2021年天津市河北区高考物理一模试卷

2021年天津市河北区高考物理一模试卷

一、单选题（本大题共4小题，共20.0分）

1.堵住打气筒的出气口，下压活塞使气体体积减小，你会感到越来越费力.其原因是（）

A.气体的密度增大，使得在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多

B.分子间没有可压缩的间隙

C.压缩气体要克服分子力做功

D.分子力表现为斥力，且越来越大

2.氢原子能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示.

nE/eV

80

4---------------------0.85

3---------------------1.51

2---------------------3.4

----------------------13.6

色光红橙黄绿蓝一靛紫

光子能量

1.61-2.002.00-2.072.07-2.142.14-2.532.53-2.762.76-3.10

范围（eV）

处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为（）

A.红.蓝靛B.黄.绿C.红.紫D.蓝靛.紫

3.关于人造地球卫星和宇宙飞船，下列说法错误的是（）

A.若已知人造地球卫星的轨道半径和它的周期，利用引力常量，就可以算出地球质量

B.两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不论它们的质量、形状差别有多大，它们的

绕行半径和绕行周期一定是相同的

C.两颗人造卫星一前一后在同一轨道上沿同一方向绕行，若要后一卫星追上前面卫星并发生碰

撞，只要将后者速率增大一些即可

D.在绕地球飞行的宇宙飞船中，若宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，宇航员也绕地球做圆

周运动

4.如图所示，有三个电阻，已知％：R2：R3=1：3：6,则电路正常工作

时，%,R2,/?3消耗的功率A：P2：P3等于（）

A.1：3：6B.1：3：9C.3：4：2D.3：2：

二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）

5.下列说法正确的是（）

A.观测到某星球上A元素发出的光的频率大于地球上A元素发出的光的频率，则该星球正在靠

近地球

B.自然光包含着垂直于传播方向上的沿一切方向振动的光，且沿各个方向振动的光的强度均相

同

C.在岸边观察水中的鱼，鱼的实际深度比看到的要浅一些

D.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红光，则干涉条纹间距变宽

E.若红光由真空进入折射率为〃的介质中，则红光在介质中的波长与其在真空中的波长的比值

为n

6.一列自右向左传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为（1,0）的质点刚好开

始运动，在h=0.3s时刻，尸质点在0时刻后首次位于波峰，。点的坐标是（-3,0）,下列说法正

确的是（）

A.在t=0时刻，质点P的速度方向为一〉方向

B.这列波的传播速度为京m/s

C.这列波的波源起振方向为+y方向

D.在以=0.5s时刻，质点。首次位于波峰

E.在£=0至。=0,3s时间内，质点A运动的路程为0.03m

7.如图所示，两段等长细线人和G串接着两个质量相等的小球。、b,悬挂于

。点.现施加水平向右的力F缓慢拉动a,5对4球的拉力大小为乙2对/

匕球的拉力大小为&，在缓慢拉动的过程中，a和a的变化情况是（）

A.&变小aY

60

B.&变大

C.尸2不变

D.尸2变大

8.如图甲所示的直线是真空中某电场的一条电场线，服6是这条电场线上

的两点.电子在只受电场力的情况下，以速度%经过“点向6点运动，

其v-t图象如图乙所示，则下列说法正确的是（）

A.a点的电势一定高于b点的电势

B.从a点到b点场强先增大后减小

C.电子在。点的电势能一定小于它在6点的电势能

D.电子在a点的动能和电势能之和一定等干它在b点的动能和电势能之和

三、实验题（本大题共2小题，共21.0分）

9.用图1所示的电路测定一节蓄电池的电动势和内阻。蓄电池

的电动势E约为2匕内阻，比较小，为了实验的方便，电路中串联了一个定值电阻R。。

⑴现有蓄电池、电流表（量程0〜0.64）、滑动变阻器（0〜200、开关、导线若干，以及下面的器材：

A.电压表（0〜3U）

8.电压表（0〜15V）

C.定值电阻（2。）

。.定值电阻（10。）

实验中电压表应选用；&应选用（选填相应器材前的字母）。

（2）图2是实验器材实物图，已连接了部分导线。请根据图1,补充完成实物间的连线。在闭合开关

前，滑动变阻器的滑片应该置于最端（选填“左”或“右”）。

(3)某位同学根据实验记录的数据做出如图3所示的U-/图线，可得出蓄电池的电动势E=V,

图线的斜率k=_0,电源内电阻r=______n。

(4)采用图1电路测量电源电动势和内阻，产生系统误差的主要原因是o

A.电流表的分压作用B.电流表的分流作用

