2021届天津市南开区高考物理二模试卷附答案详解

2021届天津市南开区高考物理二模试卷

一、单选题（本大题共4小题，共20.0分）

1.下列关于热现象的说法正确的是（）

A.某固体物质的摩尔体积为人若该物体每个分子的体积为％,则阿伏加德罗常数可表示为

N=-

A%

B.当分子力表现为斥力时.，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而减小

C.热量不能从低温物体传到高温物体

D.对于一定质量的理想气体，压强不变时，若单位体积内的分子数增大，则气体分子的平均动

能一定增大

2.如图所示，已知4球的质量为rn,B球的质量为2m,弹簧的质量不

计,倾角为。的斜面光滑，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，

在细线被烧断的瞬间，下列说法中正确的是（）

A.B球的受力情况不变，加速度为0

B.两个小球的加速度均沿斜面向下，大小均为sin。

C.4球的加速度沿斜面向下，大小为2g•sin。

D.弹簧有收缩趋势，B球的加速度向上，A球的加速度向下，且加速度大小均不为0

3.如图所示为“嫦娥五号”的发射及运行图。“嫦娥五号”被发

射后，沿地月转移轨道运动到P点，实施近月制动，进入了环月

圆形轨道I,在此轨道上运行速度为v,适当时机在Q点再次制

动，进入环月椭圆形轨道n,运行到近月点s点制动实施降月.

关于“嫦娥五号”的运行及变轨，下列说法中正确的是（）环月椭圆形轨道II

A.进入地月转移轨道的速度应不小于11.2km/s

B.“嫦娥五号”在轨道n上运行时，速度有时大于发有时小于"

C.沿地月转移轨道飞向月球的过程中，月球引力对“嫦娥五号”做负功

D.在P、Q、S点的制动，使得“嫦娥五号”的速度、加速度均减小

4.一平行电容器两极板之间充满云母介质，充满电后与电源断开.若将云母介质移出，则电容器

（）

A.电容器的电压变大，极板间的电场强度变大

B.电容器的电压变小，极板间的电场强度变大

C.电容器的电压变大，极板间的电场强度不变

D.电容器的电压变小，极板间的电场强度不变

二、多选题（本大题共4小题，共20.0分）

5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻波形如图中的实线所示，此时波刚好传到P点：t=

0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、氏P、Q是介质中的质点，它们的平衡位置横坐标分别

为70cm,50cm,60cm,90cm,设波的周期为7,则以下说法正确的是（）

A.波源以及每个质点均沿y轴正方向开始振动

B.若T=0.8s,则在t=0.5s时刻，质点BP的位移相同

C.从t=0.6s时刻开始，经过0.57,质点b沿x轴正方向运动20m

D.从t=0时刻开始，质点a在0.6s时间内通过的路程可能为60cm

E.若7=0.8s,从t=0.4s时刻开始计时，则质点a的振动方程为y=0.1sin（|7Tt）（m）

6.下列说法正确的是（）

A.y射线常伴承着a或/?射线产和一，但三种射线中y射线穿透力最强、电离能力最弱

B.氨的半衰期为3.8天，若取4个氨核，经过7.6天后就一定会剩下一个氢核

C.窃2nl经过6次。衰变和4次3衰变后成为稳定的原子核第8Pb

D.比结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

E.光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关

7.如图所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比如:n2=10：1,接线柱a、b接一

正弦交变电源，电压u=311sinl00&K变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中为用半导

体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），&为一定值电阻。下列说法不正确的是（）

A.电压表匕示数为22y

B.当&所在处出现火警时，电压表彩的示数变大

C.当/?2所在处出现火警时，电流表4的示数变小

D.当此所在处出现火警时，电阻治的功率变小

8.如图所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，再在8上放一物体4现以|"7~

恒定的外力拉B,4、B发生相对滑动，向前移动了一段距离.在此过程中1B—

^777777777777777777

()

A.8对4的摩擦力所做的功等于A的动能增加量

B.4对B的摩擦力所做的功等于B对4的摩擦力所做的功

C.外力尸做的功等于4和B动能的增加量

D.外力F对8做的功等于B的动能的增加量与B克服摩擦力所做的功之和

三、实验题(本大题共2小题，共12.0分)

9.某同学利用图甲的实验装置测量重力加速度.

(1)该同学开始实验时情形如图甲所示，接通电源释放纸带.请指出该同学在实验操作中存在的两处

明显错误或不当的地方：①；②.

(2)该同学经修改错误并正确操作研究从静止开始下落的物体所受阻力的情况，得到如图所示的纸带

(4、B、C、D、E均为相邻的打点)，测出4、C间的距离为14.77cm,点C、E间的距离为16.33cm.

