黑龙江省绥化市2021届第二次新高考模拟考试物理试卷含解析

黑龙江省绥化市2021届第二次新高考模拟考试物理试卷
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．如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块，木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示的a-F图，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2，则下列选项错误的是
A．滑块的质量m＝4 kg
B．木板的质量M＝2 kg
C．当F＝8 N时滑块加速度为2 m/s2
D．滑块与木板间动摩擦因数为0.1
【答案】C
【解析】
【详解】
AB．由题图乙知，F＝6 N时，滑块与木板刚好不相对滑动，加速度为a＝1 m/s2。

对整体分析，由牛顿第二定律有F＝（M＋m）a，代入数据计算得出:
M＋m＝6 kg，
当F≥6 N时，对木板，根据牛顿第二定律得:
1
F mg mg
a F
M M M
μμ
-
==-，
知图线的斜率k＝1
2
，则:
M＝2 kg，
滑块的质量:
m＝4 kg；
故AB不符合题意；
CD．根据F＝6 N时，a＝1 m/s2，代入表达式计算得出:
μ＝0.1，
当F＝8 N时，对滑块，根据牛顿第二定律得μmg＝ma′，计算得出：
a′＝μg＝1 m/s2，
故C符合题意，D不符合题意。

故选C。

2．如图，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转
动。

质量相等的小物块A 、B 随容器转动且相对器壁静止。

A 、B 和球心O 点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，α>β，则下列说法正确的是（ ）
A ．A 的向心力小于
B 的向心力
B ．容器对A 的支持力一定小于容器对B 的支持力
C ．若ω缓慢增大，则A 、B 受到的摩擦力一定都增大
D ．若A 不受摩擦力，则B 受沿容器壁向下的摩擦力
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A ．根据向心力公式知2sin F m R ωθ=，质量和角速度相等，A 、
B 和球心O 点连线与竖直方向的夹角分别为α、β，αβ>，所以A 的向心力大于B 的向心力，故A 错误；
B ．根据径向力知，若物块受到的摩擦力恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，则由受力情况根据牛顿第二定律得
2tan sin mg m R θωθ=
解得
cos g R ωθ
=cos g R θcos g R θ
故容器对A 的支持力不一定小于容器对B 的支持力，故B 错误；
C ．若缓慢增大，则A 、B 受到的摩擦力方向会发生变化，故摩擦力数值不一定都增大，故C 错误；
D ．因A 受的静摩擦力为零，则B 有沿容器壁向上滑动的趋势，即B 受沿容器壁向下的摩擦力，故D 正确。

故选D 。

3．如图所示，“嫦娥四号”飞船绕月球在圆轨道Ⅰ上运动，在A 位置变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在近月点B 位置再次变轨进入近月圆轨道Ⅲ，下列判断正确的是（ ）
A ．飞船在A 位置变轨时，动能增大
B ．飞船在轨道Ⅰ上的速度大于在轨道Ⅲ上的速度
C ．飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度
D ．飞船在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ的周期
【答案】D
【解析】
【详解】
A ．飞船在A 位置变轨时做近心运动，必须减速，动能减小，故A 错误；
BC ．飞船在圆轨道上运动时，根据万有引力提供向心力，得
2
2Mm v G m ma r r
== 得
GM v r = 2GM a r
= 知卫星的轨道半径越大，线速度和加速度越小，则知飞船在轨道Ⅰ上的速度和加速度均小于在轨道Ⅲ上的速度和加速度，故BC 错误；
D ．飞船在轨道Ⅰ上的轨道半径大于轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律3
2 a k T
=知飞船在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期，D 正确。

故选D 。

4．曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件如图所示，连杆下端连接活塞Q ，上端连接曲轴P 。

