2021年新疆高考物理第二次联考试卷

2021年新疆高考物理第二次联考试卷

1.黄旭华为中国核潜艇事业的发展做出了重要贡献，被誉为“中因核潜艇之父”，

2020年1月10日，获国家最高科学技术奖。核潜艇的动力利用了核燃料在反应堆

内产生链式反应，释放出的巨大热量。某核反应方程为$5（;+凯1翡Sr+£6Xe+

104。则式中4为（）

A.电子B.正电子C.中子D.中微子

2.一质点在水平方向上运动，选向右为正向，其u-t图像如图所示。下列说法中正

确的是（）

B.质点6s后向左运动

C.t=10s末质点加速度为零

D.0〜6s内的位移大于6〜10s内的位移

3.如图所示为某粮库输送小麦的示意图。麦粒离开传送带受重力作用在竖直方向上掉

落后，形成圆锥状的麦堆。若麦堆底面半径为r,麦粒之间的动摩擦因数出最大

静摩擦力等于滑动摩擦力，不考虑麦粒的滚动。则形成的麦堆的最大高度为（）

4.2020年7月23日，天问一号火星探测器在中国文昌航天发射场发射升空。已知火

星半径与地球半径之比约为万：万=L2,火星表面的重力加速度与地球表面的重

力加速度之比约为91：92=2：5。设探测器、火星和地球的质量分别为巾2和

m3,则有（）

A.mr：m2=1：10B.m2：m3=1：10

C.m1：m3210：1D.m”m3—1：10

5.如图甲所示，投篮游戏是小朋友们最喜欢的项目之一，小朋友站立在水平地面上双

手将皮球水平抛出，皮球进入篮筐且不擦到篮筐就能获得一枚小红旗。如图乙所示,

篮筐的半径为R,皮球的半径为，，篮筐中心和出手处皮球的中心高度为九1和九2，

两中心在水平地面上的投影点。1。2之间的距离为乩忽略空气的阻力，已知重力加

速度为g。设出手速度为V,要使皮球能入框，则下列说法中正确的是（）

A.出手速度大的皮球入框前运动的时间也长

B.速度V只能沿。1。2连线方向

C.速度V的最大值为®+R-优而

D.速度v的最小值为（d-R+r）

6.如图所示，光滑的水平地面上，质量为m的小球4正以速度v向右运动。与前面大

小相同质量为3,”的B球相碰，则碰后A、8两球总动能可能为（）

匕一〉

_________QQ_________

A______________H

A.扣后B.^mv2C.；mv2D.|mv2

7.如图所示，绝缘细管内壁光滑，固定在与两等最的正点电荷连线平行的方向上，并

关于两点电荷连线的中乘线对称，某时刻一带正电、直径略小于管的内径的小球从

管的右端静止释放。若两点电荷连线水平，以下说法中正确的是（）

O-9

+Q+Q

A.小球受到的电场力一直减小

B.小球在关于中垂线对称的两个位置处速度大小相同

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C.小球能够运动到管的最左端

D.电场力对小球先做负功，后做正功

8.如图所示，倾角为a的斜面上固定了成一定的角度的两根光

滑的金属导轨，两轨道的角平分线与斜面的边线平行，轨道

的电阻不计。斜面内分布了垂直斜面向上的匀强磁场，磁感

应强度大小为瓦某时刻起，用沿角平分线的力F,将质量

为〃单位长度电阻为r的金属杆拉着匀速向上运动，速度大小为v,金属杆始终

与拉力尸垂直。以开始运动作为t=0时刻，这一过程中，金属杆中的电流八金属

杆受到的安培力?突、拉力F、回路中产生的热量。等随时间f变化的关系图像中可

限度内弹簧弹力与弹瓮伸长量的关系。

(1)测量时弹簧应保持静止且轴线。

(2)如图乙所示，根据实验数据绘图，织轴表示总挂钩码的质量〃横轴表示常簧

的形变量x,重力加速度取9.8m/s2。由图可知弹簧的劲度系数k=N/m(结

果保留三位有效数字)。

(3)小明以悬点到标记B的距离作为弹簧的长度L作出了弹簧受到的拉力厂与长

度L的关系如图丙中实线所示。如果以悬点到标记A的距离作为弹簧长度L作出

