2021年廣東省新高考綜合模擬

物理核心素養(yǎng)卷（02）

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.以下關于近代物理的相關敘述，說法正確的是（）

A.鈾核（2j；U）衰變?yōu)殂U核（2：；Pb）的過程中，要經(jīng)過8次a衰變和6次B衰變

B.從金屬表面逸出的光電子的最大初動能與照射光的強度無關，與照射光的頻率成正比

C.根據(jù)玻爾理論可知，一群處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子共能輻射出4種不同頻率的光

D.在天然放射現(xiàn)象中放出的0射線是電子流，該電子是原子的內(nèi)層電子受激后輻射出來的

【答案】A

【解析】

A.鈾核懸8U）衰變?yōu)殂U核（翟Pb）的過程中，每經(jīng)詼a衰變質(zhì)子數(shù)少2,質(zhì)量數(shù)少4；而每經(jīng)一次B衰變

質(zhì)子數(shù)增1,中子數(shù)不變；由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，要經(jīng)過8次a衰變和6次B衰變，故A正確；

B.根據(jù)光電效應方程Ek="u—叱）可知，從金屬表面逸出光電子的最大初動能與照射光的強度無關，與照

射光的頻率成線性關系，但不是與照射光的頻率成正比，故B錯誤：

C.由玻爾理論可知，一群氫原子從〃=4能級向低能級躍遷，最多可輻射光子撅率的的種類為

N=U0=6

2

故C錯誤；

D.B衰變時，原子核中的一個中子，轉變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，電子釋放出來，故D錯誤。

故選Ao

2.蹦極是一項刺激的戶外休閑活動，足以使蹦極者在空中體驗幾秒鐘的“自由落體”，蹦極者站在高塔頂端,

將一端固定的彈性長繩綁在槐關節(jié)處。然后雙臂伸開，雙腿并攏，頭朝下跳離高塔，設彈性繩的原長為L,

蹦極者下落第一個，動量的增加量為^P”下落第五個與時動量的增加量為△P2,把蹦極者視為質(zhì)點，

蹦極者離開塔頂時的速度為零，不計空氣阻力，則d■等于（）

A.1B.-C.5D.5y54-2

【答案】D

【解析】

蹦極者下落笫一個與時，據(jù)速度位移關系公式得

2OL

匕=2gx=

解得

故此刻蹦極者的動量為

彗"

Pi==mv]-0=J

同理可得：下落第四個1時的動量為

下落第五個（時的動量

p=m-jlgl

故

"z=P-P=加12gL

故

=6+2

故D正確，ABC錯誤。

故選D。

3.“天鰥號”是中國大陸首艘從設計到建造擁有完全自主知識產(chǎn)權的重型自航絞吸船，在不考慮空氣阻力的

情況下，“天鰥號”在吹沙填海工程中噴出的泥沙的運動可看成斜上拋運動。排泥管口距海面有一定的高度，

有利于泥沙噴到更遠處，若排泥管出口的橫截面積為S,排泥管的仰角為。，噴出泥沙在最高點時的速度為

叭單位時間內(nèi)排出泥沙的體積稱為流量，重力加速度為g,則（）

A.從排泥管噴出的泥沙的速度大小為vcos?

vtan6

B.泥沙從排泥管口到最高點所用的時間為------

g

C.泥沙能到達的最高點距離該海域平面的高度為

D.排泥管排出泥沙的流量為vS

【答案】B

【解析】

A.泥沙從排泥管口到最高點的運動可逆向看成初速度為V的平拋運動，所以從排泥管噴出泥沙的速度大小

相當于平拋運動的末速度，則從排泥管噴出的泥沙的速度大小為」7；,故A錯誤;

COS，

B.根據(jù)

vtan0=gt

可知泥沙從排泥管口到最高點所用的時間為

vtan^

t=--------

g

故B正確；

1

C.根據(jù)力二,g/9可知

,v2tan20

h=---------

2g

6為泥沙最高點到排泥管口所在水平面的距離，而非到當?shù)睾Ｓ蚱矫娴木嚯x，故C錯誤;

