天津市南开区2021年高三一模物理试题
本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共120分。
第Ⅰ卷
注意事项：答卷前，考生务必用蓝、黑水笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡上相应位置；答题时，务必将答案用2B铅笔涂写在答题卡上，答在试卷上无效。
一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确
的。）
1．下列说法正确的是
A．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短
D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大
2．如图所示，A、B分别是甲、乙两小球从同一地点沿同一直
线运动的v-t图象，根据图象可以判断
A．两球在t=2 s时速度相等
B．两球在t=8 s时相遇
C．两球在t=8 s时相距最远
D．甲、乙两球做初速度方向相反的单向匀减速直线运动，加速度大小相同方向相反3．为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上做匀速圆周运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上做匀速圆周运动，此时登陆舱的质量为m2，则
A ．该星球的质量为2
1
124GT r M π= B ．该星球表面的重力加速度为2114r g T π=
C ．登陆舱在半径为r 2轨道上做圆周运动的周期为3
2213
1
r T T r =
D ．登陆舱在r 1与r 2轨道上运动时的速度大小之比为1
22121r m r m v v = 4．图甲是一列简谐横波在t=1.25 s 时的波形图，已知c 位置的质点比a 位置的晚0.5 s 起振。则图乙所示振动图像对应的质点可能位于
A ．b x a <<
B ．c x b <<
C ．d x c <<
D ．e x d <<
5．一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v ，若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为3v ，对于上述两个过程，用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则
A ．W F 2＜9W F 1，W f 2=3W f 1
B ．W F 2＜9W F 1，W f 2＜3W f 1
C ．W F 2＞9W F 1，W f 2＞3W f 1
D ．W F 2＞9W F 1，W f 2=3W f 1
二、不定项选择题（每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）
6．如图所示，一个质量为3.0 kg 的物体，放在倾角为θ＝30°的斜面上静止不动，若用竖直向上的力F=5.0 N 提物体，物体仍静止，（g=10 m/s 2）下述结论正确的是 A ．物体受到的摩擦力减小2.5 N B ．斜面受到的压力减小5.0 N C ．物体对斜面的作用力减小5.0 N D ．物体受到的合外力减小5.0 N
7．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，○A 为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO / 沿逆时针方向匀速转动，从图示位
置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是
t /×102 s
i / A 102
-102
O Q R
P A D
B C
O /
图乙
图甲
A．线圈转动的角速度为50π rad/s B．电流表的示数为102A
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右8．如图所示，真空中有一半径为R、圆心为O的均匀玻璃球，频率一定的细激光束在真空中沿BC传播，从C点经折射进入玻璃球，并经出射点D折射出去，已知∠COD=120°，玻璃对该激光的折射率为3，则下列说法中正确的是
A．激光束在C点的入射角α=60°
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为t=3R/c
C．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
D．改变入射角α的大小，细激光束可能在球表面D处发生全反射
第Ⅱ卷
9．（18分）（1）如图所示，一平行板电容器的两极板与一电压恒
定的电源相连，极板水平放置且下极板接地，极板间距为d，
在下极板上叠放一厚度为l的金属板，其上部空间有一带负电
的粒子P静止在电容器中，当把金属板从电容器中快速抽出后，粒子P开始运动，重力加速度为g。则金属板抽出瞬间粒子运动的加速度为，此时粒子的电势能（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（2）如图甲所示，用包有白纸的质量为0.5 kg的圆柱
棒代替纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上
并随之转动，代替打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的
线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒表面的
纸上画出记号，如图乙所示。测得记号之间的距离依次为20.0 mm，44.0 mm，68.0 mm，92.0 mm，116.0 mm，140.0 mm，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，由此验证机械能守恒。
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T＝________s，图乙中的________端是圆柱棒的悬挂端（填“左”或“右”）。
