2021年高考物理二轮复习单科标准练2

2021年高考物理二轮复习单科标准练2
(时刻：70分钟分值：110分)
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第14～18题只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．
14．一个物体在四个外力作用下做匀速直线运动．假如其中一个外力F方向保持不变，而大小逐步减小直至等于零．则在这一过程中，物体运动的速度可能是( ) A．速度的大小越来越小，减小到零后又反向运动，速度最后趋于恒定
B．速度的大小越来越大，再越来越小，速度最后趋于恒定
C．速度大小越来越小，方向时刻改变，最后趋于恒定
D．速度大小越来越大，方向时刻改变
D[物体在四个外力作用下做匀速直线运动，物体所受的合外力为零，所受的另外三个外力的合力与该外力F的大小相等、方向相反．当F逐步减小时，剩余其他外力的合力反向且逐步增大，当外力F和物体初速度方向在一条直线上时，假如方向一致，物体将先做减速运动，减小到零后再做加速运动，速度越来越大，选项A错误；假如外力F的方向与初速度的方向相反，当F逐步减小直至等于零的过程中，物体的速度越来越大，可不能趋于恒定，选项B错误；当F的方向和初速度的方向不在一条直线上时，物体的速度大小和方向都会改变，当其余三个外力的合力和速度方向的夹角大于90°时，速度大小越来越小，方向时刻改变，选项C错误；当其余三个外力的合力和速度方向的夹角小于90°时，速度大小越来越大，方向时刻改变，选项D正确．]
15．下列说法不正确的是( )
A．玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性
B．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
C．氢原子从能级4跃迁到能级3辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长
D．在光电效应实验中，用同种频率的光照耀不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k越大，则这种金属的逸出功W0越小
A[德布罗意提出实物粒子也具有波动性，故A错误；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故B正确；依照玻尔理论，氢原子从能级4跃迁到能级3辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项C正确；在光电效应实验中，依照E k＝hν－W0可知，用同种频率的光照耀不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能E k越大，这种金属的逸出功W0越小，
选项D 正确．]
16．有两颗质量不等，在圆轨道运行的人造地球卫星．用T 表示卫星的运行周期，用p 表示卫星的动量，则有关轨道半径较大的那颗卫星的周期T 、动量p 和机械能，下列说法中正确的是( )
A ．周期T 较大，动量p 也一定较大，机械能也大
B ．周期T 较大，动量p 可能较小，机械能不能确定
C ．周期T 较小，动量p 也较大，机械能大
D ．周期T 较小，动量p 也较小，质量大的卫星的机械能也大
B [在圆轨道上运行的人造地球卫星，其所需的向心力是由地球对卫星的万有引力提供
的，即G Mm r 2＝mv 2
r ，可得：v ＝GM r
，由p ＝mv 可知，卫星动量的大小与物体的速度和质量大小都有关，轨道半径大的卫星运行速度小，但质量不确定，因此动量不一定大，机械能也
不一定大，再依照G Mm r 2＝mr 4π2T 2，可得T ＝4π2r 3GM ，轨道半径r 越大，人造卫星的运行周期T 越大，因此选项A 、C 、D 错误，选项B 正确．]
17.如图1所示为某质点做直线运动时的v –t 图象，图象关于图中虚线对称，则在0～t 1时刻内，关于质点的运动，下列说法正确的是( )
图1
A ．若质点能两次到达某一位置，则两次到达这一位置的速度大小一定相等
B ．若质点能两次到达某一位置，则两次的速度都不可能为零
C ．若质点能三次通过某一位置，则可能三次差不多上加速通过该位置
D ．若质点能三次通过某一位置，则可能两次加速通过，一次减速通过
D [如图所示，画出质点运动的过程图，质
点在0～t 1时刻内能两次到达的位置有两个，分别
对应质点运动速度为零的两个位置，因此A 、B 错
误；在质点沿负方向加速运动的过程中，质点可
三次通过某一位置，这时质点两次加速，一次减
速，在质点沿负方向减速运动的过程中，质点可三次通过某一位置，这时质点两次减速，一次加速，C 项错误，D 项正确．]
18.一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220 V 的正弦交
流电，一个滑动变阻器R 接在副线圈上，如图2所示，电压表和电流表均为理想交流电表．则下列说法正确的是( )
图2
A ．原、副线圈中的电流之比为5∶1
B ．电压表的示数为44 V
