1、2021届新高考物理模拟卷3（广东卷）一、单项选择题本题共7小题，每小题4分，共计28分每小题只有一个选项符合题意1下列说法中正确的是()A光电效应实验中，只有入射光频率小于极限频率才能产生光电子B若某材料的逸出功是W0，则它的极限频率cC大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性D在光电效应现象中，增大入射光的频率一定能增大光电流2质量为M1 kg的木板静止在粗糙水平面上，木板与地面间的动摩擦因数为1，在木板的左端放置一个质量为m1 kg、大小可忽略的铁块铁块与木板间的动摩擦因数为2，取g10 m/s2.若在铁块右端施加一个从0开始增大的水平向右的力F，假设木板足够长，铁
2、块受木板摩擦力Ff随拉力F的变化如图所示则两个动摩擦因数的数值为()A10.1，20.2 B10.1，20.4C10.2，20.4 D10.4，20.231820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应已知通电长直导线周围某点的磁感应强度Bk，即磁感应强度B与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离r成反比如图所示，两根平行长直导线相距为x0，分别通以大小不等、方向相同的电流，已知I1I2.规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0x0区间内磁感应强度B随x变化的图线可能是图中的() 4.真空中的点电荷在其周围产生电场，电场中某点的电势与点电荷的电荷量成正比，与该点到点电荷的距离成反比，即k.在某真
3、空中有一如图所示的正六边形ABCDEF，O为其中心，A、C、E三个顶点各固定一点电荷，其中A、C两点电荷量为q(q0)，E点电荷量为q，EB、EO分别表示B、O点场强的大小，B、O分别表示B、O点的电势，则以下关系中正确的是()AEBEO，BO BEBOCEBEO，BO DEBEO，BO5如图所示，质量为0.5 kg的一块橡皮泥自距小车上表面1.25 m高处由静止下落，恰好落入质量为2 kg、速度为2.5 m/s沿光滑水平地面运动的小车上，并与小车一起沿水平地面运动，取g10 m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是()A橡皮泥下落的时间为0.3 sB橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小
4、为3.5 m/sC橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统动量守恒D整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5 J6如图甲所示，在水平面上固定一电阻为R、半径为r0的单匝金属线圈，线圈内有一半径为r(r0)金属圆环在下落过程中环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度该金属环的收尾速度为v，已知金属圆环的电阻为R，忽略空气阻力，关于该情景，以下结论正确的有()A金属圆环速度稳定后，t时间内，金属圆环产生的平均感应电动势大小为k0vB金属圆环速度稳定后，金属圆环的热功率PC金属圆环的质量mD金属圆环速度稳定后，金属圆环的热功率P三、非选择题：共54分。第1
5、114题为必考题，考生都必须作答。第1516题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共42分。11某同学利用如图所示装置验证以下两个规律：两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向的分速度大小相等；系统机械能守恒P、Q、R为三个完全相同的带有遮光片的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上，物块R与轻质滑轮连接，放在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c处，调整三个光电门的位置，能实现同时被遮光最初细绳水平，现将三个物块由静止释放(忽略R上的遮光片到轻质滑轮间的距离)(1)为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R的遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必须测量的物理量有()AP、Q、R的
6、质量MB两个定滑轮间的距离dCR的遮光片到c的距离HD遮光片的宽度x(2)根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，则验证的表达式为_(3)若要验证物块R沿绳方向的分速度与物块P的速度大小相等，则验证的表达式为_(4)若已知当地重力加速度为g，则验证系统机械能守恒的表达式为_12(1)某实验小组利用如图1甲所示电路进行一些实验操作，所用的器材有：多用电表、电压表(量程5 V)、滑动变阻器、导线若干回答下列问题：将图甲中多用电表的红表笔和_(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表欧姆“1 k”挡正确测量时的示数如图乙所示，这时电压表的示数如图丙所示多用
