山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷一、單項選擇題：本題共6小題，每小題5分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的1．強臺風往往造成巨大災難．2018年9月16日17時，第22號臺風“山竹”強臺風級在廣東登陸，登陸時中心附近最大風力達，空氣的密度，當這登陸的臺風正對吹向一塊長10m、寬4m的玻璃幕墻時，假定風遇到玻璃幕墻后速度變為零，由此可估算出臺風對玻璃幕墻的沖擊力F大小最接近（）A． B． C． D．【答案】C【解析】【詳解】假設經過t時間，由動量定理得：，代入數據：，故選C2．如圖所示，條形磁鐵放在水平粗糙桌面上，它的右端上方固定一根與條形磁誤垂直的長直導線。當導線中沒有電流通過時，磁鐵受到的支持力為，受到的摩擦力為。當導線中通以如圖所示方向的電流時，下列說法正確的是（）A．減小，水平向左 B．增大，水平向右C．減小，為零 D．增大，為零【答案】B【解析】【分析】【詳解】以導線為研究對象，由左手定則判斷可知導線所受安培力方向斜向右上方，根據牛頓第三定律可知，導線對磁鐵的反作用力方向斜向左下方，磁鐵有向左運動的趨勢，受到桌面水平向右的摩擦力；同時磁鐵對桌面的壓力增大，桌面對磁鐵的支持力也將增大。故選B。山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第1頁。3．如圖所示，空間P點離地面足夠高，從P點以很小的速度向右水平拋出一個小球，小球能打在豎直的墻壁上，若不斷增大小球從P點向右水平拋出的初速度，則小球打在豎直墻壁上的速度大小山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第1頁。A．一定不斷增大B．一定不斷減小C．可能先增大后減小D．可能先減小后增大【答案】D【解析】【詳解】設P點到墻壁的距離為d，小球拋出的初速度為v0，運動時間豎直速度剛小球打到墻壁上時速度大小為v=根據數學知識：即。由此可見速度有最小值，則小球打在豎直墻壁上的速度大小可能先減小后增大。A．一定不斷增大。故A不符合題意。B．一定不斷減小。故B不符合題意。C．可能先增大后減小。故C不符合題意。D．可能先減小后增大。故D符合題意。山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第2頁。4．如圖，一個質量為m的剛性圓環套在豎直固定細桿上，圓環的直徑略大于細桿的直徑，圓環的兩邊與兩個相同的輕質彈簧的一端相連，輕質彈簧的另一端相連在和圓環同一高度的墻壁上的P、Q兩點處，彈簧的勁度系數為k，起初圓環處于O點，彈簧處于原長狀態且原長為L；將圓環拉至A點由靜止釋放，OA=OB=L，重力加速度為g，對于圓環從A點運動到B點的過程中，彈簧處于彈性范圍內，下列說法正確的是山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第2頁。A．圓環通過O點的加速度小于gB．圓環在O點的速度最大C．圓環在A點的加速度大小為g+D．圓環在B點的速度為2【答案】D【解析】【詳解】A．圓環通過O點時，水平方向合力為零，豎直方向只受重力，故加速度等于g，故A錯誤；B．圓環受力平衡時速度最大，應在O點下方，故B錯誤；C．圓環在下滑過程中與粗糙細桿之間無壓力，不受摩擦力，在A點對圓環進行受力分析如圖，根據幾何關系，在A點彈簧伸長根據牛頓第二定律，有解得故C錯誤；D．圓環從A到B過程，根據功能關系，減少的重力勢能轉化為動能解得故D正確。山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第3頁。故選D。山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第3頁。5．如圖所示，a、b、c為三顆人造地球衛星，其中a為地球同步衛星，b、c在同一軌道上，三顆衛星的軌道均可視為圓軌道．以下判斷正確的是（）A．衛星a的運行周期大于衛星b的運行周期B．衛星b的運行速度可能大于C．衛星b加速即可追上前面的衛星cD．衛星a在運行時有可能經過宜昌市的正上方【答案】A【解析】【詳解】A、根據萬有引力提供向心力，則有，軌道半徑越大，周期越大，可知a的運行周期大于衛星b的運行周期，故選項A正確；B、根據，軌道半徑越小，速度越大，當軌道半徑等于地球半徑時，速度最大等于第一宇宙速度，故b的速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故選項B錯誤；C、衛星b加速后需要的向心力增大，大于萬有引力，所以衛星將做離心運動，所以不能追上前面的衛星c，故選項C錯誤；D、a為地球同步衛星，在赤道的正上方，不可能經過宜昌市的正上方，故選項D錯誤．山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第4頁。6．如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u=220sin100t(V)的交流電源上，副線圈接有R=55的負載電阻，原、副線圈匝數之比為4∶1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第4頁。