2021年广东省金太阳高考物理联考试卷

　　2021年广东省金太阳高考物理联考试卷

　　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，只有一项是符合题目要求的。

　　1．（4分）滑雪是人们喜爱的运动之一。某同学在水平雪场上滑雪时的照片如图所示，0时刻该同学的速度大小为10m/s，此后他不再用滑雪杖撑地，若滑雪板与雪地间的动摩擦因数为0.1，取重力加速度大小g＝10m/s2，则该同学在0～15s内的位移大小为（　　）

　　A．37.5m B．50m C．75m D．150m

　　2．（4分）某实验小组在做光电效应实验时，用频率为v的单色光照射光电管的阴极K，得到光电流I与光电管两端电压U的关系图线如图所示。已知电子的电荷量为e，普朗克常量为h，则下列分析正确的是（　　）

　　A．光电管两端电压越大，饱和光电流越大

　　B．光电管两端电压为0时，光电流也为0

　　C．光电子的最大初动能为eUc

　　D．光电子的逸出功为hv

　　3．（4分）如图所示，通电直导线a与金属圆环b位于同一竖直平面内，相互绝缘。若a中通有方向水平向右的电流时，其受到的安培力方向竖直向上，则下列分析正确的是（　　）

　　A．a中的电流一定在减小

　　B．a中的电流可能恒定不变

　　C．b中产生顺时针方向的感应电流，且感应电流一定在减小

　　D．b中产生逆时针方向的感应电流，且感应电流可能恒定不变

　　4．（4分）某同学参加编程机器人大赛，该参赛机器小车（视为质点）的质量为2kg，设定该参赛机器小车的速度大小始终为1m/s。现小车要通过一个半径为0.2m的圆弧凸桥，取重力加速度大小g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）

　　A．小车通过圆弧凸桥的过程中机械能守恒

　　B．小车通过圆弧凸桥的过程中所受合力始终为零

　　C．小车通过圆弧凸桥的最高点时，桥受到的压力大小为10N

　　D．小车通过圆弧凸桥的最高点时，桥受到的压力大小为30N

　　5．（4分）某电场中的一条电场线如图甲所示，一电子只在电场力的作用下从A点运动到B点的速度v与时间t的关系图像如图乙所示，则下列分析正确的是（　　）

　　A．该电场线可能是负点电荷的电场线

　　B．该电场线可能是正点电荷的电场线

　　C．A点的电势比B点的电势低

　　D．A点的电场强度比B点的电场强度小

　　6．（4分）如图所示，光滑球A与粗糙半球B放在倾角为30°的固定斜面上，两球恰好能保持静止状态，已知两球半径相等，质量也相等，取重力加速度大小g＝10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则B球与斜面间的动摩擦因数为（　　）

　　A． B． C． D．

　　7．（4分）2021年1月20日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭，成功将“天通一号”03星发射升空，它将与“天通一号”01星、02星组网运行。若03星绕地球做圆周运动的轨道半径为02星的n倍，02星做圆周运动的向心加速度为01星的，已知01星的运行周期为T，则03星的运行周期为（　　）

　　A．nmT B．nmT

　　C．T D．T

　　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．（6分）如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220sin50πt（V）的交流电源上，副线圈接有R＝44Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为5：2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

　　A．电流表的示数为1A

　　B．电压表的示数为88V

　　C．原线圈的输入功率为176W

　　D．副线圈输出交流电的频率为50Hz

　　9．（6分）如图所示，正方形abcd区域内有沿ab方向的匀强电场（图中未画出），一粒子（不计受到的重力）以速率v0从ab边的中点平行ad方向射入电场，恰好从c点离开电场。若把电场换为方向垂直纸面向里的匀强磁场，粒子也恰好从c点离开磁场，则下列说法正确的是（　　）

　　A．匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度大小关系为

　　B．粒子离开电场时和离开磁场时的速度大小之比为：1

　　C．粒子在电场和磁场中运动的加速度大小之比为4：5

　　D．粒子离开电场时和离开磁场时速度偏向角的正切值之比为3：4

　　10．（6分）如图甲所示，质量m＝1kg的物块在恒定拉力F的作用下沿水平面做直线运动，其位移与速度的平方的关系图像如图乙所示。已知拉力F方向与水平方向的夹角为37°。取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，下列分析正确的是（　　）

