2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)

2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)第=page1818页，共=sectionpages1919页第=page1919页，共=sectionpages1919页2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷（二模）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则(    )A.处于高能级的氢原子向低能级跃迁时有可能辐射出γ射线

B.氢原子从n=2的能级向n=1的能级跃迁时会辐射出红外线

C.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离

D.大量氢原子从n=4担负着火星探测任务的“天问一号”的成功发射，标志着我国星际探测水平达到了一个新阶段。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3：2，则火星与地球绕太阳运动的(    )A.线速度大小之比为3：2 B.角速度大小之比为22：33

C.向心加速度大小之比为9：4 D.公转周期之比为2如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化，磁场方向取垂直纸面向里为正方向。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=0.1Ω，边长l=0.2mA.在t=0到t=0.1s时间内，金属框中的感应电动势为0.08V

B.在t=0.05s时，金属框ab边受到的安培力的大小为0.016N

C.在t=0.05s时，金属框ab边受到的安培力的方向垂直于ab向右如图所示，在光滑绝缘水平面上，有两条固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流I。在角平分线上，对称放置四个相同的圆形金属框。若电流在相同时间间隔△t内增加相同量△I，则(    )2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第1页。A.线圈1中有顺时针方向的感应电流，静止不动

B.线圈2中无感应电流，静止不动

C.线圈3中有顺时针方向的感应电流，沿着对角线向外运动

D.线圈4中有逆时针方向的感应电流，沿着对角线向外运动

2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第1页。有一种精神叫“女排精神”，中国女排能始终屹立在世界之颠，与她们科学而又刻苦的训练是分不开的。当女排运动员进行原地起跳拦网训练时，某质量为60kg的运动员原地静止站立(不起跳)双手拦网高度为2.10m，在训练中，该运动员先下蹲使重心下降0.5m，然后起跳(从开始上升到脚刚离地的过程)，最后脚离地上升到最高点时双手拦网高度为2.90m。若运动员起跳过程视为匀加速直线运动，忽略空气阻力影响，取g=10A.运动员起跳过程属于失重状态

B.起跳过程中加速度大小为16m/s2

C.从开始起跳到离地上升到最高点需要0.4s如图a所示，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图b所示，木板的速度v与时间t的关系如图c所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略，重力加速度取g=10A.2s～4s内，物块与木板之间的滑动摩擦力为0.2N

B.0～2s内，力F的大小保持不变

C.2s～2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第2页。在如图所示的甲、乙、丙图中，MN、PQ是固定在同一水平面内足够长的平行金属导轨。导体棒ab垂直放在导轨上，导轨都处于垂直水平面向下的匀强磁场中。导体棒和导轨间的摩擦不计，导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，甲图中的电容器C原来不带电。今给导体棒ab一个向右的初速度v0，在甲、乙、丙图中导体棒ab在磁场中的运动状态是(    )2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第2页。A.甲图中，棒ab最终做匀速运动

B.乙图中，棒ab匀减速运动直到最终静止

C.丙图中，棒ab最终做匀速运动

D.甲、乙、丙中，棒ab最终都静止如图所示，工厂利用皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的平台C上，平台C离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在A处，货物随皮带到达平台C。货物在皮带上相对皮带滑动时会留下一定长度的痕迹，已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为μ。若皮带的倾角θ、运行速度v和货物质量m都可以改变，且始终满足tanθ<μ，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则(    )A.当倾角θ一定时，若增大运行速度v，则运送时间一定变短

B.当倾角θ一定时，若增大运行速度v，皮带上留下的痕迹一定变长

C.当倾角θ和速度v一定时，货物质量m越大，皮带上留下的痕迹越长

D.当倾角θ和速度v一定时，货物质量m越大，皮带上摩擦产生的热量越多2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第3页。2020年5月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度。某同学受此启发就地取材设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小。实验步骤如下：

(i)如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为53°，在其上表面固定一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)。

(ii)调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能。将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物块沿木板向下做加速直线运动的情况。然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量参考点，得到小物块相对于该点的运动距离L与运动时间t的数据。

(iii)该同学选取部分实验数据，画出了2Lt-t图象，利用图象数据得到小物块下滑的加速度大小为5.6m/s2。

(iv)再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验。

回答以下问题：

(1)当木板的倾角为37°时，所绘图象如图乙所示。由图象可得，物块过测量参考点时速度的大小为______m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的A、B两点，利用A、B两点数据得到小物块下滑加速度的大小为______m2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第3页。2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第4页。用如图1所示的甲、乙两种方法测量某电源的电动势和内电阻(约为1Ω)，其中R为滑线变阻器，电流表的内电阻约为0.1Ω，电压表的内电阻约为3kΩ。