A．原線圈的輸入功率為220WB．電流表的讀數為1AC．電壓表的讀數為55VD．通過電阻R的交變電流頻率是100Hz【答案】C【解析】【分析】【詳解】C．原線圈的交流電電壓的有效值是220V，原、副線圈匝數之比為4∶1，由可得副線圈上得到的電壓有效值為所以電壓表測電壓有效值，則示數是55V，選項C正確；B．副線圈上的電流為又由于，則原線圈中的電流為則電流表的讀數為0.25A，故B錯誤；A．原線圈輸入的電功率故A錯誤；D．原副線圈的交流電的頻率相同，則副線圈中的交流電的頻率也是50Hz，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共6小題，每小題5分，共30分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第5頁。7．如圖所示，是不帶電的球，質量，是金屬小球，帶電量為，質量為，兩個小球大小相同且均可視為質點。絕緣細線長，一端固定于點，另一端和小球相連接，細線能承受的最大拉力為。整個裝置處于豎直向下的勻強電場中，場強大小，小球靜止于最低點，小球以水平速度和小球瞬間正碰并粘在一起，不計空氣阻力。和整體能夠做完整的圓周運動且繩不被拉斷，。則小球碰前速度的可能值為（）山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第5頁。A． B． C． D．【答案】BC【解析】【詳解】設AB碰撞后共同速度為，運動到最高點的速度為。小球AB碰撞過程動量守恒有在最低點時繩子受的拉力最大，有所以代入數值解得和整體恰能夠做完整的圓周運動，則在最高點有所以和整體能夠做完整的圓周運動，則在最高點有山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第6頁。又從最高點到最低點，根據動能定理有山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第6頁。代入數值解得選項BC正確，AD錯誤。故選BC。8．如圖，一帶正電的點電荷固定于O點，兩虛線圓均以O為圓心，兩實線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點不計重力下列說法正確的是A．M帶負電荷，N帶正電荷B．M在b點的動能小于它在a點的動能C．N在d點的電勢能等于它在e點的電勢能D．N在從c點運動到d點的過程中克服電場力做功【答案】ABC【解析】試題分析：由粒子運動軌跡可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M帶負電荷，N帶正電荷，故A正確．M從a到b點，庫侖力做負功，根據動能定理知，動能減小，則b點的動能小于在a點的動能，故B正確．d點和e點在同一等勢面上，電勢相等，則N在d點的電勢能等于在e點的電勢能，故C正確．D、N從c到d，庫侖斥力做正功，故D錯誤．故選ABC考點：帶電粒子在電場中的運動【名師點睛】本題關鍵是根據曲線運動的條件判斷出靜電力的方向，掌握判斷動能和電勢能變化的方向，一般的解題思路是根據動能定理判斷動能的變化，根據電場力做功判斷電勢能的變化．9．2018年7月27日將發生火星沖日現象，我國整夜可見，火星沖日是指火星、地球和太陽兒乎排列成一線，地球位于太陽與火星之間

此時火星被太陽照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于觀察．地球和火星繞太陽公轉的方向相同，軌跡都可近似為團，火最公轉軌道半徑為地球的1.5倍，則（）A．地球的公轉周期比火星的公轉周期小B．地球的運行速度比火星的運行速度小C．火星沖日現象每年都會出現山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第7頁。D．地球與火星的公轉周期之出為：山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第7頁。【答案】AD【解析】A.地球和火星繞太陽轉動，萬有引力提供向心力，，得，火星的公轉軌道半徑大，加速度小，故A錯誤；B.根據公式，可知火星的運行速度比地球小，故B錯誤；CD、地球公轉周期為1年，而火星的周期大于1年，每個沖日周期內，地球比火星多轉一圈，所以不是每年出現火星沖日現象，故C錯誤；D．根據開普勒第三定律，火星公轉軌道半徑為地球的1.5倍，所以地球與火星的公轉周期之比為，故D正確．故選D.點睛：根據萬有引力提供向心力，分析地球和火星加速度、線速度之間的關系；根據地球公轉周期為1年，每個沖日周期內，地球比火星多轉一圈，所以不是每年出現火星沖日現象，根據開普勒定律分析火星周期與地球周期的關系．10．如圖，相距l的兩小球A、B位于同一高度、h均為定值將A向B水平拋出，同時讓B自由下落、B與地面碰撞前后，水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反不計空氣阻力及小球與地面碰撞的時間，則A．A、B一定能相碰B．