黑龙江省佳木斯市2021届新高考第二次质量检测物理试题含解析

黑龙江省佳木斯市2021届新高考第二次质量检测物理试题
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．如图所示为六根与水平面平行的导线的横截面示意图，导线分布在正六边形的六个角，导线所通电流
B，则正六边形中心O处磁感应强度的大小方向已在图中标出。

已知每条导线在O点磁感应强度大小为
和方向（）
A．大小为零
2B，方向沿x轴负方向
B．大小
4B，方向沿x轴正方向
C．大小
4B，方向沿y轴正方向
D．大小
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
根据磁场的叠加原理，将最右面电流向里的导线在O点产生的磁场与最左面电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B1；
同理，将左上方电流向外的导线在O点产生的磁场与右下方电流向里的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B2；
将右上方电流向里的导线在O点产生的磁场与左下方电流向外的导线在O点产生的磁场进行合成，则这两根导线的合磁感应强度为B3。

如图所示：
根据磁场叠加原理可知
12302B B B B ===
由几何关系可知B 2与B 3的夹角为120°，故将B 2与B 3合成，则它们的合磁感应强度大小也为2B 0，方向与B 1的方向相同，最后将其与B 1合成，可得正六边形中心处磁感应强度大小为4 B 0，方向沿y 轴正方向. 选项D 正确，ABC 错误。

故选D 。

2．a 、b 为两只相同的灯泡，L 为理想电感线圈（线圈电阻不计连），连接成如图所示的电路。

下列判断正确的是（ ）
A ．闭合开关的瞬间，a 灯比b 灯亮
B ．闭合开关的瞬间，a 灯和b 灯亮度相同
C ．断开开关后，b 灯立即熄灭
D ．断开开关后，a 灯和b 灯逐渐变暗直至熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】 AB ．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，b 立即变亮，由于线圈的阻碍，流过a 灯泡的电流逐渐增加，故其亮度逐渐增加，最后稳定，二者亮度相同，故A 错误，B 错误；
CD ．开关在断开瞬间，线圈相当于电源，电流大小从a 稳定时的电流开始减小，由于a 与b 是相同的，所以电路中的电流稳定时两个支路的电流值相等，所以在开关由闭合至断开，在断开瞬间，a 、b 灯都逐渐熄灭，不能再闪亮一下，故C 错误，D 正确。

故选D 。

3．下列说法正确的是（ ）
A ．光导纤维传输信号是利用光的干涉现象
B ．用三棱镜观测光谱是利用光的折射现象
C ．一束单色光经由空气射入玻璃后速度不变，波长变短
D ．光的干涉现象和光电效应都是光具有波动性的表现
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．光导纤维的内芯是光密介质，外层是光疏介质，光导纤维传输信号是利用光的全反射现象，故A 错误；
B ．用三棱镜观测光谱是利用光的折射现象，故B 正确；
C ．由于c n v
=，一束单色光经由空气射入玻璃后速度变小，但是光频率不变，则波长变短，故C 错误； D ．光的干涉现象是光具有波动性的表现，光电效应是光具有粒子性的表现，选项D 错误。

故选B 。

4．港珠澳大桥(Hong Kong －Zhuhai －Macao Bridge)是中国境内一座连接香港、珠海和澳门的桥隧工程。

2018年2月6日，港珠澳大桥主体完成验收，于同年9月28日起进行粤港澳三地联合试运。

大桥设计使用寿命120年，可抵御8级地震、16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮。

假设一艘质量为m 的轮船由于失控，以速度v 撞向大桥(大桥无损)，最后没有反弹而停下来，事故勘察测量轮船发现迎面相撞处凹下去d 的深度，那么可以估算出船对桥的平均撞击力F ，关于F 的表达式正确的是( )
A ．2
2mv d
B ．2
mv d
C ．2mv d
D ．mv
【答案】A
【解析】
【分析】
根据动能定理进行解答。

