2021届广东省高三（下）高考考前模拟考试物理试题（解析版）

2021清远一中届高考考前模拟考试

物理

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

一项符合题目要求。

1.如图为氢原子的能级示意图。大量处于"=4能级的氢原子跃迁到低能级的过程中，下列说法正确的是

()

n£7eV

oo-——-0

4=-0.85

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

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

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

A.最多可辐射出3种不同频率的光子

B.从〃=4能级跃迁到”=3能级时，辐射出的光子波长最长

C.从〃=4能级跃迁至能级时，辐射出的光子频率最大

D.辐射出的光子能使逸出功为13eV的金属发生光电效应

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A.大量处于〃=4能级的氢原子跃迁到低能级的过程中，根据

C：=6

这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光子，A错误；

B.由〃=4跃迁到〃=3,能级差最小,根据

E厂=—he

2

辐射的光子频率最小，波长最长，B正确；

C.和〃=1间的能级差最大，跃迁时辐射的光子能量最大，辐射的光子频率最大，C正确;

D.〃=4激发态跃迁到基态时产生光子的能量最大为

AE4I=E4-E,=12.75eV

由于该光子能量小于金属的逸出功13eV,不能使金属发生光电效应，D错误。

故选BC»

2.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度，第二宇宙速度也与第一宇宙速

度W的关系是v2=V2v,:该星球的半径为r,表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1，不计其他

星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（）

A.屈B.叵C.应D.人

2245

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】近地卫星的环绕速度即第一宇宙速度，由重力作为向心力可得

V,2

me-m—

R

可得地球的第一宇宙速度为

匕=历

同理可知，该星球的第一宇宙速度为

试=低，=

C正确。

故选C。

3.如图所示为质谱仪的工作原理图，在容器A中存在若干种电荷量q相同而质量机不同的带电粒子，它们

可从容器A下方经过窄缝Si和S2之间的电场加速后射入速度选择器，速度选择器中的电场E和磁场B都垂

直于离子速度。，且E也垂直于瓦通过速度选择器的粒子接着进入均匀磁场以中，沿着半圆周运动后到

达照相底片上形成谱线。若测出谱线A到入口So的距离为x,则下列能正确反映x与机之间函数关系的是

()

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】粒子进入速度选择器后，受力平衡

Eq-Bqu

E

u=一

B

进入磁场后，由洛伦兹力提供向心力

・、2

Bqu=m—

nITIVX

A=----=—

Bq2

联立可得

2mE

x=——

B-q

由上可知，X与优成正比。故选A。

4.如图，由相同导体连接而成的正方形线框必〃固定在匀强磁场中，线框所在平面与磁场方向垂直，a、h

与直流电源两端相接，则导体外、〃受到的安培力（)

A.大小相等，方向相同B.大小相等，方向相反

C.大小不等，方向相反D.大小不等，方向相同

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】设时边电阻为「，则加仍边电阻为3/，两部分并联电压相等，由