A、B在第一次落地前能否相碰，取決于A的初速度大小C．A、B在第一次落地前若不碰，以后就不會相碰D．A、B要在最高點相碰，A球第一次落地的水平位移一定為【答案】AB【解析】【分析】【詳解】山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第8頁。A、B兩物體在豎直方向上的運動是相同的，若A、B在第一次落地前不碰，由于反彈后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反，則以后一定能碰，故A正確，C錯誤．若A球經過水平位移為l時，還未落地，則在B球正下方相碰.可知當A的初速度較大時，A、B在第一次落地前能發生相碰，故B正確．若A、B在最高點相碰，A球第一次落地的水平位移x=l/n，n=2、4、6、8…，故D錯誤．故選AB．山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第8頁。【點睛】此題關鍵是知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據該規律抓住地面碰撞前后，水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反來判斷兩球能否相碰．11．如圖所示，地球質量為M，繞太陽做勻速圓周運動，半徑為R．有一質量為m的飛船，由靜止開始從P點在恒力F的作用下，沿PD方向做勻加速直線運動，一年后在D點飛船掠過地球上空，再過三個月，又在Q處掠過地球上空．根據以上條件可以得出A．DQ的距離為B．PD的距離為C．地球與太陽的萬有引力的大小D．地球與太陽的萬有引力的大小【答案】ABC【解析】【分析】根據DQ的時間與周期的關系得出D到Q所走的圓心角，結合幾何關系求出DQ的距離．抓住飛船做勻加速直線運動，結合PD的時間和PQ的時間之比得出位移之比，從而得出PD的距離．根據位移時間公式和牛頓第二定律，結合地球與太陽之間的引力等于地球的向心力求出引力的大小．【詳解】山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第9頁。地球繞太陽運動的周期為一年，飛船從D到Q所用的時間為三個月，則地球從D到Q的時間為三個月，即四分之一個周期，轉動的角度為90度，根據幾何關系知，DQ的距離為，故A正確；因為P到D的時間為一年，D到Q的時間為三個月，可知P到D的時間和P到Q的時間之比為4：5，根據得，PD和PQ距離之比為16：25，則PD和DQ的距離之比為16：9，，則，B正確；地球與太陽的萬有引力等于地球做圓周運動的向心力，對PD段，根據位移公式有：，因為P到D的時間和D到Q的時間之比為4：1，則，即T=t，向心力，聯立解得地球與太陽之間的引力，故C正確D錯誤．山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第9頁。12．如圖所示。有一束平行于等邊三棱鏡橫截面ABC的紅光從空氣射向E點，并偏折到F點。已知入射方向與邊AB的夾角，E．F分別為邊AB．BC的中點，則（）A．該三棱鏡對紅光的折射率為B．光在F點發生全反射C．從F點出射的光束與入射到E點的光束的夾角為D．若改用紫光沿相同角度從E點入射，則出射點在F點左側【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A．如圖所示，作兩界面法線相交于D點，在AB界面，由幾何知識知，入射角為，折射角為，所以故A正確；B．光在BC界面上人射角為，則即臨界角則在BC面上不會發生全反射，故B錯誤；山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第10頁。C．分析知BC面上折射角為，入射光線與出射光線相交于G點，，，則山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第10頁。，，則所以從F點出射的光束與入射到E點的光束的夾角為，故C正確；D．紫光頻率比紅光頻率大，棱鏡對紫光的折射率大，若改用紫光沿相同角度從E點人射，則出射點在F點右側，D錯誤。故選AC。三、實驗題:共2小題，每題8分，共16分13．用如圖所示的實驗裝置研究平拋運動．某同學按如下的操作得到了一組數據：①將碰撞傳感器水平放置，在軌道多個位置靜止釋放小球．②將碰撞傳感器豎直放置在離拋出點一定距離處（圖中虛線位置），在軌道多個位置靜止釋放小球，小球都擊中碰撞傳感器．123456初速度v0（m/s）1.0241.2011.1761.1530.9421.060飛行時間t（s）0.2460.2490.2480.1730.2120.189(1)本實驗除了碰撞傳感器外，還需用到的傳感器是__．(2)根據表格可知，碰撞傳感器水平放置時，距離小球拋出點的高度約__m；碰撞傳感器豎直放置時，距離小球拋出點的水平距離約__m．【答案】光電門0.30.2【解析】山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第11頁。山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第11頁。