已知当地重力加速度为10m/s2,重锤质量为m=1.0kg,设重锤所受阻力大小不变.在从4下

落到E的过程中，阻力大小为N.(已知电源的频率为50HZ)

10.用已调零且选择旋钮指向欧姆挡“x10”位置的多用电表测电阻阻值，根据如图所示的表盘，

被测电阻阻值为_____。.若将该表选择旋钮置于挡测电流，表盘仍如图所示，则被测电流

四、计算题(本大题共3小题，共48.0分)

11.如图所示，质量分别为%=2kg、mB=1kg的物块4和B,通过一根不可伸长的轻

质细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧。初始时4静止于水平地面上，B悬'

于空中。现将B竖直向上再举高h=1.8m(未触及滑轮)，然后由静止释放。一段时间

由

后细绳绷直，B继续运动，之后B恰好可以和地面接触。取g=10m/s2,空气阻力不

计。求：

(1)8从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；

(2)4的最大速度°的大小；

(3)初始时B离地面的高度H。

12.如图所示为半径是r,密度是p的某星球表面某处竖直平面内的一段轨道，4B是倾角为。的粗糙

直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，4B恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R.一个质量为m的

物体(可以看作质点)从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点

与圆弧的圆心0等高，物体与轨道4B间的动摩擦因数为由万有引力常量为G,求：

(1)物体做往返运动的整个过程中，在4B轨道上通过的总路程;

(2)为了使物体能顺利达到圆弧的轨道最高点D,释放点距8的距离L'应满足什么条件.

(3)若物体恰能过。点，求物体对轨道的最大压力.

13.如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B=57,方向竖直向下，在磁

场中有一边长为L=2m的正方形导线框，ab边质量为他其余边质量

不计，cd边有固定的水平轴，导线框可以绕其转动，现将导线框拉

至水平位置由静止释放，不计摩擦和空气阻力，金属框经过时间1=

4s运动到竖直位置，此时ab边的速度为卜=6m/s,求：

(1)此过程中线框产生的平均感应电动势的大小.

(2)线框运动到竖直位置时线框感应电动势的大小.

参考答案及解析

1.答案：A

解析：解：4、摩尔体积是指单位物质的量的某种物质的体积，对于固体物质，每个分子的体积%可

以等于摩尔体积1/除以阿伏加德罗常数NA，则有NA=（故A正确；

从当分子间距离r<r0时，分子力表现为斥力，分子力和分子势能随分子间距离的减小而增大，故

8错误；

C、在自发状态下，热量不能从低温物体传到高温物体，当有外界对物体做功时，热量能从低温物体

传到高温物体，故C错误；

。、对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积与温度成正比，若单位体积内的分子数增大，

说明气体的体积减小，则温度降低，标志着气体分子的平均动能一定减小，故。错误。

故选：Ao

根据摩尔体积所代表的物理意义分析；分子力表现为斥力时，分子间距离减小，分子斥力增大，斥

力做负功，则分子势能也增大；根据热力学第二定律分析；先根据牛=。分析出温度的变化，再根

据温度是分子的平均动能的标志，分析气体分子的平均动能的变化。

本题考查阿伏加德罗常数、分子间作用力与分子势能、热力学第二定律以及理想气体状态方程，要

注意的是在一定条件下，热量是可以由低温物体可以传到高温物体，如生活中的空调、冰箱等。

2.答案：A

解析：解：在细线烧断前，以B球为研究对象，根据平衡条件得到弹簧的弹力尸=2mgsin0,

在细线被烧断的瞬间，弹簧的弹力没有变化，则B球的受力情况没有变化，瞬时加速度为零，

而此瞬间4球所受的合力大小为F+mgsind=3mgsin0,方向沿斜面向下，

根据牛顿第二定律得，4球的加速度大小为%=喏"=3gsin9,方向沿斜面向下。故A正确，BCD

错误。

故选：Ao

在细线烧断前，根据平衡条件求出弹簧的弹力，在细线被烧断的瞬间，弹簧的弹力没有变化，根据

牛顿第二定律求出两球的加速度。

本题是瞬时问题，一般先确定状态变化前弹簧的弹力，再分析瞬间物体的受力情况，由牛顿第二定

律求解加速度。

3.答案：B

解析：解：力、若“嫦娥五号”进入地月转移轨道的速度大于等于11.2km/s,会脱离地球的束缚成

为太阳的行星，故A错误；

8、“嫦娥五号”要在Q点制动才能进入环月椭圆形轨道口，则在Q点的速度小于心若“嫦娥五号”