C.电压表的分流作用D.电压表的分压作用

(5)某位同学在实际操作中发现：开关断开时，电流表的示数为零，电压表却还有较大示数；闭合开

关，移动滑片，电压表和电流表示数能够正常变化，获得多组数据。那么，这种闭合开关时所

获得的多组数据(选填“可以”或“不可以”)用于求电动势和内阻。结合图2,简要说明

“开关断开时，电压表还有较大示数”的原因。

10.在研究平抛运动的实验中，如图所示，4、b、C、d是小球运动过程中的四

个点，已知方格的边长L=40cm,g=10a/s2,请完成下面几个问题：

(1)小球从a点运动到b点所用的时间是s：

(2)小球平抛运动的初速度是m/s：

(3)从抛出点到b点所经历时间5。

四、计算题(本大题共3小题，共48.0分)

11.如图水平面内间距为;I的平行金属导轨间接一电阻，质量为"?、长度

为;I的金属杆置于导轨上，t=0时，金属杆在水平向右、大小为尸的

恒定拉力作用下由静止开始运动，某时刻，金属杆进入磁感应强度大

小为8、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且以大小为v的速度在磁场中恰好能保持匀速

运动。杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为出

重力加速度大小为g。求

(1)金属杆到达磁场前的运动时间多大？

(2)电阻R多大？

12.如图所示，光滑水平面上静止着一辆质量为3m的平板车A车上有两个小滑块B和C(都可视为质

点)，B的质量为〃?，与车板之间的动摩擦因数为2臼C的质量为2〃?，与车板之间动摩擦因数为

”.t=0时刻8、C分别从车板的左、右两端同时以初速度为和2%相向滑上小车。在以后的运动

过程中8与C恰好没有相碰。己知重力加速度为g,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。

求：

①平板车的最大速度。

②当滑块B的速度大小为［%时，滑块C的速度大小。

③平板车总长度L。

777777777777/77777777Q7777.7.7.7.7.77.7.7.7.7.77.7.7.77Q7777./......

13.如图所示，长L=1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点

的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中(电场区域足够宽)，

绳与竖直方向的夹角9=37。.已知小球所带电荷量q=1,0x10-6c,

匀强电场的场强E=3.0x1。3N/C,取重力加速度g=10m/s2,

sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：

(1)小球的质量加。

(2)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度v.

【答案与解析】

1.答案：A

解析：解：A、C、压缩气体越来越费力，是因为气体的体积减小，单位体积内的分子数增多，使得

在相同时间内撞击活塞的气体分子数目增多，气体的压强增大，需要用的外力增大，故A正确，C

错误；

B、气体分子间有较大的间隙.故B错误：

。、气体分子间距较大，分子力表现为很小的引力，故。错误；

故选4.

由于出气口被封住，没有气体跑出来，管内气体分子数并没有发生改变，但是由于被压缩，所以气

体的体积减小但单位体积内的分子数增大，根据压强的决定因素进行分析.

本题的解题关键是明确决定气体压强的微观因素：分子的平均动能和单位体积内的分子数.

2.答案：A

解析：

当原子从高能级向低能级跃迁时，发射的光子数目为：雪D,同时计算出各种光子能量然后和表

2

格中数据进行对比，便可解决本题。

本题难度不大，要求能熟练求出光子数目和对应的光子能量即可。

如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2eV的光子，不属于可见光：如果激发态的氢原子

处于第三能级，能够发出12.09eU、10.2el/、1.89eV的三种光子，只有1.89eU属于可见光；如果激

发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75W、12.09eV.10.2eV.2.55eV.1.89eV,0.66W的

六种光子，1.89eV和2.55eV属于可见光，1.89eU的光子为红光，2.55川的光子为蓝一靛，故A正

确，B、C、。错误。

故选4。

3.答案：C

解析：解：A、根据G粤=mr与，解得”=注.故A正确.

r2T2GT2

B、根据G殍些知，速率相等，则轨道半径相等，则周期相同.故B正确.

rzr

C、在同一轨道沿同一方向绕行，加速后，万有引力不够提供向心力，飞离原轨道，不会与前面的卫

星发生碰撞.故C错误.

。、根据G萼=m也知，v=怪,与环绕天体的质量无关，故宇航员与飞船一起也绕地球做圆周

rzryr

运动.故。正确.

本题选错误的，故选：C.

根据万有引力提供向心力得出轨道半径与周期、速度的关系；对于变轨问题，要结合离心运动的知

识进行研究.