在工作过程中，活塞在气缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心O 旋转，若P 做线速度大小为v 0的匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A ．当OP 与OQ 垂直时，活塞运动的速度等于v 0
B ．当OP 与OQ 垂直时，活塞运动的速度大于v 0
C ．当OPQ 在同一直线时，活塞运动的速度等于v 0
D ．当OPQ 在同一直线时，活塞运动的速度大于v 0
【答案】A
【解析】
【详解】
AB ．当OP 与OQ 垂直时，设∠PQ O=θ，此时活塞的速度为v ，将P 点的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度；将活塞的速度v 分解为沿杆方向和垂直于杆方向的速度，则此时v 0cosθ=vcosθ，即v=v 0，选项A 正确，B 错误；
CD ．当OPQ 在同一直线时，P 点沿杆方向的速度为零，则活塞运动的速度等于0，选项CD 错误； 5．如图所示，某中学航天兴趣小组的同学将静置在地面上的质量为M （含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为m 的水以相对地面为0v 的速度竖直向下喷出。

已知重力加速度为g ，空气阻力不计，下列说法正确的是（ ）
A ．火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B ．水喷出的过程中，火箭和水机械能守恒
C ．火箭获得的最大速度为0Mv M m
- D ．火箭上升的最大高度为2202
2()m v g M m - 【答案】D
【解析】
【详解】
A ．火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力，A 错误；
B ．水喷出的过程中，瓶内气体做功，火箭及水的机械能不守恒，B 错误；
C ．在水喷出后的瞬间，火箭获得的速度最大，由动量守恒定律有
0()0M m v mv --=
解得 0mv v M m
=- C 错误；
D ．水喷出后，火箭做竖直上抛运动，有
22v gh =
解得
2202
2()m v g M h m -= D 正确。

故选D 。

6．如图所示，木块m 放在木板AB 上，开始θ=0，现在木板A 端用一个竖直向上的力F 使木板绕B 端逆时针缓慢转动（B 端不滑动）．在m 相对AB 保持静止的过程中（ ）
A ．木块m 对木板A
B 的作用力逐渐减小
B ．木块m 受到的静摩擦力随θ呈线性增大
C ．竖直向上的拉力F 保持不变
D ．拉力F 的力矩先逐渐增大再逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】
A.木板绕B 端逆时针缓慢转动，m 相对AB 保持静止的过程中，木板AB 对木块m 的作用力与木块m 所受重力抵消，即木板AB 对木块m 的作用力大小为mg ，方向竖直向上，则木块m 对木板AB 的作用力不变，故A 项错误；
B. 在m 相对AB 保持静止的过程，对木块m 受力分析，由平衡条件得，木块m 受到的静摩擦力
sin f mg θ=
故B 项错误；
C. 设板长为L ，m 到B 端距离为l ，以B 端为转轴，则：
cos cos FL mgl θθ=
解得： l F mg L
= 所以竖直向上的拉力F 保持不变，故C 项正确；
D. 使木板绕B 端逆时针缓慢转动，竖直向上的拉力F 保持不变，则拉力F 的力矩减小，故D 项错误。

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，长木板左端固定一竖直挡板，轻质弹簧左端与挡板连接右端连接一小物块，在小物块上施加水平向右的恒力F ，整个系统一起向右在光滑水平面上做匀加速直线运动。

已知长木板（含挡板）的质量为M ，小物块的质量为m ，弹簧的劲度系数为k ，形变量为(0)x x ≠，则（ ）
A ．小物块的加速度为F M m
+ B ．小物块受到的摩擦力大小一定为MF kx M m
-
+，方向水平向左 C ．小物块受到的摩擦力大小可能为MF kx M m ++，方向水平向左 D ．小物块与长木板之间可能没有摩擦力
【答案】ACD
【解析】
【详解】
A ．长木板与小物块一起做匀加速运动，应相对静止，加速度相同，对整体有
F M m a =+()
解得加速度
F a M m
=+ 故A 正确；
BC ．因弹簧形变量0x ≠，故弹簧可能被压缩也可能被拉伸。