(1)[1]根據圖，并結合實驗的原理可知，除了碰撞傳感器外，還需用到光電門傳感器；(2)[2][3]由表格數據可知，前3個，時間基本相等；而后3個，初速度與時間的乘積是基本相等的；時間基本相等的，碰撞傳感器水平放置，根據自由落體運動位移公式，那么距離小球拋出點的高度初速度與時間的乘積是基本相等的，碰撞傳感器豎直放置，那么距離小球拋出點的水平距離14．圖甲為在氣墊導軌上研究勻變速直線運動的示意圖，滑塊上裝有寬度為d（很小）的遮光條，滑塊在鉤碼作用下先后通過兩個光電門，用光電計時器記錄遮光條通過光電門1的時間△t以及遮光條從光電門1運動到光電門2的時間t，用刻度尺測出兩個光電門之間的距離x。(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d，示數如圖乙，則d＝________cm；(2)實驗時，滑塊從光電門1的右側某處由靜止釋放，測得滑塊經過第一個光電門時遮光條遮光時間為△t＝25ms，則遮光條經過光電門1時的速度v＝________m/s；（結果保留一位有效數字）(3)保持其它實驗條件不變，只調節光電門2的位置，滑塊每次都從同一位置由靜止釋放，記錄幾組x（單位為m）及其對應的t（單位為s），作出圖像如圖丙，圖像不過原點的原因是________，滑塊加速度的大小a＝_________。（結果保留一位有效數字）【答案】0.750.3經過光電門1時速度不為00.4【解析】【詳解】(1)[1]．主尺：0.7cm，游標尺：對齊的是5，所以讀數為：5×0.1mm=0.5mm=0.05cm，

故遮光條寬度為：d=0.7cm+0.05cm=0.75cm；

(2)[2]．滑塊經過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經過光電門的平均速度。

則滑塊經過光電門時的速度為(3)[3][4]．滑塊在兩光電門間做勻加速直線運動，由位移公式可得變形可得山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第12頁。山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第12頁。由圖象可知，圖象與縱軸的交點表示經過光電門1的速度，則圖象不過原點的原因是經過光電門1的速度不為0；

圖象的斜率那么滑塊加速度的大小a=2k=0.4m/s2。四、解答題：本題共3題，每題8分，共24分15．如圖，滑塊A和木板B的質量分別為mA=1kg、mB=4kg，木板B靜止在水平地面上，滑塊A位于木板B的右端，A、B間的動摩擦因數μ1=0.5，木板與地面間的動摩擦因數μ2=0.1.長L=0.9m的輕繩下端懸掛物塊C，質量mC=1kg，輕繩偏離豎直方向的角度=60°。現由靜止釋放物塊C，C運動至最低點時恰與A發生彈性正碰，A、C碰撞的同時木板B獲得3m/s、方向水平向右的速度，碰后立即撤去物塊C，滑塊A始終未從木板B上滑下。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2.不計空氣阻力，A和C可視為質點，求：(1)C與A碰撞前瞬間輕繩的拉力；(2)木板的最小長度；(3)整個運動過程中滑動摩擦力對滑塊A做的功及A、B間因摩擦產生的熱量。【答案】(1)20N；(2)2.4m；(3)-4J，12J。【解析】【詳解】(1)C下擺過程機械能守恒，由機械能守恒定律得A、C碰撞前，對C，由牛頓第二定律得代入數據解得T=20N(2)A、C發生彈性碰撞，碰撞過程系統動量守恒、機械能守恒，以向左為正方向，由動量守恒定律得mCvC=mCvC′+mAvA山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第13頁。由機械能守恒定律得山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第13頁。由牛頓第二定律對A：μ1mAg=mAaA對Bμ1mAg+μ2（mA+mB）g=mBaBA、B共速前B一直向右做勻減速直線運動，A先向左勻減速，再向右勻加速，共速后二者不再發生相對滑動，以向右為正方向；對Av=-vA+aAt對Bv=vB-aBt木板最小長度為L=xB-xA代入數據解得L=2.4m(3)滑動摩擦力對A做功Wf=-μ1mAxA代入數據解得Wf=-4JA、B間因滑動摩擦產生的熱量為Q=μ1mAgx相對=μ1mAgL代入數據解得Q=12J16．一個橫截面為梯形的玻璃磚，如圖所示，，∠A=∠B=60°，該玻璃磚的折射率n=1.5，一束光從距A點為的G點垂直AB射入玻璃磚。光在真空中的傳播速度為c，不計光路逆向的來回反射情形。(1)請完成光路圖；山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第14頁。(2)該束光從G點進入起，到剛射出玻璃磚經歷的時間t。山東省威海市2021屆新高考物理二模試卷含解析全文共17頁，當前為第14頁。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【詳解】(1)設光發生全反射的臨界角為C，可知光由G