2021届高考物理模拟预热卷（广东地区专用）

2021届高考物理模拟预热卷(广东地区专用)

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.氢原子的能级图如图所示，当氢原子从〃=2能级向低能级跃迁时，辐射的光子恰好能使金属P

发生光电效应，下列说法正确的是0

E/eV

3--------------1.51

2--------------3.4

1-------------13.6

A.大量的氢原子从〃=5能级向低能级跃迁辐射出的光子中有6种频率的光子能使金属P发生光电

效应

B.金属P的逸出功唯有可能大于10.2eV

C.静止的电子经电场加速后，撞击氢原子使其由基态跃迁到激发态，电子的加速电压至少为12.09V

D.若用氢原子从〃=4能级跃迁到最低能级时辐射的光子照射金属P,则此时的遏止电压为2.55V

2.转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，深受广大中学生的喜爱，其中也

包含了许多的物理知识。如图所示某转笔高手能让笔绕其手指上的某一点0沿顺时针方向做角速度

为3的匀速圆周运动，已知0点恰好是长为L的金属笔杆的中点，地磁场的磁感应强度在与笔杆

转动平面垂直方向的分量大小为B,方向向外，则()

A.笔杆上0点的电势最低B.0点与笔尖间的电势差为;囱?。

C.0点与笔尖间的电势差为D.笔杆两端点间的电势差为BISCO

O

3.一半径为R的绝缘球体上均匀分布着电荷量为Q的正电荷，以球心为原点0建立坐标系，如图所

示，在x=3R的D点有一电荷量为q的固定点电荷，已知在x=2R的C点场强为零，静电力常量为

ko则下面说法正确的是()

BCD

A.q<0B.O点场强为零

C.F点场强大小为罂D.从B点到D点，电势先升高后降低

25R

4.甲、乙两行星的半径之比为2:1,分别环绕甲、乙两行星运行的两卫星的周期之比为4:1,已知

两卫星的运动轨道距离甲、乙两行星表面的高度分别等于两行星的半径，则下列关系正确的是()

A.甲、乙两行星的密度之比为1:16

B.甲、乙两行星表面第一宇宙速度之比为1：2立

C.甲、乙两行星表面的重力加速度之比为1:4

D.环绕甲、乙两行星运行的两卫星的角速度之比为1:2

5.如图所示，在真空中光滑绝缘的水平面上有三个相同的不带电的小球，小球之间由三根完全相同

的轻弹簧连接构成等边三角形，弹簧处于原长4,,若让每个小球带上相同的电荷量q,小球可沿所

在角的角平分线运动，当三角形的面积增大到原来的4倍时小球的加速度均为零，弹簧是绝缘体且

劲度系数相同，真空中的静电力常量为k,则弹簧的劲度系数为()

6.一宇宙飞船的横截面积为S,以％的恒定速率航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域，

单位体积内有n颗尘埃，每颗尘埃的质量为m,若尘埃碰到飞船前是静止的，且碰到飞船后就粘在

飞船上，不计其他阻力，为保持飞船匀速航行，飞船发动机的牵引力功率为()

A.Snmv^B.2Snmv^C.Snmv^D.2S“成

7.由我国自主研发制造的世界上最大的海上风电机SL5000,它的机舱上可以起降直升机，叶片直

径128m,风轮高度超过40层楼，是世界风电制造业的一个奇迹。风速为12m/s时发电机满载发

电，风通过发电机后速度减为11m/s,已知空气的密度为L3kg/n?,则风受到的平均阻力约为()

A.4.0xlO4NB.2.0x10sNC.2.2xlO6ND.4.4xlO6N

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，正四面体的两个顶点分别固定电荷量为Q的正点电荷，a、5是所在棱的中点，c、d为

正四面体另外两个顶点，则0

A.c、d两点电势相等B.a、〃两点电场强度大小相等、方向相反

C.从b到d电势逐渐升高D.负试探电荷从c到d电势能先减小后增大

9.在两条间距为/、足够长光滑平行水平导轨所在空间，有垂直于导轨平面向外的匀强磁场，磁感

应强度大小为B,质量为m、电阻为R的铜棒油跨放在导轨上，同种材料的铜棒cd横截面积是血的

两倍，长度与他相同，cd静止在他左侧，如图所示，两棒相距(，与导轨始终垂直且接触良好。

若给仍棒一个水平向右的初速度%,导轨电阻不计，则在两棒运动过程中，下列说法正确的是()