若被压缩，则长木板受到的摩擦力向右，对长木板有
f F kx Ma -=
解得
f MF F kx M m
=++ 小物块受到的摩擦力大小与之相等，方向水平向左，故B 错误，C 正确；
D ．若弹簧对小物块的弹力方向水平向左，对小物块，根据牛顿第二定律得
F f kx ma +-=
得
•
F MF f kx ma F kx m F kx M m M m
=+-=+-=-++ 如果 MF kx M m
=
+ 则 0f =
故D 正确。

故选ACD 。

8．如图所示，直杆与水平面成30°角，一轻质弹簧套在直杆上，下端固定在直杆底端。

现将一质量为m 的小滑块从杆顶端A 点由静止释放，滑块压缩弹簧到达最低点B 后返回，脱离弹簧后恰能到达AB 的中点。

设重力加速度为g ，AB=L ，则该过程中（ ）
A ．滑块和弹簧刚接触时的速度最大
B ．滑块克服摩擦做功为
14mgL C ．滑块加速度为零的位置只有一处
D ．弹簧最大弹性势能为13mgL 【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】 A ．滑块向下运动受到的合力为零时，速度最大，即
sin mg F f θ=+弹
这时，速度最大，故A 错误；
B ．根据动能定理有
f 00sin 302
L mg
W -=︒- 解得 f 14
W mgL = 故B 错正确；
C ．滑块加速度为零即合力为零，向下滑动时
0sin F f mg θ=+-弹
向上滑动时
()sin 0F mg f θ-+=弹
所以C 错误；
D ．弹簧被压缩到最短时弹性势能最大，根据能量守恒
f P 2sin 303
mgL W E ︒=+ 解得弹簧最大弹性势能为
P 13
E mgL = 故D 正确。

故选BD 。

9．以下说法正确的是（ ）
A ．某物质的密度为ρ，其分子的体积为0V ，分子的质量为m ，则0
m V ρ= B ．在油膜法粗测分子直径的实验中，把油分子看成球形，是物理学中的一个理想化模型，因为分子并不真的是球形
C ．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间的空隙
D ．物质是由大量分子组成的，在这里的分子是组成物质的分子、原子、离子的统称
E.玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故
【答案】BDE
【解析】
【详解】
A ．物质密度是宏观的质量与体积的比值，而分子体积、分子质量是微观量，A 选项错误；
B ．实际上，分子有着复杂的结构和形状，并不是理想的球形，B 选项正确；
C ．在装满水的玻璃杯内，可以轻轻投放一定数量的大头针，而水不会流出是由于表面张力的作用，C 选
D．物理学中的分子是指分子、原子、离子等的统称，D选项正确；
E．玻璃管裂口放在火焰上烧熔后，成了液态，由于表面张力使得它的尖端变圆，E项正确。

故选BDE。

10．如图所示，固定的光滑斜面上有一小球，小球与竖直轻弹簧P和平行斜面的轻弹簧Q连接，小球处于静止状态，则小球所受力的个数可能是（）
A．2 B．3 C．4 D．5
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
若P弹簧对小球向上的弹力等于小球的重力，此时Q弹簧无弹力，小球受2个力平衡。

若P弹簧弹力为零，小球受重力、支持力、弹簧Q的拉力处于平衡，小球受3个力。

若P弹簧弹力不为零，小球受重力、弹簧P的拉力、支持力、弹簧Q的拉力，小球受4个力平衡。

由于斜面光滑，小球不受摩擦力，知小球不可能受5个力。

故ABC正确，D错误。

故选ABC。

11．如图所示，理想变压器的初、次级线圈的匝数之比为1
2
22
5
N
N
，在次级线圈中接有两个阻值均为50Ω的电阻，图甲中D为理想二极管。

现在初级线圈输入如图乙所示的交流电压，那么开关K在断开和闭合的两种情况下，下列说法中正确的有（）
A．两种情况下R2两端的电压相同B．两种情况下R2消耗的功率相同
C．两种情况下R1消耗的功率相同D．两种情况下变压器的输入功率不同
【答案】CD
【解析】
【分析】
ABD ．在开关K 闭合时，此时电路中的总电阻为R 总=25Ω。