的图线应是丙图中的(从a、b、c、d、e、/中选取)。

10.某实验探究小组利用下列实验器材测量电池的电动势和内阻。

A.待测电池（电动势约1.5V,内阻r较小）

8.灵敏电流表©（量程0〜内阻r=20。）

C.电阻箱R（0〜99.90）

。.定值电阻&（阻值1780。）

E.开关及导线若干

（1）该实验小组的同学设计如图中所示的电路图，其中虚线框I、n区中连接的元

件分别是、（从给出器材中选出，并将其字母代号填入）。

（2）该小组同学进行的某次实验中，电阻箱的而板上旋钮位置如图乙所示，则接入

的电阻值为。，灵敏电流计的指针位置如图丙所示，则读数为〃滔。

（3）图丁是实验小组由实验数据绘出的其中/为灵敏电流计的示数）图像。根

据图像及条件可求得电源的电动势E=V,内阻r=0（结果均保留

两位小数）。

11.如图所示，大量的同种粒子从静止经电压力加速后沿虚线方向射入正交的电磁场之

中，恰好做直线运动，电场强度方向竖直向下，磁感应强度&=0.27,方向垂直

纸面向里，两平行板之间的距离d=6cm。平行板右侧有一圆形磁场区域，圆心。

在虚线上、半径r=10cm,圆内有垂直纸面向里的磁场B,B的大小可以调控。边

界上有磁场。圆形区域的上方安装有荧光屏，荧光屏与虚线平行。与。的距离1=

20gcm，M、N是荧光屏上两点,M。连线与屏垂直,N到M点之间的距离L=20cm.

48

已知加在平行板间的电压4=1.2x101/,粒子的比荷为*=10C/kgQ不计重力

的影响，求：

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MA'

荧光屏

(1)加速电场内大小;

(2)要使粒子打到荧光屏上MN之间，圆形区域内的磁场B范围。

12.如图所示，质量为m1=2kg的薄长木板8放置在粗糙的水平面上，某时刻一质量

为=5卜9的小铁块做可以当做质点)以向右的速度。。=6zn/s冲上长木板同时在

长木板的左端施加一水平向右的推力F的作用。长木板的上表面光滑，长木板和小

铁块与地面的动摩擦因数均为〃=0.15。长木板长I=11.5m。已知推力作用口=2s

时，小铁块从长木板的右端掉下，不计小铁块从长木板上掉下过程的能量损失。小

铁块落地不反弹。重力加速度为g=10m/s2»求：

(1)水平向右的推力F的大小；

(2)小铁块从长木板右端掉下后再经多长时间与长木板相遇；

(3)相遇前因摩擦产生的热量。

13.一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化

过程，。、匕状态的连线与横轴垂直，b、c•状态的连线

与纵轴重直。c、a状态连线的延长线经过坐标原点。

下列说法正确的是（）

A.b、c两状态单位体积内分子数相同

B.a状态的压强大于b状态的压强

C.c状态的气体分子平均动能大于a状态的气体分子平均动能

D.a-b过程，气体放热

E.ab过程外界对气体做功Wi大于cta过程中气体对外界做功也

14.热学中解决理想气体实验定律相关的问题时，经常使用c/nHg作为压强的单位，例

如标准大气压Po=76cm”g。如图所示，上端封闭、下端开口的细长的玻璃管固定

在粗糙的斜面上，长为，=10sn的水银柱封闭了一段空气柱，空气柱的长度%=

18cm.已知斜面的倾角a=37。，玻璃管与斜面的动摩擦因数4=0.5,外界的压强

为标准大气压，环境的温度保持不变，$讥37。=0.6,co$37°=0.8o试求：

（i）此时玻璃管内气体的压强（用作单位）；

俳）释放玻璃管，在玻璃管沿斜面下滑的过程中，管内空气柱的长度。

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15.图甲为其沿x轴方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为％=4m处的质

