2021届天津市普通高中高三高考压轴考试卷理科综合物理试卷及解析

2021年2021届天津市普通高中高三高考压轴考试卷

理科综合物理试卷

★祝考试顺利★

（含答案）

一、选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）。

1.如图所示的尸t图像和广大图像中，给出的四条图线1、2、3、4,分别代表四个不同

物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（）

A.图线1表示物体做曲线运动

B.kt图像中，G时刻％=%

C.广大图像中0至七时间内物体3平均速度小于物体4的平均速度

D.两图像中，3右时刻分别表示物体2、4开始反向运动

2.用a.b.c.d表示4种单色光，若①a.b从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的

临界角；②用b.c和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大；③用b.d照

射某金属表面，只有b能使其发射电子.则可推断a.b.c.d分别可能是（）

A.紫光.蓝光.红光.橙光B.蓝光.紫光.红光.橙光

C.紫光.蓝光.橙光.红光D.紫光.橙光.红光.蓝光

3.如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，。为球心，一质量为勿的小滑块，在水

平力尸的作用下静止。点。设滑块所受支持力为

向的夹角为6,下列关系正确的是（）

A.F=9

tan。

B.F=mgtan3

mg

C.

tan。

D.FN=mgtan0

4.下列说法正确的是（）

A.结合能越大，原子中的核子结合的越牢固，原子核越稳定

B.2沉;衰变为常R〃，要经过4次a衰变及6次（3衰变

C.卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为,N+；。+\H

D.质子'中子'a粒子的质量分别为向、m2\m3,那么质子和中子结合成一个a粒子，所

2

释放的核能为』E=（01,4-012—m3）c

5.2020年11月24日“嫦娥五号”探测器成功发射，开启了我国首次地外天体采样返回

之旅，如图为行程示意图。关于“嫦娥五号”探测器，下列说法正确的是（）

直接发射地月转移轨道

A.刚进入地月转移轨道时，速度大于7.9km/s小于11.2km/s

B.在地月转移轨道上无动力奔月时，动能不断减小

C.快要到达月球时，需要向后喷气才能进入月球环绕轨道

D.返回舱取月壤后，重新在月球上起飞的过程中，机械能守恒

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

2

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得。分）

6.如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB

是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电力子在A、B两点

、

的加速度大小分别为明、勺，电势能分别为M、NEpA、/B.下列

说法正确的是（）B

A.电子一定从A向B运动

B.若则Q靠近M端且为正电荷

C.无论Q为正电荷还是负电荷一定有当A<E’B

D.B点电势可能高于A点电势

7.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点。以此时刻为计时起点的振动

A.经过0.35s时，质点。距平衡位置的距离小于质点。距平衡位置的距离

B.经过0.25s时，质点。的加速度大于质点。的加速度

C.经过0.15s,波沿x轴的正方向传播了3m

D.经过0.1s时，质点〃的运动方向沿y轴正方向

8.如图所示为聚力输电的原理图，升压变压器的原、副线圈匝数比为a,降压变压器的

原、副线圈匝数比为b,输电线的电阻为R,升压变压器

和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为

U,若由于用户的负载变化，使电压表匕的示数增大了

△U,则下列判断正确的是（）

A.电压表匕的示数不变

3

B.电流表A2的示数减小了费

A

c.电流表4的示数减小了绊

A

D.输电线损失的功率减小了（火］火

IRJ

9.（12分）

（1）某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程

为3V,虚线框内为用电流计G改装的电流表.