由图乙可知初级线圈的有效值为
1220V U == 次级线圈的电压为
2211522050V 22
N U U N ==⨯= R 2两端的电压为U 2=50V ，R 2消耗的功率为
22R 2250050W 50
U P R === 电路中消耗的总电功率为
22
50100W 25
U P R ===总 当开关K 断开时，R 2两端的有效值由
222R 22U U T T R R
⋅=⋅ 得
2R U == R 2消耗的功率为
2
222
R R 225W 50
U P R === 电路中消耗的总电功率为
22222R 1125075W 5050U U P R R =+=+= 故AB 错误，D 正确；
C ．在两种情况下并不影响R 1两端的电压，故R 1消耗的功率是相同的，故C 正确。

故选C
D 。

12．关于热现象，下列说法正确的是___________。

A ．气体吸热后温度一定升高
B ．对气体做功可以改变其内能
C ．理想气体等压压缩过程一定放热
D ．理想气体绝热膨胀过程内能一定减少 E.在自发过程中，分子一定从高温区域扩散到低温区域
【答案】BCD
【解析】
【详解】
A．根据热力学第一定律，气体吸热后如果对外做功，则温度不一定升高，故A错误；B．做功和热传递都可以改变物体的内能，故B正确；
C．根据理想气体状态方程pV
C
T
，气体等压压缩过，压强不变，体积减小，温度一定降低，内能也减
小，即△U＜0；再根据热力学第一定律：W+Q=△U，体积减小，外界气体做功，W＞0，则Q＜0，所以理想气体等压压缩过程一定放热，故C正确；
D．理想气体绝热膨胀过程，Q=0，W＜0，根据热力学第一定律：W+Q=△U可知，△U＜0，所以理想气体绝热膨胀过程内能一定减少，故D正确；
E．扩散现象是分子的无规则热运动，分子可以从高温区域扩散到低温区域，也可以从低温区域扩散到高温区域，故E错误。

故选BCD。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．寒假期间，某课外活动小组用苹果自制了一水果电池组．现在要测量该电池组的电动势和内阻（电动势约为2V，内阻在1kΩ～2kΩ之间），实验室现有如下器材各一个
多用电表：欧姆挡（×1，×11，×111，×1k）
直流电流挡（1～1．5mA，1～1mA，1～11mA，1～111mA）
直流电压挡（1～1．5V，1～2．5V，1～11V，1～51V，1～251V，1～511V）
电压表：（1～3V，1～15V）
电流表：（1～1．6A，1～3A）
滑动变阻器：R1（1～11Ω），R2 （1～2111Ω）
开关及导线若干．
（1）该小组同学先用多用电表直流电压“1～2．5 V”挡，粗测了电池组的电动势，指针稳定时如图甲所示，其示数为________V（结果保留两位有效数字）；
（2）为了更精确地测量该电池组的电动势和内阻，采用伏安法测量，应选________测电压，选_______测电流（填电表名称和所选量程）；滑动变阻器应选______（填电阻符号）；
（3）请设计实验电路，并用线段代替导线将图乙中相关器材连成实物电路图．
【答案】（1）1.8V；（2）电压表，1-3V；多用电表直流电流档1mA；R2；（3）连线图见解析；
【解析】
试题分析：（1）万用表读数为1.8V；（2）用伏安法测量电源的电动势及内阻，应选用1-3V的电压表测量电压，因为通过水果电池的最大电流不超过1mA,故选择多用电表直流电流1mA档；因为电池内阻在1kΩ-2 kΩ之间，所以滑动变阻器选择R2；
（3）实物连线如图所示．
考点：测量电源的电动势及内阻；
14．利用图示装置可以做力学中的许多实验．
（1）以下说法正确的是____________.
A．利用此装置“研究匀变速直线运动” 时，须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
B．利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a-M关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比
C．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目
的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响
(2).小华在利用此装置“探究加速度a 与力F 的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a 的值随钧码个数的增加将趋近于__________的值.
【答案】（1）C （2）g
【解析】
【分析】
【详解】
（1）A ．此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，所以A 不准确；
B ．曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种，所以若a ﹣M 图象是曲线，不能断定曲线是双曲线，即不能断定加速度与质量成反比，应画出a ﹣1M
图象，故B 错误； C ．探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故C 正确．
（2）设小车质量为m ，钩码质量为M ，则对小车有：
Mg F Ma =﹣
对钩码有：
F mg ma μ=﹣
联立解得：
M m a g M m
μ-=+ 将上式变形为：
11m M a g m M
μ-
=+ 可见当M ?m 时，加速度a 趋近于g ．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，一个截面为半圆的玻璃砖，O 为圆心，MN 是半圆的直径，它对红光和紫光的折射率分别为n 1、n 2，与直径平行放置一个光屏AB ，AB 与MN 的距离的为d ．现有一束由红光和紫光组成的复色光从P 点沿PO 方向射入玻璃砖，∠PON=45°．试问：
（1）若红光能从MN 面射出，n l 应满足什么条件？
（2）若两种单色光均能从MN 面射出，它们投射到AB 上的光点间距是多大？
【答案】 (1) 12n <
;(2) 2122212(
2)EF d n n =--- 【解析】
【详解】
解：(1)若红光能从MN 面射出，在MN 面上不能发全反射，则红光的临界角为9045()C i >=︒-︒ 由临界角公式得：1
1sinC n = 解得：12n <
(2)复色光经MN 折射后的光路如图，由折射定律得：11
1sini sinr n = 22
1sini sinr n = 根据几何关系有：21()EF d tanr tanr =-
联立解得：2
12
2
212(2)EF d n n =---
16．如图所示，矩形PQMN 区域内有水平向左的匀强电场，电场强度大小为E ，已知PQ 长度为3L ，PN 长度为L 。