②根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度v C＝________m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度v D＝________m/s；记号C、D之间重力势能的变化量△E P=________J，棒的动能变化量△E K=_______J。则△E P____△E K（填“＞”、“＝”或“＜”），造成此结果的原因有（至少写出一个）。（g取9.80 m/s2，结果保留三位有效数字）
（3）一阻值约为30 kΩ的电阻R，欲用伏安法较准确地测出它的阻值，备选器材有：A．电源（E=16 V，r=2 Ω）
B．电源（E=3 V，r=0.5 Ω）
C．电压表（量程0~15 V，内阻50 kΩ）
D．电压表（量程0~3 V，内阻10 kΩ）
E．电流表（量程0~500 μA，内阻500 Ω）
F．电流表（量程0~5 mA，内阻50 Ω）
G．滑动变阻器（阻值0~200 Ω）
H．开关一只，导线若干
①电源应选；电压表应选；电流表应选；（用器材前面的字母表示）
②在方框内画出实验电路图
2021年南开区高考模拟理科综合测试（一）
物理试卷答题纸
9．（18分）（1），；
（2）①，，
②，，，
，，
（3）①，，②（见右框）
10．（16分）如图所示，在离地面H=5.45 m的O处用长L=0.45 m的
不可伸长的细线挂一质量为90 g的爆竹（火药质量忽略不计），把爆竹拉起至D点使细线水平伸直，点燃导火线后将爆竹无初速度释放，爆竹刚好到达最低点B时炸成质量相等的两块，一块朝相反方向水平抛出，落到地面上的A处，抛出的水平距离S=5 题号9（1）9（2）9（3）101112总分得分
分数
分数
m。另一块仍系在细线上继续做圆周运动并通过最高点C。假设火药爆炸释放的能量全部转化为爆竹碎片的动能，空气阻力忽略不计，取g=10 m/s2，求：
（1）爆炸瞬间反向抛出的那一块的水平速度v1的大小；
（2）继续做圆周运动的那一块通过最高点时的细线的拉力T的大小。
11．（18分）如图甲，在水平桌面上固定着两根相距L=20 cm、相互平分数
行的无电阻轨道P、Q，轨道一端固定一根电阻R=0.02 Ω的导体棒a，轨道上横置一根质量m=40 g、电阻可忽略不计的金属棒b，两棒相距也为L=20 cm。该轨道平面处在磁感应强度大小可以调节的竖直向上的匀强磁场中。开始时，磁感应强度B0=0.10 T。设棒与轨道间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10 m/s2。
（1）若保持磁感应强度B0的大小不变，从t=0时刻开始，给b棒施加一个水平向右的拉力，使它由静止开始做匀加速直线运动。此拉力F的大小随时间t变化关系如图乙所示。求b棒做匀加速运动的加速度及b棒与导轨间的滑动摩擦力；
（2）若从t=0开始，磁感应强度B随时间t按图丙中图象所示的规律变化，求在金属棒b 开始运动前，这个装置释放的热量是多少?
a
12．（20分）如图所示，有3
块水平放置的长薄金属板a 、b 和c ，a 、b 之间相距为L 。紧贴b 板下表
面竖直放置半径为R 的半圆形塑料细管，两管口正好位于小孔M 、N 处。板a 与b 、b 与c 之间接有电压可调的直流电源，板b 与c 间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。调节板间电压U ba 和U bc ，当U ba =U 1、U bc =U 2时，质量为m 、电荷量为q 的带负电油滴，以速率v 0从a 板上的小孔竖直向下射入，油滴穿过b 板M 孔进入细管，恰能与细管无接触地从
N 孔射出。忽略小孔和细管对电场的影响，不计空气阻力。求：
（1）油滴进入M 孔时的速度v 1；
（2）b 、c 两板间的电场强度E 和磁感应强度B 的值；
（3）当油滴从细管的N 孔射出瞬间，将U ba 和B 立即调整到1U '和B '，使油滴恰好不碰到
a 板，且沿原路与细管无接触地返回并穿过M 孔，求1U '和B '。
2021
年南开区高考模拟理科综合测试（一）
物理答案
1
2
3
4
5
6
7
8
D
B
C
D
A
AC
CD
AB
9．（1）
g d
l
（2分）
，减小（2分） （2）①0.05 s （1分），左（1分）
②1.12（1分），1.60（1分），0.333（1分），0.326~0.328（1分）， ＞（1分），有阻力存在（1分） （3）①A （1分），C （1分），E （1分）
②滑动变阻器分压（1分）安培表内接（1分）电压表并联（1分）共3分
11．（18分）解析：（1）F 安=B 0IL ①（1分） E= B 0Lv ②（1分） 0B Lv E I R R == ③（1分） v=at ④（1分） ∴220B L a F t
R
=安 当b 棒匀加速运动时，根据牛顿第二定律有： F-f-F 安=ma ⑤（2分）
联立可得：F-f-22
0B L a t R
=ma ⑥ 由图象可得：当t=0时，F=0.4N 当t=1 s 时，F=0.5 N 代入⑥（2分） 可解得a=5 m/s 2 （1分） f=0.2 N （1分）
（2）当磁感应强度均匀增大时，闭合电路中有恒定的感应电流I ，以b 棒为研究对象，它受到的安培力逐渐增大，静摩擦力也随之增大，当磁感应度增大到b 所受安掊力
F /安与最大静摩擦力f 相等时开始滑动。
感应电动势：E ’=
V .L t B 0202
=??=0.02V ⑦（2分）I ’ =R
E '=1 A ⑧（1分） 棒b 将要运动时，有
F ’安=B t I ’L=f ⑨（1分） ∴B t =1 T 根据B t =B 0+
()T t ..t t
B
5010+=?? ⑩（1分） 得t =1.8 s 回路中产生焦耳热为Q=I ’2Rt =0.036 J ○
11（2+1分） 24.（20分）
解析：（1）油滴入电场后，重力与电场力均做功，设到M 点时的速度为v 1，由动能定理
12
0212121qU mgL mv mv +=- ①（2分）得： 2110
22qU v v gL m
=++ ②（2分） （2）油滴进入电场、磁场共存区域，恰与细管无接触地从N 孔射出，须电场力与重力平衡，
有：qE mg = ③（2分） 得：mg E q
= ④（2分）
油滴在半圆形细管中运动时，洛伦兹力提供向心力，由R
mv B qv 2
11= ⑤（2分）
得：2110
22mv qU m B v gL qR
qR
m
==++ ⑥（2分）