【详解】 根据动能定理可得212Fd mv =，解得2
2mv F d
=，故选A. 5．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
()222113636
6n 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．
6．2019年4月10日，世界上第一张黑洞照片诞生了，证实了神秘天体黑洞的存在。

黑洞是宇宙中质量巨大的一类天体，连光都无法逃脱它的引力束缚。

取两天体相距无限远时引力势能为零，引力势能表达式为p GMm E r
=- ，已知地球半径R=6400km ，光速c=3x108m/s 。

设想把地球不断压缩（保持球形不变），刚好压缩成一个黑洞时，地球表面的重力加速度约为（ ）
A ．7×109m/s 2
B ．7×1010m/s 2
C ．1.4×1010m/s 2
D ．1.4×1011m/s 2
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
在地球表面有 2Mm G mg R
= 解得
2GM gR =①
连光都无法逃脱它的引力束缚，故有
21''2c GMm m R
v = 解得
212c v GM R
=② 联立①②
16
92269107.010m /s 22 6.410
c g R v ⨯==≈⨯⨯⨯ A 正确BCD 错误。

故选A 。

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，装有水的杯子从倾角α = 53°的斜面上滑下，当水面稳定时，水面与水平面的夹角β = 16°。

取重
力加速度g = 10 m/s 2，sin53°
= 0.8，sin16°= 0.28，则
A ．杯子下滑的加速度大小为2.8 m/s 2
B ．杯子下滑的加速度大小为3.5 m/s 2
C ．杯子与斜面之间的动摩擦因数为0.75
D ．杯子与斜面之间的动摩擦因数为0.87
【答案】BC
【解析】
【详解】
取水平面的一质量为m 的小水滴为研究对象，
由正交分解法结合牛顿第二定律可得：sin 53sin 37mg N ma o o -=； cos53cos37mg N =o o 解得
a=3.5m/s 2；对杯子和水的整体，由牛顿第二定律：sin 5353Mg Mgcos Ma μ-=o o 解得μ=0.75，故选BC.
8．两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为
2.50Hz ，图示时刻平衡位置x ＝3m 处的质点正在向上振动。

则下列说法正确的是（ ）
A ．实线波沿x 轴正方向传播，虚线波沿x 轴负方向传播
B ．两列波在相遇区域发生干涉现象
C ．两列波的波速均为25m/s
D ．从图示时刻起再过0.025s ，平衡位置x ＝1.875m 处的质点将位于y ＝30cm 处
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．图示时刻平衡位置x=3m 处的质点正在向上振动，根据波动规律可知，实线波沿x 轴正方向传播，则虚线波沿x 轴负方向传播，故A 正确；
B ．介质决定波速，两列波传播速度大小相同，由图可知，实线波的波长λ1=6m ，虚线波的波长λ2=9m ，由v=λf 可知，实线波和虚线波的频率之比为
f 1：f 2=λ2：λ1=3：2
由于f 1不等于f 2，故两列波在相遇区域不会发生稳定的干涉现象，故B 错误；
C ．实线波的频率为2.50Hz ，波长λ1=6m ，则波速
115m/s v f λ==
故C 错误；
D ．实线波波峰传到平衡位置x ＝1.875m 处的质点所用时间为
1 1.875 1.5s 0.025s 15
t -== 虚线波波峰传到平衡位置x ＝1.875m 处的质点所用时间为 2 2.25 1.875s 0.025s 15t -=
= 说明从图示时刻起再过0.025s ，平衡位置x ＝1.875m 处的质点处于波峰位置，由波的叠加可知，平衡位置x ＝1.875m 处的质点将位于y ＝30cm ，故D 正确。

