河北省邢台市2021届新高考物理第二次押题试卷含解析

河北省邢台市2021届新高考物理第二次押题试卷
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，用材料、粗细均相同的电阻丝做成ab、cd、ef三种形状的导线，分别放在电阻可忽略的足够长的相同的光滑金属导轨上，匀强磁场的方向垂直于导轨平面，在相同的水平外力F作用下，三根导线均向右做匀速运动，某一时刻撤去外力F，已知三根导线接入导轨间的长度关系满足l ab<l cd<l ef，且每根导线与导轨的两个触点之间的距离均相等，则下列说法中正确的是（）
A．三根导线匀速运动的速度相同
B．三根导线产生的感应电动势相同
C．匀速运动时，三根导线的热功率相同
D．从撤去外力到三根导线停止运动，通过导线ef的电荷量最大
【答案】D
【解析】
【详解】
A．当匀速运动时，由
22
B L v
F
R
=可知，三种情况下F、B、L相同，但是R不同，则速度v不同，ef电
阻较大，则速度较大，选项A错误；
B．因速度v不同，则由E=BLv可知，三根导线产生的感应电动势不相同，选项B错误；
C．匀速运动时，三根导线的热功率等于外力F的功率，即P=Fv，因v不同，则热功率不相同，选项C 错误；
D．撤去F后由动量定理：
BIL t mv
∆=
而
I t q
∆=
则
mv
q
BL
=
因ef的速度v和质量m都比较大，则从撤去外力到三根导线停止运动，通过导线ef的电荷量q最大，选
2．绝缘光滑水平面上有ABO三点，以O点为坐标原点，向右方向为正方向建立直线坐标轴x轴，A点坐标为－2m，B点坐标为2m，如图甲所示。

A、B两点间的电势变化如图乙，左侧图线为四分之一圆弧，右侧图线为一条倾斜线段。

现把一质量为m，电荷量为q的负点电荷，由A点静止释放，则关于负点电荷的下列说法中正确的是（忽略负点电荷形成的电场）
（）
A．负点电荷在AO段的加速度大于在OB段的加速度
B．负点电荷在AO段的运动时间小于在OB段的运动时间
C．负点电荷由A点运动到O点过程中，随着电势的升高电势能变化越来越快
D2m2m时，电场力的功率相等
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A．在电势随两点间距离的变化图线中，图线的斜率的绝对值表示电场强度的大小，设C点的坐标值为－2m，则C点圆弧切线斜率大小等于直线斜率的绝对值，即此时电场强度大小相等，由牛顿第二定律可知，此时加速度大小相等，故A错误；
B．由于沿场强方向电势降低，所以AO段场强沿OA方向，OB段场强沿OB方向，负点电荷在AO段做加速度减小的加速运动，在OB段做匀减速运动，由于B点电势等于A点电势，所以负点电荷在B点速度为零，则AO段的平均速度大于OB段的平均速度，所以AO段的运动时间小于OB段的运动时间，故B正确；
C．相等距离上电势能变化越快，说明该处电场力越大，即场强越大，由A到O点场强逐渐减小，所以电势能变化应越来越慢，故C错误；
D2m2m2m2m处的速度，所以电场力的功率不相等，故D错误。

故选B。

3．伽利略通过斜面理想实验得出了（）
A．力是维持物体运动的原因B．物体的加速度与外力成正比
C．物体运动不需要力来维持D．力是克服物体惯性的原因
【详解】
AC.理想斜面实验只能说明力不是维持物体运动的原因，即物体的运动不需要力来维持，故A 错误，C 正确；
B.牛顿第二定律说明力是使物体产生加速度的原因，物体的加速度与外力成正比，故B 错误；
D.惯性是物体固有的属性，质量是物体惯性大小的量度，惯性与物体的运动状态和受力无关，故D 错误。

故选C 。

4．如图，小球甲从A 点水平抛出，同时将小球乙从B 点自由释放，两小球先后经过C 点时速度大小相等，方向夹角为30°，已知B 、C 高度差为h ，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知（ ）
A ．小球甲作平抛运动的初速度大小为23
gh B ．甲、乙两小球到达C 点所用时间之比为1：2
C ．A 、B 两点高度差为4
h D ．两小球在C 点时重力的瞬时功率相等
【答案】C
【解析】
【详解】
A ．由212
h gt =可得乙运动的时间为 22h t g
＝ 所以到达C 点时乙的速度为
22v gt gh 乙＝＝所以甲沿水平方向的分速度，即平抛的初速度为
02sin30gh v v ︒乙＝ 故A 错误； B ．物体甲沿竖直方向的分速度为
6cos30gh v v ︒＝＝
16322y gh v h t g
g g
＝＝＝
甲、乙两小球到达C 点所用时间之比为
123 2
t t = 故B 错误；
C ．小球甲下降的高度为
2111332224
h h gt g h g '=⨯⋅＝＝ A 、B 两点间的高度差
14
H h h h =-'=
故C 正确； D ．两个小球完全相同，根据P=mgv y ，因两球在C 点的竖直速度不相等，则两小球在C 点重力的功率不等，选项D 错误。