　　A．物块运动的加速度大小为1m/s2

　　B．物块运动的初速度大小为2m/s

　　C．物块与水平地面间的动摩擦因数一定为0

　　D．在0～3s内，拉力F所做的功为3J

　　三、非选择题：共51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．（7分）某同学用如图甲所示的装置测滑块的质量m。在水平气垫导轨上靠近定滑轮处固定一个光电门传感器。让一带有遮光片的滑块自某一位置由静止释放，计时器可以显示出遮光片通过光电门的时间t，同时用米尺测出释放点到光电门的距离x。

　　（1）该同学用螺旋测微器测出遮光片的宽度d如图乙所示，则d＝　 　mm。

　　（2）实验中多次改变释放点，测出多组数据，描点连线，作出的图像为一条倾斜直线如图丙所示。图像的横坐标x表示释放点到光电门的距离，则纵坐标表示的是　 　。

　　A．

　　B．

　　C．t

　　D．t2

　　（3）已知钩码的质量为m0，m0与m相差不大，图丙中图线的斜率为k，重力加速度大小为g。根据实验测得的数据，写出滑块质量的表达式m＝　 　（用字母表示）。

　　12．（9分）某同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻。

　　A．待测电源；

　　B．电阻箱R（最大电阻值为30Ω）；

　　C．灵敏电流表G（内阻不计）；

　　D．定值电阻R0（电阻值为3000Ω）；

　　E．开关、导线若干。

　　（1）该同学设计的实验电路图如图甲所示，请你帮助该同学在图乙中完成实物图的连线。

　　（2）该实验可以近似认为通过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流，则电阻箱的阻值R、灵敏电流表的示数I、电源的电动势E、内阻r和定值电阻R0之间的关系为E＝　 　。

　　（3）多次改变电阻箱的阻值R，读出对应灵敏电流表的示数I，作出图像如图丙所示，则电源的电动势E＝　 　V、内阻r＝　 　Ω（结果均保留三位有效数字）。

　　13．（10分）如图所示，直角坐标系xOy平面内第一、三、四象限存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。质量均为m、电荷量均为q的两带负电粒子a、b先后以速率v0从y轴上的P点分别沿x轴正、负方向入射，经过一段时间后，两粒子恰好在x轴负半轴上的Q点相遇，此时两粒子均第一次通过x轴负半轴。已知O、P两点的距离为d，电场的电场强度大小为，不计粒子间的作用力和粒子受到的重力。求：

　　（1）匀强磁场的磁感应强度大小；

　　（2）粒子a、b先后射出的时间差。

　　14．（16分）如图所示，质量M＝2kg的滑块A静置在光滑的水平面上，A的左边为四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道半径R＝0.8m，A的右边为上表面粗糙的水平轨道，A的左侧紧靠固定挡板，距离A的右侧s1＝1m处有与A的水平轨道等高的平台，平台上距离平台边缘s2＝2.5m处有一弹性卡口。一质量m＝1kg的滑块B（视为质点，图中未画出）从圆弧轨道的最高点的正上方h＝1m处由静止释放，恰好从圆弧轨道最高点沿切线滑入轨道，且滑上平台时恰好和A的速度相同。已知滑块B与平台间的动摩擦因数μ1＝0.075，取重力加速度大小g＝10m/s2。求：

　　（1）滑块B刚运动到圆弧轨道底端时受到轨道的支持力大小；

　　（2）滑块B与滑块A中水平轨道间的动摩擦因数；

　　（3）若滑块B与弹性卡口碰撞前的速度小于1m/s时将原速率弹回，大于或等于1m/s时将通过卡口，判断滑块B能否通过卡口，若能，求滑块B通过卡口时的速度大小；若不能，当滑块B停止运动时给滑块B一水平向右的拉力F，使滑块B能通过卡口，求水平拉力F的取值范围。

　　[选修3-3]（共2小题，满分12分）

　　15．（4分）一定质量的理想气体从状态M出发，经状态N，P、Q回到状态M，完成一个循环，其体积﹣温度图像（V﹣T图像）如图所示，其中MQ，NP平行T轴，MN、QP平行V轴。则气体从M到N的过程中压强　 　（填“增大”、“减小”或“不变”），气体从P到Q过程对外界所做的功　 　（填“大于”、“等于”或“小于”）从M到N过程外界对气体所做的功。