A.相同时间通过两棒的电荷量不相等B.他开始运动时，系统电功率最大

C.〃产生的焦耳热的最大值为:加学D.两棒间的最大距离为嚅

9DI

10.有A、B、C、。四个完全相同的小球从地面上同一位置抛出，轨迹分别如图中①②③④所示。

由图中轨迹可知，48到达的最大高度相同，8、C的水平射程相同，A、。的水平射程相同，C、D

到达的最大高度相同，不计空气阻力，则下列有关四个小球的运动分析正确的是()

A.A、B两球抛出时竖直方向的速度相等

B.4、。两球在最高点时的速度相等

C.B、C在空中运动时间相同

D.C、。两球落地时速度与地面的夹角一定不相等

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。

（-）必考题:共42分。

11.（7分）某研究性学习小组在学习了圆周运动知识以后，设计了•个研究玩具小车通过凹形桥

最低点和凸形桥最高点时对轨道压力大小的实验。所用器材有玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥和

凸形桥模拟器（圆弧部分的半径均为R,重力加速度为g）。

（1）如图所示，将模拟器静置于托盘秤上，托盘秤的示数为人,。

（2）将玩具小车静置于模拟器最低点时，托盘秤的示数为M,则玩具小车的质量为

m=。

（3）将玩具小车从模拟器右侧某一位置由静止释放，小车经过A、B、C、D、E点后滑向左侧的过

程中，在这五个点观察到托盘秤的示数变化情况依次是增大，减小，增大，减小，增大，从而说明

玩具小车通过凹形桥最低点时对桥的压力（填“大于”或“小于”）玩具小车通过凸形

桥最高点时对桥的压力。

（4）若玩具小车通过A的速度是L，则托盘秤的示数为；若玩具小车通过B的速度

是”,则托盘秤的示数为。

12.（9分）用伏安法测定一个待测电阻J的阻值（约为60。），实验室可提供如下器材。

电源E（电动势4V,内阻忽略不计）

电流表A1（量程0~15mA,内阻为50。）

电流表A?（量程0~200mA,内阻约为0.5C）

电压表V1（量程0~3V,内阻约3kC）

电压表V?（量程0、15V,内阻约15kC）

滑动变阻器R（阻值范围0~10。）

定值电阻与（阻值为5。）

定值电阻&（阻值为20。）

开关S、导线若干

R.〃

图甲

（1）某同学直接选择了电压表V1和电流表A2用伏安法测电阻，他采用如图甲所示的电路将电压表

接在OP之间和。。之间分别读出了两组不同的U和I的示数,则该同学应将电压表连在

（填“OP”或“OQ"）之间，测量的结果更接近待测电阻的真实值，且测量值比真实值略

（填“大”或“小”）。

（2）另一同学根据实验室提供的器材设计了能比较精确地测量该电阻尺的实验方案，电表读数尽

量在量程的g以上，则他选的电流表是

，该电表（填“需要”或“不需要”）

改装，选的电压表是。（填器材的字母代号）

（3）在图乙虚线框中画出测量尺阻值的完整电路图，并在图中标明器材的字母代号。

—__।

…葩…

（4）调节滑动变阻器R,当电压表的示数为2.00V时，电流表的指针所指刻度如图丙所示，可读

出电流表的示数是mA,则待测电阻段的阻值为Q（结果保留1位小数）。

13.（10分）如图所示，间距为L、足够长的平行光滑导轨PQ、MV固定在绝缘水平桌面上，导轨

左端接有阻值为R的定值电阻，质量为m、电阻为r的导体棒"垂直静置于导轨上，与导轨接触良

好,其长度恰好等于导轨间距L,导轨的电阻忽略不计。整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场

中，磁场方向垂直导轨平面向上。如果从导体棒时以初速度％向右运动开始计时，求:

（1）导体棒的速度为%时其加速度的大小;