①已知电流计G的满偏电流1后200mA、内阻r行0.300,电路中已将它改装为最大量程

600mA的电流表，则R产0（结果取二位有效数字）

②通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙

的图象.某次测量时，电旅表V的示数如图丙，则此时通过电源E的电流为—mA结果取三

位有效数字）；电源E的电动势等于_V,内阻等于_Q（结果取三位有效数字）

③若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果

（填“有”或“没有”）影响

（2）如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末

端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两

电磁铁分别吸住相同小铁球AB,断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，4球

做平抛运动，8球进入一个光滑的水平轨道，贝IJ：

4

—

①8球进入水平轨道后将做运动；改变/轨道的高度，多次重复上述实验过程，总

能观察到/球正好砸在8球上，由此现象可以得出的结论是：0

雾某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正

方形小格边长均为5cm,则可算出A铁球刚达P点的速度为m/so（g取10m/s2,

结果保留两位小数）。

10.（14分）在光滑的水平面上，有一质量42kg的平板车，其右端固定一挡板，挡板

上固定一根轻质弹簧，在平板车左端户处有一可以视为质点的小滑块，其质量勿=2kg.平板

车表面上。处的左侧粗糙，右侧光滑，且户。间的距离/_=2m,如图所示.某时刻平板车以速

度％=1m/s向左滑行，同时小滑块以速度6=5m/s向右滑行.一段时间后，小滑块与平板车

达到相对静止，此时小滑块与〃点相距!乙.（g取10m/s2）

4

vi0

—卜j_।一1

⑨•

（1）求当二者处于相对静止时的速度大小和方向；

（2）求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数〃；

（3）若在二者共同运动方向的前方有一竖直障碍物（图中未画出），平板车与它碰后以

原速率反弹,碰撞时间极短,且碰后立即撤去该障碍物,求小滑块最终停在平板车上的位置.（计

算结果保留两位有效数字）

5

11.（16分）如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨（其电阻不计），它们之间连

接一个阻值R=8Q的电阻，导轨间距为L=lm.一质

量为m=0.1kg,电阻r=2Q,长约1m的均匀金属杆

水平放置在导轨上，它与导轨间的动摩擦因数

-向，导轨平面的倾角为6=30。，

在垂直导轨平

面方向有匀强磁场，磁感应强度为B=0.5T.今让

金属杆AB由静止开始下滑，从杆开始下滑到恰好

匀速运动的过程中经过杆的电荷量q=1C.(取

g=10m/s2）,求：

（1）当AB下滑速度为2m/s时加速度a的大小；

（2）AB下滑的最大速度5的大小；

（3）AB从开始下滑到匀速运动过程R上产生的热量QR.

12.（18分）如图（a）所示，整个空间存在竖直向上的匀强电场（平行于纸面），在同一

水平线上的两位置，以相同速率同时喷出质量均为加的油滴a和b,带电量为+q的a水平向右,

不带电的b竖直向上.b上升高度为〃时，到达最高点，此时a恰好与它相碰，瞬间结合成油

滴P.忽略空气阻力，重力加速度为g.求

5

87nH

而—1■:厂

IIII

I••

0~~~也.1

8兀m!4：4：4；4

q/

图(b)

（1）油滴b竖直上升的时间及两油滴喷出位置的距离；

⑵匀强电场的场强及油滴a、b结合为p后瞬间的速度;

6

(3)若油滴p形成时恰位于某矩形区域边界，取此时为7=0时刻，同时在该矩形区域加一

个垂直于纸面的周期性变化的匀强磁场，磁场变化规律如图(b)所示，磁场变化周期为几(垂

直纸面向外为正)，已知P始终在矩形区域内运动，求矩形区域的最小面积.(忽略磁场突变

的影响)

2021年2021届天津市普通高中高三高考压轴考试卷

理科综合物理参考答案

1.【试题答案】C

【试题解析】A.图线1和图线2表示物体都做直线运动，A错误；

B.kt图像中，图像的斜率表示速度，贝IJ小时亥I］必不等于忆B错误；

C.Lt图像中，图像围成的面积表示位移，则0至G时间内物体3的位移小于物体4的

位移，所以「大图像中0至t3时间内物体3平均速度小于物体4的平均速度，C正确；

D.图像1中，G时刻表示物体2开始反向运动，图像2中，”时刻表示物体4加速度方

向开始改变了，但速度方向不变，D错误。

2.【试题答案】A

【试题解析】根据临界角C、折射率〃==二，由①a的临界角小于。的临界角，可知己

sine

>%根据色散规律可知a的频率大于6即心〉八；根据双缝干涉条纹间距〃=号/，由②c

的条纹间距最大可知6、c和d中c的波长最长，故c的频率最小；每种金属都有对应的最小

入射光频率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由③可知6和4中。的频率较大即八

》九，综合上述可知a、b、c、d的频率从大到小依次为a/Wc,故A正确.

3.【试题答案】A

【试题解析】物体处于平衡状态，对物体受力分析,根据共点力平

衡条件，可求出支持力和水平推力。

对小滑块受力分析，受水平推力F、重力G、支持力F“、根据三力

平衡条件，将受水平推力F和重力G合成，如图所示，由几何关系可得尸=鸟，“=/尊，

tan0sin0

A正确。

4.［解析】C

【试题解析】比结合能越大，原子中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，选项A错误；

2和衰变为低即,发生a衰变是放出［He,发生B衰变是放出电子3e,设发生了x次a衰变

和y次B衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：4x+222=238,解得x=4；2x-y+86=92,得y=2,

故衰变过程中共有4次a衰变和2次B衰变，故B错误；卢瑟福通过实验发现质子的核反应方

程为选项C正确；质子、中子、a粒子的质量分别为m,、m?、m3,那么

质子和中子结合成一个a粒子，核反应是2：H+2)f根据质能方程，所释放的核能为

2

AE=(2mi4-2m2—m3)c,选项D错误；故选C.

5.【试题答案】A

【试题解析】A.在地月转移轨道时，探测器已经飞出地球而未摆脱地月系的引力，根据

第一宇宙速度和第二宇宙速度的定义，则刚进入地月转移轨道时，探测器速度大于7.9km/s小

于11.2km/s,故A正确；

B.在地月转移轨道上无动力奔月时，地球对探测器的万有引力逐渐减小，月球对探测器

的万有引力逐渐增大，引力的合力对探测器先做负功，后做正功，根据动能定理可知探测器动

能先减小后增大，故B错误；

C.快要到达月球时，探测器需要减速，因此需要向前喷气提供反推力才能进入月球环绕

轨道，故C错误；

D.返回舱取月壤后，重新在月球上起飞的过程中，有探测器发动机的推力做正功，故机

械能变大，故D错误。

6.【试题答案】BC

【试题解析】由于不知道电子速度变化，由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动，故

A错误；若aA>aB,则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端；又由运动轨迹可知，电场力方向指

8

向凹的一侧即左侧，所以，在MN上电场方向向右，那么Q靠近M端且为正电荷，故B正确；

由B可知，电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A向B运动，则电场力做负功，电

势能增加；若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，所以，一定有E.AVE田求解

过程与Q所带电荷无关，只与电场线方向相关，故C正确；由B可知，电场线方向由M指向N,

那么A点电势高于B点，故D错误；故选BC.

