辽宁省朝阳市2021届新高考第二次模拟物理试题含解析

辽宁省朝阳市2021届新高考第二次模拟物理试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界)，两圆的半径分别为R 、3R ，圆心为O ．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P 点沿PO 方向以速度v 1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P 点射入的速度大小变为v 2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v 1：v 2至少为
A ．
23
B ．3
C ．
43
D ．23
【答案】B 【解析】 【详解】
粒子在磁场中做圆周运动，如图：
由几何知识得：133tan 60R
r R ︒
=
=，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：2111v qv B m r =，解得：13qBR
v =
；当该带电粒子从P 点射入的速度大小变为v 2时，若粒子竖直向上射入磁场粒子恰好不能进入磁场时，即粒子轨道半径2r R =，则不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，此时洛伦兹力
提供向心力，由牛顿第二定律得：2222v qv B m r =，解得：2qBR
v m
=，则：12:3v v =B 正确，ACD
错误．
2．如图所示，在光滑水平面上有质量分别为A m 、B m 的物体A ，B 通过轻质弹簧相连接，物体A 紧靠墙
壁，细线连接A ，B 使弹簧处于压缩状态，此时弹性势能为p0E ，现烧断细线，对以后的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A ．全过程中墙对A 的冲量大小为p02B
E m m B ．物体B p02A
E m C ．弹簧长度最长时，物体B p02B A B
B
E m m m m +D ．弹簧长度最长时，弹簧具有的弹性势能p p0E E > 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．当弹簧第一次恢复原长时A 恰好离开墙壁，此过程弹性势能转化为物体B 的动能，由能量守恒
2
p012
B B E m v =
求得
p02B B
E v m =
该速度就是B 的最大速度，此过程A 的动量始终为零，对A 由动量定理
0A I I -=弹簧
对B 由动量定理
B B I m v =弹簧
解得
p02A B
E I m m =选项AB 错误；
C ．以后的运动过程中物体A 将不再与墙壁有力的作用，A 、B 系统动量守恒，当弹簧长度最长时，A 、B 速度相同，根据动量守恒
()B B B A m v m m v =+
代入得
p02
B
A B
B
E m v m m m =
+
C 正确；
D ．弹簧长度最长时
2p p01
()2
B A E m m v E ++=
则p p0E E < 选项D 错误。

故选C 。

3．如图所示，磁性白板放置在水平地面上，在白板上用一小磁铁压住一张白纸。

现向右轻拉白纸，但未拉动，在该过程中
A ．小磁铁受到向右的摩擦力
B ．小磁铁只受两个力的作用
C ．白纸下表面受到向左的摩擦力
D ．白板下表面与地面间无摩擦力 【答案】C 【解析】 【详解】
AB ．小磁铁受到竖直向下的重力、白板对小磁铁吸引力和竖直向上的支持力，三力平衡，静止不动，所以小磁铁不受摩擦力，AB 错误；
C ．对小磁铁和白纸作为整体受力分析可知，水平方向上受到向右的拉力和向左的摩擦力平衡，C 正确；
D ．对小磁针、白纸和磁性白板整体受力分析可知，水平方向上受到向右的拉力和地面对磁性白板向左的摩擦力平衡，D 错误。

故选C 。

4．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。

下列说法中正确的是（ ）
A ．此介质的折射率等于1.5
B ．此介质的折射率等于2
C ．入射角小于45°时可能发生全反射现象
D ．入射角大于45°时可能发生全反射现象 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．折射率
sin sin 452sin sin 30
i n r ===o o
选项A 错误，B 正确；
CD ．全发射必须从光密介质射入光疏介质,真空射向介质不可能发生全反射，选项CD 错误。

