浙江省衢州市2021届新高考物理第二次调研试卷含解析

浙江省衢州市2021届新高考物理第二次调研试卷
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，重型自卸车装载一巨型石块，当利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度，车厢上的石块就会自动滑下．以下说法正确的是（）
A．石块没有下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的压力不变
B．石块没有下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的摩擦力变大
C．石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块对车厢的作用力变大
D．石块开始下滑时，自卸车车厢倾角变大，石块受到的合力不变
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．货物处于平衡状态，则有：mgsinθ=f，N=mgcosθ，θ增大时，支持力F N逐渐减小，静摩擦力F f增大．由牛顿第三定律可知，石块对车厢的压力会减小．故A错误，B正确；
CD．石块开始下滑时受力近似平衡，自卸车车厢倾角变大，石块向下做加速运动，且加速度随角度增大而增大，石块受到的合外力变大；石块对车厢的正压力和摩擦力均减小，可知石块对车厢的作用力变小，故CD错误．
2．甲、乙两球质量分别为1m、2m,从同一地点(足够高)同时静止释放．两球下落过程中所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比,与球的质量无关,即f=kv(k为正的常量),两球的v−t图象如图所示,落地前,经过时间0t两球的速度都已达到各自的稳定值1v、2v,则下落判断正确的是()
A．甲球质量大于乙球
B．m1/m2=v2/v1
C．释放瞬间甲球的加速度较大
D ．t 0时间内，两球下落的高度相等
【答案】A
【解析】
【详解】
两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg ，因此最大速度与其质量成正比，即
v m ∝m ，1122
m
v m v =，由图象知v 1＞v 2，因此m 甲＞m 乙；故A 正确，B 错误．释放瞬间v=0，空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g ．故C 错误；图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移，由图可知，t 0时间内两球下落的高度不相等；故D 错误；故选A ．
3．为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口．在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极．污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U ．若用Q 表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是 ( )
A ．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B ．若污水中负离子较多，则前表面比后表面电势高
C ．污水流量Q 与U 成正比，与a 、b 无关
D ．污水中离子浓度越高电压表的示数将越大
【答案】C
【解析】
【详解】
AB ．以正离子为对象，由左手定则可知，其受到的洛伦兹力方向指向后表面，负离子受到的洛伦兹力指向前表面，故无论哪种离子较多，都是后表面电势高于前表面，故A 、B 错误；
C ．当前后表面聚集一定电荷后，两表面之间形成电势差，当离子受到的洛伦兹力等于电场力时电势差稳定，即
U q B q b
υ= 由题意可知，流量为
Q S bc υυ==
联立可得
U Q c B = 即Q 与U 成正比，与a 、b 无关，故C 正确；
D ．由U Bb υ=可知，电势差与离子浓度无关，故D 错误；
故选C 。

4．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是( )
A ．它的运行速度为7.9km/s
B ．已知它的质量为1.42t ，若将它的质量增为2.84t ，其同步轨道半径变为原来的2倍
C ．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它进行电视转播
D ．它距地面的高度约是地球半径的5倍，所以它的向心加速度约是地面处的重力加速度的
136 【答案】D
【解析】
同步卫星的轨道半径是固定的，与质量大小无关，A 错误；7.9 km/s 是人造卫星的最小发射速度，同时也是卫星的最大环绕速度，卫星的轨道半径越大，其线速度越小．同步卫星距地面很高，故其运行速度小于
7.9 km/s ，B 错误；同步卫星只能在赤道的正上方，C 错误；由2n Mm G ma r
=可得，同步卫星的加速度()
2221136366n M M M a G G G g r R R ====，D 正确． 【点睛】同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．
5．如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为R 的磁性圆轨道竖直固定，质量为m 的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A 、B 分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g ，则
A ．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动
B ．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒
C ．铁球在A gR
D ．轨道对铁球的磁性引力至少为3mg ，才能使铁球不脱轨
【答案】B
【解析】
【详解】
AB ．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A 错误，B 正确；
C ．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C 错误；
D ．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点
的速度也越小，根据：F ＝m 2
v R
可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2R 12=mv 2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F ﹣mg 2
v R =，联立得：F ＝5mg ，故D 错误．
6．某理想气体的初始压强p 0=3atm ，温度T 0=150K ，若保持体积不变，使它的压强变为5atm ，则此时气体的温度为（ ）
A ．100K
B ．200K
C ．250K
D ．300K 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】 理想气体体积不变，发生等容变化，则
00p p T T =，代入数据得：35=150T
，解得：250T K =．故C 项正确，ABD 三项错误．
【点睛】
在理想气体状态方程和气体实验定律应用中，压强、体积等式两边单位一样即可，不需要转化为国际单位；温度的单位一定要用国际单位(开尔文)，不能用其它单位．
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，将一个细导电硅胶弹性绳圈剪断，在绳圈中通入电流，并将其置于光滑水平面上，该空间存在竖直向下的匀强磁场。