D.從排泥管排出泥沙的流量為

「VSvArSv

Q——=---------=------

NArcoscos。

D錯誤。

故選B。

4.如圖所示，輕繩兩端分別與A、D兩物體相連接，mA=1kg,niB=2kg,mc=3kg,mi）=4kg,物體A、

B、C、D之間及D與地面間的動摩擦因數(shù)均為p=0.1,輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計。最大靜摩擦力近

似等于滑動摩擦力，若要用力將D物體拉動，則作用在D物體上水平向左的拉力最小為（取g=10m/s2）

A.8NB.IONC.I2ND.14N

【答案】C

【解析】

以A為研究對象，繩子要將A拉動，繩子拉力至少要等于A受到的最大靜摩擦力，即

/^=X/mAg=0.1xlxl0N=lN

以四個物體整體為研究對象，受拉力F,兩根繩子拉力和地面對D的摩擦力四個力作用，因此要將D物體

拉動，水平向左的拉力最小為

7

/=2K+"(S)l+mB+74+772D)g=12N

故選C。

5.如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有阻值凡=24。和A=5Q、&=4Q的定值電阻，原線圈

左側接一正弦交流電源，開關閉合前后原線圈的輸出功率不變，則原、副線圈的匝數(shù)的比值為（）

【答案】A

【解析】

如圖所示

A

設原、副線圈匝數(shù)比為2=&,原線圈兩端的等效電阻為

%

Ak

s閉合前原線圈兩端的等效電阻為

%效1=人一+%），

S閉合后原線圈兩端的等效電阻為

/效2="-&

交流電壓不變，根據(jù)開關閉合前后變壓器原線圈的輸出功率不變，

有

,EY

6=pTp~夫等效?

等效1J

，\2

舄=PTP~R等效2

效2+K0J

解得

k=2

故A正確，BCD錯誤。

故選Ao

6.如圖所示，a、b為等量同種點電荷Qi、Q2連線的三等分點，重力不計的帶電粒子從a點由靜止釋放,

沿ab方向運動。則帶電粒子從a運動到b的過程中，其速度隨時間變化的圖像可能正確的是（)

【答案】B

【解析】

因為等量同種電荷的連線中點處場強為零，所以帶電粒子從a運動到b的過程中，電場力先減小后增大,

并且對稱分布。所以速度圖像的斜率先減小后增大，并旦圖像對稱。

故選B。

7.已知通電長直導線在周圍空間某位置產(chǎn)生的磁感應強度大小與電流強度成正比，與該位置到長直導線的

距離成反比。如圖所示，現(xiàn)有通有電流大小相同的兩根長直導線分別固定在正方體的兩條邊附和〃g上,

彼此絕緣，電流方向分別由d流向力、由//流向g,則頂點。和C兩處的磁感應強度大小之比為（）

A.V6:4B.72:2C.73:4D.4:73

【答案】A

【解析】

設正方體邊長為L,其中一根長直導線的電流在c點產(chǎn)生的磁感應強度為Bo,則c點的磁感應強度大小為

耳=2線

處于hg邊的長直導線到a點的距離為&乙，在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為；處于dh邊的長直導

線到a點的距離為L,在a點產(chǎn)生的磁感應強度大小為Bo,所以a點的磁感應強度大小為

紇［爭J+琛邛穌

因此

線也=庭:4

故A正確。

故選Ao

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.人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運動，周期減小為原來的八分之

一，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，下列關于變軌前、后衛(wèi)星的向心加速度、速度、角速度、軌道半徑比值的說

法正確的是（）

A.向心加速度大小之比為1:64

B.速度大小之比為1:8

C.角速度之比為1:8

D.軌道半徑之比為4：1

【答案】CD

【解析】

根據(jù)

V2,（24丫

r2rITJ

得

根據(jù)

T=2萬

可知，周期變?yōu)樵瓉砉壍腊霃阶優(yōu)樵瓉懋嚕醋冘壡啊⒑笮l(wèi)星的半徑之比為4:1；根據(jù)