点从t=2s开始的振动图像，下列说法中正确的是（）

A.这列波的周期为4s

B.t=0时刻，。质点向y轴负方向振动

C.t=1s,。质点第一次处于波峰位置

D.这列波沿x轴负方向传播

E.这列波的波速可能为4m/s

16.如图所示，横截面为正六边形的玻璃柱体放在水平

地面上，正六边形的边长为I,一束与横截面平行的

单色光，沿与左侧面成30。的角射向左侧棱上中点A,

经棱柱折射后，沿平行底面的方向射向右侧面的B

点，已知光在真空中传播的速度为c,试求：

①光线在棱柱中传播的时间；

3）若入射光线能绕4点逆时针转动，试根据光路可逆原理证明光线不能到达F点

处。

答案和解析

1.【答案】C

【解析】解：根据质量数电荷数守恒可表示出A的质量数为1,电荷数为0,则A为中

子，故C正确，A8O错误；

故选：C。

根据质量数电荷数守恒可表示出A的质量数和电荷数。

本题主要考查了核反应方程的质量数和电荷数守恒的原则，明确电子、质子、中子、正

电子的质量数和电荷数是解题的关键。

2.【答案】D

【解析】解：A、t=2s和t=10s两个时刻的速度均为正值，速度方向相，故A错误；

从质点的速度一直为正值，说明质点一直沿正方向运动，故8错误；

C、根据u-t图象的斜率表示加速度，知t=10s末质点加速度不为零，故C错误；

。、根据u-t图象与时间轴所围的面积表示位移，通过数格子数可知，0〜6s内的位移

大于6〜10s内的位移，故。正确。

故选：D。

在速度-时间图象中，速度的正负表示速度方向；图象的斜率表示加速度，斜率绝对值

越大，物体的加速度越大。图象与时间轴所围的面积表示位移。

本题的解题关键是抓住两个数学意义来分析和理解u-t图象的物理意义：v-t图象的

斜率等于加速度、图象与时间轴所围的面积大小等于位移。

3.【答案】B

【解析】解：麦堆锥面最大倾角a对应斜面上的麦粒刚好不下滑，对锥面上小麦粒受力

分析如图所示:

沿着锥面方向：mgsina=f

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其中/=HFN

联立解得：tana=4

根据几何关系可得：tana=3则=故B正确，AC。错误。

故选：Bo

小麦堆锥面最大倾角对应斜面上的麦粒刚好不下滑，说明受力平衡，对麦粒受力分析,

根据平衡条件结合几何关系求解。

本题的关键要正确分析谷粒的受力情况，然后根据共点力平衡条件列方程求解。要掌握

物体刚好滑动的临界条件：静摩擦力达最大，和滑动摩擦力相等。

4.【答案】B

【解析】解：物体在星球表面受到的重力等于万有引力，mg=G^,

解得星球质量：M=%已知火星半径与地球半径之比约为％：r2=1：2,火星表面

的重力加速度与地球表面的重力加速度之比约为91：g2=2：5,则62：m3=1：10,

探测器的质量关系无法确定，故8正确，ACO错误。

故选：Bo

物体在星球表面受到的重力等于万有引力，列出星球质量的表达式，根据火星和地球的

参数关系分析作答。

该题考查了万有引力定律的相关知识，明确物体在星球表面受到的重力等于万有引力是

解题的关键。

5.【答案】C

【解析】解：A、平抛运动的时间由高度决定，进框前下降的高度一定，则运动时间相

同，与初速度无关，故A错误;

B、皮球若做斜抛运动也能入框，初速度方向不是只能沿01。2连线方向，故B错误;

22（也一的）

C、根据竖直方向上运动规律得：h2-hr=\gt,解得t=

进框时水平位移的最大值/=d+R-r,则初速度的最大值%=半=9+R-

愿不•故C正确;