故选B 。

5．自空中的A 点静止释放一个小球，经过一段时间后与斜面体的B 点发生碰撞，碰后速度大小不变，方向变为水平，并经过相等的时间最终落在水平地面的C 点，如图所示，水平面上的D 点在B 点正下方，不计空气阻力，下列说法正确的是
A ．A 、
B 两点的高度差和B 、D 两点的高度差之比为1∶3 B ．A 、B 两点的高度差和
C 、
D 两点的间距之比为1∶3 C ．A 、B 两点的高度差和B 、D 两点的高度差之比为1∶2 D ．A 、B 两点的高度差和C 、D 两点的间距之比为1∶2 【答案】D 【解析】 【详解】
AC 、AB 段小球自由下落，BC 段小球做平抛运动，两段时间相同，根据2
12
h gt =
，可知A 、B 两点间距离与B 、D 两点间距离相等，A 、B 两点的高度差和B 、D 两点的高度差之比为1∶1，故AC 错误；
BD 、设A 、B 两点的高度差为h ，根据速度位移公式可得BC 段平抛初速度2v gh =，持续的时间2h
t g
=
，所以CD 两点间距离x vt 2h ==，所以AB 两点的高度差和CD 两点的间距之比为1∶2，故B 错误，D 正确； 故选D ．
6．如图所示，质量为1m 的木块A 放在质量为2m 的斜面体B 上，现对木块A 施加一竖直向下的力F ，它们均静止不动，则（ ）
A ．木块A 与斜面体
B 之间不一定存在摩擦力 B ．斜面体B 与地面之间一定存在摩擦力
C ．地面对斜面体B 的支持力大小等于()12m m g +
D ．斜面体B 受到4个力的作用 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．对木块A 进行受力分析，受竖直向下的重力和推力F ，垂直斜面的支持力，由平衡条件可知，木块A 还受到沿斜面向上的静摩擦力，故A 错误；
BC ．以AB 为整体作为研究对象受力分析，由平衡条件可知，斜面体B 与地面之间无摩擦力，地面对斜面体B 的支持力
()12N m m g F =++
故BC 错误；
D ．单独以斜面体B 为研究对象受力分析，斜面体B 受重力，地面对斜面体B 的支持力，木块A 对斜面体B 的压力及木块A 对斜面体B 的沿斜面向下的静摩擦力，故D 正确。

故选D 。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分 7．下列说法不正确的是（ ）
A ．物体的温度为0℃时，物体的分子平均动能为零
B ．两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大
C ．多数分子直径的数量级是10－10m
D．第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律
E.一定质量的理想气体，如果在某个过程中温度保持不变而吸收热量，则在该过程中气体的压强一定增大【答案】ABE
【解析】
【详解】
A.因为物体分子在做永不停息的无规则运动，所以当物体的温度为0℃时，物体的分子平均动能也不可能为零，故A错误；
B.两个分子在相互靠近的过程中其分子力先增大后减小再增大，而分子势能一定先减小后增大，故B错误；
C.多数分子直径的数量级是10－10m，故C正确；
D.第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律，故D正确；
E.根据热力学第一定律知，温度不变则内能不变，吸热则必膨胀对外做功，又由理想气体状态方程知，压强一定减小，故E错误；
本题选择不正确的，故选择ABE。

8．下列有关高中物理实验的描述中，正确的是：。

A．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度
B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上
C．在“研究平抛运动”的实验中，坐标纸上必须标出小球刚开始做平抛运动的初始点
D．在“验证机械能守恒定律"的实验中，必须要用天平测出悬挂钩码的质量
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据纸带处理方法可知，在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度，故A正确；
B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，为了减小误差，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上，故B正确；
C．在“研究平抛运动”的实验中，描绘平抛运动轨迹，不一定非得标出平抛的起始点，故C错误；D．在验证机械能守恒定律实验中，不一定要测量物体的质量，因为验证动能的变化量和重力势能的变化量时，两边都有质量，可以约去比较，故D错误。

