機(jī)密★啟用前2021年天津市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理本試卷分為第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分，考試用時(shí)60分鐘．第Ⅰ卷1至3頁(yè)，第Ⅱ卷4至7頁(yè)．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)和座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上，并在規(guī)定位置粘貼考試用條形碼．答卷時(shí)，考生務(wù)必將答案涂寫(xiě)在答題卡上，答在試卷上的無(wú)效．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回．祝各位考生考試順利！第Ⅰ卷注意事項(xiàng)：1．每題選出答案后，用鉛筆將答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑．如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)．2．本卷共8題，每題5分，共40分．一、單項(xiàng)選擇題（每小題5分，共25分．每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的）1．科學(xué)研究方法對(duì)物理學(xué)的發(fā)展意義深遠(yuǎn)，實(shí)驗(yàn)法、歸納法、演繹法、類比法、理想實(shí)驗(yàn)法等對(duì)揭示物理現(xiàn)象的本質(zhì)十分重要．下列哪個(gè)成果是運(yùn)用理想實(shí)驗(yàn)法得到的（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)“萬(wàn)有引力定律”B．庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)“庫(kù)侖定律”C．法拉第發(fā)現(xiàn)“電磁感應(yīng)現(xiàn)象”D．伽利略發(fā)現(xiàn)“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”2．光刻機(jī)是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細(xì)圖投影在硅片上，再經(jīng)技術(shù)處理制成芯片．為提高光刻機(jī)清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體．紫外線進(jìn)入液體后與其在真空中相比（）A．波長(zhǎng)變短B．光子能量增加C．頻率降低D．傳播速度增大3．如圖所示，閉合開(kāi)關(guān)后，的電阻兩端的交流電壓為，電壓表和電流表均為理想交流電表，則（）A．該交流電周期為B．電壓表的讀數(shù)為C．電流表的讀數(shù)為D．電阻的電功率為4．一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，傳播速度，時(shí)位于坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)從平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，下列圖形中哪個(gè)是時(shí)的波形（） A．B．C．D．5．2021年5月15日，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器著陸火星取得成功，邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步，在火屬上首次留下中國(guó)人的印跡．天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功發(fā)射后，順利被火星捕獲，成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星．經(jīng)過(guò)軌道調(diào)整，探測(cè)器先沿橢圓軌道Ⅰ運(yùn)行，之后進(jìn)入稱為火星停泊軌道的橢圓軌道Ⅱ運(yùn)行，如圖所示，兩軌道相切于近火點(diǎn)P，則天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器（）A．在軌道Ⅱ上處于受力平衡狀態(tài)B．在軌道Ⅰ運(yùn)行周期比在Ⅱ時(shí)短C．從軌道Ⅰ進(jìn)入Ⅱ在P處要加速D．沿軌道Ⅰ向P飛近時(shí)速度增大二、不定項(xiàng)選擇題（每小題5分，共15分．每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的．全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分）6．列車運(yùn)行的平穩(wěn)性與車廂的振動(dòng)密切相關(guān)，車廂底部安裝的空氣彈簧可以有效減振，空氣彈簧主要由活塞、氣缸及內(nèi)封的一定質(zhì)量的氣體構(gòu)成．上下乘客及劇烈顛簸均能引起車廂振動(dòng)，上下乘客時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化緩慢，氣體與外界有充分的熱交換；劇烈顛簸時(shí)氣缸內(nèi)氣體的體積變化較快，氣體與外界來(lái)不及熱交換．若氣缸內(nèi)氣體視為理想氣體，在氣體壓縮的過(guò)程中（）A．上下乘客時(shí)，氣體的內(nèi)能不變B．上下乘客時(shí)，氣體從外界吸熱C．劇烈顛簸時(shí)，外界對(duì)氣體做功D．劇烈顛簸時(shí)，氣體的溫度不變7．一沖九霄，問(wèn)鼎蒼穹．