江西省上饶市2021届新高考物理二模考试卷含解析

江西省上饶市2021届新高考物理二模考试卷
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，两个相同材料制成的水平摩擦轮A 和B ，两轮半径R A =2R B ，A 为主动轮．当A 匀速转动时，在A 轮边缘处放置的小木块恰能相对静止在A 轮的边缘上，若将小木块放在B 轮上让其静止，木块离B 轮轴的最大距离为（ ）
A ．/8
B R B ．/2B R
C ．B R
D ．/4B R
【答案】B 【解析】
摩擦传动不打滑时，两轮边缘上线速度大小相等，根据题意有：两轮边缘上有：R A ωA =R B ωB ，所以：ωB ＝ A B
R
R ωA ，因为同一物体在两轮上受到的最大摩擦力相等，根据题意有，在B 轮上的转动半径最大为r ，
则根据最大静摩擦力等于向心力有：mR A ωA 2＝mrωB 2，得：2222()A A B B
A A A B
R R R r R R R ωω＝＝＝
，故ACD 错误，B 正确；故选B ．
点睛：摩擦传动时，两轮边缘上线速度大小相等，抓住最大摩擦力相等是解决本题的关键．
2．如图所示，一个质量为m ，带电量为+q 的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点A 、B 、C ，粒子在A 、B 两点的速率均为2v 0，在C 点的速率为v 0，已知AB=d ，匀强电场在ABC 平面内，粒子仅受电场力作用。

则该匀强电场的场强大小为（ ）
A ．20
mv qd
B ．20
2mv qd
C ．20
2mv qd
D ．203mv qd
【答案】D 【解析】 【详解】
粒子在A 、B 两点速度大小相同，说明A 、B 两点处于同一等势面上，电场线与等势面处处垂直，所以
匀强电场的方向应与AB 边垂直，根据AB d =，可知直角边为22d
，高为2
d ，应用动能定理 22
0011(2)222
d qE
m v mv =- 求出电场的场强大小为
2
03mv E qd
=
ABC 错误，D 正确。

故选D 。

3．某气体星球的半径为R ，距离星球中心2R 处的P 点的重力加速度为g 。

若该星球的体积在均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且密度均匀。

当星球半径膨胀为3R 时，P 点的重力加速度为g '。

已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。

则g '与g 的比值为（ ） A ．
13
B ．1
C ．
94
D ．
827
【答案】D 【解析】 【详解】
设P 点放置质量为m 的物体，则有
2
(2)
GMm
mg R = 解得
2
(2)GM
g R =
① 如图所示，星球膨胀后质量不变，有
34
π(3)3
M R ρ'=⋅
P 点以下球体质量为
34
π(3)3
M R R ρ''=⋅-
解得
827
M M '=
827
g g '=
则
827
g g '= 所以D 正确，ABC 错误。

故选D 。

4．电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。

为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c ．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）。

图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。

现于流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。

当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U 表示测得的电压值。

则可求得流量为（ ）
A ．bU B
B ．cU B
C ．2c U bB
D ．2b U cB
【答案】A 【解析】 【详解】
将流量计上、下两表面分别与一电压表（内阻很大）的两端连接，U 表示测得的电压值，
那么电动势E ＝U ；根据粒子平衡得，
U qvB q c = 联立两式解得，U v cB
=。

则流量Q ＝vS ＝vbc ＝bU
B ．故
A 正确，BCD 错误。

5．三个相同的建筑管材（可看作圆柱体）静止叠放于水平地面上，其截面示意图如图所示，每个管材的质量均为m 。

各管材间接触，设管材间光滑、管材与地面间粗糙。

对此下列说法中正确的是（ ）
A ．管材与地面接触处的压力大小为33mg
B ．上下管材接触处的压力大小为3
3
mg C ．管材与地面接触处没有摩擦力
D ．下方两管材之间一定有弹力
【解析】 【详解】
A ．由对称性知，上面管材的受力情况左右对称，下面两个管材的受力情况相同。

