天津市南开区2021届新高考第二次质量检测物理试题含解析

天津市南开区2021届新高考第二次质量检测物理试题

一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．如图所示，空间存在垂直于斜面向下的匀强电场(图中未画出)，两个带电物块A和B位于图中位置，A固定于水平地面上，B置于光滑斜面上，B的重力为G。则下列情况能让B在斜面上保持静止且让B对斜面的压力小于Gcosθ的是（ ）

A．A和B都带正电荷

B．A和B都带负电荷

C．A带正电荷，B带负电荷

D．A带负电荷，B带正电荷

【答案】B

【解析】

【详解】

CD．B能保持静止，说明B受到的合力为零，两物块A、B带异种电荷，B受到的合力不为零，CD错误；

A．如果B带正电，则让B对斜面的压力大于Gcosθ，A错误；

B．如果B带正电，则让B对斜面的压力小于Gcosθ，B正确。

故选B。

2．甲、乙两汽车在两条平行且平直的车道上行驶，运动的v—t图象如图所示，已知t=0时刻甲、乙第一次并排，则（ ）

A．t=4s时刻两车第二次并排

B．t=6s时刻两车第二次并排

C．t=10s时刻两车第一次并排

D．前10 s内两车间距离的最大值为12m

【答案】C

【解析】 【详解】

AB.由图像可知，在前8s内，甲的位移

x′=vt=48m

乙的位移

x″=262·12m=48m

说明t=8s时刻两车第二次并排，选项AB均错误；

C.两车第二次并排后，设经过△t时间两车第三次并排，有：

v·△t=v1·△t-2212at

解得△t=2s，两车恰好在乙速度为零时第三次并排，第三次两车并排的时刻为t=10s，选项C正确；

D.由图像可知，前10s内两车在t=4s时刻两车距离最大（图像上左侧的梯形面积），

△x=242×6m=18m

选项D错误。

3．将一物体竖直向上抛出，不计空气阻力。用x表示物体运动的路程，t表示物体运动的时间，Ek表示物体的动能，下列图像正确的是（ ）

A．

B．

C．

D．

【答案】B

【解析】 【详解】

AB．由机械能守恒得

2012kmgxEmv

Ek与x是线性关系，故A错误，B正确；

CD．根据机械能守恒定律得

2012kmgxEmv

又

2012xvtgt

得

220011()22kEmvmgvtgt

m、v0、g都是定值，则Ek是t的二次函数，Ek-t图象是抛物线，故CD错误。

故选B。

4．双星系统中两个星球 A、B 的质量都是 m，相距 L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的周期 T 要小于按照力学理论计算出的周期理论值 T0，且01（）TkkT，于是有一人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球 C 的影响，并认为 C 位于 A、B 的连线正中间，相对 A、B静止，则 A、B 组成的双星系统周期理论值 T0 及 C 的质量分别为（ ）

A．222LGm，214kmk B．322LGm，214kmk

C．322GmL，214kmk D．322LGm，2214kmk

【答案】D

【解析】

【详解】

两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：

22122MmGmrmrL

可得

r1=r2 ①

两星绕连线的中点转动，则有：

2222042mLGmLT ②

所以 3022LTGm ③

由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则

2222242()2mMmLGGmLLT

④

又

0TkT ⑤

解③④⑤式得

2214kMmk

可知D正确，ABC错误。

故选D。

5．利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（ ）

A．频率为100Hz.

B．电压有效值为50V

C．一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作

D．若电阻R=100Ω，则1min内R产生的热量为2.5×104J

【答案】B

【解析】

【详解】

A．由图乙可知，该电压的周期T=0.02s，故频率为

1fT50Hz

故A错误；

B．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量 220.010.02UURR有

其中的

100502V2U

故电压有效值为U有=50V，故B正确；

C．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V，而R两端电压的瞬时值最大为100V，故电容不能正常工作，故C错误；

