2021年广东省新高考物理（5月份）冲刺卷（四）（广东专用版含答案）

2021 年广东省新高考物理——考前冲刺卷（四） 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．在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列有关各图的说法中正确的是( ) A．①③采用的是放大的思想方法 B．②④⑤采用的是控制变量的思想方法 C．④⑤采用的是猜想的思想方法 D．①③⑤采用的是放大的思想方法 2．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方 程是 2 2 3 1 1 2H H He+ Xm n  ，则（ ） A． 1m  ， 0n  ，X 是电子 B． 1m  ， 0n  ，X 是中子 C． 0m  ， 1n  ，X 是电子 D． 0m  ， 1n  ，X 是中子 3．如图甲所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳，拖着质量 m＝11 kg 的轮胎从 静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是 37°，5 s 后拖绳从轮胎上脱 落．轮胎运动的 vt 图象如图乙所示，不计空气阻力，已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8， g 取 10 m/s2.则下列说法正确的是( ) A．轮胎与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2 B．拉力 F 的大小为 55 N C．在 0～5 s 内，轮胎克服摩擦力做功为 1 375 J D．在 6 s 末，摩擦力的瞬时功率大小为 275 W 4．如图所示，质量为 m 的小球从距离地面高 H 的 A 点由静止开始释放，落到地面上后又陷 入泥潭中，由于受到阻力作用，到达距地面深度为 h 的 B 点时速度减为零。不计空气阻力， 重力加速度为 g。关于小球下落的整个过程，下列说法正确的有( ) A．小球的机械能减小了 mg(H-h) B．小球克服阻力做的功为 mgh C．小球所受阻力的冲量大于 m 2gH D．小球动量的改变量等于所受阻力的冲量 5．如图甲所示，空调外机用两个三角形支架固定在外墙上，图乙为简化示意图，若空调外 机的重心恰好与横梁 AO 和斜梁 BO 连接点 O 在同一竖直平面内，且两支架各承担一半空调重 力，空调重力大小为 240N，AO 水平，BO 与 AO 的夹角为 37 。假定横梁对 O 点的拉力总沿 OA 方向，斜梁对 O 点的支持力总沿 BO 方向。下列判断正确的是（ ） A．横梁对 O 点的拉力为 320N B．斜梁对 O 点的支持力为 400N C．如果把斜梁加长一点，仍保持连接点 O 的位置不变，横梁仍然水平，这时横梁对 O 点的作用力将变小 D．如果把斜梁加长一点，仍保持连接点 O 的位置不变，横梁仍然水平，这时斜梁对 O 点的作用力将变大 6．如图所示，表面粗糙的 U 形金属线框水平固定，其上横放一根阻值为 R 的金属棒 ab，金 属棒与线框接触良好，一通电螺线管竖直放置在线框与金属棒组成的回路中，下列说法正确 的是( ) A．当变阻器滑片 P 向上滑动时，螺线管内部的磁通量增大 B．当变阻器滑片 P 向下滑动时，金属棒所受摩擦力方向向右 C．当变阻器滑片 P 向上滑动时，流过金属棒的电流方向由 a 到 b D．当变阻器滑片 P 向下滑动时，流过金属棒的电流方向由 a 到 b 7．如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体 A、B 间用一轻质弹簧相连组成系统， 且该系统在外力 F 作用下一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为 2Ek 时撤去水平力 F， 最后系统停止运动。不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力 F 到系 统停止运动的过程中( ) A．外力对物体 A 所做总功的绝对值等于 Ek B．物体 A 克服摩擦阻力做的功等于 Ek C．系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能 2Ek D．系统克服摩擦阻力做的功一定小于系统机械能的减小量 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．