2021年廣東省選擇性考試物理模擬測試卷（二）

2021年廣東省選擇性考試模擬測試卷(二)(考試時間:75分鐘;滿分:100分)一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.如圖(甲)為研究光電效應(yīng)的實驗裝置,用頻率為ν的單色光照射光電管的陰極K,得到光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線如圖(乙)所示,已知電子電荷量的絕對值為e,普朗克常量為h,則()A.測量遏止電壓Uc時開關(guān)S應(yīng)扳向“2”B.只增大該光的光照強度時,圖(乙)中Uc的值會增大C.只增大該光的光照強度時,圖(乙)中I0的值會減小D.陰極K所用材料的截止頻率為hν2.a、b兩個質(zhì)量相同的球用細線連接,a球用細線掛在天花板上,b球放在光滑斜面上,系統(tǒng)保持靜止,下列圖示正確的是()3.為了研究過山車的原理,可將過山車簡化為如圖所示的模型,質(zhì)量為m的小球在光滑豎直圓軌道上做圓周運動,在軌道的最高點和最低點分別安裝有壓力傳感器。讓小球從同一位置由靜止下滑,經(jīng)多次測量得到在最高點和最低點小球?qū)壍缐毫Φ钠骄捣謩e為F1、F2,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?)A.F2-FC.F2-F4.如圖(甲)所示為一霓虹燈供電的電路。變壓器輸入端接有熔斷電阻,其允許最大電流為100mA,阻值忽略不計,原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,副線圈電路中接有10個霓虹燈,每個霓虹燈的額定電壓為10V,額定功率為1W,R為滑動變阻器。當(dāng)變壓器輸入端電壓為220V時,示波器描繪出每一個霓虹燈的電流圖象如圖(乙)所示(霓虹燈的電阻可視為不變)()A.變壓器輸入端的電流頻率為100HzB.此時滑動變阻器的阻值為20ΩC.該電路允許并聯(lián)連接的霓虹燈的個數(shù)為25個D.電路正常工作時,若某一個霓虹燈發(fā)生故障而斷路,那么應(yīng)當(dāng)將滑動變阻器的阻值減少,才能保證其他霓虹燈保持原有的亮度5.假設(shè)在月球表面沿水平方向以大小為v0的速度拋出一個小球,小球經(jīng)時間t落到月球表面上的速度方向與月球表面間的夾角為θ,如圖所示。已知月球的半徑為R,引力常量為G。下列說法正確的是()A.月球表面的重力加速度為vB.月球的質(zhì)量為vC.月球的第一宇宙速度為vD.繞月球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星的最小周期為2πRt6.如圖所示,一重力不計的帶電粒子以某一速度進入負點電荷形成的電場中,且只在電場力作用下依次通過M、N、P三點,其中N點是軌跡上距離負點電荷最近的點。若粒子在M點和P點的速率相等,則()A.粒子在M、P兩點時的加速度相同B.粒子可能帶負電且做勻速圓周運動C.粒子在N點時的加速度最大、電勢能最大D.M、N兩點的電勢差UMN等于P、N兩點的電勢差UPN7.如圖所示,兩電阻可以忽略不計的平行金屬長直導(dǎo)軌固定在水平面上,相距為L,另外兩根長度為L、質(zhì)量為m、電阻為R的相同導(dǎo)體棒垂直靜置于導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒在長導(dǎo)軌上可以無摩擦地左右滑動,導(dǎo)軌間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。某時刻使左側(cè)的導(dǎo)體棒獲得大小為v0的向左初速度、右側(cè)的導(dǎo)體棒獲得大小為2v0的向右初速度,則下列結(jié)論正確的是()A.該時刻回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為BLv0B.當(dāng)導(dǎo)體棒a的速度大小為v02C.當(dāng)導(dǎo)體棒a的速度為0時,兩導(dǎo)體棒受到的安培力大小都是BD.