C ．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 min 内产生的热量为2 904 J
D ．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表的示数均减小
B [由理想变压器的电流和电压的关系可知，原、副线圈电流比为1∶5，电压表示数
为44 V ，故A 错误，B 正确；由Q ＝U 2
R
t 可求得Q ＝5 808 J ，故C 错误；电压表测的是副线圈两端的电压，因此不管滑片如何移动其示数均不变，故D 错误．]
19.如图3所示，两带有等量异种电荷的平行金属板M 、N 水平放置，a 、b 为同一条电场线上的两点．若将一质量为m 、电荷量为－q 的带电粒子分别置于a 、b 两点，则粒子在a 点时的电势能大于其在b 点时的电势能；若将该粒子从b 点以初速度v 0竖直向上抛出，则粒子到达a 点时的速度恰好为零．已知a 、b 两点间的距离为d ，金属板M 、N 所带电荷量始终不变，不计带电粒子的重力，则下列判定中正确的是( )
图3
A ．a 点电势一定低于b 点电势
B ．两平行金属板间形成的匀强电场的场强大小为mv 2
02qd
C ．a 、b 两点间的电势差为U ab ＝mv 202q
D ．若将M 、N 两板间的距离略微增大一些，则a 、b 两点间的电势差变小
AB [由于－qφa ＞－qφb ，因此φa ＜φb ，即a 点电势低于b 点电势，选项A 正确；由
动能定理可知：－qEd ＝0－12mv 20，解得该匀强电场的电场强度大小为：E ＝mv 2
02qd
，选项B 正确；由于a 、b 两点间的距离为d ，则由U ba ＝Ed 可得：U ba ＝mv 202q ，故U ab ＝－mv 202q ，选项C 错误；若
将M 、N 两板间的距离略微增大一些，设两板间的距离为d ′，则有C ＝Q U ，C ＝εS 4πkd
，U ＝Ed ，联立以上三式可得：E ＝4πkQ εS
，故匀强电场的场强大小不变，故a 、b 两点间的电势差不变，选项D 错误．]
20.如图4所示，倾角为α的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量均为m 的小球A 、B ，它们用劲度系数为k 的轻质弹簧相连接，现对A 施加一个水平向右大小为F ＝233mg 的恒力，使A 、B 在斜面上都保持静止，假如斜面和两个小球的摩擦均忽略不计，现在弹簧的长度为L ，则下列说法正确的是( )
图4
A ．弹簧的原长为L －mg 2k
B ．斜面的倾角为α＝30°
C ．撤掉恒力F 的瞬时小球A 的加速度不变
D ．撤掉恒力F 的瞬时小球B 的加速度为0
ABD [对小球B 进行受力分析，由平稳条件可得：kx ＝mg sin α，解得x ＝
mg sin αk ，因此弹簧的原长为L －x ＝L －mg sin αk
；对小球A 进行受力分析，由平稳条件可得：F cos α＝mg sin α＋kx ，解得：α＝30°，因此弹簧的原长为L －mg 2k
，选项A 、B 正确．撤掉恒力F 的瞬时，对A 进行受力分析，可得mg sin α＋kx ＝ma A ，小球A 现在的加速度a A ＝g ，选项C 错误．撤掉恒力F 的瞬时，弹簧弹力不变，B 球所受合力不变，故B 球的加速度为零，选项D 正确．]
21.如图5所示，金属线圈B 和金属线圈A 是同心圆，半径分别为r 1、r 2，若给A 线圈通以电流，结果B 线圈中产生顺时针方向的电流，且电流大小恒定为I ，线圈B 的电阻为R ，则下列说法不正确的是( )
图5
A ．A 线圈中的电流一定沿顺时针方向
B ．A 线圈中的电流一定是平均增大的
C ．B 线圈中磁通量的变化率一定为IR
D ．B 线圈一定有收缩的趋势
ABD [由于B 线圈中产生顺时针方向的电流，则依照楞次定律可知，A 线圈中的电流可能是顺时针方向减小，也可能是逆时针方向增大，A 项错误；由于B 线圈中的电流恒定，因此磁场平均变化，A 线圈中的电流可能平均增大，也可能平均减小，B 项错误；由欧姆定律及法拉第电磁感应定律，ΔΦΔt
＝IR ，C 正确；假如A 线圈中的电流减小，依照楞次定律可知，B 线圈有扩张趋势，D 项错误．]
第Ⅱ卷
二、非选择题：包括必考题和选考题两部分．第22～25题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33～34题为选考题，考生依照要求作答．
(一)必考题：共47分．
22．(6分)用如图6甲所示的装置来探究由m 1、m 2组成的系统的机械能．通过光滑的定滑轮用轻绳的两端连接着质量为m 1和m 2的两物块，m 1下端与穿过打点计时器的纸带相连接．假如让m 2从高处由静止开始下落，m 1上拖着的纸带被打出一系列的点，如图乙所示是实验中猎取的一条纸带，O 是打下的第一个点，每相邻两计数点间的时刻间隔为T ，测得OC ＝h ，BC ＝h 1，CD ＝h 2，m 1<m 2，重力加速度为g ，则：
甲 乙
图6
(1)假如C 点是从计时开始的第5个计数点，在纸带上打下计数点C 时物块的速度v C ＝_________________.
