2021届新高考物理模拟卷3（广东卷）（解析版）.pdf

2 0 2 1 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2 8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由o，则它的极限频率m=中C.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M=1 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外，在木板的左端放置一个质量为掰=lk g、大小可忽略的铁块.铁块与木板间的动摩擦因数为2,取 g=10 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尸，假设木板足够长，铁块受木板摩擦力尸f随拉力厂的变化如图所示.则两个动摩擦因数的数值为（）A.2=0.2B.i=0.1,2=0.4C.i=0.2,2=0.4D.LL =0.4,2 =0.26543213.1820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8=,即磁感应强度8 与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离，成反比.如图所示，两根平行长直导线相距为x o,分别通以大小不等、方向相同的电流，已知力 /2.规定磁场方向垂直纸面向里为正，在 0X0区间内磁感应强度5 随 x变化的图线可能是图中的（）CD4.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 9=产.在某真空中有一如图所示的正六边形/8CDE尸，。为其中心，/、C、E 三个顶点各固定一点电荷，其中/、C 两点电荷量为式40),E 点电荷量为一夕，EB、分别表示8、。点场强的大小，伽、夕。分别表示8、O 点的电势，则 以 下 关 系 中 正 确 的 是()A.EBEO(pB(po IB.EBEO,(p/(po/1_j-C.EB=EO,(PB=(PO 口D.EB0）.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。，己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，A/时间内，金属圆环产生的平均感应电动势大小为B.金属圆环速度稳定后，金 属 圆 环 的 热 功 率 C.金属圆环的质量机=3 用KD.金属圆环速度稳定后，金属圆环的热功率=如 铲三、非选择题：共 5 4 分。第 1 11 4 题为必考题，考生都必须作答。第 1 51 6 题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共 4 2 分。1 1.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、0、R 为三个完全相同的带有遮光片的物块，P、。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。、氏 c 处，调整三个光电门的位置，能实现同时被遮光.最初细纯水平,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R。、R 的遮光片的遮光时间”、及、“外，还 必 须 测 量 的 物 理 量 有()A.P、。、R的质量MB.两个定滑轮间的距离dC.R 的遮光片到c 的距离，D.遮光片的宽度x(2)根据装置可以分析出P、。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“X lk”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.多用电表和电压表的示数分别为 kC 和 V.(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 3A.M 端应与a 接线柱相连B.M 端应与人接线柱相连C.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D.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(7=2 V 时，小灯泡电阻为 Q.1 3.如图所示，半径;=0.06 m 的半圆形无场区的圆心在坐标原点。处，半径R=0.1m、磁感应强度8=0.075 T 的圆形有界磁场区的圆心坐标为01(0,0.08 m),平行金属板的板长乙=0.3 m,间 距 d=0.1 m,极板间所加电压U=6.4X102 V,其中MN极板上收集的粒子全部中和吸收.一位于。处的粒子源向第I、II象限均匀地发射速度大小o=6.0Xl()5m/s的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从 第 I 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5=1.0 义1()8。1 ,不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应，5吊37。=0.6,cos37Q=0.8.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9=37。的直轨道/C 与圆弧轨道CDE尸在C 处相切且平滑连接，整个装置固定在同一竖直平面内.圆弧轨道的半径为凡。厂是竖直直径，。点为圆心，E、。、8 三点在同一水平线上.A、厂也在同一水平线上，两个小滑块P、0(都可视为质点)的质量都为九已知滑块。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。