动    D. 丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等

8.如下列图，竖直平面内有水平方向的匀强电场E，A点与B点的连线垂直电场线，两个完全相同的带等量正电荷的粒子，以相同大小的初速度v0分别从A和B点沿不同方向开始运动，之后都能到达电场中的N点，粒子的重力不计，以下说法正确的选项是〔   〕 

A. 两粒子到达N点所用的时间可能相等
B. 两粒子到达N点时的速度大小一定相等
C. 两粒子在N点时的动能可能小于各自初始点的动能
D. 两粒子整个运动过程机械能的增加量一定相等

三、实验题

9.用如下列图的实验装置，探究加速度与力、质量的关系。 

实验中，将一端带滑轮的长木板放在水平实验台上，实验小车通过轻细线跨过定滑轮与钩码相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为 50Hz。在保持实验小车质量不变的情况下，放开钩码，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度a，改变钩码的个数，重复实验。

〔1〕实验时，要求钩码的质量远小于小车的质量，这样做的目的是______。           

E.使纸带上点迹清晰，便于进行测量
 

〔2〕实验过程中打出的一条纸带如图，在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这个点上标明A，第六个点上标明B，第十一个点上标明C，第十六个点上标明D，第二十一个点上标明E。测量时发现B点已模糊不清，于是测得AC的长度为12.26cm，CD的长度为6.60cm，DE的长度为6.90cm，那么应用所有测得的数据，可计算得出小车运动的加速度a=________m/s2〔结果保存两位有效数字〕 

〔3〕根据实验测得的数据，以小车运动的加速度a为纵轴，钩码的质量m为横轴，得到如下列图的a-m图像如图中图线A所示，现仅增大木板与水平方向夹角，得到的图像可能是图中的________〔图中所示的A，B，D，E图线相互平行〕 

1和R2的阻值，实验器材有：待测电源E〔不计内阻〕，待测电阻R1  ， 定值电阻R2  ， 电流表A〔量程为0.6A，内阻不计〕，电阻箱R〔0-99.99Ω〕，单刀单掷开关S1  ， 单刀双掷开关S2  ， 导线假设干 

〔1〕先测电阻R1的阻值〔R1只有几欧姆〕，请将操作补充完整：闭合S1  ， 将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I，将S2切换到b，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2  ， 那么电阻R1的表达式为R1=________。   

〔2〕该同学已经测得电阻R1  ， 继续测电源电动势E，该同学的做法是：闭合S1  ， 将S2切换到b，屡次调节电阻箱，读出多组电阻箱示数R和对应的电流表示数I，由测得的数据，绘出了如图中所示的 图线，那么电源电动势E=________V。   

〔3〕假设实际电流表A的内阻不可忽略，那么R2的测量值________真实值〔填“大于〞“等于〞或“小于〞〕。   

四、解答题

11.如下列图，两根足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距L，导轨下端连接电阻R，质量为m、金属杆ab与导轨垂直并接触良好，金属杆及导轨电阻不计，在矩形区域cdfe内有垂直于纸面向里的匀强磁场，c、e距离为H，cdfe区域内磁场的磁感应强度B随时间变化的关系如图乙所示，在t=0时刻，将金属杆ab从到磁场上边界距离为h处由静止释放，在t1时刻进入磁场，离开磁场时的速度为进入磁场时速度的一半，重力加速度为g，求： 

〔1〕金属杆刚进入磁场时的加速度大小；   

〔2〕从金属杆开始下落到离开磁场的过程，回路中产生的焦耳热。   

12.如下列图，某货场需将质量为m=20kg的货物〔可视为质点〕从高处运送至地面，为防止货物与地面发生撞击，现利用光滑倾斜轨道MN、竖直面内圆弧形轨道NP，使货物由倾斜轨道顶端距底端高度h=4m处无初速度滑下，两轨道相切于N点，倾斜轨道与水平面夹角为θ=60°，弧形轨道半径R=4m，末端切线水平。地面上紧靠轨道放着一块木板，质量为M=30kg，长度为L=10m，木板上外表与轨道末端P相切，假设地面光滑，货物恰好未滑出木板，木板获得的最大速度为v=4m/s，不考虑货物与各轨道相接处能量损失、最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s2  ， 求： 

〔1〕货物到达倾斜轨道末端N点时所用的时间t；   

〔2〕在圆弧轨道上NP滑动过程中，摩擦力对货物做的功Wf；   

〔3〕为防止木板在地面上滑行的距离过大，在地面上涂了防滑涂料，使木板与地面间的动摩擦因数μ0=0.2，判断货物是否会滑出木板。   

13.如图甲所示，M、N为竖直放置的两块正对的平行金属板，圆形虚线为与N相连且接地的圆形金属网罩〔电阻不计〕，板M、N上正对的小孔S1、S2与网罩的圆心O三点共线，网罩的半径为R，网罩内存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，金属收集屏PQ上各点到O点的距离都为2R，两端点P、Q关于连线S1O对称，屏PQ所对的圆心角θ=120°，收集屏通过阻值为r0的电阻与大地相连，M、N间且接有如图乙所示的随时间t变化的电压， ，〔式中 ，周期T〕，质量为m、电荷量为e的质子连续不断地经S1进入M、N间的电场，接着通过S2进入磁场。〔质子通过M、N的过程中，板间电场可视为恒定，质子在S1处的速度可视为零，整个过程中质子的重力及质子间相互作用均不计。〕 