(1)利用图1中甲图实验电路测电源的电动势和内电阻，所测得的实际是图2中虚线框所示“等效电源”的电动势E'和内电阻r'。若电源的电动势为E、内电阻为r、电流表内电阻为RA，则所测得的E'=______，r'=______(请用E、r、RA表示)。

(2)某同学利用图像，分析甲、乙两种方法由于电表内电阻引起的实验误差。在图3中，实线是根据实验数据描点作图得到的U-I图像；虚线是该电源的路端电压U随电流I变化的U-I图像(没有电表内电阻影响的理想情况)。在图3中，对应图1乙电路分析的U-I图像是______，并据此分析可得电源电动势和内阻的真实值E真、r真与测量值E测、r测的大小关系为E真______E测、r真______r测(填“>”、“=2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第4页。如图所示，在xOy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，第四象限内存在沿x轴正方向、大小为E的匀强电场。一带电粒子从y轴上的M(OM=a)点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ=45°。粒子经过磁场偏转后从N(图中未画出)点垂直穿过x轴进入匀强电场，其运动轨迹与y轴交于P(图中未画出)点。已知粒子电荷量为-q，质量为m，重力不计。求：

2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第5页。我国的月球探测计划“嫦娥工程”分为“绕、落、回”三步．“嫦娥三号”的任务是“落”.2013年12月2日，“嫦娥三号”发射，经过中途轨道修正和近月制动之后，“嫦娥三号”探测器进入绕月的圆形轨道I.12月12日卫星成功变轨，进入远月点P、近月点Q的椭圆形轨道Ⅱ.如图所示．2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器在Q点附近制动，由大功率发动机减速，以抛物线路径下降到距月面100米高处进行30s悬停避障，之后再缓慢竖直下降到距月面高度仅为数米处，为避免激起更多月尘，关闭发动机，做自由落体运动，落到月球表面．

已知引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R，“嫦娥三号”在轨道I上运动时的质量为m，P、Q点距月球表面的高度分别为h1、h2．

(1)求“嫦娥三号”在圆形轨道I上运动的速度大小；

(2)已知“嫦娥三号”与月心的距离为r时，引力势能为Ep=-GMmr(取无穷远处引力势能为零)，其中m为此时“嫦娥三号”的质量．若“嫦娥三号”在轨道II上运动的过程中，动能和引力势能相互转化，它们的总量保持不变．已知“嫦娥三号”经过Q点的速度大小为v，请根据能量守恒定律求它经过P点时的速度大小；

(3)“嫦娥三号”在P点由轨道I变为轨道II的过程中，发动机沿轨道的切线方向瞬间一次性喷出一部分气体，已知喷出的气体相对喷气后“嫦娥三号”的速度大小为u，求喷出的气体的质量．

2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第5页。如图所示，在p-V图中，1、2、3三个点代表某容器中一定质量理想气体的三个不同状态，对应的温度分别是T1、T2、T3。用N1、N2、N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数，用n1、n2、n3分别表示这三个状态下单位体积内的气体分子数，则T1______T3，n2______n3，N1______2N2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第6页。为了测量一些形状不规则而又不便于进入液体的固体体积，可以用如图所示的装置测量。操作步骤和实验数据如下。

a.打开阀门K，使管A、容器B、容器C和大气相通。上下移动D，使左侧水银面到达刻度n的位置。

b.关闭K，向上举D，使左侧水银面到达刻度m的位置。这时测得两管水银面高度差为19.0cm。

c.打开K，把被测固体放在C中，上下移动D，使左侧水银面重新到达位置n，然后关闭K。

d.向上举D，使左侧水银面重新到达刻度m处，这时测得两管水银面高度差为20.0cm。

已知容器C和管A的总体积为10002021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第6页。

2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第7页。如图所示为振幅、频率相同的两列横波在t=0时刻相遇时发生干涉的示意图，实线与虚线分别表示波峰和波谷。已知两列波的振幅均为5cm，波速和波长均为1m/s和0.42021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第7页。A.R、S两点始终处于静止状态

B.P点始终处于波谷位置

C.Q点在t=0.1s时刻将处于平衡位置

D.从t=0到t=0.2s的时间内，Q点通过的路程为20cm

E.从t=0到t一棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=30°，斜边AB=a.棱镜材料的折射率为n=2.在此截面所在的平面内，一条光线以45°的入射角从AC2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第8页。

2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第8页。答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A.γ射线为重核衰变或裂变时才会放出，氢原子跃迁无法辐射γ射线，故A错误；

B.氢原子从n=2的能级向n=1的能级辐射光子的能量：

E=-3.4eV-(-13.60eV)=10.2eV，

而红外线的能量小于可见光光子能量，因此不可能有红外线，故B错误；

C.氢原子在n=3能级吸收1.51eV的光子能量就可以电离，紫外线为非可见光，故紫外线最小能量大于3.11eV，可以使处于n=3能级的氢原子电离，故C正确；

D.氢原子从n=4能级跃迁至n=3能级辐射光子的能量：E1=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV，

