天津市部分区 2021 年高三质量调查试卷（二） 物理试卷 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。 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．关于原子物理的知识，下列说法正确的是 A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应 B．放射性元素的半衰期与外界压强、原子的化学状态无关 C．依据玻尔理论氢原子从高能级状态向低能级状态跃迁时会吸收光子 D．卢瑟福 α 粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 2．如图所示，为交流发电机的示意图。装置中两磁极之间产 生的磁场可近似为匀强磁场，线圈转动时通过滑环和电刷 保持与外电路的闭合。假设线圈沿逆时针方向匀速转动， 则下列说法正确的是 A．线圈通过图中位置瞬间，AB 边的电流方向由 A 到 B B．线圈通过图中位置瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率为零 C．线圈通过图中位置瞬间，通过电阻的电流瞬时值最大 D．若使线圈转动的角速度增大一倍，那么通过电阻电流的有效值变为原来的 √2 倍 3．如图所示，图甲是一款手机支架，其表面 采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到 平整光滑的硬性物体时有吸力，会将其牢牢吸附在物体上；图乙是手机静止吸附在支架上的 侧视图，若手机的重力为 G，则下列说法正确的是 A．手机受到的支持力大小为 Gcosθ B．手机受到的支持力不可能大于 G C．手机支架对手机的作用力大小为 Gsinθ D．手机支架对手机的作用力竖直向上 甲 乙 4．如图所示，为一种演示气体实验定律的仪器 ——哈勃瓶，它是一个底部开有圆孔，瓶颈很 短的导热平底大烧瓶。瓶内塞有一气球，气球的吹气口反扣在瓶口上，瓶底的圆孔上配有一 个橡皮塞。在一次实验中，瓶内由气球和橡皮塞封闭一定质量的气体，封闭气体的压强为 p0，在对气球缓慢吹气过程中，当瓶内气体体积减小 ΔV 时，压强增大 20%，若使瓶内气体 体积减小 3ΔV，则其压强为 A．1.2p0 B．1.5p0 C．1.8p0 D．2.0p0 5．2021 年 2 月 10 日，中国“天问一号”火星探测器成功进入预定轨道，并实施了近火制动。如 图所示，“天问一号”在近火星点 P 变速，进入环绕火星的椭圆轨道。则关于“天问一号”，下 列说法中正确的是 A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在 P 点加速 B．在轨道Ⅰ上经过 P 点时的加速度大于 在轨道Ⅱ上经过 P 点时的加速度 C．在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨 道Ⅱ上的运行周期 D．在轨道Ⅰ上运行时的机械能小于在轨道Ⅱ上运行时的机械能 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．雨后的彩虹绚丽多彩，其形成原理可简化为：一束太阳光从左侧射入球形水滴，先折射一 次，然后在水滴的背面发生反射，最后离开水滴时再折射一次就形成了彩虹，如图所示。 a、b 是其中的两条出射光线，关于这两条出射光线，下列说法正确的是 A．遇到同样的障碍物，a 光比 b 光更容易发生明显衍射 B．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a 光条纹间 距小于 b 光条纹间距 C．a 光在水滴中的传播时间比 b 光在水滴中的传播时间长 D．a、b 照射某种金属表面都能发生光电效应，b 光照 射产生的光电子最大初动能较大 7．一列横波沿 x 轴正方向传播，已知该波的波长为 6 m，周期为 2 s，t＝1 s 时刻波形如图甲所 示，a、b、 d 是波上的三个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。则下列说法正确的是 A．该波传播速度为 v＝3 m/s B．t＝0.5 s 时，a 质点的动量沿 y 轴负方向 C．图乙可以表示 d 质点的振动 D．图乙可以表示 b 质点的振动 8．如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷 A、B，其连线中点为 O。在 A、B 所形成的电 场中，以 O 点为圆心、半径为 R 的圆面垂直 AB，以 O 为几何中心、边长为 2R 的正方形 abcd 平面垂直圆面且与 AB 共面，两平面边线交点分别为 e、f，g 为圆面边缘上一点。下列 说法中正确的是 A．圆面边缘上各点，电场强度均相同，电势都相等 B．沿线段 eOf 移动的电荷受到的电场力先减小后增大 C．将一试探电荷由 e 点沿圆弧 egf 移到 f 点，电场力始终不做功 D．将一试探电荷由 a 点移到 O 点比由 a 点移到 e 点电势能的变化量大 第Ⅱ卷 注意事项： 1．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 60 分。 9．（12 分） （1）如图所示为探究加速度与合外力的关系实验装置图。利用力传感器测量细线上的拉力大 小，操作步骤如下： 甲 乙 a．