1、广东省2021年高中物理选择性模拟测试题（二）(考试时间:75分钟;满分:100分)一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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(甲)为研究光电效应的实验装置,用频率为的单色光照射光电管的阴极K,得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图(乙)所示,已知电子电荷量的绝对值为e,普朗克常量为h,则()A.测量遏止电压Uc时开关S应扳向“2”B.只增大该光的光照强度时,图(乙)中Uc的值会增大C.只增大该光的光照强度时,图(乙)中I0的值会减小D.阴极K所用材料的截止频率为2.a、b两个质量相同的球用细线连接,a球用细线挂在天花
2、板上,b球放在光滑斜面上,系统保持静止,下列图示正确的是() 3.为了研究过山车的原理,可将过山车简化为如图所示的模型,质量为m的小球在光滑竖直圆轨道上做圆周运动,在轨道的最高点和最低点分别安装有压力传感器。让小球从同一位置由静止下滑,经多次测量得到在最高点和最低点小球对轨道压力的平均值分别为F1、F2,则当地的重力加速度为()A.B.C.D.4.如图(甲)所示为一霓虹灯供电的电路。变压器输入端接有熔断电阻,其允许最大电流为100 mA,阻值忽略不计,原、副线圈匝数比为101,副线圈电路中接有10个霓虹灯,每个霓虹灯的额定电压为10 V,额定功率为1 W,R为滑动变阻器。当变压器输入端电压为2
3、20 V时,示波器描绘出每一个霓虹灯的电流图象如图(乙)所示(霓虹灯的电阻可视为不变)()A.变压器输入端的电流频率为100 HzB.此时滑动变阻器的阻值为20 C.该电路允许并联连接的霓虹灯的个数为25个D.电路正常工作时,若某一个霓虹灯发生故障而断路,那么应当将滑动变阻器的阻值减少,才能保证其他霓虹灯保持原有的亮度5.假设在月球表面沿水平方向以大小为v0的速度抛出一个小球,小球经时间t落到月球表面上的速度方向与月球表面间的夹角为,如图所示。已知月球的半径为R,引力常量为G。下列说法正确的是()A.月球表面的重力加速度为B.月球的质量为C.月球的第一宇宙速度为D.绕月球做匀速圆周运动的人造卫
4、星的最小周期为26.如图所示,一重力不计的带电粒子以某一速度进入负点电荷形成的电场中,且只在电场力作用下依次通过M、N、P三点,其中N点是轨迹上距离负点电荷最近的点。若粒子在M点和P点的速率相等,则()A.粒子在M、P两点时的加速度相同B.粒子可能带负电且做匀速圆周运动C.粒子在N点时的加速度最大、电势能最大D.M、N两点的电势差UMN等于P、N两点的电势差UPN7.如图所示,两电阻可以忽略不计的平行金属长直导轨固定在水平面上,相距为L,另外两根长度为L、质量为m、电阻为R的相同导体棒垂直静置于导轨上,导体棒在长导轨上可以无摩擦地左右滑动,导轨间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小为B。某时
5、刻使左侧的导体棒获得大小为v0的向左初速度、右侧的导体棒获得大小为2v0的向右初速度,则下列结论正确的是()A.该时刻回路中产生的感应电动势为BLv0B.当导体棒a的速度大小为时,导体棒b的速度大小一定是C.当导体棒a的速度为0时,两导体棒受到的安培力大小都是D.从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,系统产生的热量为二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。8.如图,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态。质量为m的物块,以速率v0自A点向左沿水平地面运动,在B点与弹簧接触,到
6、达C点时速度为零,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止。弹簧在弹性限度内,物块与弹簧接触但不牵连。下列判断正确的是()A.弹簧的最大弹性势能等于mB.弹簧的最大弹性势能大于mC.物块自C到B过程中克服摩擦力做功的功率一直增大D.物块自C到B过程中克服摩擦力做功的功率先增大后减小9.如图(甲)所示,倾角为的粗糙斜面体固定在水平面上,初速度为v0=10 m/s、质量为m=1 kg的小木块沿斜面上滑,若从此时开始计时,整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图(乙)所示,取g=10 m/s2,则下列说法正确的是()A.05 s内小木块做匀减速运动B.在t=1 s时刻,摩擦力反向C.斜面倾角=