已知磁感应强度为0B ，硅胶绳的劲度系数为k ，通入电流前绳圈周长为L ，
通入顺时针方向的电流I 稳定后，绳圈周长变为1L 。

则下列说法正确的是（ ）
A ．通电稳定后绳圈中的磁通量大于2014
B L π
B ．ACB 段绳圈所受安培力的合力大小为012
B IL
C ．图中A B 、两处的弹力大小均为012B LL π
D ．题中各量满足关系式
0122k B I L L k
ππ-= 【答案】ACD
【解析】
【详解】 A ．通入顺时针方向电流I 稳定后，绳圈周长为1L ，由
112L r π= 可得112L r π
=，面积 22
2111
()24L L S r ππππ=== 由安培定则可判断出环形电流在环内产生的磁场方向竖直向下，绳圈内磁感应强度大于0B ，由磁通量公式
BS Φ= 可知通电稳定后绳圈中的磁通量大于2014B L π
，故A 正确； B ．ACB 段的等效长度为12r ，故ACB 段所受安培力
01101022
2B IL L F B I r B I ππ
=⋅=⋅
= 故B 错误； C ．设题图中A B 、两处的弹力大小均为1F ，对半圆弧ACB 段，由平衡条件有
01
12B IL F π= 解得0112B IL F π
=，故C 正确； D ．由胡克定律有
11()F k L L =-
解得0112B IL L L k π
-=，两侧均除以1L ，得 0112B I L L k π
-= 即0122k B I L L k ππ
-=，故D 正确。

故选ACD 。

8．一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，1s t =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 ．该波传播速度大小为3m/s
B ．图乙可以表示d 质点的振动
C ．图乙可以表示b 质点的振动
D ．0.5s t =时，a 质点速度沿y 轴负方向
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】 A ．由题图甲可知波长6m λ=，由题图乙可知周期2s T =，则波速
3m/s v T λ
==
A 正确；
BC ．a 、b 、d 三质点中在1s t =时位于平衡位置的是b 和d 质点，其中b 质点向y 轴正方向运动，d 质点向y 轴负方向运动。

则题图乙可以表示b 质点的振动，C 正确，B 错误；
D ．0.5s t =时a 质点通过平衡位置向y 轴正方向运动，D 错误。

故选AC 。

9．如图所示，A 、B 两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A 、B 间拴接的轻质弹簧恰好处于水平状态，则下列判断正确的是（ ）
A ．A 、
B 的质量之比为1：3 B ．A 、B 所受弹簧弹力大小之比为3：2
C ．悬挂A 、B 的细线上拉力大小之比为2：1
D ．快速撤去弹簧的瞬间，A 、B 的瞬时加速度大小之比为1：2
【答案】CD 【解析】
【详解】
A ．对A 、
B 两个物体受力分析，如图所示：
A 、
B 都处于静止状态，受力平衡，则有：
对物体A ：
A tan 60m g F =o 弹
得：A 3F m g =弹
对物体B ，有：
B F m g =弹
得：B F m g =弹
所以：A B 3m m =，故A
错误； B ．同一根弹簧弹力相等，故B 错误；
C ．对A 物体，细线拉力：
A cos60F T =o 弹
对B 物体，细线拉力：
B cos45F T =
o 弹 得：A B 21
T T =，故C 正确； D ．快速撤去弹簧的瞬间，物体AB 将以悬点为圆心做圆周运动，刚撤去弹簧的瞬间，将重力分解为沿半径和沿切线方向，沿半径合力为零，合力沿切线方向
对A 物体：
A A A sin 30m g m a =o
得：A 12
a g = 对B 物体：
B B B sin 45m g m a =o
得：B 2a g =
联立得：A B 2a a =，故D 正确； 故选：CD 。

10．如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R （R 视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y 轴重合，在R 从坐标原点以速度v 0=3cm/s 匀速上浮的同时，玻璃管沿x 轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y 轴夹角为α．则红蜡块R 的（ ）
A ．分位移y 与x 成正比
B ．分位移y 的平方与x 成正比
C ．合速度v 的大小与时间t 成正比
D ．tanα与时间t 成正比
【答案】BD
【解析】
试题分析：红蜡烛在竖直方向做匀速运动，则y=v 0t ；在水平方向212
x at =，解得：2202a x y v =，选项A 错误，B
正确；蜡烛的合速度：v =C 错误；0
tan x y v at v v α==，即tanα与时间t 成正比，选项D 正确；故选BD.
考点：运动的合成.
11． “嫦娥四号”探测器在2017年自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。