解决本题的关键明确卫星的动力学原理是万有引力提高向心力，根据牛顿第二定律列式分析；对于

变轨问题，要结合离心运动的知识分析，注意圆轨道的卫星加速后会做离心运动.

4.答案：C

解析：解：设干路电流为/,则通过电阻R1的电流为：/x=/；

电阻与R3的电流之比与电阻成反比，故：/2：/3=&：&=6：3=2：1；

21

由于/1=/2+，3，故：%=/，h=3^

根据P=/2R,有：

匕：P2--P3=(12R1)：[(今2/?3]=3：4:2；

故选：C。

三个电阻，已知Ri：Rz：R3=1：3：6,设干路电流为/,根据串并联电路的电压和电流关系得到各

个电阻的电流之比，然后根据公式P=/2R列式比较各个电阻的电功率之比.

本题关键是明确串并联电路的电流与电压关系，然后结合电功率公式P=〃R列式比较，基础题目.

5.答案：ABD

解析：解：A、根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度，所以通过测量星球上某些元素发出

光波的频率，然后与地球上这些元素静止时发光的频率对照，就可以算出星球靠近或远离我们的速

度，故A正确；

8、自然光包含着垂直于传播方向上的沿一切方向振动的光，且沿各个方向振动的光的强度均相同，

故8正确。

C、在岸边观察水中的鱼，看到的鱼是由于鱼发出的光线经过水面折射形成的虚像，根据折射定律知

折射角大于入射角，所以看到的鱼比实际深度要浅一些，故C错误。

。、根据双缝干涉的宽度公式：=可知，在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由绿光改为红

光，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故。正确；

E、红光由真空进入折射率为〃的介质中，频率不变，则n=£=?,得红光在介质中的波长与其在

71A

真空中的波长的比值l=；,故E错误。

40九

故选：ABD.

根据多普勒效应可以计算出物体相对运动的速度；当波长越长时，干涉条纹间距越宽；自然光包含

着垂直于传播方向上的沿一切方向振动的光，且沿各个方向振动的光的强度均相同。根据光的折射

规律分析鱼的实际深度与视深的关系。根据及=:和波速公式v=4/"求红光在介质中的波长与其在真

空中的波长的比值。

本题的关键要掌握光的基础知识。特别是与折射率有关的公式：5讥。=；和72=*注意光的折射现象

中视深与实际深度的关系九步=性。

优n

6.答案：ACD

解析：解：A、波向左传播，根据图象可知，在t=0时刻，质点P的速度方向为-y方向，故A正确；

B、根据图象可知，波长4=4cm,波向左传播，所以t=0时刻，P点向下振动，G=0.3s时,亥！P

质点首次位于波峰，=o.3s,可得周期为r=o.4s,

14T

则波速u=；=竽TH/S=0.1m/s,故B错误；

T0.4

C、波向左传播，根据图象可知，坐标为(1,0)的质点开始运动的方向沿)，轴正方向，所以这列波的

波源起振方向为+y方向，故C正确。

D、当x=2cm的波形传到。点时，Q点第一次到达波峰，所需时间t=：=*ls=0.5s,所

以在t2=0.5s时刻，质点。首次位于波峰，故。正确；

E、ti=0.3s=质点A运动的路程为s=34=3x0.08=0.24m,故E错误；

4

故选：ACD.

由波形图求出波长，根据P点的振动情况求出波的周期，然后求出周期及波速大小，根据波的传播

方向判断振动的振动方向，当x=2cm的波形传到。点时，Q点第一次到达波峰。

本题考查分析波动形成过程的能力，要抓住波的周期性，确定周期与时间的关系。当离。最近的波

峰的振动传到。点时，。点第一次到达波峰。介质中各质点的起振都与波源的起振方向相同。

7.答案：BC

解析：解：对6球受力分析，根据平衡条件有：F2=mbg,故尸2不变;

对。球受力分析，运用合成法：

当绳子向右拉动，绳子与竖直方向夹角变大，如图中粗虚线所示，由上图可以看出Fi变大尸变大，

故选：BC.

8.答案：ACD

解析：解：A、电子由。点向b点运动的过程中，速度减小，电场力做负功，电势能增加，电势降低，

则“点的电势一定高于6点的电势，故4正确。

8、速度时间图象切线的斜率表示加速度，可知电子的加速度先减小后增大，电场力先减小后增大,

则场强先减小后增大。故8错误。

C、电场力做负功，电子的电势能增大，则电子在。点的电势能一定小于它在8点的电势能。故C

正确•

。、电子只受电场力，根据能量守恒定律知电子在电场中运动时动能和电势能之和不变，人两点

电子的动能和电势能之和相等。故。正确。

故选：ACD.

