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广东省2021年高考物理模拟考试试卷含答案 一、单选题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．中华文化是世界唯一传承五千年的文化，2021年3月23日，在三星堆遗址考古工作中，研究员对新发现的6个“祭祀坑”的73份碳屑样本使用14C年代检测方法进行了分析，初步判定其中4号坑最有可能属于商代晚期。14C会发生衰变，半衰期T5730年。空气中12C跟14C的存量比稳定，活着的生物体中碳的这两种同位素之比与空气中相同，生物死亡后，不再与外界交换碳，因此测得生物遗骸中的12C与14C存量比，再与空气中比较，可估算出生物死亡年代。则（ ） A．全球气候变暖会使14C的半衰期变小 B．100个14C原子经过11460年后还剩余25个 C．衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 D． 1414140C的衰变方程为6C7N1e 2．在一个大雾天，一辆小汽车以20 m/s的速度行驶在平直的公路上，突然发现正前方x0=20m处有一辆大卡车以10 m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车司机经0.5s反应时间后立即刹车，从小汽车司机开始刹车时计时，3s 后卡车也开始刹车，两者的v-t图象如图所示，下列说法正确的是（ ） A．两车没有追尾，两车最近距离为10 m B．两车没有追尾，并且两车都停下时相距20 m C．小汽车与大卡车一定会追尾 D．由于在减速时大卡车的加速度大小小于小汽车的加速度大小，导致两车在t=4 s时追尾 3．2021年的春节是个热闹的火星年。2月5日，我国航天局发布了由“天问一号”拍摄的首张火星图像（图甲），给我们送来了新年大礼包；已知火星直径约为地球直径的53%，火星质量约为地球质量的11%，下列说法正确的是（ ） A． 火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度 B．探测器在火星表面附近的环绕周期约为24小时 C．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 D．探测器的最小发射速度为7.9km/s 1 4．如图所示，倾角为的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态。若将固定点c向右移动少许，而a与斜劈始终静止，则（ ） A．斜劈对物体a的作用力减小 B．斜劈对地面的压力减小 C．细线对物体a的拉力增大 D．地面对斜劈的摩擦力减小 5．如图所示，某同学练习投篮时，将篮球从同一位置斜向上投出，第1次篮球斜向击中篮板，第2次篮球垂直投在篮板上。不考虑空气阻力，下列说法正确的是（ ） A．第1次投球，篮球的初动能一定较大 B．第2次投球，篮球运动的时间较短 C．篮球在空中运动处于超重状态 D．篮球向上运动过程，速度变化越来越慢 6．如图所示，A、B、C、D为圆上的四个点，其中AB与CD交于圆心O且相互垂直，E、F是关于O点对称的两点但与O点的距离大于圆的半径，E、F两点的连线与AB、CD都垂直。在A点放置一个电荷量为＋Q的点电荷，在B点放置一个电荷量为Q的点电荷。则下列说法正确的是（ ） A．D点和E点电势相同 B． OE两点间电势差大于OC两点间的电势差 C．沿C，D连线由C到D移动一正点电荷，该电荷受到的电场力先减小后增大 D．将一负点电荷从C点沿半径移动到O点后再沿直线移动到F点，该电荷的电势能先增大后减小 2 7．科技改变生活，如今手机无线充电已经日趋流行。其工作原理如图所示，该装置可等效为一个理想变压器，送电线圈为原线圈，受电线圈为副线圈。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为n1， 受电线圈的匝数为n2，且n1∶n2=10∶1。两个线圈中所接电阻的阻值均为R，当该装置给手机充电时，手机两端的电压为1.8V，流过手机的电流为1A，则下列说法正确的是（ ） A．送电线圈输入功率为22W B．受电线圈cd两端的输出电压为22V C．充电时，两线圈上所接电阻的阻值R=20Ω D．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为受电线圈发生了自感现象 二、多选题：本大题共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，倾角为37°的足够长的粗糙斜面AB固定在水平面上，一小物块从距B点l0m的A点由静止释放后，下滑到B点与弹性挡板碰撞后无能量损失反弹，恰能冲上斜面的Q点（图中未画出）。