若已知月球半径为R ，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R 的圆轨道上飞行，周期为T ，万有引力常量为G ，下列说法正确的是（ ）
A ．月球表面重力加速度为232R T
π B ．月球质量为23
2
32R GT π C
．月球第一宇宙速度为T
D ．月球密度为
224GT
π 【答案】BD
【解析】
【详解】 B ．对探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有
()222422Mm
G m R T
R π=⋅⋅ 解得
23
232R M GT
π= 故B 选项正确；
A ．月球表面的重力加速度为
22232R M T
G g R π== 则A 选项错误；
C ．月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有
2
2=Mm v G m R R
解得
v ==故C 选项错误；
D ．月球的密度
2
24M V GT πρ== 故D 选项正确。

故选BD 。

12．2019年8月19日20时03分04秒，我国在西昌卫星发射中心利用长征三号乙增强型火箭发射中星18号同步通信卫星，下列说法正确的是（ ）
A ．中星18号同步通信卫星可定位在北京上空
B ．中星18号同步通信卫星的运动周期为24h
C ．中星18号同步通信卫星环绕地球的速度为第一宇宙速度
D ．中星18号同步通信卫星比近地卫星运行角速度小
【答案】BD
【解析】
【详解】
A ．中星18号同步通信卫星轨道面与赤道面是共面，不能定位在北京上空，故A 错误；
B ．其运动周期为24h ，故B 正确；
C ．根据2
2Mm v G m r r
= 可得：
v = 中星18号同步通信卫星环绕地球的速度小于第一宇宙速度即近地卫星的环绕速度，故C 错误； D ．中星18号同步通信卫星轨道高于近地卫星轨道，运行角速度比近地卫星运行角速度小，故D 正确。

故选：BD 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学利用如图1所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”，具体实验步骤如下:
A ．按照图示安装好实验装置，挂上砂桶（含少量砂子）。

B ．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等。

C ．取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量m ，并记录数据。

D ．保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t 1、t 2，并测量光电门甲、乙之间的距离为s.
E.改变光电门甲、乙之间的距离，重复步骤D 。

请回答下列各问题：
（1）若砂桶和砂子的总质量为m ，小车的质量为M ，重力加速度为g ，则步骤D 中小车下滑时所受合力大小为________。

（忽略空气阻力）
（2）用游标卡尺测得遮光片宽度（如图2所示）d =_________mm 。

（3）在误差允许的范围内，若满足__________，则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。

（用题目所给字母表示）
【答案】mg 6.75 mgs=
2212d M t （）-2112d M t （） 【解析】
【详解】
(1)[1]探究“小车的加速度与所受合外力的关系”中小车所受的合外力等于沙桶和沙子的总重力，则步骤D 中小车加速下滑时所受合力大小为mg ；
(2)[2]根据游标卡尺读数规则，遮光片宽度
d=6mm+ 15×0.05mm =6.75mm
(3)[3]遮光片通过两个光电门1、2的速度分别为
v 1=1d t 、v 2=2
d t 故小车动能变化量为
△E k =2212d M t （）-21
12d M t （） 在误差允许的范围内，合外力做功等于物体动能的变化量，即
mgs =2
2
1
2
d
M
t
（）-2
1
1
2
d
M
t
（）
14．在学校社团活动中，某实验小组先将一只量程为300μA的微安表头G改装为量程为0.3A的电流表，然后用改装的电流表测量未知电阻的阻值。

可供选择的实验器材有：
微安表头G(量程300μA，内阻约为几百欧姆)
滑动变阻器R1(0～10kΩ)
滑动变阻器R2(0～50kΩ)
电阻箱R(0~9999Ω)
电源E1(电动势约为1.5V)
电源E2(电动势约为9V)
开关、导线若干
(1)实验小组先用如图(a)所示电路测量表头G的内阻R g，实验方法是：
A．按图(a)连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端；
B．断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；
C．闭合S2，并保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使表头G的示数为200μA，记录此时电阻箱的阻值R0，
①实验中电源应选用________，滑动变阻器应选用_____(选填仪器字母代号)；
②测得表头G的内阻R g=_____，表头内阻的测量值较其真实值___(选填“偏大”或“偏小”)；
(2)实验测得G的内阻R g=500Ω，要将表头G改装成量程为0.3A的电流表，应选用阻值为______Ω的电阻与表头G并联；
(3)实验小组利用改装后的电流表A，用图(b)所示电路测量未知电阻R x的阻值。