GM

可知，變軌前、后衛(wèi)星的半徑之比為4:1,則變軌前、后衛(wèi)星的加速度之比為1:16、速度之比為1:2、角

速度之比為1:8，故選CD

9.如圖甲所示，傾角為37。的粗糙斜面固定在水平面上，輕彈簧與斜面平行，其下端固定在斜面底端A處,

上端連接質(zhì)量為5kg的滑塊（可視為質(zhì)點）。將滑塊沿斜面拉動到0點，此時彈簧處于原長，由靜止釋放

到第一次把彈簧壓縮到最短的過程中，其加速度a隨位移的變化關系如圖乙所示，取g=10m/s2,

sin37。=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是（）

A.滑塊在下滑的過程中，滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒

B.彈簧的勁度系數(shù)為26（）N/m

C.滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.1

D.滑塊在最低點時，彈簧的彈性勢能為5.2J

【答案】BCD

【解析】

A.滑塊在下滑的過程中，因為有摩擦力做功，滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能不守恒，所以A錯誤;

C.滑塊在O點時有

mgsin370—/Jmgcos37"=max

解得

gsin37°-a,10x0.6-5.2,

u=-----------=-----------=0n.1

geos37。10x0.8

所以滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.1,則C正確;

B.滑塊在最低點時有

kx+卜imgcos370—mgsin37°=ma、

解得

女=260N/m

所以彈簧的勁度系數(shù)為26()N/m,則B正確；

D.由靜止釋放到第一次把彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧押力做的功為

W=-kx2

2

由功能關系可得增加的彈性勢能等于克服彈簧彈力做的功則有

1,

2

EP=W=-kx=5.2]

所以滑塊在最低點時，彈簧的彈性勢能為5.2J,則D正確；

故選BCD。

10.如圖所示，邊長為L的正三角形abc區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強磁場，質(zhì)量為m、電荷量均為q

的三個粒子A、B、C以大小不等的速度從a點沿與ab邊成30。角的方向垂直射入磁場后從ac邊界穿出，

T2￡

穿出ac邊界時與a點的距離分別為一、—,Lo不計粒子的重力及粒子間的相互作用，則下列說法正確

33

的是()

A.粒子C在磁場中做圓周運動的半徑為2L

B.A、B、C三個粒子的初速度大小之比為3:2:1

C.A、B、C三個粒子從磁場中射出的方向均與ab邊垂直

D.僅將磁場的磁感應強度減小g,則粒子B從c點射出

【答案】CD

【解析】

A.由圓周運動的對稱性可知，從同一直線邊界以30。的弦切角進磁場，射出時的速度也與邊界成30。角,

而圓心角為60。，則圓心和入射點以及出射點構成等邊三角形，由幾何關系可知

L

1rc=L

A錯誤；

B.根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

_V**

qvB=m—

r

可得

V=也

m

則初速度之比

一：/：%=1：2：3

B錯誤；

C.由于三粒子從ac邊射出時速度方向與ac邊的夾角均為30。，故射出的方向均與ab邊垂直，C正確；

mv2B

D.由r=f可知，僅將B改為一1,則粒子B做圓周運動的半徑將變?yōu)?/p>

qB3

,_2L3_,

r=—x-=L

R1132

而其他條件不變，由幾何關系可知，粒子B將從c點射出，D正確?

故選CD。

三、非選擇題:共54分。第11?14題為必考題，考生都必須作答。第15?16題為選考題，考生根據(jù)要求作

答。

(-)必考題:共42分。

II.某同學用如圖甲所示裝置測當?shù)氐闹亓铀俣龋怆婇T與光電計時器相連記錄小球經(jīng)過光電門所用的

時間，。

(1)利用游標卡尺測量小球的直徑，結果如圖乙所示，則小球的直徑d=mm。

(2)若要計算出當?shù)氐闹亓铀俣龋鲜鲆阎浚€需要測量的物理量是,重力加速度的

表達式為(用題目中的已知量和所測物理量符號表示)。

(3)以下實驗操作中，可以減小系統(tǒng)誤差的是。

A.適當增加固定擋板與光電門之間的距離

B.多次測量取平均值

C.小球選用質(zhì)量較大、體積較小的金屬球

【答案】3.0小球球心與光電門中心之間的距離力C

【解析】

(1)[1]根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則可知，小球的直徑為

d=3mm+0x0.1mm=3.0mm

(2)⑵[3]根據(jù)