如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比为 10：1，变压器输入端的交变电压如图甲所 示，若乙图中电流表的示数为 2A，则下列说法正确的是( ) Ａ．副线圈交流电流的频率为 100Hz Ｂ．电压表的示数为 20V Ｃ．电阻Ｒ的阻值为 Ｄ．变压器的输入功率为 40W 9．如图所示，导体棒沿两平行金属导轨从图中位置以速度 v 向右匀速通过一正方形 abcd 磁场区域，ac 垂直于导轨且平行于导体棒，ac 右侧的磁感应强度是左侧的 2 倍且方向相反， 导轨和导体棒的电阻均不计，下列关于导体棒中感应电流和所受安培力随时间变化的图象正 确的是(规定电流从 M 经 R 到 N 为正方向，安培力向左为正方向)( ) 10．从国家海洋局获悉，2018 年我国将发射 3 颗海洋卫星，它们将在地球上方约 500 km 高度的轨道上运行．该轨道经过地球两极上空，所以又称为极轨道(图中虚线所示)．由于该 卫星轨道平面绕地球自转轴旋转，且旋转方向和角速度与地球绕太阳公转的方向和角速度相 同 ，则这种卫星轨道叫太阳同步轨道．下列说法中正确的是( ) A．海洋卫星的轨道平面与地球同步轨道平面垂直 B．海洋卫星绕地球运动的周期一定小于 24 h C．海洋卫星的动能一定大于地球同步卫星的动能 D．海洋卫星绕地球运动的半径的三次方与周期二次方的比等于地球绕太阳运动的半径 的三次方与周期二次方的比 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．为了研究“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图 1 所示的实验装置。请思考探 究思路并回答下列问题： （1）为了消除小车与水平桌面之间摩擦力的影响应采取的做法是 。 A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 B．将木板带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动 C．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动 D．将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车能够静止在木板上 （2）在实验中得到一条打点的纸带，如图 2 所示，已知相邻计数点的时间间隔为 T，且间 距 s1、s2、s3、s4、s5、s6 已量出，则小车加速度的表达式为 a= 。 （3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度与所受外力 F 的关系。他们 在轨道水平和倾斜两种情况下分别做了实验，得到两条a-F图线，如图3所示。图线中 在 轨道倾斜情况下得到的是 （填“①”或“②”）。 12．在某些汽车的后挡风玻璃中会嵌入一组电阻丝，可通电加热以化解霜冻．某物理兴趣小 组对其进行研究，如图甲所示，是用伏安法测量其中一根电阻丝 Rx 阻值的实物连线图．仪 表规格如下表所示． 量程 内阻 电流表 A 0～0.6 A 等于 0.20 Ω 电压表 V 0.3 V 约为 1 kΩ (1)将单刀双掷开关 S2 置于位置 b，闭合开关 S1，电压表和电流表指针如图乙所示，则可读 数电压表的示数 U＝________V，电流表的示数 I＝________A；计算得出电阻丝的阻值 Rx＝ ________Ω(保留两位有效数字)． (2)若将单刀双掷开关置于位置 a，则通过电阻丝的电流________(选填“大于”或“小于”) 此时电流表的读数． (3)现有 6 根与 Rx 同型号的电阻丝和一个内阻为 2.0 Ω的电源，为了达到最快的化霜效果， 请选用几根电阻丝，并用笔画线代替导线，在图丙中进行设计连接． 13．在如图所示的竖直平面内，水平轨道 CD 和倾斜轨道 GH 与半径 r＝ 9 44 m 的光滑圆弧轨道 分别相切于 D 点和 G 点，GH 与水平面的夹角θ＝37°.过 G 点、垂直于纸面的竖直平面左侧 有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度 B＝1.25 T；过 D 点、垂直于纸面的竖 直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度 E＝1×104 N/C.小物体 P1 质量 m＝2 ×10－3 kg、电荷量 q＝＋8×10－6 C，受到水平向右的推力 F＝9.98×10－3 N 的作用，沿 CD 向右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力．