广西省梧州市2021届新高考物理二模考试卷含解析

广西省梧州市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，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，途经A、B、C三点，其中A、B之间的距离l1＝3 m，B、C之间的距离l2＝4 m．若物体通过l1、l2这两段位移的时间相等，则O、A之间的距离l等于()
A．3
4
m B．
4
3
m
C．8
25
m D．
25
8
m
【答案】D
【解析】
【详解】
设物体运动的加速度为a，通过O、A之间的距离l的时间为t，通过l1、l2每段位移的时间都是T，根据匀变速直线运动规律，
l＝1
2
at2
l＋l1＝1
2
a(t＋T)2
l＋l1＋l2＝1
2
a(t＋2T)2
l2－l1＝aT2联立解得
l＝25
8
m．
A. 3
4
m，选项A不符合题意；
B. 4
3
m，选项B不符合题意；
C. 8
25
m，选项C不符合题意；
D. 25
8
m，选项D符合题意；
2．生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体
时，会牢牢吸附在物体上。

如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为G ，手机所在平面与水平面间的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
A ．当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于cos G θ
B ．当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反
C ．高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用
D ．高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A 错误；
B ．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面摩擦力，B 错误；
C ．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共4个力作用，C 错误；
D ．高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共3个力作用，D 正确。

故选D 。

3．物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法如：理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假说法和建立物理模型法等。

以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是
A ．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法
B ．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，这里运用了假设法
C ．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法
D ．根据速度定义式x
v t ∆=
∆，当Δt→0时，x t
∆∆就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法
【答案】D
【解析】 【详解】 A 中采用了理想模型法；B 中采用控制变量法；C 中采用了微元法；D 中是极限思维法；
故选D.
4．在如图所示的变压器电路中，a 、b 端输入有效值为U 的正弦式交变电压，原线圈电路中接有一个阻值为R 0的定值电阻，副线圈电路中接有电阻箱R ，变压器原副线圈的匝数比为1：3.若要使变压器的输出功率最大，则电阻箱的阻值为（ ）
A ．9R 0
B ．09R
C ．3R 0
D ．0 3
R 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】 理想变压器原线圈接有电阻，可运用等效电阻法把副线圈的电阻箱搬到原线圈上，则
2212=I R I R 效
1221
I n I n = 得
212219
n R R R n ==效 而等效的全电路要使外电阻R 效的功率最大，需要
0R R =效
满足可变电阻的功率能取最大值，解得
09R R =
故A 正确，BCD 错误。

5．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a 、b ，下列说法正确的是
A ．若增大入射角i ，则b 光先消失
B ．在该三棱镜中a 光波长小于b 光
C ．a 光能发生偏振现象，b 光不能发生
D ．若a 、b 光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a 光的遏止电压低
【答案】D
【解析】
设折射角为α，在右界面的入射角为β，根据几何关系有：A αβ+=，根据折射定律：sin sin i n α
=，增大入射角i ，折射角α增大，β减小，而β增大才能使b 光发生全反射，故A 错误；由光路图可知，a 光的折射率小于b 光的折射率（a b n n <），则a 光的波长大于b 光的波长（a b λλ>），故B 错误；根据光电效
应方程和遏止电压的概念可知：最大初动能k 0E h
W =-ν，再根据动能定理：c k 0eU E -=-，即遏止电压0c W h U e e
ν=-，可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，a b n n <，则a 光的频率小于b 光的频率（a b νν<），a 光的遏止电压小于b 光的遏止电压，故D 正确；光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故C 错误．
点睛：本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系． 6．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（
94239Pu ），这种钚239可由铀239（239
92U ）经过n 次β衰变而产生，则n 为（ ）
A ．2
B ．239
C ．145
D ．92
【解析】
【分析】
【详解】
衰变方程为：
94
239
2390921U Pu+e n -→ 根据电荷数守恒：
94+(1)92n ⨯-=
解得2n =。