在过S点的圆轨道上绕运行，根据”=后知其运行速度大于环月圆形轨道I上运行速度而“嫦

娥五号”要从过S点的圆轨道变轨到环月椭圆形轨道口上，必须在S点加速，所以“嫦娥五号”在S点

的速度大于"，所以，“嫦娥五号”在轨道H上运行时，速度有时大于"有时小于外故B正确：

C、沿地月转移轨道飞向月球的过程中，月球引力与速度成锐角，则月球引力对“嫦娥五号”做正功，

故C错误；

D,在P、Q、S点的制动，使得“嫦娥五号”的速度减小，但月球对“嫦娥五号”的引力不变，加速

度不变，故。错误。

故选：B。

根据第二宇宙速度的意义确定“嫦娥五号”进入地月转移轨道的速度；结合变轨原理分析“嫦娥五

号”在轨道口上运行时速度与。的关系；沿地月转移轨道飞向月球的过程中，月球引力与速度的夹角

分析引力做功情况；在P、Q、S点的制动，使得“嫦娥五号”的速度减小，加速度不变。

解决本题时，要理解宇宙速度的物理意义，懂得卫星变轨的原理是解决本题的关键。对于卫星做圆

周运动的情形，应用“越远越慢”这一规律可以方便分析速度大小。

4.答案：A

解析：解：由。=盘可知，当云母介质抽出时，£变小，电容器的电容C变小；电容器充电后断开，

4nka

故Q不变，

根据（/=制知，当C减小时，U变大.

再由E=,由于d不变，U变大，故E也变大，故4正确，BCD错误.

故选：A.

电容器始终与恒压直流电源相连，则电容器两端间的电势差不变，将云母介质移出后介电常数减小，

根据电容器介电常数的变化判断电容的变化以及电场强度的变化.

本题是电容器的动态分析问题，关键抓住不变量，当电容器与电源始终相连，则电势差不变；当电

容器与电源断开，则电荷量不变.要掌握。=今抵、E==三个公式.

U4nkaa

5.答案：ABD

解析：解：力、因为所有质点的起振方向相同，而P点此时起振方向沿y轴正方向，所以波源以及每

个质点均沿y轴正方向开始振动，故A正确；

B、若T=0.8s,当t+0.5s时刻，质点b从最低点向上运动;个周期、P从平衡位置向下振动;个周期，

OO

故两者位移相同，故8正确；

C、质点只能上下振动，不能随波迁移，所以质点b不能沿%轴正方向运动，故C错误；

D、由图可知，波的波长为40巾：两列波相距0.6s=5+故周期7=磊；波速”=>?(4TI+

3)m/s,(n=0,1,2,...),

a的路程为60cm说明a振动了1.5个周期，则可有：12+L57=06-二+羔=0.6,解得，n=1

v5(4n+3)4n+3

时满足条件，故£>正确；

E、若T=0.8s,从t+0.4s时刻开始计时，那么，在零时刻质点a在最高点，位移取得最大值，质点

a的振幅为10cm,周期为0.8s,故振动方程为y=0.1sin(|nt+故E错误；

故选：ABD.

由图可知波的波长，而由两列波的波形图可得两波形相距的时间与周期的关系，则可得出波速的表

达式；由波速可知周期的表达式，则可得出质点的路程及位移及质点的振动方程

本题的关键要明确波在同一均匀介质中匀速传播，能根据质点的位置和运动方向写出质点的振动方

程，要知道质点在一个周期内通过的路程是四倍的振幅，知道两个时刻的波形时，往往应用波形的

平移法来理解。

6.答案：ACE

解析：解：4、y射线一般伴随着a或S射线产生，在这三种射线中，y射线的穿透能力最强，电离能

力最弱，故A错误；

8、半衰期是统计规律，对少数原子核不适用.故B错误；

C、发生a衰变时，生成核与原来的原子核相比，质量数减少4,质子数减少2,所以中子减少2,327Tl

经过6次a衰变和4次.衰变后成为稳定的原子核第82匕，故C正确；

。、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，比结合能越小，原子核越不

稳定.故。错误；

E、根据光电效应方程取根=eUc=hy-知遏止电压与入射光的频率与逸出功有关，与强度无

关.故E正确.

故选：ACE

y射线一般伴随着a或0射线产生，在这三种射线中，y射线的穿透能力最强，电离能力最弱；半衰期

是统计规律，对少数原子核不适用；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳

定；知遏止电压与入射光的频率与逸出功有关.

掌握半衰期公式的应用，知道半衰期由原子核本身决定，知道S衰变的实质，以及知道影响半衰期的

因素.

