2021年广东省新高考物理（5月份）冲刺卷（三）（广东专用版含答案）

2021 年广东省新高考物理——考前冲刺卷（三） 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 有一项是符合要求的。 1．2014 年 3 月 8 日，马来西亚航空公司从吉隆坡飞往北京的航班 MH370 失联，MH370 失联 后多个国家积极投入搜救行动，在搜救过程中卫星发挥了巨大的作用.其中我国的北斗导航 系统和美国的 GPS 导航系统均参与搜救工作，北斗导航系统包含 5 颗地球同步卫星，而 GPS 导航系统由运行周期为 12 小时的圆轨道卫星群组成，下列说法正确的是( ) A.发射人造地球卫星时，发射速度只要大于 7.9 km/s 就可以 B.北斗同步卫星的线速度与 GPS 卫星的线速度之比为 3 1 2 C.北斗同步卫星的机械能一定大于 GPS 卫星的机械能 D.卫星向地面上同一物体拍照时，GPS 卫星的拍摄视角小于北斗同步卫星的拍摄视角 2．带同种电荷的 a、b 两小球在光滑水平面上相向运动.已知当小球间距小于或等于 L 时， 两者间的库仑力始终相等；小球间距大于 L 时，库仑力为零.两小球运动时始终未接触，运 动时速度 v 随时间 t 的变化关系图象如图所示.由图可知( ) A.a 小球质量大于 b 小球质量 B.在 t2 时刻两小球间距最大 C.在 0～t3 时间内两小球间距逐渐减小 D.在 0～t2 时间内 b 小球所受斥力方向始终与运动方向相反 3．如图所示，矩形闭合导线框 ABCD 处于可视为水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场 的轴 OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接有一只“11 V,33 W”的灯泡. 当灯泡正常发光时，变压器输入电压 u＝33 2cos (10πt) V.下列说法正确的是( ) A.图示位置可能是计时起点 B.图示位置线框中产生的磁通量变化率最小 C.变压器原、副线圈匝数之比为 3 2∶1 D.通过电流表 A 的电流为 2 A 4．如图所示，将甲、乙两球从虚线 PQ 右侧某位置分别以速度 v1、v2 沿水平方向抛出，其部 分轨迹如图 1、2 所示，两球落在斜面上同一点，且速度方向相同，不计空气阻力，下列说 法正确的是( ) A.甲、乙两球抛出点在同一竖直线上 B.甲、乙两球抛出点在斜面上 C.甲球抛出点更靠近 PQ 线 D.一定有 v1>v2 5．如图所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定.A 端用铰链固定，滑轮 O 在 A 点正 上方(滑轮大小及摩擦均可忽略)，B 端挂一重物 P，现施加拉力 FT 将 B 缓慢上拉(绳和杆均 未断)，在杆达到竖直前( ) A.绳子越来越容易断 B.绳子越来越不容易断 C.杆越来越容易断 D.杆越来越不容易断 6．如图所示，用粗细均匀的电阻丝折成边长为 L 的平面等边三角形框架，每个边长的电阻 均为 r，三角形框架的两个顶点与一电动势为 E、内阻为 r 的电源相连接，垂直于框架平面 有磁感应强度为 B 的匀强磁场，则三角形框架受到的安培力的大小为( ) A.0 B.BEL 5r C.2BEL 5r D.3BEL 5r 7．质量为 m 的小球由轻绳 a 和 b 分别系于一轻质细杆的 A 点和 B 点，如图所示，绳 a 与水 平方向成θ角，绳 b 在水平方向且长为 l，当轻杆绕轴 AB 以角速度ω匀速转动时，小球在 水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( ) A．a 绳张力可能为零 B．a 绳的张力随角速度的增大而增大 C．当角速度ω> g ltan θ ，b 绳将出现弹力 D．若 b 绳突然被剪断，则 a 绳的弹力一定发生变化 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．在物理学中某物理量 A 的变化量ΔA 与发生这个变化所用时间Δt 的比值ΔA Δt ，叫做这个 物理量 A 的变化率，则下列说法中正确的是( ) A．若 A 表示某质点做匀速直线运动的位移，则ΔA Δt 是恒定不变的 B．若 A 表示某质点做匀加速直线运动的速度，则ΔA Δt 是均匀变化的 C．若 A 表示某质点做匀速圆周运动的线速度，则ΔA Δt 是恒定不变的 D．若 A 表示穿过某线圈的磁通量，则ΔA Δt 越大，则线圈中的感应电动势就越大 9．