重庆市长寿区2021届新高考二诊物理试题含解析

重庆市长寿区2021届新高考二诊物理试题
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，空间存在垂直于斜面向下的匀强电场(图中未画出)，两个带电物块A和B位于图中位置，A固定于水平地面上，B置于光滑斜面上，B的重力为G。

则下列情况能让B在斜面上保持静止且让B对斜面的压力小于Gcosθ的是（）
A．A和B都带正电荷
B．A和B都带负电荷
C．A带正电荷，B带负电荷
D．A带负电荷，B带正电荷
【答案】B
【解析】
【详解】
CD．B能保持静止，说明B受到的合力为零，两物块A、B带异种电荷，B受到的合力不为零，CD错误；A．如果B带正电，则让B对斜面的压力大于Gcosθ，A错误；
B．如果B带正电，则让B对斜面的压力小于Gcosθ，B正确。

故选B。

2．如右图所示，固定着的钢条上端有一小球，在竖直平面内围绕虚线位置发生振动，图中是小球振动到的最左侧，振动周期为0.3s．在周期为0.1s的频闪光源照射下见到图像可能是（）
A．B．C．
D ．
【答案】C 【解析】
试题分析：振动的周期是0.3s ，而频闪的周期是0.1s ，所以在一个周期内有三幅不同的照片；振动的周期
是0.3s ，则角频率：22/0.3rad s T ππω=
＝， 0.1s 时刻对应的角度：1220.10.33rad ππθ⨯＝＝； 0.2s 时刻对应的角度：2240.20.33
rad ππ
θ⨯＝＝，可知，在0.1s 和0.2s 时刻小球将出现在同一个位置，都在平衡位置的右侧，所以在周期为0.1s 的频闪光源照射下见到图象可能是C 图．ABD 图都是不可能的．故选C. 考点：周期和频率
3．氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63 eV~3.10 eV 的光为可见光．要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为
A ．12.09 eV
B ．10.20 eV
C ．1.89 eV
D ．1.5l eV
【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】
由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光．故 1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=．故本题选A ．
4．一物块以某初速度沿水平面做直线运动，一段时间后垂直撞在一固定挡板上，碰撞时间极短，碰后物块反向运动。

整个运动过程中物块的速度随时间变化的v-t 图像如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A ．碰撞前后物块的加速度不变
B ．碰撞前后物块速度的改变量为2m/s
C ．物块在t=0时刻与挡板的距离为21m
D ．0~4s 内物块的平均速度为5.5m/s 【答案】C 【解析】 【分析】
根据速度图像的斜率分析物块的加速度。

读出碰撞前后物块的速度，即可求速度的改变量。

根据图像与时间轴所围的面积求物块在03s ~内的位移，即可得到物块在0t =时刻与挡板的距离。

根据04s ~内的位移来求平均速度。

【详解】
A ．根据v-t 图像的斜率大小等于物块的加速度，知碰撞前后物块的加速度大小相等，但方向相反，加速度发生了改变，故A 错误；
B ．碰撞前后物块的速度分别为v 1=4m/s ，v 2=-2m/s 则速度的改变量为：
216m/s v v v ∆=-=-
故B 错误；
C ．物块在0t =时刻与挡板的距离等于03s ~内位移大小为：
104
3m=21m 2
x +=
⨯ 故C 正确；
D ．04s ~内的位移为：
10421
3m-m=20m 22x +⨯=
⨯
平均速度为：
20m/s=5m/s 4
x v t =
= 故D 错误。

故选C 。

5．如图所示，从倾角为θ的斜面上的A 点，以水平速度0v 抛出一个小球，不计空气阻力，它落在斜面上B 点，重力加速度大小为g.则A 、B 两点间的距离和小球落到B 点时速度的大小分别为（ ）
A ．
20
2,cos v v g θB ．
20
2,cos v v g θ
C ．
202tan ,cos v v g θ
θ
D ．
202tan ,cos v v g θ
θ
【答案】C 【解析】 【详解】
设小球平抛运动时间为t ，则水平方向有
0x v t =
竖直方向有
212
y gt =
又
tan y
x
θ= 联立解得
02tan v t g θ=，002
2tan v x v t g
θ==
A 、
B 两点间的距离
2
02tan cos cos v x
s g θθθ
==
落到B 点时，小球竖直方向速度 02tan y v gt v θ==
合速度大小
v v ==
A ．
2
2,cos v v g θA 错误；
B ．
20
2,cos v v g θB 错误；
C ．
202tan ,cos v v g θ
θ与分析相符，故C 正确；
D ．
202tan ,cos v v g θ
θ
与分析不符，故D 错误； 故选：C 。