安装好打点计时器和纸带，适当调整轨道的倾斜程度以补偿小车受到的阻力； b．细线通过轨道一端光滑的定滑轮和动滑轮，与力传感器相连，动滑轮上挂上一定质量的 钩码，将小车拉到靠近打点计时器的一端； c．打开力传感器并接通打点计时器的电源(频率为 50 Hz 的交流电源)； d．释放小车，使小车在轨道上做匀加速直线运动； e．记录下力传感器的示数 F，通过分析纸带得到小车加速度 a； f．改变钩码的质量，重复上述操作； g．作出 a－F 图像，得到实验结论。 ① 某同学根据实验数据作出了加速度 a－F 的关系图像如图乙所示，图线不过原点的原因 是___________； A．补偿小车受到的阻力时木板倾角过大 B．补偿小车受到的阻力时木板倾角过小 C．实验中没有满足所挂钩码的质量远远小于小车的质量 ② 如图丙所示是实验测得的纸带的一段，可以判断纸带的_________端与小车连接(填“左” 或“右”)； 丙 ③ 某次实验释放小车后，力传感器示数为 F，通过天平测得小车的质量为 M，动滑轮所挂 钩码的质量为 m，不计滑轮的摩擦，则小车的加速度理论上应等于__________。 （2）为了测量一节锂电池的电动势 （电池内阻忽略不计）和一个量程为 3 V 的电压表内阻，进 行了如下操作：如图甲所示，将电阻箱阻值调到 3 kΩ 时，闭合开关，电压表恰好满偏； 将电阻箱阻值调到 12 kΩ 时，电压表指针指在如图乙所示位置，则电压表的读数为 ______ __V，由以上数据可得电压表的内阻 RV＝________kΩ，电池的电动势 E＝________V。 10．（14 分）如图所示，在第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，在第 Ⅱ象限内有水平向 右的匀强电场。在该平面有一个质量为 m、电荷量为+q 的粒子以垂直 x 轴的初速度 v0，从 x 轴上的 P 点进入匀强电场，恰好与 y 轴成 45°角从 Q 点射出电场，再经过一段时间恰好垂 直于 x 轴飞出，已知 OP 之间的距离为 d。（不计粒子重力）求： （1）y 轴上 Q 点坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度大小。 11．（16 分）滑雪俱乐部内的 U 形池轨道如图甲所示，图乙为示意图，由两个完全相同的 圆 弧滑道 AB、CD 和水平滑道 BC 构成，圆弧滑道的半径 R＝4 m，B、C 分别为圆弧滑道的最 低点，B、C 间的距离 x＝14.5 m。假设一滑雪爱好者经过水平滑道 B 点时水平向右的速度 v0 ＝15 m/s，从 B 点匀减速运动到 C 点，所用的时间 t＝1.0 s，从 D 点跃起时的速度 vD＝8 m/s。设滑雪者（连同滑板）的质量 m＝50 kg，忽略空气阻力的影响，已知圆弧上 A、D 两 点的切线沿竖直方向。重力加速度 g=10 m/s2。求： （1）滑雪者在 C 点对圆弧轨道的压力大小； （2）滑雪者从 D 点跃起后在空中上升的最大高度； （3）滑雪者从 C 点到 D 点运动的过程中克服摩擦阻力所做的功。 12 ． （18 分）运动 员健身器的简化装置如图所示，两根平行金属导轨相距 l＝0.50 m，倾角 θ＝53°，导轨上端 串接一个 R＝0.05 Ω 的电阻。在导轨间长 d＝2.04 m 的区域内，存在方向垂直导轨平面向下 的匀强磁场，磁感应强度 B＝2.0 T。质量 m＝4.0 kg 的金属棒 CD 水平置于导轨上，平行于 导轨的绝缘绳索通过定滑轮与拉杆 GH 相连。CD 棒的初始位置与磁场区域的下边界相距 s ＝0.96 m。一位健身者用恒力 F＝80 N 拉动 GH 杆，CD 棒由静止开始运动，上升过程中 CD 棒始终保持与导轨垂直，当 CD 棒到达磁场上边界时已匀速运动，且到达磁场上边界健 身者松手，触发恢复装置使 CD 棒回到初始位置(重力加速度 g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，不 计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量)。求： （1）CD 棒开始运动时的加速度大小； （2）CD 棒匀速运动时的速度大小； （3）在拉升 CD 棒的过程中，电阻 R 产生的焦耳热 Q。 天津市部分区 2021 年高三质量调查试卷（二） 物理参考答案 第Ⅰ卷共 8 题，每题 5 分，共 40 分。 1．B 2．C 3．D 4．D 5．C 6．BC 7．AD 8．AC 第Ⅱ卷共 4 题，共 60 分。 9．(12 分)（1）① A ②左 （2）1.50 ③ （各 2 分） 4.5 （各 2 分） 6 10．(14 分)解：粒子的运动轨迹如图所示。 （1）带电粒子在电场中做类平抛运动，由题意知，出电场时有 vx＝vy＝v0 ······················（2 分） 根据 x＝t=d ······················（2 分） ······················（1 分） y＝vyt 解得 y＝2x＝2d ······················（1 分） （2）设粒子在磁场中运动的半径为 R，则由几何关系得 R＝2d ······················（4 分） 粒子在磁场中运动的初速度 v＝v0 ······················（1 分） 根据 qvB = mv 2 R ······················（2 分） 解得 B＝ ·······