故选C 。

5．如图所示，物体m 与斜面体M 一起静止在水平面上。

若将斜面的倾角θ稍微增大一些，且物体m 仍静止在斜面上，则
A ．斜面体对物体的支持力不变
B ．斜面体对物体的摩擦力变大
C ．水平面与斜面体间的摩擦力变大
D ．水平面与斜面体间的摩擦力变小
【答案】B
【解析】
【详解】
A 、物体m 静止不动，受力平衡．可对物体受力分析，正交分解重力G 得：
斜面体对物体的支持力N=mgcos
斜面体对物体的摩擦力f=mgsin
C 、对于水平面对斜面的力，最好采用整体法，对m 和M 整体进行受力分析：
整体受重力和水平面的支持力，因为整体处于静止也就是平衡状态，所以地面对斜面体的摩擦力始终为零，水平面对斜面体间的支持力不变．故C 错误、D 错误．
故选：B ．
6．观看科幻电影《流浪地球》后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P 点距木星最近（距木星表面的高度可忽略）。

则
A ．地球靠近木星的过程中运行速度减小
B ．地球远离木星的过程中加速度增大
C ．地球远离木星的过程中角速度增大
D ．地球在P 点的运行速度大于木星第一宇宙速度
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．地球靠近木星时所受的万有引力与速度成锐角，做加速曲线运动，则运行速度变大，A 错误；
B ．地球远离木星的过程，其距离r 变大，则可知万有引力增大，由牛顿第二定律：
2
GMm ma r = 则加速度逐渐减小，B 错误；
C ．地球远离木星的过程线速度逐渐减小，而轨道半径逐渐增大，根据圆周运动的角速度关系v r ω=，可知运行的角速度逐渐减小，C 错误；
D ．木星的第一宇宙速度指贴着木星表面做匀速圆周的线速度，设木星的半径为R ，满足1GM v R
地球过P 点后做离心运动，则万有引力小于需要的向心力，可得
22P v Mm G m R R < 可推得：
GM v v >=
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．如图所示，x 轴在水平地面上，y 轴在竖直方向。

图中画出了从y 轴上沿x 轴正方向水平抛出的三个小球a b 、和c 的运动轨迹。

不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A ．a 和b 2
B ．a 和b 在空中运动的时间之比为2:1
C ．a 和c 2
D ．a 和c 2
【答案】CD
【解析】
【详解】
小球做平抛运动，则有：
0v t x =
212
gt y = 对a 有，
2a a L v t =
2122
a L gt = 对
b 有，
2b b L v t =
212
b L gt = 对
c 有：
c c L v t =
1
:1:2
v v=
b
a
t t=
:2:1
a b
:2:1
v v=
c c
t t=
::
21
c
a
故CD正确，AB错误。

故选CD。

8．如图所示，竖直面内有一个半径为R的光滑圆弧轨道，质量为m的物块(可视为质点)从顶端A处静止释放滑至底端B处，下滑过程中，物块的动能E k、与轨道间的弹力大小N、机械能E、重力的瞬时功率P随物块在竖直方向下降高度h变化关系图像正确的是( )
A．
B．
C．
D．
【答案】BC
B、如图所示，
向心力为：，而且：，
则整理可以得到：，则弹力F与h成正比例函数关系，故选项B正确；
C、整个过程中只有重力做功，物块机械能守恒，即物块机械能不变，故选项C正确；
D、根据瞬时功率公式可以得到：
而且由于，则
整理可以得到：，即功率P与高度h不是线性关系，故选项D错误。

点睛：本题考查了动能定理、机械能守恒的应用，要注意向心力为指向圆心的合力，注意将重力分解。

9．科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小
I
B k
l
，式中常量k>0，I为电流强度，l
为距导线的距离。

