2021年天津市河东区高考物理二模试卷（附答案详解）

2021年天津市河东区高考物理二模试卷

一、单选题（本大题共5小题，共25.0分）

1.了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更

重要。以下符合史实的是（）

A.法拉第发现了电流热效应的规律

B.楞次发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系

C.欧姆发现了欧姆定律，说明了热现象和电现象之间存在联系

D.安培发现了电流间相互作用的规律，并提出了判断电流产生的磁场方向的方法

2.如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边

门框中有一接收线圈，若工作过程中某段时间通电线圈中存

在顺时针方向（左视图）均匀增大的电流，则下列说法的是（电

流方向判断均从左向右观察）（）

A.无金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针

B.无金属片通过时，接收线圈中感应电流的大小不变

C.有金属片通过时，接收线圈中感应电流的方向为顺时针

D.有金属片通过时，接收线圈中没有感应电流

3.下列说法正确的是（）

A.温度是分子平均动能的标志

B.布朗运动是液体分子的无规则运动

C.分子力随着分子的距离增大而增大

D.一定质量的理想气体等压膨胀，一定放出热量

4.甲、乙两物体同一方向数直线运动，6s末在途中相遇,

它们的速度-时间图像如图所示，可以确定（）

A.t=O时，乙在甲的前方27机处

B.t=0时，甲在乙的前方27，〃处

C.3s末，乙的加速度大于甲的加速度

D.6s之后，两物体还会再相遇

5.在生产纸张时，为监控其厚度，要在流水线上设置一个厚度控制仪，其原理可简化

为如图的装置。其中A、B为平行板电容器的两个固定极板，分别接在恒压电源的

两极上，当通过A、B间的产品（）

A.厚度不变时，则电流计的示数不变且不为0

B.厚度变化时，电流计的示数也可能为0

C.厚度增大时，则电流计中的电流方向由“向。

D.厚度减小时，则电流计中的电流方向由。向匕

二、多选题（本大题共3小题，共15.0分）

6.网红景点“长江索道”已成为重庆旅游的一张靓丽名片，如图1所示为长江索道上

运行的轿厢，为研究轿厢及厢中乘客的受力和运动情况，建立如图2所示物理模型,

倾斜直索道与水平面夹角为30。，载人轿厢沿钢索做直线运动，轿厢底面水平，质

量为m的人站立于轿厢底面且和轿厢壁无相互作用，人和轿厢始终保持相对静止,

某次运行中测得人对轿厢底面的压力恒定为g为重力加速度，则下列说法

正确的是（）

A.轿厢一定沿钢索向上运动B.轿厢的加速度一定沿钢索向上

C.轿厢对人的摩擦力水平向右D.人对轿厢的作用力大小为1.4mg

7.下列各仪器的分析中正确的是（）

偏无笆相机镜头

A.偏光镜是利用波偏振特性的仪器

B.医学上用的内窥镜用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部，内窥镜的连线是

用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理

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C.相机镜头呈淡紫色是光的衍射引起的

D.雷达测速仪是利用波的多普勒效应原理

8.暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学革命。为了

探测暗物质，我国成功发射了一颗被命名“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”

在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），

运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为外弧度），引力常量为G,则下列说

法中正确的是（）

A.“悟空”的线速度小于第一宇宙速度

B.“悟空”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度

C.“悟空”的环绕周期为等

D.“悟空”的质量为^

三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

9.为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了如图1所示的实验装置，

其中M为小车的质量，，〃为砂和砂桶的总质量，加。为滑轮的质量•力传感器可测

出轻绳中的拉力大小。

①实验时，一定要进行的操作是。

A.用天平测出砂和砂桶的总质量

8.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传

感器示数

D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M

②该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出）,

已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的如速度为

m/s2（结果保留3位有效数字）。

③该同学以力传感器的示数尸为横坐标，加速度。为纵坐标，画出的a-尸图线是

一条如图3所示，求得图线的斜率为％,则小车的质量M=。

A1

A'k

跳-m0

C.%一mo

璃

10.某实验小组在“测定金属丝的电率”实验中，进行了如下操作：

①用螺旋测微器测量该金属丝的直径，如图甲所示，则其直径是mm.