如图所示，空间分布着竖直向上的匀强电场 E，现在电场区域内某点 O 处放置一负点电 荷 Q，并在以 O 点为球心的球面上选取 a、b、c、d 四点，其中 ac 连线为球的水平大圆直径， bd 连线与电场方向平行．不计空气阻力，则下列说法中正确的是( ) A．b、d 两点的电场强度大小相等，电势相等 B．a、c 两点的电场强度大小相等，电势相等 C．若从 a 点抛出一带正电小球，小球可能沿 a、c 所在圆周做匀速圆周运动 D．若从 a 点抛出一带负电小球，小球可能沿 b、d 所在圆周做匀速圆周运动 10．如图所示，物体沿着倾角不同而底边相同的光滑斜面由顶端从静止开始滑到底端，斜面 倾角越大( ) A．滑行时间越短 B．滑行时间越长 C．滑行的加速度越大 D．滑行的平均速度越大 三、非选择题：共 54 分。第 11~14 题为必考题，考生都必须作答。第 15~16 题为选考题， 考生根据要求作答。 （一）必考题：共 42 分。 11．某同学用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律，该装置由水平长木板及固定在木板一 端的硬币发射器组成，硬币发射器包括支架、弹片及弹片释放装置，释放弹片可将硬币以某 一初速度弹出．已知一元硬币和五角硬币与长木板间动摩擦因数相同，主要实验步骤如下： a．将一元硬币置于发射槽口，释放弹片将硬币发射出去，硬币沿着长木板中心线运动，在 长木板中心线的适当位置取一点 O，测出硬币停止滑动时硬币右侧到 O 点的距离．再从同一 位置释放弹片将硬币发射出去，重复多次，取该距离的平均值记为 x1，如图乙所示； b．将五角硬币放在长木板上，使其左侧位于 O 点，并使其直径与中心线重合，按步骤①从 同一位置释放弹片，重新弹射一元硬币，使两硬币对心正碰，重复多次，分别测出两硬币碰 后停止滑行时距 O 点距离的平均值 x2 和 x3，如图丙所示． (1)为完成该实验，除长木板，硬币发射器，一元及五角硬币，刻度尺外，还需要的器材为 ________； (2)实验中还需要测量的物理量为____________，验证动量守恒定律的表达式为 ____________(用测量物理量对应的字母表示)． 12．某物理兴趣小组的同学要测定某电阻 Rx 的阻值，通过讨论，决定采用下列方法来测定． (1)方法一：用多用电表测量 首先，选用欧姆表“×1”挡进行粗测，正确操作后，表盘指针如图 1 所示，则该电阻的测 量值为 Rx＝________Ω. (2)方法二：用伏安法测量 所用的部分器材：电压表 V(0～3 V，内阻约 3 kΩ)；电流表 A(0～0.6 A，内阻约 2 Ω)．分 析下列问题． ①他们设置了如图 2、图 3 所示的两种电路图，为减小实验误差应选用__________(填“图 2” 或“图 3”)作为测量电路； ②请根据他们所选的电路将图 4 所示的实物图连接好； ③他们选择了正确的电路后，通过测量，根据得到的实验数据作出了如图 5 所示的 U－I 图 象，根据图象，可得 Rx＝______Ω. (3)方法三：等效替代法 某同学设计了如图 6 所示的测量电路，实验步骤如下所示： A．按图 6 连接好实验电路． B．保持开关 S2 断开，将开关 S1 闭合，然后调节电阻箱 R 和滑动变阻器 R′.待电路稳定后电 阻箱读数 R1 如图 7 所示，记下此时电压表的示数． C．闭合开关 S2，保持滑动变阻器的滑片位置不变，然后调节电阻箱的电阻，使电压表的读 数与步骤 B 中的示数相同，此时电阻箱的读数 R2＝26 Ω. ①在步骤 B 中电阻箱的读数为 R1＝________Ω； ②由以上实验测得电阻 Rx 的阻值为 Rx＝________Ω. 13．一质量为 m 的烟花弹获得动能 E 后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时，弹 中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分，两部分获得的动能之和也为 E，且均沿竖直方 向运动。爆炸时间极短，重力加速度大小为 g，不计空气阻力和火药的质量，求： (1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间； (2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度。 14．如图所示，在矩形区域 CDNM 内有沿纸面向上的匀强电场，场强的大小 E=1.5 ×10 5N/C；在矩形区域 MNGF 内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大 小 B=0.2T．已知 CD=MN=FG=0.6m，CM=MF=0.20m．