设物块=0.6，cos37°=0.8） 和斜面间的动摩擦因数为0.5，以B点为零势能面（sin37°。则下列说法正确的是（ ） A．Q点到B点距离为2m B．物块沿斜面下滑时机械能减少，沿斜面上滑时机械能增加 C．物块第一次下滑时，动能与势能相等的位置在AB中点 D．物块从开始释放到最终静止经过的总路程为15m 3 9．日本政府计划将123万吨带有放射性的核废水直接倒进太平洋，此举引发全球各国的激烈批评和担忧。使碘的同位素131被更多的人所了解．利用质谱仪可分析碘的各种同位素．如图所示，电荷量均为＋q的碘131和碘127质量分别为m1和m2，它们从容器A下方的小孔S1进入电压为U的加速电场(入场速度忽略不计)，经电场加速后从S2小孔射出，垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，最后打到照相底片上．下列说法正确的是( ) A．磁场的方向垂直于纸面向里 B．碘131进入磁场时的速率为 2qU m12m1U－ q2m2U qC．碘131与碘127在磁场中运动的时间相同 2D．打到照相底片上的碘131与碘127之间的距离为B 10．阻值相等的三个电阻R、电容为C的平行板电容器、电动势为E且内阻可以忽略的电源与开关S连接成如图所示的电路，其中电源负极接地。开始时，开关S断开，电路稳定后有一带电液滴位于电容器极板间的P点并处于静止状态，整个装置处于真空中，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A．若将电容器上极板上移少许，则液滴的电势能增大 B．若减小电容器两极板的正对面积，则液滴向下加速运动 C．闭合S，则电路稳定后电容器所带电荷量比原来增加CE 31g 3D．闭合S，若电路稳定后液滴还在板间运动，则其加速度大小为 三、实验探究题：本大题共2小题，第11题6分，第12题10分，共16分。 11．某实验小组在测木块与长木板之间的动摩擦因数时，采用如图所示的装置，图中长木板水平固定，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行． (1)实验过程中，电火花打点计时器应接在___________(选填“直流”或“交流”)电源上． (2) 图2是实验得到的一条点迹清晰的纸带，A、B、C、D、E为五个计数点，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。测得计数点间的距离如图所示，试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打D点时小车的 4 瞬时速度vD______m/s，小车运动的加速度a______m/s2。(3)已知重力加速度为g，测得木块的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，木块的加速度为a，则木块与长木板间的动摩擦因数μ＝__________． 12．导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值发生相应变化，这种现象称为应变电阻效应。图甲所示，用来称重的电子吊秤，就是利用了这个应变效应。电子吊秤实现称重的关键元件是拉力传感器。其工作原理是：挂钩上挂上重物，传感器中拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变（宏观上可认为形状不变），拉力敏感电阻丝的电阻也随着发生变化，再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成将所称物体重量变换为电信号。 物理小组找到一根拉力敏感电阻丝RL，其阻值随拉力F变化的图象如图乙所示，小组按图丙所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E＝3V，内阻r＝1Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻Rg＝50Ω；R1是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱之间固定不动。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，现完成下列操作步骤： 步骤a.滑环下不吊重物时，闭合开关调节可变电阻R1使毫安表指针满偏； 步骤b.滑环下吊上已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ； 步骤c.保持可变电阻R1接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I； 步骤d.