v2=2gh

并且

d

v=-

t

可得重力加速度表達式

d2

g=

2ht~

因此還需要測得小球球心與光電門中心之間的距離h。

(3)[4]選項人、B可以減小實驗的偶然誤差，實驗時在計算過程中忽略了空氣阻力的作用，故選擇體積較

小、質(zhì)量較大的金屬球可減小系統(tǒng)誤差。

故選C。

12.某物理興趣小組測量一段某材料制成的電阻絲R*的電阻率。

25

①先用螺旋測微器測量電阻絲Rx的直徑d,示數(shù)如圖甲所示，其直徑d=mm；再用刻度尺測出電阻

絲Rx的長度為L；

②用多用電表粗測電阻絲的阻值，當用“xlO”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過大，應該換用擋（選填“xi”或

“xlOO”），進行一系列正確操作后，指針靜止時位置如圖乙所示，其讀數(shù)為C；

③為了準確測量電阻絲的電阻Rx,某同學設計了如圖丙所示的電路。

a.閉合S”當S2接a時，電壓表示數(shù)為U”電流表示數(shù)為h；當S2接b時，電壓表示數(shù)為U2,電流表示

數(shù)為L,則待測電阻的阻值為R、=（用題中的物理量符號表示）；

b.根據(jù)電阻定律計算出該電阻絲的電阻率p=（用R、、d、L表示）。

【答案】0.200xl14.0R'4今P=M華華）

【解析】

①⑴用螺旋測微器測量電阻絲Rx的直徑d=0.0lmmx20.0=0.200mm；

②[2]⑶用多用電表粗測電阻絲的阻值，當用“xlO”擋時發(fā)現(xiàn)指針偏轉角度過大，說明倍率檔選擇的過高，則

應該換用“xl”擋；進行一系列正確操作后，指針靜止時位置如圖乙所示，其讀數(shù)為14.0xlQ=14.0Q；

③[4]a.閉合Si,當S2接a時，電壓表示數(shù)為Ui,電流表示數(shù)為h；則

/1

當S2接b時，電壓表示數(shù)為U2,電流表示數(shù)為12,則

。2

RA+&

2

則待測電阻的阻值為

—

l\12

[5]b.根據(jù)電阻定律

RL4PL

計算出該電阻絲的電阻率

13.如圖所示，平面內(nèi)有一半徑為a的圓形區(qū)域，A、C、D、E、F、G為圓上均勻分布的六個點，圓形區(qū)

域內(nèi)無磁場，區(qū)域外有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,

以某一速度沿AC方向從A點射入圓形區(qū)域，粒子在該平面內(nèi)做周期性運動，每個周期內(nèi)粒子通過A、C、

D、E、F、G點各一次，不計粒子重力。

(1)請定性畫出粒子運動一個周期的軌跡；

(2)求粒子的速度大小及運動周期。

???>C......pD???

??/7%\?

?//%*t.

*:O：*

\/

?*

G.....*

恪案】⑴見解析；⑵v=T上*

【解析】

⑴軌跡如圖

(2)由幾何關系可知

根據(jù)牛頓第：定律得

2

V

qvB=m一

解得

CqBa

v=--------

3m

粒子在磁場中運動一周的時間為

271T

A=—

v

在圓形區(qū)域運動的時間為

3a

所以粒子運動的周期為

T=G+,2

解得

qB

14.游樂場“飛椅”示意圖如圖所示，長L=5m的鋼繩一端系著質(zhì)量m=10kg的座椅，另一端固定在半徑

/'=2m的水平轉盤邊緣。轉盤可繞穿過其中心的豎直軸轉動。轉盤緩慢加速轉動，轉至鋼繩與豎直方向的

夾角6=37。后，圓盤開始勻速轉動。已知重力加速度g=10m/s2,不計鋼繩的質(zhì)量及空氣阻力,

sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:

(1)圓盤勻速轉動時的角速度；

(2)圓盤加速過程中，鋼繩對座椅做的功。

【答案】(1)3=巫rad/s；(2)W=AE=287.5J

2

【解析】

(1)圓盤勻速轉動時

mgtan37°=mctf(r+Lsin370)

解得

即逅rad/s

2

(2)座椅增加的重力勢能

A￡p=mgL(l-cos37°)