在 CD 边中点 O 处有一放射源， 沿纸面向电场中各方向均匀地辐射出速率均为 v0=1.0×10 6m/s 的某种带正电粒 子，粒子质量 m=6.4×10 -27 kg，电荷量 q=3.2×10 -19 C，粒子可以无阻碍地通过 边界 MN 进入磁场，不计粒子的重力．求： （1）粒子在磁场中做圆周运动的半径； （2）边界 FG 上有粒子射出磁场的范围长度； （3）粒子在磁场中运动的最长时间． （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。 15．[选修 3-3] （1）甲分子固定在坐标原点 O，乙分子只在两分子间的作用力作用下，沿 x 轴方向靠近甲 分子，两分子间的分子势能 pE 与两分子间距离 x 的变化关系如图所示。当乙分子运动到 P 点处时，乙分子所受的分子力_______（填“为零”或“最大”），乙分子从 P 点向 Q 点运动 的过程，乙分子的加速度大小__________（填“减小”“不变”或“增大”），加速度方向沿 x 轴_____________（填“正”或“负”）方向。 （2）如图所示，一端封闭的粗细均匀的细玻璃管正中间有一用塞子塞住的小孔，用一段长 为 20 cmh  的水银柱在管中封闭一段空气柱，开口向下竖直放置时，测得上、下两部分空 气柱的长度均为 0 30.0 cmL  ，已知大气压强 0 76 cmHgp  。现在先用活塞把下管口封住， 让管中空气不能逸出（忽略下方气体体积变化），然后再拔出塞住小孔的塞子，假设温度不 变。 （i）小孔中是否有水银溢出，请简述理由。 （ii）求水银稳定后上、下两部分空气柱的长度（结果保留一位小数）。 16．[选修 3-4] (1)弹簧振子以 O 点为平衡位置在 B、C 两点间做简谐运动，BC 相距 20cm，某时刻振子处于 B 点，经过 0.5s，振子首次到达 C 点，则振子的振幅为_______，周期为______，振子在 5s 内通过的路程为_______ (2)某有线制导导弹发射时，在导弹发射基地和导弹间连一根细如蛛丝的特制光纤，它双向 传输信号，能达到有线制导作用．光纤由纤芯和包层组成，其剖面如所示，其中纤芯材料的 折射率 1n ＝2，包层折射率 2n 3＝ ，光纤长度为 6 3 km．(已知当光从折射率为 1n 的介质 射入折射率为 2n 的介质时，入射角θ1、折射角θ2 间满足： 1 1 2 2sin sinn n  ) （1）求纤芯和包层分界面上全反射的临界角 C。 （2）若导弹飞行过程中，将有关参数转变为光信号，利用光纤发回发射基地经瞬间处理后 转化为指令光信号返回导弹，若光纤可视为沿直线排布，求信号往返需要的最长时间。 参考答案与试题解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B D B D C AD BC CD 11.【答案】：(1)天平 (2)一元硬币的质量 m1 和五角硬币的质量 m2 m1 x1＝m1 x2＋m2 x3 【解析】：(1)动量为质量和速度的乘积，该实验要验证质量不等的两物体碰撞过程中动量 守恒，需测量两物体的质量和碰撞前后的速度，因此除给定的器材外，还需要的器材为天平． (2)测出一元硬币的质量为 m1，五角硬币的质量为 m2，一元硬币以速度 v1 被弹射出去后，由 动能定理可得μm1gx1＝1 2 m1v2 1，解得 v1＝ 2μgx1，当一元硬币以速度 v1 与五角硬币碰撞后， 速度分别为 v2、v3，由动能定理可得μm1gx2＝1 2 m1v2 2，μm2gx3＝1 2 m2v2 3，解得一元硬币碰后速度 v2＝ 2μgx2，五角硬币碰后的速度为 v3＝ 2μgx3，若碰撞过程动量守恒则需满足 m1v1＝m1v2 ＋m2v3，代入数据可得 m1 x1＝m1 x2＋m2 x3. 12.【答案】：(1)7 (2)①图 2 ②如解析图所示③6.25 (3)①20 ②6 【解析】：(1)欧姆表读数＝刻度盘读数×倍率，读数是 Rx＝7 Ω. (2)①由于待测电阻的阻值远小于电压表的内阻，所以电流表使用外接法，故选图 2 作为测 量电路； ②所连实物图如图所示： ③U－I 图象的斜率表示电阻的阻值，由所作的图象可知，图象的斜率为 k＝2.5 0.4 ＝6.25，故 被测电阻的阻值为 Rx＝6.25 Ω. (3)①在步骤 B 中电阻箱的读数为 R1＝20 Ω； ②由于 R1 与 Rx 串联在电路中所起的作用与 R2 相同(电压表指针指示同一位置)，则有 R1＋Rx ＝R2，故有 Rx＝R2－R1.由题意可知 R1＝20 Ω，R2＝26 Ω，故被测电阻的阻值为 Rx＝R2－R1 ＝26 Ω－20 Ω＝6 Ω. 13.