2021年4月29日，長(zhǎng)征五號(hào)B遙二運(yùn)載火箭搭載空間站天和核心艙發(fā)射升空，標(biāo)志著我國(guó)空間站建造進(jìn)入全面實(shí)施階段．下列關(guān)于火箭的描述正確的是（）A．增加單位時(shí)間的燃?xì)鈬娚淞靠梢栽龃蠡鸺耐屏．增大燃?xì)庀鄬?duì)于火箭的噴射速度可以增大火箭的推力C．當(dāng)燃?xì)鈬姵龌鸺龂娍诘乃俣认鄬?duì)于地面為零時(shí)火箭就不再加速D．火箭發(fā)射時(shí)獲得的推力來(lái)自于噴出的燃?xì)馀c發(fā)射臺(tái)之間的相互作用 8．兩個(gè)位于紙面內(nèi)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖中實(shí)線所示，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等．虛線是一個(gè)電子在該電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡與某等勢(shì)面相切于P點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是（）A．兩點(diǎn)電荷可能是異種點(diǎn)電荷B．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大C．A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì)D．電子運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最小機(jī)密★啟用前2021年天津市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理第Ⅱ卷注意事項(xiàng)：1．用黑色墨水的鋼筆或簽字筆將答案寫(xiě)在答題卡上．2．本卷共4題，共60分．9．（12分）（1）某實(shí)驗(yàn)小組利用手機(jī)的錄像功能拍下小球在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的過(guò)程．為便于記錄小球各個(gè)時(shí)刻在斜面上的位置，將錄像中時(shí)間間隔為T的連續(xù)7幅畫(huà)面合成到同一張圖中，示意如圖．依次測(cè)得小球各相鄰位置間的距離為、、、、、．①寫(xiě)出小球在位置1的速度表達(dá)式________．②要求充分利用測(cè)量數(shù)據(jù)，寫(xiě)出小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度表達(dá)式________．③在測(cè)量小球相鄰位置間距時(shí)由于實(shí)驗(yàn)者讀數(shù)產(chǎn)生的誤差是________誤差．（填“偶然”或“系統(tǒng)”）（2）隨著智能手機(jī)的廣泛應(yīng)用，充電寶成為手機(jī)及時(shí)充電的一種重要選擇．充電寶可以視為與電池一樣的直流電源．一充電寶的電動(dòng)勢(shì)約為，內(nèi)阻很小，最大放電電流為，某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)定它的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻．他們剝開(kāi)充電寶連接線的外絕緣層，里而有四根導(dǎo)線，紅導(dǎo)線為充電寶的正極，黑導(dǎo)線為充電寶的負(fù)極，其余兩根導(dǎo)線空置不用，另有滑動(dòng)變阻器R用 于改變電路中的電流，定值電阻，兩只數(shù)字多用電表M、N，兩表均為理想電表，并與開(kāi)關(guān)S連成如圖所示電路．①圖中測(cè)量電流的電表是_______，測(cè)量電壓的電表是________．（均填寫(xiě)字母M或N）②調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得多組I、U數(shù)據(jù)，記錄如下表，其中只有一個(gè)數(shù)據(jù)記錄有誤，審視記錄的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)表中第________次的記錄數(shù)據(jù)有誤．（填測(cè)量次數(shù)的序號(hào)）次數(shù)1234567電流0.2990.4770.6840.8771.0651.2811.516電壓4.9704.9524.9324.9424.8944.8724.848③電路中接入可以達(dá)到下列哪個(gè)效果．_______（填選項(xiàng)前的字母）A．使測(cè)電流的電表讀數(shù)變化明顯B．為了更準(zhǔn)確地測(cè)量充電寶內(nèi)阻C．避免使充電寶的放電電流過(guò)大D．減小測(cè)量電壓的電表分流作用10．（14分）一玩具以初速度從水平地面豎直向上拋出，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，用遙控器將玩具內(nèi)壓縮的輕彈簧彈開(kāi)，該玩具沿水平方向分裂成質(zhì)量之比為1∶4的兩部分，此時(shí)它們的動(dòng)能之和與玩具從地面拋出時(shí)的動(dòng)能相等．彈簧彈開(kāi)的時(shí)間極短，不計(jì)空氣阻力．求（1）玩具上升到最大高度時(shí)的速度大?。唬?）兩部分落地時(shí)速度大小之比．11．（16分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌、間距，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成角，N、Q兩端接有的電阻．