整体分析三个管材竖直方向受力平衡，有
23F mg =地
则
32
F mg 地=
即管材与地面接触处的压力大小为
3
2
mg ，选项A 错误； B ．隔离上面管材，其受力如图所示，则
132cos303
mg
F mg
==o 下
选项B 正确；
CD ．隔离下面左管材。

若左右两管材间不挤压，则下方两管材之间没有弹力，左管材受力如图所示，地面对其有静摩擦力f F 。

若左右两管材间挤压，则两管之间有弹力，地面对其的静摩擦力f F 更大，选项CD 错误。

故选B.
6．如图所示为四分之一圆柱体OAB 的竖直截面，半径为R ，在B 点上方的C 点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D 点与圆柱体相切，OD 与OB 的夹角为60°，则C 点到B 点的距离为( )
A ．R
B ．
2
R
C ．
34
R D ．
4
R 【答案】D 【解析】
由几何知识求解水平射程．根据平抛运动的速度与水平方向夹角的正切值得到初速度与小球通过D 点时竖直分速度的关系，再由水平和竖直两个方向分位移公式列式，求出竖直方向上的位移，即可得到C 点到B 点的距离． 【详解】
设小球平抛运动的初速度为v 0，将小球在D 点的速度沿竖直方向和水平方向分解，则有
tan 60y v v =︒，
解得：
gt
v = 小球平抛运动的水平位移： x ＝Rsin 60°，x ＝v 0t ， 解得：
202Rg v =
，2
32
y Rg v =， 设平抛运动的竖直位移为y ，
2
2y v gy =，
解得：
34
R
y =
， 则
BC ＝y －(R －Rcos 60°)=4
R ， 故D 正确，ABC 错误． 【点睛】
本题对平抛运动规律的直接的应用，根据几何关系分析得出平抛运动的水平位移的大小，并求CB 间的距离是关键．
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，水平传送带以大小为v 的速率沿顺时针匀速运行，一个小物块从传送带的右端点A 以大小为2v 的速度向左滑上传送带，小物块滑到传送带正中间时速度减为零。

已知小物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，则下列说法正确的是
A ．,A
B 两点间的距离为2
2v g
μ
B ．小物块在传送带上运动时与传送带的相对位移为2
92v g
μ
C ．要使小物块从传送带左端点B 滑离，小物块在右端点A 滑上传送带的速度至少为3v
D ．增大传送带的速度(仍小于2v )，小物块与传送带间相对运动的时间变长 【答案】BD 【解析】 【详解】
A.物块向左滑动时，做加速度大小为a g μ=的匀减速直线运动,则传送带的长为
22
(2)422v v L a g
μ=⨯=
故A 错误；
B.物块向左滑动时，运动的时间
122v v t a g
μ=
= 这段时间内相对位移
22
124v v x vt g g
μμ=+=相
当物块向右运动时，加速的时间为
2v v t a g
μ=
= 这段时间内的相对位移为
22
22
22v v x vt a g
μ=-=相
因此总的相对位移为2
92v g
μ，故B 正确；
C.要使物块从传送带左端点B 滑离，物块在右端点A 滑上传送带的速度至少为
222v aL v '==
故C 错误；
D.增大传送带的速度(仍小于2v )，物块向左相对传送带运动的时间不变，向右相对传送带运动的时间变长，因此物块与传送带相对运动的总时间变长，故D 正确。

8．如图所示，半径为R 的
1
4
圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，过(－2R ，0)点垂直x 轴放置一线型粒子发射装置，能在0<y<R 的区间内各处沿x 轴正方向同时发射出速度均为ν、带正电的同种粒子，粒子质量为m ，电荷量为q 。

不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。

若某时刻粒子被装置发射出后，经过磁场偏转恰好击中y 轴上的同一位置，则下列说法中正确的是
A ．粒子击中点距O 点的距离为R
B ．磁场的磁感应强度为
mv
qR
C ．粒子离开磁场时速度方向相同
D ．粒子从离开发射装置到击中y 轴所用时间t 的范围为2R v ＜t<()22R v
π+
【答案】ABD 【解析】 【详解】
由题意，某时刻发出的粒子都击中的点是y 轴上同一点，由最高点射出的只能击中（0，R ），则击中的同一点就是（0，R ），即粒子击中点距O 点的距离为R ，所以A 选项正确。