当 P1 到达倾斜轨道底端 G 点时，不带电的小 物体 P2 在 GH 顶端静止释放，经过时间 t＝0.1 s 与 P1 相遇．P1 和 P2 与轨道 CD、GH 间的动摩 擦因数均为μ＝0.5，取 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，物体电荷量保持不 变，不计空气阻力．求： (1)小物体 P1 在水平轨道 CD 上运动速度 v 的大小； (2)倾斜轨道 GH 的长度 s. 14．如图所示，固定斜面足够长，斜面与水平面的夹角α＝30°，一质量为 3m 的“L”形工 件沿斜面以速度 v0 匀速向下运动，工件上表面光滑，其下端连着一块挡板．某时刻，一质 量为m 的小木块从工件上的A 点沿斜面向下以速度v0滑上工件，当木块运动到工件下端时(与 挡板碰前的瞬间)，工件速度刚好减为零，后木块与挡板第 1 次相碰，以后每隔一段时间， 木块就与工件挡板碰撞一次．已知木块与挡板的碰撞都是弹性碰撞且碰撞时间极短，木块始 终在工件上运动，重力加速度为 g.求： (1)木块滑上工件时，木块、工件各自的加速度大小； (2)木块与挡板第 1 次碰撞后的瞬间，木块、工件各自的速度大小； (3)木块与挡板第 1 次碰撞至第 n(n＝2,3,4,5，…)次碰撞的时间间隔及此时间间隔内木块 和工件组成的系统损失的机械能ΔE. （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)分子间的作用力跟分子间距离的关系如图所示，从图中可看出，随着分子间距离由零开 始逐渐增大，分子力大小的变化情况为___________________________________________； 当分子间距离为_________ (选填“r1”或“r2”)时，分子间的吸引力与排斥力大小相等． (2)一个容积为 V0 的氧气罐（视为容积不变），经检测，内部封闭气体压强为 1.6p0，其热力 学温度为 T0.现欲使气体压强降为 p0，有以下两种方案可选： (1)冷却法：求气体温度降低了多少？ (2)放气法：保持罐内气体温度不变，缓慢地放出一部分气体，求氧气罐内剩余气体的质量 与原来总质量的比值。 16．[选修 3-4] (1)一列横波沿 x 轴传播，传播方向未知，t 时刻与 t＋0.4 s 时刻波形相同，两时刻在 x 轴 上－3 m～3 m 的区间内的波形如图所示，下列说法中正确的是________． A．该波的速度为 10 m/s B．质点振动的最小频率为 2.5 Hz C．在 t＋0.2 s 时刻，x＝3 m 处的质点正在经过 x 轴 D．若波沿 x 轴正方向传播，处在 O 点的质点会随波沿 x 轴正方向运动 E．t 时刻，x＝1 m 处的质点的振动速度大于 x＝2 m 处的质点的振动速度 (2)如图所示，将一个折射率为 n＝ 7 2 的透明长方体放在空气中，矩形 ABCD 是它的一个截面， 一单色细光束入射到 P 点，入射角为θ，AD＝ 6·AP.求： ①若要使光束进入长方体后能射至 AD 面上，角θ的最小值为多少？ ②若要使光束在 AD 面上发生全反射，角θ的范围如何？ 参考答案与试题解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A B D C C C A BD AC AB 11．（1）C （2） 2 321654 9 )()( T ssssss  （3）① 12.【答案】：(1)1.60 0.50 3.0 (2)小于(3)见解析 【解析】：(1)如题图乙所示，电流表选取的量程为 0～0.6 A，故读数为 0.50 A；电压表的 量程为 0～3 V，故读数为 1.60 V，当开关 S2 接 b 时，电流表内接，电阻 Rx＝1.60 V 0.50 A －RA＝ 3.20 Ω－0.20 Ω＝3.0 Ω. (2)当开关 S2 接 a 时，电流表外接，由于电压表分流，所以此时电流表读数为流过电压表电 流与流过电阻丝电流之和，故通过电阻丝的电流小于电流表读数． (3)当外电路电阻和内电路电阻相等时，电源输出功率最大，化霜最快，即外电路电阻需为 2.0 Ω，如图(a)、图(b)所示． 13.