2021年福建省新高考物理二模试卷(含答案详解)

2021年福建省新高考物理二模试卷

一、单选题（本大题共4小题，共16.0分）

1.骑自行车的人由静止沿直线行驶，在第1s、第2s、第3s、第4s内通过的路程分别是1爪、2m,3m、

4m,则下列说法正确的是（）

A.4s内平均速度是2.5m/sB.在第4s末瞬时速度为2.5m/s

C.是匀加速运动D.在第2s末瞬时速度为2.5m/s

2.如图所示，三个相同的带正电的小球从同一高度开始自由落下，其中a@0©

___XX

直接落地，b下落过程中经过一个水平方向的匀强电场区，c下落时经二_

过一个水平方向（垂直纸面向里）的匀强磁场区.不计空气阻力，设它们-----------------

落地速度大小分别为%、%、%,则

A.va=vb=vcB.va>vb>vcC.va<vb=vcD.va=vc<vb

A

3.如图所示，理想变压器原线圈两端4B接在电动势为E=8U,内阻O--------

为r=20的交流电源上，理想变压器的副线圈两端与滑动变阻器&〜口5L，[tl

相连，变压器原副线圈的匝数比为1；2,当电源输出功率最大时（）______5R_______F

Bn,n:

A.滑动变阻器的阻值&=2。B.最大输出功率P=4W

C.变压器的输出电流/2=2AD.滑动变阻器的阻值&=8。

4,水平力F方向确定，大小随时间的变化如图a所示，用力F拉静止在水平桌面上的小物块，在尸从

。开始逐渐增大的过程中，物块的加速度a随时间变化的图象如图b所示，重力加速度大小为

A.物块的质量m=2kg

B.物块与水平桌面间的动摩擦因数为0.2

C.在4s末，物体的动量为12kg•m/s

D.在2s〜4s时间内，小物块速度均匀增加

二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

5.图甲为一列简谐波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1.0m处的质点，Q是平衡位置

B.质点Q简谐运动的表达式为x=10sin"（sn）

C.该波沿X轴负方向传播

D.从t=0.10s到t=0.25s,质点P通过的路程为30cm

6.在一水平通电直导线的正下方，有一半圆形光滑圆弧轨道，一导体圆环自

轨道左侧的4点无初速度释放，则下列说法中正确的是（）

A.圆环中有感应电流产生

B.圆环能滑到轨道右侧与4点等高处C

C.圆环最终停在轨道的最低点B

D.圆环运动过程中机械能守恒

7.如图所示，两个相同理想变压器的副线圈接有相同的灯泡人、人，不考虑温度对于灯泡的影响.原

线圈接有定值电阻R，导轨和金属棒MN的电阻不计.现均使金属棒沿各自轨道由静止开始向右

匀速运动，乙图中金属棒移动速率大于甲图中金属棒的移动速率，则在金属棒运动的过程中（）

A.&发光，并且通过及的电流在亮度稳定后大小不变

B.k发光，并且通过G的电流在亮度稳定后均匀增大

C.G初始闪一下，之后逐渐熄灭

D.人初始闪一下，后一直发光，并且通过切的电流大小不变

8.双星系统是由两个恒星组成，这两个恒星相对于其他恒星来说，位置看起来非常接近.现有质

量分别为"1、“2的两恒星以两星连线上某点为圆心做匀速圆周运动，已知运动的周期为7,引

力常量为G,则下列说法正确的是（）

A.两星运动的轨道半径与质量成反比

B.两星的线速度大小与质量成反比

C.所需向心力大小比M2大

D.两星间距为3%止”

三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）

9.对下列各项叙述正确的是。

A.实物粒子只具有粒子性，没有波动性，光子具有波粒二象形

B.a粒子散射实验中少数a粒子发生较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据

C.在a、S、y这三种射线中，y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强

D当入射光的频率低于截止频率时不会发生光电效应

E.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小

10.如图所示，粗细均匀的竖直倒置的U形管右端封闭，左端开口插入水

银槽中，封闭着两段空气柱1和2。已知/ii=15cm,h2=12cm,外

界大气压强为75cTnHg,则空气柱1的压强为,空气柱2的压

强为o

四、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

11.为测量某微安表G（量程200〃4内阻大约2200。）的内阻，有以下器材可供选择：

A：电压表（0〜3匕）；

B-.电压表（0〜15U）;