〔1〕在 时刻经S1进入的质子在进入磁场时速度的大小v0；   

〔2〕质子在哪些时刻自S1处进入板间，穿出磁场后均能打到收集屏PQ上；   

〔3〕假设M、N之间的电压恒为U0  ， 且毎秒钟进入S1的质子数为N，那么收集屏PQ电势稳定时的发热功率为多少。   

答案解析局部

一、单项选择题

1.【解析】【解答】A． 根据 可知，假设气体的温度T不断升高，气体的压强P和体积V的乘积一定增大，但其压强P不一定增大， A不符合题意；

B． 从微观角度，气体的压强是由大量气体分子对容器壁的频繁碰撞产生的，即使在完全失重的状态下，只要容器密闭，气体分子仍然会不停的频繁碰撞器壁， B不符合题意；

C． 对于一定量的理想气体，假设气体的压强和体积都不变，根据理想气体的状态方程： ，可知其温度不变；而理想气体的内能仅仅与温度有关，所以其内能也一定不变。C符合题意；

D． 当分子热运动变剧烈时，分子数密度可能减小，故气体压强也可以减小或者不变，D不符合题意；

故答案为：C。

 
【分析】改变物体的内能有两种方式，一种是做功，第二种是热传递，单纯的从一种方式的改变无法判断物体内能的变化。

2.【解析】【解答】解：A、电子的发现使人们认识到原子具有复杂结构，但不能说明原子具有核式结构，故A错误．

B、天然放射现象是原子核发生衰变而产生的，说明原子核内部是有结构的，故B正确．

C、α粒子散射实验的重要发现是原子的核式结构，而不是电荷的量子化，故C错误．

D、密立根油滴实验测出了电子的电量，但没有说明电子轨道是不连续的，故D错误．

应选：B．

【分析】此题是原子物理学史问题，天然放射现象说明原子核内部是有结构的；电子的发现使人们认识到原子具有复杂结构，α粒子散射实验的重要发现是原子的核式结构；密立根据通过实验测出了电子的电量．

3.【解析】【解答】A． 由图象得出周期T=0.02s，所以

A不符合题意；

BC． 由图象知：t=0.01s时，感应电动势为零，那么穿过线框的磁通量最大，变化率最小，BC不符合题意；

D． 当t=0时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，故该交变电动势的瞬时值表达式为e= sin〔100πt〕V

线圈平面与磁场的夹角为45°时，电动势瞬时值大小为

D符合题意。

故答案为：D。

 
【分析】通过交流电压的图像读出电压的最大值和角速度，计算出电压的有效值和频率，导体棒做切割磁感线运动时，导体棒的两端就会形成电势差，结合公式E＝Blv求解即可，当导体棒的速度与磁场垂直时，产生的电动势最大，当速度与磁场平行时。电动势为零。

4.【解析】【解答】AC．经过0.5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示，且周期均大于0.3s，那么根据 ，可知，两波的周期分别可能为1s和 ，那么根据波速度 ，可知，假设甲的周期为 ，而乙的周期为1s，那么甲的速度大于乙的速度，A符合题意，C不符合题意；

B．由图可知，横波甲的波长为4m，乙的波长为6m，故说明甲波的波长比乙波的短，B不符合题意；

D．假设 乙的周期为1s而甲的周期为 ，那么由 可知，甲的频率大于乙的频率，D不符合题意。

故答案为：A。

 
【分析】通过图像读出波的波长，结合波移动的距离和对应的时间求解波的速度，再进行比较即可。

5.【解析】【解答】A． 设体积较小的星体质量为m1  ， 轨道半径为r1  ， 体积大的星体质量为m2  ， 轨道半径为r2 ． 双星间的距离为L．转移的质量为△m。那么它们之间的万有引力为

根据数学知识得知，随着△m的增大，F先增大后减小。A不符合题意；

B．对m1

对m2

联立解得

总质量m1+m2不变，两者距离L不变，那么角速度ω不变。B符合题意；

CD．根据以上分析可知

ω、L、m1均不变，△m增大，那么r2增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大。由v=ωr2得线速度v也增大。C D不符合题意。

