2021年AP物理2北美卷FRQ真题下载：难度不大，实验题和近代物理题值得一看

2021年的AP物理2第一期考试已经结束，快来看看官网放出Setion II的四道FRQ都考了哪些内容吧！

2021年AP物理2试卷整体难度和知识点

第1题考Unit 2热力学，主要涉及Unit 2理想气体状态方程和热力学第一、第二定律。

第2题是实验设计和分析题，主要涉及Unit 2气体密度和压强以及Unit 1液体压强和浮力。

第3题考Unit 4电路中的电功和电功率以及Unit 5磁场和电磁感应中的磁场力、法拉第定律。

第4题考Unit 7近代物理中的波粒二象性、质能方程、光子能量等。

整体难度不大，题型也比较规矩。不过第2题和第4题涉及了一点物理1中的力学知识，比如受力平衡的分析和动量守恒、能量守恒的知识，需要同学有一定的力学基础。

与往年题目对比的点评

和往年相比，今年的题目有传统的地方也有较为少见的地方。

其中第1题对理想气体和热力学定律的考察以及第3题对磁场力、电磁感应的考察比较传统，在往年多次出现过类似的考点和问题。但是第2题的实验对Unit 2气体密度和压强以及Unit 1液体压强和浮力的综合考察较为新颖，需要同学能结合两个单元的知识点。

另外第4题近代物理中光子电子弹性碰撞问题较为罕见，还需要同学能联系物理1中的动量、二维斜碰中动量守恒等知识，具有一定难度。值得一提的是，今年没有考直流电路和光学的大题，也算比较少见的情况。但物理2总共7个单元知识方向各不相同，哪个单元出FRQ都有可能，提醒同学们不可厚此薄彼，都要复习到位。

2021年AP物理2逐题点评

1. 理想气体经历如图所示的热力学循环，其中C是等温过程。

(a) 计算从状态1到状态3的过程中内能变化、对气体做的功和吸的热。

考点：热力学第一定律、内能和温度的关系、PV图中做功的计算
思路：因为C是等温过程，所以1和3温度相等，内能不变；气体对外做功是曲线下方面积，本题中是一个矩形面积，但是问的是对气体做功要取相反数，加个负号；根据热力学第一定律内能不变，吸的热就等于气体对外做的功。

(b) 考虑等温过程C。

i. 比较过程C与(a)中A+B过程对气体做功的大小和符号。
考点：PV图中做功的计算
思路：大小看曲线下方面积，过程C做功小；符号看体积变化是压缩还是膨胀。(a)中状态1到3是膨胀，外界做功为负，此问从3到1是压缩，外界做功为正。

ii. 解释气体粒子的微观行为和体积变化在微观层面对相互作用的影响以及C过程前后的压强差。

考点：分子运动理论、分子压强的成因
思路：恒温条件下分子平均速率不变，但是由于体积减小导致单位时间内碰撞容器壁的分子数量变多，所以压强变大。

考点：理想气体状态方程、热力学第二定律
思路：根据PV图和理想气体状态方程PV=nRT，状态2的温度比状态3高；根据热力学第二定律，能量要从高温物体往低温物体流动。

2. 用实验探究恒温条件下气体密度和压强的关系，要画密度随压强变化的图像。实验材料和器材有：已知质量的气体样本，圆柱容器活塞可动，已知质量的重物若干，米尺。

(a) i.-iii.描述需要测量的量以及实验步骤。说明如何保持恒温。推导压强和密度表达式。

考点：实验设计，压强公式、密度公式。
思路：可以将不同数量的重物放在活塞上，平衡时重物的重力加活塞重力等于气体给活塞的压力（向上），测出活塞直径计算面积，再根据力等于面积乘压强，可算出气体压强。用米尺量活塞高度再结合刚才算过的面积可算出气体体积，再根据质量等于体积乘密度，可算出气体密度。要保持恒温只需每放置一次重物都等一段时间使气体温度和室温达到平衡。

iv. 根据图像判断气体是否是理想气体。

考点：理想气体的密度公式。
思路：理想气体的密度和压强成正比，图像应成线性关系。

(b) 另一组学生用气球浸没在水中不同深度处来探究密度和压强的关系。解释实验原理。

考点：静止液体压强，理想气体状态方程，密度公式。
思路：越深的地方液体压强越大，气球内气体压强也越大，恒温条件下体积就越小，对应密度也就越大。

考点：受力平衡，浮力公式。
思路：根据受力平衡，手向下的力+气体重力+气球重力=浮力，根据重力和浮力公式可求解。

3. 一个电磁铁可以在指定区域产生匀强磁场，由题目图像可知磁场大小和电流成正比。

(a) 一个带电粒子向上运动受到向左的磁场力，问如何能使受力变成2倍且方向相反。

考点：运动电荷所受磁场力。
思路：根据磁场力公式F=qν×B，只需磁场反向且变为2倍即可，所以只需电流也反向且变为2倍。

(b) 如下三图所示，在磁场中放一个带灯泡的回路，t₁~t₃磁场减小时灯泡会发亮消耗电能。问如果灯泡的电阻变大，它所消耗的总能量随时间变化的图像怎么变。