2021届高考物理金榜押题卷 新高考版

2021届高考物理金榜押题卷新高考版（九）（广东专版）

一、单项选择题：此题共7小题，每题4分，共28分在每题给出的四个选项中，只有一项

为哪一项符合题目要求的。

1.查德威克在用X粒子轰击被核的实验中发现了中子，解决了物理学家在原子研究中遇到的

难题，使原子物理研究取得了一项突破性进展。以下核反响方程中，产生的未知粒子

（XPX2,XrX4）不是X粒子的是（）

A.翼u7记Th+X,B.记ThPa+X,

C.；H+：HfX3+[nD.2；H-»X4

2.相距为L的质量不等的两颗星球组成双星系统，做匀速圆周运动的周期为T,假设要给这

个系统发射一颗人造卫星，卫星质量远远小于星球质量，卫星也绕双星轨道圆心做匀速圆周

运动。对于这颗人造卫星，单纯从牛顿力学的角度分析，以下说法正确的选项是（）

A.卫星轨道与双星系统的轨道同平面，轨道半径一定大于4

B.卫星位置一定在两星球连线或连线的延长线上

C.卫星运动周期为7

D.卫星轨道半径越大，线速度越小

3.如下列图，用甲、乙两根筷子夹一个小球，甲倾斜，乙始终竖直。在竖直平面内，甲与竖

直方向的夹角为0,筷子与小球间的摩擦很小，可以忽略不计。小球质量一定，随着。缓慢

减小，小球始终保持静止。以下说法正确的选项是（）

A.筷子甲对小球的弹力变小B.筷子乙对小球的弹力不变

C.两根筷子对小球的弹力均增大D.两根筷子对小球的合力减小

4.如下列图，在坐标系X。），中，弧3DC是以A点为圆心、A3为半径的一段圆弧，AB=L.

AO=4,D点是圆弧跟y轴的交点。当在。点和A点分别固定电荷量为-0和+。2的点电荷

后，。点的电场强度恰好为零。以下说法正确的选项是（）

A.Q2=2Q1

B.圆弧8£）C上的各点中，。点的电势最高

C.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大

D.电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先增大后减小

5.碰碰车是大人和小孩都喜欢的娱乐活动。游乐场上，大人和小孩各驾着一辆碰碰车迎面相

撞，碰撞前后两人的位移-时间图象（X—图象）如下列图。小孩的质量为20kg,大人的质

量为60kg,碰碰车质量相同，碰撞时间极短。以下说法正确的选项是（）

A.碰撞前后小孩的运动方向没有改变

B.碰碰车的质量为50kg

C.碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量大小为80N-s

D.碰撞过程中损失的机械能为600J

6.如下歹lj图，竖直平面内有。、E、F、A四点，其中E、O、尸三点等高，E、尸、A三点到。

点的距离相等，ZEOA=02未知），当E、尸两点放置两根电流大小相等、方向相反且垂

直竖直平面的长直导线时，。点处磁感应强度的大小为用，假设将E点处导线移到A点，。

点处磁感应强度的大小变为与，”,以下说法正确的选项是（）

B12

E°F

----------*^7-------

f

/

/

/

i

f

d

A

A.，=45°B.0=75°C.0=3O°D.0=5O°

7.如下列图，变压器为理想变压器，变化规律为“=20&sinl00m（V）的交流电压接在a、b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0.2A,电流表A。的示数增大了0.8A,那么以下说法正确的选项

是（）

A.电压表V,示数不变，V3示数增大B.滑动变阻器滑片是沿dfc,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、多项选择题：此题共3小题，每题6分，共18分在每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.如下列图，一竖直圆盘上固定一质量为0.2kg的小球（可视为质点），小球与圆盘圆心。

的距离为5cm。现使圆盘绕过圆心。且垂直于圆盘的水平轴以大小为10rad/s的角速度匀

速转动，重力加速度大小为g=10m/s2,那么（）

A.小球的重力和圆盘对小球作用力的合力不变

B.当小球运动到。点正上方时，圆盘对小球的作用力最小

C.圆盘对小球的作用力方向与竖直方向的夹角最大为30°

D.小球从最高点运动到最低点的过程中，圆盘对小球的作用力一直增大

9.蹦极运动由于紧张刺激，深受现在年轻人的喜爱。一质量为m的人从静止下落，仅在竖直

方向上运动，弹性绳对人的弹力F随时间t的周期性变化如下列图.空气阻力忽略不计，重力

加速度为g，那么下面说法正确的选项是（）

A.人从，的瞬间开始下落

B.弹性绳的原长八;