C：滑动变阻器（0〜100；

D-.滑动变阻器（0〜M0）；

E：电源E（电动势约为6V）

F：电阻箱Rz（最大阻值为99990）

开关S一个，导线若干。

（1）按图1原理图将图2中的实物连线。

（2）实验过程为：

合上电键S,先调节R使电压表读数为U,再调节电阻箱（此时电压表读数几乎不变），使微安表指示

为满偏，记下此时电阻箱值为⑹=80560；

先调节R，使电压表读数为|U,再调节电阻箱（此时电压表读数几乎不变），使微安表指示为满偏，

记下此时电阻箱值（如图3所示）为/?2。

电压表应选,滑动变阻器应选。（填字母代号）

电阻箱的读数/?2=_____0

待测微安表的内阻n

12.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”。如图，他们将拉力传感器固定在

小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力

的大小，在水平桌面上相距s的4、8两点各安装一个速度传感器记录小车通过4B时的速度大

小。实验主要步骤如下：

①把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连，正确连接所需电路。

②将小车停在C点，然后释放小车，小车在细线拉动下运动。

问：

（1）实验中需测量和记录的物理量有（带符号）：

（2）实验需验证的表达式：。

拉力传&88

五、计算题(本大题共3小题，共40.0分)

13.已知地球质量为M,地球半径为R,引力常量为G.

(1)试利用上述物理量推导第一宇宙速度的表达式.

(2)若已知第一宇宙速度大小"=7.9km/s,地球半径为R=6.4x103km,引力常量为G=6.67x

IO"N-m2/kg2,请计算地球的质量(保留两位有效数字).

14.近日，俄罗斯单板滑雪运动员尼基塔在格陵兰岛进行了一次独特的滑行。他手握牵引绳的一端，

通过快艇牵引在水面上匀速滑行时，滑板与水面呈37。，在2.5s内前进了50m；随后以不变的速

率滑上倾角为37。的雪面坡道，通过调节使得在雪坡上绳索的拉力恒定，从底端经1.5s,以26m/s

的速度从雪坡顶端飞出。已知整个过程中绳索一直水平，滑板与雪坡间的动摩擦因数为0.1,与

水面间摩擦不计,尼基塔连同装备的总质量为80kg。取g=10m/s2,sin37°-0.6,cos37°=0.8,

不考虑空气阻力，求：

(1)尼基塔在水面匀速滑行时速度的大小；

(2)在水面滑行时，牵引尼基塔的绳索弹力的大小；

(3)尼基塔在雪坡上滑行时加速度的大小；

(4)在雪坡上滑行时，牵引尼基塔的绳索弹力的大小。

15.如图所示，在竖直平面内半径为R的光滑圆形绝缘轨道的内壁，有质量分别为w和2m的4、B两

个小球用长为R的绝缘细杆连接在一起，4球不带电，B球所带的电荷量为-q(q>0)。整个装置

处在竖直向下的匀强电场中。开始时4球处在与圆心等高的位置，现由静止释放，B球刚好能到

达轨道右侧与圆心等高的位置C。求：

(1)匀强电场电场强度的大小E；

(2)当B小球运动到最低点P时，两小球的动能分别是多少;

(3)两小球在运动过程中最大速度的大小。

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：前4s内的平均速度。=上^^7n/s=2.5m/s,故A正确；

3、因为告诉的时路程，而速度为位移与时间的比值，故没法确定速度，故8错误；

C、如果是匀加速运动，前四秒各秒内位移比应为1：3：5：7,而不是1：2：3：4,故C错误；

D、由C可知人做的不是匀加速运动，故2s末的瞬时速度不等于平均速度，故不为2.5m/s,故。错

误

故选：A.

由平均速度公式可求得前4s的平均速度，由匀变速直线运动的规律可知自行车是否为匀加速直线运

动.

本题考查运动学公式的应用，要注意匀加速直线运动的规律及结论的正确应用.