從開始運動到最終處于穩(wěn)定狀態(tài)的過程中,系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為19二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。8.如圖,輕質(zhì)彈簧的左端固定,并處于自然狀態(tài)。質(zhì)量為m的物塊,以速率v0自A點向左沿水平地面運動,在B點與彈簧接觸,到達C點時速度為零,壓縮彈簧后被彈回,運動到A點恰好靜止。彈簧在彈性限度內(nèi),物塊與彈簧接觸但不牽連。下列判斷正確的是()A.彈簧的最大彈性勢能等于14mB.彈簧的最大彈性勢能大于14mC.物塊自C到B過程中克服摩擦力做功的功率一直增大D.物塊自C到B過程中克服摩擦力做功的功率先增大后減小9.如圖(甲)所示,傾角為θ的粗糙斜面體固定在水平面上,初速度為v0=10m/s、質(zhì)量為m=1kg的小木塊沿斜面上滑,若從此時開始計時,整個過程中小木塊速度的平方隨路程變化的關(guān)系圖象如圖(乙)所示,取g=10m/s2,則下列說法正確的是()A.0～5s內(nèi)小木塊做勻減速運動B.在t=1s時刻,摩擦力反向C.斜面傾角θ=37°D.小木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.510.如圖所示,在直角坐標系xOy中x>0空間內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的勻強磁場(其他區(qū)域無磁場),在y軸上有到原點O的距離均為L的C、D兩點。帶電粒子P(不計重力)從C點以速率v沿x軸正向射入磁場,并恰好從O點射出磁場;與粒子P相同的粒子Q從C點以速率4v沿紙面射入磁場,并恰好從D點射出磁場,則()A.粒子P帶正電B.粒子P在磁場中運動的時間為πC.粒子Q在磁場中運動的時間可能為3πD.粒子Q在磁場中運動的路程可能為2π三、非選擇題:包括必做題和選做題兩部分,第11題～第14題為必做題,每個試題考生必須作答,第15題～第16題為選做題,考生根據(jù)要求作答。(一)必做題:共42分。11.(6分)用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律。質(zhì)量為mA的鋼球A用細線懸掛于O點,質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為h的小支柱N上,O點到A球球心的距離為l,使懸線在A球釋放前張緊,且線與豎直線的夾角為α,A球釋放后擺到最低點時恰好與B球正碰,碰撞后A球把輕質(zhì)指針OC由豎直位置推移到與豎直線夾角β處,B球落到地面上,地面上鋪一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D。保持α不變,多次重復(fù)上述實驗,白紙上記錄了多個B球的落點。已知重力加速度為g。(1)為了驗證兩球碰撞過程動量守恒,除了測量質(zhì)量mA、mB,夾角α、β,高度h的數(shù)據(jù)外,還應(yīng)測量、等物理量。

(2)用測量到的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量分別為pA=,pA′=,pB=,pB′=。

12.(10分)利用圖(a)所示電路,測量多用電表內(nèi)電源的電動勢E和電阻“×10”擋內(nèi)部電路的總電阻R內(nèi)。使用的器材有多用電表,毫安表(量程10mA),電阻箱,導(dǎo)線若干。回答下列問題:(1)將多用電表擋位調(diào)到電阻“×10”擋,紅表筆和黑表筆短接,調(diào)零。(2)將電阻箱阻值調(diào)到最大,再將圖(a)中多用電表的紅表筆和(選填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。

(3)調(diào)節(jié)電阻箱,記下多組毫安表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R;某次測量時電阻箱的讀數(shù)如圖(b)所示,則該讀數(shù)為W。