c.从与到。的过程中，人的重力势能增大，弹性绳的弹性势能减小，人的动能先增大后减小

D.从％到〃的过程中，人的加速度先增大，后减小

10.如下列图，边长为/、电阻为R的正方形导线框沿x轴正方向运动，在外力F作用下以

速度v匀速穿过三个宽度均为/的匀强磁场区域I、n、m,三个区域中磁场的磁感应强度

大小均为B,I、口、m区域中的磁场方向分别为垂直纸面向里、向外和向里。假设以磁感

线垂直纸面向里时穿过线框的磁通量①为正，产生的电流沿顺时针方向的电动势E为正，

外力F向右为正，从线框刚进入磁场时开始计时，那么以下反映线框中的磁通量0、感应电

动势人外力F和线框的电功率P随时间变化的图象正确的选项是（）

三、非选择题：共54分。第H〜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装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度为g。光电门

48与固定挡板相互间隔一定距离，均水平固定在铁架台上，它们的中心在同一个竖直线

上。光电门A、B与光电计时器相连，可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间。

固定打板

光电计时■

（1）实验前用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，那么小球的直径〃=mm。

（2）让小球紧贴固定的水平挡板，在两个光电门的正上方由静止释放，光电计时器记录了

小球经过光电门4和光电门8所用的时间小t2,再测出两光电门间的高度差h.如果能满

足关系式“2g〃”与""（用对应物理量的符号表示）近似相等，即能证明小球

下落过程中机械能守恒。

（3）在实验时，另一位同学仅将小球换成大小相仿的小正方体铁块，其他不变，他采集物

体经过光电门的时间数据会更加（选填“可靠”或"不可靠”）。

12.（9分）某课外兴趣小组要描绘一个标有“4.8V,2.4\N"的小灯泡的伏安特性曲线，局

部实验器材如下：

直流电源E（6V,内阻可不计）、电流表A（0-0.6A,内阻约为0.4。）、电压表V（0~3V,

内阻为lkQ）、开关和导线假设干、滑动变阻器耳额定电流2A）、滑动变阻器&

（0~150Q,额定电流2A）。

0.81.62.43.24.04.8

（1）由于电压表V的量程太小，需将电压表量程扩大为0~6V,该电压表应串联的分压电

阻的阻值为弋=Q,找到符合要求的电阻凡后，该小组的同学将题给的电压表（表

盘未改动）与分压电阻凡串联，改装成量程为0~6V的电压表后，设计了图甲的电路来描绘

该小灯泡的伏安特性曲线，为减小测量误差和便于实验操作，滑动变阻器应选用;

（2）请根据实验电路原理图甲连接图乙中的实物图；

（3）连接好电路后小组成员发现无论如何调节滑动变阻器的阻值，电压表始终有示数，且

电流表的示数无法调到零，可能的原因为（选填断路”"讹断路""血断路"

或“生短路”）；

（4）排除故障后，通过电压表和电流表所读的数据在/-。坐标系中描点连线，得到的/-U

曲线如图丙，假设把该小灯泡与一阻值为20。的定值电阻串联后接到电动势为8V、内阻不

计的电源两端，利用作图法得该小灯泡的实际功率约为W（保存两位有效数字）。

13.（10分）如图甲所示的竖直平面X。），内有如图乙所示的随时间做周期性变化的匀强电场

和匀强磁场。电场方向沿y轴正方向，场强大小为200N/C；而磁场方向垂直X。），平面向里,

磁感应强度大小为B=0.02T。一比荷包=1（/N/C的带正电粒子在r=0时刻从。处由静止

释放（不计粒子重力）。

（1）求粒子第一次进入磁场时的速度大小和位置；

（2）假设％=兀，求粒子第二次在磁场中运动的半径；

3兀

（3）假设攵=与，试简要分析并画出粒子一个完整循环的运动轨迹图。

14.（16分）如下列图，一个倾角6=30。、长工=14.4m的光滑倾斜轨道固定在水平地面上，

倾斜轨道底部通过一段很小的光滑圆弧与静止在水平地面上、质量为，坳=1kg的薄木板8

平滑连接（不拴接），薄木板8左侧某处静止着一质量为机0=3kg的薄木板C,B、C等高。

现让质量为%=1kg的小物块A（可以视为质点），从倾斜轨道顶端由静止滑下，物块4滑

上薄木板8后，B开始向左运动，当A滑到8的左端时，A8速度刚好相等，且8、C刚

好发生碰撞，碰撞过程中无机械能损失且碰撞时间极短。A与8、C间的动摩擦因数均为

必=0.4,B、C与地面间的动摩擦因数均为外=0.1,重力加速度大小g=10m/s2。求：

A

（1）小物块A到达倾斜轨道底部时的速度大小和在倾斜轨道上运动的时间；

（2）开始时8、C之间的距离;