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．下列说法中正确的是（ ）
A ．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性
B ．第二类永动机研制失败的原因是违背了能量守恒定律
C ．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
D ．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大
E.非晶体是各向同性的，晶体都是各向异性的
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A ．液晶既有液体的流动性又有晶体的各向异性，选项A 正确；
B ．第二类永动机研制失败的原因是违背了热力学第二定律，选项B 错误；
C ．在有分子力时，分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，选项C 正确；
D ．大雾天气，学生感觉到教室潮湿，说明教室内的相对湿度较大，选项D 正确；
E ．多晶体具有各向同性，选项E 错误。

故选ACD 。

8．如图所示，在光滑水平面上有宽度为d 的匀强磁场区域，边界线MN 平行于PQ 线，磁场方向垂直平面向下，磁感应强度大小为B ，边长为L （L ＜d ）的正方形金属线框，电阻为R ，质量为m ，在水平向右的恒力F 作用下，从距离MN 为d/2处由静止开始运动，线框右边到MN 时速度与到PQ 时的速度大小相等，运动过程中线框右边始终与MN 平行，则下列说法正确的是（ ）
A ．线框进入磁场过程中做加速运动
B 22
B L Fd R
m C Fd m
D ．线框右边从MN 到PQ 运动的过程中，线框中产生的焦耳热为Fd
【答案】BD
【解析】
【详解】
A 、线框右边到MN 时速度与到PQ 时速度大小相等，线框完全进入磁场过程不受安培力作用，线框完全进入磁场后做加速运动，由此可知，线框进入磁场过程做减速运动，故A 错误；
B 、线框进入磁场前过程，由动能定理得：21122d F mv ⋅=，解得：1Fd v m
=，线框受到的安培力：2222
1B L v B L Fd F BIL R R m
===，故B 正确； C 、线框完全进入磁场时速度最小，从线框完全进入磁场到右边到达PQ 过程，对线框，由动能定理得：221min 11()22F d L mv mv -=- 解得：min 2()Fd F d L v m m
-=-，故C 错误； D 、线框右边到达MN 、PQ 时速度相等，线框动能不变，该过程线框产生的焦耳热：Q ＝Fd ，故D 正确； 9．下列说法正确的是（ ）
A ．在完全失重的情况下，气体对器壁的压强为零
B ．某些小昆虫在水面上行走自如，是因为“液体的表面张力”，该力是分子力的宏观表现
C ．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度
D ．做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能也越来越大
E.熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行
【答案】BCE
【解析】
【分析】
A ．根据气体压强的微观意义，气体压强和分子数密度、分子平均动能有关，与重力无关，在完全失重的情况下，气体对器壁的压强不为零，故A 错误。

B ．液体表面张力产生的原因是：液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，某些小昆虫在水面上行走自如，是因为“液体的表面张力”，该力是分子力的宏观表现，故B 正确。

C ．相对湿度：在某一温度下，水蒸汽的压强与同温度下饱和汽压的比，称为空气的相对湿度；影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素，不是空气中水蒸气的绝对数量，而是空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的差距；水蒸气的压强离饱和汽压越远，越有利于水的蒸发，人们感觉干爽，故C 正确。

D ．物体分子的平均动能大小仅与物体的温度有关，是一个微观的物理量，与宏观的物理量物体运动的速度无关，故D 错误。

E ．自然界的宏观热过程都具有方向性，在任何一个自然过程中，一个孤立系统的总熵会不断增加，即一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行，故E 正确。

故选BCE 。

10．关于理想气体，下列说法正确的是（ ）
A ．已知气体的摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子质量
B ．已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子直径
C ．气体压强是因为气体分子间表现为斥力
D ．气体压强是因为气体分子无规则运动撞击器壁所致
E.一定质量的理想气体体积不变，温度升高，压强一定增大
【答案】ADE
【解析】
【分析】
【详解】
A ．一个分子的质量
mol 0A
M m N = 已知气体的摩尔质量和阿伏伽德罗常数，可估算一个分子质量，A 正确；
B ．一个气体分子占据的体积
mol 0A
V V N = 已知气体的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，不可以估算一个分子直径，B 错误；
CD ．气体压强是因为气体分子无规则运动撞击器壁所致，气体分子之间的距离较大，几乎不体现分子力，
C 错误，
D 正确；
E ．根据理想气体状态方程 pV C T
= 可知一定质量的理想气体体积不变，温度升高，压强一定增大，E 正确。