　　16．（8分）如图所示，潜艇通过压缩空气排出海水控制浮沉，在海面上潜艇将压强为1.0×105Pa、体积为600m3的空气压入容积为6m3的贮气筒，潜艇潜至海面下方100m深时，将贮气筒内一部分压缩空气通过节流阀压入水舱右侧的气舱内（气舱与水舱通过活塞隔开，活塞与水舱间无摩擦，开始时气舱内没有气体），使10m3的水通过排水孔排向与之相通的大海（排水过程，潜艇的位置不变）。已知海面处的大气压强恒为p0＝1.0×105Pa，取海水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度大小g＝10m/s2，气体温度保持不变。求：

　　（1）潜艇下潜前贮气筒内空气的压强；

　　（2）排水过程中贮气筒排出气体占总气体的百分比。（结果保留三位有效数字）

　　五[选修3-1]（共2小题，满分0分）

　　17．一列简谐横波在t＝0.2s时刻的波形图如图甲所示，P是平衡位置在x＝1m处的质点，Q是平衡位置在x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则t＝0.2s时，质点P沿y轴　 　（填“正”或“负”）方向运动；在2s内质点Q通过的路程为　 　m。

　　18．如图所示，由某种透明材料制成、截面为等腰直角三角形的三棱镜放置在水平地面上，一细束单色光从AB边的中点D平行于BC边射入棱镜，从AC边射出时出射光线与水平地而成45°角射向地面，并在地面上的E点（图中未画出）形成光斑。已知AB边长为20cm，取cos22.5°＝0.92，1.414。计算结果均保留两位有效数字。求：

　　（i）该透明材料的折射率；

　　（ii）E点到C点的距离。

　　2021年广东省金太阳高考物理联考试卷（5月份）

　　试题解析

　　1．解：根据牛顿第二定律：μmg＝ma，解得：a＝1m/s2，到该同学停下来用时t，由vt＝v0﹣at，解得：t＝10s，所以0～15s内的位移等与该同学从0时刻到停下来发生的位移，由解得：x＝50m，故B正确，ACD错误。

　　故选：B。

　　2．解：A、光照强度不变时，饱和光电流恒为I0，与光电管两端电压无关，故A错误；

　　B、由图象可以看出，光电管两端电压为0时，光电流大于0，故B错误；

　　CD、由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hv﹣W0和动能定理eUc＝hv，即最大初动能Ek＝eUc，逸出功W0＝hv﹣eUc，故C正确，D错误.

　　故选：C。

　　3．解：AB、由右手螺旋定则可判断，通电直导线a在环中的合磁通量方向向里，又因导线a受到的安培力方向向上，根据左手定则可知，圆环b中感应电流产生的磁场方向向里，由楞次定律可知导线a产生的磁场在减弱，即a中的电流在减小，故A正确，B错误；

　　CD、因圆环b中感应电流产生的磁场方向向里，由右手螺旋定则可判断环b中产生顺时针方向的电流，因为a中电流变化的快慢程度未知，所以无法判断b中感应电流的大小变化情况，故CD错误。

　　故选：A。

　　4．解：A、小车在通过圆弧凸桥的过程中速度大小不变，所以动能不变，小车的重力势能先变大后变小，机械能不守恒，故A错误；

　　B、小车做匀速圆周运动，合外力不为零，合外力充当向心力，故B错误；

　　C、D、小车通过圆弧凸桥最高点时，由牛顿第二定律得：

　　解得：N＝10N，

　　由牛顿第三定律可知，桥受到的压力大小为10N，故C正确，D错误.

　　5．解：C、电子从A到B的过程中，速度减小，动能减小，则可知电场力做负功，故电势能增加；电子带负电，所以从A到B电势降低，故φA＞φB，电场线的方向由A指向B，故C错误；

　　D、速度﹣时间图象的斜率等于加速度，则由图可知，电子的加速度逐渐减小，所受电场力逐渐减小，由F＝Eq可知，A点的场强大于B点场强，EA＞EB，故D错误；

　　AB、由以上的分析可知，A点的电势高，电场强度也大，结合点电荷的电场的特点可知，若该电场线是点电荷发出的，点电荷一定在A的左侧，沿电场方向由A指向B，则点电荷为正电荷，故A错误，B正确。