（3）整个运动过程中，薄木板B和地面间因摩擦产生的热量。

（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，那么按所做的第一

题计分。

15.【选修3-3】（12分）

（1）（4分）如下列图，气缸固定在水平地面上，在气缸内活塞左侧封闭一定量的理想气体,

压强与外界大气压强相同。现把活塞固定，使气缸内气体升高一定温度，气体吸收的热量为

e,：如果活塞可以自由滑动，活塞与气缸间无摩擦、不漏气，加热同时用外力作用在活塞

上，使其缓慢左移，使气缸内气体升高相同温度，气体吸收的热量为。2；活塞自由滑动时，

无外力作用气体升高相同温度，吸收的热量为Q，对外做的功为吗，那么Q、&、的关

系为,吗=（用题中所给物理量表示）。

（2）（8分）如下列图装置中两玻璃泡的容积均为％=0.5L,玻璃管的容积忽略不计，开

始时阀门K关闭，将上面玻璃泡抽成真空，下面玻璃泡中有一定质量的理想气体，外界大气

压强为％=1.0x105pa,温度为f°=27C时，玻璃管中水银面高出水银槽内水银面

〃=10cm,水银密度（假设不随温度改变）为13.6x103kg/n?,重力加速度g=10m/s?。

（气体

玻璃管、

⑴如果外界大气压强保持不变，玻璃管中水银面上升2cm,那么环境温度改变了多少摄

氏度？

（ii）如果在环境温度急剧升高到，=40℃的过程中，翻开阀门，改变外界大气压使玻璃管

中的水银面高度几乎不发生变化，那么玻璃泡中气体的压强变为多少？在此过程中吸收了

200J热量，那么气体的内能增加了多少？

16.【选修3-4】（12分）

门）（4分）如下列图是实验室测得的一个单摆的共振曲线。取g=10m/s2,7t2=10,那么

该单摆的摆长约为m［结果保存一位小数），假设摆长减小，共振曲线的峰将向

（2）（8分）如图甲所示为某半径为R的半球形透明介质的截面，为半圆的直径，。为

圆心，在。点左侧，一束单色光从AO上的E点垂直A8射入半球形介质，在圆弧上恰好发

生全反射，0E也R。

2

⑴求该半球形透明介质的折射率。

5）假设将该透明介质制成截面为直角三角形的透明体，如图乙所示，ZABC=30°,AC边

的长度为L=@m,令上述单色光的平行光束从AC边以45。角入射，求回边和BC边上

5

有光射出的区域的长度之和（不考虑光在介质中二次反射）。

答案以及解析

1.答案：B

解析：查德威克通过a粒子轰击被核的实验发现了中子，根据核反响遵循电荷数守恒和质

量数守恒判断出XrX3、X」是a粒子，X2ce）不是a粒子，选项B符合题意。

2.答案：C

解析：卫星质量远远小于星球质量，不用考虑卫星对双星系统的影响，卫星绕双星轨道圆心

做匀速圆周运动，那么卫星所受合力一定总指向轨道圆心，故卫星在运动中相对双星有固定

的位置，轨道与双星轨道共平面，卫星可以在双星连线上，也可以是三星连线为三角形，选

项B错误；在双星连线上时，卫星轨道半径可以小于4，选项A错误；卫星运动周期必须

与双星周期7相同，所受合力大小恒定，选项C正确；周期一定，那么轨道半径越大，线速

度越大，选项D错误。

3.答案：C

解析：设筷子中对小球的弹力为Evi，筷子乙对小球的弹力为反2,根据平衡条件可知

FNICOS9=FN2,&|Sine=mg,联立解得冗1=器，氐2=乌，因此随着角度减小，弹

力均增大，故A、B错误，C正确；根据共点力平衡可知，两根筷子对小球的合力大小等于

重力，方向相反，故合力不变，故D错误。

4.答案：D

解析：此题通过两异种电荷考查电场的叠加、电势、电势能。。点的场强恰好为零，由电场

k2=kQz

的叠加得（Ljg,解得0=4Q,A错误；点电荷Q形成的电场中圆弧的上各点

的电势相同，在点电荷。।形成的电场中由8到。电势越来越低，由。到C电势越来越高，

故。点的电势最低，B错误；由以上分析可知，电子沿着圆弧从8点运动到。点电场力做

负功，由。点运动到C点电场力做正功，故从8到C的过程中电子的电势能先增大后减小,

C错误，D正确。

5.答案：D

解析：规定小孩初始运动方向为正方向，由图可知，碰后两车一起向反方向运动，故碰撞前

后小孩的运动方向发生了改变，选项A错误；由图可知，碰前瞬间小孩的速度为2m/s,大

人的速度为-3m/s,碰后两人的共同速度为设碰碰车的质量为M,由动量守恒定

律有(20+M)x2kg-m/s-(60+A7)x3kg-m/s=(2M+20+60)x(-1)kg-m/s,解得

例=60kg,选项B错误；碰前小孩与其驾驶的碰碰车的总动量为R=160kg•m/s,碰后总

动量为P：=-80kg•m/s,由动量定理可知碰撞过程中小孩和其驾驶的碰碰车受到的总冲量

为/=Ap=-240N-s,故其大小为240N-s,选项C错误；由能量守恒定律可得碰撞过程中

22

损失的机械能为△E='X80X22J+1X120X(-3)J--X200X(-1)J=600J,选项D正确。

222

6.答案：A

解析：设单根通电直导线在。处产生的磁感应强度的大小为3,E点处导线未移动时;。点

处合磁感应强度大小为用=28E点处导线移动之后，两通电导线在。处产生的磁场如下

列图，根据正交分解法知，”=Bsin。，q=B(l+cosO),。点处合磁感应强度大小为

+=Bj2+2cos，；结合条件］万可得,产，=也产,解

得6=45°,应选A。

7.答案：C

解析：此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A1的示数增

大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,即副线圈中电流增大，由于久h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Y、V?示数

不变，灯泡L两端电压增大，V3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cfd的方向滑动，故A、B错误；电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A?的

示数增大了0.8A,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“=20夜sinlOOm(V)可知，交流电的频率为