故选AB。

9．如图所示，一光滑绝缘足够长的斜面与两个等量同种正点电荷连线的中垂面重合，O为两点电荷连线。

一个带电荷量为q、质量为m，可视为质点的小物块，的中点。

A、B为斜面上的两点，且BO AO
从A点以初速度v0开始沿斜面下滑，到达B点速度恰好为零。

（斜面对电场无影响）以下说法正确的是（）
A．小物块带正电，从A运动到B点，加速度先增大后减小
B．小物块带负电，从A运动到B点，电势能先减小后增大
C．小物块运动到O点时具有最大速度
D．小物块能回到A点，且速度大小等于v0
【答案】BD
【解析】
【详解】
AB．从A到B，物块的动能和重力势能均减小，则机械能减小，电势能变大，电场力对滑块做负功，可知滑块带负电，从A到O，电场力做正功，电势能减小；从O到B电场力做负功，电势能变大；因在O 点两侧斜面上都存在一个场强最大的位置，此位置与AB两点的位置关系不确定，则不能确定滑块加速度的变化情况，选项A错误，B正确；
C．因滑块在O点以下某位置时，受到向下的重力、垂直斜面的支持力以及沿斜面向上的电场力，三力平衡时加速度为零，速度最大，可知小物块运动到O点以下某位置时具有最大速度，选项C错误；
D．小物块到达最低点后，加速度沿斜面向上，由能量关系可知，滑块能回到A点，且速度大小等于v0，选项D正确。

故选BD。

10．把光电管接成如图所示的电路，用以研究光电效应。

用一定频率的可见光照射光电管的阴极K，电流表中有电流通过，则（）
A．用紫外线照射，电流表中一定有电流通过
B．用红外线照射，电流表中一定无电流通过
C．保持照射光不变，当滑动变阻器的滑片向a端滑动时，电流表示数可能不变
D．将电路中电池的正负极反转连接，电流表中一定没有电流通过
【答案】AC
【解析】
【详解】
A．紫外线的频率高于可见光，照射时能发生光电效应，电流表中一定有电流通过。

所以A正确；B．红外线的频率低于可见光，其光子能量更小。

红外线的频率有可能大于阴极K的截止频率，则可能发生光电效应，电流表中可能有电流通过。

所以B错误；
C．当滑片向a端滑动时，光电管两端电压增大，其阳极吸收光电子的能力增强。

但若在滑动前电流已经达到饱和光电流，则增大电压光电流也不会增大。

所以C正确；
D．将电路中电池的正负极反接，光电子处在反向电压下，若光电子的动能足够大，电流表中可能有电流通过。

所以D错误。

故选AC。

11．如图甲所示，在光滑绝缘水平面内。

两条平行虚线间存在一匀强磁场。

磁感应强度方向与水平面垂直。

边长为l的正方形单匝金属线框abcd位于水平面内，cd边与磁场边界平行。

0
t=时刻线框在水平外力F 的作用下由静止开始做匀加速直线运动通过该磁场，回路中的感应电流大小与时间的关系如图乙所示，下列说法正确的是（）
A．水平外力为恒力
B．匀强磁场的宽度为8 3 l
C．从开始运动到ab边刚离开磁场的时间为
43t
D．线框穿出磁场过程中外力F做的功大于线框进入磁场过程中外力F做的功【答案】BCD
【解析】
【分析】
根据线框感应电流
E BLv
I
R R
==，结合i-t图象知道，线框做匀加速直线运动，从而再根据图象找到进入
和穿出磁场的时刻，由运动学公式就能求出磁场宽度、ab边离开的时间。

根据感应电流的方向，结合楞次定律得出磁场的方向。

根据安培力公式得出导线框所受的安培力。

【详解】
线框进入磁场的时候，要受到安培力的作用，电流是变化的，安培力也是变化的，因此外力F必然不是恒力，选项A错误；由图乙可知2t0～4t0时间内线框进入磁场，设线框匀加速直线运动的加速度为a，边框
长为：l=1
2
a(4t0)2−
1
2
a(2t0)2=6at02；磁场的宽度为：d=
1
2
a(6t0)2−
1
2
a(2t0)2=16at02；故d=
8
3
l
，故选项B正
确；设t时刻线框穿出磁场，则有：6at02=1
2
at2−
1
2
a(6t0)2，解得：t=43t0，选C正确；线框进入磁场过
程的位移与出磁场过程的位移相等，根据
22
B l v
F ma
R
-=可知，线框出离磁场过程中的水平拉力大于进
入磁场过程中的水平拉力，线框穿出磁场过程中外力F做的功做的功大于线框进入磁场过程中水平拉力做的功，选项D正确。

