2021届高考物理黄金预测卷 新高考版 广东地区专用

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一、单选题

1.1896年法国科学家贝克勒尔研究含铀矿物质的荧光现象时，偶然发现铀盐能放射出穿透力很强且可使照相底片感光的不可见射线，这就是衰变产生的射线。铀经过一次衰变后，产生钍核具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤，同时伴随着γ射线的产生，其衰变方程为，钍的半衰期为24天。则下列说法中正确的是(   )

A.经过一次β衰变产生

B.X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的

C.γ射线是镤原子核外电子跃迁放出的

D.16 g钍经过120天后还剩0.2 g钍

2.人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则下列说法正确的是(   )

A.该卫星的发射速度应大于且小于

B.该卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度比在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度小

C.该卫星在B点通过减速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ

D.若该卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运动的周期分别为，则

3.叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的摩擦因数都是μ，则(   )

A.上方球与下方三个球间均没有弹力
B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力
C.水平地面对下方三个球的支持力均为
D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为

4.如图，直线和是处于匀强电场中的两组平行线，是它们的交点，四点处的电势分别为。一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，则(   )

A.直线a位于某一等势面内， B.直线c位于某一等势面内，

C.若电子由M点运动到Q点，电场力做正功 D.若电子由P点运动到Q点，电场力做负功

5.如图所示，细线上端固定于点，其下端系一小球，静止时细线长。现将悬线和小球拉至图中实线位置，此时悬线与竖直方向的夹角，并于小球原来所在的最低点处放置一质量相同的泥球然后使悬挂的小球从实线位置由静止释放，它运动到最低点时小球与泥球碰撞并合为一体，它们一起摆动中可达到的最大高度是(   )

A. B. C. D.

6.如图所示，三根通电长直导线互相平行，它们在横截面为等腰直角三角形的三个顶点上，三根导线中通入的电流大小相等，且中电流方向垂直于纸面向外，B中电流方向垂直于纸面向内；已知通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度，其中I为通电导线中的电流强度，r为点到通电直导线的距离，k为常量.下列说法正确的是(   )

A.A所受磁场作用力的方向与所在平面垂直

B.B所受磁场作用力的方向与所在平面垂直

C.单位长度所受的磁场作用力大小之比为2:1

D.单位长度所受的磁场作用力大小之比为

7.如图所示，变压器为理想变压器，变化规律为的交流电压接在两端，L为灯泡，R为滑动变阻器。现将滑动变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表的示数增大了0.2 A，电流表的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是(   )

A.电压表示数不变，示数增大 B.滑动变阻器滑片是沿的方向滑动

C.该变压器起降压作用 D.灯泡发光时每秒闪50次

二、多选题

8.质量为、发动机的额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶.若该汽车所受阻力大小恒为,则下列判断中正确的有(   )

A.汽车的最大速度是10 m/s

B.汽车以的加速度匀加速启动,启动后第2 s末发动机的实际功率是32 kW

C.汽车以的加速度匀加速启动,匀加速运动所能维持的时间为10 s

D.若汽车保持额定功率启动,则当其速度为5 m/s时,加速度为

9.如图所示，光滑半圆轨道固定在水平地面上，质量为M的小球与质量为m的木块用细线通过定滑轮相连，让小球从A点静止释放，已知小球运动到C点时速度最大，与的夹角为，不计所有摩擦，小球与木块均可视为质点，下列说法正确的是(   )

A.小球与木块的质量之比为

B.小球运动到C点时，小球与木块的速度之比为

C.小球可以运动到D点

D.小球从A向下运动过程中，小球的机械能先增大后减小

10.如图所示,空间存在竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为,在匀强磁场区域内,将质量为、长为、电阻为的金属棒垂直导轨放置在足够长的水平光滑U形导轨上,且与导轨接触良好,导轨间距为,导轨电阻可忽略不计。金属棒在垂直于棒的水平拉力F的作用下,由静止开始(时)以加速度向右做匀加速直线运动,2 s后保持拉力的功率不变,直到棒以最大速度做匀速直线运动再撤去拉力F。下列说法正确的是(   )