同理：从n=4能级跃迁至n=2能级辐射光子的能量：E2=-0.85eV-(-3.40eV)=2.55eV，

从n=4能级跃迁至n=1能级辐射光子的能量：E3=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV，2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第9页。【解析】解：A、由GMmr2=mv2r得：v=GMr，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3：2，即：v火v地=23，故A错误。

B、由GMmr2=mω2r得：ω=GMr3，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3：2，即：ω火ω地=(r地r火)3=22：33，故2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第9页。2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第10页。【解析】解：A、根据法拉第电磁感应定律：

E=N△Φ△t

金属框的面积不变，磁场的磁感应强度变化故：

△Φ=L2×△B

△B△t=0.2T0.1s=2T/S

解得E=0.08V

故A正确；

B、感应电流为：I=ER=0.080.1A=0.8A

在t2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第10页。【解析】解：首先，在第一象限和第三象限，根据右手螺旋定则可以判断出，两导线产生的磁场方向相反，且线圈距两导线距离相等，所以在第一象限和第三象限，线圈所在处合磁场为零，在第二象限和第四象限，也是根据右手螺旋定则，可以得到第二象限磁场方向垂直纸面向外，第四象限磁场方向垂直纸面向里。

A、就算电流一直在发生改变(导致磁场发生改变)，线圈1里面也没有感应电流的产生，故A错误；

B、竖直向上的线圈一直在增大(电流一直在变化)，所以线圈2中有感应电流的产生，故B错误；

C、线圈3的情况与线圈1相同，都处于没有磁场的象限，不会产生感应电流，故C错误；

D、第四象限磁场竖直向下，所以根据楞次定律可以知道，随着电流的增大，线圈4会想要通过自身的磁场强度降低，所以会远离磁感应强度大的地方，所以是沿着对角线向外，故D正确。

故选：D。

通电直导线周围有磁场存在，根据安培定则可判定电流方向与磁场方向的关系。根据产生感应电流的条件和楞次定律判断各项。

本题考查了安培定则和楞次定律的应用，解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，知道感应电流的磁场阻碍原磁场磁通量的变化。

5.【答案】B

2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第11页。【解析】解：A、从开始起跳到脚离开地面重心上升h1=0.5m，做匀加速运动，加速度向上，处于超重状态，故A错误；

BD、离开地面到上升到最高点的过程中，重心上升距离h2=2.90m-2.10m=0.8m，运动员离开地面后做竖直上抛运动，根据2gh2=v2可解得：v=4m/s，在起跳过程中，根据速度-位移公式可知：2ah1=v2，a=v22h1=422×0.5m/2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第11页。【解析】解：A、由图b可知，前2s内细绳对物块的拉力f随时间逐渐增大，结合物块水平方向二力平衡可知前2s内物块与木板之间的摩擦力逐渐增大，2s～4s内，物块与木板之间的滑动摩擦力为0.2N，故A正确；

B、0～2s内，整体受力平衡，拉力F的大小始终等于绳子的拉力，绳子的拉力增大，则力F增大，故B错误；

C、在4s后撤去外力，此时木板在水平方向上只受到滑动摩擦力的作用，由图c，此时木板的加速度大小为：a1=△v△t=0.4-0.25-4m/s2=0.2m/s2，根据牛顿第二定律可得f=ma1，解得木板的质量m=1kg，2s～42021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第12页。【解析】解：AD、图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电动势而使电容器充电，当电容器C两极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，ab棒不受安培力，向右做匀速运动，故A正确，D错误；

B、图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒速度减小，当ab棒的动能全部转化为内能时，ab棒静止，故B错误；

C、图丙中，导体棒先受到向左的安培力作用向右做减速运动，速度减为零后再在安培力作用下向左做加速运动，当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，ab棒向左做匀速运动，故C正确。

故选：AC。

图甲中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电动势而使电容器充电，分析电路中电流的变化，即可判断ab棒所受的安培力，确定ab棒的运动情况；图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，通过电阻R转化为内能，ab棒将做减速运动；图丙中，分析导体棒受到的安培力情况，判断ab棒的运动情况。

本题考查对电磁感应现象动态变化分析的问题，分析安培力的变化是关键，根据合力和速度方向的关系判断导体棒的运动情况。

8.【答案】BD

2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第12页。【解析】A、对物体受力分析，求得运动时加速度a=μgcosθ-gsinθ，倾角一定，加速度一定，物体可能先做匀加速直线运动，达到传送带速度后做匀速运动，也可能一直在做匀加速直线运动。增大皮带运行速度，若物体先匀加速再匀速，平均速度变大，时间减小，若物体一直匀加速运动，a不变，位移不变，时间不变。故A错误；