从最低点射出的也击中（0，R ），
那么粒子做匀速圆周运动的半径为R ，由洛仑兹力提供向心力得：2
v qvB m R
＝，则磁感应强度mv B qR = ，所以选项B 正确。

粒子运动的半径都相同，但是入射点不同，则粒子离开磁场时的速度方向不同，选项C 错误；显然偏转角最大的时间最长，显然从最低点射出的粒子偏转90°，在磁场中的时间最长，最长时间为12114422R R R R
t T v v v v ππ++
⨯＝＝+＝。

从最高点直接射向（0，R ）的粒子时间最短，则最短的时间为
22R t v
＝，所以选项D 正确。

故选ABD 。

【点睛】
看起来情况比较复杂，但涉及的问题却是常规问题，本题的关键点是粒子源发出的粒子是速度大小和方向均相同，则其做匀速圆周运动的半径相同，在从最低点的特殊情况就能知道相同的半径就是圆弧的半径，
再结合周期公式能求出最长和最短时间。

9．如图为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P 是平衡位置在x=1.0m 处的质点，Q 是平衡位置在x=4.0m 处的质点，图乙为质点Q 的振动图象，则下列说法正确的是_______ ．
A ．这列波的波长是8m ，周期是0.2s ，振幅是10cm
B ．在t=0时，质点Q 向y 轴负方向运动
C ．从t=0.1到t=0.25s ，该波沿x 轴正方向传播了6m
D ．从t=0.1到t=0.25s ，质点P 通过的路程为30cm E.质点Q 简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt （国际单位） 【答案】AC
E 【解析】 【分析】
由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅；根据振动图像可求解波的转播方向和传播的距离；质点在一个完整周期中运动的路程为4A ； 【详解】
由图像可知，这列波的波长是8m ，周期是0.2s ，振幅是10cm ，选项A 正确；由Q 点的振动图像可知，在t=0时，质点Q 向y 轴正方向运动，可知波向x 轴正向传播，选项B 错误；波速
8
/40/0.2
v m s m s T
λ
=
=
=，从t=0.1到t=0.25s ，该波沿x 轴正方向传播了400.156x vt m m ==⨯=，选项C 正确；从t=0.1到t=0.25s 经历了0.15s=
3
4
T ，但是因P 点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点P 通过的路程不等于3A=30cm,选项D 错误；2=10/rad s T
π
ωπ=，则质点Q 简谐运动的表达式为y =0.10sin10πt （国际单位），选项E 正确；故选ACE. 【点睛】
本题关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系．要知道质点做简谐运动时，只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点，在3/4周期内振动的路程才是3A ． 10．一列简谐橫波沿x 轴正方向传播，已知0t =时的波形如图所示，波上有P 、Q 两点，其纵坐标分别为2cm 2cm P Q y y ==-，，下列说法中正确的是
A ．P 点的振动形式传到Q 点需要
2
T B ．P 、Q 在振动的过程中的任一时刻，位移的大小总相同
C ．在54T
内，P 点通过的路程为20cm D ．经过38
T
，Q 点回到平衡位置
【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】
由图看出,P 、Q 两点平衡位置间的距离等于半个波长,因简谐波传播过程中,在一个周期内传播一个波长,所
以振动形式从P 传到Q 需要半个周期
2
T
,故A 正确；P 、Q 的振动情况总是相反,所以在振动过程中,它们的位移大小总是相等,故B 正确；若图示时刻P 在平衡位置或最大位移处,在54
T
内,P 点通过的路程
为:554cm 20cm S A ==⨯= ,而实际上图示时刻,P 点不在平衡位置或最大位移处, 在54
T
内，P 点通过
的路程不等于20cm ，故C 错误；图示时刻,Q 点向下运动,速度减小,所以从图示位置运动到波谷的时间大于
8T ,再从波谷运动到平衡位置的时间为4T
,所以经过38
T ,Q 点没有回到平衡位置.故D 错误.故选AB 11．关于扩散现象，下列说法正确的是（ ） A ．温度越高，扩散进行得越快
B ．扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C ．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D ．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生 E.液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的 【答案】ACD 【解析】 【详解】
A ．根据分子动理论，温度越高，扩散进行得越快，故A 正确；
B ．扩散现象不是化学反应，故B 错误；
C ．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，故C 正确；
D ．扩散现象在气体、液体和固体中都能发生，故D 正确；
E ．液体中的扩散现象不是由于液体的对流形成的，是液体分子无规则运动产生的，故E 错误； 故选ACD 。