故选BCD。

12．某地区1月份平均气温1.4℃，平均大气压1.021×105 Pa；7月份平均气温30.84℃，平均大气压
0.9960×105Pa．7月份和1月份相比较，下列说法正确的是．
A．7月份和1月份空气分子无规则热运动剧烈程度几乎相同
B．与1月份相比单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数在7月份减少了
C．7月份空气中每个分子的动能都比1月份的大
D．对水这种液体它的表面张力7月份比1月份小
E.对同种液体而言，它的饱和气压7月份髙于1月份
【答案】BDE
【解析】
温度越高，分子无规则热运动加强．7月份与1月份相比较，平均气温升高了，所以分子无规则热运动加剧，故A错误；温度升高，分子的平均动能变大，但是压强减小，可知气体分子的密集程度减小，则单位时间内空气分子对单位面积地面撞击次数减少，B正确；温度越高，分子平均动能越大，但不代表每个分子动能都增大，有可能减小，C错误；表面张力还与温度有关，温度越高，性质越不纯，表面张力越小，故D正确；温度越高，同种液体的饱和气压越高，故E正确．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

(1)下列操作正确且必要的有__________。

A．使用天平测出重物的质量
B．应先接通打点计时器的电源，再松开纸带，让重物自由下落
C．用刻度尺测出物体下落的高度h，通过v=gt算出瞬时速度v
D．选择体积小、质量大的重物，纸带、限位孔在同一竖直线上，可以减小系统误差
(2)图乙是实验中得到的一条纸带，将起始点记为O，依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，在打B点和E点这段时间内，如果重物的机械能守恒，在误差允许的范围内应满足的关系式为_______________（已知重力加速度为g）。

【答案】BD ()()() 64
2
2
1
22
3
58
h h h h
g h h
T
---
-=
【解析】
【详解】
(1)[1]A．机械能守恒等式左右两边都有质量，所以不用天平测出重物的质量，故A错误；
B．操作上，应先接通打点计时器的电源，再松开纸带，让重物自由下落，故B正确；
C．在验证机械能守恒时，计算速度应利用纸带处理，不能直接应用自由落体公式，故C错误；D．选择体积小、质量大的重物，纸带、限位孔在同一竖直线上，可以减小系统误差，故D正确。

故选：BD。

(2)[2]根据机械能守恒有：
()
52
mg h h
-=
22
223
41
6
1111
222222
E B
h h h h
mv mv m m
T T
--
⎛⎫⎛⎫
-=-=
⎪ ⎪
⎝⎭⎝⎭
()()
643
22
1
2
8
m h h h h
T
⎡⎤
---
⎣⎦
得
()
()()
64
22
1
22
3
58
h h h h
g h h
T
---
-=
14．某科技创新实验小组采用不同的方案测量某合金丝的电阻率及电阻。

(1)小明同学选取图甲方案测定合金丝电阻率。

若合金丝长度为L，直径为D，阻值为R，则其电阻率p=______；用螺旋测微器测合金丝的直径如图乙所示，读数为______mm。

(2)小亮同学利用如图丙所示的实验电路测量R ，的阻值。

闭合开关S ，通过调节电阻箱R ，读出多组R 和I 值，根据实验数据绘出1R I -图线如图丁所示，不计电源内阻，由此可以得到R=_____Ω，R x 的测量值与真实值相比______（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

【答案】2
4RD L π 4.700 10 偏大
【解析】
【详解】
(1)[1][2]合金丝的电阻
2
2L L R S D ρρπ==⎛⎫ ⎪⎝⎭ 电阻率
2
4RD L πρ=
由图示螺旋测微器可知，其示数为：
4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm
(2)[3][4]在闭合电路中，电源电动势
()x E I R R =+
则
11x R R I E E
=+ 由图像可知14
k =，得电源电动势4V E =，图像截距 2.5b =，可得10x R =Ω；测量值为待测电阻x R 与电流表内阻之和，所以测量值偏大。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．用两只玩具小车A 、B 做模拟碰撞实验，玩具小车A 、B 质量分别为
和，把两车放置在相距的水平面上。