质量为m 、电量大小为q 的带负电粒子以某一初速度从P 点平行PQ 射入匀强电场，恰好从M
点射出，不计粒子的重力，可能用到的三角函数值sin30°
=0.5，sin37°=0.6，sin45°=22。

(1)求粒子入射速度v 0的大小； (2)若撤走矩形PQMN 区域内的匀强电场，加上垂直纸面向里的匀强磁场。

该粒子仍以相同的初速度从P 点入射，也恰好从M 点射出磁场。

求匀强磁场磁感应强度B 的大小和粒子在磁场中运动的时间t 。

【答案】（1）03
2=qEL v m ；（2）352mE B qL =，372108mL t qE
π= 【解析】
【分析】
【详解】 (1)粒子做类平抛运动，有
qE ma =
212
L at = 03L v t =
解得
032=qEL v m
(2)洛伦磁力作为向心力，有
200v qv B m r
=
由几何关系得
222(3)()=+-r L r L
得
03552==mv mE B qL qL
回旋角
33tan 4
L r L θ=
=- 又因为 0
2π=T v 360t T θ
︒=⋅
联立解得
372108mL t qE
π
= 17．如图所示，用两个质量均为m 、横截面积均为S 的密闭活塞将开口向下竖直悬挂的导热气缸内的理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分，当在活塞A 下方悬挂重物后，整个装置处于静止状态，此时Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l 0。

已知环境温度、大气压强p 0均保持不变，且满足5mg=p 0S ，不计一切摩擦。

当取走物体后，两活塞重新恢复平衡，活塞A 上升的高度为076
l ，求悬挂重物的质量。

【答案】2m
【解析】
【详解】
对气体I 分析，初状态的压强为
()10m m g p p S
'+=- 末状态的压强为
10045
mg p p p S =-= 由玻意耳定律有
1110p l S p l S '=
对气体1分析，初状态
21mg p p S =- 末状态
21035B m p p p S ''=-- 由玻意耳定律
2e 22p l S p l S '=
A 活塞上升的高度
()()0102076
l l l l l l ∆=-+-=
联立解得 m'=2m 。