A.2 s时拉力F的大小为3 N

B.棒的最大速度为

C.0~2 s内安培力对金属棒的冲量大小为4 N·s

D.撤去拉力F后，棒运动的距离为

三、实验题

11.某小组设计了如图所示的实验方案做“验证牛顿第二定律实验”。质量分别为的两物体通过一根跨过定滑轮的轻质细线相连接，物体Q上固定宽度为d的挡光片。在外力的作用下让物体Q静止在A点，稳定后释放P和Q，在A点正上方高h处固定一光电门，挡光片通过光电门的时间t可由光电计时器测出。实验过程中可调整光电门的位置从而改变h，并测出对应的时间t，得到若干组。

（1）该实验的实验原理是_________（用题中所给的量表示）。

（2）得到若干组后，该小组的同学提出用图像法来处理实验数据，你认为他们应该描绘的图像是__________。

A. B. C. D.

（3）该小组的同学按上述方法作出图像后，发现与预想的情况偏差较大，试写出一条可能的原因__________。

12.某实验探究小组利用如图所示的电路测量一毫安表的内阻以及一电源的电动势和内阻。实验室提供的实验器材如下：

A.待测毫安表（满偏电流2.5 mA，内阻大约）

B.待测电源（E大约为3 V,r大约为）

C.电阻箱（最大阻值为）

D.电阻箱（最大阻值为）

E.电阻箱（最大阻值为）

F.开关、导线若干

实验步骤如下：

a.将电阻箱的阻值调到最大，闭合，调节的阻值使毫安表的示数达到满偏

b.保持电阻箱的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使毫安表示数达到满偏值的一半，同时记录电阻箱的读数

c.断开开关，调节电阻箱，记下电阻箱的读数和毫安表的示数I

d.多次重复步骤c

e.在坐标纸上以为纵坐标，以为横坐标，用直线拟合，作出图像

回答下列问题：

在本实验中，

（1）电阻箱应选择_______（用器材前面的字母表示）。

（2）毫安表内阻的测量值为__________。

（3）若获得图像的斜率为k，纵截距为b，则电源电动势测量值的表达式为________，内阻测量值的表达式为________。

（4）用上述方法测出的电源内阻________真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。

四、计算题

13.如图所示,在水平面上有一弹簧,其左端与墙壁相连,O点为弹簧原长位置,O点左侧水平面光滑。水平段OP长L=2m,P点右侧一与水平方向成θ=30°角的传送带与水平面在P点平滑连接,传送带逆时针转动,速度为3m/s。一质量为2kg的物块A(可视为质点)压缩弹簧(与弹簧不连接),弹簧的弹性势能Ep=20J,物块与OP间的动摩擦因数μ1=0.1;另一与A完全相同的物块B停在P点,B与传送带间的动摩擦因数,传送带足够长。A与B的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间不计,g=10m/s2,现释放A,求:

(1)物块A与B第一次碰撞后瞬间B的速度大小;

(2)A、B第一次碰撞后到第二次碰撞前B运动的时间。

14.某研究小组设计了一个辅助列车进站时快速刹车的方案。如图所示，在站台轨道下方埋一励磁线圈，通电后形成竖直方向的磁场（可视为匀强磁场）。在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车快速刹车。已知列车的总质量为m，车身长为s，线框的短边和分别安装在车头和车尾，长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），整个线框的电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长（大于车长s），车头进入磁场瞬间的速度为，假设列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为f。已知磁感应强度的大小为B，车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止，求：
 