(4)甲同學(xué)根據(jù)I=ER+R內(nèi),得到關(guān)于1I的表達式,以1I為縱坐標,R為橫坐標,作1I(5)該多用電表的表盤如圖(d)所示,其歐姆刻度線中央刻度值標為“15”,據(jù)此判斷電阻“×10”擋內(nèi)部電路的總電阻為Ω,甲同學(xué)的測量值R內(nèi)與此結(jié)果偏差較大的原因是

。

13.(11分)如圖所示,在匝數(shù)N=100匝、截面積S=0.02m2的多匝線圈中存在方向豎直向下的勻強磁場B0,B0均勻變化。兩相互平行、間距L=0.2m的金屬導(dǎo)軌固定在傾角為θ=30°的斜面上,線圈通過開關(guān)S與導(dǎo)軌相連。一質(zhì)量m=0.02kg、阻值R1=0.5Ω的光滑金屬桿鎖定在靠近導(dǎo)軌上端的MN位置,M、N等高。一阻值R2=0.5Ω的定值電阻連接在導(dǎo)軌底端。導(dǎo)軌所在區(qū)域存在垂直于斜面向上的磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場。金屬導(dǎo)軌光滑且足夠長,線圈與導(dǎo)軌的電阻忽略不計。重力加速度g取10m/s2。(1)閉合開關(guān)S時,金屬桿受到沿斜面向下的安培力為0.4N,請判斷磁感應(yīng)強度B0的變化趨勢是增大還是減小,并求出磁感應(yīng)強度B0的變化率ΔB(2)斷開開關(guān)S,解除對金屬桿的鎖定,從MN處由靜止釋放,求金屬桿穩(wěn)定后的速度以及此時電阻R2兩端的電壓。14.(15分)如圖,水平平臺上有一輕彈簧,左端固定在A點,自然狀態(tài)時其右端位于B點,平臺AB段光滑,BC段長x=1m,與滑塊間的摩擦因數(shù)為μ1=0.25。平臺右端與水平傳送帶相接于C點,傳送帶的運行速度v=7m/s,長為L=3m,傳送帶右端D點與一光滑斜面銜接,斜面DE長度s=0.5m,另有一固定豎直放置的光滑圓弧形軌道剛好在E點與斜面相切,圓弧形軌道半徑R=1m,θ=37°。今將一質(zhì)量m=2kg的滑塊向左壓縮輕彈簧到最短,此時彈簧的彈性勢能為Ep=30J,然后突然釋放,當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端D點時,恰好與傳送帶速度相同。設(shè)經(jīng)過D點的拐角處無機械能損失且滑塊能沿斜面下滑。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計空氣阻力。試求:(1)滑塊到達C點的速度vC的大小;(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ2及經(jīng)過傳送帶過程系統(tǒng)因摩擦力增加的內(nèi)能;(3)若只將傳送帶的運行速度大小調(diào)為5m/s,求滑塊脫離圓弧形軌道的位置距F點的高度。(二)選做題:共12分,請考生從給出的2道題中任選一題作答。15.[選修33](12分)(1)(5分)一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的pV圖象如圖所示。已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27℃,氣體由狀態(tài)B到C過程從外界吸收熱量Q=300J,求:①該氣體在狀態(tài)C時的溫度;②該氣體從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能變化量。(2)(7分)一熱氣球體積為V,內(nèi)部充有溫度為Ta的熱空氣,氣球外冷空氣的溫度為Tb。已知空氣在1個大氣壓、溫度Ta時的密度為ρ0,該氣球內(nèi)、外的氣壓始終都為1個大氣壓,重力加速度大小為g。①求該熱氣球所受浮力的大小;②設(shè)充氣前熱氣球的質(zhì)量為m0,求充氣后它還能托起的最大質(zhì)量m。16.[選修34](12分)(1)(5分)如圖(甲)所示,一根拉緊的均勻弦線沿水平的x軸放置,現(xiàn)對弦線上O點(坐標原點)施加一個向上的擾動后停止,其位移—時間圖象如圖(乙)所示,該擾動將以2m/s的波速向x軸正向傳播,且在傳播過程中沒有能量損失,則有。(填正確答案標號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分,每選錯1個扣3分,最低得分為0分)