故选ADE 。

11．一列横波沿水平方向传播，质点A 平衡位置位于0.2m x =处，质点P 平衡位置位于 1.2m x =处，质
点A 的振动图像如图甲所示，如图乙所示是质点A 刚振动了1．1s 时的波形图，以下说法正确的是（ ）
A ．波速2m/s v =
B ．波源的最初振动方向向上
C ．0.4s t =时波传到P 点
D ．当质点P 点处于波峰位置时，A 质点处于波谷位置
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A ．由题图甲知0.2s T =，由题图乙知0.4m λ=，波速
2m/s v T λ
==
A 正确；
B ．结合图甲、图乙可判断，该波沿x 轴正方向传播，根据题图乙知0.1s t =时，波源的振动传到0.4m x =处，可知波源最初振动方向向下，B 错误；
C ．波从0.4m x =处传到 1.2m x =处需要0.4s x t v
∆∆==，此时0.6s t =，C 错误； D ．质点A 、P 平衡位置间距为1m ，等于2.5λ，去整留零相当于1.5λ，当质点P 点处于波峰位置时，质点A 处于波谷位置，D 正确。

故选AD 。

12．如图所示，A 、B 两滑块质量分别为2kg 和4kg ，用一轻绳将两滑块相连后分别置于两等高的水平面上，并用手按着两滑块不动。

第一次是将一轻质动滑轮置于轻绳上，然后将一质量为4kg 的钩码C 挂于
动滑轮上，只释放A 而按着B 不动；第二次是将钩码C 取走，换作竖直向下的40N 的恒力作用于动滑轮上，只释放B 而按着A 不动。

重力加速度g ＝10m/s 2，不计一切摩擦，则下列说法中正确的是（ ）
A ．第一次操作过程中，滑块A 和钩码C 加速度大小相同
B ．第一次操作过程中，滑块A 的加速度为
220m /s 3
C ．第二次操作过程中，绳张力大小为20N
D ．第二次操作过程中，滑块B 的加速度为10m/s 2
【答案】BC
【解析】
【详解】
A ．第一次操作过程中，因AC 移动的位移之比为2：1，则滑块A 和钩码C 加速度大小之比为2：1，选项A 错误；
B ．第一种方式：只释放A 而B 按着不动，设绳子拉力为T 1，
C 的加速度为a 1，
对A 根据牛顿第二定律可得
T 1=m A a A
对C 根据牛顿第二定律可得
m C g-2T 1=m C a 1
根据题意可得
a A =2a 1
联立解得 220m/s 3
A a 选项
B 正确；
C ．第二种方式：只释放B 而A 按着不动，换作竖直向下的40N 的恒力作用于动滑轮上，
则绳张力大小为20N ，选项C 正确；
D ．对B 受力分析，根据牛顿第二定律可得
T 2=m B a B
根据题意可得T 2=20N
联立解得
a B =5m/s 2
故D 错误。

故选BC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

(1)下列操作正确且必要的有__________。

A ．使用天平测出重物的质量
B ．应先接通打点计时器的电源，再松开纸带，让重物自由下落
C ．用刻度尺测出物体下落的高度h ，通过v=gt 算出瞬时速度v
D ．选择体积小、质量大的重物，纸带、限位孔在同一竖直线上，可以减小系统误差
(2)图乙是实验中得到的一条纸带，将起始点记为O ，依次选取6个连续的点，分别记为A 、B 、C 、D 、E 、F ，量出各点与O 点的距离分别为h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6，使用交流电的周期为T ，在打B 点和E 点这段时间内，如果重物的机械能守恒，在误差允许的范围内应满足的关系式为_______________（已知重力加速度为g ）。