②已知此金属丝的阻值约为1000,用多用表的欧姆挡粗测其阻值，下面给出的操

作步骤中合理的顺序是o

人将两表笔短接，进行欧姆调零

8.将两表笔分别连接到被测金属丝的两端时，指针的位置如图乙所示，读出欧姆数

乘以欧姆挡的倍率，得出金属丝的电阻

C旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的“X10”挡

D旋转选择开关，使其尖端对准交流500V挡，并拔出两表笔

③测得的金属丝的电阻是______0。

四、简答题（本大题共1小题，共14.0分）

11.如图所示，线框由导线组成，cd、甘•两边竖直放置且,r

相互平行，导体棒时水平放置并可沿无摩擦滑Ce

XXX

动，导体棒他所在处有垂直线框所在平面向里的匀强

XXX

磁场且％=27。已知长L=0.1zn,整个电路总电

XXX

第4页，共15页XXX

dXXX/

阻R=O.50,螺线管匝数n=4,螺线管横截面积S=0.1m2,在螺线管内有如图所

示方向的磁场若磁场/以普=10T/S均匀增加时，导体棒恰好处于静止状态,

gIX10m/s2,试求：

(1)通过导体棒的电流I的方向；

(2)通过导体棒ab的电流/的大小；

(3)导体棒ab的质量m的大小。

五、计算题(本大题共2小题，共34.0分)

12.如图所示，半径R=1.8m的:光滑圆弧轨道末端与倾角。=37。的斜面在8点相连,

斜面高H=0.8m,斜面下端与水平面相连。质量m2=0.1kg的乙球静止于B点，

另一质量仅i=0.2kg的甲球从A点由静止释放，与乙球发生弹性碰撞后，甲、乙两

球从B点飞出。两球均可以看成质点，不计空气阻力，g取10m/s2,sin37°=0.6,

cos370=0.8,求：

(1)甲球碰到乙球前瞬间的速度大小也；

(2)碰撞前甲球在3点对圆弧轨道的压力正椁

(3)甲、乙两球落点间的水平距离X。

13.如图所示，以坐标原点。为圆心、半径为R区域内存在方向垂直X。)，平面向外的

强场，磁场左侧有一平行y轴放置的荧光屏，相距为”的足够大金属薄板K、A平

行于X轴正对放置，K板中央有一小孔P,K板与磁场边界想切于尸点，K、A两板

间加有恒定电压，K板电势高于A板电势，紧挨4板内侧有一长为34的线状电子

源，其中点正对P孔。电子源可以沿xOy平面向各个力尚发射速率均为孙的电子,

沿y轴进入磁场的电子，经磁场偏转后垂直打在荧光屏上。已知电子的质量为处

电荷量为e,磁场磁感应强度B=噂，不计电子重力及它们间的相互作用力。求：

eR

(1)K、A极板间的电压U；

(2)所发射的电子能进入P孔的电子源的长度/；

(3)所有达到荧光屏的电子中在磁场中运动最短时间片切。

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答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：A、焦耳发现了电流热效应的规律，故A错误；

8、奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电和磁的联系，故8错误；

C、欧姆发现了欧姆定律，反映了导体中电流与电压、电阻的关系，但不能说明热现象

和电现象之间存在联系，故C错误；

D,安培发现了电流间相互作用的规律，并提出了判断电流产生的磁场方向的方法，符

合事实，故。正确。

故选：。。

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可.

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记

忆，这也是考试内容之一.

2.【答案】B

【解析】解：A、当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，知穿过右侧线圈

的磁通量向右，且增大，根据楞次定律，右侧线圈中产生逆时针方向的电流，故A错误；

8、通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则通电线圈中的磁通量均匀增大，所

以穿过右侧线圈中的磁通量均匀增大，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定

律可知，接收线圈中的感应电流不变，故8正确；

CD,有金属片通过时、则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应

电流，感应电流的方向与接收线圈中的感应电流的方向相同，接收线圈中的感应电流方

向不变，仍然为逆时针方向，但金属片中的感应电流会将该空间中的磁场的变化削弱一

些，引起接收线圈中的感应电流大小发生变化，故错误。

故选：B。

当左侧线圈中通有不断增大的顺时针方向的电流时，周围的磁场发生变化，即通过右侧

线圈的磁通量发生变化；根据楞次定律结合安培定则判断出右侧线圈中感应电流的方向;