测量时电压表V的示数为1.20V，表头G的指针指在原电流刻度的250Ω处，则R x=______Ω。

【答案】E2R21
2
R0偏小0.5 4.3
【解析】
【详解】
(1)[1][2]闭合S2开关时认为电路电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻变小，电路电流增大，电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，电源应选择E2，滑动变阻器应选择R2；
[3][4]闭合开关S2时认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的2
3
，则流过电阻箱的电流为满偏电
流的1
3
，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则：
g0
1
R
2
R
=
闭合开关S2时整个电路电阻变小，电路电流变大，大于300μA，当表头G示数为200μA时，流过电阻箱的电流大于100μA，电阻箱阻值小于表头G电阻的一半，实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值的一半，因此表头G内阻测量值偏小；
(2)[5]把微安表改装成0.3A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为：
6
6
30010500
0.5
0.33010
g g
g
I R
R
I I
-
-
⨯⨯
==Ω=Ω
--⨯
(3)[6]改装后电流表内阻为：
6
A
30010500
0.5
0.3
g g
I R
R
I
-
⨯⨯
==Ω=Ω
微安表量程为300μA，改装后电流表量程为0.3A，量程扩大了1000倍，微安表示数为250μA时，流过电流表的电流为：
250×10-6×1000A=0.25A
由图乙所示电路图可知，待测电阻阻值为
X A
1.20
R0.5 4.3
0.25
U
R
I
=-=Ω-Ω=Ω
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．2018年9月23日“光纤之父”华人科学家高琨逝世，他一生最大的贡献是研究玻璃纤维通讯．光纤在转弯的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成
3
4
圆环，已知玻璃的折射率为2，光在真空中的速度为c，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出．求：
①圆环内径R的最小值；
②在①间的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间．
21
-
；
5R
c
．
【解析】
【详解】
①从A端最下方入射的光线发生全反射时其他光线能发生全反射，根据几何关系得
sinθ=R R d + 设全反射临界角为C ，则要使A 端垂直入射的光线全部从B 端射出，必须有 θ≥C 根据临界角公式有sinC=
1n 因此有：sinθ≥sinC
即有R R d +≥1n
； 解得：R≥1
d n -=21- 所以R 的最小值为21
-． ②在①问的情况下，θ=45°，R=
21-．如图所示．
光在光纤内传播的总路程为2252光在光纤内传播速度为v=c n 2c 所以所求时间为t=S v =5R c
16．一赛艇停在平静的水面上，赛艇前端有一标记P 离水面的高度为h 1=0.6m ，尾部下端Q 略高于水面；赛艇正前方离赛艇前端1s =0.8m 处有一浮标，示意如图．一潜水员在浮标前方2s =3.0m 处下潜到深度为2h 时，看到标记刚好被浮标挡住，此处看不到船尾端Q ；继续下潜h ∆=2.0m ，恰好能看见Q 。

（已知水的折射率n=43
）求 ①深度2h ；
②赛艇的长度l 。

（可用根式表示）
【答案】①4m ；②247(
3.8)m -。

【解析】
【分析】
【详解】 ① 设过P 点光线，恰好被浮子挡住时，入射角、折射角分别为：α、β，如图所示
由几何关系有
1
2211sin αs h =+，22222sin βs h =+根据光的折射定律可知 sin sin n αβ=43
= 联立解得
h 2=4m
② 潜水员和Q 点连线与水平方向夹角刚好为临界角C ，则有
13sin 4
C n == 根据几何关系有
122tan s s l C h h
++=+∆ 联立解得
247( 3.8)m l =-
17．实验室内有一容积为0V 的储气罐，里面充有压强为06p 的空气（可视为理想气体），现用该储气罐给原来气体压强为0p 的篮球充气，使篮球内气体的压强达到01.5p 。

已知每个篮球的体积为014
V 。

不考虑温度变化及篮球体积的变化。

（1）求给两个篮球充气后，储气罐中气体的压强大小?
（2）该储气罐最多能给几个这种篮球充足气？
【答案】（1）05.75p ；（2）36
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设给两个篮球充气后储气罐中气体的压强大小为p ，由于温度不变，则根据理想气体状态方程有 000000011622 1.544
p V p V p V pV +⋅=⨯⋅+ 解得
05.75p p =
（2）设该储气罐最多能给n 个这种篮球充足气，温度不变根据理想气体状态方程有
00000000116 1.5 1.544
p V np V n p V p V +⋅=⋅⋅+ 解得
36n =。