故选AD 。

9．如图所示，甲图为沿x 轴传播的一列简谐横波在t ＝0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P 的振动图象，则下列判断正确的是（ ）
A ．该波的传播速率为4m/s
B ．该波的传播方向沿x 轴正方向
C ．经过0.5s ，质点P 沿波的传播方向向前传播2m
D ．该波在传播过程中若遇到4m 的障碍物，能发生明显衍射现象
【答案】AD
【解析】
【详解】
A ．由甲图读出该波的波长为λ＝4 m ，由乙图读出周期为T ＝1 s ，则波速为
v ＝T
＝4 m/s 故A 正确；
B ．在乙图上读出t ＝0时刻P 质点的振动方向沿y 轴负方向，在甲图上判断出该波的传播方向沿x 轴负方向，故B 错误；
C ．质点P 只在自己的平衡位置附近上下振动，并不沿波的传播方向向前传播，故C 错误；
D ．由于该波的波长为4 m ，与障碍物尺寸相差不多，能发生明显的衍射现象，故D 正确。

故选AD 。

10．下列说法中正确的是（ ）
A ．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在势能的缘故
B ．物体温度升高时，速率小的分子数目减小，速率大的分子数目增多
C ．一定量的100C o 的水变成100C o 的水蒸气，其分子平均动能增加
D ．物体从外界吸收热量，其内能不一定增加
E.液晶的光学性质具有各向异性
【答案】BDE
【解析】
【详解】
A. 气体如果失去了容器的约束就会散开，是因为分子间距较大，相互的作用力很微弱，而且分子永不停息地做无规则运动，所以气体分子可以自由扩散；故A 错误.
B. 温度从微观角度看表示了大量分子无规则运动的剧烈程度，物体温度升高时，速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增多；故B 正确.
C. 一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，因温度不变则分子平均动能不变，由于吸热，内能增大，则其分子之间的势能增大；C 错误.
D. 物体从外界吸收热量，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知其内能不一定增加；故D 正确.
E. 液晶的光学性质具有晶体的各向异性；故E 正确.
故选BDE.
【点睛】
解决本题的关键要掌握分子动理论、热力学第一定律等热力学知识，要对气体分子间距离的大小要了解，气体分子间距大约是分子直径的10倍，分子间作用力很小．
11．一列简谐横波，沿x 轴正向传播，位于原点的质点的振动图象如图1所示；图2为该波在某一时刻的波形图，A 点位于x ＝0.5 m 处。

下列说法正确的是_______
A．由图1可知，位于原点的质点振动的振幅是16cm
B．位于原点的质点振动的周期是0.2s
C．由图1，在t等于周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移为零
D．该波的传播速度是20m/s
E.由图2可知，经过周期后，A点离开平衡位置的位移是-8cm。

【答案】BCE
【解析】
【详解】
A.振幅是质点偏离平衡位置的最大距离，由图1读出振幅A=8cm；故A错误.
B.质点完成一个全振动的时间叫做一个周期，从振动图象中可以看成周期；故B正确.
C.当时，坐标原点的质点处在平衡位置向下运动，所以y=0；故C正确.
D.从图2中可以看出波长，所以波速；故D错误.
E.经过半个周期后，处于波峰的A质点运动到波谷位置，则离开平衡位置的位移为8cm，方向向下；故E 正确.
12．两相距2R、电量相等的点电荷Q1、Q2放在水平轴线上，Q1带负电，Q2带正电，O为两者中点。

以Q1为圆心、半径为R的球面上有a、b、c三位置，a、Q1、Q2在同一竖直平面内，b、c、Q1在同一水平平面内，且a、b连线与水平轴垂直，b、c连线与水平轴平行，a、O相距为R，如图所示。

下列说法正确的是( )
A．a、b两处电势相等B．b、c两处电势相等
C．a、b两处场强大小相等D．b、c两处场强大小相等
【答案】AC
【解析】
【详解】
AB ．在1Q 产生的电场中，a 、b 、c 三点等势，在2Q 产生的电场中，a 、b 等势且高于c 点电势，故A 正确，B 错误；
C ．由对称性可知，a 、b 两点场强大小相等，方向不同，故C 正确；
D ．b 、c 与1Q 等距，距2Q 的距离b 近c 远，由平行四边形定则可知，b 点场强大于c 点，故D 错误。