D、进框时水平位移的最小值不=d-R+r,则初速度的最小值以=£=（d—R+

/事,故。错误。

故选：Co

平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由

高度决定，根据进框前下降的高度求出平抛运动的时间，结合水平位移的最小值和最大

值求出初速度的最小值和最大值。

平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移，本题考查了平抛运动的

临界问题，关键抓住临界状态，结合时间相等求出初速度的范围。

6.【答案】AC

【解析】解：若48两球发生的是弹性碰撞，没有机械能损失，则碰后A、8两球总

动能为如哈

若A、B两球发生的是完全非弹性碰撞，机械能损失最大，取碰撞前小球A的速度方向

为正方向，根据动量守恒定律得

mv=(m+3m)v'

则碰后A、B两球总动能为后女总=|x4mv'2=^mv2

因此，碰后A、8两球总动能范围为:mb?总故斗。正确，8。错误。

故选：AC。

若A、B两球发生的是弹性碰撞，没有机械能损失；若A、B两球发生的是完全非弹性

碰撞，机械能损失最大，根据动量守恒定律和能量守恒定律相结合求解。

解决本题时，要知道在弹性碰撞中系统的机械能没有损失，在完全非弹性碰撞中机械能

损失最大。

7.【答案】BC

【解析】解：A、作出通过细管的两条电场线，如图所示,

♦Q

小球受到的电场力也呈现对称性，则电场力不可能一直减小，故A错误；

BC,根据运动的对称性知，小球在图中A、B两个对称位置处，速度大小一定相等，小

球恰好减速到达管的左端，故BC正确；

。、小球从释放到运动至左端管口，电场力先做正功，后做负功，故。错误；

故选：BC.

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根据等量同种电荷电场线的分布图判定其电场力的大小变化，由运动的对称性确定其速