　　6．解：设A和B的质量均为m，分别对A、B两球受力分析，A球受到重力、斜面的支持力、B对A的弹力，B球受到重力、A对B的弹力、斜面对B的支持力和摩擦力，如图所示；

　　设A和B之间的弹力大小为T，设AB球球心连线与斜面间的夹角为α，根据几何关系可得sinα，解得α＝30°；

　　对A沿斜面方向根据平衡条件可得：mgsin30°＝Tcos30°，解得：T

　　对B沿斜面方向根据平衡条件可得：mgsin30°+Tcos30°＝μFN

　　垂直于斜面方向有：FN＝mgcos30°+Tsin30°

　　联立解得：μ，故C正确、ABD错误。

　　7．解：设01星的加速度为a1，半径为r1，02星的加速度为a2，半径为r2，周期为T2，03星的加速度为a3，半径为r3，周期为T3

　　根据Gma可得：m

　　由开普勒第三定律可知：可得T22

　　根据且r3＝nr2可得：T3＝T2

　　即T3，故B正确，ACD错误；

　　8．解：BC、由输入电压的瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值U1＝220V，

　　由变压器的变压比可解得，副线圈电压U2＝88V，电压表示数88V，

　　副线圈电流I2A＝2A，

　　副线圈功率P2＝U2I2＝88×2W＝176W，

　　原线圈输入功率等于副线圈输出功率，则原线圈输入功率为176W，故BC正确；

　　A、由变压器的变流比可知，原线圈电流I1＝0.8A，故A错误；

　　D、由原线圈输入电压的瞬时值表达式可知：ω＝50π，交变电流的频率fHz＝25Hz，故D错误。

　　故选：BC。

　　9．解：A、设正方形abcd的边长为L。粒子在电场中运动时，水平方向有L＝v0t，竖直方向有L，其中a，联立可得E；

　　粒子在磁场中运动时，由几何关系可知r2＝L2+（rL）2，解得轨迹半径rL，根据牛顿第二定律得qv0B＝m，解得B

　　则，故A正确；

　　B、设粒子离开电场时竖直分速度大小为vy，则L，结合L＝v0t，得vy＝v0，故粒子离开电场时速度大小为v1v0，粒子在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，所以粒子离开电场时和离开磁场时的速度大小之比为：1，故B正确；

　　C、粒子在电场中运动时加速度大小为a1，粒子在磁场中运动时加速度大小为a2，结合，解得，故C错误；

　　D、粒子在电场中速度偏向角为θ1＝45°。粒子在磁场中运动时，速度偏向角正切为tanθ2，则，故D正确。

　　故选：BD。

　　10．解：A、物块在恒力作用下做匀变速直线运动，根据位移﹣速度公式：

　　解得：

　　由图线的斜率k＝1

　　解得：a＝1m/s2

　　故A正确；

　　B、由图线的纵截距b＝﹣1

　　故B错误；

　　C、由图线可知

　　当速度减小到0时物块位移为﹣1m，所以物块先向负方向减速运动，再向正方向加速运动并且物块加速度大小不变，说明物块没有收到摩擦力，故动摩擦因数为0，故C正确；

　　D、因为物块先向负向运动，初速度为负方向，根据速度﹣时间公式：

　　v＝﹣v0+at

　　解得：ts时的速度大小为vm/s

　　根据动能定理：

　　WF

　　解得：WF＝3J

　　故D正确。

　　故选：ACD。

　　11．解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为2.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm＝0.200mm，则最终读数为d＝2.5mm+0.200mm＝2.700mm。

　　（2）滑块通过光电门的瞬时速度v，根据v2＝2ax可得，即纵坐标为

　　（3）根据m0g＝（m+m0）a，图像的斜率k，联立解得m

　　故答案为：（1）2.700；（2）B；（3）

　　12．解：（1）根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；

　　（2）根据图甲所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：E＝U+I′r＝IR0r

　　（3）根据图甲所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：E＝U+I′r＝IR0r

　　整理得：

　　由图示图象可知，图象的斜率kA/Ω，纵轴截距的绝对值b0.75Ω﹣1

　　解得，电源电动势E＝3.00V，电源内阻r＝1.33Ω

　　故答案为：（1）实物电路图如图所示；（2）IR0r；（3）3.00；1.33。

　　13．解：（1）b粒子在电场中做类平抛运动，a粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，设O、Q两点间的距离为l，则：