(2)从打下O 点到打下C 点的过程中系统动能的增量ΔE k ＝_________________；系统势能的减少量ΔE p ＝____________________.
(3)通过测量纸带上各计数点的数据，如何判定系统机械能的变化关系____________________________．
【解析】 (1)依照匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时刻内的平均速度可
得，纸带在BD 段的平均速度为v －＝v C ＝h 1＋h 22T
.
(2)从打下O 点到打下C 点的过程中系统动能的增量E k ＝12(m 1＋m 2)v 2C ＝m 1＋m 2
h 1＋h 228T 2；系统势能的减少量ΔE p ＝(m 2－m 1)gh .
(3)通过测量纸带上各计数点的数据，依照上面的运算判定系统机械能的变化关系，在误差承诺范畴内，若ΔE k ＝ΔE p ，则系统机械能守恒．
【答案】 (1)h 1＋h 22T (2分) (2)m 1＋m 2h 1＋h 228T 2(1分) (m 2－m 1)gh (1分) (3)
在误差承诺范畴内，若ΔE k ＝ΔE p ，则系统机械能守恒(2分)
23．(9分)超高亮LED 灯与传统的照明灯相比，有寿命长、低耗、彩色鲜艳、点亮速度快等特点．被广泛地应用于商场照明、舞台灯光操纵、汽车尾灯等诸多领域．为探究LED 灯的性能，某爱好小组想描画某发光二极管(LED 灯)的伏安特性曲线，实验测得它两端的电压U 和通过它的电流I 的数据如下表所示．
序号
U /(V) I /(mA) 1
0.00 0.00 2
2.56 0.30 3
2.83 2.60 4
2.90 8.21 5
3.00 30.24
替导线将实物图7甲中的连线补充完整．
甲 乙
图7
(2)依照实验得到的数据，在如图7乙所示的坐标纸上描画出该发光二极管(LED 灯)的伏安特性曲线．
(3)采纳(1)中所选的电路，发光二极管(LED 灯)电阻的测量值________________(填
“大于”“等于”或“小于”)真实值．
(4)若实验中该发光二极管(LED灯)最佳工作电流为8 mA，现将此发光二极管(LED灯)与电动势为3 V、内阻不计的电源两端相接，还需要串联一个阻值R＝__________Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态．(结果保留两位有效数字)
【解析】(1)依照题中表格数据可知，发光二极管(LED灯)的电阻较大，电流表采纳内接法，选C项；实物连接如图：
(2)依照表中数据描画出该发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线．
(3)由于电流表为内接法，电流表分压使测量值偏大．
(4)依照图象可读出I＝8 mA时，对应的电压U＝2.88 V，可得串联电阻两端的电压为
0.12 V，故可求出R＝0.12
8×10－3
Ω＝15 Ω.