度的变化，根据功的位移与力的夹角判定其先做正功后做负功。

本题主要考查了等量同种电荷的电场线的特点，根据其电场线特点确定其运动情况，画

出电场线是解题的关键。

8.【答案】AC

【解析】解：A、金属杆切割磁感线产生的感应电动势E=Blv,回路中的电阻为R=lr,

则回路中的感应电流为2则感应电流恒定，故A正确；

B、金属杆在斜面上运动的位移为久=况，设金属轨道构成的夹角为2。，则切割磁感线

的金属杆的有效长度为1=2vt•tanO,

则金属杆受到的安培力为以=BU=空*竺-3则安培力随时间正比增加，故8错误；

C、分析金属杆的受力，根据平衡条件有F=以+mgsMa=mgsina+卫二^丝・3根

据数学知识，尸随时间成线性变化，故C正确；

D、回路中产生的热等于克服安培力做的功，即Q=〃=£%,由于安培力与时间成线

性变化，位移与时间成正比，则产生的热与时间的平方成线性变化，故。错误。

故选：ACo

根据法拉第电磁感应定律结合闭合电路欧姆定律推导感应电流大小，根据安培力的计算

公式求解安培力与时间的关系，根据平衡条件得到拉力尸与时间的关系，根据安培力做

功与产生的热之间的关系得到产生的热与时间的关系，由此逐个分析图象。

对于图象问题，关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式，

分析斜率的变化，然后作出正确的判断。

9.【答案】竖直49.0b

【解析】解：(1)轴线垂直时，弹力大小等于所挂钩码的重力，所以测量时弹簧应保持

静止且轴线竖直；

(2)在m—x图象中，由乙图可知，斜率5,=：：：：：_?kg/m=5kg/m

根据胡克定律可得mg=kx,故血=3乂，k=gk'=9.8x5N/m=49.0/V/m

(3)用弹簧的长度作为横轴，直线的斜率仍然表示弹簧的劲度系数，则两线要平行，以A

来计弹簧的原长短些，则选儿

故答案为：(1)竖直(2)49.0(3)b

(1)根据实验原理即可判断测量时弹簧应保持静止且轴线竖直；

(2)根据乙图求得斜率，利用胡克定律求得m-x的函数关系，即可求得弹簧的劲度系数；

(3)如果从悬点到标记8作为弹簧长度心但弹簧的劲度系数不变，即可判断。

本题考查了胡克定律实验，要明确弹簧的弹力与形变量的关系。注意正确理解图象的性

质；通过亲手的实验才能更好地掌握实验步骤。

10.【答案】CD8.05.41.500.50

【解析】解：(1)虚线框n区中连接的元件为定值定值品，将灵敏电流表改装为电压表，

I区中连接的元件为电阻箱，改变电阻可以得到多组数据；

(2)电阻箱的读数为：R=0.1x80=0.80,灵敏电流表最小分度为：甯=0.2mA,

则灵敏电流计的读数为：/=5.4m4

(3)由闭合电路欧姆定律得：E=[维普+/]r+(%+&)/

变形后代入已知量，可得：一5的表达式为：宁=竿:+哼2x5

根据直线的截距得：竺警=1.2父1

直线的斜率为：吧=(126-120)人

E0.10

联立解得电源的电动势为：E=1.50K,电源的内阻为：r=0.50/2

故答案为：(1)C,D；(2)8.0,5.4；(3)1.50,0.50,

(1)根据电表改装原理和实验要求判断；

(2)根据电阻箱的读数规则读数，根据电流表的读数规则读数；

(3)由闭合电路欧姆定律求得亍-玄的表达式，再结合图象的斜率和纵轴截距求解。

本题考查了测量电池的电动势和内阻的实验，同时涉及到电表的改装和仪器的读数问题,

要求学生对这些基本实验仪器的使用必须熟练掌握，特别需要注意的是能够应用闭合电

路欧姆定律推导出J的表达式，并会应用图象处理实验数据。

11.【答案】解：(1)设粒子在正交的电磁场中做匀速直线运动的速度为V,则有：

由平衡条件有：Exq=qvB1

而电场强度：邑=与

联立以上解得：。=言

D^U

代入数据可得：V=1X106nj/s

对粒子在Ui电场中加速，由动能定理有：

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1,

Uiq=2mv

代入可得：Ui=5000V

(2)粒子沿半径方向射出磁场，作出粒子分别打到荧光屏上”点和N点的运动轨迹，圆

心分别为。1、02,轨迹圆的半径分别为6和/?2。

由几何关系知：&=r

R2=嬴Uijtana=1

2L

粒子做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力：

cmv2门mv2

qvB?=—qvB=­•

K2K1r

联立以上几式可得：&=最=樵/=0.17

m

v1x106

B=-n------=-------玄-------T=0.058T

2xV3rIO8xV3x0.1

所以圆形磁场区域的磁感应强度的范围为：0.058T<B<OAT

答：(1)加速电场Ui大小为5000H

(2)要使粒子打到荧光屏上之间，圆形区域内的磁场B范围是0.0587<B<0.17。

【解析】(1)在加速电场由动能定理列式，在正交的电磁场中做匀速直线运动，由平衡

条件列式，联立可求得加速电场内的电压；

(2)进入圆形磁场中做匀速圆周运动，由几何关系分别求得打在M和N点的轨迹半径,

再由洛仑兹力提供向心力求得磁感应强度的最大和最小值。

此题把速度选择器的原理及带电粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动的特殊情况综合在

一个题目中，但圆形磁场中有一点几何关系要注意的就是：射向圆心方向的粒子是背向

圆心方向射出的。

12.【答案】解：(1)铁块做匀速运动，木板向右加速的加速度大小为由,两者分离时的

位移关系为：％方—［的好=，

2

解得：ax=0.25m/s.