（2）导体棒在导轨上运动的全过程中，棒上产生的焦耳热；

（3）导体棒在导轨上运动的全过程的位移x的大小。

14.（16分）如图所示，质量M=6kg、右侧带有挡板的长木板放在水平面上，质量〃，=2kg的小

物块放在长木板上，此时长木板和小物块在作用于长木板上、水平向右的力F作用下做速度

%=4m/s的匀速运动，已知长木板与水平面间的动摩擦因数为4=0.6,物块与长木板之间的动摩

擦因数为〃2=。4,某时刻撤去力F,小物块恰好与右侧挡板不发生碰撞，最大静摩擦力等于滑动

摩擦力，重力加速度g=10m/s2。

■J

（1）求力F的大小；

（2）求撤去力F前物块与右侧挡板的距离人；

（3）结合（2）问，若物块与右侧挡板之间的距离L<%,物块与挡板发生碰撞后不再分离，求碰

撞过程中物块对挡板的冲量P与L的关系式。

（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.【物理——选修3-3】（12分）

（1）（4分）甲分子固定在坐标原点0,乙分子只在两分子间的作用力作用下，沿x轴方向靠近甲

分子，两分子间的分子势能£与两分子间距离x的变化关系如图所示。当乙分子运动到P点处时，

乙分子所受的分子力（填“为零”或“最大”），乙分子从P点向Q点运动的过程，乙分

子的加速度大小（填“减小”“不变”或“增大”），加速度方向沿x轴

（2）（8分）如图所示，一端封闭的粗细均匀的细玻璃管正中间有一用塞子塞住的小孔，用一段

长为〃=20cm的水银柱在管中封闭一段空气柱，开口向下竖直放置时，测得上、下两部分空气柱

的长度均为4=30.0cm,已知大气压强为=76cmHg。现在先用活塞把下管口封住，让管中空气

不能逸出(忽略下方气体体积变化)，然后再拔出塞住小孔的塞子，假设温度不变。

(i)小孔中是否有水银溢出，请简述理由。

(ii)求水银稳定后上、下两部分空气柱的长度(结果保留一位小数)。

用茎r

室住的

I小孔

16.【物理——选修3-4】(12分)

(1)(4分)如图所示为一半圆柱形透明体的横截面，入射光线MP沿43方向从弧面上的P点以

入射角，•=60°射入透明体，恰好从B点射出。若直径/记=2尺，光在真空中的速度为c,则透明体

的折射率为，光从P点传播到B点所用的时间为一。

(2)(8分)一列简谐横波沿细软长绳从P向Q传播。『=0时，P点正好到达最高点，Q点恰好经

过平衡位置且向下运动。已知P、。两点在传播方向上的距离为42m。

(i)若，=1.2s时Q点恰好第一次到达最高点，波长大于9m而小于12m,求波速；

(ii)若f=L2s时Q点恰好到达最高点，求波速。

答案以及解析

1.答案：D

解析：从〃=2能级跃迁到〃=1能级时释放出光子的能量为A£=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,根

据题意知该金属的逸出功等于10.2eV,大量的氢原子从"=5能级向低能级跃迁可以辐射10种

频率不同的光子，但能级差大于或等于10.2eV的只有4种，即有4种频率的光子能使金属P发生

光电效应，A、B错误；使处于”=1能级的氢原子跃迁到附=2能级，所需要的能量最小，即

et7=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,则电子的加速电压至少为。=10.2V,选项C错误；当用氢原

子从〃=4能级跃迁到最低能级时辐射的光子照射金属P,辐射光子的能量为

-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV,光电子最大初动能为12.75eV-10.2eV=2.55eV,此时的遏止电