（1）列车车头刚进入磁场瞬间线框中的电流大小I和列车的加速度大小a；

（2）列车从车头进入磁场到停止所用的时间t。

15.【选修3–3】

（1）液体表面张力是由于液体表面层的分子间分子力表现为引力，它的方向为_________（填“与液面平行”或“与液面垂直”）；干湿泡湿度计中两个温度计的读数差距越大说明空气的相对湿度_________（填“越大”或“越小”）

（2）如图所示，粗细均匀、一端开口的直角玻璃管竖直放置，管内用两段水银柱封闭着两段气体（可看做理想气体），A气柱长度为30 cm，竖直管中水银柱长度为25 cm，水平管左端水银柱长度为5 cm,B气柱长度为60 cm，水平管右端水银柱长度为15 cm。现在缓慢地将玻璃管逆时针转过90°，已知大气压为75 cmHg，环境温度保持不变，求稳定后A气柱的长度。

16.[选修3-4]

（1）两列波速相同的简谐横波沿x轴相向传播，实线波的频率为5 Hz，振幅为10 cm，虚线波的振幅为5 cm。时，两列波在如图所示区域内相遇，则实线波和虚线波的频率之比为_______；至少再经历时间_______s该区域内才会再一次出现如图所示的叠加波形。
 

（2）某长方体透明玻璃砖被从中挖去一个半径为R的半球，如图所示为其横切面，为半球的竖直直径，O为半球的球心，连线为图示透明玻璃砖的主光轴，在离球心处竖直放置一个足够大的光屏，为屏上的点，让一单色细光束平行于垂直左侧表面入射，已知透明玻璃对该单色光的折射率为，不考虑光的反射和第二次折射。。
 

（i）当光束在正上方且距离连线时，折射后的光线打到光屏上P点（未画出），求P点到的距离；

（ii）将（i）中平行光束逐渐向上移动，使其到主光轴的距离增大，试证明出射光线中有经过A的光且其到达光屏的位置离最远。

参考答案

1.答案：B

解析：本题考查原子核的衰变。由题意可知，铀核的衰变方程为，此过程为α衰变，A错误；根据电荷数和质量数守恒知钍核衰变过程中放出了一个电子，即X为电子，而发生β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B正确；γ射线是镤原子核放出的，故C错误；钍的半衰期为24天，16 g钍经过120天后，即经过5个半衰期后，还剩0.5 g钍，故D错误。

2.答案：D

解析：由开普勒第三定律可知轨道大的周期大，故D正确.

3.答案：C

解析：A.对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，故A错误；

B.下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B错误；

C.对四个球的整体分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为，每个小球受支持力为，故C正确；

D.三个下方小球到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误。

故选：C。

4.答案：B

解析：解本题的关键是根据题意得出电场线方向和等势面。根据题述一电子由M点分别运动到N点和P点的过程中，电场力所做的负功相等，可知N点和P点处于同一等势面上，直线d位于某一等势面内。根据匀强电场的特性，可知直线c位于某一等势面内。由于电子由M点运动到N点的过程中，电场力做负功，说明电场线方向从M指向N，故M点电势高于N点电势，所以选项B正确，选项A错误；由于处于同一等势面内，电子由M点运动到Q点的过程中，电场力不做功，选项C错误；电子由P点运动到Q点的过程中，电场力做正功，选项D错误。

5.答案：C

解析：小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：，则，两球碰撞过程动量守恒，以小球与泥球组成的系统为研究对象，规定小球的初速度方向为正方向由动量守恒定律得m v =（m+m）v’，解得碰撞后两球的速度，碰撞后两小球在上摆过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得，解得，故选项C正确。

6.答案：B

解析：由安培定则及磁场的叠加原理可知A处的合磁场方向沿方向，所以导线A所受磁场作用力的方向与所在平面垂直，选项A错误；同理可知，B处的合磁场方向沿方向，所以导线B所受磁场作用力的方向与所在平面垂直，B项正确；因通电导线在其周围产生的磁场的磁感应强度，根据磁场的叠加原理知A处的合磁感应强度大小为（为B到A的距离），而B处的合磁感应强度大小，所以单位长度所受的磁场作用力大小之比为1：2，C、D错误.