/='=粤=50Hz,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

27r2兀

每秒闪100次，故D错误。

8.答案：BCD

2

解析：小球随圆盘做匀速圆周运动，合力提供向心力，大小不变，Fn=mrco=\^,方向时

刻改变，选项A错误；当小球运动到O点正上方时圆盘对小球的作用力最小，为

4=mg-4,=1N,选项B正确；如下列图，当圆盘对小球的作用力方向与半径方向垂直时,

与竖直方向夹角最大，此时sinM=&=:，那么，=30°,选项C正确；根据力的矢量三角

mg2

形可知，小球从最高点运动到最低点的过程中，圆盘对小球的作用力一直增大，选项D正

确。

9.答案：AC

解析：由题图可知。=4-%,从。到“的过程中，弹力为零，人先向上匀减速，再反向匀加

速，即做自由落体运动的时间，=2=色三｝，A正确；由于空气阻力忽略不计，有

22

=为（"4’B错误；从％到4的过程中，人从最低点向上运动，重力势

8

能增大，弹性绳逐渐恢复原长，弹性势能减小，当合外力为零时，加速度为零，速度到达最

大值，动能先增大后减小，C正确；从右到。的过程中，人的加速度先向上减小，再向下增

大，D错误。

10.答案：BC

解析：在线框进入磁场区域I的过程中，穿过线框的磁通量0=3/Wocf,所以在0~,时间

V

内，磁通量0随时间t均匀增加，由E=B/u可知在0~'时间内电动势为定值，电流方向为

pn212

逆时针，所以电动势为负值；因感应电流/="，故产=%=8〃="1，在此段时间内也为

RR

I21

定值，且方向向右，故为正；功率P=/2R同样为定值。同理，在上〜巴时间内，。先逐渐

VV

减小到零再反向增大，电动势E、电流/为正值且均变成原来的两倍，外力F、功率P变为

原来的四倍。在2'/时3/间内，。从负的最大逐渐减小到零再变为正的最大，电动势E为

vv

负值且是0〜2/时间内电动势的两倍，外力和功率仍与2/~幺2/时间内大小相同。在3/竺4Z时

VVVVV

间内，磁通量0逐渐减小，外力F、功率。与0~'时间内大小相同，电动势与0~,时间内

VV

大小相同但方向相反。综上所述，可判断出选项B、C正确，A、D错误。

11.答案：(1)11.30

，、1r

⑵-----

(3)可靠

解析：(1)小球的直径为d=l1mm+6x0.05mm=11.30mm。

(2)小球下落过程假设满足机械能守恒，那么有，叫〃=。切；-4加3而%，以=4,

22t2tx

»2»2

联立可得2g/?=4-4。

片G

(3)由于小球释放后，它的球心不一定正好绝对无误地通过光电门的挡光部位，会造成挡

光的距离偏短，测量的速度会偏大，从而造成实验数据偏差。而换用正方体的铁块，即使计

时释放点略有偏离光电门的中心，挡光的距离仍为正方体的棱长，故相比小球，采集的实验

数据会更加可靠。

12.答案:(1)1000；&

(2)实物连接图如图

(3)“c断路

(4)0.51(0.49~0.53均可)