7.【试题答案】AC

【试题解析】试题分析：由乙图，t=0时刻，P向下运动，说明波向右传播，则Q向上运

动。因周期（根据乙图判断）T=0.2s,经过0.35s,P点到达波峰，质点Q距平衡位置的距离

小于质点P距平衡位置的距离.故A正确.经过0.25s时，P点到达波谷，加速度达到最大值。

Q到达平衡位置上方，但没到波峰。所以B正确。由甲图可知，波长=4m,则波速=4/0.2=20m/s。

经过0.15s,波传播距离为20X0.15=3m。C正确。经过0.1s,Q点运动半个周期，此时速度方

向沿y轴负方向，D错

8.【试题答案】AC

【试题解析】A、发电机输出的电压恒为U,升压变压器的原、副线圈匝数比为a,所以有:

U即电压表匕的示数恒为4=上u，保持不变，故A正确；

BC、降压变压器原副线圈两端的电压之比等于b,所以有华=以即降压变压器原线圈

△U

两端电压增大了bZ\U,故A错误；根据闭合电路欧姆定律，电流表A,示数减小了华，输电

A

线上电流减小了空，根据电流与匝数成反比知，电流表A?示数减小了巫，故B

ARR

错误，c正确；

D、由于输电线上电流减小了绡，故输电线损失的功率减小量一定不是P=（当）2七

KR

9.【试题答案】0.153002.931.00没有

【试题解析】（1）根据欧姆定律可知：=（/-〃）«,带入数据解得：RF0.15Q.

9

(2)根据丙图可知电压表读数为2.6V；根据图乙可知电流计的读数为100mA,通过电阻

R的电流等于通过电流计G电流的2倍，则电路的总电流为300mA；根据图像可知，电源的电

0.15x0.30

动势为：E=2.93V,因改装的电流表的内阻为RA=0=0.1。；则电源内阻

0.15+0.30

2.93-2.40

0—0=1.0()

160x3x10-3。.

(3)电源电动势等于电流表读数为零时电压表的读数，可知电表改装时，若用来改装电

流表的电阻R,的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果无影响;

(2)【试题答案】匀速直线运动；平抛运动在水平方向分运动为匀速直线运动；

3.35

【试题解析】让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并

具有相同的速度。小球A做平抛运动，小球B进入水平轨道后将做匀速直线运动，物体平抛运

动因此有：

竖直方向：h=9L=^gr,v,-gt

水平方向：

A到达。点的速度为：v=&+丫,2

将L^cm代入解得：g3.35m/s

10.【试题答案】(1)2m/s,水平向右；(2)0.60或0.36；(3)0.17m

【试题解析】(1)设M、m共同速度为v,定水平向右为正方向，由动量守恒定律得:

RIVB-MVA=(M+m)v…①

v=…②

M+m/s

(2)本题有两种可能

①如果小滑块尚未越过Q点就与平板车达到相对静止，对A、B组成的系统，由能量守恒

有：Mv\+mv^—(m+M)v2=/dmg^L,••(3)

代入数据得：U=0.6

②如果小滑块越过Q点与弹簧相互作用后，再返回与平板车达到相对静止，有:

io

+；根吟一；(一+〃)/="mg《L

解得:|iz=0.36

(3)木板A与障碍物发生碰撞后以原速率反弹，假设B向右滑行并与弹簧发生相互作用，

当A、B再次处于相对静止状态时，两者的共同速度为u,在此过程中，A、B和弹簧组成

的系统动量守恒、能量守恒.由能量守恒定律得：

mv_Mv-(M+m)u…④代入数据可得：u=0

设B相对A的路程为S,由能量守恒得：$加+加丫2=〃机gs…⑤

2I

代入数据得：s=:加由于s>£

所以B滑过Q点并与弹簧相互作用，然后相对A向左滑动到Q点左边，设离Q点距离为

s,有：s,=s--=OAlm

11.【试题答案】(1)1.5m/s2(2)8m/s(3)0.64J

【试题解析】(1)取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系

mg

Fx-mgsinO-f-ma①

FB=N-mgcosd=0②

摩擦力/=③

安培力FB=BIL④

/=*E⑤

R+r

E=BLv⑥

B2I}V

联立上式，角呈得4=g：~HgCOsO-

r)

当v=2m/s时，a=1.5m/s2

11

o2Gy

（2）由上问可知a=gsi〃8-〃geos。一一—一；,故AB做加速度减小的加速运动

一（R+OW冶-〃。。洌=8〃小

B2!}

（3）从静止开始到匀速运动过程中区="