广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析

广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷一、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，平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，两根相同的金属棒a、b相隔一定距离垂直放置在导轨上，且与导轨保持良好接触。一条形磁铁向着回路中心竖直下落，a、b棒在此过程中始终静止不动，下列说法正确的是（）A．a、b棒上无感应电流B．b受到的安培力方向向右C．a受到的摩擦力方向向左D．条形磁铁N极朝下下落过程中，b受到的安培力方向将与原来的相反【答案】C【解析】【分析】【详解】A．磁铁竖直向下运动，通过回路磁通量增加，会产生感应电流，A错误；BCD．感应电流受到的安培力有使得回路面积缩小的趋势，跟磁铁的磁极没有关系，b受到的安培力方向向左，a受到的安培力向右，摩擦力方向向左，所以BD错误，C正确．故选C。2．若一个质点由静止开始做匀加速直线运动，下列有关说法正确的是（）A．某时刻质点的动量与所经历的时间成正比B．某时刻质点的动量与所发生的位移成正比C．某时刻质点的动能与所经历的时间成正比D．某时刻质点的动能与所发生位移的平方成正比【答案】A【解析】【详解】A．根据和，联立可得与成正比，故A正确；广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第1页。B．根据可得广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第1页。与成正比，故B错误；C．由于与成正比，故C错误；D．由于与成正比，故D错误。故选A。3．如图，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球的高，P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力．与b球相比，a球A．初速度较大B．速度变化率较大C．落地时速度一定较大D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大【答案】D【解析】【详解】A.由可得，高度越高，下落时间越大，由可知，两球水平位移相同，但是b求运动时间短，故b球初速度较大，A错误；B.速度变化率即表示加速度，两球加速度相同，故速度变化率相同，B错误；C.a球的水平速度小于b球，故落地时虽然竖直分速度大于b球，但是合速度不一定大于b球，C错误；D.由，a球落地时间t大，但是小，故a球的一定大于b球，即a球落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大，D正确；故选D。广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第2页。4．极地卫星的运行轨道经过地球的南北两极正上方（轨道可视为圆轨道）．如图所示，某时刻某极地卫星在地球北纬45°A点的正上方按图示方向运行，经过12h后再次出现在A点的正上方，地球自转周期为24h．则下列说法正确的是广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第2页。A．该卫星运行周期比同步卫星周期大B．该卫星每隔12h经过A点的正上方一次C．该卫星运行的加速度比同步卫星的加速度小D．该卫星所有可能角速度的最小值为【答案】D【解析】【详解】地球在12h的时间内转了180°，要使卫星第二次出现在A点的正上方，则时间应该满足T+nT＝12h，解得（n=0、1、2、3、），当n=0时，周期有最大值T=16h，当n的取值不同，则周期不同，则该卫星运行周期比同步卫星周期小，选项A错误；由以上分析可知，只有当卫星的周期为16h时，每隔12h经过A点上方一次，选项B错误；卫星的周期小于同步卫星的周期，则运转半径小于同步卫星的半径，根据可知，该卫星运行的加速度比同步卫星的加速度大，选项C错误；该卫星的最大周期T=16h，则最小的角速度为：，选项D正确.5．如图所示，两点分别放置两个等量异种点电荷，为连线的中点，为连线上靠近的一点，为连线的垂直平分线上处于点上方的一点。把一个负检验电荷分别放在三点进行比较，则（）A．电场中三点，T点电势最高B．检验电荷在点电势能最大C．检验电荷在点受力最小D．检验电荷在点受力最大广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第3页。【答案】B广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第3页。【解析】【详解】A．根据等量异种点电荷电场的特点，可知两点处在同一等势面上，两点电势相等，点电势最低，故A错误；B．结合电势能公式，可知负检验电荷在点电势能最大，故B正确；CD．在两等量异种点电荷连线上，连线中点的电场强度最小，在两等量异种点电荷连线的垂直平分线上，点的电场强度最大，所以负检验电荷在点受力最小，在点受力最大，故CD错误。故选B。6．位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离．当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍．若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（）A．年 B．年C．年 D．年【答案】B【解析】【详解】该题中，太阳、地球、木星的位置关系如图：设地球的公转半径为R1，木星的公转半径为R2，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍，则有：，由开普勒第三定律有：，可得：，由于地球公转周期为1年，则有：T2年，故B正确，ACD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．关于电磁波，下列说法正确的是（）A．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在B．非均匀周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．手摇动用丝绸摩擦过的玻璃棒，在空气中产生电磁波，只能沿着摇动的方向传播广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第4页。D．频率在200MHz~1000MHz内的雷达发射的电磁波，波长范围在0.3m~1.5m之间广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第4页。E.