故选AC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学为了将一量程为3V 的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表．
（1）先用如图a 所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12 kΩ时，电压表指针指在如图b 所示位置，则电压表的读数为____V ．由以上数据可得电压表的内阻R V ＝____kΩ.
（2）将图a 的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c 所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为____（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1 V”处对应的电阻刻度为____kΩ.
（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将____．
A.偏大
B.偏小
C.不变
D.无法确定
【答案】1.50 6 ∞ 1 C
【解析】
【详解】
（1）[1][2]由图（b ）所示电压表表盘可知，其分度值为0.1 V ，示数为1.50 V ；电源内阻不计，由图a 所示电路图可知，电源电动势：
E ＝U ＋IR ＝U ＋
V U R R 由题意可知：
E ＝3＋3v
R ×3 000
E ＝1.5＋1.5V
R ×12 000 解得R V ＝6 000 Ω＝6kΩ，E ＝4.5V
（2）两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为∞，当指针指向3V 时，电路中的电流为：
I g ＝36000
A ＝0.000 5 A 此时滑动变阻器的阻值： R ＝
1.50.0005Ω＝3 kΩ 当电压表示数为1 V 时，有：
1＝ 4.5
x v x V x y x y
R R R R R R R R R +++
解得R x ＝1 kΩ.
（3）[5][6]根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有：
I g ＝v E r R R ++＝()v
E r R R ++， 测量电阻时电压表示数为：
U ＝V x v V X y ()x x
R R E
R R R R r R R R ++++
欧姆表用一段时间调零时有：
I g ＝y E r R R +'
++， 测量电阻时：
U ＝()3V X V x Y X y x R R E
R R R R r R R R '''''++++
比较可知：
r ＋R ＝r′＋R′
所以若电流相同则R′x ＝R x ，即测量结果不变，故选C 。

14．某实验小组用如图甲所示的实验装置测定小木块与长木板间的动摩擦因数，主要实验操作如下：
①先将右端有固定挡板的长木板水平放置在实验桌面上，再将安装有遮光条的小木块用跨过长木板左端定滑轮的细绳与钩码相连接，保持桌面上细绳与长木板平行；
②光电门B 固定在离挡板较远的位置，光电门A 移到光电B 与挡板之间的某一位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放；
③用跟两光电门相连接的数字计时器记录遮光条通过光电门A 的时间△t 1，遮光条通过光电门B 的时间△t 2以及小木块从光电门A 运动到光电门B 的时间△t ；
④改变光电门A 的位置，重复以上操作，记录多组△t 1，△t 2和△t 值。

请回答以下几个问题：
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d 如图乙所示，则d=___cm ；
(2)实验测得遮光条经过光电门2的时间Δt 2保持不变，利用图象处理实验数据，得到如图丙所示的1
1t t -∆∆图象，其中图象纵轴截距为b ，横轴截距为c 。

实验测得钩码和木块的质量分别为m 和M ，已知当地重力加速度为g ，则动摩擦因数μ＝____。

【答案】1.010 ()bd mg m M c Mg -+⋅
【解析】
【详解】
(1)[1]遮光条宽度：
d=10mm+2×0.05mm=10.10mm=1.010cm.
(2)[2]设小木块运动的加速度为a ，由题知：
21d d a t t t =+⋅∆∆∆
解得：
1211a t t t d
=-⋅∆∆∆ 结合1
1t t -∆∆图象可以得到： a b d c
= 解得：
bd a c
= 根据牛顿第二定律得：
mg －μMg=（m+M ）a
结合bd a c
=，解得： ()bd mg m M c Mg
μ-+⋅
=。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．一固定的倾角为37︒的斜面，斜面长9m ，如图所示，斜面上一物体在大小为11N 沿斜面向上的拉力F 作用下，沿斜面向上加速运动，加速度大小为1m/s 2；如果将沿斜面向上的拉力改为1N ，物体加速向下运动，加速度大小仍为1m/s 2，取重力加速度g=10m/s 2，sin 37︒=0.6，cos 37︒=0.8，求：
(1)物体质量m 及物体与斜面间的动摩擦因数μ；
(2)若将物体从斜面顶端由静止释放，物体运动到斜面底端的时间t 。