6．如图所示，在光滑水平面上一小球以某一速度运动到A 点，遇到一段半径为R 的1/4圆弧曲面AB 后，落到水平地面的C 点．已知小球没有跟圆弧曲面的任何点接触，则BC 的最小距离为（ ）
A ．R
B ．2R
C ．
22
R D ．（－1）R
【答案】D 【解析】
在A 点，小球开始离开圆弧曲面，只受重力，则有：2mg m v R
= 得：v gR =
,之后小球做平抛运动，则：2
1R 2gt =
，得：2t R
g
=则平抛运动的最小水平位移为：2x vt 2R R
gR g
==⨯
=, 所以BC 的最小距离为：(
)
d 21R =
-
A 、
B 、
C 错误；
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．图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。

图中R T 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R 1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。

则下列说法正确的是（ ）
A ．图乙所示电压的瞬时值表达式为u ＝51sin50πt(V)
B ．变压器原、副线圈中的电流之比为1：4
C ．变压器输入、输出功率之比为1：4
D ．R T 处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大 【答案】BD 【解析】
【分析】 【详解】
A ．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压51V ，周期0.02s ，故角速度是
2π
100πT
ω=
= 则
51sin100π(V)u t =
故A 错误； B ．根据
12
21
I n I n = 得，变压器原、副线圈中的电流之比
124
1I I = 故B 正确；
C ．理想变压器的输入、输出功率之比应为1：1，故C 错误；
D ．电压表测的是原线圈的电压即不变，则副线圈两端电压不变，R T 处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故D 正确。

故选BD 。

8．如图所示的光滑导轨，由倾斜和水平两部分在MM'处平滑连接组成。

导轨间距为L ，水平部分处于竖直向上、磁感应强度为B 的匀强磁场中，倾斜导轨连接阻值为R 的电阻。

现让质量为m 、阻值为2R 的金属棒a 从距离水平面高度为h 处静止释放。

金属棒a 到达磁场中OO'时，动能是该金属棒运动到MM'时动能的
1
4
，最终静止在水平导轨上。

金属棒a 与导轨接触良好且导轨电阻不计，重力加速度g ＝10m/s 2。

以下说法正确的是（ ）
A ．金属棒a 运动到MM'23BL
gh R
B ．金属棒a 运动到OO'时的加速度大小为222B L gh
a =C ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，电阻上产生的焦耳热为
1
3
mgh
D ．金属棒a 若从h 处静止释放，在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是，方向向左 【答案】ACD 【解析】 【详解】
A ．金属棒a 从静止运动到MM '的过程中，根据机械能守恒可得
2112
mgh mv =
解得金属棒a 运动到MM '时的速度为
1v =金属棒a 运动到MM '时的感应电动势为
1E BLv ==金属棒a 运动到MM '时的回路中的电流大小为
2E I R R =
=+故A 正确；
B ．金属棒a 到达磁场中OO '时的速度为
2112v v =
=金属棒a 到达磁场中OO '时的加速度大小为
222(2)B L v BIL
a m m R R ===
+ 故B 错误；
C ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，根据能量守恒可得产生的焦耳热等于重力势能的减小量，则有
Q mgh =
电阻上产生的焦耳热为
11
33
R Q Q mgh ==
故C 正确；
D ．金属棒a 从h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，规定向右为正方向，根据动量定理可得
10I mv =-安
可得
I =-安
在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是
2m gh ，方向向左，故D 正确； 故选ACD。