7、37D.小木块与斜面间的动摩擦因数为0.510.如图所示,在直角坐标系xOy中x0空间内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场(其他区域无磁场),在y轴上有到原点O的距离均为L的C、D两点。带电粒子P(不计重力)从C点以速率v沿x轴正向射入磁场,并恰好从O点射出磁场;与粒子P相同的粒子Q从C点以速率4v沿纸面射入磁场,并恰好从D点射出磁场,则()A.粒子P带正电B.粒子P在磁场中运动的时间为C.粒子Q在磁场中运动的时间可能为D.粒子Q在磁场中运动的路程可能为三、非选择题:包括必做题和选做题两部分,第11题第14题为必做题,每个试题考生必须作答,第15题第16题为选做题,考生根据要求作答。(一)必做题:
8、共42分。11.(6分)用如图所示的装置验证动量守恒定律。质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为h的小支柱N上,O点到A球球心的距离为l,使悬线在A球释放前张紧,且线与竖直线的夹角为,A球释放后摆到最低点时恰好与B球正碰,碰撞后A球把轻质指针OC由竖直位置推移到与竖直线夹角处,B球落到地面上,地面上铺一张盖有复写纸的白纸D。保持不变,多次重复上述实验,白纸上记录了多个B球的落点。已知重力加速度为g。 (1)为了验证两球碰撞过程动量守恒,除了测量质量mA、mB,夹角、,高度h的数据外,还应测量、等物理量。(2)用测量到的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量分别为pA
9、=,pA=,pB=,pB=。12.(10分)利用图(a)所示电路,测量多用电表内电源的电动势E和电阻“10”挡内部电路的总电阻R内。使用的器材有多用电表,毫安表(量程10 mA),电阻箱,导线若干。回答下列问题:(1)将多用电表挡位调到电阻“10”挡,红表笔和黑表笔短接,调零。(2)将电阻箱阻值调到最大,再将图(a)中多用电表的红表笔和(选填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端。(3)调节电阻箱,记下多组毫安表的示数I和电阻箱相应的阻值R;某次测量时电阻箱的读数如图(b)所示,则该读数为 W。(4)甲同学根据I=,得到关于的表达式,以为纵坐标,R为横坐标,作 -R图线,如图(c)所示;由图
10、得E= V,R内= W。(结果均保留三位有效数字)(5)该多用电表的表盘如图(d)所示,其欧姆刻度线中央刻度值标为“15”,据此判断电阻“10”挡内部电路的总电阻为 ,甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是 。13.(11分)如图所示,在匝数N=100匝、截面积S=0.02 m2 的多匝线圈中存在方向竖直向下的匀强磁场B0,B0均匀变化。两相互平行、间距L=0.2 m的金属导轨固定在倾角为=30的斜面上,线圈通过开关S与导轨相连。一质量m=0.02 kg、阻值R1=0.5 的光滑金属杆锁定在靠近导轨上端的MN位置,M、N等高。一阻值R2=0.5 的定值电阻连接在导轨底端。导轨所在区域存在垂
11、直于斜面向上的磁感应强度B=0.5 T 的匀强磁场。金属导轨光滑且足够长,线圈与导轨的电阻忽略不计。重力加速度g取10 m/s2。(1)闭合开关S时,金属杆受到沿斜面向下的安培力为 0.4 N,请判断磁感应强度B0的变化趋势是增大还是减小,并求出磁感应强度B0的变化率;(2)断开开关S,解除对金属杆的锁定,从MN处由静止释放,求金属杆稳定后的速度以及此时电阻R2两端的电压。14.(15分)如图,水平平台上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点,平台AB段光滑,BC段长x=1 m,与滑块间的摩擦因数为1=0.25。平台右端与水平传送带相接于C点,传送带的运行速度v=7 m/s,长为
12、L=3 m,传送带右端D点与一光滑斜面衔接,斜面DE长度s=0.5 m,另有一固定竖直放置的光滑圆弧形轨道刚好在E点与斜面相切,圆弧形轨道半径R=1 m,=37。今将一质量m=2 kg的滑块向左压缩轻弹簧到最短,此时弹簧的弹性势能为Ep=30 J,然后突然释放,当滑块滑到传送带右端D点时,恰好与传送带速度相同。设经过D点的拐角处无机械能损失且滑块能沿斜面下滑。重力加速度g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8,不计空气阻力。试求:(1)滑块到达C点的速度vC的大小;(2)滑块与传送带间的动摩擦因数2及经过传送带过程系统因摩擦力增加的内能;(3)若只将传送带的运行速度大小调
