2021年新高考天津物理高考真题（含答案）.pdf

机 密 启 用 前 2021年 天 津 市 普 通 高 中 学 业 水 平 等 级 性 考 试 物 理 本 试 卷 分 为 第 I卷（选 择 题）和 第 II卷（非 选 择 题）两 部 分，共 100分，考 试 用 时 60分 钟.第 I卷 1至 3 页，第 n 卷 4 至 7 页.答 卷 前，考 生 务 必 将 自 己 的 姓 名、考 生 号、考 场 号 和 座 位 号 填 写 在 答 题 卡 上，并 在 规 定 位 置 粘 贴 考 试 用 条 形 码.答 卷 时，考 生 务 必 将 答 案 涂 写 在 答 题 卡 上，答 在 试 卷 上 的 无 效.考 试 结 束 后，将 本 试 卷 和 答 题 卡 一 并 交 回.祝 各 位 考 生 考 试 顺 利！.第 I卷 注 意 事 项：1.每 题 选 出 答 案 后，用 铅 笔 将 答 题 卡 上 对 应 题 目 的 答 案 标 号 涂 黑.如 需 改 动，用 橡 皮 擦 干 净 后，再 选 涂 其 他 答 案 标 号.2.本 卷 共 8题，每 题 5 分，共 40分.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.科 学 研 究 方 法 对 物 理 学 的 发 展 意 义 深 远，实 验 法、归 纳 法、演 绎 法、类 比 法、理 想 实 验 法 等 对 揭 示 物 理 现 象 的 本 质 十 分 重 要.下 列 哪 个 成 果 是 运 用 理 想 实 验 法 得 到 的（）.A.牛 顿 发 现“万 有 引 力 定 律”B.库 仑 发 现“库 仑 定 律”.C.法 拉 第 发 现“电 磁 感 应 现 象 D.伽 利 略 发 现“力 不 是 维 持 物 体 运 动 的 原 因”.2.光 刻 机 是 制 造 芯 片 的 核 心 装 备，利 用 光 源 发 出 的 紫 外 线，将 精 细 图 投 影 在 硅 片 上，再 经 技 术 处 理 制 成 芯 片.为 提 高 光 刻 机 清 晰 投 影 最 小 图 像 的 能 力，在 透 镜 组 和 硅 片 之 间 充 有 液 体.紫 外 线 进 入 液 体 后 与 其 在 真 空 中 相 比（）.A.波 长 变 短 B.光 子 能 量 增 加 C.频 率 降 低 D.传 播 速 度 增 大.3.如 图 所 示，闭 合 开 关 后，R=5 C 的 电 阻 两 端 的 交 流 电 压 为“=5 O 0 s in lO m V,电 压 表 和 电 流 表 均 为 理 想 交 流 电 表，则（）A.该 交 流 电 周 期 为 0.02s.B.电 压 表 的 读 数 为 100VC.电 流 表 的 读 数 为 10A.D.电 阻 的 电 功 率 为 IkW4.一 列 沿 x 轴 正 方 向 传 播 的 简 谐 横 波，传 播 速 度 u=10m/s.,7=0时 位 于 坐 标 原 点 的 质 点 从 平 衡 位 置 沿 y轴 正 方 向 运 动，下 列 图 形 中 哪 个 是，=0.6s时 的 波 形（）5.2021年 5 月 15 B,天 问 一 号 探 测 器 着 陆 火 星 取 得 成 功，迈 出 了 我 国 星 际 探 测 征 程 的 重 要 一 步，在 火 属 上 首 次 留 下 中 国 人 的 印 迹.天 问 一 号 探 测 器 成 功 发 射 后，顺 利 被 火 星 捕 获，成 为 我 国 第 一 颗 人 造 火 星 卫 星.经 过 轨 道 调 整，探 测 器 先 沿 椭 圆 轨 道 I 运 行，之 后 进 入 称 为 火 星 停 泊 轨 道 的 椭 圆 轨 道 0 运 行，如 图 所 示，两 轨 道 相 切 于 近 火 点 尸，则 天 间 一 号 探 测 器（）A.在 轨 道 n 上 处 于 受 力 平 衡 状 态 B.在 轨 道 I 运 行 周 期 比 在 n 时 短.c.从 轨 道 I 进 入 n 在 p 处 要 加 速 D.沿 轨 道 I 向 p 飞 近 时 速 度 增 大.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.列 车 运 行 的 平 稳 性 与 车 厢 的 振 动 密 切 相 关，车 厢 底 部 安 装 的 空 气 弹 簧 可 以 有 效 减 振，空 气 弹 簧 主 要 由 活 塞、气 缸 及 内 封 的 一 定 质 量 的 气 体 构 成.