对木板根据牛顿第二定律可得：F-〃(巾1+m2)g=mi%,

解得：F=4N；

(2)铁块滑离木板后，在水平地面减速运动，加速度为。2，则有〃77119=巾1。2

解得。2=1.5m/s2

铁块滑离木板时，木板的速度为次，则有：Vj==0.25x2m/s=0.5m/s

铁块滑离后,木板的加速度为&3，则有F-〃巾2。=m2a3

解得a?=0.5m/s2,

铁块减速到停止的时间为J，则有：v0=a2t2,解得：t2=4s

这段时间内铁块的位移为X1，则有Xi=yt2=|x4m=12m

长木板的位移为刀2，则有：%2=^1^2+|«3^2

解得心=6m

所以铁块停止运动后，木板才追上铁块的，设时间为t3,则有：

12

a

Xl=Vlt3+23t3

解得打=6s或t3=-8s(舍掉)：

(3)铁块在木板上时，产生的热量为Q1，则有

1,

(21=〃(巾］+皿2)gx2的及

铁块减速产生的热量Q2，则有：<?2=〃巾2gxi

铁块滑离后，长木板产生的热量(23，则有：<?3=〃瓶1。X1

则因摩擦产生的热量Q=Q1+<?2+<?3

联立解得Q=43.75/。

答：(1)水平向右的推力厂的大小为4N；

(2)小铁块从长木板右端掉下后再经6s与长木板相遇；

(3)相遇前因摩擦产生的热量为43.75/。

【解析】解：(1)根据分离时的位移关系列方程求解木板的加速度大小，对木板根据牛

顿第二定律求解推力；

(2)铁块滑离木板后，在水平地面减速运动，分析二者的运动情况，结合运动学公式求

解小铁块从长木板右端掉下后与长木板相遇的时间；

(3)根据摩擦力乘以相对距离得到铁块在木板上时产生的热量、铁块减速产生的热量、

铁块滑离后长木板产生的热量，由此得解。

本题主要是考查牛顿第二定律的综合应用和功能关系，解答本题的关键是弄清楚铁块和

物块的受力情况，根据牛顿第二定律结合运动学公式进行解答，知道由于摩擦产生的热

的计算方法。

13.【答案】ADE

第14页，共18页

【解析】解：A、历两状态体积相同，则单位体积内的分子数相同，故A正确；

B、由理想气体状态方程华=C,

得/=9

则V-T图像中，图像中的点和原点连线的斜率k=竟

而七>的，则”状态的压强小于〃状态的压强，故8错误；

C、温度是分子平均动能的标志，c状态温度低，则分子的平均动能小，故C错误；

。、a—b过程，温度不变，则气体的内能不变，体积减小，则外界对气体做功，根据

△U=〃+Q可知：

△U=0,而W>0,则Q<0,气体放热，故。正确；

E、a-b过程与c-a过程比较,气体的体积变化相同，而a-b过程气体压强增加,c-a

过程气体压强不变，根据W=可知：

a-b过程外界对气体做功叫大于cta过程中气体对外界做功修，故E正确。

故选：ADE。

一定质量的气体单位体积内分子数与气体的体积有关；IZ-7图像中，图像斜率的倒数

表示气体的压强；气体分子平均动能取决于气体的温度；由热力学第一定律结合图像即

可解决；两个变化过程中，气体的体积变化相同，气体压强变化不同，根据W=pAU

即可解决。

本题利用V-7图像考查气体的状态变化，在V-7图像中，图像斜率的倒数表示气体的

压强，这是一个易错点；讨论气体吸热还是放热时，要使用热力学第一定律。

14.【答案】解：①对静止的水银柱受力分析，设空气驻的压强为外,水银柱的横截面

为，根据平衡条件有：

PiS+mgsin37°=p0S

又?n=plrS

得：Pi=Po-pgliSin37°

又：Po=pgh。=76cmHg

得：Pi=pgh0—pgksin37。~76cmHg-6cmHg=70cmHg

(ii)设玻璃管的质量为M,对玻璃管和水银柱整体，设整体的加速度为。，由牛顿第二

定律有：

(m+M)gs讥37。—(m+M)g〃cos37。=(m+M)a

对水银柱有:

mgsin37°+p2S—p0S=ma

得：P2=72cmHg

对管内的气体，由玻意耳定律得：

P\12s=P2I2'S

解得：％'=管=强些cm=17.5cm

答：(i)此时玻璃管内气体的压强为70c〃?Hg；

(K)管内空气柱的长度为17.5cm。

【解析】⑴对水银柱受力分析，建立等量关系，结合压强公式即可解决；

(⑷分别对水银柱和整体建立牛顿第二定律的等量关系，再由玻意耳定律即可求解。

题目中压强单位使用，即对应的水银柱高度表示压强；水银柱和玻璃管一起

加速往下滑时，两者具有相同的加速度，使用整体法能建立相应的等量关系。

15