换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值； 步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。 （1）试写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F＝_______； （2）设R-F图象斜率为k，试写出电流表示数I与待测重物重力G的表达式I＝ ______（用E、r、R1、Rg、R0、k、θ表示）； （3）若R-F图象中R0＝100Ω，k＝0.5Ω／N，测得θ＝60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G=______ N；（4）关于改装后的重力刻度盘，下列说法正确的是（_____） A．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线均匀 B．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线均匀 C．重力零刻度线在电流表满刻度处，刻度线不均匀 D．重力零刻度线在电流表零刻度处，刻度线不均匀 （5）若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“简易吊秤”称重前，进行了步骤a操作；则测 5 量结果_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。 四、计算题：本大题共2小题，第13题10分，第14题16分，共26分。 13．国家邮政局公布了2020年邮政行业运行情况。其中，揭阳市2020年快递业务量累计完成近23.5亿件，全国排名第7、快递业务收入近138亿，全国排名第10。某智能快递分拣中心，通过智能大脑分拣好的包裹（可视为质点）从机器的出口无初速度放上由理想电动机带动的水平传送带，传送带以速度v=2m/s匀速运动，传送带长L=2m，设包裹质量为m=1kg，它与传送带间的动摩擦因数为0.2，如图所示,该电动机每传送一个包裹时，包裹到达传送带右端后恰好做平抛运动，重力加速度为g=10 m/s2,求: （1）包裹从左端到右端的时间； （2）传送带右轮的半径； （3）包裹从左端到右端的过程中，电动机多消耗的电能. 14．如图所示，间距L＝1 m、足够长的平行金属导轨底端相连,倾角θ＝37°。质量m＝2kg的金属棒通过跨过轻质光滑定滑轮的细线与质量M＝1kg的重锤相连，滑轮左侧细线与导轨平行，金属棒电阻R＝1 Ω(除金属棒外其他电阻均不计)，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，二者间的动摩擦因数μ＝0.5，整个装置处于垂直导轨向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1 T．初始时金属棒位于导轨下端的立柱上，重锤悬于空中。现将重锤竖直向上再举高h=1.8m(未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细线绷直（作用时间极短），金属棒、重锤以大小相等的速度一起运动。再经t=0.55s金属棒运动到最高点。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8 . （1）重锤从释放到细线刚绷直时的运动时间； （2）金属棒的最大速度； （3）全程金属棒上产生的焦耳热. 6 五、选做题：请考生从模块A——选修3-3、模块B——选修3-4两部分题目中，选择一个模块的题目作答，并用2B铅笔将答题卡上所选模块的方框涂黑，评卷时按所涂题号进行评分。共12分。 15. [模块A——选修3-3]（12分） （1）（4分）太空宇航员的航天服能保持与外界绝热，为宇航员提供适宜的环境。若在地面上航天服内气体的压强为标准大气压，到达太空后由于外部气压降低，航天服急剧膨胀，内部气体体积增大。若所研究气体视为理想气体，则宇航员由地面到太空的过程中，若不采取任何措施，航天服内气体分子的平均动能_________（选填“减小”或“增大”或“不变”）。航天服内壁单位时间、单位面积被气体分子碰撞的次数________（选填“增多”、“减少”或“不变”） （2）（8分）如图，一端封闭且粗细均匀的细玻璃管中，用长L=10 cm的水银柱封闭了一段空气，当玻璃管与水平面夹角为30°倾斜放置时水银柱上端恰好与管口相齐，空气柱长L1=17 cm。已知大气压强为p0=75 cm Hg，保持环境温度27℃不变，缓慢旋转玻璃管至开口竖直向上。 (i)求玻璃管开口向上竖直放置时被封空气柱的长度； (ii)保持玻璃管开口向上竖直放置，缓慢加热空气柱使水银面与管口齐平，求此时空气柱的温度。 16. [模块B——选修3-4]（12分） 7 （1）（4分）水下有一向各个方向发光的点光源S，当点光源S下沉时，水面被照亮的面积_________ （选填“变大”“变小”或“不变”），若点光源S到水面的距离为h时，水面上发光区域的半径为r，则水的折射率n=______（用h和r表示）。 （2）（8分）如图所示是一个半径为R的半圆形玻璃柱体的横截面。一细激光束从玻璃柱上的A点射入玻璃，经玻璃折射后从B点（图中未画出）射出，若入射角i60，玻璃的折射率为3，光在真空中传播的速度为c。求 （1）激光从B点射出的方向与从A点射入的方向间的夹角； （2）激光在玻璃柱体内的运动时间t。 8 参考答案 一、单选题：1~7题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 二、多选题：8~10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。 题号 答案 1 D 2 B 3 A 4 C 5 B 6 A 7 C 8 AD 9 BD 10 AD 11.（6分）（1）交流 ……1分 （2）0.39 ……1分 1.26 ……2分 （3） ……2分 12.（10分，每空2分） （1）； （2） ； （3）600 N ； （4）C； (5) 不变 13.（10分） 解： （1）设包裹在传送带上加速时的加速度为a,由牛顿第二定律得 μmg= ma ……1分 a= 2m/s2 设经位移x，包裹速度达到v=2m/s，则 v2=2ax1 ……1分 解得 x=1m
故物块先加速一段时间后再与传送带一起匀速运动 设加速时间为t1 则v= a t1 ……1分 得t1=1s 匀速时间为t2= ……1分
得t2=0.5s
故包裹从左端到右端的时间t= t1+ t2=1s+0.5s=1.5s ……1分 （2）包裹在右端时，只由重力提供向心力。由牛顿第二定律得 mg=m ……1分
9
解得R=0.4m ……1分
（3）当包裹与传送带共速度时，传送带前进的路程为 s=v t1=2m ……1分 电动机多消耗的电能
E电=μmgs ……1分
解得E电=4J ……1分
14.（16分）
解： （1）从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有 12
h＝gt02 ① ……1分
代入数据解得t0＝0.6 s② ……1分 (2)设细线绷直前瞬间重锤速度大小为v0， 有v0＝gt0 ③ …… 1分
由动量守恒得Mv0＝(M＋m)v ④ ……2分 金属棒与重锤一起运动后，因为 Mg=10N < mgsinθ+μmgcosθ=20N
mgsinθ=12N<μmgcosθ+Mg=28N ⑤ ……1分
所以金属棒沿斜面向上速度减为零后保持静止，故细线绷直后瞬间的速度v即为最大速度 联立②③④式，代入数据解得
v＝ 2m/s ⑥ ……1分
（3）对重锤金属棒构成的系统，减速过程，由动量定理得
（Mg -mgsinθ-μmgcosθ）t-BILt=0 -（M+m）v ⑦ ……2分 电荷量 q=It ⑧ ……1分 I= ⑨ ……1分
E= ⑩ ……1分
∆Ф=BLx ○11 ……1分 由能量守恒定律得
12 ……2分 Mgx+（M+m）v=mgxsinθ+μmgxcosθ+Q ○
2
联立以上式子，代入数据解得 Q=8J ……1分
10
15.[模块A——选修3-3]（12分） （1）（4分，每空2分）减小 减少
（2）（8分）解：(i)玻璃管缓慢转动过程中，气体做等温变化，初状态的参量
p1=p0+ρgLsin30
p1=80cmHg
o
V1=L1S，L1=17cm
末状态的参量
p2=p0+ρgL
p2=85cmHg V2=L2S
根据玻意耳定律可得
p1V1=p2V2
代入题给数据解得
L2=16cm
(ii)玻璃管保持竖直，温度升高过程，气体做等压变化。
T2=300K，V3=V1
根据盖吕萨克定律得
V2V3
T2T3
代入题给数据解得T3=318.75K，即t3=45.75℃。
16. [模块B——选修3-4]（12分）
h2
12r（1）（4分，每空2分）变大
（2）（8分）（1）光路图如下图所示
11
根据折射定律可知
n
sini
sinr
故折射角
r30
由几何知从B点射出的光线与AO平行，故光从B点射出的方向与从A点射入的方向间的夹角为60°。 （2）由几何可知AB的距离为
s2Rsinr3R
光在玻璃中传播的速度为
v
激光在玻璃柱体内的运动时间为
cc n3
t
s3R
vc
12
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2022-10-04