【解析】(1)设烟花弹上升的初速度为 v0，由题给条件有 2 0 1 2E mv ① 设烟花弹从地面开始上升到火药爆炸所用的时间为 t，由运动学公式有 00 v gt   ② 联立①②式得 1 2Et g m  ③ (2)设爆炸时烟花弹距地面的高度为 h1，由机械能守恒定律有 E = mgh1 ④ 火药爆炸后，烟花弹上、下两部分均沿竖直方向运动，设炸后瞬间其速度分别为 v1 和 v2。 由题给条件和动 量守恒定律有 2 2 1 2 1 1 4 4mv mv E  ⑤ 1 2 1 1 02 2mv mv  ⑥ 由⑥式知，烟花弹两部分的速度方向相反，向上运动部分做竖直上抛运动。设爆炸后烟花弹 上部分继续上升的高度为 h2，由机械能守恒定律有 2 1 2 1 1 4 2mv mgh ⑦ 联立④⑤⑥⑦式得，烟花弹上部分距地面的最大高度为 1 2 2Eh h h mg    ⑧ 14. 解：（1）设带电粒子进入磁场时的速度为 v，由动能定理得： 2 2 0 1 1 2 2qEd mv mv  带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 2vqvB m r  解得，r= mv qB =0.2m （2）如图所示，粒子垂直于电场方向射入电场中的粒子在该方向的位移最大， 通过磁场后打在边界 FG 上最左端．设该粒子离开电场时，速度方向与电场方向 的夹角为θ 1，该粒子在电场中运动时 加速度大小为 qEa m  沿电场方向的位移 2 1 1 2y at d  垂直电场方向的位移 x1=v 0t= 2 3 15 m 离开电场时 0 1sin v v   解得：θ 1=30°（1 分） 因为 x1+r（1-cos30°）＜0.30m 粒子从 S 点射入磁场，偏转后从边界 FG 射出时的位置 P 即通过范围的左边界， 且 PS⊥MN，垂直 MN 射入磁场的粒子经磁场偏转后恰好与边界 FG 相切，切点 Q 是通过范围的右边界． 则带电粒子从边界 FG 射出磁场时通过的范围长度为 1 0.43l x r m   （3）带电粒子在磁场中运动的周期 T= 2 m qB  =6.28×10 -7 s 带电粒子在磁场中运动时，其中沿 O′QR 运动的轨迹最长，运动的时间最长， ∵sinθ 2= 2 12sin 2 L r r     解得：θ 2=30° ∴带电粒子在磁场中运动的最大圆心角为 120°，对应的最长时间为 max 1 2 3 3 mt T qB   =2.09×10 -7 s 答：（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径是 0.2m； （2）边界 FG 上有粒子射出磁场的范围长度是 0.43m； （3）粒子在磁场中运动的最长时间是 2.09×10 -7 s． 15.答案：（1）为零；增大；正 （i）小孔中没有水银溢出，因为拔出塞住小孔的塞子，小孔处的压强 1 066 cmHgp p   （ii）对上半部分气体，初态压强 1 0 56 cmHghp p p   ，体积 1 0V L S 末态压强 1 0 1 66 cmHg2 hp p p    ，设体积 1 1V L S 根据玻意耳定律得 1 1 1 1p V p V  解得 1 25.5 cmL  对下半部分气体，初态压强 2 0 76 cmHgp p  ，体积 2 0V L S 末态压强 2 0 1 86 cmHg2 hp p p    ，设体积 2 2V L S  根据玻意耳定律得 2 2 2 2p V p V  解得 2 26.5 cmL  （1）由图象可知，乙分子在 P 点（ 2x x ）时，分子势能最小，此时乙分子处于平衡位置， 分子引力与分子斥力大小相等，合力为零；乙分子在 Q 点（ 1x x ）时，分子间距离小于平 衡距离，分子引力小于分子斥力，合力表现为斥力，乙分子从 P 点向 Q 点运动的过程，分子 间作用力增大，根据牛顿第二定律得乙分子的加速度增大，加速度方向沿 x 轴正方向。 16（1）.【答案】0.10 1 2 【详解】[1]．由题意可得，振子的振幅为 A=10cm=0.1m； [2]．振子从 B 点经过 0.5s 首次到达 C 点，则周期为 T=1s； [3]．振子在 5s 内通过的路程为 5×4A=20A=2m. 16（2）.【答案】（1） C 60 ；（1） 41.6 10 s 【详解】（1）如图所示，由题意在纤芯和包层分界面上全反射的临界角 C 满足 1 2sin sin90n C n  解得 C=60° （2）当在端面上入射角最大时时间最长，这时光在纤芯中的总路程为 2 cos m Ls  光纤中的光速 1 cv n  时间为 412 1.6 10 scos m n Lst v c     