压为2.55V,选项D正确。

2.答案：C

解析：根据右手定则判断知0点的电势最高，A错误；0点与笔尖间的电势差为

„L

BLWJ心,C正确，B错误；笔杆两端点间的电势差为0,D错误。

22-8

3.答案：C

解析：因为C点场强为零，故4>0,故A选项错误。均匀带电绝缘球体在球心0处产生的场强为

零，即0点的场强源自q产生的电场，包=鸟，故8选项错误。设均匀带电绝缘球体在C点产

生的场强大小为纥，在F点产生的场强大小为工，均匀带电绝缘球体在其周围形成的电场具有对

称性，因此均匀带电绝缘球体在C点与F点产生的场强大小相等，方向相反，即Ec=E-，又因为

在C点合场强为零，则有绘=学，在F点合场强为&=*+*+=黑，故C选项正确。C点

处电场强度为零，则从B到C,电场线向右，从C到D,电场线向左，故从B点到D点，电势先降

低后升高，故D选项错误。

4.答案：A

解析：由=7W疗=加二=7W(争2得co=V=’理~,T=2兀，同时有

M=^r，r=R+H=2R,故两行星的质量之比为=1：2,由。一7一不二得，两行星的

GT2针R

密度之比为。JA=1：16,故选项A正确；行星的第一宇宙速度v=J誓，代入数据得匕：匕=1：2,

故选项B错误；又在行星表面处有G”*=%g,得g=G瞿，代入数据得当遮2=1：8,故选项C

RR

错误；由。=后g代入数据得g：电=1:4,故选项D错误。

5.答案:D

解析：设弹簧的劲度系数为,三角形的面积增大为原来的四倍，则三角形每边边长增大为原来

kef=k%,得女册,

的两倍，即每根押簧伸长量均为/。，此位置每个带电小球受力平衡，有

(2//

选项D正确。

6.答案：C

解析：以△/时间内粘在飞船的尘埃为研究对象，由动量定理得尸加=〃〃?％△,•5%,解得飞船发动机

的牵引力尸=〃〃啮S,则飞船发动机的牵引力功率为「=/%=〃加片S,选项C正确，选项A、B、D

错误.