【答案】(1)C(1分) 如图所示(2分)
(2)依照表中数据描画出该发光二极管(LED灯)的伏安特性曲线如图所示(2分)
(3)大于(2分) (4)15(2分)
24. (12分)将一轻质弹簧竖直地固定在水平地面上，其上端拴接一质量为m B ＝3 kg 的平板，开始时弹簧处于压缩状态，在平板正上方h 1＝5 cm 处将一质量为m A ＝1 kg 的物块A 无初速度开释，物块A 与平板碰后合为一体，平板用t ＝0.2 s 的时刻到达最低点，且下降的高度为h 2＝5 cm ，再通过一段时刻平板返回到动身点，整个过程弹簧始终处在弹性限度以内，重力加速度g ＝10 m/s 2
.空气阻力不计，求：
图8
(1)上述过程中弹簧的弹性势能最大为多少？
(2)物块A 与平板由碰撞终止到平板返回到动身点的过程中，弹簧的冲量应为多大？
【解析】 (1)设物块A 与平板碰前瞬时的速度为v 0，由机械能守恒定律得：m A gh 1＝12
m A v 2
0代入数据解得：v 0＝1 m/s(2分)
物块A 与平板碰撞过程系统动量守恒，以物块A 的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
m A v 0＝(m A ＋m B )v
代入数据解得：v ＝0.25 m/s(2分)
物块A 与平板运动到最低点时，弹簧的弹性势能最大，则由能量守恒定律得：
ΔE p ＝12
(m A ＋m B )v 2＋(m A ＋m B )gh 2(2分) 代入数据解得：ΔE p ＝2.125 J ．(2分)
(2)从碰后到返回碰撞点的过程，以向上为正方向，由动量定理得
I －(m A ＋m B )g ·2t ＝2(m A ＋m B )v (2分)
代入数据解得：I ＝18 N·s.(2分)
【答案】 (1)2.125 J (2)18 N·s
25．(20分)如图9所示，左右边界分别为PP ′、QQ ′的匀强磁场的宽度为d ，长度足够长，磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里．一个质量为m 、电荷量大小为q 的粒子，以与左边界PP ′成θ＝45°的速度v 0垂直射入磁场．不计粒子重力，为了使粒子不能从边界QQ ′射出，求：
图9
(1)当粒子带正电时，v 0的最大值是多少？
(2)当粒子带负电时，v 0的最大值是多少？
(3)两种情形下粒子在磁场中运动的时刻之比是多少？
【解析】 (1)设带电粒子在磁场中的偏转半径为r 1，当带电粒子带正电时，依照左手定则能够判定带电粒子向左侧偏转．当粒子恰好不从QQ ′边界射出时，依照几何关系可知：r 1＝d ＋r 1cos 45°(2分)
解得：r 1＝2d
2－2(2分)
由于粒子在磁场中运动，只受洛伦兹力，洛伦兹力充当向心力，则qv 0B ＝m v 2
0r 1
(2分) 联立上式解得：v 0＝2＋2m
qBd .(2分) (2)同理当粒子带负电时，设带电粒子在磁场中的偏转半径为r 2，当带电粒子带负电时，依照左手定则能够判定带电粒子将向右侧偏转．当粒子恰好不从QQ ′边界射出时，依照几何关系可知：
r 2＋r 2cos 45°＝d (2分)
解得r 2＝2d 2＋2
(2分) 洛伦兹力充当向心力，依照牛顿第二定律得
qv 0B ＝m v 2
0r 2
(2分) 联立以上两式解得：v 0＝2－2m
qBd .(2分)
(3)由于粒子在磁场中做匀速圆周运动，依照T ＝2πm qB 可知尽管粒子的带电性不同，然而两种粒子在磁场中的运动周期和角速度相同，依照圆周运动的角速度公式可得：θ＝ωt (2分)
则两种情形下粒子在磁场中的运动时刻之比等于它们在磁场中转过的角度之比
t 1t 2＝θ1θ2＝90°270°＝13
.(2分) 【答案】 (1)2＋2m qBd (2)2－2m qBd (3)13
(二)选考题：共15分．请考生从2道物理题中任选一题作答．假如多做，则按所做的第一题计分．
33．[物理——选修3－3](15分)
(1)(5分)下列说法正确的是__________．(填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)
A ．液晶具有流淌性，其光学性质表现为各向异性
B ．太空舱中的液滴呈球状是完全失重状态下液体表面张力的作用
C ．任何物体的内能都不能为零
D ．第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了能量守恒定律