2.答案：D

解析：

根据a球只受重力做自由落体运动，而b除重力外，还受到水平方向的电场力作用，因而电场力做功；

对于c球除重力外，还受到洛伦兹力作用，由于洛伦兹力不做功，因此即可求解。

考查球受到重力，或加之电场力，或洛伦兹力作用下的运动，掌握运动的合成与分解的方法，注意

电场力做功与洛伦兹力不做功的区别。

根据题意可知，a球做自由落体运动；而乙除竖直方向做自由落体运动外，水平方向受到电场力作用

做初速度为零的匀加速运动，由于b在下落的过程中电场力对小球做正功，故根据动能定理知b球的

落地速度大于a球的落地速度；c球在下落过程中经过磁场，c受到洛伦兹力作用，因洛伦兹力始终与

速度垂直且对小球始终不做功，c球下落过程中只有重力对小球做功，根据动能定理知c球下落的末

动能与a球的末动能相等，即速度大小大小相等，由此分析知，4BC错误，。正确。

故选Do

3.答案：D

解析：解：B、设原副线圈中的匝数分别为％和电，电流分别为。和电压分别为Ui和则有:

5=E—Ar,电阻R消耗的功率为：P=U2l2=U/1，

即为：P=(E-什)。=一/忏一E，i，可见电流为：/1=卷=为4=24时，P有最大值，为：Pm=

^-=—W=8W；故8错误；

4r4x2

C、变压器的输出电流为：/2=*1=?X2Z=L4,故C错误；

九2N

皿根据输出功率等于输入功率可得：Pm=I^RX,解得：勺=置=最。=80,故A错误、。正确。

故选：Do

将变压器和电阻等效为外电阻，则可根据电源输出功率最大值的条件可求解原线圈的电流强度及最

大功率；再由匝数比求解副线圈的电流强度；根据功率关系求解滑动变阻器的电阻.

本题考查变压器原理及电源的输出功率，要注意明确变压器可与电阻结合在一起进行分析，从而根

据电源输出功率最大值问题解答问题.

4.答案:C

解析：解：48、由图知：当t=2s时，Q=lni/s2,F=6N,根据牛顿第二定律得：F-[img=ma,

代入得：6—林mx10=m.；当t=4s时,a=3m/s2,F=12N,根据牛顿第二定律得:尸—p,mg=ma,

代入得：12-x10=3小。联立解得：〃=0.1,m=3kg,故AB错误；

C、a-t图象与时间轴所围的面积表示速度的变化量，则得0-4s内物体速度的增量为：△!；=詈x

(4—2)7n/s=4m/s,t=0时刻速度为0,则物块在第4s末的速度为4m/s；根据动量定理，得0-4s

内合外力的冲量为：Al=AP=mAv=3x4=12N-s.故C正确；

。、在2s〜4s时间内，小物块受的拉力匀速增加，做加速度增大的加速运动，故。错误。

故选:Co

2s时刻物体刚开始运动，静摩擦力最大，由图a读出最大静摩擦力为6N.根据t=2s和£=4s时的拉力

和加速度，由牛顿第二定律列式，可求得动摩擦因数和物块的质量。根据a-t图象与时间轴所围的

面积求4s内速度的变化量，从而求得第4s末的速度及动量。

本题关键是结合图象对物体进行受力分析，根据图象的特殊点列牛顿第二定律方程，求解质量和动

摩擦因素，挖掘a-t图象与时间轴所围的面积表示速度的变化量，由此求速度的变化量及动量。

5.答案:AC

解析：解：C.由图乙可知，在t=0.10s时，质点Q向下振动，根据微平移法可知波向x轴的负方向传

播，故C正确；

B.由乙可知振动为A=10cm,周期为T=0.20s,则可得3=奈=10nrad/s,所以质点Q的振动方

程为x=10sinl07rt(cm),故B错误;

4根据波的传播方向及振动图象知，在t=0.10s时，质点P正在向上振动，当t=0.25s时，即在t

0.10s开始经过质点P在平衡位置以下向上振动，即速度方向沿y轴正方向，故A正确；

。.由于P点在t=0.10s时不是在波峰或波谷，或平衡位置，经过0.15s,即经过质点经历的路程

不等于34即不等于30cm,故。错误。

故选：AC.