座椅增加的動能

11

mv29

AEk=~=—+Lsin37°)~

圓盤加速過程中，鋼繩對座椅做的功等于座椅機械能增加

W=AE=AEKk+AE；P

解得

W=A￡=287.5J

(-)選考題:共12分。請考生從2道題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計分。

15」選修3-3]

(1)由于水的表面張力，荷葉上的小水滴總是球形的。在小水滴表面層中，水分子之間的相互作用總體上

表現(xiàn)為(選填“引力”、或“斥力”)。分子勢能”和分子間距離r的關系圖象如圖所示，圖象中A、B、

C三點的分子勢能Ep-EpB、的大小關系為,能總體上反映小水滴表面層中水分子”的是圖

【解析】

口］在小水滴表面層中，水分子間距較大，故水分子之間的相互作用總體上表現(xiàn)為引力；

⑵由圖象可知，A、B、C三點的分子勢能EpA、EpB、Epc的大小關系為鼎>Epc>EpB；

網(wǎng)當r=0時，居|=外，分子力尸=0,分子勢能最小，故B點為分子間作用力為零的情況，即B點表示

平衡位置，故表現(xiàn)為引力的位置只能為C點。

(2)如圖甲的一款茶寵玩具特別有意思。當將熱茶淋在茶寵上時，茶寵會向外噴水，很像小孩撒尿。為了

研究其中的原理，將茶寵理想化為底面積為S、高為”的柱形容器，在容器底端側面有一尺寸可忽略的細

孔，如圖乙所示。初始時容器內(nèi)部空氣的質(zhì)量為機°,內(nèi)部壓強與外界大氣壓均為外，溫度為噩。現(xiàn)用熱

水淋在容器上，使容器內(nèi)氣體溫度達到(，此時容器內(nèi)部有空氣逸出；然后迅速將容器放入一盛有水的水

盆中，保證容器上的小孔恰好在水面以下。隨著容器內(nèi)氣體溫度降低，水盆中的水會被吸入容器，當氣體

溫度恢復為工時，容器內(nèi)外水面的高度差為〃，然后取出容器，當將熱茶淋在容器上時。就會出現(xiàn)神奇的

噴水現(xiàn)象了。已知水的密度為夕，當?shù)氐闹亓铀俣葹間,容器內(nèi)氣體可視為理想氣體。

(1)求升溫后容器內(nèi)逸出空氣的質(zhì)量Am；

(2)求H與人滿足的關系式。

圖甲圖乙

T.-TTH,

【答案】(1)公機=’7丁n〃?o;(2)-a--7z—rP+Pgh=p

7|7]H-hn()

【解析】

(i)小孔將容器內(nèi)外空氣連通，故容器內(nèi)氣體壓強不變，氣體溫度升高到Z時，根據(jù)蓋-呂薩克定律有

V_V+AV

■一一

設升溫至刀后逸出的體積為AV的空氣在溫度為十時的體積為匕，則可得

州一乜

Z70

同種氣體在相同壓強和相同溫度下密度相等，即

\m匕

恤丫

聯(lián)立解得

.十一心

△〃？=七一機0

7|

(2)水進入容器開始形成液封，當容器內(nèi)氣體溫度恢復到4時，容器內(nèi)外水面的高度差為人，容器內(nèi)部氣

體體積為S(H-3，設此時氣體壓強為四，容器內(nèi)部氣體質(zhì)量不變。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有

PoSH_PiS(H-h)

丁二TT

當水不再進入容器內(nèi)部時有

Pi+Pgh=Po

聯(lián)立解得

TH.

Uo,石一T%+Pg〃=Po

T}H-h

16.[選修3-4]

（1）.在陽光的照射下，充滿霧氣的瀑布上方常會出現(xiàn)美麗的彩虹，彩虹是太陽光射入球形水珠經(jīng)折射、內(nèi)

反射、再折射后形成的，其光線傳播路徑如圖所示，圖中的圓面代表水珠過球心的截面，太陽光平行截面

射入球形水珠后，最后出射光線a、b分別代表兩種不同顏色的光線，則水珠對a、b兩束光折射率的大小關

系是小nb；a、b兩種光在水珠內(nèi)傳播速度大小關系是va_Vb.（選填“>"、或“<”）

【答案】>〈

【解析】

根據(jù)光路圖可