9．用一束波长为λ的绿光照射某极限波长为λo 的金属，能产生光电效应，下列说法正确的是（ ）
A ．该金属逸出功为W=hλo
B ．把这束绿光遮住一半，则逸出的光电流强度减小
C ．若改用一束红光照射，则不可能产生光电效应
D ．要使光电流为0，光电管两级至少需要加大小为11
()hc e o
λλ-的电压 【答案】BD 【解析】
该金属逸出功为：000
c
W hv h
λ==，故A 错误；光的强度增大，则单位时间内逸出的光电子数目增多，
遮住一半，光电子数减小，逸出的光电流强度减小，但仍发生光电效应，光电子最大初动能将不变，故C 错误，B 正确；光电效应方程为：0K hv W E =+，光速为：c v λ=，根据动能定理可得光电流为零时有：
C K eU E =，联立解得：011C hc U e λλ⎛⎫
=
- ⎪⎝⎭
，故D 正确．所以BD 正确，AC 错误． 10．如图所示，倾角θ=30°的斜面固定在地面上，长为L 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳AB 置于斜面上，与斜面间动摩擦因数3
μ=
，其A 端与斜面顶端平齐．用细线将质量也为m 的物块与软绳连接，给物块向下的初速度，使软绳B 端到达斜面顶端（此时物块未到达地面），在此过程中
A ．物块的速度始终减小
B ．软绳上滑
1
9
L 时速度最小 C ．软绳重力势能共减少了1
4
mgL
D ．软绳减少的重力势能一定小于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和 【答案】BCD
【解析】 【详解】
A ．物块下落过程中，刚开始由于5
sin 30cos304
mg mg mg mg μ︒+︒=
>，所以物块所受合力向上，物体做减速运动，下落过程中，合力越来越小，当加速度等于零时，速度最小，后合力方向向下，加速度向下，速度增大，所以物体的速度先减小后增大，A 错误；
B ．当加速度等于零时，速度最小，设此时软绳上滑的距离为x ，则：
sin 30cos30L x L x x
mg mg mg mg L L L
μ--︒+︒=+， 代入数据解得：
19
x L =
B 正确；
C ．物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为1sin 3024
L L
h =︒=，软绳刚好全部离开斜面时，软绳的重心离斜面顶端的高度22
L
h =
，则软绳重力势能共减少 ()244
L L L
mg Mg -=
C 正确；
D ．以物块为研究对象，因物块要克服拉力做功，所以其动能及势能变化量11k p
E E ∆<∆，以系统为研究对象，设绳的势能及动能变化量为22p k E E ∆∆、，克服摩擦力所做的功的绝对值为W ，由能量守恒定律有
1212p p k k E E E E W ∆+∆=∆+∆+
则
()
2211p k k p E E W E E ∆-∆+=∆-∆
选项D 正确． 故选BCD.
11．关于伽利略的两个斜面实验，下面说法中正确的是（ ）
A ．伽利略仅在图(a)中使用了光滑斜面进行实验
B ．伽利略仅在图(b)中使用了光滑斜面进行实验
C ．伽利略从图(a)中得出：自由落体运动是匀加速直线运动
D ．伽利略从图(b)中得出：力不是维持物体运动的原因 【答案】CD 【解析】 【详解】
AB ．伽利略在图（a ）和图（b ）中都使用了光滑斜面进行实验，故AB 错误；
C ．伽利略从图（a ）中将斜面实验的结论外推到斜面倾角90°的情形，从而间接证明了自由落体运动是匀加速直线运动；故C 正确；
D ．伽利略理想斜面实验图（b ）中，由于空气阻力和摩擦力的作用，小球在图（b ）中斜面运动能到达的高度，一定会略小于它开始运动时的高度，只有在斜面绝对光滑的理想条件下，小球滚上的高度才与释放的高度相同.所以可以设想，在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使斜面变成水平面，则可以使小球沿水平面运动到无穷远处，得出力不是维持物体运动的原因；故D 正确。

故选CD 。

12．如图所示，在光滑水平桌面上有一xOy 平面直角坐标系，y 轴右侧有两根完全相同的均匀金属丝M 和N 连接成闭合回路，金属丝M 的形状满足2sin
02d y a x x d
π
⎛
⎫=≤≤ ⎪⎝
⎭，电阻为R 。

在y 轴左侧有垂直
于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，磁场宽度为2
d
，两金属丝在沿x 轴负方向的外力作用下，以速度v 匀速穿过磁场，下列判断正确的是
A ．金属丝中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向
B ．金属丝中感应电流的最大值为
Bav
R
C ．金属丝运动过程中外力的最大功率为222
B a v R
D ．金属丝穿过磁场过程中产生的热量为224B a dv
R
【答案】AB 【解析】 【详解】
A ．导体切割磁感线，根据右手定则可知，金属丝进入磁场过程中感应电流沿逆时针方向，离开磁场过程
中感应电流沿顺时针方向，A 正确；
B ．金属丝在磁场中切割磁感线的最大有效长度为：
2L a =
最大的感应电动势：
m E BLv =
最大感应电流：
m m 2E Bav I R R
== B 正确；
C ．导体棒匀速运动，外力与安培力等大反向，最大外力：
22m m 2B a v F BLI R
== 最大功率：
222
m m 2B a v P F v R
== C 错误；
D ．根据金属丝形状的表达式可知回路中产生的是正弦式交变电流，电流的有效值：
m 2
I I = 电流存在的时间：
d T v
= 根据焦耳定律： 2
2222Bav d B a dv Q R R v R ⎛⎫=⨯⨯= ⎪ ⎪⎝⎭
D 错误。