E ．液体饱和汽的压强称为饱和汽压，大小随温度和体积的变化而变化
(2) (10分)如图10所示，有一上部开有小孔的圆柱形汽缸，汽缸的高度为2L ，横截面积为S ，一厚度不计的轻质活塞封闭1 mol 的单分子理想气体，开始时活塞距底部的距离为L ，气体的热力学温度为T 1，已知外界大气压强为p 0,1 mol 的单分子理想气体内能公式为U ＝32
RT ，现对气体缓慢加热，求：
图10
①活塞恰好上升到汽缸顶部时气体的温度和气体吸取的热量；
②当加热到热力学温度为3T 1时气体的压强．
【解析】 (1)液晶具有流淌性，其光学性质表现为各向异性，选项A 正确；太空舱中的液滴呈球状是完全失重状态下液体表面张力的作用，选项B 正确；内能是物体内所有分子的动能与势能之和，分子永不停息地运动着，选项C 正确；第二类永动机是不可能制造出来的，因为它违反了热力学第二定律，选项D 错误；饱和汽压不随体积而变化，选项E 错误．
(2)①开始加热后活塞上升的过程中封闭气体做等压变化，V 1＝LS ，V 2＝2LS 由V 1T 1＝V 2T 2解得：T 2＝2T 1(2分)
由热力学第一定律可知：
ΔU ＝W ＋Q ，ΔU ＝32
R (T 2－T 1)，W ＝－p 0(V 2－V 1)(2分) 解得：Q ＝32
RT 1＋p 0LS .(2分) ②设当加热到3T 1时气体的压强变为p 3，在此之前活塞上升到汽缸顶部，关于封闭气体，由理想气体状态方程．
由p 3·2LS 3T 1＝p 0·LS T 1
(2分) 解得：p 3＝1.5p 0.(2分)
【答案】 (1)ABC (2)①2T 1 32
RT 1＋p 0LS ②1.5p 0 34．[物理——选修3－4](15分)
(1)(5分)一列简谐横波在t ＝0时刻的图象如图11甲所示，平稳位置位于x ＝15 m 处的A 质点的振动图象如图乙所示，下列说法中正确的是__________．(填正确答案标号，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)
甲 乙
图11
A ．这列波沿x 轴负方向传播
B ．这列波的波速是53
m/s C ．从t ＝0开始，质点P 比质点Q 晚0.3 s 回到平稳位置
D ．从t ＝0到t ＝0.1 s 时刻内，质点Q 加速度越来越小
E ．从t ＝0到t ＝0.6 s 时刻内，质点A 的位移为0
(2) (10分)如图12所示是放在空气中的一根专门长的平均玻璃棒，棒的端面是光滑的，若要求从其端面入射到玻璃棒中的光都能在长玻璃棒内传播，则该玻璃棒应满足什么条件？
图12
【解析】 (1)由图乙可知，A 质点开始运动的方向向上，则这列波沿x 轴负方向传播，选项A 正确；依照波速公式可得：v ＝λT ＝201.2m/s ＝503
m/s ，选项B 错误；t ＝0时刻，质点P 向下运动，由图乙可知，质点运动的周期为1.2 s ，由于P 点的运动是非匀速运动，且向下运动的速度越来越小，故质点P 运动到最低点的时刻大于0.15 s ，运动到和Q 点等位移的位置时，所用的时刻大于0.3 s ，因此质点P 比质点Q 晚回到平稳位置的时刻大于0.3 s ，选项C 错误；从t ＝0到t ＝0.1 s 时刻内，质点Q 向平稳位置运动，因此质点Q 的加速度越来越小，选项D 正确；从t ＝0到t ＝0.6 s 时刻内，经历了半个周期，质点A 刚好又回到平稳位置，因此质点A 的位移为0，选项E 正确．
(2)了保证从端面入射到玻璃棒中的光都能在长玻璃棒内传
播而不从玻璃棒的圆柱面射出，要求从端面入射到玻璃棒中的所
有光线在圆柱表面上发生全反射．
如图所示，设光线射入到端面上的入射角为θ1.折射角为θ2，
由折射定律有
sin θ1＝n sin θ2(2分)①
那个地点n 是该玻璃棒的折射率，由图中几何关系可得：
θ2＋θ3＝π2
(2分)②
由图可知θ3是折射光线投射到玻璃棒表面上的入射角．若使其在玻璃棒内传播，需在表面发生全反射，则 θ3＞C (2分)③
式中C 是玻璃全反射的临界角，它满足关系
sin C ＝1n
(1分)④ 从玻璃棒端面入射的光线的临界入射角为
θt ＝π2
(1分)⑤
联立解得该玻璃棒的折射率n ＞2⑥
因此，若要求从其端面入射到玻璃棒中的光都能在长玻璃棒内传播，则该玻璃棒的玻璃的折射率必须大于 2.(2分)
【答案】 (1)ADE (2)玻璃棒的玻璃的折射率大于 2。