天津市南开区2021届高考模拟考试（二）物理试卷

2020.2021学年度第二学期南开区高三年级模拟考试（二）

物理试卷

本试卷分为第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分。考试用时60分钟。

注意事项：答卷前，考生务必用黑水笔和2B铅笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡上

相应位置；答题时，务必将I卷答案用2B铅笔涂写在答题卡上，将I［卷答案用黑水笔填写在答题卡上相应

位置，答在试卷上无效。考后请将答题卡交回。

第I卷

一、单项选择题（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.如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不

同频率的光。关于这些光下列说法正确的是

A.由n=4能级跃迁到n=l能级产生的光子波长最长

B.氢原子由n=2能级跃迁到n=l能级后，其电势能减小，核外电子的动能增大，原子总能量不变

C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光

D.用n=2能级跃迁到n=l能级辐射出的光照射逸出功为634eV的金属箱能发生光电效应

2.蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘是利用红色激光来读取和

写入数据。对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图所示为一束由红、

蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成a、b两束，则下列说法正确的是

A.用a光可在光盘上记录更多的数据信息

B.b光在水中传播的速度较a光大

C.使用同种装置，用a光做双筵干涉实验得到的条纹间距比用b光得到的条纹间距宽

D.增大水中复色光的入射角，则a光先发生全反射

3.科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事。地球流浪途中在接近木星时被木

星吸引，当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球。若逃逸前，地

球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为Gi,在木星表面的重力为G2;

地球与木星均可视为球体其半径分别为RI、R2,则下列说法正确的是

A.地球与木星的质量之比为纯

B.地球与木星的第一宇宙速度之比为J绊

C.地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方

D.地球逃逸前，发射的透出太阳系的航天器最小发射速度为11.2km/s

4.新冠肺炎疫情期间，某班级用于消毒的喷壶示意图如图所示。闭合阀门K,向下压压杆A可向瓶内储气室

充气，多次充气后按下按柄B打开阀门K,消毒液会自动经导管从喷嘴处喷出。储气室内气体可视为

理想气体，充气和喷液过程中温度均保持不变，则下列说法正确的是

A.充气过程中储气室内气体分子数增多且分子运动剧烈程度增加

B.喷液过程中，储气室内气体对外界做功并吸收热量

C.充气过程中，储气室内气体内能不变储气空

D.喷液过程中，储气室内气体分子对器壁单位面积的平均作用力增大

5.如图所示，两带有等量异种电荷的平行金属板M、N水平放置，a、b为同一条电场线上的两点，若将一质

量为m、电荷量为-q的带电粒子分别置于a、b两点，则粒子在a点时的电势能大于其在b点时的电势

能；若将该粒子从b点以初速度vo竖直向上抛出，则粒子到达a点时的速度恰好为零。已知a、b两点

间的距离为d,金属板M、N所带电荷量始终不变，不计带电粒子的重力，则下列判断中正确的是

■==-

•a

N

A.a点电势一定高于b点电势

B.两平行金属板间形成的匀强电场的场强大小为篝

2qa

C.a、b两点间的电势差为。访=等

2q

D.若将M、N两板间的距离稍微增大一些，则a、b两点间的电势差变小

二、不定项选择题（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。全部选对的

得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）

6.一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起经0.1s波形图如图虚线所示，若波传播的速度

为10m/s,则

B.这列波的周期为04s

C.P=O时刻质点a沿y轴正方向运动

D.从t=0时刻开始质点a经02s通过的路程为04m

7.特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低，我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。

假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为4P,到达B处时电压下降了

△U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用UOOkV特高压输电，输电线上损

耗的电功率变为AP',到达B处时电压下降了△U',不考虑其他因素的影响，则

!△尸B.AP^-APC，AU'=-AU=

4242

8.如图甲所示，在公元12677273年闻名于世的“襄阳炮”其实是一种大型抛石机将石块放在长臂一端的石袋

中，在短臂端挂上重物。发射前将长臂端往下拉至地面然后突然松开，石袋中的石块过最高点时就被抛

出，现将其简化为图乙所示。将一质量m=80kg的可视为质点的石块装在长L=1m的长臂末端的石

袋中，初始时长臂与水平面成a=30。。松开后，长臂转至竖直位置时，石块被水平抛出，落在水平地面

上。石块落地点与O点的水平距离s=100mo忽略长臂、短臂和石袋的质量，不计空气阻力和所有摩擦，

g=10m/s2,则下列说法正确的是

A.重物重力势能的减少量等于石块机械能的增加量

B.石块水平抛出时的初速度为25m/s

C.石块从A到最高点的过程中，石袋对石块做功1.16X105J

D.石块圆周运动至最高点时，石袋对石块的作用力大小为L42X104N

第n卷

1.（12分）

（1）①在某次研究轻弹簧所受弹力F与弹簧长度L关系实验时，得到如图a所示的F-L图像，由图像可

知，弹簧原长Lo=cm,弹簧的劲度系数卜=N/m。

②按如图b的方式把①中研究的弹簧左端固定在水平刻度尺零刻度处，挂上钩码（已知每个钩码重G=1N）

使该弹簧压缩，稳定后指针指示如图b所示，则指针所指刻度尺示数为cm。由此可推测图b中所

挂钩码的个数为个。（忽略弹簧自重的影响）

（2）某小组同学在做“测定电源的电动势和内阻”的实验时，选用了一节新干电池（电池上标注的电动势为

IV,内阻小于1Q）。除新干电池外，实验室还提供了以下实险器材：

A.电阻箱R（0-99.9Q）

B.电流表A（量程为1mA,内阻以=100。）

C.定值电阻Ri=2900Q

D.定值电阻R2=1900Q

E.定值电阻R3=1800Q

F.定值电阻R4=1.0Q

G.开关一个，导线若干

①小华同学设计了如图所示的电路，若将电流表A与电阻R、串联后当作电压表使用，为了减小实验误差同

时方便读数与计算，电路中的电阻Rx应选用,电阻Ry应选用(填“&"、“R2”、“R3”

或"RJ)o

②闭合开关，调节电阻箱，记录多组电阻箱接入电路的阻值R及对应电流表的示数为了便于处理数据和减

小实验误差，可直接寻找I与R的关系，作出J-］关系图像若作出的图像中直线斜率k=1.95xl()3Q/A,纵

轴截距b=1.30xl()3AT,则电池的电动势£=V、内阻lQ。(结果均保留三位有效数

字)

10.(14分)如图所示，质量为M的平板车P静止在光滑水平地面上，一质量为m的小物块Q置于平板车

的左端。一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球，小

球与小物块Q大小均可忽略不计。今将小球拉至悬线与竖直位置成60。角，并由静止释放，小球到达最低点

时与Q发生碰撞，碰撞时间极短且无能量损失。已知小物块Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两,

小物块Q与平板车P之间的动摩擦因数为u,M=4m,重力加速度为g。求：

(1)小球与小物块Q结束相互作用瞬间，小物块Q的速度VQ；

(2)小物块Q在平板车上运动的时间t；

(3)平板车P的长度L。

m

11.(16分)如图所示，在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的

匀强磁场。一电子(质量为m、电量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度V。开始运动。当电子第

一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，恰好到达坐标原点O。已知A、C两点到坐

标原点的距离分别d、2d。不计电子的重力。求：

(1)电场强度E的大小；

(2)磁感应强度B的大小，及电子在磁场中运动的时间t。

12.(18分)真空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置。图1是某种动力系统

的简化模型，图中粗实线表示固定在水平面上间距为L的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计。a