与圆弧轨道间的摩擦力都可忽略不计.同时将两个滑块P、。分别在4 8 两点由静止释放，之后P 开始向下滑动，在 8 点与。相 碰.碰 后 P、。立刻一起向下且在8 c 段保持匀速运动，已知P、。每次相碰都会立刻合在一起运动但两者并不粘连，sin37=0.6,cos 370=0.8,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)滑块。在轨道AC上往复运动经过的最大路程.I _I L(二)选考题：共 1 2 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3-3 15.(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。，活塞/导热性能良好，活塞8 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T o,汽缸的横截面积为S,外界大气压强大小为警且保持不变，现对气体。缓慢加热.求：当活塞/恰好到达汽缸上端卡环时，气体。的温度TX-,活塞“恰好接触汽缸上端卡环后，继续给气体。加热，当气体P体积减为原来的一半时，气体。的温度心 选修3-416.(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/?=小 c m,折 射 率”=小.一束光线在横截面内从A O B边上的4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c=3.0X 108 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航，则它的极限频率%=牛，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，当尸26N时，铁块的摩擦力恒定即为滑动摩擦力，且 R=2 机 g=4N,解得2=0.4,在尸=6N时，铁块和木板具有相同的加速度，对铁块有：F F（=ma解得 a1 m/s2对木板有：M a解得：/z i=0.1,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,X处点电荷在8点产生的电场强度为j=C 处点电荷在8点 产 生 的 电 场 强 度 为&=符E处点电荷在B点产生的电场强度为邑=第由电场的叠加可知，4、C 两处点电荷在8处的合场强为 1 2=所 以 8处的场强为EB=En-E3=-同理可求得：。处的场强为反）=所 以 EBEO8处的电势为9 8=华 一 舞=赞O处的电势为。=半 一 =的所 以PB（PO,故 B 正确.5 .答 案 D解 析 橡 皮 泥 下 落 的 时 间 为：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:mtvo（m+机2）。,_.4 上,机 H o 2 X 2.5所以共同速度为：v=_T=_L八:m/s=2 m/s,十机 2 2+0.5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：E=m 2 g h+5 h加一；(如+，2)。2代入数据可得：A：=7.5 J,故D正确.6.答 案D解 析 在om时间内线圈中产生的感应电动势:AS Bo,感 应 电 流/|=舞 二=根据楞次定律，电流为顺时针方向，即正方向；在/03/0时间内线圈中磁通量不变，产生的感应电流为零;在3ro5ro时间内，电动势：&=尊=矍 兀/，感应电流/2=登=舞根据楞次定律，电流为逆时针方向，即负方向，故 选D.7.答 案C解析 当导线M N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A/N产生的感应电动势恒定为=8 0，则电容器两极板间的电压为U=E=B L v,故A、B错误；电容器所带电荷量。=C U=C 8 4,故C正确；因匀速运动后MV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.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：0=加力一(一机。1)=机(02+01)=66X(8+6)kg-m/s=8.4 kg-m/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/?2=mgf=0.6X 10X0.5 kg-m/s=3 kg-m/s,选 项B错误；根据动量定理：F N t=N p ,因作用时间加未知，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IG=邸2=3 kg-m/s=3 N-s,选 项D正确.9.答 案AC解析/极 板 带 正 电，8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.若小球带正电，当d减小时，电容增大，。增大，根 据E=%,C=,C=照，得=华 乎，知”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。不能减小，所 以0不变，根 据 与，C=g,。=痣;,得 =也 乎，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，当力8间距”减小时，电容增大，则。增大，根 据E=,C=，j,C=-,得 空 袈，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 间 距“增大时，电容减小，但。不能减小，所 以。不 变,根 据=*C=,C=岛,得=华?，知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故D错误.c-n J1 0 .答 案A D,A0解析 金属圆环速度稳定后，加时间内，磁通量变化为 =2一皿=%。0。4,所以感应电动势为E=w=左 0。,故A正确；金属圆环速度稳定后，产生的电流为1=去=笔 ,热功率为尸=/2R=*)，故B错误，D正确；由K 1 K能量守恒可知，重力的功率等热功率，即 机 以=吟 上，解得：掰=叫 卫,故C错误.K gR1 1.答案 BCD力=f2(3方=(4应 =%2*+%+%)解 析(1)要证明，需要测量两个定滑轮间的距离 和R的遮光片到c的距离“，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”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、D正确.Y Y(2)物块产的速度0 P=7，物 块。的速度0 0=7，因此若要分析出产、。的速度大小相等，r Y即需要脸证表达式=胃 化 简 可 得 验 证 人=，2即可;Y 物 块R的速度VR=-9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,3则需要验证表达式VRCQS f)=Vp即2f将 加 代 人 得：家调薪(4)整个系统减少的重力势能是AEp=MgH整个系统增加的动能AE k=Mvp2+MVQ2-+MVR2要验证机械能守恒，则AE p=AE k,1 2.答 案(1)1 1 5 3.5 0 (2)AC 1 0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X表盘读数=1 k X 1 5 Q=1 5 k Q：电压表最小分度为0.1 V,故读数为3.5 0 V;(2)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 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U=2V时，读出电流为0.2 A,则小灯泡电阻为火=彳=1 0。.1 3.答 案(1)0.0 8 m (2)5 3 解 析(1)恰能打至4 N点的粒子运动轨迹如图所示，粒子从4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。=得粒子穿过平行金属板的时间为/=粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有:昨,浮 q U E联工仔：y-2m d vi代入数据得y=0.0 8 my=0.0 8 m(2)尸点与磁场圆心等高，则粒子从点P(0.1 m,0.0 8 m)射出磁场.粒子做圆周运动的半径为-o,C点为圆心，则 O C=R=O A m2由牛顿第二定律有：qvB=解 得)=0.0 8 m在直角 O/C中，由三角函数关系有：s i n N 4 O C=驾=0.8,即 Z A O C=5 3 .1 4.答 案 3 8g (2淑解 析(1)滑 块P下滑至与。相碰前瞬间，由机械能守恒定律得名/?=%?。|2尸、0碰后合在一起运动，碰撞瞬间由动量守恒定律得nw=2 niV2P、0一起由C点运动至。点过程，有2?g R(l -co s 3)+2 mv21=-2 mvi经 过D点时对圆弧轨道的压力最大，有如2FND-2 m g=2 m/由牛顿第三定律可知，两滑块对圆弧轨道的最大压力/*N D，=FZD联立解得FND=3.87 w g(2)由(1)中计算可知，P、0整体在。点的动能1 、2 2 mvD=0.9 mgR 2 mgR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6.从C点上滑后尸、。分离，。比尸先到达最高点，且。运动到最高点时停下.设P、。上滑的最大位移分别为打、X。.对尸、0,由动能定理分别可得一机gs i n OXp=QniV2一(m gs i n 0+F f)XQ=0 由尸、0碰后一起匀速下滑可知。受到的滑动摩擦力大小77f =2?gs i n 0产再次从最高点下滑至第二次碰。前，有加gs i n 6(XP-XQ)=/?W32P、。碰后一起运动，有mV3=2 mV4P、0从C点上滑到第二次从。点进入圆弧轨道，。克服摩擦力做的功的=斤2工0而尸、。碰撞损失的机械能为：1 7 1 )E=mvy/.2加0 4由以上各式解得克服摩擦力做的功与尸、碰撞损失的机械能之比为：也=4通=1。、。此后多次进入直轨道4c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、。第一次回到直轨道Z C运动到最后不再进入为止，0克服摩擦力做的功为：4 1 o =5 X2?O 2 2滑 块。在轨道4。上往复运动经过的最大路程为/m,则,m =/+嬴*联立解得/m=|/?.1 5.答 案（l）A C E （2）见解析解 析（2）设尸、。初始体积均为外,在活塞月接触卡环之前，尸的温度、压强不发生变化，。发生等压变化，则由盖一吕萨克定律得：=筌解得：7 1=2 7 b当活塞力恰好接触汽缸上端卡环后，P气体做等温变化，由玻意耳定律得：空2=p 牛此 时。气体的压强为P 2=p +t=当p气体体积变为原来的一半时，。气体的体积为|及，此过程对Q气体由理想气体状态方程得S S 2%To-Ti-解 得“=需2 5%.1 6.答 案（l）B C D （2）3.0 X1 0 1 0 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s in C=n 5当入射角为6 0。时，由“=三 器，得折射角a=3 0。，此时光线折射后射到圆弧上的C点，在C点入射南为6 0。，比较可得入射角大于临界角，发生全反射，同理在。点也发生全反射，从8点射出.在透明体中运动的路程为s=3 R,在 透 明 体 中 的 速 度 为 在 透 明 体 中 传 播 的 时 间 为z=y=3.0 X I O-1 0 s.