D．电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min内产生的热量为

241.510JUQtR有

故D错误。

故选B。

6．如图所示，匀强磁场分布在平面直角坐标系的整个第I象限内，磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里．一质量为m、电荷量绝对值为q、不计重力的粒子，以某速度从O点沿着与y轴夹角为30的方向进入磁场，运动到A点时，粒子速度沿x轴正方向．下列判断错误的是（ ）

A．粒子带负电

B．粒子由O到A经历的时间6mtqB

C．若已知A到x轴的距离为d，则粒子速度大小为2qBdm

D．离开第Ⅰ象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为60

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

A．根据题意作出粒子运动的轨迹如图所示，根据左手定则判断知，此粒子带负电，故A正确，不符合题意；

B．粒子由O运动到A时速度方向改变了60°角，所以粒子轨迹对应的圆心角为θ=60°，则粒子由O到A运动的时间为

6023603603mmtTqBqB

故B错误，符合题意；

C．根据几何关系，有

cos60RdR＝

解得

R=2d

根据mvRqB＝得

2qBdvm＝

故C正确，不符合题意；

D．粒子在O点时速度与x轴正方向的夹角为60°，x轴是直线，根据圆的对称性可知，离开第一象限时，粒子的速度方向与x轴正方向的夹角为60°，故D正确，不符合题意；

故选B。

二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分

7．物体沿直线运动的x－t图象如图所示，oa、cd段为直线，abc为曲线，设t1、t2、t3、t4时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4，则下列说法正确的是（ ）

A．v1＞v2 B．v1=v4 C．v2＜v3 D．v4最大

【答案】ACD

【解析】

【详解】

A．因x-t图像的斜率等于速度，则由图像可知，t1时刻的斜率大于t2时刻的斜率，则v1＞v2，选项A正确；

B．t4时刻的斜率大于t1时刻的斜率，则v1

C．t3时刻的斜率大于t2时刻的斜率，则v2

D．图像上t4时刻的斜率最大，则v4最大，选项D正确；

故选ACD。

8．下列说法中正确的是（ ）

A．封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍

B．液体表面张力是液体表面层分子间距离小，分子力表现为斥力所致

C．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小

D．导热性能各向同性的固体，可能是单晶体

【答案】ACD

【解析】

【详解】

A．由pVCT可知，当温度不变，体积减半，则气体压强p加倍，即单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，故A正确；

B．液体表面层分子间的距离大于平衡距离，液体表面层内分子间的作用力表现为引力，从宏观上表现为液体的表面张力，故B错误；

C．随分子间距离增大，分子间引力以斥力均减小，当分子间距离为平衡距离时分子势能最小，如果分子间距离小于平衡距离，随分子间距增大，分子势能减小，如果分子间距大于平衡距离，随分子间距增大，分子势能增大，因此随分子间距离增大，分子势能不一定减小，故C正确；

D．单晶体只是某些物理性质具有各向异性，并不是所有的性质都具有各向异性，所以导热性质表现为各向同性的物质也有可能是单晶体，故D正确。

故选ACD。

9．如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场B和匀强电场E，B1磁场方向垂直于纸面向里，平板S上有可让粒子通过狭缝到达记录粒子位置的胶片。平板S右方有垂直于纸面向外的匀强磁场B2，则下列相关说法中正确的是

A．质谱仪是分析同位素的重要工具

B．该束带电粒子带负电

C．速度选择器的P1极板带负电

D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷qm越小

【答案】AD

【解析】

【详解】

A．质谱仪是分析同位素的重要工具，故A正确；

B．带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外。根据左手定则知，该束粒子带正电，故B错误；

C．在平行极板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的1P极板带正电，选项C错误；

D．进入2B磁场中的粒子速度是一定的，根据

2vqvBmr

得

mvrqB

知r越大，比荷qm越小，故D正确。

故选：AD。

10．如图所示，水平面内有A、B、C、D、E、F六个点，它们均匀分布在半径为R＝2cm的同一圆周上，空间有一方向与圆平面平行的匀强电场。已知A、C、E三点的电势分别为(23)VA、φC＝2V、(23)VE，下列判断正确的是（ ）