A.2.5s時5m處的質(zhì)點開始向上運動B.2<t<2.5s時間內(nèi)4m處的質(zhì)點向上運動C.2.5s時2m處的質(zhì)點恰好到達最低點D.4m處的質(zhì)點到達最高點時1m處的質(zhì)點向上運動E.弦線上每個質(zhì)點都只振動了1s(2)(7分)如圖所示,一個截面為矩形的水池,池底有一垂直于池邊的線形發(fā)光體,長度為L。當(dāng)池中未裝水時,一高為h的人站在距池邊h的A點,只能看到發(fā)光體的一個端點。當(dāng)將水池加滿水時,人需移到距池邊22h的B點時,又恰好只能看到發(fā)光體的一個端點。已知光在真空中傳播的速度為c,發(fā)光體的一端緊靠池邊的底部,人站的位置與發(fā)光體在同一豎直面內(nèi),不計人眼到頭頂?shù)木嚯x,求:①水池中水的折射率;②當(dāng)水池加滿水時,站在B點的人看到的發(fā)光體端點發(fā)出的光傳到人眼的時間。參考答案1.D遏止電壓是光電流為零時加在光電管兩端的最小電壓,是反向電壓,故開關(guān)S應(yīng)扳向“1”,故A錯誤;遏止電壓與入射光的強度無關(guān),與入射光的頻率有關(guān),圖(乙)中的遏止電壓不變,故B錯誤;飽和光電流I0與入射光的強度有關(guān),入射光強度越大,飽和光電流越大,故C錯誤;根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ekm=hνW0,陰極金屬的逸出功為W0=hνEkm=hνeUc,陰極K金屬的截止頻率為νc=W0h=2.B對b球受力分析,受重力、斜面對其垂直向上的支持力和下面細線的拉力,由于三力平衡時三個力中任意兩個力的合力與第三個力等值、反向、共線,故細線拉力向右上方,A圖錯誤;再對ab兩個球整體受力分析,受總重力、斜面垂直向上的支持力和上面細線的拉力,根據(jù)共點力平衡條件判斷上面細線的拉力方向斜向右上方,故C、D錯誤,B正確。3.D過山車模型可以看成輕繩模型,小球在軌道上運動時受到軌道對其指向圓心的彈力作用。由牛頓第三定律可得在M點和N點軌道對小球的彈力大小平均值分別為F2、F1。設(shè)圓軌道半徑為R,在M點對小球受力分析,根據(jù)小球所受的合力提供向心力得F2mg=mvM2R,在N點對小球受力分析,根據(jù)小球所受的合力提供向心力得mg+F1=mvN2R,由M到N,根據(jù)動能定理得mg·2R=1F24.C由變壓器輸出端的電流圖象可知,交變電流的周期為T=0.02s,頻率為f=50Hz,A錯誤;在電路中通過每個霓虹燈的電流大小為I0=0.04A,那么變壓器輸出端電流為I2=0.4A,由題知變壓器的輸出電壓U2=22V,每個霓虹燈的電阻為R燈=U額2P=100Ω,霓虹燈的電壓為U=I0R燈5.C設(shè)月球表面的重力加速度為g月,根據(jù)平拋運動規(guī)律有tanθ=g月tv0,解得g月=v0tanθt,A錯誤;由月球表面物體重力等于萬有引力有GMmR2=mg月,可得月球的質(zhì)量M=v0R22πRtv6.D由于粒子在M、P兩處受到的電場力方向不同,所以加速度方向不相同,加速度不同,故A錯誤;由物體做曲線運動的條件可知,粒子帶正電,要使粒子做勻速圓周運動即要粒子的速度與電場力垂直,則粒子不可能做勻速圓周運動,故B錯誤;根據(jù)電場線的疏密可得,N點處的電場線最密,所以粒子在N點時受到的電場力最大,加速度最大,N點的電勢在三點中最低,所以帶正電粒子在N點的電勢能最小,故C錯誤;由于粒子在M點和P點的速率相等,根據(jù)動能定理可知,從M點到N點,從P點到N點,電場力做功相等,根據(jù)W=qU可知UMN=UPN,故D正確。7.C根據(jù)右手定則可知,該時刻回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為3BLv0,A錯誤;由于兩個導(dǎo)體棒所受的合外力為零,因此整個系統(tǒng)滿足動量守恒,規(guī)定向右為正方向,則當(dāng)導(dǎo)體棒a的速度大小為v0mv0+2mv0=m·v02+mvb1,可得vb1=32v0,當(dāng)導(dǎo)體棒a的速度大小為v02向右運動時mv0+2mv0=m·v02+mvb2,可得vb2=12v0,B錯誤;當(dāng)導(dǎo)體棒a的速度為0時,根據(