2021年重庆市高考物理第二次诊断性试卷(含答案解析)

2021年重庆市高考物理第二次诊断性试卷

一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）

1.天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒耳发现的，该研究使人们认识到原子核具有复杂的

结构。关于天然放射性，下列说法正确的是（）

A.所有元素都具有天然放射性

B.放射性元素的半衰期与外界温度无关

C.放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性

D.a、£和y三种射线中，0射线的穿透能力最强

C.动能先增大后减小，重力势能增大

D.动能先减小后增大，重力势能减小

3.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电

源上，副线圈连接相同的灯泡刀、L2,电路中分别接了理想变流电压表匕、彩和理想交流电流

表4、A2,导线电阻不计，如图所示.当开关S闭合后（）

A.公示数变小，心与4示数的比值不变

B.4示数变大，公与/示数的比值变大

C.彩示数变小，匕与力示数的比值变大

D.七示数不变，匕与匕示数的比值不变

4.如图所示为我国发射的探月卫星绕月球运动时的一条椭圆轨道，若将月球

视为半径为R，密度为p的质量分布均匀的球体，已知该卫星在椭圆轨道上\

运行n周所用时间为3卫星离月球表面的最大高度为5R,最小高度为R,万

有引力常量为G,则根据上述条件不能求出的物理量是（）

A.月球的第一宇宙速度

B.探月卫星在轨道上的最小加速度

C.探月卫星在轨道上的最大动能与最小动能之比

D.月球的自转周期

5.美国科学家阿斯顿发明的质谱仪可以用来鉴别同位素.钠23和钠24互为同位素.现把钠23和钠

24的原子核，由静止从同一点放入质谱仪，经过分析可知（）

A.电场力对钠23做功较多

B.钠23在磁场中运动的速度较小

C.钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为23：24

D.钠23和钠24在磁场中运动的半径之比为旧：2A/6

6.已知地球两极的重力加速度大小为g°,赤道上的重力加速度大小为g.若将地球视为质量均匀分

布、半径为R的球体，地球同步卫星的轨道半径为（）

A.R（悬放B.R（岛以C.R（管加D.

7.以下四幅图中均有a、b两个点，其中哪幅图中这两点的场强和电势均相同（）

D.©㊀

8.如图中纵坐标和横坐标分别表示气体的压强P和密度p,质量一定的理想

气体在状态a和B的热力温度分别为。和TB，由图可知（）

A.TA=TB

B.0=2TB

C.TA=4TB

D.TB=8。

9.如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光,

则这三种单色光比较（）

A.频率关系是九>fb>fc

B.在真空中的传播速度关系是%<vb<vc

C.全反射临界角关系是Ca>Cb>Cc

D.通过同一双缝产生的干涉条纹的间距％<<xc

二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）

10.如图所示，长木板4放在光滑的水平面上，物体B以水平速度孙冲上

4后，由于摩擦力作用，最后停止在木板4上，则从B冲上木板知道

两者相对于静止的过程中，下列说法正确的是（）

A.物体B动能的减少量等于B克服摩擦力做的功

B.物体B的动量变化量与物体4的动量变化量相同

C.物体B损失的动能等于木板4获得的动能

D.4B组成系统机械能的损失量等于系统内能的增量

11.图示电路中，电源的电动势为13.5V、内阻为10,电动机M的内阻为

0.5。，电灯标有“12V0.54”的字样。闭合开关后，电动机M正常工

作，电压表的示数为12匕电表均为理想电表。下列说法正确的是（）

A.电流表的示数为24

B.电动机M内部消耗的电功率为0.51V

C.电动机M的效率为88.9%

D.电动机M的机械功率为11.5W

12.现有一足够长的“广’型斜面，斜面的底端用一微小的光滑圆弧连接，斜面两侧材料及粗糙程度

都相同，并且与水平面的倾角相同，现有一可视为质点的物块以一定的初速度从左侧斜面上的

某位置开始沿斜面下滑，则物块的速度大小随时间变化的规律图象可能为（）

三、实验题（本大题共2小题，共15.0分）

某同学设计了测量动摩擦因数的实验。已知重力加速度为g。实验装置如

图所示，其中A为置于水平面上的质量为M的长直木板，B为木板上放置的im”“，4.....