B、若增大初速度，若物体先匀加速再匀速，留下的痕迹长度△x=x传-x物=v⋅va-v22a=v22a，初速度变大，痕迹变长，若物体一直匀加速运动，留下的痕迹长度△x=x传-x物=vt-L，v变大，t不变，L不变，痕迹长度变大。故B正确；

C、由2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第13页。【解析】解：(1)设物块过测量参考点时速度的大小为v0，根据位移-时间关系可得：

L=v0t+12at2

所以有：2Lt=2v0+at，

当t=0时速度即为参考点的速度，故2v0=0.64m/s

解得：v0=0.32m/s

图象的斜率表示加速度，则有：a=1.85-0.700.395-0.02m/s2=3.1m/s2；

(2)木板的倾角为53°，小物块加速度大小为a0=5.6m/s2，

对小物块根据牛顿第二定律可得：mgsin53°-μmgcos53°=2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第13页。2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第14页。【解析】解：(1)将电源和电流表视为等效电源，电源电动势是电源本身具有的属性，电流表不具有产生电动势的本领，所以等效电源的电动势仍然为E'=E

而电流表的内阻和电动势的内阻作为等效电源的内阻，即：r'=r+RA

(2)对甲图，考虑电表内阻时，根据闭合电路欧姆定律得：E=U路+Ir内=U+I(r+RA)

变形得：U=-(r+RA)I+E

直接通过实验获得数据，可得：U=-rI+E

图象与纵轴截距均为电源电动势E，虚线对应的斜率的绝对值为r+RA，实线对应的斜率绝对值为r，所以对应图甲电路分析的图象是C；

对乙图，考虑电表内阻时(即虚线对应的真实情况)，根据闭合电路欧姆定律得：E=U路+Ir内=U+(I+URV)r=U+Ir+rRV×U

变形得U=-RVrRV+rI+RVRV+r×E

直接通过实验获得数据，可得U=-rI+E

虚线对应的斜率绝对值为r，实线对应的斜率绝对值为RVrRV+r<r，虚线对应的纵轴截距为E，实线对应的纵轴截距为RVRV+rE<E；两图线在U2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第14页。2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第15页。【解析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据题意作出粒子运动轨迹，粒子进入匀强电场后做类似平抛运动，利用几何关系再结合相关知识求解。

本题考查了带电粒子在磁场中的运动，根据题意作出粒子运动轨迹是解题的前提与关键，应用左手定则、牛顿第二定律即可解题，解题时注意几何知识的应用。

12.【答案】解：(1)“嫦娥三号”在轨道I上做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：GMm(R+h1)2=mv12R+h1

解得：v1=GMR+h1

(2)“嫦娥三号”在轨道II上运动的过程中，由机械能守恒定律可知，P点的机械能等于Q点的机械能，则有：

-GMm'R+h1+12m'vP'2=-GMm'2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第16页。【解析】根据万有引力提供向心力GMm(R+h1)2=mv12R+h1，化简可得嫦娥三号在轨道I上做匀速圆周运动的速度．

“嫦娥三号”在轨道II上运动的过程中机械能守恒定律，有-GMm'R+2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第16页。2021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第17页。【解析】解：由图示图象可知：在1、3两个状态，压强p与体积V的乘积pV相等，由理想气体状态方程pVT=C可知，在两状态气体的温度T相等，即T1=T3；

一定量的理想气体分子总数n不变，由图示图象可知，单位体积分子数n2=nV1，n3=n2V1，则n2>n3；

根据图示图象，由理想气体状态方程得：2p1V1T1=p1V1T2，解得：T1=2T2，

在状态1气体压强是状态2气体压强的2倍，如果气体温度相等，在状态1气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数是在状态2气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数的2倍，实际上状态1的温度大于状态2的温度，状态1的温度是状态2温度的2倍，在状态1每个分子对器壁的平均作用力大于状态2每个分子对器壁的平均作用力，因此在状态1气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数小于气体在状态2分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的次数的2倍，即N1<2N2；

故答案为：=；>；<。

单位时间内气体分子对单位器壁上的平均压力是气体的压强；根据图示图象分析清楚气体状态变化过程，应用理想气体状态方程比较气体在各状态的压强关系，然后分析答题。

本题考查了理想气体状态方程、气体压强的微观意义等知识点；抓住气体不变的参量，选择相应的气体实验定律是本题的关键；另外，对气体压强微观意义的理解也很重要。

14.【答案】解：设容器C和管A的总体积为V0，容器B的体积为VB，被测固体的体积为V，大气压强为p02021年河南省郑州市高考物理第二次质检试卷(二模)(附详解)全文共19页，当前为第17页。【解析】整个过程都是等温变化，确定三个状态和各状态下的状态参量，根据理想气体等温变化列式即可求得结果。

该题考查了理想气体等温变化，解题的关键是确定气体状态和分析状态参量，体积的分析是解答