7.答案：C

解析：本题考查交流电路的动态分析。移动滑动变阻器的滑片，观察到电流表的示数增大了0.2 A，电流表的示数增大了0.8 A，即副线圈中电流增大，由于接在电压有效值不变的交流电两端，原、副线圈匝数比不变，所以副线圈两端电压不变，即、示数不变，灯泡L两端电压增大，示数减小，根据欧姆定律得负载电阻减小，所以滑动变阻器滑片是沿的方向滑动，故A、B错误；电流表的示数增大了0.2 A，电流表的示数增大了0.8 A，即原线圈中电流增大量小于副线圈中电流增大量，根据电流与匝数成反比，所以该变压器起降压作用，故C正确；由可知，交流电的频率为，由于交变电流一个周期内电流方向发生2次变化，所以灯泡发光时每秒闪100次，故D错误。

8.答案：BD

解析：当牵引力大小等于阻力时速度最大,根据得,汽车的最大速度,故A错误;根据牛顿第二定律得,解得,第2 s末的速度,第2 s末发动机的实际功率,故B正确;匀加速直线运动的末速度,汽车做匀加速直线运动的时间,故C错误;当汽车速度为5 m/s时,牵引力,根据牛顿第二定律得汽车的加速度,故D正确.

9.答案：BC

解析：本题考查连接体速度的分解问题。小球运动到C点时速度最大，所受合力为零，根据受力分析可得，可得，A错误；小球运动到C点时，将小球速度分解可得，则，B正确；假设小球能运动到D点，根据系统机械能守恒有,由于，可知，即小球可以运动到D点，C正确；小球从A向下运动过程中，细线对小球的拉力做负功，小球的机械能一直减小，D错误。

10.答案：ABD

解析：起初棒做匀加速直线运动,时由牛顿第二定律有，棒切割磁感线，产生的感应电动势为，2 s时的速度为，由闭合电路欧姆定律得，联立解得,A正确；时拉力F的功率为，棒最终做匀速运动，设棒的最大速度为，棒受力平衡，则有，其中，联立解得,B正确；0~2 s内，金属棒做匀加速直线运动，所受安培力，可知安培力随时间均匀增大，安培力的冲量为图线与坐标轴围成的面积，即,C错误；撤去拉力F后，以金属棒为研究对象，由动量定理得，又，解得，又有，其中x为撤去拉力F后棒运动的距离,联立并代入数据解得,D正确。

11.答案：（1）

（2）D

（3）轻质细线与定滑轮之间有摩擦或光电门测瞬时速度存在误差

解析：本题考查探究牛顿第二定律实验。

（1）根据牛顿第二定律的表达式，有，物体做匀变速直线运动，有，而速度，代入公式可得，该实验原理是；

（2）由可知h与成正比关系，所以应该描绘的图像是图像，理论上可以得到一条过原点的直线；

（3）作出图像后，发现与预想的情况偏差较大，说明实验误差较大，可能的原因有轻质细线与定滑轮之间有摩擦、光电门测瞬时速度存在误差等。

12.答案：（1）C

（2）

（3）；

（4）大于

解析：本题考查半偏法测电表内阻、测量电源电动势和内阻实验。

（1）将电阻箱的阻值调到最大，闭合，调节的阻值使毫安表的示数达到满偏，由闭合电路欧姆定律可知此时回路中的总电阻约为，所以电阻箱应选择C。

（2）将电阻箱的阻值调到最大，闭合，调节的阻值使毫安表的示数达到满偏；保持电阻箱的阻值不变，闭合，调节电阻箱，使毫安表示数达到满偏值的一半，则流过的电流也是满偏值的一半，所以此时毫安表内阻。