质量为m的物块，c为物块右端连接的一轻质弹簧测力计，连接弹簧的细绳水平。实验时用力拉

动4当C的示数稳定后（B仍在4上），读出其示数F,则该设计能测出（填“4与B”或“4

与地面”）之间的动摩擦因数，且〃=o

14.为测量一电源的电动势E及内阻r：1

I

①需把一量程为3V、内阻为3k0的电压表⑥改装成量程为91/的电压表，；

I

应给其串联A0的电阻

I

②利用一电阻箱R、一只开关S、若干导线和改装好的电压表（此表用位）与'

Ro串联来表示，且可视为理想电表），在虚线框内画出测量电源电动势及内阻的实验原理电路图,

图中标明相关器材的字母符号.

③某同学根据读出电压表和电阻箱的数据画出了图象，并得到该图象斜率为匕纵截距为b,则

UK

该电源电动势E=,内阻r=（用k、b表示）.

四、简答题（本大题共1小题，共18.0分）

15.在如图所示的电路中，电源的电压恒定，电流表为理想电表，不计小灯泡L的电阻随温度的变化。

（1）当电键S从断开到闭合，小灯泡的亮度如何变化？

（2）保持电键闭合，滑动变阻器滑片从左向右滑动过程中，电流表示数如何变化？

五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

16.如图1所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一小球(可视为质点)，弹簧处于原长时

小球位于。点。将小球从。点由静止释放，小球沿竖直方向在0P之间做往复运动，如图2所示。

小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力，重力加速度为g。

(1)在小球运动的过程中，经过某一位置4时动能为a1，重力势能为琮1，弹簧弹性势能为J1，经

过另一位置B时动能为a2,重力势能为琮2,弹簧弹性势能为E球2•请根据动能定理以及重力做

功与重力势能变化的关系、弹力做功与弹性势能变化的关系，证明：小球由4运动到B的过程中，

小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒；

(2)己知弹簧劲度系数为鼠以。点为坐标原点，竖直向下为x轴正方向，建立一维坐标系。-X,如图

2所示。

a.请在图3中画出小球从。运动到P的过程中，弹簧弹力的大小尸随相对于。点的位移x变化的图象。根

据F-x图象求：小球从。运动到任意位置x的过程中弹力所做的功巾，以及小球在此位置时弹簧

的弹性势能E弹(规定弹簧原长时弹性势能为。)；

b.已知小球质量为771。求小球经过0P中点时瞬时速度的大小外

用2

17.如图所示，左端封闭、右端开口的粗细均匀的细玻璃管总长度为50an,水银柱的长度为功=

15cm,水平放置时，封闭气体的长度为加=30cm,气体的初始温度为A=300K,已知大气

压强Po=75cmHg<,求：

I.将玻璃管缓慢地在竖直面内逆时针转动90。，封闭气体的长度为多少；

n.玻璃管缓慢地在竖直面内逆时针转动90。后，再对管内封闭气体缓慢地加热，直到水银刚好不溢出

玻璃管，此时管内封闭气体的温度为多少？

18.如图所示，用折射率71=近的透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截

面图，尸。为［圆周，圆心为0,光线沿半径方向与BF成30。夹角入射，最

后从4B面射出.

(1)画出光路图;