故选AB 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某实验小组为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因素，设计如图（a ）所示的实验装置，弹簧左侧固定在挡板A 上，处于原长的弹簧右端位于C ，弹簧与滑块接触但不拴接，滑块上安装了宽度为d 的遮光板，轨道B 处装有光电门。

(1)实验的主要步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图（b）所示，d=______cm；
②将滑块向左压缩弹簧，由静止释放滑块，同时记录遮光片通过光电门的时间t；
③测量并记录光电门与滑块停止运动位置之间的距离x；
④改变弹簧压缩量，多次重复步骤②和③。

(2)实验手机的数据并处理如下。

①实验小组根据上表数据在2v x
-图中已描绘出五个点，请描绘出余下的点并作出2v x
-图像
__________。

②根据所作图像，可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数为________（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）。

【答案】1.650cm 0.048－0.052
【解析】
【详解】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为：1.6cm，游标尺上第10条刻度线和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm，所以最终读数为：1.6cm+0.50mm=1.650cm
(2)[2]第5点速度为
22 1.65010m/s=0.33m/s 0.05
v -=⨯ 则 2222222(0.33)m /s 0.1089m /s v ==
将余下的点描在坐标纸上，且将所有点拟合成直线，如图
(3)[3]由实验原理得
22gx v μ=
则图像斜率
2k g μ=
由图像可得
0.1810.18
k == 解得
=0.050μ
由于误差，则0.048－0.052均可
14．在测金属丝的电阻率的实验中，用两节干电池作为电源，正确的电路连接如图所示。

(1)请在图的框中画出相应的电路图________。

(2)闭合开关，发现电压表的示数为0，须检查电路故障。

针对以下检查过程中的相关步骤，回答问题。

保持原电路结构且闭合开关，用已调试好的多用电表的直流电压10V 挡进行检测，将________（选填“红”
或“黑”）表笔接触P 点的接线柱，再将________（选填“红”或“黑”）表笔接触电路中N 点的接线柱。

表盘示数如图所示，其读数为________V 。

保持P 点表笔接触位置不变，再将另一表笔分别接触电路中M 、Q 点的接线柱，电压值几乎不变。

由此初步判定电路故障可能是________________。

【答案】 黑 红 2.5 ②号导线断路或③号导线断路
【解析】
【详解】
(1)[1]电路图如图所示。

(2)[2][3]使用多用电表时，电流要从红表笔流入、黑表笔流出。

电路中的P 点为电源负极，此处应连接多用电表的黑表笔，则另一端连接红表笔。

[4]多用电表为直流电压10V 挡，其最小有效刻度为0.2V ，经估读后电压值为2.5V 。

[5]黑表笔接触P 点，红表笔分别探测电路中N 、M 、Q 点，电压值几乎不变且始终小于电源电动势，初步判定导线①④⑤⑥⑦正常。

电路故障可能是②号导线断路或③号导线断路。

（其他合理说法均对）
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，一长为11m L =的水平传送带，以04m/s v =的速率逆时针转动。