7.答案：BCD

解析：解：4由表达式可知，输入的电压有效值为220乙变压器的电压与匝数成正比，由此可得

副线圈的电压为%=孑％=3>2201/=22V

7711U

电压表匕测的是副线圈两端电压，所以电压表匕示数为22匕故4正确。

8、当出现火警时，温度升高，电阻刈减小，副线圈的电流变大，所以治的电压要增大，由于副线

圈的总电压不变，所以/?2的电压就要减小。故B错误。

C、由B的分析可知，副线圈的电阻减小，副线圈的电流变大，根据?=程可知原线圈的电流也就

>2nl

要增大。故c错误。

。、当出现火警时，温度升高，电阻色减小，副线圈的电流变大，所以R1的电压要增大，电阻&的

功率变大。故。错误。

本题选择不正确的

故选：BCD。

输出电压是由输入电压和匝数比决定的，电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器

的原理分析即可

本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率

等问题彻底理解。

8.答案：AD

解析：解：4、对物体4受力分析，受重力、支持力和摩擦力，只有摩擦力做功，根据动能定理，B对

4的摩擦力所做的功等于4的动能增加量，故A正确；

B、由于存在相对滑动，故A对8的摩擦力所做的功不等于B对4的摩擦力所做的功，故8错误；

C、对4、B整体运用动能定理，除拉力做功外，还有一对滑动摩擦力做功，故系统动能增加量小于

拉力做的功，故C错误；

。、对物体B运用动能定理可知，拉力做的功减去克服摩擦力做的功等于动能增加量，故外力F时B做

的功等于B的动能的增加量与B克服摩擦力所做的功之和，故。正确；

故选AD.

本题可以对4物体运用动能定理列式分析，也可以对B物体运用动能定理列式分析，还可以对4、B整

体运用动能定理列式分析，其中4与8之间的一对滑动摩擦力做的功等于内能的增加量，本题通过灵

活选择研究对象运用动能定理分析各个选项即可.

本题关键是要知道不仅可以对单个物体运用动能定理，也可以对物体系统运用动能定理，即对多物

体系统，内力和外力做的做功等于系统动能的增加量.

9.答案：打点计时器接了直流电；重物离打点计时器太远；0.25

解析：解：(1)①打点计时器接了直流电；②重物离打点计时器太远.

(2)根据运动学公式得：△x=at2,

物体下落的加速度a=黄=(1&荔)5=9.75m/s2,

根据牛顿第二定律可以得到zng-f=ma,

所以f-mg—ma-m(g—a)=1X(10—9.75)N-0.25N,

故答案为：(1)打点计时器接了直流电；重物离打点计时器太远.(2)0.25N.

(1)本题考查了打点计时器的具体应用，熟悉打点计时器的使用细节即可正确解答本题.

(2)利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的加速度，根据牛顿第二定律求出阻

力.

了解实验的装置和工作原理.

对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，会通过图象求解重力加速度.

10.答案：1804.45

解析：解：选择旋钮指向欧姆挡“X10”位置，由图示可知，被测电阻阻值为18x10。=1800；

择旋钮置于OlnM挡测电流，由表盘可知其分度值是0.2nM,电流表示数为4.45nM；

故答案为：180；4.45.

欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表所测电阻的阻值；

根据电流表量程由图示表盘确定其分度值，读出电流表示数.

本题考查了多用电表的读数，对多用电表读数时，要根据选择开关位置确定其所测量的量，然后确

定其分度值，再根据指针位置读出其示数.

11.答案：解：(1*从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有=

代入数据解得：t=0.6s

(2)设细绳绷直前瞬间8速度大小为外,有vB=9t=6m/s

细绳绷直瞬间，细绳张力远大于4、B的重力，4、B相互作用，系统的动量守恒，取竖直向上为正方

向，由动量守恒定律得

mBvB=(mA+mB)v

之后a做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度。即为最大速度

联立方程，代入数据解得v=2m/s

(3)细绳绷直后，4、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时4、8的速度为零，这一过程中4、

B组成的系统机械能守恒，有

2

I(mA+mB)v+mBgH=mAgH

代入数据解得：H=0.6m.

答：(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t为0.6s；

(2)4的最大速度"的大小为2m/s；

(3)初始时B离地面的高度H为。.6m。

解析：(1"从释放到细绳刚绷直的过程做自由落体运动，由位移时间公式计算运动时间t；

(2)细绳绷直之后4向上做减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度最大。细绳绷直瞬间，细绳的张力

远大于4、B的重力，4、B组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律计算4的最大速度；

(3)细绳绷直后，4、8一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时4、B的速度为零，这一过程中4、

B组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒计算B离地面的高度

本题是一道系统动量守恒和机械能守恒的综合题，要知道内力远大于外力时，系统的动量守恒。在

处理第三问的时候，使用了整体法，系统机械能能守恒，这种情况经常遇到，平时多练习。

12.答案：解：设该天体表面重力加速度为g,

(1)全过程看，物体只在粗糙斜面上消耗机械能，故：fimgScosd-mgRcosO...(1)

解得:S=、(2)

(2)物体能顺利达到最高点D,则在D点由牛顿第二定律：mg=%^...(3)

R

物体从释放到。点