(2)求出射光线与4B面的夹角为多少？

参考答案及解析

1.答案：B

解析：解：4、不是所有元素都具有天然放射性，只有部分放射性元素具有天然放射性，故A错误；

8、放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故8正确；

C、放射性元素半衰期由原子核决定，放射性元素与别的元素形成化合物后仍然具有放射性，故C

错误；

。、y射线的穿透能力最强，故。错误

故选：B。

自然界中有些原子核是不稳定的，可以自发地发生衰变，衰变的快慢用半衰期表示，与元素的物理、

化学状态无关；根据衰变的本质以及三种射线的特点说明。

本题关键是明确原子核衰变的特征、种类、快慢，熟悉三种射线的特征，基础问题，牢记相关的知

识即可正确解答。

2.答案：C

解析：本题考查了动能和势能的大小变化。

运动员从最低点开始向上时，先是弹性势能转化为动能，当运动员与蹦床脱离时，动能达到最大，

再上升到达最高点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大；速度减小，动能减小；所以整

个过程中，动能先增大后减小，重力势能增大；

故选C。

3.答案：D

解析：解：C。、由于理想变压器原线圈接到电压有效值不变，则副线圈电压不变，吟示数不变，匕与

彩示数的比值不变，故C错误，D正确；

AB.开关S闭合后，变压器副线圈的负载电阻减小，彩不变，由欧姆定律可得公示数变大，由于理

想变压器P2=Pi，匕与瞑示数的比值不变，所以必与&示数的比值不变，故A错误，8错误；

故选：D

和闭合电路中的动态分析类似，可以根据/?2的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总

电路的电流的变化的情况，在根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况.

电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的

电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法.

4.答案：D

解析：解：月、近月卫星绕月球表面飞行，万有引力提供向心力，有：**

解得月球的第一宇宙速度为：v=

根据密度公式可知，M=P-ITTR3

联立解得:V,故A正确;

B、探月卫星受到的万有引力提供加速度为：。=状焉=等，故B正确;

C、根据开普勒第二定律可知，卫星与月球球心的连线在相等时间内扫过的面积相等有：，+

R）。远=/（R+R）u近

»远1

解得：f=3'则探月卫星在轨道上的最大动能与最小动能之比为1：9,故C正确；

。、根据题干信息可以得到探月卫星的周期，不能得到月球的自转周期，故。错误。

本题选错误的，故选：Do

根据万有引力提供向心力，得到月球第一宇宙速度的表达式。

根据万有引力提供加速度分析最小值。

根据开普勒第二定律分析探月卫星在轨道上的最大动能与最小动能之比。

根据题干信息，无法求出月球自转周期。

此题考查了万有引力定律及其应用，解题的关键是明确万有引力提供向心力，以及开普勒第二定律

的灵活运用。

5.答案：D

解析：解：力、粒子在电场中做功，根据动能定理得：qU=：nw2,两种粒子的电荷数相等，所以电

场力做的功相等.故A错误；

B、根据动能定理得：qU=[mi;2,电场力做的功相等，钠23的质量比较小，所以在磁场中运动的

速度较大.故8错误；

CD、粒子在磁场中运动的过程中洛伦兹力提供向心力，则：qvB=¥

所以：r=妇=巴・陛"晤与粒子的质量成反比，所以钠23和钠24在磁场中运动的半径

qBqByjmByjq

之比为旧：2后.故。正确，C错误.

故选：D

根据电场力做功的特点即可分析电场力做的功；根据动能定理分析它们速度的大小关系；根据洛伦

兹力提供向心力得出半径的表达式，分析它们的半径之间的关系.

解决本题的关键会根据左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道在加速电场中，粒子获得的动能等

于电场力做的功.

6.答案：A

解析：解：设地球质量为M,地球赤道上物体的质量为TH,地球同步卫星的轨道半径为九，地球的自

转周期为T,

则地球两极的物体受到引力等于其重力，即为：G,=mg0；

而赤道上物体受到引力与支持力的差值提供向心力，即为：G^-mg=m^R

R2DT2

同步卫星所受万有引力等于向心力：笔=加黑「，

r2T2

故地球同步卫星轨道半径为r=R(-皿放，故A正确，BCD错误；

90~9

故选：A.

地球同步卫星公转周期等于地球自转的周期，根据万有引力提供向心力及在地球两极表面万有引力

等于重力，列式即可解题.

本题要知道万有引力提供向心力，在地球两极表面万有引力等于重力，而在赤道处，引力与支持力

之差提供向心力，难度不大，属于基础题.