【点睛】
本题主要是分子动理论，理解扩散现象的本质是分子无规则热运动。

12．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
D ．导线a 、b 、c 上通有的电流大小关系为I a ＝2I b ＝2I c 【答案】BD 【解析】 【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
3
2
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
1
2
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
12a 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 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．如图所示为一简易多用电表的电路图。

图中E 是电池，R 1、R 2、R 3、R 4和R 5是定值电阻，其中R 3=20Ω，R 0为滑动变阻器。

表头G 的满偏电流为I 0=250 μA 、内阻为r 0=600Ω。

A 端和B 端分别与两表笔相连，该多用电表有5个挡位，其中直流电流挡有1 mA 和2.5 mA 两挡。

为了测量多用电表内电池电动势和内阻，还备有电阻箱R （最大阻值为99999.9Ω）。

(1)由以上条件可算出定值电阻R 1 =____Ω、R 2=____Ω。

(2)将选择开关与“3”相连，滑动R 6的滑片到最下端b 处，将两表笔A 、B 接在电阻箱上，通过调节电阻箱的阻值R ，记录不同阻值R 和对应的表头示数I 。

在坐标纸上，以R 为横坐标轴，以______为纵坐标轴，把记录各组I 和R 描绘在坐标纸上，平滑连接，所得图像为一条不过原点的直线。

测得其斜率为k 、纵截距为b ，则多用电表内电池的电动势和内阻分别为_____和__。

（用k 、b 和已知数据表示）
【答案】80 120
1I 4k
170b k - 【解析】
【详解】 (1)[1][2]．选择开关与“1”、“2”相连时为电流表，量程分别为2.5mA 和1mA 。

根据串、并联电路特点有 ()02001
2.5mA I R r I R ++= 00012
1mA r I R I R +=+ 联立解得
180R =Ω
2120R =Ω。

(2)[3]．选择开关与“3”相连，量程为1mA ，根据并联电路特点可知1R 、2R 串联后与表头并联的总电阻为0014R r =，通过电源的电流为通过表头电流I 的4倍。

根据闭合电路欧姆定律有 ()034E I r R R R =+++
变形为
()03414R R r R I E E
++=+ 由此可知横轴为R ，则纵坐标轴为
1I。

[4][5]．斜率 4k E
= 纵截距
()034R R r b E
++= 解得
4E k
=
170b r k =- 14．用图甲所示装置探究动能定理。

有下列器材：A ．电火花打点计时器；B ．220V 交流电源；C ．纸带；D ．细线、小车、砝码和砝码盘；E.一端带滑轮的长木板、小垫木；F.刻度尺。

甲 乙
(1)实验中还需要的实验器材为________。

(2)按正确的实验操作，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙，图中数据x A 、x B 和x AB 已测出，交流电频率为f ，小车质量为M ，砝码和砝码盘的质量为m ，以小车、砝码和砝码盘组成系统为研究对象，从A 到B 过程中，合力做功为________，动能变化量为________，比较二者大小关系，可探究动能定理。

【答案】天平 mgx AB
()()22218
B A M m f x x +- 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]因为需要测量小车以及砝码和砝码盘的质量，所以实验中还需要的实验器材为天平。

(2)[2]以小车、砝码和砝码盘组成系统为研究对象，平衡摩擦力后，系统所受合外力做的功为
AB W mgx =
[3]匀变速直线运动的某段时间内，中间时刻速度等于平均速度
122
2A A A A x x x v f T f
===⋅⋅ 122
2B B B B x x x v f T f =
==⋅⋅ 其动能变化量为
()()()()22222k 111228
B A B A E M m v M m v M m f x x ∆=+-+=+- 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．粗糙绝缘的水平地面上有一质量为m 的小滑块处于静止状态、其带电量为q(q>0)。