如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c通过的恒定电流大小分别为I a、I b、I c，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则（）
A．a、b通有同向的恒定电流
B．导线a受的合磁场力竖直向上
C．导线a、b所受的合磁场力大小相等、方向相反
【详解】
AB ．对长直导线a 分析，长直导线a 受到重力、长直导线b 对长直导线a 的磁场力和长直导线c 对长直导线a 的磁场力，根据平衡条件可知长直导线b 与长直导线a 作用力是相互排斥，长直导线c 对长直导线a 作用力是相互排斥，所以长直导线a 与长直导线b 有反向的恒定电流，长直导线a 受的合磁场力竖直向上，且有大小等于长直导线a 的重力，故A 错误，B 正确；
C ．视长直导线a 、b 、c 整体，对其受力分析，根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线b 支持力等于长直导线b 重力的32倍；对长直导线b 受力分析，受到重力、光滑绝缘水平面对其支持力、长直导线c 对其吸引力和长直导线a 对其排斥力，根据力的合成与分解可得长直导线b 所受的合磁场力大小等于长直导线b 重力的12
倍，方向竖直向下，故C 错误； D ．对长直导线b 受力分析，在水平方向，根据平衡条件可得
cos60a b c b B I L B I L ︒=
即可得
12
a c I I = 对长直导线
b 受力分析，同理可得
12
a b I I = 故D 正确；
故选BD 。

10．如图所示，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为L 的正三角形的三个顶点上；a 、b 电荷量均为q 且为同种电荷，整个系统置于水平方向的匀强电场中．已知静电力常量为k ，若三个质点均处于静止状态，则下列说法正确的是
A ．如果a 、b 带正电，那么c 一定带负电
B ．匀强电场场强的大小为23kq L
C ．质点c 3q
D ．匀强电场的方向与ab 边垂直指向c
A. 如果a 、b 带正电，要使a 、b 都静止，c 必须带负电，否则匀强电场对a 、b 的电场力相同，而其他两个电荷对a 和b 的合力方向不同，两个电荷不可能同时平衡．故A 项正确；
BD.设c 电荷带电量为Q ，以c 电荷为研究对象受力分析，
根据平衡条件得a 、b 对c 的合力与匀强电场对c 的力等值反向，即：
022cos30kQq EQ L
⨯=； 所以匀强电场场强的大小为：
23kq E L
=，方向与ab 边垂直由c 指向ab 连线．故B 项正确，D 项错误； C.设c 电荷带电量为Q ，根据平衡条件得c 、b 对a 的合力与匀强电场对a 的力等值反向，即： 2022cos 60kq kQq L L
= 所以c 球的带电量为2q ，故C 项错误；
11．如图所示，在一个倾角为37︒的长斜面底端O 点正上方 1.7m h =的P 点处将一小球以速度0v 水平抛出，恰好垂直击中斜面上的Q 点，sin370.6︒=。

下列说法正确的是（ ）
A ．小球的初速度04m/s v =
B ．Q 点离O 点的距离|| 1.2m QO =
C ．保持h 不变，将小球以02v 的速度水平抛出，则击中斜面的位置到O 点的距离小于2||QO
D ．若抛出点高度变为2h 02v
【答案】CD
【解析】
AB ．如图甲所示
小球垂直击中斜面时，速度的偏向角为53︒，根据平抛运动规律的推论可知，速度偏向角的正切值 tan5322tan 37h y h
y y x
︒︒
--=⋅=⋅ 可得
90.9m 17
y h == 1.2m x =
|| 1.5m sin53
x QO ︒== 小球在空中运动的时间
2()0.4s h y t g
-== 初速度
03m/s x v t
== 故AB 错误；
C ．保持抛出点高度不变，初速度大小变为原来的两倍，如图乙所示
若无斜面，则小球应击中O '点，实际击中点为轨迹与斜面的交点，显然离底端O 的距离小于2||QO ，故C 正确；
D ．若抛出点高度变为2h ，根据小球垂直击中斜面的规律知
9217
y h '=⨯ 则小球下落的高度和水平位移均变为原来的两倍，根据
0x v t
=
2h t g
= 联立解得 02g v x h
= 故小球的初速度应调整为原来的2倍，故D 正确。