【答案】BD ()()()642212
2358h h h h g h h T ----=
【解析】
【详解】 (1)[1]A ．机械能守恒等式左右两边都有质量，所以不用天平测出重物的质量，故A 错误；
B ． 操作上，应先接通打点计时器的电源，再松开纸带，让重物自由下落，故B 正确；
C ．在验证机械能守恒时，计算速度应利用纸带处理，不能直接应用自由落体公式，故C 错误；
D ． 选择体积小、质量大的重物，纸带、限位孔在同一竖直线上，可以减小系统误差，故D 正确。

故选：BD 。

()52mg h h -=2222341
61111222222E B h h h h mv mv m m T T --⎛⎫⎛⎫-=-= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭()()64322128m h h h h T
⎡⎤---⎣
⎦ 得
()()()6422122358h h h h g h h T ----=
14．某实验小组调试如图1所示的装置准备研究加速度与受力的关系，实验小组悬挂砝码及砝码盘打出纸带并测量小车的加速度：已知小车的质量为M ，砝码及砝码盘的总质量为m ，打点计时器所接的交流电的率为50Hz 。

（1）实验步骤如下：
①按图1所示，安装好实验装置，其中动滑轮与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直
②调节长木板的领角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是___
③挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度
④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度
⑤弹簧测力计的读数为F ，则小车所受合外力为___
（2）实验过程中，关于砝码及砝码盘的总质量m 与小车的质量M 的关系，下列说法正确的是__； A ．M 必须远大于m B ．M 必须远小于m
C ．可以不用远大于m
D ．M 必须等于m
（3）实验中打出的一条纸带如图2所示，则由该纸带可求得小车的加速度为___2m/s 。

【答案】平衡摩擦力 F C 0.15
【解析】
【详解】
（1）②[1]调节长木板的领角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是平衡摩擦力； ⑤[2]弹簧测力计的读数为F ，则小车所受合外力为F ；
（2）[3]实验过程中，由于有弹簧测力计测得小车的拉力，则小车的质量M 可以不用远大于砝码及砝码盘的总质量m ，故选C ；
（3）[4]根据2x aT ∆=，则22cd ab x x aT -= ，则
2
2222(7.517.21)10m/s 0.15m/s 220.1
cd ab x x a T ---⨯===⨯ 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图甲所示，两竖直同定的光滑导轨AC 、A'C'间距为L ，上端连接一阻值为R 的电阻。

矩形区域abcd 上方的矩形区域abA'A 内有方向垂直导轨平面向外的均匀分布的磁场，其磁感应强度B 1随时间t 变化的规律如图乙所示（其中B 0、t 0均为已知量），A 、a 两点间的高度差为2gt 0（其中g 为重力加速度），矩形区域abcd 下方有磁感应强度大小为B 0、方向垂直导轨平面向里的匀强磁场。

现将一长度为L ，阻值为R 的金属棒从ab 处在t=0时刻由静止释放，金属棒在t=t 0时刻到达cd 处，此后的一段时间内做匀速直线运动，金属棒在t=4t 0时刻到达CC'处，且此时金属棒的速度大小为kgt 0（k 为常数）。

金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，空气阻力不计。

求：
(1)金属棒到达cd 处时的速度大小v 以及a 、d 两点间的高度差h ；
(2)金属棒的质量m ；
(3)在0－4t 0时间内，回路中产生的焦耳热Q 以及d 、C 两点的高度差H 。