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度【答案】BDE【解析】【详解】A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故A错误；B.非均匀周期性变化的磁场产生非均匀周期性变化电场，非均匀周期性变化的电场产生非均匀周期性变化磁场，相互激发，形成电磁波。故B正确；C.电磁波产生后，可以在任意方向传播，故C错误；D.根据，电磁波频率在200MHz至1000MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间，故D正确；E.由于波源与接受者的相对位置的改变，而导致接受频率的变化，称为多普勒效应，所以可以判断遥远天体相对于地球的运动速度，故E正确。故选：BDE。8．如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一红蜡块R（R视为质点）．将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正向做初速度为零的匀加速直线运动，合速度的方向与y轴夹角为α．则红蜡块R的（）A．分位移y与x成正比B．分位移y的平方与x成正比C．合速度v的大小与时间t成正比D．tanα与时间t成正比【答案】BD【解析】广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第5页。试题分析：红蜡烛在竖直方向做匀速运动，则y=v0t；在水平方向，解得：，选项A错误，B正确；蜡烛的合速度：，故选项C错误；，即tanα与时间t成正比，选项D正确；故选BD.广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第5页。考点：运动的合成.9．如图所示，在坐标系xoy平面的第I象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场B1，在第IV象限内存在垂直纸面向里的另一个匀强磁场B2，在x轴上有一点、在y轴上有一点P（0,a）。现有一质量为m，电量为+q的带电粒子（不计重力），从P点处垂直y轴以速度v0射入匀强磁场B1中，并以与x轴正向成角的方向进入x轴下方的匀强磁场B2中，在B2中偏转后刚好打在Q点。以下判断正确的是（）A．磁感应强度B．磁感应强度C．粒子从P点运动到Q点所用的时间D．粒子从P点运动到Q点所用的时间【答案】BC【解析】【分析】【详解】AB．粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可知广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第6页。广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第6页。解得在B2磁场中根据几何知识有解得粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得将半径代入解得故A错误，B正确；CD．粒子做圆周运动的周期为，粒子的运动时间为解得故C正确，D错误。故选BC。10．如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R1是滑动变阻器，R2=0.5r，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，当滑片由a端向b端移动的过程中（）A．电源效率增大 B．电源输出功率增大C．电压表V1和V的示数比值增大 D．电压表V1和V示数变化量、的比值始终等于【答案】ACD【解析】广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第7页。【详解】广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第7页。A.滑片由a端向b端移动的过程中，R1逐渐增大，总电阻增大，总电流减小，内阻所占电压减小，路端电压增大，电源的效率，电源的效率增大，故A正确；B.当外电路电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，滑片处于a端时，外电路电阻为R2=0.5rr，当滑片P处于中点时，电源的效率是50%，此时路端电压等于内电压，即外电路电阻等于内阻，此时输出功率最大，所以当滑片由a端向b端移动的过程中，电源输出功率先增大后减小，故B错误；C.串联电路电流相等，则，当滑片由a端向b端移动的过程中，R1增大，增大，故C正确；D.根据闭合电路欧姆定律得：U1=E﹣I（R2+r）U=E﹣Ir则有：则故D正确。故选ACD。11．一列简谐横波，沿x轴正向传播，位于原点的质点的振动图象如图1所示；图2为该波在某一时刻的波形图，A点位于x＝0.5m处。下列说法正确的是_______A．由图1可知，位于原点的质点振动的振幅是16cmB．位于原点的质点振动的周期是0.2sC．由图1，在t等于14D．该波的传播速度是20m/s广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第8页。E.由图2可知，经过12广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第8页。【答案】BCE【解析】【详解】A.振幅是质点偏离平衡位置的最大距离，由图1读出振幅A=8cm；故A错误.B.质点完成一个全振动的时间叫做一个周期，从振动图象中可以看成周期T=0.2sC.当t=T4D.从图2中可以看出波长λ=2m，所以波速v=E.经过半个周期后，处于波峰的A质点运动到波谷位置，则离开平衡位置的位移为8cm，方向向下；故E正确.12．在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B，它们的质量分别为m1、m2，其中A带+q的电荷量，B不带电。弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现加一个平行于斜面向上的匀强电场，场强为E，使物块A向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v，则（）A．物块A的电势能增加了EqdB．此时物块A的加速度为C．此时电场力做功的瞬时功率为EqvsinθD．此过程中，弹簧的弹性势能变化了Eqd－m1gdsinθ－【答案】BD【解析】【详解】A．电场力对物块A做正功物块A的电势能减少，其电势能减少量为，故A错误；B．当物块B刚要离开挡板C时，弹簧的弹力大小等于B重力沿斜面向下的分量，即有广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第9页。广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第9页。对A，根据牛顿第二定律得未加电场时，对A由平衡条件得根据几何关系有联立解得：此时物块A的加速度为故B正确；C．