13、为5 m/s,求滑块脱离圆弧形轨道的位置距F点的高度。(二)选做题:共12分,请考生从给出的2道题中任选一题作答。15.选修33(12分)(1)(5分)一定质量的理想气体从状态A变化到状态B,再变化到状态C,其状态变化过程的pV图象如图所示。已知该气体在状态A时的温度为27 ,气体由状态B到C过程从外界吸收热量Q=300 J,求:该气体在状态C时的温度;该气体从状态B到状态C的过程中内能变化量。(2)(7分)一热气球体积为V,内部充有温度为Ta的热空气,气球外冷空气的温度为Tb。已知空气在1个大气压、温度Ta时的密度为0,该气球内、外的气压始终都为1个大气压,重力加速度大小为g。求该热气球所受
14、浮力的大小;设充气前热气球的质量为m0,求充气后它还能托起的最大质量m。16.选修34(12分)(1)(5分)如图(甲)所示,一根拉紧的均匀弦线沿水平的x轴放置,现对弦线上O点(坐标原点)施加一个向上的扰动后停止,其位移时间图象如图(乙)所示,该扰动将以2 m/s的波速向x轴正向传播,且在传播过程中没有能量损失,则有。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.2.5 s时5 m处的质点开始向上运动B.2t2.5 s时间内4 m处的质点向上运动C.2.5 s时2 m处的质点恰好到达最低点D.4 m处的质点到达最高点时1 m处的质点向上
15、运动E.弦线上每个质点都只振动了1 s(2)(7分)如图所示,一个截面为矩形的水池,池底有一垂直于池边的线形发光体,长度为L。当池中未装水时,一高为h的人站在距池边h的A点,只能看到发光体的一个端点。当将水池加满水时,人需移到距池边2h的B点时,又恰好只能看到发光体的一个端点。已知光在真空中传播的速度为c,发光体的一端紧靠池边的底部,人站的位置与发光体在同一竖直面内,不计人眼到头顶的距离,求:水池中水的折射率;当水池加满水时,站在B点的人看到的发光体端点发出的光传到人眼的时间。参考答案1.D遏止电压是光电流为零时加在光电管两端的最小电压,是反向电压,故开关S应扳向“1”,故A错误;遏止电压与入
16、射光的强度无关,与入射光的频率有关,图(乙)中的遏止电压不变,故B错误;饱和光电流I0与入射光的强度有关,入射光强度越大,饱和光电流越大,故C错误;根据爱因斯坦光电效应方程得Ekm=h-W0,阴极金属的逸出功为W0=h-Ekm=h-eUc,阴极K金属的截止频率为c=,故D正确。2.B对b球受力分析,受重力、斜面对其垂直向上的支持力和下面细线的拉力,由于三力平衡时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故细线拉力向右上方,A图错误;再对ab两个球整体受力分析,受总重力、斜面垂直向上的支持力和上面细线的拉力,根据共点力平衡条件判断上面细线的拉力方向斜向右上方,故C、D错误,B正确。3.
17、D过山车模型可以看成轻绳模型,小球在轨道上运动时受到轨道对其指向圆心的弹力作用。由牛顿第三定律可得在M点和N点轨道对小球的弹力大小平均值分别为F2、F1。设圆轨道半径为R,在M点对小球受力分析,根据小球所受的合力提供向心力得F2-mg=m,在N点对小球受力分析,根据小球所受的合力提供向心力得mg+F1=m,由M到N,根据动能定理得-mg2R=m-m,联立解得g=,D正确。4.C由变压器输出端的电流图象可知,交变电流的周期为T=0.02 s,频率为f=50 Hz,A错误;在电路中通过每个霓虹灯的电流大小为I0=0.04 A,那么变压器输出端电流为I2=0.4 A,由题知变压器的输出电压U2=22
18、 V,每个霓虹灯的电阻为R灯=100 ,霓虹灯的电压为U=I0R灯=4 V,因此滑动变阻器的阻值为R=45 ,B错误;该变压器允许输出电流最大为1 A,那么允许连接的霓虹灯个数为25个,C正确;若有一个霓虹灯发生断路故障,输出端的总电阻将变大,滑动变阻器上的电流将减小,电压减小,剩余霓虹灯上的电压增大,因此需要增大滑动变阻器的电阻,才能减小霓虹灯上的电压,使其保持原有的亮度,D错误。5.C设月球表面的重力加速度为g月,根据平抛运动规律有tan =,解得g月=,A错误;由月球表面物体重力等于万有引力有G=mg月,可得月球的质量M=,B错误;由万有引力提供向心力G=m,可得月球的第一宇宙速度v1=
19、,C正确;人造卫星贴着月球表面绕月球做匀速圆周运动时周期最小,Tmin=2,D错误。6.D由于粒子在M、P两处受到的电场力方向不同,所以加速度方向不相同,加速度不同,故A错误;由物体做曲线运动的条件可知,粒子带正电,要使粒子做匀速圆周运动即要粒子的速度与电场力垂直,则粒子不可能做匀速圆周运动,故B错误;根据电场线的疏密可得,N点处的电场线最密,所以粒子在N点时受到的电场力最大,加速度最大,N点的电势在三点中最低,所以带正电粒子在N点的电势能最小,故C错误;由于粒子在M点和P点的速率相等,根据动能定理可知,从M点到N点,从P点到N点,电场力做功相等,根据W=qU可知UMN=UPN,故D正确。7.