7、电表和电压表的示数分别为_ k和_ V.图1(2)某同学在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中所用各元件及规格如图2所示，电路已连好一部分，关于剩余电路的连接正确的是_(多选)图2 图3AM端应与a接线柱相连BM端应与b接线柱相连CN端与c接线柱相连，开关闭合前，滑动变阻器滑动片应滑到最左端DN端与d接线柱相连，开关闭合前，滑动变阻器滑动片应滑到最右端该同学连接好电路后，采用正确的实验方法和实验步骤进行操作，测绘的小灯泡的伏安特性曲线如图3所示，电压U2 V时，小灯泡电阻为_ .13如图所示，半径r0.06 m的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，半径R0.1 m、磁感应强度B0.075 T的圆形
8、有界磁场区的圆心坐标为O1(0,0.08 m)，平行金属板的板长L0.3 m，间距d0.1 m，极板间所加电压U6.4102 V，其中MN极板上收集的粒子全部中和吸收一位于O处的粒子源向第、象限均匀地发射速度大小v6.0105 m/s的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第象限出射的粒子速度方向均沿x轴正方向，若粒子重力不计、比荷1.0108 C/kg，不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)打到下极板右端点N的粒子进入电场时的纵坐标值；(2)打到N点的粒子进入磁场时与x轴正方向的夹角14如图，倾角37的直轨道AC与圆弧轨道CDEF在C处相切且平滑
9、连接，整个装置固定在同竖直平面内圆弧轨道的半径为R，DF是竖直直径，O点为圆心，E、O、B三点在同一水平线上A、F也在同一水平线上，两个小滑块P、Q(都可视为质点)的质量都为m.已知滑块Q与轨道AC间存在摩擦力且动摩擦因数处处相等，但滑块P与整个轨道间和滑块Q与圆弧轨道间的摩擦力都可忽略不计同时将两个滑块P、Q分别在A、B两点由静止释放，之后P开始向下滑动，在B点与Q相碰碰后P、Q立刻一起向下且在BC段保持匀速运动，已知P、Q每次相碰都会立刻合在一起运动但两者并不粘连，sin 370.6，cos 370.8，取重力加速度为g，求：(1)两滑块进入圆弧轨道运动过程中对圆弧轨道的压力的最大值(2)
10、滑块Q在轨道AC上往复运动经过的最大路程（二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。选修3315(1)下列说法正确的是_A扩散现象是由物质分子的无规则运动引起的B只要知道某种物质的摩尔质量和密度，一定可以求出该物质的分子体积C布朗运动不是分子运动，但可以反映液体分子的无规则运动D水蒸汽凝结成水珠的过程中，分子间斥力减小，引力增大E一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加(2)如图所示，上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内部被质量均为m的活塞A和活塞B分成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体P和Q，活塞A导热性能良好
11、，活塞B绝热两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T0，汽缸的横截面积为S，外界大气压强大小为且保持不变，现对气体Q缓慢加热求：当活塞A恰好到达汽缸上端卡环时，气体Q的温度T1；活塞A恰好接触汽缸上端卡环后，继续给气体Q加热，当气体P体积减为原来的一半时，气体Q的温度T2.选修3416(1)下列说法中正确的是_A做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关B全息照相的拍摄利用了光的干涉原理C真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关D医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点E机械波和电磁波都可以
12、在真空中传播(2)一半圆柱形透明体横截面如图所示，O为截面的圆心，半径R cm，折射率n.一束光线在横截面内从AOB边上的A点以60的入射角射入透明体，求该光线在透明体中传播的时间(已知真空中的光速c3.0108 m/s)1.答案B解析光电效应实验中，只有入射光频率大于金属的极限频率才能发生光电效应，从而产生光电子，选项A错误；若某材料的逸出功是W0，则它的极限频率c，选项B正确；大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，选项C错误；在光电效应现象中，增大入射光的频率一定能增大光电子的最大初动能，不一定能增大光电流，选项D错误2.答案B解析由题图可知，当F6 N时，铁块的
