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2021届天津市高考高三临考全真模拟 物理（四）
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这是一份2021届天津市高考高三临考全真模拟 物理（四），共10页。试卷主要包含了第二卷共60分等内容，欢迎下载使用。
第一卷共40分
一、选择题，每小题5分，共25分，每小题给出的选项中，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年代检测方法进行了分析，进而推算出商朝年代。的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．发生的是衰变
B．衰变时电荷数守恒，但质量数不守恒
C．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．生物体中以形式存在的半衰期比单质的半衰期更长
2．太赫兹辐射通常指频率在0.1-10THz（1THz=1012Hz），太赫兹波对人体无危害，多用于国家安全、信息技术领域，被誉为“改变未来世界十大技术”之一、通过和电磁波谱对比，下列关于太赫兹波说法正确的是（ ）
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，v—t图象如图所示，下列判断正确的是（ ）
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0~12s内平均速度为1m/s
4．一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波速为9 cm/s
B．沿x轴正方向传播
C．质点Q在时沿y轴正方向振动
D．在时质点P移动到O点
5．如图所示，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M的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，已知微粒的电量为q，质量为m，下列说法正确的是（ ）
A．微粒的加速度不为零B．微粒的电势能减少了mgd
C．M板的电势低于N极板的电势D．两极板间的电势差为
二、选择题，每小题5分，共15分，每小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0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，则活塞迅速下压时（ ）
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
7．2013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，如图所示，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I。再经过系列调控使之进人准备“落月”的椭圆轨道II。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。下列关于嫦娥三号的说法正确的是（ ）
A.发射“嫦娥三号”的速度必须达到第二宇宙速度
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．如图所示，10匝矩形线圈，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO＇以角速度为100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，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L1和L2。已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关断开时L1正常发光，且电流表示数为0.01A，则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为200sin100t（V）
B．若开关S闭合，电流表示数将变小
C．若开关S闭合，灯泡Ll亮度将不变
D．灯泡Ll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，在下列器材中，不需要的器材是____________；
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）
(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O的距离分别为hA 、hB、hC。已知当地重力加速度为g。打点计时器打点的同期为T，设重物的质量为m。写出从打O点到打B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O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h 图像，并做如下判断∶若图像是一条过原点的直线，则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，光滑轨道固定在竖直平面内，倾斜、水平、为半径的半圆弧轨道，三部分平滑连接，为圆弧轨道的最低点，可视为质点的小球和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，小球脱离弹簧后恰能沿轨道运动到处，小球沿圆弧轨道运动。已知，的竖直高度差，在点时小球对轨道压力的大小为，弹簧恢复原长时小球仍处于水平轨道（不计空气阻力，），已知。求：
（1）小球的质量；
（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θ = 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a b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a b，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．已知轨距为L = 2m，重力加速度g取l0m/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 = 4Ω时，若ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，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v0连续不断地沿平行于平行金属板A和B的方向从两极板正中央射入匀强扩束电场。 已知金属板长为L，相距为d．
(1)当两板间电压U１=U0时，粒子恰好打在下极板B的中点．求带电粒子的比荷；
(2)若AB间加如图乙所示的方波形电压，其周期，从t=0开始，前内UAB=，后内UAB=，上述粒子仍然以速度v0沿原来方向持续射入电场，求射出电场时粒子束的宽度D；
(3)若紧贴极板右侧建立xOy坐标系，O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xOy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B的最大值．
参考答案
1．C
2．B
3．C
4．C
5．D
6．B
7．C
8．C
9．C
10．(1)(2)
(1)对小球，由机械能守恒定律得：
解得
取水平向左为正，对小球、，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：
，（，舍去)
(2)由能量的转化及守恒得：
代入数值得：
11．（1），电流方向从；
（2），；（3）
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：[Failed t dwnlad image : :8086/QBM/2016/6/27/1575888376709120/ 1575888377094144/EXPLANATION/b17ef5cffae24196a4f5cb917ca9315b.png]
杆达到最大速度时满足
联立解得：
由图象可知：斜率为，纵截距为，
故：；
解得：，
由图可知，当时，杆最终以匀速运动，产生电动势为．
故最大电流为：（由右手定则判断可知杆中电流方向从）
（2）由以上分析可知：，
（3）当时，最终金属杆匀速下滑时的速度：
在杆加速至最大速度的过程中，对杆：
而：
解得，故：．
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
12．
（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求得磁感应强度B的大小．
（1）设粒子经过时间打在B板中点，
沿极板方向有：
垂直极板方向有：
解得：
（2）沿极板方向粒子做匀速直线运动，粒子通过两板时间： ，在任一时刻射入的粒子都要在的电压下加速，在的电压下加速，粒子射出电场时沿电场方向上的速度，因此射出电场粒子的速度与极板平行，大小仍为；不同时刻从点进入电场的粒子在电场方向的速度随时间t变化的关系如图所示．
可以确定在时刻进入电场的粒子射出时向下的偏距最大， 时刻进入电场的粒子射出时向上的偏距最大，并且向上向下的最大偏距大小相等。则有： ，
射出电场时粒子束的宽度
解得：
（3）所有粒子射出电场时速度方向都平行于x轴，大小为．如图所示：