故答案为：B。

 
【分析】两个恒星绕着两者的质心做圆周运动，万有引力提供向心力，角速度相同，利用向心力公式分析运动半径、加速度、线速度的关系。

二、多项选择题

6.【解析】【解答】A． 光从空气斜射到玻璃，因为玻璃上下外表平行，当第二次折射时折射光线与第一次折射入射光线平行。a光偏折较小，b光偏折较大。所以此玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率，根据 ，那么知在玻璃中传播时，a光的传播速度较大，A符合题意；

B． a光的折射率较小，频率较低，波长较长，根据公式双缝干预条纹间距公式 知，a光的相邻亮条纹间距较大，B符合题意；

C． 由于a光的折射率较小，折射时a光的偏折程度较小，那么以相同的入射角由水中斜射入空气，a光的折射角小。C不符合题意；

D． 由上知光射到玻璃砖下外表时的入射角等于上外表的折射角，由光路可逆原理可知光一定能从下外表射出，D不符合题意。

故答案为：AB。

 
【分析】相同的介质对于不同颜色的光来说有不同的折射率，光的频率越大，介质的折射率就越大，结合折射定律分析求解即可。

7.【解析】【解答】A．根据牛顿第二定律可知，甲图和乙图中自行车的加速度均为

A符合题意；

BC．丙图中，乒乓球只受重力和支持力，竖直方向平衡 ，

故加速度

不可能一起匀速运动，BC不符合题意；

D．丁图中乒乓球受重力，竖直挡板的弹力，斜面的支持力，根据平衡有

故丙图的球拍和丁图的斜面产生的弹力一定相等，D符合题意。

故答案为：AD。

 
【分析】结合四个，对斜面、小球和运发动进行受力分析，利用牛顿第二定律列方程分析求解即可。

8.【解析】【解答】A．因为两粒子完全相同，故产生的水平方向的加速度相同，而A点粒子水平初速度为零，而B点粒子水平初速度不为零向左，故根据匀变速方程可知，运动时间不同，A不符合题意；

BD．因为只有电场力做功，根据题意可知，A点与B点在同一等势面上，故 ，电场力做功 相同，那么到达N点的动能相同，速度大小相同，而电场力做功等与机械能增加量，故机械能的增加量一定相等，BD符合题意；

C．因为A点粒子水平方向向右运动，故受力向右，那么电场力做正功，动能增大，C不符合题意。

故答案为：BD。

 
【分析】电场力做功与路径无关，只与始末位置无关，起始位置相同，但是终点的位置都是处在一个等势面上，是等效的。

三、实验题

9.【解析】【解答】(1)设绳的拉力为T，对钩码有

对小车有

联立有

用钩码的重力代替细绳的拉力，那么要求钩码的质量远小于小车的质量，故F正确。(2)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小 (3)根据题意可知，绳拉力近似等于钩码重力

可得

故图像斜率为 ，现仅增大木板与水平方向夹角，图像的斜率不变，且倾角变大，那么图像与纵轴交点变大，故得到的图像可能是图中的DE。

 
【分析】〔1〕当m<<M，物体加速度很小，拉力近似等于重物的重力；
〔2〕结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可；
〔3〕结合牛顿第二定律的表达式和图形的横纵坐标求解出斜率的表达式，为定值，故图像的斜率相同。

10.【解析】【解答】(1)闭合S1  ， 将S2切换到a，调节电阻箱，读出其示数r1和对应的电流表示数I，那么

将S2切换到b，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I，读出此时电阻箱的示数r2  ， 那么

故 (2)根据闭合电路欧姆定律

整理得

故电源电动势 (3)假设电流表A内阻不可忽略

整理得

与以上比较可知，R2的测量值大于真实值。

 
【分析】〔1〕对整个电路应用闭合电路欧姆定律求解总电阻，进而求解电阻的表达式；
〔2〕利用闭合电路欧姆定律对整个电路列方程，对方程进行适当的变形，结合图像求解电动势和内阻即可；
〔3〕电流表有内阻，结合闭合电路欧姆定律列方程分析即可。

四、解答题

11.【解析】【分析】〔1〕利用动能定理求解导体棒的末速度，利用左手定那么和公式求解安培力的方向，再结合安培力公式求解导体棒受到的安培力大小，对物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体的加速度；
〔2〕结合导体棒初末状态的速度，对导体棒的运动过程应用动能定理，其中导体棒克服安培力做的功即为电路产生的热量。

12.【解析】【分析】〔1〕对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度，结合运动学公式求解运动时间；
〔2〕两个物体组成系统动量守恒和机械能守恒，利用动量守恒定律和机械能守恒列方程分析求解即可；
〔3〕利用运动功能学公式求解两个物体的相对位移，与木板的长度进行比较即可。

13.【解析】【分析】〔1〕粒子在电场的作用下做加速运动，利用动能定理求解末速度的大小；
〔2〕带电粒子在磁场中受到洛伦兹力，在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动，结合向心力公式求解轨道半径，进而求解电势差；
〔3〕结合电流的定义式求解电流强度，再结合功率公式求解即可。