13、摩擦力恒定即为滑动摩擦力，且Ff2mg4 N，解得20.4，在F6 N时，铁块和木板具有相同的加速度，对铁块有：FFfma解得a2 m/s2对木板有：Ff1(Mm)gMa解得：10.1，故B正确3.答案A解析根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，右边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间偏右位置合磁感应强度为零由于规定磁场方向垂直纸面向里为正，故A正确，B、C、D错误4.答案B解析设正六边形的边长为L，A处点电荷在B点产生的电场强度为E1C处点电荷在B点产生的电场强度为E2E处点电荷在B点产生的电场强度为E3由电场的叠加
14、可知，A、C两处点电荷在B处的合场强为E12所以B处的场强为EBE12E3同理可求得：O处的场强为EO所以EBO，故B正确5.答案D解析橡皮泥下落的时间为：t s0.5 s，故A错误；橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，选取小车初速度的方向为正方向，则有：m1v0(m1m2)v，所以共同速度为：v m/s2 m/s，故B错误；橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，但竖直方向的动量不守恒，故C错误；整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能等于橡皮泥的重力势能与二者损失的动能，得：Em2gh代入数据可得：E7.5 J，故D正确6.答案D解析在0t0时间内
15、线圈中产生的感应电动势：E1Sr2，感应电流I1a，根据楞次定律，电流为顺时针方向，即正方向；在t03t0时间内线圈中磁通量不变，产生的感应电流为零；在3t05t0时间内，电动势：E2Sr2，感应电流I2a，根据楞次定律，电流为逆时针方向，即负方向，故选D.7.答案C解析当导线MN匀速向右运动时，导线所受的合力为零，说明导线不受安培力，电路中电流为零，故电阻两端没有电压，此时导线MN产生的感应电动势恒定为EBLv，则电容器两极板间的电压为UEBLv，故A、B错误；电容器所带电荷量QCUCBLv，故C正确；因匀速运动后MN所受合力为0，而此时无电流，不受安培力，则无需拉力便可做匀速运动，故D错误
16、8.答案AD解析以被篮板反弹后的速度方向为正方向，与篮板碰撞前后篮球的动量变化大小为：p1mv2(mv1)m(v2v1)0.6(86) kgm/s8.4 kgm/s，选项A正确；根据动量定理，被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的动量变化大小为p2mgt0.6100.5 kgm/s3 kgm/s，选项B错误；根据动量定理：Ftp1，因作用时间t未知，则无法确定篮板对篮球的作用力大小，选项C错误；被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的重力产生的冲量大小为IGp23 kgm/s3 Ns，选项D正确9.答案AC解析A极板带正电，B极板带负电，根据二极管具有单向导电性，极板的电荷量只能增加不能减小若小
17、球带正电，当d减小时，电容增大，Q增大，根据E，C，C，得E，知d减小时E增大，所以电场力变大，方向向下，小球做平抛运动竖直方向上的加速度增大，运动时间变短，打在N点左侧，故A正确若小球带正电，当d增大时，电容减小，但Q不能减小，所以Q不变，根据E，C，C，得E，知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故B错误若小球带负电，当AB间距d减小时，电容增大，则Q增大，根据E，C，C，得E，知E增大，所以电场力变大，方向向上，若此时电场力仍小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小，运动时间变长，小球将打在N点的右侧，故C正确若小球带负电，当AB间距d增大时，电容减小，但Q不能减小，所以Q
18、不变，根据E，C，C，得E，知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故D错误10.答案AD解析金属圆环速度稳定后，t时间内，磁通量变化为21k0vt，所以感应电动势为Ek0v，故A正确；金属圆环速度稳定后，产生的电流为I，热功率为PI2R，故B错误，D正确；由能量守恒可知，重力的功率等热功率，即mgv，解得：m，故C错误11.答案(1)BCD(2)t1t2(3)(4)gHx2解析(1)要证明，需要测量两个定滑轮间的距离d和R的遮光片到c的距离H，通过几何关系可证明沿绳的分速度相等；要证明，需要测量R的遮光片到c的距离H和遮光片的宽度x，根据运动学公式和动能定理列式可验证机械能守恒，故B、C