现让小车A 在水平恒力作用下向着小车B 运动，恒力作用一段时间
后撤去，小车A 继续运动与小车B 发生碰撞，碰撞后两车粘在一起，滑行
停下。

已知两车运动所受的阻力均为重力的0.2倍，重力加速度取。

求：
（1）两个小车碰撞后的速度大小;
（2）小车A 受到的恒力F 的作用时间。

【答案】（1）1m/s （2）ls
【解析】
【详解】
（1）两小车碰撞后的滑行过程中，有
解得v3=1m/s
（2）两车碰撞过程中，有
解得v2=4m/s
恒力作用过程有
撤去F至二车相碰过程有
解得t=1 s
16．如图所示，质量为m1＝1kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R＝0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧．滑道CD部分粗糙，长为L＝0.1m，动摩擦因数μ＝0.10，其他部分均光滑．现让质量为m1＝1kg的物块(可视为质点)自A点由静止释放，取g＝10m/s1．求：
(1)物块到达最低点时的速度大小；
(1)在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；
(3)物块最终停止的位置．
【答案】（1）1m/s(1)1.8J(3) 最终停在D点
【解析】
【分析】物体1从释放到与物体1相碰前的过程中，系统中只有重力做功，系统的机械能守恒，根据机械能守恒和动量守恒列式，可求出物体1、1碰撞前两个物体的速度；物体1、1碰撞过程，根据动量守恒列
式求出碰后的共同速度．碰后，物体1、1向右运动，滑道向左运动，弹簧第一次压缩最短时，根据系统的动量守恒得知，物体1、1和滑道速度为零，此时弹性势能最大；根据能量守恒定律求解在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；根据系统的能量守恒列式，即可求出物体1、1相对滑道CD 部分运动的路程s ，从而确定出物体1、1最终停在何处；
解：（1）1m 从释放到最低点，由动量守恒得到：11220m v m v =- 由机械能守恒得到：22111221122
m gR m v m v =
+ 解得：12/v m s =
（1）由能量守恒得到：11pm E m gR m gL μ=-
解得： 2.8pm E J =
（3）最终物块将停在C 、D 之间，由能量守恒得到：11m gR m gs μ=
解得：3s m =
所以1m 最终停在D 点．
17．倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D 处平滑连接，斜面上AB 的长度为3L ，BC 、CD 的长度均为3.5L ，BC 部分粗糙，其余部分光滑。

如图，4个“— ”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上，从下往上依次标为1、2、3、4，滑块上长为L 的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连，滑块1恰好在A 处。

现将4个滑块一起由静止释放，设滑块经过D 处时无机械能损失，轻杆不会与斜面相碰。

已知每个滑块的质量为m 并可视为质点，滑块与粗糙面间的动摩擦因数为tan θ，重力加速度为g 。

求
（1）滑块1刚进入BC 时，滑块1上的轻杆所受到的压力大小；
（2）4个滑块全部滑上水平面后，相邻滑块之间的距离。

【答案】（1）3sin 4F mg θ=
（2）43d L = 【解析】
【详解】
（1）以4个滑块为研究对象，设第一个滑块刚进BC 段时，4个滑块的加速度为a ，由牛顿第二定律：4sin cos 4mg mg ma θμθ-⋅=
以滑块1为研究对象，设刚进入BC 段时，轻杆受到的压力为F ，由牛顿第二定律：
sin cos F mg mg ma θμθ+-⋅=
已知tan μθ= 联立可得：3sin 4
F mg θ= （2）设4个滑块完全进入粗糙段时，也即第4个滑块刚进入BC 时，滑块的共同速度为v
这个过程， 4个滑块向下移动了6L 的距离，1、2、3滑块在粗糙段向下移动的距离分别为3L 、2L 、L ，由动能定理，有：
214sin 6cos 32)4v 2
mg L mg L L L m θμθ⋅-⋅⋅++=
⋅（
可得：v = 由于动摩擦因数为tan μθ=，则4个滑块都进入BC 段后，所受合外力为0，各滑块均以速度v 做匀速运动；
第1个滑块离开BC 后做匀加速下滑，设到达D 处时速度为v 1，由动能定理：
()22111sin 3.5v v 22
mg L m m θ⋅=-
可得：1v =当第1个滑块到达BC 边缘刚要离开粗糙段时，第2个滑块正以v 的速度匀速向下运动，且运动L 距离后离开粗糙段，依次类推，直到第4个滑块离开粗糙段。

由此可知，相邻两个滑块到达BC 段边缘的时间差为v L t ∆=，因此到达水平面的时间差也为v
L t ∆= 所以滑块在水平面上的间距为1v d t =∆ 联立解得43
d L =。