7.答案:B

解析：叶片直径为d,叶片旋转所形成的圆面积s=>!■而2,t秒内流过该圆面积的风柱体积

丫=5邛=；叔"，风柱的质量片QV,设风柱受到的平均阻力为f,取W的方向为正方向，根据

动量定理有-力=〃叱-根带入数据解得2.0xl()5N,故选B。

8.答案：AD

解析：正点电荷到c、"两点的距离相等，则在c、4两点产生的电势相等，根据电势的叠加原理可

知c、d两点电势相等，选项A正确；根据电场强度的叠加原理可知，。、人两点电场强度大小相等,

根据几何知识知场强方向不相反，选项B错误；根据电势的叠加原理可知从b到d电势逐渐降低，

从c到d电势先升高后降低，又负试探电荷在电势高处电势能小，则负试探电荷从c到d电势能先

减小后增大，选项C错误，D正确。

9.答案:BC

解析：由于通过两棒的电流总相等，因此相同时间通过两棒的电荷量相等，选项A错误；回路总电

功率p=冬=竺臣Zlkll,随两棒速度差的减小而减小，因此昉开始运动时系统电功率最大,

“总

选项B正确；由于两棒所受安培力等大反向，系统所受合外力为零，动量守恒，最终两棒速度相等

为v,即有=(m+M)v,其中cd的质量M=/?/几=2/-2L,=2”？，系统损失的机械能全部转化

为焦耳热，总焦耳热Q=g加片一g(a+2〃?)/=：加片，cd产生的焦耳热Q*=：。怂=，”党，选项C

正确；由动量定理对必有-而=w而通过铜棒的电荷量勺=血，解得4=钙，又通

3BI

过铜棒的电荷量4=玄A0=—28/,Ax所以以=m需v(R，两棒间的最大距离、为8+；1/,选项D错误。

R&3RBl-2

10.答案：AD

解析：抛体运动中A、8到达的最大高度相同，由〃=I=1g*可知，A、B抛出时的竖直速度相

2g2

等，在空中运动的时间相等，故选项A正确；&C的最大高度不同，则运动时间不同，选项C错

2

误；由6=)=1g/可知，A运动的时间比D的要长，又A和D水平射程相等，由x=可得，

2g2

A的水平速度比D的小，而最高点时的速度即为水平方向的速度，故两者不相等，选项B错误；由

对称性可知I,落地时速度与水平方向的夹角与抛出时相等，故要判断落地时速度与水平方向的夹角，

只需判断抛出时速度与水平方向的夹角即可，对于C和D,由轨迹可知，C到达的最大高度与D的

相等，则竖直初速度相等，运动时间相等，结合水平位移知，C的水平速度要小于D的，设抛出时

速度与水平方向的夹角为。，贝l」tanO=匕，经分析可知，C抛出时速度与水平方向的夹角比D的

大，故一定不相等，选项D正确。

11.答案：（2）M-m„

（3）大于

解析：（2）依题意有用=/+机，所以机=M-%；（3）玩具小车向凹形桥底端运动时，对桥

的压力大于重力，向凸形桥顶部运动时，对桥的压力小于重力，所以玩具小车通过凹形桥最低点时

对桥的压力大于玩具小车通过凸形桥最高点时对桥的压力；（4）若玩具小车通过A的速度是办，

有-mg=in',托盘秤的示数为例+（知-项）々；若玩具小车通过B的速度是0,有

RgR

12.答案：（1）OQ.大

（2）A,；需要；V,

（3）如图所示

(4)8,0；57.1

解析：（1）由于待测电阻的阻值大约为60夏，选取的电压表Y的内阻约3kQ,选取的电流表A,

R3000R60

内阻约为0.5。，则有十=七­=5。，-^=—=120,故电流表分压作用比电压表分流作用小，

《OUR入0.5

所以选择电流表内接法时，测量值更接近真实值，故电压表应接在。。之间，且测量值比真实值略

E4_

大。(2)电路中可能出现的最大电流约为/=丁=六A=67mA,电流表A,量程太大，可将电流

表A,与定值电阻&并联，相当于量程为52.5mA的电流表，电源电动势为4V,则电压表选择V-

(3)电流表A1改装后内阻已知，且可以精确测量通过待测电阻的电流，电压表具体内阻未知，若

电流表外接，不能测出电压表的分流值，而电流表内接，待测电阻的电压可准确测量，故电流表内

接；滑动变阻器阻值与待测电阻相比较小，故采用分压接法。(4)电流表量程为15mA,最小刻度

为0.5mA,电流表指针指16格，故电流表的示数是8.0mA,此时通过待测电阻R,的电流为28mA,

则待测电阻&的阻值为&=?&=(/%-当当。=57.1C。

1Zox1U3U+ZU

13.答案：

(1)

m(R+r)

⑵.一.

2(r+R)

'-B2I?

解析：(1)导体棒速度为%时切割磁感线产生的感应电动势

E=BL%)

F

导体棒中电流

R+r

导体棒受到安培力七=8〃

由牛顿第二定律有a=，加

导体棒功的速度为%时其加速度的大小。=粤之

7/2(7?4-r)

(2)根据能量守恒定律可知，停止运动时，导体棒损失的动能全部转变成焦耳热

则有。=；相(

电路中电阻R和导体棒r产生的焦耳热与阻值成正比，即孕="

Qrr

又QR+Q,=Q

则导体棒产生的焦耳热2=\二机片=产、

r+R22(r+/?)

(3)由动量定理有-B7L=0-

口在在dVFLAT…k、七》7BLV

导体棒中的平均感应电流为/=——

R+r

导体棒的位移x=vt

代入解得X=

，"%B]七：：')

14.答案：(1)F=48N

(2)4=0.8m

(3)p=2寂N.s

解析：(1)长木板和物块做匀速运动，对整体受力分析，由平衡条件有

F=4](M+〃z)g

解得尸=48N

(2)撤去力F后

对长木板有M(M+m)g-mmg=Mat

对物块有出mg=ma2

20

解得4=-ym/s2,^=4m/s2

长木板和物块发生相对滑动，由于4＞生，则长木板先停止运动，从撤去力F到停止运动，长木板

的位移为即=暮

物块停止运动时的位移为$2=¥-

2a2

有S|+4=$2

联立解得4=o.8m

(3)由(2)可知，若撤去力F前物块与挡板间距为4=Q8m,从撤去力F到停止的运动时间

乙=%=0.6s

«i

t2=—=1.0s

0.6s内物块的位移大小为S、=vott——a2tf=1.68m

0.6s时物块与挡板间距离为S3-$2=0.48m

若乙<4,设从撤去力F到长木板和物块发生碰撞所需的时间为t

①当0.6s<r<1.0s,即0.48m<L<0.8m时，长木板停止运动后二者发生碰撞

2

碰撞前瞬间对物块有v-vl=-2«2（5,+L）

碰撞过程有mv=（M+机）匕

根据动量定理有。=〃匕

联立解得p=3J1.6-2乙N-s

②当t„0.6s,即40.48m时，在长木板停止运动前二者