故选CD 。

12．图甲为研究光电效应的电路图，图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核
衰变后产生
的新核Y 和某种射线的径迹，下列说法正确的是（ ）
A ．图甲利用能够产生光电效应的两种（或多种）频率已知的光进行实验可测出普朗克常量
B ．图甲的正负极对调，在光照不变的情况下，可研究得出光电流存在饱和值
C ．图乙对应的衰变方程为
D ．图乙对应的衰变方程为
【答案】ABD
【解析】
【详解】
A.根据光电效应方程得，联立两式解得，所以分别测出两次电流表读数为零时电压表的示数U 1和U 2即可测得普朗克常量，选项A 正确；
B.题图甲电源的正负极对调，此时光电管中所加电压为正向电压，在光照不变的情况下，通过调节滑动变阻器可调节光电管两端的电压，可研究得出光电流存在的饱和值，选项B 正确；
CD.由题图乙可知，发生的是衰变，故衰变方程为
，选项D 正确，C 错误.
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．用分度为0.05 mm 的游标卡尺测量某物体的厚度时，示数如图，此示数为_______mm 。

【答案】61.70
【分析】
【详解】
游标卡尺的主尺读数为61mm，游标尺上第14个刻度与主尺上某一刻度对齐，故其读数为
0.05×14mm=0.70mm
所以最终读数为：
61mm+0.70mm=61.70mm
14．如图所示利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。

主要实验步骤如下：
A．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平
B．测出遮光条的宽度d
C．将滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离l
D．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E.用天平称出托盘和砝码的总质量m
F.………
请回答下列问题（重力加速度取g）：
(1)滑块经过光电门的速度可以表示为____（用物理量符号表示）。

(2)为验证机械能守恒定律，还需要测的物理量是____。

(3)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少_____（用物理量符号表示）。

(4)选用不同的l，测出对应的t。

能直观反应系统机械能守恒的图像是_____。

A．t﹣l B．t2﹣l C．1
t
﹣l D．
2
1
t
﹣l
【答案】d
t
滑块和遮光条的总质量M mgl D
【解析】
【详解】
(1)[1]遮光条宽度小，通过时间短，可以用平均速度近似代替瞬时速度，挡光条通过光电门的速度为
v＝d t
(2)[2]令滑块和遮光条的总质量为M，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为
E k＝1
2
(M+m)v2＝
1
2
(m+M)·(
d
t
)2
实验中还要测量的物理量为滑块和挡光条的总质量M。

(3)[3]根据题意可知，系统减少重力势能即为托盘和砝码减小的，为
(4)[4]为了验证机械能守恒，需满足的关系是
mgl＝1
2
(m+M)·(
d
t
)2
应该是
2
1
l
t
-图像，ABC错误，D正确。

故选D。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．空间存在如图所示的相邻磁场，磁场I垂直纸面向内，磁感应强度为B，磁场II垂直纸面向外，宽度
为
2
d。

现让质量为m带电量为q的粒子以以水平速度v垂直磁场I射入磁场中，当粒子a从磁场II边缘
C处射出时，速度也恰好水平。

若让质量为2m、带电量为q的粒子b从a下方
4
d
处水平射入磁场I中，最终粒子b也恰好从C处水平射出。

已知粒子以在磁场I中运动的时间是磁场II中运动的时间的2倍，且
5
3
qBd
v
m
=，不计粒子重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求
（1）粒子a在磁场中运动的时间；
（2）粒子a、b的速度大小之比。

【答案】（1）
37
120
m
t
qB
π
=；（2）
8
3
b
v
v
=
【解析】
【分析】
【详解】
（1）粒子a在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示，
粒子a 、b 均从C 处水平射出，则可知粒子在磁场Ⅰ、Ⅱ中偏转的圆心角相同。

设粒子a 在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为a R Ⅰ、圆心角为1θ，粒子b 在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为b R Ⅰ、圆心角为2θ，粒子a 在磁场Ⅰ中运动的时间是磁场Ⅱ中运动的时间的2倍，则磁场Ⅰ的宽度为d 。