解析：(1)电压表的量程要扩大为原来的2倍，所以要串联一个阻值与电压表内阻阻值一

样的电阻，即9=1000复，由于控制电路采用了分压式接法，所以滑动变阻器应选择最大

阻值较小的，可以减小误差，即滑动变阻器应选用/;

(3)“c断路，控制电路就从分压式接法变成了限流式接法，无法从零开始调节电压和电流,

其他几个选项都不符合要求;

(4)由于改装后的电压表表盘未改动，所以每次测量得到的电压表读数均为小灯泡两端电

压的一半，所以当该小灯泡与一阻值为20。的定值电阻串联后接到电动势为8V、内阻不

计的电源两端时，根据E=2t/+"在/-U图象中作图如下列图，两图线的交点坐标约为(0.8

V,0.32A),故该小灯泡的实际功率约为P=0.8x2x0.32W=0.51W。

13.答案：(1)2xl04m/s；(0,1m)

(2)2m

(3)见解析

解析：(1)粒子在r=l()Ts时速度为丫==2*10"m/s

m

运动位移故此时粒子的位置为(0,1m)

2m

mv

(2)粒子第一次在磁场中运动的半径r=r=lm

Bq

粒子在磁场中的周期。场=-^-=7txl0-4S

那么左=兀时粒子运动轨迹如图甲所示，在y轴粒子相当于做初速度为0的匀加速直线运动,

在连续相同时间内的位移比为1:3。

甲

故粒子第二次进入磁场时的速度为％=2u=4xl()4m/s

那么粒子第二次在磁场中运动的半径为rB=2r=2m

(3)简要分析：第一次转过四分之三圆后从(Tm,0)处做类平抛运动；到达Q(lm,lm),

此处的速度为2及xlO"m/s,方向与x轴和y轴均成45。角；接下来以Q为圆心、4为半

径转过第二个四分之三圆到达。1点，半径4=夜m；此后再经历逆向的类平抛运动至D点;

接下来以6为圆心再次转过四分之三圆，再匀减速至出发点。。

粒子一个完整循环的运动轨迹如图乙所示。

14.答案：(1)12m/s；2.4s(2)4m(3)10J

解析：(1)物块A从倾斜轨道上滑下时，机械能守恒，设物块A到达倾斜轨道底部的速度

2

为V,有mAgLsin30°=gmAv

设物块A运动的时间为3有L=gW

联立解得丫=12m/s,r=2.4s

(2)A滑上8后，A做匀减速运动，8做匀加速运动，设A、8的加速度大小分别为q、«2

那么对物块A有4，4g=犯四

对薄木板8有-用(叫+%)g=瓶/2

设经时间4，43到达共同速度，45共同速度设为匕，那么有

vx=v-a^,vx=a2tt

22

联立解得q=4m/s,a2=2m/s,=4m/s,=2s

碰前8、C之间的距离为s=g卬।

解得s=4m

(3)设B、C两薄木板碰后瞬间速度分别为为、匕，B、C两薄木板碰撞过程动量守恒，机

械能守恒，选向左为正方向，那么有机叫=，%%+砥%

解得V2=-2m/s,匕=2m/s

碰撞完成后B向右运动最后停下，薄木板B和地面间因摩擦而产生的热量为

Q=+生(%+M/Jgs

代入数据得Q=10J

4

15.答案：(1)Q3>Qt>Q2