有金属片通过时，金属片中也会产生感应电流，将该空间中的磁场的变化削弱一些，引

起接收线圈中的感应电流大小发生变化。

解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，以及掌握楞次定律的另一种表述，

感应电流引起的效果阻碍磁通量的变化。

3.【答案】A

【解析】解：A、温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大，故

A正确。

8、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子的无规则运动的

反映，故B错误；

C、分子间存在相互作用的引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的减小而增加，随

分子间距的增大而减小。当分子力表现为引力时，分子力随分子间距离的增大先增大后

减小，当分子力表现为斥力时，分子力总是随分子间距离的增大而减小，故C错误；

D,根据理想气体得状态方程与=C可知，一定质量的理想气体等压膨胀的过程中温度

升高，则气体的内能一定增大，气体体积膨胀的过程中对外做功，结合热力学第一定律

△U=Q+W可知气体一定吸收热量，故。错误；

故选：Ao

温度是分子平均动能的标志，物体温度高，则分子的平均动能大；布朗运动是悬浮在流

体中的微粒受到液体分子的碰撞而发生的不停息的无规则的运动；分子间相互作用的引

力和斥力都随分子间距离的减小而增大，分子之间的作用力是分子斥力与分子引力的和;

做功与热传递都可以改变物体的内能；

本题考查了布朗运动、扩散现象和热力学第一定律，涉及知识点多，难度不大，关键多

看书。

4.【答案】B

【解析】解：AB、速度-时间图像与时间轴所围的面积大小等于物体的位移大小，可得

在0—6s内，甲通过的位移大小为=9x6m=27m,乙通过的位移大小为工乙=

9x6m=54m,两者位移之差为△x=一%平=546-27m=27m。因t=6s末甲

乙相遇，则在t=0时甲在乙的前方27机处，故A错误，8正确：

C、根据v-t图像的斜率表示加速度，知乙的加速度小于甲的加速度，故C错误；

。、6s末甲乙在途中相遇，由于6s之后甲的速度大于乙的速度，两物体不会再相遇，故

。错误。

故选：Be

根据速度-时间图像与时间轴所围的面积大小等于物体的位移大小，由几何知识求出

0-6s内两物体通过的位移，两者位移之差等于t=0时甲、乙相距的距离"=6s之后，

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甲的速度大于乙的速度，两者不会再相遇.根据图像的斜率分析加速度的大小。