　　b粒子在电场中运动时，水平方向有l＝v0t1

　　竖直方向有d，其中a

　　a粒子在磁场中运动时，有qv0B＝m

　　由几何关系可知（r﹣d）2+l2＝r2

　　联立解得 ld，r＝2d，t1，B

　　（2）由几何关系可知，sinθ，即θ＝60°

　　a粒子在磁场中运动的时间为t2T，其中T

　　解得t2

　　粒子a、b先后射出的时间差为△t＝t2﹣t1

　　答：（1）匀强磁场的磁感应强度大小为；

　　（2）粒子a、b先后射出的时间差为。

　　14．解：（1）设滑块B滑到A的底端时速度为v0，根据机械能守恒定律得：mg（R+h）mv02，

　　在底端由支持力与重力合力提供向心力：N﹣mg，

　　解得 N＝55N

　　（2）B到最低点后，与A共同作用过程中

　　mv0＝（M+m）v1，

　　对A根据动能定理

　　μmgs1Mv12

　　解得μ＝0.4

　　（3）B上平台后到卡口

　　μmgs2mv12mv22，

　　解得：v2＝0.5m/s，所以不能通过，B速度反向减为零

　　μmgx1mv22，

　　解得：x1m

　　受到恒力后Fx1mv32（v3≥1m/s）

　　解得：F≥3.75N。

　　答：（1）滑块B刚运动到圆弧轨道底端时受到轨道的支持力大小为55N；

　　（2）滑块B与滑块A中水平轨道间的动摩擦因数为0.4；

　　（3）水平拉力F的取值范围为F≥3.75N。

　　15．解：由图示图象可知，气体从M到N过程中温度T不变而体积V减小，由理想气体状态方程可知，气体压强p增大；

　　气体从P到Q过程和从M到N过程体积变化相等，P到Q过程的温度高些，即压强大些，所以气体从P到Q过程对外所做的功大于从M到N过程外界对气体所做的功。

　　故答案为：增大；大于。

　　16．解：（1）气体初状态体积V1＝600m3，压强p1＝p0＝1.0×105Pa，

　　气体末状态体积V2＝6m3，气体温度不变，由玻意耳定律得：

　　p1V1＝p2V2，

　　代入数据解得：p2＝1.0×107Pa

　　（2）气舱内气体的压强：p3＝p0+ρgh

　　代入数据解得：p3＝1.1×106Pa

　　活塞右侧气体体积V3＝10m3，设这些气体在贮气筒内的体积为V，

　　气体温度不变，由玻意耳定律得：p2V＝p3V3，

　　代入数据解得；V＝1.1m3，

　　排水过程中贮气筒排出气体占总气体的百分比：

　　η100%100%≈18.3%

　　答：（1）潜艇下潜前贮气筒内空气的压强是1.0×107Pa；

　　（2）排水过程中贮气筒排出气体占总气体的百分比18.3%。

　　17．解：由图甲知，波长λ＝8m；由图乙知，周期T＝0.4s，故该简谐横波的传播速度为vm/s＝20m/s，由图乙知，t＝0.2s时，质点Q处于平衡位置且沿y轴负方向运动，由图甲，结合同侧法知，该波沿x轴负方向传播，则由同侧法知，此时质点P沿y轴正方向运动。由图乙知，振幅A＝10cm，由于△t＝2s＝5T，则在2s内质点Q通过的路程为s＝5×4A＝5×4×10cm＝200cm＝2m.

　　故答案为：正；2

　　18．解：（i）光路如图所示，由几何关系可知，光束在D点的入射角θ1＝45°，光束从AC边射出三棱镜时的折射角θ2＝45°，由折射定律有n，则光束在AB边的折射角α1与在AC边的入射角α2相等，由几何关系有α1+α2＝45°，即α1＝α2＝22.5°

　　解得n＝1.8

　　（2）由几何关系有：

　　AD＝AF＝10cm

　　AC＝ABsin45°＝10cm

　　则有：CE＝CF＝AC﹣AF

　　解得：CE＝4.1cm

　　答：（i）该透明材料的折射率为1.8；

　　（ii）E点到C点的距离为4.1cm。

　　2021年广东省金太阳高考物理联考试卷举报/反馈