把一质量为1kg m =的物块A 以速度大小0v 推上传送带的右端，同时把另一质量为2kg M =的物块B 以速度大小8m/s v =推上传送带的左端。

已知两个物块相撞后以相同的速度在传送带上运动，两个物块与传送带间的动摩擦因数均为0.2μ=，重力加速度210m/s g =，物块可视为质点且碰撞时间极短。

求：
(1)经多长时间两个物块相撞；
(2)相撞后两个物块再经多长时间相对传送带静止；
(3)物块B 与传送带因摩擦产生的热量Q 。

【答案】 (1)1s(2)
10s 3(3)796J 9
【解析】
【详解】 (1)由题意知物块A 随传送带一起做匀速直线运动，设物块B 做加速度大小为a 的匀减速直线运动，则由牛顿第二定律有
Mg Ma μ=
设经时间t 两个物块相撞，则有
2012
v t vt at L +-= 解得
1s t =或者11s t =（舍去）
(2)规定向右为正方向，两个物块相撞后瞬间的速度为1v ，则有
01()()M v at mv M m v --=+
以两个物块为系统，经时间t '两个物块相对传送带静止，由动量定理得
01()()()M m gt M m v M m v μ'-+=-+-+
解得
10s 3
t '= (3)设物块B 在与物块A 相撞之前与传送带因摩擦产生的热量为1Q ，由能量守恒定律有
221011()22
Q Mv M v at Mg v t μ=--+⋅ 设碰撞之后物块B 与传送带因摩擦产生的热量为2Q ，由能量守恒定律有
2200121
122
Mg v t Mv Mv Q μ'⋅=-+ 物块B 与传送带因摩擦产生的热量
12Q Q Q =+
解得
796J 9
Q = 16．如图所示，半径为15m R =的14
光滑圆弧AB 固定在水平面上，BCD 为粗糙的水平面，BC 和CD 距离分别为2.5 m 、1.75 m ，D 点右边为光滑水平面，在C 点静止着一个小滑块P ，P 与水平面间的动摩擦
因数为10.2μ=，容器M 放置在光滑水平面上，M 的左边是半径为22m R =
的14
光滑圆弧，最左端和水平面相切于D 点。

一小滑块Q 从A 点正上方距A 点高 3.45m H =处由静止释放，从A 点进入圆弧并沿圆弧运动，Q 与水平面间的动摩擦因数为20.5μ=。

Q 运动到C 点与P 发生碰撞，碰撞过程没有能量损失。

已知Q 、P 和M 的质量分别为1231kg 5kg 1kg m m m ===、、，重力加速度g 取210m/s ，求：
(1)P 、Q 第一次碰撞后瞬间速度大小；
(2)Q 经过圆弧末端B 时对轨道的压力大小；
(3)M 的最大速度。

【答案】（1）-8m/s 4m/s （2）43.8N （第一次）和17.8N （第二、三次）（3）5m/s
【解析】
【详解】
（1）物体Q 从开始下落，到到达C 点的过程，由动能定理：
21121211()2
m g H R m g BC m v μ+-⋅= 解得
v 1=12m/s Q 运动到C 点与P 发生碰撞，则：
111223m v m v m v =+
222111223111222
m v m v m v =+ 联立解得：
v 2=-8m/s
v 3=4m/s
（2）碰撞后Q 向左滑行，设Q 第二次到B 点时速度为4v ，由动能定理有
222114121122
m gBC m v m v μ-=- Q 第二次在B 点，设轨道对Q 的支持力大小为2F ，应用向心力公式有
214211
m v F m g R -= 解得
217.8F N =
439m/s v = Q 滑上圆弧轨道AB 后再次滑下，第三次经过B 点时的速度大小仍为4v ，轨道对Q 的支持力大小仍为217.8F N =，之后Q 一直向右运动，最终停在BD 上，且与P 无碰撞，所以由牛顿第三定律可知，Q 在B 点对轨道的压力大小为43.8 N （第一次）和17.8N （第二、三次）
（3）P 、Q 碰撞后P 向右滑行，设P 点运动到D 点速度为5v ，由动能定理有
221225231122
m gCD m v m v μ-=
- 解得 53m/s v =
P 滑上M 的轨道过程M 向右加速，从轨道上滑下，M 仍向右加速，则P 滑到水平面时M 有最大速度，设P 刚到水平面时，M 和P 的速度分别为7v 和6v ，7v 为M 的最大速度，P 从滑上到回到水平面，P 和M 水平方向动量守恒，初末两态总动能相等，则有
252637m v m v m v =+
222252637111222
m v m v m v =+ 联立解得
75m/s v =
62m/s v =
17．为了观察门外情况，在门上开一小圆孔，将一块圆柱形玻璃嵌入其中，圆柱体轴线与门面垂直。

从圆柱底面中心看出去，可以看到的门外入射光线与轴线间的最大夹角称做视场角。

已知该玻璃的折射率为n ，圆柱形玻璃的厚度为L ，底面半径为r ，则视场角为_______。

（用反三角函数表示）
【答案】22r L +
【解析】
【详解】
[1]光路图如图所示。

在玻璃砖边缘P 点光折射有12sin
sin n θθ=，由几何关系得 222sin r L θ=+
解得视场角
122arcsin r L θ=+。