本题的关键要明确相遇时两个物体之间的位移关系，抓住速度-时间图像的“面积”大

小等于位移，来求解两物体出发点相距的距离。

5.【答案】C

【解析】解：A、纸张厚度不变时，AB间的介电常数、正对面积以及板间距等均不变,

故电容不变，电容器不会充放电，故电流计中没有电流，故A错误；

B、厚度变化时，介电常数变化，根据C=盘可知电容变化，由。=〃。可知，电量会

471kd

发生变化，电流计中会产生电流，故B错误；

C、当产品厚度增大导致煜曾大时，电容器的电容C增大，再根据Q=CU可知极板带电

量。增加，有充电电流从。向方流过，故C正确；

D、当产品厚度减小导致£减小时，电容器的电容C减小，再根据Q=CU可知极板带电

量。减小，电容器放电，有放电电流从方向”流过，故。错误。

故选：C。

本题考查了电容器的动态分析问题，要注意明确由于电容器与电源相连，因此电容器两

端的电势差不变，纸张厚度增大时介电常数增大。

6.【答案】BC

【解析】解：ABC、某次运行中测得人对轿厢底面的压力恒定为大于人的重力，

则人和轿闹有竖直向上的分加速度，又人和轿厢的加速度方向一定沿钢索方向，故人有

水平向右的分加速度，说明人受到了轿厢底面对人的水平向右的摩擦力作用，人和轿厢

始终保持相对静止，故轿厢的加速度一定沿钢索向上，但不能确定轿厢的运动方向，故

A错误，BC正确；

。、以人为研究对象，在竖直方向有

FN—mg=may

则人在水平方向的加速度出=赢

在水平方向，根据牛顿第二定律有

f=max

则轿厢对人的作用力大小为F=J曜+尸

联立代入数据可得尸=^-mg

由牛顿第三定律可知，人对轿厢的作用力大小为等mg

故。错误。

故选：BC。

ABC,先分析人在竖直方向的分加速度，结合人和轿厢的加速度沿钢索方向，判断轿厢

对人摩擦力的方向和轿厢加速度的方向；

。、以人为研究对象利用牛顿第二定律和加速度的分解，结合牛顿第三定律求出人对轿

厢的作用力大小。

本题在处理人对轿厢的作用力时要注意，人对轿厢的作用力有压力还要摩擦力，不能简

单理解为只有压力。

7.【答案】ABD

【解析】解：A、偏振是横波特有的现象，偏光镜是利用横波偏振特性的仪器，故A正

确；

8、光在光导纤维中传播时，其入射角大于或等于临界角，光线只能在光导纤维中传播，

折射不出去，是利用了全反射，故B正确；

C、照相机镜头呈淡紫色是光的薄膜干涉现象引起的，故C错误；

。、雷达测速主要是利用多普勒效应原理：当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将

高于发射的频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射的频率•如

此即可借由频率的改变数值，计算出目标与雷达的相对速度，故。正确。

故选：ABD.

偏振是横波特有的现象；内窥镜的连线是用光导纤维制成的，利用了光的全反射原理；

增透膜利用光干涉现象；雷达测速的原理是应用多普勒效应，即移动物体对所接收的电

磁波有频移的效应，雷达测速仪是根据接收到的反射波频移量的计算而得出被测物体的

运动速度。

本题考查了光的偏振、干涉以及多普勒效应的应用等光学知识，会对生活中光现象用物

理知识去解释是关键。

8.【答案】AC

【解析】解：A、该太空电站经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s,

它与地球中心连线扫过的角度为/?（弧度），则太空站运行的线速度为：〃=角速度为：

3=号,根据。=5得轨道半径为：T=W=j

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人类第一台太空电站在地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力,

则有：

r2r

得：V=产，可知卫星的轨道半径越大，速率越小，第一宇宙速度是卫星在地面附近

绕地球做匀速圆周运动的速度，故“悟空”在轨道上运行的速度小于地球的第一宇宙速

度，故A正确；

B、由G^=ma得：加速度a=皆，则知“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的

向心加速度.故8错误.

C、“悟空”的环绕周期为7=营=丁，故C正确；

。、“悟空”绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即：G^=ma）2r,3=%

联立解得：地球的质量为MM=急，不能求出“悟空”的质量.故。错误；

故选：ACo

已知该太空电站经过时间t（t小于太空电站运行的周期），它运动的弧长为s,它与地球

中心连线扫过的角度为做弧度），根据线速度和角速度定义可求得太空站的线速度和角

速度，然后根据"=3r可求得轨道半径；根据万有引力提供向心力求得地球的质量。

本题考查匀速圆周运动的线速度和角速度的定义，以及其关系，人类第一台太空电站在

地球的同步轨道上绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可求得中心天体的质

量，关键是熟练记忆公式。

9.【答案】BC2.00C

【解析】解:①A本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，

也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD错误；

B.实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C.实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数,