由乙图找出在t=0.10s时质点Q的振动方向，从而即可确定波的传播方向；由乙图可读出振幅、周

期，从而可求出3,结合质点Q的起振方向即可写出质点Q的振动方程；由波的传播方向确定在t=

0.10s时质点P的振动方向，由质点P振动时间与周期的关系即可确定质点P的速度方向；由时间与周

期关系，结合振幅求出质点P通过的路程。

本题的关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系，要

知道质点做简谐运动时，在一个周期通过的路程是44半个周期内通过的路程是24但时间内通过

的路程不能类推，要根据起点位置分析。

6.答案：AC

解析：解：4、水平通电导线周围有磁场，且离导线越远磁场强度越小，在圆环下落过程中，通过圆

环的磁通量变小故有感应电流产生，故A正确；

8、因为圆环在运动的过程中，有感应电流，对整个过程由能量守恒定律得，重力势能转化为电能，

故不能上升到右侧与C点等高处，故8错误；

C、由于小环运动的范围内，各处的磁场强度不同，所以小环运动的过程中机械能不断转化为电能，

故小球的机械能会越来越小，最终停在最低点B,故C正确；

。、整个过程重力势能转化为电能，机械能不守恒，故。错误；

故选：AC

水平通电导线周围有磁场，且离导线越远磁场强度越小，在圆环下落过程中，通过圆环的磁通量变

小故能判断圆环中是否有感应电流.

此题要掌握通电导线周围的磁场是越来越小，并会对整个过程的能量转化进行分析，难度不大.

7.答案:AC

解析：解：由七=8及可知甲图产生的是变化电动势，乙图产生的是恒定电动势，所以甲的副线圈

会出现变化的电流，乙的副线圈出现的是恒定电流.

又由法拉第电磁感应定律可知，甲的MN产生的电动势是均匀增加，原线圈感应电流大小在随着时间

不断均匀增大，则副线圈的电流恒定不变，而乙的副线圈没有感应电流，所以人发光，且通过人的

电流在亮度稳定后大小不变，而42初始闪一下，之后逐渐熄灭.故8。错误，AC正确.

故选：AC.

要判定L和切发不发光，就是要判断导体棒MN切割磁感线产生的是变化的电动势还是恒定的电动势

由E=BLv可知甲图产生的是变化电动势，乙图产生的是恒定电动势，再由电磁感应就可以得到两

灯泡的发光情况.

本题涉及感应电动势的两种产生方式：感生和动生.要熟练掌握两者的区别和计算，并且要熟知在

变压器中其电压的改变就是通过这个原理实现的.

8.答案：ABD

解析：解：AB,双星圆周运动的向心力由万有引力提供，令双星间距离为3轨道半径分别为ri和『2,

据万有引力提供向心力有：

MM2n_2n

G—r2=M"式〒T=Mr(—)o2

1221

可得：-=据〃=里可得：*=2=也

所以均正确；

C、双星靠彼此间的万有引力提供向心力，故两星圆周运动的向心力大小相等，故C错误；

。、由。华=Mm©A=M2r2©)2,L=6+〃两式可解得双星间距L=3里空竽；故。正确。

故选：ABD.

双星运动时靠彼此间万有引力提供向心力围绕彼此匀速圆周运动，故双星圆周运动的向心力大小相

等，方向相反，匀速圆周运动的周期相同.

双星靠彼此之间的万有引力提供各自圆周运动的向心力且互相围绕做匀速圆周运动，故双星运动的

周期相同，这是解决此类问题的突破口.

9.答案：BCD

解析：电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性，故A错误；a粒子散射实验中少数a粒子发生

较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据，故8正确；根据三种射线的特点可知，在

a、£、尸这三种射线中，尸射线的穿透能力最强，以射线的电离能力最强，故C正确；根据光电效

应发生的条件可知，当入射光的频率低于截止频率时则不会发生光电效应，故。正确；放射性元素

的半衰期与元素的物理状态以及化学状态无关，故E错误。

考点：a射线、0射线、y射线及其特性

10.答案：60cmHg72cmHg

解析：解：大气压强Po=75cmHg,

由图示可知，空气柱1的压强Pi=p0-Phi-(75-15)cmHg=60cmHg

空气柱2的压强「2=Pi+Ph2=(60+12)cmHg=72cmHg；

故答案为：60cmHg；72cmHg.