7.答案：D

解析：解：4、ab两点的电场强度方向沿电场线方向，a处场强向左，b处场强向上，故场强不同，

故4错误；

BC、沿电场方向电势逐渐减小，b处电势小于a处电势，故BC错误；

。、等量异种电荷连线中垂面上电势为零，故ab两处的电势均为零，关于中垂点对称的任何两点的

电场强度相同，故ab两处的场强相同。故。正确

故选：D。

场强是矢量，场强相同必须大小方向都相同，电势是标量，没有方向。

场强判断时：看电场线的疏密程度，越密的地方场强越大，另外还要注意场强的方向：电势的判断

时：根据电场线的方向判断，沿电场方向电势逐渐减小。

8.答案：C

解析：解：由于气体的质量m保持不变，由p=£可知，V=

由图示图象可知，PB=?PA，则：以=2%,

由图示图象可知：PA=2PB,

由理想气体状态方程可知：毕=华，

TATB

解得：普=47B，故C正确；

故选：C。

根据图示图象求出气体在两状态下压强与密度的关系，然后根据密度公式求出两状态下气体体积关

系，然后应用理想气体状态方程求出两状态下气体的温度关系。

本题考查了理想气体状态方程的应用，根据图示图象求出气体压强与密度关系是解题的前提，根据

密度公式求出气体在两状态下的体积关系，然后应用理想气体状态方程即可解题。

9.答案:C

解析：

根据光的偏折程度比较光的折射率大小，从而比较出光的频率大小，偏折程度越大，折射率越大.光

在真空中的传播速度都相等.由临界角公式—c=二分析临界角大小.根据公式双缝干涉条纹间距

L.

公式&=二Z4比较干涉条纹的间距大小。

a

解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比较出光的折射率大小，知道折射率、频率、波长等大小

的关系。

A.由图看出，c光的偏折程度最大，a光的偏折程度最小，知c光的折射率最大，频率最大，a光的折

射率最小，频率最小，即左>%>右，故A错误；

B.各种色光在真空中的传播速度都相等，都为c,故8错误；

C.c光的折射率最大，a光的折射率最小，根据临界角公式hCm—知，Ca>Cb>Cc,故C正确；

L,

Da光的频率最小，则波长最长，根据双缝干涉条纹的间距公式m=二4知：a光照射产生的条纹间

a

距最大，C光照射产生的条纹间距最小，即故。错误。

故选Co

10.答案：AD

解析：解：4、从8冲上木板知道两者相对于静止的过程中，只有摩擦力对8做负功，由动能定理知，

物体B动能的减少量等于B克服摩擦力做的功，故A正确.

8、4、B组成的系统合外力为零，系统的总动量守恒，由动量守恒定律知：物体B的动量变化量与物

体4的动量变化量大小相等、方向相反，故B错误.

C、根据能量转化和守恒定律知，物体B动能的减少量等于4获得的动能和系统产生的内能之和，故

C错误.

D,由能量守恒定律知，4B组成系统机械能的损失量等于系统内能的增量.故D正确.

故选:AD

B在4上滑行过程中，8对4的滑动摩擦力对4做正功，而4对B的滑动摩擦力对B做负功，并且在此过

程中，将有摩擦生热现象，系统内能的增量将等于系统机械能的减少量.根据能量守恒定律、动量

守恒定律和动能定理结合分析.

本题要注意弄清几个说法的相互关系：B机械能的减少量等于4的机械能的增加与系统内能增加的总

和；系统克服摩擦力做功等于系统内能的增加.

11.答案：BD

解析：解：4、闭合电路：E=U+/r可得/=一=丝e三=1.5A,故A错误

B、灯泡的电流为0.54则电动机的电流为=1.5-0.5-1A,内耗功率PQ=I^r=l2x0.5=0.5W,

故B正确

CD、电动机的机械功率P抑=UIM-PQ=12x1-0.5=11.51V,其效率：4=生=—=95.8%,

U〕M12x1

故C错误，。正确

故选：BD。

电源两端的电压即路端电压，等于电压表的示数。根据闭合电路欧姆定律求出电路中电流，由公式

P=U/求电动机消耗的电功率。由「=U/-/R求电动机所做机械功的功率。

电动机正常工作时其电路非纯电阻电路，机械功率由电功率减去电动机发热功率，能灵活应用串并

联电路的规律及欧姆定律求解。

12.答案：ABD

解析：解：设斜面与水平面的倾角相都为。，动摩擦因数为4，

下滑过程中，根据牛顿第二定律得：

mgsinO-umgcosO.八八

%=-----------------=gsinO—4gcos6,

上滑过程中，根据牛顿第二定律得：

mgsinO+umgcosO.八，八

a2=-----------=gstnd+“gcosJ,

A、当gsinO—ngcose=0时，物体先匀速下滑，到最低点后匀减速上滑，最后速度为零，物块静止，

故A正确；

B、当gstn。<〃小。$0时，物体先匀减速下滑，到最低点后匀减速上滑，最后速度为零，物块静止,

且下滑的加速度小于上滑的加速度，故8正确；

C、C中下滑的加速度大于上滑的加速度，不可能，故C错误；

D、当gsinO>〃gcos^^物体先匀加速下滑，到最低点后匀减速上滑，速度为零时，物体不平衡，

重力沿斜面向下的分量大于滑动摩擦力，所以物体要加速下滑，速度减为零后再减少上滑，一直到

最后速度减为零，停止最低端，故。正确.