某时刻，在整个空间加一水平方向的匀强电场，场强大小为mg
q E =。

经时间t 后撤去电场，滑块继续滑行一段距离后停
下来。

已知滑块与地面间的动摩擦因数为0.5μ=，重力加速度为g ，求滑块滑行的总距离L 。

【答案】212
L gt =
【解析】
【详解】
设滑块的质量为m ，电场撤去前后过程，滑块的加速度分别为12、a a ，全过程的最大速度为v ； 加速过程，对滑块根据牛顿第二定律可得 1qE mg ma μ-=.
由运动学公式
1v a t =
此过程的位移
21112
x a t = 撤去电场后，对滑块根据牛顿第二定律可得
2mg ma μ=
由运动学公式
2222v a x =
故
12
2 1
2
L x x gt
=+=.
16．如图所示，在直角坐标系xOy平面内第一、三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。

两个电荷量均为q、质量均为m的带负电粒子a、b先后以v0的速度从y轴上的P点分别沿x轴正方向和负方向进入第一象限和第二象限，经过一段时间后，a、b两粒子恰好在x 负半轴上的Q点相遇，此时a、b两粒子均为第一次通过x轴负半轴，P点离坐标原点O的距离为d，已
知磁场的磁感应强度大小为0
2
mv
B
qd
=，粒子重力不计，a、b两粒子间的作用力可忽略不计。

求：
（1）粒子a从P点出发到达Q点的时间t；
（2）匀强电场的电场强度E的大小。

【答案】（1）
30010
3603
d
t T
v
π
︒
==
︒（2）
2
2
3
mv
E
qd
=
【解析】
【详解】
（1）粒子a进入磁场后做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
由
2
v
qv B m
R
=得R=2d
设粒子做圆周运动的周期为T
00
24
R d
T
v v
ππ
==
粒子a的运动轨迹如图所示，由几何关系可得粒子a做圆周运动对应的圆心角300
θ=︒
则粒子a从P点出发到达Q点的时间
30010
3603
d
t T
v
π
︒
==
︒
（2）粒子b 做类平抛运动，设粒子b 到达Q 点所用的时间为1t
在x 轴方向有012sin 60x d v t =︒=
在y 轴方向有2112d
at = 由牛顿第二定律知F=qE=ma 联立可得2023mv E qd
= 17．如图，内横截面积为S 的圆桶容器内下部盛有密度为ρ的某种液体，上部用软塞封住一部分气体，两端开口的薄壁玻璃管C 下端插入液体中，上端从软塞中穿出与大气相通。

气缸B 的下端有小孔通过一小段导管D 与A 中气体相通，面积为S 4
，不计重力的轻活塞封住了一部分气体。

开始C 内外的液面等高，A 内气柱的长度为h ，保持温度不变，缓慢向下压B 内的活塞，当活塞到达B 底时，C 内液体刚好上升到A 的内上表面，此时C 的下端仍在A 的液体中。

外界气压为p 0，重力加速度为g ，玻璃管C 的横截面积为0.1S ，不计导管D 内气体的体积。

求：
(1)此时作用在活塞上的压力；
(2)开始时气缸B 内气体的长度。

【答案】 (1)01094S p gh ρ⎛⎫+ ⎪⎝⎭；(2)024059gh h p ρ⎛⎫+ ⎪⎝⎭。

【解析】
【详解】
(1)设容器A 内的液面下降了H ，则
H （S-0.1S)=h （0.1S ）
被封气体原来的的压强p 1=p 0，容器A 内的液面下降了H 后气体的压强 20P p g h H ρ=++（）
作用在活塞上的压力
24
S F p = 整理得：
01094
S F p gh ρ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭； (2)设开始时B 内气体的长度为L ，则开始时A 及B 内气体的总体积为 1(0.1)4
S V h S S L
=-+ 后来的气体的体积为 2()(0.1)V H h S S =+-
根据玻意耳定律
1122pV p V =
开始时气缸B 内气体的长度
02405
9gh L h p ρ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭。