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- 2021-06-02 发布
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2021 年广东省选择性考试模拟测试卷(四)
(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.下列说法正确的是( )
A.质量数越小的原子核,比结合能越大
B.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型
C.德国物理学家普朗克提出了量子假说,并成功解释了光电效应现象
D.氡的半衰期为 3.8 天,若取 40 个氡原子核,则经过 7.6 天剩下 10 个
氡原子核
2.如图(甲)所示,变压器为理想变压器,a、b 间输入如图(乙)所示的
正弦交流电,两灯泡额定电压相等,电流表和电压表均为理想交流电
表,闭合开关后,两灯泡均正常发光,电流表的示数为 1 A,电压表示数
为 22 V,由此可知( )
A.输入变压器原线圈的交流电压的瞬时值表达式为 u=220
2
sin 50
πt(V)
B.正常发光时,灯泡 L1 的电阻是 L2 的 3 倍
C.原线圈电流为
1
9
A
D.副线圈交变电流的频率为 5 Hz
3.如图,粗糙水平面上,两木块 A、B 以轻绳相连,在恒力 F 作用下做匀
速运动。某时刻轻绳断开,在 F 牵引下 A 继续前进,B 最后静止。则 A
和 B 组成的系统动量关系下述正确的是
( )
A.则在 B 静止前,系统动量不守恒;在 B 静止后,系统动量守恒
B.则在 B 静止前,系统动量守恒;在 B 静止后,系统动量不守恒
C.则在 B 静止前,系统动量守恒;在 B 静止后,系统动量守恒
D.则在 B 静止前,系统动量不守恒;在 B 静止后,系统动量不守恒
4.一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出,第一只球落在
自己一方场地的 B 点,弹跳起来,刚好擦网而过,落在对方场地的 A 点,
第二只球直接擦网而过,也落在 A 点,如图。设球与地面的碰撞后,速
度大小不变,速度方向与水平地面夹角相等,其运动过程中阻力不计,
则第一只球与第二只球飞过网 C 处时水平速度大小之比为( )
A.1∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.1∶9
5.如图所示,边长为 l 的等边三角形导线框用绝缘细线悬挂于天花板,
导线框中通以恒定的逆时针方向的电流。图中虚线过 ab 边中点和 ac
边中点,在虚线的下方为垂直于导线框向里的有界矩形匀强磁场,其
磁感应强度大小为 B。此时导线框处于静止状态,细线中的拉力为 F1;
现将虚线下方的磁场移至虚线上方且磁感应强度的大小改为原来的 2
倍,保持其他条件不变,导线框仍处于静止状态,此时细线中拉力为 F2。
则导线框中的电流大小为( )
A.
2
-
1
B.
2
-
1
2
C.
2
(
2
-
1
)
D.
2
(
2
-
1
)
3
6.假设宇宙中有两颗相距无限远的行星 A 和 B,自身球体半径分别为
RA 和 RB。两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方(r3)与运行公
转周期的平方(T2)的关系如图所示,T0 为卫星环绕各自行星表面运行
的周期。则( )
A.行星 A 的质量小于行星 B 的质量
B.行星 A 的密度小于行星 B 的密度
C.行星 A 的第一宇宙速度等于行星 B 的第一宇宙速度
D.当两行星周围的卫星的运动轨道半径相同时,行星 A 的卫星的向心
加速度大于行星 B 的卫星的向心加速度
7.如图,水平面内固定有两根平行的光滑长直金属导轨,导轨间距为 L,
电阻不计。整个装置处于两个磁感应强度大小均为 B、方向相反的竖
直匀强磁场中,虚线为两磁场的分界线。质量均为 m 的两根相同导体
棒 MN、PQ 静置于如图所示的导轨上(两棒始终与导轨垂直且接触良
好)。现使 MN 棒获得一个大小为 v0、方向水平向左的初速度,则在此
后的整个运动过程中( )
A.两棒受到的安培力冲量大小相等,方向相反
B.两棒最终的速度大小均为
0
2
,方向相同
C.MN 棒产生的焦耳热为
02
4D.通过 PQ 棒某一横截面的电荷量为
0
2
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(甲)为电动汽车无线充电原理图,M 为受电线圈,N 为送电线圈。
图(乙)为受电线圈 M 的示意图,线圈匝数为 n、电阻为 r、横截面积为
S,a、b 两端连接车载变流装置,磁场平行于圆轴线向上穿过线圈。下
列说法正确是( )
A.当线圈 N 接入恒定电流时,不能为电动汽车充电
B.当线圈 N 接入正弦式交变电流时,线圈 M 两端产生恒定电压
C.当线圈 M 中的磁感应强度增加时,有电流从 a 端流出
D.充电时,Δt 时间内线圈 M 中磁感应强度大小均匀增加ΔB,则 M 两
端电压为
Δ
Δ
9.反射式速调管是常用微波器之一,它利用电子团在电场中的振荡来
产生微波,其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于 x
轴,其电势φ随 x 的分布如图所示。一质量 m=2.0×10-20 kg,电荷量
q=2.0×10-9 C 的带负电的粒子从(-1,0)点由静止开始,仅在电场力
作用下在 x 轴上往返运动。则( )
A.x 轴左侧电场强度 E1 和右侧电场强度 E2 的大小之比
1
2
=
1
2
B.粒子在 0~0.5 cm 区间运动过程中的电势能减小
C.该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为 4.0×10-8 J
D.该粒子运动的周期 T=3.0×10-8 s
10.如图所示,在倾角α=37°的光滑足够长斜面上有两个用轻质弹簧
连接的物体 A 和 B,质量分别为 mA=1 kg、mB=2 kg,弹簧劲度系数为 k=
100 N/m,C 为固定挡板,当 A 在受到沿斜面向下,F=14 N 的力作用下处
于静止,且弹簧弹性势能 Ep=
1
2
kx2(x 为形变量),当撤去外力后,物体 A
上升至最高处时,B 恰好脱离挡板 C,g 取 10 m/s2,以下说法正确的是
( )
A.物体 A 上升的位移为 0.12 m
B.物体 A 运动中达到最大速度时弹簧处于原长
C.弹簧处于原长时,物体 A 动能为 0.8 J
D.物体 A 向上运动过程中,先超重后失重
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:共 42 分。
11.(6 分)某实验小组用如图 1 所示的实验装置研究匀变速直线运动,
已知固定斜面的倾角为θ=37°,把木块自斜面上某一位置由静止释
放,测量释放点到斜面底端的距离 x 以及木块在斜面上运动的时间 t,
改变释放点位置,得到多组数据,作出
t 图象如图 2 所示。已知
sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g 取 10 m/s2。
(1)根据图象可知,木块在斜面上运动的加速度大小为 m/s2;
(2)木块与斜面之间的动摩擦因数为 ;
(3)在
t 图象中,有一组数据偏离直线比较远,可能的原因是
。(回答出一条原因即可)
12.(10 分)某小组要测量μA1 微安表的内阻,选用的器材有:待测微安
表μA 1 (量程 0~200 μA,内阻约几百欧);微安表μA 2 (量程 0~
300 μA,内阻约几百欧);电压表 V(量程 0~3 V,内阻约为 3 kΩ);滑
动变阻器 R1(阻值 0~10 Ω);滑动变阻器 R2(阻值 0~20 kΩ);电阻箱
R0(阻值 0~9 999 Ω);电源(电动势 3 V,内阻不计);导线和开关若干。
要求尽可能减小实验误差,甲、乙、丙三位同学分别进行实验:
(1)甲同学设计了如图(a)的电路,利用伏安法测量μA1 表的内阻,该
电路是 (选填“合理”或“不合理”)的。
(2)乙同学设计了如图(b)的电路,滑动变阻器 R 应选用 (选
填“R1”或“R2”),主要实验步骤如下:
①断开 S2、接通 S1,调节 R,使微安表μA1 指针指在 200 μA 处;
②保持 R 的滑片不动,再接通 S2,调节 R0,使电流表指针指在 150 μA
处,读出 R0 的阻值为 1 350 Ω,则微安表μA1 的内阻测量值为
Ω,与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。
(3)丙同学设计了如图(c)的电路,主要实验步骤如下:先把开关 S 掷
到 1,微安表μA2 的读数为 I,再把开关 S 掷到 2,调节电阻箱 R0,直至微
安表μA2 的读数也为 I,记录此时电阻箱 R0 的读数即为微安表μA1 的
阻值。但该同学在操作时发现,电阻箱 R0 在几百欧的范围内调节时,
微安表μA2 的读数几乎是不变的,因此该方法实际上很难准确测出微
安表μA1 的阻值,其主要原因是
。
13.(11 分)如图所示为某快递车间传送装置的简化示意图,传送带右
端与水平面相切,且保持 v0=4 m/s 的恒定速率顺时针运行,传送带的
长 L=3 m。现将一质量为 0.4 kg 的包裹 A 轻放在传送带左端,包裹 A
刚离开传送带时恰好与静止的包裹 B 发生正碰,碰撞时间极短,碰撞
后包裹 A 向前滑行了 0.1 m 静止,包裹 B 向前运动了 0.4 m 静止。已
知包裹 A 与传送带间的动摩擦因数为 0.4,包裹 A、B 与水平面间的动
摩擦因数均为 0.5,g 取 10 m/s2。求:
(1)包裹 A 在传送带上运动的时间;
(2)包裹 B 的质量。
14.(15 分)在如图所示的坐标系中,第一和第二象限(包括 y 轴的正半
轴)内存在磁感应强度大小为 B、方向垂直 xOy 平面向里的匀强磁场;
第三和第四象限内存在平行于 y 轴正方向、大小未知的匀强电场。P
点为 y 轴正半轴上的一点,坐标为(0,l);N 点为 y 轴负半轴上的一点,
坐标未知。现有一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子由 P 点沿 y
轴正方向以一定的速度射入匀强磁场,该粒子经磁场偏转后以与 x 轴
正半轴成 45°角的方向进入匀强电场,在电场中运动一段时间后,该
粒子恰好垂直于 y 轴经过 N 点。粒子的重力忽略不计。求:
(1)粒子在 P 点的速度大小;
(2)第三和第四象限内的电场强度的大小;
(3)带电粒子从由 P 点进入磁场到第三次通过 x 轴的总时间。
(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 3 3](12 分)
(1)(5 分)恒温环境中,在导热良好的注射器内,用活塞封闭了一定质
量的理想气体。用力缓慢向外拉活塞,此过程中封闭气体分子的平均
速率 (选填“增大”“减小”或“不变”),封闭气体的内能
(选填“增大”“减小”或“不变”),封闭气体 (选
填“吸热”“放热”或“既不吸热也不放热”)。
(2)(7 分)疫情期间,从北方调大批钢瓶氧气到武汉,每个钢瓶内体积
为 0.5 m3,北方测得氧气压强为 3×107 Pa,每瓶总质量 m=5 kg,温度
为 300 K,长途运输到武汉方舱医院检测时测得压强为 3.3×107 Pa,
温度为 330 K,现使用其中一瓶氧气,先用小钢瓶(加抽气机)缓慢分装,
小钢瓶体积为 0.1 m3,分装后每个小钢瓶压强为 2×105 Pa 供病人使
用,要求大钢瓶内压强降到 1×105 Pa 时就停止分装。
①通过计算判断钢瓶运输途中是否漏气;
②一大钢瓶可分装多少小钢瓶供病人使用。
16.[选修 3 4](12 分)
(1)(5 分)有一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波,在 t=0 时刻它的波形
图如图(甲)所示,其中 P、Q 两点是该机械波上的两个不同位置的质点,
其中图(乙)是 x 轴正方向上的某一个质点的振动图象,下列说法中正
确的是 。(填正确答案标号。选对一个得 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.该机械波传播的速度为 0.05 m/s
B.在 t=0 时刻 P、Q 两点的加速度大小不相等
C.图(乙)可以用来表示质点 P 的振动图象
D.若波源的振动频率增大,则图(乙)中图象的振动周期 T 变小
E.该机械波在传播过程中当遇到体长为 3 m 的障碍物时,会发生明显
的衍射现象
(2)(7 分)如图,ABC 为由梯形和扇形组成的玻璃砖的横截面图,O 为圆
心,M 为半径 OA 的中点,半径为 R 的圆弧 AB 镀银。一红光 PM 垂直 OA
从 M 点射入玻璃砖,经圆弧 AB 反射后照到 BC 面恰好发生全反射,且从
O 点射出玻璃砖。已知该玻璃对红光的折射率为
2
,光在真空中的速
度大小为 c。求:
①红光从 O 点射出的折射角;
②红光从 M 点传播到 O 点所用的时间。
参考答案
1.B 中等大小的原子核,比结合能最大,原子核最稳定,故 A 错误;由
物理学史可知,卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型,
故 B 正确;普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说,建立了
量子论,而爱因斯坦解释了光电效应现象,故 C 错误;半衰期是大量原
子核的统计规律,对少量原子核不适用,故 D 错误。
2.C 由图(乙)可判断输入变压器原线圈的交流电压的瞬时值表达式
为 u=220
sin 100πt(V),故 A 错误;由题知两灯泡均正常发光,且额
定电压相等,当电压表示数为 22 V 时,可知两灯泡的额定电压为 22 V,
原线圈的输入电压为 U1=Uab-UL1=220 V-22 V=198 V,变压器原、副线圈
匝数比为
=
=
㠴㜮
=
㠴
,流过原、副线圈电流之比为
=
=
㠴
,由于两灯泡
额定电压相等,有
=
=
㠴
,故正常发光时,灯泡 L1 的电阻是 L2 的 9 倍,
故 B 错误;由于
=
㠴
,I2=1 A,则 I1=
㠴
A,故 C 正确;变压器不改变交流电
的频率,副线圈内交流电的频率也为 50 Hz,故 D 错误。
3.B 轻绳断开前,两木块在水平地面上向右做匀速直线运动,以 A、B
为系统,系统所受外力的合力为零;轻绳断开后,在 B 停止运动以前,
恒力 F 和摩擦力均不变,系统的合外力仍为零,则系统的动量守恒;B
静止后,B 的合外力为 0,拉力大于木块 A 的摩擦力,A 和 B 组成的系统
合力不为 0,所以系统动量不守恒,B 正确,A、C、D 错误。
4.B 由平抛运动的规律可知,两球分别被击出至各自第一次落地的
时间是相等的。由于球与地面的碰撞是完全弹性碰撞,设第二只球自
击出到落到 A 点时间为 t,则第一只球自击出到落到 A 点的时间为 3t;
由于第一、二两球在水平方向均为匀速运动,水平位移 x 大小相等,
设它们从 O 点出发时的初速度分别为 v1、v2,由 x=v0t 得 v2=3v1;所以
有
=
,所以两只球飞过球网 C 处时水平速度之比为 1∶3,故 B 正确,A、
C、D 错误。
5.D 当磁场在虚线下方时,通电导线的等效长度为
l,受到的安培力
方向竖直向上,设三角形导线框质量为 m,则有 F1+BI(
l)=mg,当磁场
在虚线上方时,通电导线的等效长度为
l,受到的安培力方向竖直向
下,磁感应强度增大到原来的两倍,故此时有 F2=2BI(
l)+mg,联立可
得 I=
(
-
)
,故 D 正确,A、B、C 错误。
6.D 根据万有引力提供向心力,有
㈰㘮
=m
R,解得 T=
㈰
,对于环
绕行星 A 表面运行的卫星,有 T0=
㈰
,对于环绕行星 B 表面运行的
卫星,有 T0=
㈰
,联立得
㈰
=
㈰
,由题图知 RA>RB,所以 MA>MB,故 A 错
误;A 行星质量为 MA=ρA
π
,B 行星的质量为 MB=ρB
π
,联立以
上公式得ρA=ρB,故 B 错误;行星的近地卫星的线速度即第一宇宙速
度 , 根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 , 有
㈰㘮
= m
, 解 得 v =
㈰
=
·R∝R,因为 RA>RB,所以 vA>vB,故 C 错误;根据
㈰㘮
=ma 知 a=
㈰
,
由于 MA>MB,行星运动的轨道半径相等,则行星 A 的卫星的向心加速度
大于行星 B 的卫星的向心加速度,故 D 正确。
7.D MN 棒向左运动,由右手定则可知,MN 中的电流由 N 到 M,PQ 中的
电流由 P 到 Q,由左手定则可知,MN 棒受到的安培力方向向右,PQ 棒受
到的安培力方向也向右,由于两棒组成回路所以两棒中的电流相等,
由 F=BIL 可知,安培力大小相等,由 I=Ft 可知,两棒受到的安培力冲量
大小相等,方向相同,故 A 错误;由于 MN 棒受到的安培力方向向右,PQ
棒受到的安培力方向也向右,则 MN 棒向左做减速运动,PQ 棒向右做加
速运动,两棒切割磁感线产生的感应电动势正极与正极相连,当两棒
产生的电动势相等时,两棒速度大小相等,回路中的电流为 0,此后两
棒以相同速率反方向做匀速直线运动,取向左为正方向,对两棒分别
用动量定理得-
-
t=mv-mv0,-
-
t=-mv,解得 v=
,由能量守恒得
Q=
m
-
×2mv2=
m
,则 MN 棒产生的焦耳热为
㜮
m
,故 B、C 错误;
对 PQ 棒由动量定理得 B
-
Lt=mv,即 BLq=m·
,则 q=
㘮
,故 D 正确。
8.AC 当送电线圈 N 接入恒定电流,则产生的磁场不变化,受电线圈 M
中的磁通量没有发生变化,故无法产生感应电流,不能为电动汽车充
电,故 A 正确;当线圈 N 接入正弦式交变电流时,受电线圈 M 中的磁通
量按正弦式规律变化,故 M 两端产生正弦式交变电压,故 B 错误;穿过
线圈 M 的磁感应强度增加,根据楞次定律,感应电流产生的磁场方向
向下,故感应电流方向从 b 向 a,即电流从 a 端流出,故 C 正确;根据法
拉第电磁感应定律,有 E=n
Δ
Δ
=nS
Δ
Δ
,设受电线圈外接电路的电阻为 R,
由 闭 合 电路 的 欧 姆 定 律 得 M 两 端 的 电压 U=
+
R=
耀 Δ
Δ
(
+
) ,故 D
错误。
9.ACD 根据 U=Ed 可知,左侧电场强度:E1=
×
-
V/m=2.0×103 V/m,
右侧电场强度:E2=
.
×
-
V/m=4.0×103 V/m,所以
=
,故 A 正确;粒
子带负电,故在 0~0.5 cm 区间运动过程中的电势能增加,B 错误;该
粒子运动过程中电势能变化量的最大值为ΔEp =ΔUq=20×2.0×
10-9 J=4.0×10-8 J,C 正确;粒子运动到原点时速度最大,根据动能定
理有 qE1x=Ekm,其中 x=1.0×10-2 m,联立得 Ekm=4.0×10-8 J,设粒子在原
点左右两侧运动的时间分别为 t1、t2,在原点时的速度为 vm,由运动学
公 式 有 vm=a1t1=
㘮
t1, 同 理 可 知 vm=a2t2=
㘮
t2,Ekm=
m
, 而 周 期
T=2(t1+t2),联立得 T=3.0×10-8 s,故 D 正确。
10.CD 当力 F 作用于物体 A 时,对 A 物体根据平衡条件有 kx1=F+
mAgsin α,弹簧压缩量 x1=0.2 m,当 B 恰要脱离挡板 C 时,对 B 物体,
有 kx2=mBgsin α,弹簧伸长量 x2=0.12 m,物体 A 上升的位移 x=x1+x2=
0.32 m,故 A 错误;物体 A 运动中速度最大时,加速度为 0,处于平衡状
态,有 kx′=mAgsin α,弹簧处于压缩状态,故 B 错误;当物体 A 运动至
弹簧处于原长时,由能量守恒定律有
k
=Ek+mAgx1sin α,解得
Ek=0.8 J,故 C 正确;物体 A 在向上运动的过程中先加速再减速,故先
超重后失重,故 D 正确。
11.解析:(1)由公式可得 x=
at2,得出
t 图象的斜率就是加速度的一
半,所以求得 a=0.4 m/s2。
(2)由牛顿第二定律可得 mgsin θ-μmgcos θ=ma,代入数值算得
μ=0.7。
(3)偏离直线的数据,可能的原因是木块释放点到斜面底端的距离 x
测量偏大了,或木块在斜面上运动的时间 t 测量偏小了,或木块不是
由静止释放。
答案:(1)0.4 (2)0.7 (3)见解析
12.解析:(1)待测微安表的最大量程 I=200 μA=2×10-4 A,电路中需
要最小电阻 R=
=15 000 Ω,电路中需要最小电阻大于待测微安表,滑
动变阻器调节范围小,测量误差大,故不合理。
(2)电路中需要最小电阻为 15 000 Ω,滑动变阻器应选用 R2。
②根据电路原理得
-
=
Ω,微安表内阻测量值 R=450 Ω,并联电
阻箱时,总电阻减小,则总电流偏大,滑动变阻器两端电压变大,待测
微安表的电压减小,与真实值相比偏小。
(3)R2 接入电路的阻值比μA1 的内阻大得多,导致μA1 两端的电压太小,
读数几乎是不变的。
答案:(1)不合理 (2)R2 450 偏小 (3)R2 接入电路的阻值比μA1
的内阻大得多
13.解析:(1)包裹 A 在传送带滑行,由牛顿第二定律可得μ1mAg=mAa1
解得 a1=4 m/s2
假设包裹 A 离开传送带前就与传送带共速,则有
=2a1s1
解得 s1=2 m