故选：ABD

设斜面与水平面的倾角相都为。，动摩擦因数为〃，根据牛顿第二定律求出上滑和下滑时的加速度的

表达式，再分三种情况讨论分析即可选择.

本题主要考查了牛顿第二定律的直接应用，知道速度-时间图象的斜率表示加速度，注意要分情况

讨论，物体下滑时不一定做匀加速直线运动，难度适中.

13.答案：A与B总

解析：解：当4达到稳定状态时B处于静止状态，弹簧测力计的读数F与B所受的滑动摩擦力/"大小相

等，B对木块A的压力N等于B的重力mg,由f=〃N得，〃=(=磊

故答案为：4与8,春。

用力将4从B的下方抽出达到稳定状态时，8所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡；滑动摩擦

力f=N等于B的重力，f由弹簧测力计读出，从而可测得动摩擦因数。

本题关键要明确实验原理，知道4受于平衡状态，根据弹簧秤的示数即可求得B受到的摩擦力。

14.答案：6；3

bb

解析：解：(1)要改装一个量程为9V的电压表，应该选择C,

改装成电压表要串联电阻的心：则4(Rg+&)=两

即：1X10-3(3卜。+RQ=9

解得：Rx=6kQ

(2)实验原理电路图，如图：

ES

(3)由闭合电路欧姆定律：/=/■，路端电压等于电压表示数的3倍；

K'vT

故3(/=//?=言心

变形得：i=+又此式可知，图中，直线斜率表示去纵截距表示去

UDKDCD

解得：E=：；V

bb

故答案为：①6；

②如图

③三-

Jbb

①改装中要进行量程的换算，故可以选量程成整数倍的电表；

②由闭合电路的欧姆定律的实验方法可知实验电路图；

③由闭合电路的欧姆定律可列式求得电动势及内阻.

在测量电动势和内电阻的实验中由于公式较多，在解题中要根据题意，灵活的选用相应的表达式.

若用图象解时，基本思路是：用学过的物理定律列出表达式，再结合数学整理表达出有关一次函数

式求解.

15.答案：解：(1)原来灯泡与％串联，电源的电压恒定，当电键S从断开到闭合后，R1与&并联再与

灯泡串联，电路总电阻减小，总电流增大，通过灯泡的电流增大，灯泡变亮；

(2)保持电键闭合，滑动变阻器滑片从左向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，使得电

路的总电阻减小，则电路的总电流增大，电流表示数增大。

答：(1)当电键S从断开到闭合，小灯泡变亮；

(2)保持电键闭合，滑动变阻器滑片从左向右滑动过程中，电流表示数变大。

解析：(1)当电键S从断开到闭合后，电路总电阻减小，由此分析电流和灯泡亮度变化情况；

(2)保持电键闭合，滑动变阻器滑片从左向右滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据欧

姆定律分析总电流的变化。

本题考查欧姆定律中的动态分析，解题方法一般是先分析总电阻的变化、再分析总电流的变化、灯

泡亮度的变化。

F

16.答案：解：(1)设重力做的功为色，弹力做的功为皿那叶\-//

根据动能定理有：WG+=Ek2-Ekl」/;

由重力做功与重力势能的关系有：Wc=Epi-Ep21

由弹力做功与弹性势能的关系有：卬建=E建1一E弹2

联立以上三式可得：En+Epl+E建i=Ek2+Ep2+E弹2

即小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒。

(2)①F-x图象如右图所示

图中的图线和x轴围成的面积表示功的大小，所以弹力做功为：W=-\kx-x=-\kx2

由弹力做功与弹性势能的关系有：叩甥=0-5弹

解得：E^