19、、D正确(2)物块P的速度vP，物块Q的速度vQ，因此若要分析出P、Q的速度大小相等，即需要验证表达式，化简可得验证t1t2即可；(3)物块R的速度vR，要验证物块R沿绳方向的分速度与物块P的速度大小相等，则需要验证表达式vRcos vP即vRvP，将vP、vR代入得：(4)整个系统减少的重力势能是EpMgH整个系统增加的动能EkMvMvMv要验证机械能守恒，则EpEk，即验证表达式gHx2.12.答案(1)1153.50(2)AC10解析(1)电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接1，黑表笔接2；欧姆表读数倍率表盘读数1 k15 15 k；电压表最小分度为0.1 V，故读数为3.50 V；(2
20、)测绘小灯泡的伏安特性曲线应该采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，则M端应与a接线柱相连；N端与c接线柱相连，开关闭合前，滑动变阻器滑动片应滑到最左端；或者N端与d接线柱相连，开关闭合前，滑动变阻器滑动片应滑到最左端，故选A、C.电压U2 V时，读出电流为0.2 A，则小灯泡电阻为R10 .13.答案(1)0.08 m(2)53解析(1)恰能打到N点的粒子运动轨迹如图所示，粒子从A点进入磁场，设进入电场时的纵坐标值为y，粒子在电场中的加速度a粒子穿过平行金属板的时间为t粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有：yat2联立得：y代入数据得y0.08 myd0.1 m，说明粒子能射
21、入极板间，射入点的纵坐标值为y0.08 m(2)P点与磁场圆心等高，则粒子从点P(0.1 m,0.08 m)射出磁场粒子做圆周运动的半径为r0，C点为圆心，则OCR0.1 m由牛顿第二定律有：qvB解得r00.08 m在直角OAC中，由三角函数关系有：sinAOC0.8，即AOC53.14.答案(1)3.8mg(2)R解析(1)滑块P下滑至与Q相碰前瞬间，由机械能守恒定律得mgRmvP、Q碰后合在一起运动，碰撞瞬间由动量守恒定律得mv12mv2P、Q一起由C点运动至D点过程，有2mgR(1cos )2mv2mv经过D点时对圆弧轨道的压力最大，有FND2mg2m由牛顿第三定律可知，两滑块对圆弧轨
22、道的最大压力FNDFND联立解得FND3.8mg(2)由(1)中计算可知，P、Q整体在D点的动能2mv0.9mgR2mgR因此它们在圆弧轨道上运动的最高点在E点下方，之后沿轨道返回，再次到达C点的速度大小仍为v2.从C点上滑后P、Q分离，Q比P先到达最高点，且Q运动到最高点时停下设P、Q上滑的最大位移分别为xP、xQ.对P、Q，由动能定理分别可得mgsin xP0mv(mgsin Ff)xQ0mv由P、Q碰后一起匀速下滑可知Q受到的滑动摩擦力大小Ff2mgsin P再次从最高点下滑至第二次碰Q前，有mgsin (xPxQ)mvP、Q碰后一起运动，有mv32mv4P、Q从C点上滑到第二次从C点进
23、入圆弧轨道，Q克服摩擦力做的功WfFf2xQ而P、Q碰撞损失的机械能为：Emv2mv由以上各式解得Q克服摩擦力做的功与P、Q碰撞损失的机械能之比为：P、Q此后多次进入直轨道AC的运动过程遵循同样的规律，直到最后到达C点的速度减为0，因此从P、Q第一次回到直轨道AC运动到最后不再进入为止，Q克服摩擦力做的功为：Ffl2mv滑块Q在轨道AC上往复运动经过的最大路程为lm，则lml联立解得lmR.15.答案(1)ACE(2)见解析解析(2)设P、Q初始体积均为V0，在活塞A接触卡环之前，P的温度、压强不发生变化，Q发生等压变化，则由盖吕萨克定律得：解得：T12T0 当活塞A恰好接触汽缸上端卡环后，P
24、气体做等温变化，由玻意耳定律得：V0p1解得：p1此时Q气体的压强为p2p1当P气体体积变为原来的一半时，Q气体的体积为V0，此过程对Q气体由理想气体状态方程得解得T2T0.16.答案(1)BCD(2)3.01010 s解析(1)做简谐运动的物体，振幅反映了振动的强弱，振幅越大，振动的能量越大，故A错误；全息照相的拍摄利用了光的干涉原理，可以记录光的强弱、频率和相位，故B正确；根据爱因斯坦的狭义相对论，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关，故C正确；激光的亮度高、能量大，医学上常用激光做“光刀”来进行手术，故D正确；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，E错误(2)设此透明体的临界角为C，依题意sin C当入射角为60时，由n，得折射角30，此时光线折射后射到圆弧上的C点，在C点入射角为60，比较可得入射角大于临界角，发生全反射，同理在D点也发生全反射，从B点射出在透明体中运动的路程为s3R，在透明体中的速度为v，在透明体中传播的时间为t3.01010 s