故C正确。

故选：BC。

②根据△x=aK,运用逐差法得，T=0.1s,a=（右+七+咋产犯+如=

（）（）2

7.1。+9.13+11.。9；1.1。+3.09+5.12*段加心2=2.00m/S,

opo

③由牛顿第二定律得：2F=（mo+M）a,则a=合，图像的斜率：卜=高片，则小

车的质量故C正确，

故选Co

故答案为：①BC,②2.00,③C。

根据实验原理及注意事项确定操作步骤正确与否。用逐差法求得加速度。结合牛顿第二

定律分析加速度，然后利用数学方法找到斜率求出小车质量。

本题考查了探究加速度与物体质量、物体受力的关系的实验。我们要从实验原理、实验

仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚。对于实验我们要清楚

每一项操作存在的理由。比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等。

10.【答案】0.998CABD120

【解析】解：①固定刻度读数为0.5mm,可动刻度读数为0.01mmx49.8=0.498mm,

则电阻丝的直径d=0.5mm+0.498mm=0.998mm；

②使用欧姆表测电阻时，应选择合适的挡位，然后进行欧姆调零，再测电阻，欧姆表

使用完毕后，要把选择开关置于。尸尸挡或交流电压最高挡，故正确的实验步骤为：CARD；

③第②问中，已知此金属丝的阻值约为100。，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆挡的

“X10”挡，

故电阻丝的阻值为(12x10)/2=120/2；

故答案为：①0.998,@CABD,③120

①应用螺旋测微器的读数方法直接读出金属丝的直径；

②按照欧姆表的使用方法进行排序；

③应用欧姆表的读数方法直接读出金属丝的电阻。

此题要掌握螺旋测微器的读数方法：固定刻度与可动刻度读数之和，要注意螺旋测微器

需要估读；还考查了欧姆表的使用方法以及测量电阻的步骤、欧姆表读数，是最基础的

知识，但也是电学实验的基础，必须牢固掌握。

11.【答案】解：(1)根据楞次定律，通过螺旋管的磁场员均匀增加，所以感应电流的磁

场与B1相反向右，则必中的电流的方向为a-b；

(2)螺线管产生的感应电动势：E[=nSx"!=4xl0x0.1V=4V；

△c

闭合电路欧姆定律，I=^=^-A=8A

1l\U.b

(3)安培力K=B2lxL=2x8xOAN=1.6/V

导体棒静止时有：&=mg

求得m=0.16kg

答：(1)通过导体棒ab的电流/的方向为atb；

第12页，共15页

(2)通过导体棒ab的电流I的大小为8A；

(3)导体棒ab的质量m的大小0.16kg。

【解析1(1)根据楞次定律判断螺旋管中感应电流的方向，从而确定中电流的方向；

(2)根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，根据闭合电路欧姆定律求解电流；

(3)先求解导体棒ah受到的安培力，然后根据平衡条件求解导体棒ah的质量；

本题关键是先明确电路结构，然后根据法拉第电磁感应定律求解感应电动势，最后结合

闭合电路欧姆定律和共点力平衡条件列式求解。

12.【答案】解：(1)甲球在圆弧轨道下滑过程，由动能定理得：m.gR=-0

代入数据解得：%=6m/s

(2)在B点，对甲球，由牛顿第二定律得：F-mlg=m1^-

代入数据解得，轨道对甲球的支持力：F=6N,

由牛顿第三定律可知，球甲对轨道的压力大小/=F=6N,方向竖直向下

(3)两球发生弹性碰撞，碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，

设碰撞后甲的速度大小为以，乙的速度大小为为，

以向右为正方向，由动量守恒定律得：=m^yA+m2vB

由机械能守恒定律得：］血1谥=jmjvj

代入数据解得：vA=2m/s,vB=8m/s

小球从B点做平抛运动，设小球恰好落到斜面底端时的速度为火,

在水平方向：舌…

竖直方向：H=：gt2

代入数据解得：氏=|m/s

两球碰撞后做平抛运动，由于以＜%,外＞孙，则小球甲落在斜面上，小球乙落到水

平面上

对小球甲，在水平方向：xA=vAtA,在竖直方向y=：g分，由几何知识得：tan37°=

代入数据解得：当=0,6小

对乙球，水平方向：xB=vBtB,竖直方向：H=^gtl

代入数据解得：xB=3.2m

甲、乙两球落点间的水平距离：x=xB—xA=(3.2—0.6)m=2.6m

答：(1)甲球碰到乙球前瞬间的速度大小也是6m/s。

(2)碰撞前甲球在B点对圆弧轨道的压力与大小是6M方向竖直向下。

(3)甲、乙两球落点间的水平距离x是2.6m。

【解析】(1)应用动能定理可以求出甲球与乙球碰撞前瞬间的速度大小。

(2)在8点，轨道的支持力与球重力的合力