一金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，兩端與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知的質(zhì)量，電阻，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。谄叫杏趯?dǎo)軌向上的拉力作用下，以初速度沿導(dǎo)軌向上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，可達(dá)到最大速度．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力的功率恒定不變，重力加速度． （1）求拉力的功率P；（2）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，經(jīng)速度達(dá)到，此過(guò)程中克服安培力做功，求該過(guò)程中沿導(dǎo)軌的位移大小x．12．（18分）霍爾元件是一種重要的磁傳感器，可用在多種自動(dòng)控制系統(tǒng)中．長(zhǎng)方體半導(dǎo)體材料厚為a、寬為b、長(zhǎng)為c，以長(zhǎng)方體三邊為坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系，如圖所示．半導(dǎo)體中有電荷量均為e的自由電子與空穴兩種載流子，空穴可看作帶正電荷的自由移動(dòng)粒子，單位體積內(nèi)自由電子和空穴的數(shù)目分別為n和p．當(dāng)半導(dǎo)體材料通有沿方向的恒定電流后，某時(shí)刻在半導(dǎo)體所在空間加一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，沿方向，于是在z方向上很快建立穩(wěn)定電場(chǎng)，稱其為霍爾電場(chǎng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，沿方向．（1）判斷剛加磁場(chǎng)瞬間自由電子受到的洛倫茲力方向；（2）若自由電子定向移動(dòng)在沿方向上形成的電流為，求單個(gè)自由電子由于定向移動(dòng)在z方向上受到洛倫茲力和霍爾電場(chǎng)力的合力大??；（3）霍爾電場(chǎng)建立后，自由電子與空穴在z方向定向移動(dòng)的速率分別為、，求時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到半導(dǎo)體z方向的上表面的自由電子數(shù)與空穴數(shù)，并說(shuō)明兩種載流子在z方向上形成的電流應(yīng)滿足的條件．機(jī)密★啟用前2021年天津市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理參考答案 Ⅰ卷共8題，每題5分，共40分．1．D2．A3．C4．B5．D6．AC7．AB8．CDⅡ卷共4題，共60分．9．（12分）（1）①②③偶然（2）①NM②4③C10．（14分）（1）設(shè)玩具上升的最大高度為h，玩具上升到高度時(shí)的速度大小為v，重力加速度大小為g，以初速度方向?yàn)檎?，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，有①②聯(lián)立①②式解得③（2）設(shè)玩具分開(kāi)時(shí)兩部分的質(zhì)量分別為、，水平速度大小分別為、．依題意，動(dòng)能關(guān)系為④玩具達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)速度為零，兩部分分開(kāi)時(shí)速度方向相反，水平方向動(dòng)量守恒，有⑤分開(kāi)后兩部分做平拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系，兩部分落回地面時(shí)，豎直方向分速度大小為，設(shè)兩部分落地時(shí)的速度大小分別為、，由速度合成公式，有⑥⑦聯(lián)立④⑤⑥⑦式，考慮到，得⑧11．（16分） （1）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于拉力功率恒定，做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到最大時(shí)，加速度為零，設(shè)此時(shí)拉力的大小為F，安培力大小為，有①設(shè)此時(shí)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，由法拉第電磁感應(yīng)定律，有②設(shè)回路中的感應(yīng)電流為I，由閉合電路歐姆定律，有③受到的安培力④由功率表達(dá)式，有⑤聯(lián)立上述各式，代入數(shù)據(jù)解得⑥（2）從速度到的過(guò)程中，由動(dòng)能定理，有⑦代入數(shù)據(jù)解得⑧12．（18分）（1）自由電子受到的洛倫茲力沿方向（2）設(shè)t時(shí)間內(nèi)流過(guò)半導(dǎo)體垂直于x軸某一橫截面自由電子的電荷量為q，由電流定義式，有①設(shè)自由電子在x方向上定向移動(dòng)速率為，可導(dǎo)出自由電子的電流微觀表達(dá)式為②單個(gè)自由電子所受洛倫茲力大小為③霍爾電場(chǎng)力大小為④自由電子在z方向上受到的洛倫茲力和霍爾電場(chǎng)力方向相同，聯(lián)立②③④式，其合力大小為 ⑤（3）設(shè)時(shí)間內(nèi)在z方向上運(yùn)動(dòng)到半導(dǎo)體上表面的自由電子數(shù)為、空穴數(shù)為，則⑥⑦霍爾電場(chǎng)建立后，半導(dǎo)體z方向的上表面的電荷量就不再發(fā)生變化，則應(yīng)，即在任何相等時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)到上表面的自由電子數(shù)與空穴數(shù)相等，這樣兩種載流子在z方向形成的電流應(yīng)大小相等、方向相反．