jù)動量守恒mv0+2mv0=mvmv0+2mv0=2mv,整個系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q=12mv02+12m(2v0)212×8.AD設(shè)AC間距離為s,物塊從A到C的過程,根據(jù)功能關(guān)系得Ep+Ffs=12mv02,物塊從C到A的過程,根據(jù)功能關(guān)系得Ep=Ffs,聯(lián)立解得彈簧的最大彈性勢能為Ep=19.BCD勻減速直線運動的加速度大小為a=v022x1=1002×5m/s2=10m/s2,由圖象可知,物體做勻減速運動時間t=v0a=mgsinθ+μmgcosθ=ma,mgsinθμmgcosθ=ma′,代入數(shù)據(jù)計算得出μ=0.5,θ=37°,故C、D正確。10.ABD粒子P從C點沿x軸正向進入磁場,受洛倫茲力而向上偏轉(zhuǎn)過O點,由左手定則知帶正電,故A正確;據(jù)題意可知P粒子在磁場中做半個圓周運動,則半徑為R1=L2,運動時間為t1=πR1v=πL2v由幾何關(guān)系可知θ=30°,兩種軌跡的圓心角為60°和300°,圓周的弧長為s=2πL3或s=10πL3,則粒子Q的運動時間為t2=2πL10πL3411.解析:(1)實驗過程中需要求出兩小球碰撞前后的動量,因此需要知道小球的質(zhì)量與速度,小球的速度可以由動能定理與平拋運動知識求得,因此該實驗需要測量的物理量有小球的質(zhì)量mA、mB,傾角α與β,球B飛出時的高度h,線長l,水平位移s。(2)小球A下擺過程只有重力做功,機械能守恒,由機械能守恒定律得mAgl(1cosα)=12mAvA20,解得vA=2gl(1-mA2gl(1-cos012mAvA′2,解得vA′=2gl(1-cosβmA2gl(1-cosβ),碰前B球動量為0,碰撞后B球做平拋運動,水平方向s=vB′t,豎直方向h=1pB′=mBvB′=mBsg2答案:(1)水平位移s線長l(2)mA2mA2gl(1-12.解析:(2)歐姆表中電流從紅表筆流入電表,從黑表筆流出電表;電流從電表正接線柱流入,故紅表筆接1,黑表筆接2。(3)由圖可知,電阻箱讀數(shù)為R=(2×10+3×1+2×0.1)Ω=23.2Ω。(4)由I=ER+R內(nèi)變形得1I=1ER+解得E=1.43V,截距為R內(nèi)得R內(nèi)=200Ω。(5)由圖可知,此歐姆表的中值電阻為R中=15×10Ω=150Ω,則電阻“×10”擋內(nèi)部電路的總電阻為150Ω;由甲同學(xué)處理方法可知,由于沒有考慮毫安表的內(nèi)阻,如果考慮毫安表的內(nèi)阻則有1I=1ER+R內(nèi)E+答案:(2)1(3)23.2(4)1.43200(5)150甲同學(xué)沒有考慮毫安表內(nèi)阻的影響13.解析:(1)閉合開關(guān)S時,金屬桿受到沿斜面向下的安培力,金屬桿中的電流由M流向N,根據(jù)楞次定律可知磁感應(yīng)強度B0的變化趨勢是增大;線圈中的感應(yīng)電動勢E=NΔB金屬桿中的電流為I=E金屬桿受到的安培力為F=BIL得到ΔB(2)勻速時mgsinθ=BER1解得vm=10m/s,E=1V由歐姆定律可得U=R2解得U=0.5V。答案:(1)增大1T/s(2)10m/s0.5V14.解析:(1)以滑塊為研究對象,從釋放到C點的過程,由動能定理得Epμ1mgx=12m代入數(shù)據(jù)得vC=5m/s。(2)滑塊從C點到D點一直加速,到D點恰好與傳送帶同速,由動能定理得μ2mgL=12mv212mvC滑塊在傳送帶上運動的時間t=v-經(jīng)過傳送帶過程系統(tǒng)因摩擦力增加的內(nèi)能為E內(nèi)=μ2mgΔx其中Δx=vtL=0.5m代入數(shù)據(jù)解得E內(nèi)=4J。(3)當(dāng)傳送帶的速度大小調(diào)為5m/s,則滑塊到D點時速度vD=5m/s,設(shè)滑塊脫離軌道的位置與圓心O的連線與豎直方向的夾角為α,則從D點到脫離位置,由機械能守恒定律得mg[R(cosθ+cosα)ssinθ]=12mv212mv聯(lián)立得cosα=12,α=60則脫離位置與F的高度h=R+Rcosα=1.5m。答案:(1)5m/s(2)0.44J(3)1