20、C根据右手定则可知,该时刻回路中产生的感应电动势为3BLv0,A错误;由于两个导体棒所受的合外力为零,因此整个系统满足动量守恒,规定向右为正方向,则当导体棒a的速度大小为向左运动时-mv0+2mv0=-m+mvb1,可得vb1=v0,当导体棒a的速度大小为向右运动时-mv0+2mv0=m+mvb2,可得vb2=v0,B错误;当导体棒a的速度为0时,根据动量守恒-mv0+2mv0=mvb,回路产生的感应电动势E=BLvb,感应电流I=,每根导体棒受到的安培力F=BIL,整理得F=,C正确;从开始运动到最终处于稳定状态的过程中,根据动量守恒-mv0+2mv0=2mv,整个系统产生的热量Q=m+m(
21、2v0)2-2mv2,整理得Q=,D错误。8.AD设AC间距离为s,物块从A到C的过程,根据功能关系得Ep+Ffs=m,物块从C到A的过程,根据功能关系得Ep=Ffs,联立解得弹簧的最大弹性势能为Ep=m,故A正确、B错误;物块从C到B,弹簧的弹力先大于摩擦力,后小于摩擦力,物块的速度先增大后减小,所以克服摩擦力做功的功率先增大后减小,故C错误、D正确。9.BCD匀减速直线运动的加速度大小为a= m/s2=10 m/s2,由图象可知,物体做匀减速运动时间t= s=1 s,A错误;由图象可知,在01 s内物体向上做匀减速运动,1 s后物体反向做匀加速运动,t=1 s时摩擦力反向,故B正确;由图象
22、可知,物体反向加速运动时的加速度a= m/s2=2 m/s2,由牛顿第二定律得mgsin +mgcos =ma,mgsin -mgcos =ma,代入数据计算得出=0.5,=37,故C、D正确。10.ABD粒子P从C点沿x轴正向进入磁场,受洛伦兹力而向上偏转过O点,由左手定则知带正电,故A正确;据题意可知P粒子在磁场中做半个圆周运动,则半径为R1=,运动时间为t1=,故B正确;Q粒子与P粒子相同,而速度为4v,由R=可知R2=4R1=2L,而CD距离为2L,故Q粒子不可能沿x轴正向进入磁场,设与y轴的夹角为,分别有两种情况从C点进过D点出,轨迹如图。由几何关系可知=30,两种轨迹的圆心角为60
23、和300,圆周的弧长为s=或s=,则粒子Q的运动时间为t2=或t2=,故C错误、D正确。11.解析:(1)实验过程中需要求出两小球碰撞前后的动量,因此需要知道小球的质量与速度,小球的速度可以由动能定理与平抛运动知识求得,因此该实验需要测量的物理量有小球的质量mA、mB,倾角与,球B飞出时的高度h,线长l,水平位移s。(2)小球A下摆过程只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律得mAgl(1-cos )=mA-0,解得vA=,则pA=mAvA=mA,小球A与小球B碰撞后继续运动,在A碰后到达最左端过程中,机械能再次守恒,由机械能守恒定律得-mAgl(1-cos)=0-mAvA2,解得vA=,故
24、pA=mAvA=mA,碰前B球动量为0,碰撞后B球做平抛运动,水平方向s=vBt,竖直方向h=gt2,解得vB=s,则碰后B球的动量pB=mBvB=mBs。答案:(1)水平位移s线长l(2)mAmA0mBs12.解析:(2)欧姆表中电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;电流从电表正接线柱流入,故红表笔接1,黑表笔接2。(3)由图可知,电阻箱读数为R=(210+31+20.1) =23.2 。(4)由I=变形得=R+,由图象可得=k=,解得E=1.43 V,截距为=b=140,得R内=200 。(5)由图可知,此欧姆表的中值电阻为R中=1510 =150 ,则电阻“10”挡内部电路的总电阻为1