【答案】 (1)gt 0，2012gt ；(2)2200B L t R ；(3)22232001922⎛⎫-- ⎪⎝
⎭g B L t k k R ，20(72)-k gt 【解析】
【分析】
【详解】
(1)在0~t 0时间内，金属棒不受安培力，从ab 处运动到cd 处的过程做自由落体运动，则有
0=v gt
2012
h gt = (2)在0~2t 0时间内，回路中由于ab 上方的磁场变化产生的感应电动势
2010000
22=⋅=B E L gt gB Lt t 在t 0~2t 0时间内，回路中由于金属棒切割磁感线产生的感应电动势
0200E B Lv gB Lt ==
经分析可知，在t 0~2t 0时间内，金属棒做匀速直线运动，回路中有逆时针方向的感应电流，总的感应电动势为
12E E E =+
根据闭合电路的欧姆定律有
2E I R
= 对金属棒，由受力平衡条件有
B 0IL=mg
解得
2200B L t m R
= (3)在0~t 0时间内，回路中产生的焦耳热∶
21102=⋅E Q t R
在t 0 ~2t 0时间内，金属棒匀速下落的高度∶
10=h vt
在t 0~2t 0时间内，回路中产生的焦耳热
2
202=⋅E Q t R
设在2t 0~4t 0时间内，金属棒下落的高度为h 2，回路中通过的感应电流的平均值为I ，有
020222∆Φ⨯==B Lh I t R R
根据动量定理有
000022⨯-⨯=-mg t B IL t kmgt mv
解得
220(62)=-h k gt
经分析可知
12H h h =+
解得
20(72)=-H k gt
根据能量守恒定律可知，在2t 0~4t 0时间内，回路中产生的焦耳热
()223201122
=+-Q mgh mv m kgt
经分析可知
Q=Q 1+Q 2+Q 3
解得
()223201
122
=+-Q mgh mv m kgt 16．如图所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，在第I 象限和第IV 象限的圆形区域内分别存在如图所示的匀强磁场，在第IV 象限磁感应强度大小是第Ⅰ象限的2倍．圆形区域与x 轴相切于Q 点，Q 到O 点的距离为L ，有一个带电粒子质量为m ，电荷量为q ，以垂直于x 轴的初速度从轴上的P 点进入匀强电场中，并且恰好与y 轴的正方向成60°角以速度v 进入第I 象限，又恰好垂直于x 轴在Q 点进入圆形区域磁场，射出圆形区域磁场后与x 轴正向成30°角再次进入第I 象限。

不计重力。

求：
（1）第I 象限内磁场磁感应强度B 的大小：
（2）电场强度E 的大小；
（3）粒子在圆形区域磁场中的运动时间。

【答案】（1）32mv B qL =；（2）234mv E qL =；（3）29L v
π。

【解析】
【详解】
（1）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示．设粒子在第Ⅰ象限内的轨迹半径为R 1．由几何关系有：
112
R R L +
= 得： 123
R L = 根据洛伦兹力提供向心力有：
2
1
v qvB m R = 得：
32mv B qL
=
（2）带电粒子在电场中做类平抛运动，由几何关系有：
13sin 60y R L ==
o v 0=vcos60°=12
v 粒子刚出电场时
v x =vsin60°3粒子在电场中运动时间为：
y t v = v x =at
qE a m
= 可得：
2
34mv E qL
= （3）由几何关系知，粒子在圆形磁场中运动的时间
3
T t '=
而 222R m T v q B
ππ==⋅ 结合32mv B qL =
得 2 9L t v
π'= 17．假设某星球表面上有一倾角为θ=37°的固定斜面，一质量为m=2.0kg 的小物块从斜面底端以速度12m/s 沿斜面向上运动，小物块运动2.0s 时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数μ=0.125，该星球半径为()3
4.810.sin370.6,cos370.8R km =⨯︒=︒=．
试求：
（1）该星球表面上的重力加速度g 的大小；
（2）该星球的第一宇宙速度.
【答案】 (1)27.5m /s (2)3610m /s ⨯
【解析】
【详解】
解：(1)对物体受力分析，由牛二律可得：mgsin mgcos ma θμθ--= 根据速度时间关系公式有：00a t
v -=
代入数据解得：27.5m/s g = (2)第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，根据重力等于万有引力有：2GMm mg R = 2
2GMm mv R R
= 解得：337.5 4.810m/s 610m/s v gR ==⨯⨯=⨯。