上 下 乘 客 及 剧 烈 颠 簸 均 能 引 起 车 厢 振 动，上 下 乘 客 时 气 缸 内 气 体 的 体 积 变 化 缓 慢，气 体 与 外 界 有 充 分 的 热 交 换；剧 烈 颠 簸 时 气 缸 内 气 体 的 体 积 变 化 较 快，气 体 与 外 界 来 不 及 热 交 换.若 气 缸 内 气 体 视 为 理 想 气 体，在 气 体 压 缩 的 过 程 中（）.A.上 下 乘 客 时，气 体 的 内 能 不 变 B.上 下 乘 客 时，气 体 从 外 界 吸 热.C.剧 烈 颠 簸 时，外 界 对 气 体 做 功 D.剧 烈 颠 簸 时，气 体 的 温 度 不 变.7.一 冲 九 霄，问 鼎 苍 穹.2021年 4 月 2 9 日，长 征 五 号 B 遥 二 运 载 火 箭 搭 载 空 间 站 天 和 核 心 舱 发 射 升 空,标 志 着 我 国 空 间 站 建 造 进 入 全 面 实 施 阶 段.下 列 关 于 火 箭 的 描 述 正 确 的 是（）.A.增 加 单 位 时 间 的 燃 气 喷 射 量 可 以 增 大 火 箭 的 推 力.B.增 大 燃 气 相 对 于 火 箭 的 喷 射 速 度 可 以 增 大 火 箭 的 推 力 C.当 燃 气 喷 出 火 箭 喷 口 的 速 度 相 对 于 地 面 为 零 时 火 箭 就 不 再 加 速.D.火 箭 发 射 时 获 得 的 推 力 来 自 于 喷 出 的 燃 气 与 发 射 台 之 间 的 相 互 作 用.8.两 个 位 于 纸 面 内 的 点 电 荷 产 生 电 场 的 等 势 面 如 图 中 实 线 所 示，相 邻 等 势 面 间 的 电 势 差 相 等.虚 线 M P N是 一 个 电 子 在 该 电 场 中 的 运 动 轨 迹，轨 迹 与 某 等 势 面 相 切 于 P 点.下 列 说 法 正 确 的 是（)A.两 点 电 荷 可 能 是 异 种 点 电 荷 B.A 点 的 电 场 强 度 比 8 点 的 大.C.A 点 的 电 势 高 于 B 点 的 电 势 D.电 子 运 动 到 P 点 时 动 能 最 小 机 密 启 用 前 2021年 天 津 市 普 通 高 中 学 业 水 平 等 级 性 考 试 物 理 第 n 卷 注 意 事 项：i.用 黑 色 墨 水 的 钢 笔 或 签 字 笔 将 答 案 写 在 答 题 卡 上.2.本 卷 共 4 题，共 6 0分.9.（12 分）.（1）某 实 验 小 组 利 用 手 机 的 录 像 功 能 拍 下 小 球 在 斜 面 上 做 匀 加 速 直 线 运 动 的 过 程.为 便 于 记 录 小 球 各 个 时 刻 在 斜 面 上 的 位 置，将 录 像 中 时 间 间 隔 为 T 的 连 续 7 幅 画 面 合 成 到 同 一 张 图 中，示 意 如 图.依 次 测 得 小 球 各 相 邻 位 置 间 的 距 离 为 王、.、乙、/、写 出 小 球 在 位 置 1的 速 度 表 达 式.要 求 充 分 利 用 测 量 数 据，写 出 小 球 运 动 过 程 中 的 加 速 度 表 达 式.在 测 量 小 球 相 邻 位 置 间 距 时 由 于 实 验 者 读 数 产 生 的 误 差 是 误 差.（填“偶 然”或“系 统”）.（2）随 着 智 能 手 机 的 广 泛 应 用，充 电 宝 成 为 手 机 及 时 充 电 的 一 种 重 要 选 择.充 电 宝 可 以 视 为 与 电 池 一 样 的 直 流 电 源.一 充 电 宝 的 电 动 势 约 为 5V,内 阻 很 小，最 大 放 电 电 流 为 2 A,某 实 验 小 组 测 定 它 的 电 动 势 和 内 阻.他 们 剥 开 充 电 宝 连 接 线 的 外 绝 缘 层，里 而 有 四 根 导 线，红 导 线 为 充 电 宝 的 正 极，黑 导 线 为 充 电 宝 的 负 极，其 余 两 根 导 线 空 置 不 用，另 有 滑 动 变 阻 器 R 用 于 改 变 电 路 中 的 电 流，定 值 电 阻 6=3。，两 只 数 字 多 用 电 表 M、N,两 表 均 为 理 想 电 表，并 与 开 关 S 连 成 如 图 所 示 电 路.充 电 宝 图 中 测 量 电 流 的 电 表 是,测 量 电 压 的 电 表 是.