25、50 ;由甲同学处理方法可知,由于没有考虑毫安表的内阻,如果考虑毫安表的内阻则有=R+,由此可知,甲同学的测量值R内与此结果偏差较大的原因是没有考虑毫安表的内阻。答案:(2)1(3)23.2(4)1.43200(5)150甲同学没有考虑毫安表内阻的影响13.解析:(1)闭合开关S时,金属杆受到沿斜面向下的安培力,金属杆中的电流由M流向N,根据楞次定律可知磁感应强度B0的变化趋势是增大;线圈中的感应电动势E=NS金属杆中的电流为I=金属杆受到的安培力为F=BIL得到=1 T/s。(2)匀速时mgsin =BL,E=BLvm解得vm=10 m/s,E=1 V由欧姆定律可得U=E解得U=0.5 V。
26、答案:(1)增大1 T/s(2)10 m/s0.5 V14.解析:(1)以滑块为研究对象,从释放到C点的过程,由动能定理得Ep-1mgx=m代入数据得vC=5 m/s。(2)滑块从C点到D点一直加速,到D点恰好与传送带同速,由动能定理得2mgL=mv2-m代入数据解得2=0.4滑块在传送带上运动的时间t=0.5 s经过传送带过程系统因摩擦力增加的内能为E内=2mgx其中x=vt-L=0.5 m代入数据解得E内=4 J。(3)当传送带的速度大小调为5 m/s,则滑块到D点时速度vD=5 m/s,设滑块脱离轨道的位置与圆心O的连线与竖直方向的夹角为,则从D点到脱离位置,由机械能守恒定律得-mgR(
27、cos +cos )-s sin =mv2-m,且在脱离位置,有mgcos =联立得cos =,=60则脱离位置与F的高度h=R+Rcos =1.5 m。答案:(1)5 m/s(2)0.44 J(3)1.5 m15.解析:(1)分析AC过程,由气体状态方程得=其中TA=273+27=300 K解得TC=300 K。分析BC过程,因为体积膨胀,故外界对气体做负功W=-pB(VC-VB)代入数据W=-200 J由热力学第一定律U=W+Q得U=100 J。(2)设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0,密度为0,温度为Tb时的体积为VTb,密度为Tb,则0=Tb=解得Tb=0设气球所受的
28、浮力为F,则F=TbgV解得F=设气球内热空气所受的重力为G,充气后它还能托起的最大质量m,则G=TaVg解得G=0gV则m=-m0。答案:(1)300 K100 J(2)-m016.解析:(1)波速v=2 m/s,t=2.5 s时,波向x轴正向传播的距离x=vt=5 m,故2.5 s时5 m处的质点开始向上运动,A正确;同理t=2 s 时,4 m处的质点开始向上运动,t=2.5 s 时该质点运动到最高点,B正确;因扰动只持续了1 s,故弦线上每个质点都只振动1 s,E正确;2 m处的质点1 s时开始向上振动,2 s时振动结束,故2.5 s时该质点静止于平衡位置,C错误;t=2.5 s时,4 m处的质点到达最高点,此时1 m处的质点已结束振动,静止于平衡位置,D错误。(2)水池加满水时,站在B点的人恰好只能看到线形发光体的一端点发出的光,作光路图如图所示。设在池中的光线与竖直方向的夹角为,在空气中的光线与竖直方向的夹角为i,水池中水的折射率为n,由折射定律得n=由题意和几何关系得sin =sin i=联立以上各式得n=。水池加满水时,站在B点的人看到的发光体端点发出的光,设光在水中传播的速度为v,在水中和空气中传播经历的时间分别为t1、t2,总时间为t,则有t1=v=t2=t=t1+t2联立以上各式得t=。答案:(1)ABE(2)