【答案】 (1)1kg m =，0.5μ=；(2)3s
【解析】
【分析】
【详解】
(1)当F 1=11N 时，物体加速向上运动，有
1sin 37F mg f ma -︒-=
当F 2=1N 时，物体加速向下运动
2sin 37mg F f ma ︒--=
在斜面上运动，垂直斜面方向
N cos37F mg =︒
且
N f F μ=
解得0.5μ=，m=1kg 。

(2)由静止释放物体，物体加速下滑，加速度为a 1
1sin 37mg f ma ︒-=
2112a t l = 解得t=3s 。

16．如图所示，两条直线MN 与PQ 所夹区域内有两个不同的匀强磁场，磁场的直线边界OO '与MN 和PQ 均垂直。

一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子以某一初速度垂直MN 射入磁场1B ，受磁场力的作用，最终垂直于边界PQ 且从O Q '段射出。

已知：两磁场的磁感应强度分别为1100m B q π=、2200m B q
π=（各物理量单位均为国际单位制中的主单位），粒子进入磁场的初速度为20m/s v π=。

不计粒子重力，求：
(1)粒子在1B 、2B 磁场中运动的半径之比
(2)粒子在两磁场中运动的最短时间
【答案】 (1)2；(2)0.015s
【解析】
【详解】
(1)粒子在磁场内做圆周运动，根据牛顿第二定律则有
2
11v qvB m
r = 2
22
v qvB m r = 则两半径之比
12
2r r = (2)粒子在磁场内做圆周运动的轨迹如图，粒子交替在1B 与2B 磁场内做圆周运动，图示情景为最短时间
粒子在磁场内做圆周运动的周期分别为
11
2m T qB π= 222m T qB π=
由几何关系知，带电粒子在两磁场中运动时间分别为
112
T t = 222
T t = 则总时间为
120.015s t t t ==+
17．如图甲所示，水平足够长的平行金属导轨MN 、PQ 间距L ＝0.3 m 。

导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值R ＝0.8 Ω的固定电阻。

开始时，导轨上固定着一质量m ＝0.01 kg 、电阻r ＝0.4 Ω的金属杆cd ，整个装置处于磁感应强度B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。

现用一平行金属导轨平面的外力F 沿水平方向拉金属杆cd ，使之由静止开始运动。

电压采集器可将其两端的电压U 即时采集并输入电脑，获得的电压U 随时间t 变化的关系如图乙所示。

求：
（1）在t ＝4 s 时通过金属杆的感应电流的大小和方向；
（2）4 s 内金属杆cd 位移的大小；
（3）4 s末拉力F的瞬时功率。

【答案】（1）0.75 A由d指向c（2）12 m（3）0.765 W 【解析】
【详解】
（1）由题图乙可知，当t＝4 s时，U＝0.6 V
此时电路中的电流（通过金属杆的电流）
I＝U
R
＝0.75 A
用右手定则判断出，此时电流的方向由d指向c。

（2）由题图乙知
U＝kt＝0.15t
金属杆做切割磁感线运动产生的感应电动势E＝BLv 由电路分析：
U＝
R
R r +
E
联立以上两式得
v＝R r
BLR
+
×0.15t
由于R、r、B及L均为常数，所以v与t成正比，即金属杆在导轨上做初速度为零的匀加速直线运动，匀加速运动的加速度
a＝R r
BLR
+
×0.15＝1.5 m/s2
金属杆在0～4 s内的位移
x＝1
2
at2＝12 m。

（3）在第4 s末金属杆的速度v＝at＝6 m/s
金属杆受安培力
F安＝BIL＝0.112 5 N
由牛顿第二定律，对金属杆有F－F安＝ma
解得拉力
F＝0.127 5 N
故4 s末拉力F的瞬时功率P＝Fv＝0.765 W。