根据大气压强与图示情景求出空气柱的压强。

本题考查了求封闭气体压强问题，根据大气压强与水银面的高度差分析清楚图示情景即可解题。

11.答案：4C；4653；2153

解析：解：(1)根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

(2)电源电动势为6乙选量程为15U的电压表读数误差较大，为减小误差电压表应选择4为方便实

验操作，滑动变阻器应选择C；

由图示电阻箱可知，电阻箱示数为：

/?2=4x1000/2+6x1000+5x10/2+3x10=465312；

根据实验步骤，由欧姆定律可知：

U=%(Rg+%)

2

-U=Ig(Rg+R2)

解得：&=21530；

故答案为：(1)电路图如图所示；(2)4；C；4653；2153o

(1)根据电路图连接实物电路图。

(2)根据电源电动势选择电压表，为方便实验操作应选择最大阻值较小的滑动变阻器；

电阻箱各旋钮示数与对应倍率的乘积之和是电阻箱示数，根据实验步骤应用串联电路特点与欧姆定

律求出微安表的内阻。

本题考查了测微安表内阻实验，考查了电阻箱读数，要掌握常用器材的使用及读数方法；分析清楚

电路结构与实验步骤，应用串联电路特点与欧姆定律即可解题。

12.答案：拉力传感器的示数F、两光电门间的距离s、小车和拉力传感器的总质量M、小车到4B两

个速度传感器的速度力、vBFs=^Mv^-

解析：解：（1）根据实验原理和目的，要探究合力所做的功，等于动能的变化，那么要记录的物理量

有：拉力传感器的示数尸、两光电门间的距离s、小车和拉力传感器的总质量M、小车到4B两个速度

传感器的速度以、ve；

（2）由动能定理倒推，对小车若动能定理成立，则有：Fs=\Mvl-\Mvl，这就是要验证的表达式。

故答案为：（1）拉力传感器的示数尸、两光电门间的距离S、小车和拉力传感器的总质量M、小车到AB

两个速度传感器的速度以、vB；（2）Fs=：M域诏

小车在钩码的作用下拖动纸带在水平面上做加速运动，通过速度传感器可算出2B两点的速度大小，

同时利用拉力传感器测量出拉小车的力，从而由4B长度可求出合力做的功与小车的动能变化关系。

本题考查测量动能与做功之间的关系，值得注意的是：这里的合力等于拉力，当然也有前提条件的。

同时学会分析实验数据从而得出规律。

13.答案：解：（1）因为卫星绕地球表面附近做圆周运动，所以可认为其轨道半径是地球的半径R.

由万有引力提供卫星做圆周运动的向心力得：G^=m-

R2R

得:〃=舟

（2）由口=舟得：

地球质量M=?:

代入数据得：M=6.0.x1024kg

答：（1）第一宇宙速度的计算式：.=舟

（2）地球的质量为：M=6.0xl024fc^.

解析：绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星，可认为其轨道半径是地球的半径R,可利用万有引力

提供它做圆周运动的向心力来进行求解.

万有引力提供卫星做圆周运动的向心力是解决这类题目的突破口，找出需要的数据列万有引力定律

提供向心力公式即可.

14.答案：解：（1）尼基塔在水面匀速滑行时速度的大小为：

(2)在水面滑行时，牵引尼基塔的绳索弹力的大小为:

一3

&=mgtan37°=80x10x—N=600/V

4

(3)尼基塔在雪坡上滑行时加速度的大小为:

(4)设在雪坡上滑行时，牵引尼基塔的绳索弹力的大小为尸2。

根据牛顿第二定律得:

F2cos37°—mgsin37°—f=ma

mgcos37°+F2sin370-N=0

又/-〃N

联立解得：尸2-1167.6/V

答：(1)尼基塔在水面匀速滑行时速度的大小是20m/s；

(2)在水面滑行时，牵引尼基塔的绳索弹力