答案 (1)4 m/s (2)0.56 m 解析 (1)设小物体 P1 在匀强磁场中运动的速度为 v，受到向上的洛伦兹力为 F1，受到的摩 擦力为 f，则 F1＝qvB① f＝μ(mg－F1)② 由题意，水平方向合力为零 F－f＝0③ 联立①②③式，代入数据解得 v＝4 m/s④ (2)设 P1 在 G 点的速度大小为 vG，由于洛伦兹力不做功，根据动能定理 qErsin θ－mgr(1－cos θ)＝1 2 mv2 G－1 2 mv2⑤ P1 在 GH 上运动，受到重力、电场力和摩擦力的作用，设加速度为 a1，根据牛顿第二定律 qEcos θ－mgsin θ－μ(mgcos θ＋qEsin θ)＝ma1⑥ P1 与 P2 在 GH 上相遇时，设 P1 在 GH 上运动的距离为 s1，则 s1＝vGt＋1 2 a1t2⑦ 设 P2 质量为 m2，在 GH 上运动的加速度为 a2，则 m2gsin θ－μm2gcos θ＝m2a2⑧ P1 与 P2 在 GH 上相遇时，设 P2 在 GH 上运动的距离为 s2，则 s2＝1 2 a2t2⑨ 联立⑤～⑨式，代入数据得 s＝s1＋s2 s＝0.56 m. 14.答案 见解析 解析 (1)设工件与斜面间的动摩擦因数为μ，木块加速度大小为 a1，工件加速度大小为 a2. 对木块，由牛顿第二定律可得：mgsin α＝ma1 对工件，由牛顿第二定律可得： μ(3m＋m)gcos α－3mgsin α＝3ma2 工件匀速运动时，由平衡条件可得： μ·3mgcos α＝3mgsin α 解得：a1＝g 2 ，a2＝g 6 (2)设碰挡板前木块的速度为 v，木块由工件上 A 点运动至碰前所用时间为 t0， 则对木块：v＝v0＋a1t0 对工件：0＝v0－a2t0 解得：v＝4v0 木块以 v 与挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，设碰后木块速度为 v1，工件速度为 v2，以碰 前木块的速度方向为正方向， 由动量守恒定律得：mv＝mv1＋3m·v2 由能量守恒定律得：1 2 mv2＝1 2 mv1 2＋1 2 ·3m·v2 2 联立解得：v1＝－2v0，v2＝2v0 (3)第 1 次碰撞后，木块以大小为 2v0 的速度沿工件向上匀减速运动，工件以大小为 2v0 的速 度沿斜面向下匀减速运动，工件速度再次减为零的时间：t＝2v0 a2 ＝12v0 g 此时，木块的速度：v1′＝－2v0＋a1t＝4v0 木块的位移：x1＝－2v0t＋1 2 a1t2＝12v0 2 g 工件的位移：x2＝2v0t－1 2 a2t2＝12v0 2 g 即木块、工件第 2 次相碰前瞬间的速度与第 1 次相碰前瞬间的速度相同，以后木块、工件重 复前面的运动过程，则第 1 次与第 n 次碰撞的时间间隔： Δt＝(n－1)t＝12n－1v0 g (n＝2,3,4,5，…) 木块、工件每次碰撞时，木块和工件的总动能都相等，Δt 时间内木块和工件组成的系统减 少的机械能等于木块、工件减少的重力势能： ΔE＝4mg(n－1)x2sin α 解得：ΔE＝24(n－1)mv0 2(n＝2,3,4,5，…) 15.（1）【答案】)先减小到零再增大到某一峰值然后减小到零（或“先减小后增大再减小”） 1r 【解析】(1)由引力图线可知，分子之间的引力随着分子间距离的增大而减小；由斥力图线 可知，分子之间的斥力随着分子间距离的增大而减小；由分子力图线可知，分子力的变化情 况是先减小到零再增大到某一峰值然后减小到零；而当分子间距离为 r1 时，分子力为零， 而分子力是分子斥力与引力的合力，当分子力为零时，说明分子之间的引力等于分子之间的 斥力． （2）【答案】(1) 0 3 8t T  ；(2)5:8 【详解】(1)气体作等容变化，初始压强： 01.6 p ，初始温度： 0T ，降温后的压强 1 0p p 由查理定律得 0 1 0 1 1.6 p p T T  解得 1 0 5 8T T 气体温度应降低 0 1 0 3 8t T T T    (2)设放出的气体先收集起来，并保持压强与保持罐内相同，以全部气体为研究对象，放气 过程为等温膨胀过程，设膨胀后气体的总体积为 V。由玻意耳定律得 1 0 0pV p V 解得 01.6V V 则剩余气体的质量与原来总质量的比值为 0 5 8 m V m V   剩 原 16.解析：(2)①要使光束进入长方体后能射至 AD 面上，设最小折射角为α，如图甲所示， 根据几何关系有 sin α＝ d d2＋（ 6d）2 ＝ 7 7 根据折射定律有 n＝sin θ sin α 解得角θ的最小值为：θ＝30°. ②如图乙，要使光束在 AD 面上发生全反射，则要使射至 AD 面上的入射角β满足关系式： sin β≥sin C 又 sin C＝1 n sin β＝cos α＝ 1－sin2 α＝ 1－ sin θ n 2 解得：θ≤60° 因此角θ的范围为：30°≤θ≤60° 答案：(1)BCE (2)①30° ②30°≤θ≤60°