2
a v qvB m R =Ⅰ
代入数据得
53
a d R =Ⅰ 设磁场Ⅱ中磁场为B ：
2
2a v qvB m R =Ⅱ
由集合关系可知
56
a d R =
Ⅱ 则 22B B =
13sin 5
a d R θ=
=Ⅰ 则 137θ=o
粒子a 在磁场中运动的时间为
1
223602m m t qB q B θππ⎛⎫=⋅+ ⎪⋅⎝⎭o 代入数据得
37120m t qB
π=
（2）设粒子b 速度为v ，在磁场Ⅰ、Ⅱ中的半径分别为B R Ⅰ、b R Ⅱ，由
22b b b v qv B m R =Ⅰ
得
2b b mv R qB
=Ⅰ 同理有
2
b B R R =ⅠⅡ 粒子a 、b 均从C 处水平射出，运动轨迹如图所示，则有
2sin b d R θ=Ⅰ
由集合关系可知
()()()()121cos 1cos 4
b a a b d R R R R θθ+-=+-+
ⅡⅡⅠⅠ 代入数据得 54
b R d =Ⅰ 解得a 、b 两粒子的速度之比
83
b v v = 16．《道路交通安全法》规定汽车通过红绿灯路口时，需按信号灯指示行驶．若某路口有等待通行的多辆汽车，第一辆汽车前端刚好与路口停止线对齐，汽车质量均为m=1 500 kg ，车长均为L=4.8 m ，前后相邻两车之间的距离均为x=1.2 m ．每辆汽车匀加速起动t 1=4 s 后保持v=10 m/s 的速度匀速行驶，运动过程中阻力恒为f=1 800 N ，求：
（1）汽车匀加速阶段的牵引力F 大小；
（2）由于人的反应时间，绿灯亮起时，第一个司机滞后△t=0.8 s 起动，且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8 s 起动汽车，绿灯时长20 s ．绿灯亮起后经多长时间第五辆汽车最后端恰好通过停止线．
【答案】 (1)5550N ；(2)8.88s
【解析】
【详解】
（1）依题意得，汽车前4s 的加速度:a=v/t 1=2.5m/s 2①
由牛顿第二定律得:F-f=ma ②
解得：F=5550N ③
（2）第五辆车最后端通过停止线，需前进距离:s=4×
(x+L)+L=28.8m ④
已知汽车匀加速阶段加速时间：t 1=4s ⑤
所以汽车匀加速的位移:1120m 2v s t =
=⑥ 汽车匀速行驶时间:120.88s s s t v
-==⑦ 第五辆车延迟时间：t 3=5Δt=4s ⑧
第五辆汽车最后端恰好通过停止线的时间:t=t 1+t 2+t 3=8.88s ＜20s ⑨
17．如图所示，MN 为光滑的水平面，NO 是一长度s=1.25m 、倾角为θ=37°的光滑斜面（斜面体固定不动），OP 为一粗糙的水平面。

MN 、NO 间及NO 、OP 间用一小段光滑圆弧轨道相连。

一条质量为m=2kg ，总长L=0.8m 的均匀柔软链条开始时静止的放在MNO 面上，其AB 段长度为L 1=0.4m 。

链条与OP 面的摩
擦系数μ=0.5。

（g=10m/s 2，sin37°
=0.1．cos37°=0.8）现自由释放链条，求： (1)链条的A 端滑到O 点时，链条的速率为多大？
(2)链条在水平面OP 停下时，其C 端离O 点的距离为多大？
【答案】 (1)3m/s ；(2)0.98m 。

【解析】
【分析】
(1)链条的A 端滑到O 点的过程中，因为只有重力做功，所以机械能守恒，根据机械能守恒定律即可求得链条A 端滑到O 点时的速率；
(2)摩擦力随距离均匀增大，可以用平均摩擦力求摩擦力做功；从链条的A 端滑到O 点到最终链条停下的过程，由动能定理可求得停下时的C 端距O 点的距离。

【详解】
(1)链条的A 端滑到O 点的过程中，因为只有重力做功，所以机械能守恒。

设水平面为重力势能的零点。

链条开始运动时的机械能为E 1，设AB 段链条质量为m 1=1.0kg ，BC 段链条质量为m 2=1.0kg ，则：
1121=sin +sin sin 2L E m gs m g s θθθ⎛⎫⋅- ⎪⎝⎭
解得：
1=13.8J E
因为s ＞L ，链条的A 端滑到O 点时，C 点已在斜面上。

设此时的机械能为E 2，则有：
221=sin +22
L E mg mv θ 由机械能守恒定律12=E E ，链条的A 端滑到O 点时的速率v ，则有：
=3m/s v ；
(2)链条在开始进入水平面阶段，摩擦力是变力；但摩擦力随距离均匀增大，可以用平均摩擦力求摩擦力做功，从链条的A 端滑到O 点到最终链条停下的过程，由动能定理：
211sin =0222
L mg mgL mgx mv θμμ--- 链条在水平面OP 停下时，其C 端离O 点的距离x ，解得：
=0.98m x 。

【点睛】
本题考查动能定理以及机械能守恒定律的应用，要注意正确分析物理过程，明确摩擦力功的计算方法，知道虽然摩擦力是变力，但由于其均匀变化，故可以利用平均值求解摩擦力的功。