此时电场力做功的瞬时功率为故C错误；D．根据功能关系知电场力做功等于A与弹簧组成的系统的机械能增加量，物块A的机械能增加量为则弹簧的弹性势能变化了故D正确；故选BD。三、实验题:共2小题，每题8分，共16分13．在测定电源电动势和内电阻的实验中，实验室提供了合适的的实验器材。(1)甲同学按电路图a进行测量实验，其中R2为保护电阻，则①请用笔画线代替导线在图b中完成电路的连接______；②根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图c所示，可得电源的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω(结果保留两位有效数字)。广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第10页。(2)乙同学误将测量电路连接成如图d所示，其他操作正确，根据电压表的读数U和电流表的读数I，画出U-I图线如图e所示，可得电源的电动势E=___________V，内电阻r=___________Ω(结果保留两位有效数字)。广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第10页。【答案】（1）①②2.80.60（2）3.00.50【解析】【详解】解：(1)①根据原理图可得出对应的实物图，如图所示；②根据闭合电路欧姆定律可得：，则由数学规律可知电动势，内电阻；(2)由乙同学的电路接法可知左右两部分并联后与串联，则可知在滑片移动过程中，滑动变阻器接入电阻先增大后减小，则路端电压先增大后减小，所以出现图e所示的图象，则由图象可知当电压为2.5V时，电流为0.5A，此时两部分电阻相等，则总电流为；而当电压为2.4V时，电流分别对应0.33A和0.87A，则说明当电压为2.4V时，干路电流为；则根据闭合电路欧姆定律可得，，解得电源的电动势，内电阻；14．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，有如下实验器材：待测干电池一节电流表（量程（0～0.6A，内阻）电压表（量程0～3V，内阻约3k）广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第11页。广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第11页。开关、导线若干（1）某同学用图甲所示电路进行实验，由于电表内阻的影响产生系统误差，其主要原因是______________；（2）为消除系统误差，结合所给电表参数，另一同学改用图乙所示电路进行实验，根据实验数据得出如图丙所示的图像，则可得电源电动势E=_________V，内阻r=_________。（结果均保留2位有效数字）【答案】由于电压表分流导致测得电流比实际干路电流偏小1.51.0【解析】【详解】（1）[1]．图甲采用相对电源的电流表外接法，由于电压表内阻不是无穷大，所以电压表分流导致电流表中电流比实际干路电流偏小；

（2）[2][3]．改用图乙实验时，根据闭合电路欧姆定律U=E-I（r+rA），再由图所示电源U-I图象可知，图象与纵轴交点坐标值是1.5V，电源电动势E=1.5V，图象的斜率表示电动势，故；故电源内阻r=3.0-2.0Ω=1.0Ω。四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分15．如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U，距离为d；匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M点射出；如果撤去磁场，粒子从N点射出。M、N两点间的距离为h。不计粒子的重力。求：（1）匀强电场场强的大小E；（2）粒子从A点射入时的速度大小v0；（3）粒子从N点射出时的动能Ek。广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第12页。【答案】（1）电场强度；（2）；（3）广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第12页。【解析】【详解】（1）电场强度（2）粒子做匀速直线运动，电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，有：解得（3）粒子从N点射出，由动能定理得：解得16．在光滑绝缘的水平面上，存在平行于水平面向右的匀强电场，电场强度为E，水平面上放置两个静止、且均可看作质点的小球A和B，两小球质量均为m，A球带电荷量为，B球不带电，A、B连线与电场线平行，开始时两球相距L，在电场力作用下，A球与B球发生对心弹性碰撞．设碰撞过程中，A、B两球间无电量转移．(1)第一次碰撞结束瞬间A、B两球的速度各为多大?(2)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中电场力做了多少功?(3)从开始到即将发生第二次碰撞这段过程中，若要求A在运动过程中对桌面始终无压力且刚好不离开水平桌面(v=0时刻除外)，可以在水平面内加一与电场正交的磁场．请写出磁场B与时间t的函数关系．【答案】(1)(2)(3)()【解析】（1）A球的加速度，碰前A的速度；碰前B的速度设碰后A、B球速度分别为、，两球发生碰撞时，由动量守恒和能量守恒定律有：，所以B碰撞后交换速度：，广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第13页。（2）设A球开始运动时为计时零点，即，A、B球发生第一次、第二次的碰撞时刻分别为、；由匀变速速度公式有：广东省湛江市2021届新高考物理二模试卷含解析全文共17页，当前为第13页。第一次碰后，经时间A、B两球发生第二次碰撞，设碰前瞬间A、B两球速度分别为和，由位移关系有：，得到：；由功能关系可得：（另解：两个过程A球发生的位移分别为、，，由匀变速规律推论，根据电场力做功公式有：）（3）对A球由平衡条件得到：，，从A开始运动到发生第一次碰撞：从第一次碰撞到发生第二次碰撞：点睛：本题是电场相关知识与动量守恒定律的综合，虽然A球受电场力，但碰撞的内力远大于内力，则碰撞前后动量仍然守恒．由于两球的质量相等则弹性碰撞后交换速度．那么A球第一次碰后从速度为零继续做匀加速直线运动，直到发生第二次碰撞．题设过程只是发生第二次碰撞之前的相关过程，有涉及第二次以后碰撞，当然问题变得简单些．17．如图所示，半径为的光滑圆弧轨道，与半径为的半圆光滑空心管轨道平滑连接并固定在竖直面内，粗糙水平地面上紧靠管口有一长度为L=2.5m、质量为M=0.1kg的静止木板，木板上表面正好与管口底部相切，处在同一水平线上。质量为m2=0.05kg的物块静止于B处，质量为m1=0.15kg的物块从光滑圆弧轨道项部的A处由静止释放，物块m1下滑至B处和m2碰撞后合为一个整体。两