（3）断开开关，调节电阻箱，记下电阻箱的读数和毫安表的示数I，由闭合电路欧姆定律，，经过变形，得；若获得图像的斜率为k，纵截距为b，则，将代入解得电源电动势测量值的表达式为，内阻测量值的表达式为。

（4）用题述方法测出的电源内阻的误差来自于毫安表内阻的测量误差，在用半偏法测毫安表内阻时，闭合，电路中总电阻减小，总电流增大，大于原毫安表的满偏电流，而此时毫安表指针半偏，所以流经的电流比毫安表的多，的电阻比毫安表的电阻小，但我们把的读数当成毫安表的内阻，故测得的毫安表的内阻偏小，即，将代入上述表达式得到的电源内阻大于真实值。

13.答案：(1)设物块质量为m，A与B第一次碰撞前的速度为，由动能定理,解得：=4m/s.

设A、B第次碰撞后的速度分别为，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得,由机械能守恒定律得,解得：=0，=4m/s.

（2）碰后B沿皮带轮向上匀减速运动直至速度为零，加速度大小设为，由牛顿第二定律

,运动的时间为,运动的位移为.

此后B开始向下加速，加速度仍为，速度与皮带轮速度v相等时匀速运动，设加速时间为，位移为，匀速时间为.

则有，，,A、B第一次碰撞后到第二次碰撞前B运动的时间为：.

解析：

14.答案：（1）

（2）

解析：本题考查电磁感应和动量定理的综合应用。
（1）列车车头进入磁场时线框边切割磁感线，有
线框中的电流大小为，联立可得
线框所受的安培力为，由牛顿第二定律可得
联立可得

（2）设列车前进速度方向为正方向，由动量定理可得
其中
代入上式得
其中
联立可得

15.答案：（1）与液面平行；越小

（2）初始时，气体B的压强

气体A的压强

玻璃管逆时针转过90°后气体B的压强

设此时间水银柱在竖直方向的长度为，玻璃管横截面积为S，

此时A部分气柱的长度

所以此时气体A的压强

对A气体由玻意耳定律有

代入数据求解可知x无正解，故此时间的水银柱全部在水平管内

则此时气体A的压强

对A气体由玻意耳定律有

解得

解析：（1）由于液体表面层的分子比较稀疏，分子间作用力表现为引力，这是形成表面张力的原因，表面张力的方向平行于液体表面；相对湿度=，相对湿度为100%表明在当时的温度下，空气中的水蒸气已达到饱和状态，此时干湿泡湿度计的两个温度计读数相同，而两个温度计读数差距越大表明空气的相对湿度越小。

16.答案：（1）3:2；0.6

（2）（i）依题意可画出光路图如图1所示，光线距离连线且平行入射时，入射角为，折射角为与夹角为，则有

根据光的折射定律有
解得，即
延长入射光线交半圆直径于C、交光屏于D，则，故
，则
所以P点到的距离为
（ii）设出射时有光经过A点，光路图如图2所示，设此时光线到主光轴的距离为h，入射角为θ，折射角为β，则有

由几何关系可知
由折射定律可知，代入数据得（另一解不符合题意，舍去）
如果水平入射光线在玻璃砖的圆弧面发生全反射，则入射角为临界角，即有，则
设此时入射光线到主光轴的距离为，则，存在出射光线经过A点。
入射光线到主光轴的距离大于h、小于时，出射光线一定射到上侧面。到主光轴的距离小于h、大于的入射光线，分析可知出射光线的偏折程度均小于到主光轴的距离为h的出射光线的偏折程度，由此可证明出射光线中有经过A的光且其到达光屏的位置离最远

解析：（1）由题图可知，实线波的波长，根据，由可得，可见在波速相等的情况下，两列波的频率与波长成反比，即；由，，要想再次出现如题图所示的波形叠加，需要实线波和虚线波都经历了整数个周期，且经历的时间相等，即，则当时，即至少再经过会再次出现如题图所示的波形叠加。