当从最下方射出的粒子沿图中虚线所示的路径经过P点时，磁场区半径最小，并且有：
设粒子在磁场中的运动半径为r，则：
联立解得磁感应强度有最大值：
第一卷共40分
一、选择题，每小题5分，共25分，每小题给出的选项中，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年代检测方法进行了分析，进而推算出商朝年代。的衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．发生的是衰变
B．衰变时电荷数守恒，但质量数不守恒
C．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．生物体中以形式存在的半衰期比单质的半衰期更长
2．太赫兹辐射通常指频率在0.1-10THz（1THz=1012Hz），太赫兹波对人体无危害，多用于国家安全、信息技术领域，被誉为“改变未来世界十大技术”之一、通过和电磁波谱对比，下列关于太赫兹波说法正确的是（ ）
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，v—t图象如图所示，下列判断正确的是（ ）
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0~12s内平均速度为1m/s
4．一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，P、Q是介质中的两个质点，图（b）是质点Q的振动图象。关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波速为9 cm/s
B．沿x轴正方向传播
C．质点Q在时沿y轴正方向振动
D．在时质点P移动到O点
5．如图所示，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M的边缘以初速度v0射入，沿直线从下极板N的边缘射出，已知微粒的电量为q，质量为m，下列说法正确的是（ ）
A．微粒的加速度不为零B．微粒的电势能减少了mgd
C．M板的电势低于N极板的电势D．两极板间的电势差为
二、选择题，每小题5分，共15分，每小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0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，则活塞迅速下压时（ ）
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
7．2013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，如图所示，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I。再经过系列调控使之进人准备“落月”的椭圆轨道II。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。下列关于嫦娥三号的说法正确的是（ ）
A.发射“嫦娥三号”的速度必须达到第二宇宙速度
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．如图所示，10匝矩形线圈，在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO＇以角速度为100rad/s匀速转动，线框电阻不计，面积为0.5m2，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L1和L2。已知变压器原、副线圈的匝数比为10：1，开关断开时L1正常发光，且电流表示数为0.01A，则（ ）
A．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为200sin100t（V）
B．若开关S闭合，电流表示数将变小
C．若开关S闭合，灯泡Ll亮度将不变
D．灯泡Ll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，在下列器材中，不需要的器材是____________；
A．交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）
(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O的距离分别为hA 、hB、hC。已知当地重力加速度为g。打点计时器打点的同期为T，设重物的质量为m。写出从打O点到打B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O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h 图像，并做如下判断∶若图像是一条过原点的直线，则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，光滑轨道固定在竖直平面内，倾斜、水平、为半径的半圆弧轨道，三部分平滑连接，为圆弧轨道的最低点，可视为质点的小球和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，小球脱离弹簧后恰能沿轨道运动到处，小球沿圆弧轨道运动。已知，的竖直高度差，在点时小球对轨道压力的大小为，弹簧恢复原长时小球仍处于水平轨道（不计空气阻力，），已知。求：
（1）小球的质量；
（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θ = 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a b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a b，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．已知轨距为L = 2m，重力加速度g取l0m/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 = 4Ω时，若ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，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v0连续不断地沿平行于平行金属板A和B的方向从两极板正中央射入匀强扩束电场。 已知金属板长为L，相距为d．
(1)当两板间电压U１=U0时，粒子恰好打在下极板B的中点．求带电粒子的比荷；
(2)若AB间加如图乙所示的方波形电压，其周期，从t=0开始，前内UAB=，后内UAB=，上述粒子仍然以速度v0沿原来方向持续射入电场，求射出电场时粒子束的宽度D；
(3)若紧贴极板右侧建立xOy坐标系，O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xOy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B的最大值．
参考答案
1．C
2．B
3．C
4．C
5．D
6．B
7．C
8．C
9．C
10．(1)(2)
(1)对小球，由机械能守恒定律得：
解得
取水平向左为正，对小球、，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：
，（，舍去)
(2)由能量的转化及守恒得：
代入数值得：
11．（1），电流方向从；
（2），；（3）
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：[Failed t dwnlad image : :8086/QBM/2016/6/27/1575888376709120/ 1575888377094144/EXPLANATION/b17ef5cffae24196a4f5cb917ca9315b.png]
杆达到最大速度时满足
联立解得：
由图象可知：斜率为，纵截距为，
故：；
解得：，
由图可知，当时，杆最终以匀速运动，产生电动势为．
故最大电流为：（由右手定则判断可知杆中电流方向从）
（2）由以上分析可知：，
（3）当时，最终金属杆匀速下滑时的速度：
在杆加速至最大速度的过程中，对杆：
而：
解得，故：．
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
12．
（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求得磁感应强度B的大小．
（1）设粒子经过时间打在B板中点，
沿极板方向有：
垂直极板方向有：
解得：
（2）沿极板方向粒子做匀速直线运动，粒子通过两板时间： ，在任一时刻射入的粒子都要在的电压下加速，在的电压下加速，粒子射出电场时沿电场方向上的速度，因此射出电场粒子的速度与极板平行，大小仍为；不同时刻从点进入电场的粒子在电场方向的速度随时间t变化的关系如图所示．
可以确定在时刻进入电场的粒子射出时向下的偏距最大， 时刻进入电场的粒子射出时向上的偏距最大，并且向上向下的最大偏距大小相等。则有： ，
射出电场时粒子束的宽度
解得：
（3）所有粒子射出电场时速度方向都平行于x轴，大小为．如图所示：
当从最下方射出的粒子沿图中虚线所示的路径经过P点时，磁场区半径最小，并且有：
设粒子在磁场中的运动半径为r，则：
联立解得磁感应强度有最大值：
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