由速度-时间图象读出电子的速度和加速度的变化，分析电场力做功情况，来判断电势的高低.由

牛顿第二定律分析场强的变化.根据电场力做功正负，判断电势能的变化.电子在电场中运动时动

能和电势能之和不变.

本题关键根据速度时间图象得到速度和加速度的变化情况，分析电场力做功情况，来判断电势的高

低.

9.答案：C右2.0S2.500.50C可以

解析：解：(1)电源电动势约为2匕电流表量程为0.64如果定值电阻选择。，电路电流太小，定值

电阻应选择Co

(2)根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；

滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于最右端。

(3)由图示电源U-/图象可知，电源电动势：E=2.05K,图象斜率：k=詈=2°；；；。。=2.50。,电

源内阻：r=k-R=2.50-2=0.50。；

(4)由图示电路图可知，电流表采用内接法，由于电压表的分流作用，电流的测量值偏小，这是造成

实验误差的原因，故C正确；

故选：Co

(5)开关断开时，电流表的示数为零，电压表却还有较大示数；闭合开关，移动滑片，电压表和电流

表示数能够正常变化，

由图示电路图可知，。连接电压表的正极到开关的连线有误，使开关外接，而导致电源、电压表和

定值电阻直接形成回路，

所以开关打开时电压表仍有示数；b在上述回路中，由于电压表的内阻远大于回路的其他电阻，

所以导致“开关断开时，电压表还有较大示数”，利用该电路测出路端电压与电路电流，利用所测

数据可以求电源电动势与内阻。

故答案为：(1)C;(2)实物电路图如图所示；右；(3)2.05；2.50；0.50；(4)C；(5)可以；

a连接电压表的正极到开关的连线有误，使开关外接，而导致电源、电压表和定值电阻直接形成回

路，

所以开关打开时电压表仍有示数；6在上述回路中，由于电压表的内阻远大于回路的其他电阻，所

以导致“开关断开时，电压表还有较大示数”。

(1)根据电源电动势与电流表量程选择定值电阻。

(2)根据图示电路图连接实物电路图，滑动变阻器采用限流接法时，为保护电路闭合开关前滑片要置

于阻值最大处。

(3)电源U-/图象与纵轴交点坐标值是电源电动势，图象斜率的绝对值等于电源内阻，根据图示图象

与题意答题。

(4)根据图示电路图分析实验误差原因。

(5)根据实验现象分析图示电路图，然后根据实验原理答题。

本题考查了实验器材的选择、实验数据处理等问题，理解实验原理是解题的前提与关键；当电源内

阻较小时，为使电压表示数变化明显，常常在电路中接入定值电阻组成等效电源，根据图示图线可

以求出电源电动势与内阻。

10.答案：0.240.3

解析：解：(1)由△y=得，

(2)则初速度%="=2x„o-=4m/so

(3)而%=-=*鬻2?n/s=3m/s,

由%=g%；

得岳==03s

故答案为：(1)0.2；(2)4；(3)0.3。

根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出平抛

运动的初速度。根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出人点的竖直分

速度，结合速度时间公式求出运动的时间。

解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论进行求

解，难度中等。

11.答案：解：(1)由题意，金属杆进入磁场前有：

F-[img=ma…①

由运动学公式有：

v=at...②

联立各式，得：

mv

t=------------

F—[img

(2)根据法拉第电磁感应定律，回路的电动势为：

E=Blv...④

利用闭合电路欧姆定律，回路中的电流大小为：

根据安培力公式有:

F安=BXI...（6）

金属杆匀速运动有：

F—（img—F交=0...（7）

联立④⑤⑥⑦式得；氏二簧

答：（1）金属杆到达磁场前的运动时间we虐而。

（2）电阻R为普上。

解析：（1）根据牛顿第二定律求出加速度，再根据运动学公式求出运动时间；

（2）根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律，结合受力平衡，求出电阻大小。

本题考查导体切割磁感线时的感应电动势，在涉及到电磁感应和电路问题时，要注意法拉第电磁感

应定律和闭合电路欧姆定律的综合引用。

12.答案：解：①起始到三者共速A、B、C系统动量守恒以水平向左为正方向：

2m-2v0—mv0=6mv

解得：V=|vO速度的方向水平向左；

②当为=方向向右时经过的时间“=膏

3

其中△vB=--v0aB=2Hg

带入解得：右=瞿

此时C的速度%