（均 填 写 字 母 M 或 N）.调 节 滑 动 变 阻 器，测 得 多 组/、U 数 据，记 录 如 下 表，其 中 只 有 一 个 数 据 记 录 有 误，审 视 记 录 的 数 据，可 以 发 现 表 中 第 次 的 记 录 数 据 有 误.（填 测 量 次 数 的 序 号）.电 路 中 接 入 凡 可 以 达 到 下 列 哪 个 效 果.（填 选 项 前 的 字 母）次 数 1 2 3 4 5 6 7电 流/A 0.299 0.477 0.684 0.877 1.065 1.281 1.516电 压 U/V 4.970 4.952 4.932 4.942 4.894 4.872 4.848A.使 测 电 流 的 电 表 读 数 变 化 明 显 B.为 了 更 准 确 地 测 量 充 电 宝 内 阻 C.避 免 使 充 电 宝 的 放 电 电 流 过 大 D.减 小 测 量 电 压 的 电 表 分 流 作 用.10.（14分）一 玩 具 以 初 速 度 必 从 水 平 地 面 竖 直 向 上 抛 出，达 到 最 高 点 时，用 遥 控 器 将 玩 具 内 压 缩 的 轻 弹 簧 弹 开，该 玩 具 沿 水 平 方 向 分 裂 成 质 量 之 比 为 1：4 的 两 部 分，此 时 它 们 的 动 能 之 和 与 玩 具 从 地 面 抛 出 时 的 动 能 相 等.弹 簧 弹 开 的 时 间 极 短，不 计 空 气 阻 力.求.（1）玩 具 上 升 到 最 大 高 度 巳 时 的 速 度 大 小；4（2）两 部 分 落 地 时 速 度 大 小 之 比.11.（16分）如 图 所 示，两 根 足 够 长 的 平 行 光 滑 金 属 导 轨 M N、P Q 间 距 L=lm,其 电 阻 不 计，两 导 轨 及 其 构 成 的 平 面 均 与 水 平 面 成 6=30。角，N、。两 端 接 有 火=1。的 电 阻.一 金 属 棒 ab垂 直 导 轨 放 置，a b 两 端 与 导 轨 始 终 有 良 好 接 触，已 知 的 质 量 机=0.2kg,电 阻 r=1。，整 个 装 置 处 在 垂 直 于 导 轨 平 面 向 上 的 匀 强 磁 场 中，磁 感 应 强 度 大 小 8=1T.ah在 平 行 于 导 轨 向 上 的 拉 力 作 用 下，以 初 速 度 匕=0.5m/s沿 导 轨 向 上 开 始 运 动，可 达 到 最 大 速 度 u=2m/s.运 动 过 程 中 拉 力 的 功 率 恒 定 不 变，重 力 加 速 度 g=10m/s2.BM（1）求 拉 力 的 功 率 P；（2）ab开 始 运 动 后，经 r=0.09s速 度 达 到 彩=L5m/s,此 过 程 中 原 克 服 安 培 力 做 功 W=0.06J,求 该 过 程 中 ab沿 导 轨 的 位 移 大 小 工 12.（18分）霍 尔 元 件 是 一 种 重 要 的 磁 传 感 器，可 用 在 多 种 自 动 控 制 系 统 中.长 方 体 半 导 体 材 料 厚 为。、宽 为 仄 长 为 c,以 长 方 体 三 边 为 坐 标 轴 建 立 坐 标 系 xyz,如 图 所 示.半 导 体 中 有 电 荷 量 均 为 e 的 自 由 电 子 与 空 穴 两 种 载 流 子，空 穴 可 看 作 带 正 电 荷 的 自 由 移 动 粒 子，单 位 体 积 内 自 由 电 子 和 空 穴 的 数 目 分 别 为 和 p.当 半 导 体 材 料 通 有 沿+X 方 向 的 恒 定 电 流 后，某 时 刻 在 半 导 体 所 在 空 间 加 一 匀 强 磁 场，磁 感 应 强 度 的 大 小 为 B,沿+y 方 向，于 是 在 z方 向 上 很 快 建 立 稳 定 电 场，称 其 为 霍 尔 电 场，已 知 电 场 强 度 大 小 为 E,沿-z 方 向.（1）判 断 刚 加 磁 场 瞬 间 自 由 电 子 受 到 的 洛 伦 兹 力 方 向；（2）若 自 由 电 子 定 向 移 动 在 沿+X 方 向 上 形 成 的 电 流 为/“，求 单 个 自 由 电 子 由 于 定 向 移 动 在 z方 向 上 受 到 洛 伦 兹 力 和 霍 尔 电 场 力 的 合 力 大 小 耳”；（3）霍 尔 电 场 建 立 后，自 由 电 子 与 空 穴 在 z 方 向 定 向 移 动 的 速 率 分 别 为 匕:、vpz,求 4 时 间 内 运 动 到 半 导 体 z方 向 的 上 表 面 的 自 由 电 子 数 与 空 穴 数，并 说 明 两 种 载 流 子 在 z方 向 上 形 成 的 电 流 应 满 足 的 条 件.机 密 启 用 前2021年 天 津 市 普 通 高 中 学 业 水 平 等 级 性 考 试 物 理 参 考 答 案 I 卷 共 8 题，每 题 5 分，共 4 0分.1.D 2.A 3.C 4.B 5.D 6.AC 7.AB 8.CDII卷 共 4 题，共 6 0分.9.（12 分）.（1）土*（+&+%）个+*2+七）偶 然 2T 9T 2（2）N M 4 C10.（14 分）（1）设 玩 具 上 升 的 最 大 高 度 为/?,玩 具 上 升 到 高 度 力 时 的 速 度 大 小 为 力 重 力 加 速 度 大 小 为 g,以 初 速 度 4方 向 为 正，由 运 动 学 公 式，有 0-V Q=-2gh v2-v（;=.联 立 式 解 得.1丫=5%.（2）设 玩 具 分 开 时 两 部 分 的 质 量 分 别 为 町、m2.,水 平 速 度 大 小 分 别 为 匕、v2.依 题 意，动 能 关 系 为 g g V：=g（町+吗）说 玩 具 达 到 最 高 点 时 速 度 为 零，两 部 分 分 开 时 速 度 方 向 相 反，水 平 方 向 动 量 守 恒，有.mtvt-m 7V 2=0.分 开 后 两 部 分 做 平 抛 运 动，由 运 动 学 关 系，两 部 分 落 回 地 面 时，竖 直 方 向 分 速 度 大 小 为 设 两 部 分 落 地 时 的 速 度 大 小 分 别 为 匕、匕，由 速 度 合 成 公 式，有%=7v（）+vi.V；=也：+近-联 立 式，考 虑 到 机:叫=1:4,得.1N=2.V211.（16 分）（1）在 ab.运 动 过 程 中，由 于 拉 力 功 率 恒 定，ab做 加 速 度 逐 渐 减 小 的 加 速 运 动，速 度 达 到 最 大 时，加 速 度 为 零，设 此 时 拉 力 的 大 小 为 凡 安 培 力 大 小 为 匕，有 F-mg sin 6 工=()设 此 时 回 路 中 的 感 应 电 动 势 为 E,由 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律，有 E=BLv 设 回 路 中 的 感 应 电 流 为/,由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律，有 ah受 到 的 安 培 力.FA=ILB 由 功 率 表 达 式，有 P=F v 联 立 上 述 各 式，代 入 数 据 解 得 P=4 W.（2）a b 从 速 度 匕 到 匕 的 过 程 中，由 动 能 定 理，有 1,1,P t-W-mgxsin3=m v2 m v代 入 数 据 解 得.x=O.lm12.(18 分).（1）自 由 电 子 受 到 的 洛 伦 兹 力 沿+z方 向（2）设 f时 间 内 流 过 半 导 体 垂 直 于 x 轴 某 一 横 截 面 自 由 电 子 的 电 荷 量 为 g,由 电 流 定 义 式，有.设 自 由 电 子 在 X 方 向 上 定 向 移 动 速 率 为 vv,可 导 出 自 由 电 子 的 电 流 微 观 表 达 式 为/=neabvnx 单 个 自 由 电 子 所 受 洛 伦 兹 力 大 小 为 霍 尔 电 场 力 大 小 为F=e E.自 由 电 子 在 z 方 向 上 受 到 的 洛 伦 兹 力 和 霍 尔 电 场 力 方 向 相 同，联 立 式,其 合 力 大 小 为.(neab)(3)设 时 间 内 在 z 方 向 上 运 动 到 半 导 体 上 表 面 的 自 由 电 子 数 为 N,、空 穴 数 为 N。，则 N“=nacvn./t N p=pacV pQ 霍 尔 电 场 建 立 后，半 导 体 z 方 向 的 上 表 面 的 电 荷 量 就 不 再 发 生 变 化，则 应 N“=N”即 在 任 何 相 等 时 间 内 运 动 到 上 表 面 的 自 由 电 子 数 与 空 穴 数 相 等，这 样 两 种 载 流 子 在 z 方 向 形 成 的 电 流 应 大 小 相 等、方 向 相 反.