/上

R

可知，导体帅、cd的电流为3：1,由

F=B1L

可知，导体而、〃所受的安培力大小之比为3：1,两段导体电流方向均向右，由左手定则可知，受到的安

培力方向均向上，D正确。

故选D。

5.如图，带正电的小球a在外力作用下静止在绝缘光滑竖直面上的尸点，带正电的小球。用绝缘细线系住,

挂在绝缘光滑竖直面上的0点，6球静止时与a球在同一水平面内。若将小球。从P点缓慢移到C点过程

中，小球b所受的库仑力大小（）

A.逐渐减大

B.逐渐减小

C.保持不变

D.先减小后增大

【答案】B

【解析】

【分析】

设细线长为30P距离为/?,两球间距为无，对小球b受力分析，如图所示，在小球。缓慢下移过程，由相

似三角形可得

mg_F

hx

两电荷间库仑力为

产=%缚

x

联立可得

巡二女昆鱼

/?%3

由于/?变大，故X变大，则F变小，B正确。

故选Bo

6.如图，等量异种点电荷固定在半圆直径的两个端点6上，现将带负电的检验电荷从“附近沿半圆弧移

动到6附近，则该检验电荷在移动过程中（）

al------------------4b

-Q-Q

A.电势能逐渐增大

B.受到的电场力对检验电荷不做功

C.受到的电场力方向始终与外平行

D.受到的电场力大小和方向都不发生改变

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】等量异种电荷的分布如图

AB.负电的检验电荷从“附近沿半圆弧移动到6附近，是从高电势移动到低电势，电势差是正值，则电场

力做负功，电势能增加，B错误A正确；

C.根据等量的异种电荷的电场线的分布，则所受的电场力的方向不始终平行而，C错误；

D,等量的异种电荷的电场线分布不是均匀的，则场强不均匀，受到的电场力大小和方向也变化的，D错误。

故选A。

7.如图，滑雪运动员从高度人的A点静止滑下，到达8点后水平飞出，落到足够长的斜坡滑道C点，已知

。点在B点正下方，OC=CD,不计全程的摩擦力和空气阻力，若运动员从高度4/?处由静止开始滑下，则运

动员（）

A.可能落到CO之间

B.落到斜面瞬间的速度大小可能不变

C.落到斜面瞬间速度方向可能不变

D.在空中运动的时间一定小于原来的两倍

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A.从A滑到B的过程，据动能定理可得

.1，

mgn=­mv[

当从高度4〃处由静止滑到8的过程，据动能定理可得

对比可知

为=2匕

若第二次运动员仍落到与C点等高的水平面，则运动时间，不变，由

x-vt

可知，水平位移为原来2倍，即落到。点正上方的D0点，故实际落到。点下侧，不可能落到C。之间，A

错误；

B.从开始下滑到落至斜面过程，由动能定理可得

mgH-^mv2—0

第二次下落的总高度”较大，故第二次落到斜面时的速度一定较大，B错误；

C.如图为两次落到斜面上时的位移方向，由图可知，两次的位移偏角关系为

q>&

落到斜面上时速度与水平面夹角分别为《、。2，由速度偏角公式可得

tancu=—=—

%%

又有

32%

对比可得

tana=2tan。

a,>a2

即落到斜面瞬间的速度方向不同，c错误；

D.设08距离为△4,0C、C。高度差均为两次平抛的运动时间分别为九、(2,竖直方向由位移公式

可得

2（M+2轨）

对比可得

M+2A%

---------<2

△4+△3

D错误。

故选D。

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。全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8.一质点做直线运动，运动的加速度a随时间f的图象为一条倾斜直线，如图所示，则下列说法正确的是

()

A.任意相等时间内速度变化相等

B.f=0时刻与，=2。时刻质点速度一定相等

c.t=2%时刻质点速度一定为零

D.若，=0时与t=2fo时质点可能在同一位置

【答案】BD

【解析】

【详解】A."―/图象中图线与/轴围成的面积代表速度的改变量，取两个连续相等的时间，围成的面积如

图甲所示，显然面积不相等，故A错误；

B.0~2fo过程，图象与r轴围成的面积，正负相抵，说明0~2fo时间内八丫二。，所以，r=0时刻与，=2%

时刻质点速度相等，故B正确；

C.由于题干中未说明初速度情况，不能判定某时刻的速度大小，故C错误；

D.由〃一/图象可以大致画出速度一时间图象，但由于初速度不确定，图象可以上下平移，可能出现V-f图

象与f轴围成面积正负相抵的情况，如图乙所示，故D正确。

9.一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是匀变速直线运动，如图所示，运动

方向与水平方向成53。，运动员的加速度大小为非。己知运动员（包含装备）的质量为⑶则在运动员下落

4

)

A.运动员重力势能的减少量为3竽

B.运动员动能的增加量为即致

4

C.运动员动能的增加量为与，咫〃

16

D.运动员的机械能减少了迹

16

【答案】CD

【解析】

【详解】A.运动员下落高度是/2,则重力做功为

Wa-mgh

所以运动员重力势能减少量为机"，故A错误;

BC.运动员下落的高度是/?,则飞行的距离

£=—=-/1

sin5304

运动员受到的合外力

F合=

动能的增加等于合外力做的功，即

3515

AE.=W=—m2X—h=一mgh

k4416

故B错误，C正确;

D.运动员重力势能的减少量为小g〃，动能的增加量为”g〃，所以运动员的机械能减少了1■机g0,故

1616

D正确。

故选CD。

【点睛】本题考查动能定理的应用及功的计算，要注意明确重力做功的特点，并正确应用动能定理分析动

能的变化量。

10.图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个。形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强

磁场中，并分别与高频电源相连。带电粒子从静止开始运动的速率V随时间f变化如图乙，已知加时刻粒子

恰射出回旋加速器，不考虑相对论效应、粒子所受的重力和穿过狭缝的时间，下列判断正确的是（）

V

/

Vn

出口处V3

V2

VI

O7i-hh7；/"n

甲乙

A.t3-t2=t2-t\=t\

B.vi：V2：V3=l：2：3

C.粒子在电场中的加速次数为V

年

D.同一。形盒中粒子的相邻轨迹半径之差保持不变

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A.粒子在磁场中做匀速圆周运动，由

2

V

qvB=m—

r

可得

mv

r=——

qB

粒子运动周期为

_24厂2兀m

1—-----=------

vqB

故周期与粒子速度无关，每运动半周被加速一次，可知

A正确；

B.粒子被加速一次，动能增加qU,被加速〃次后的动能为

12〃

~mvn=nqU

可得

丫=乒

Vm

故速度之比为

Vl：V2：V3=l：6：y/3

B错误；

C.由B的分析可得

mvf=qU

联立解得

2

〃=4

匕

V2

故粒子在电场中的加速次数为v，C正确；

D.由A的分析可得

mv

r-——

qB

由B的分析可知

为一彩声彩一匕

故

4一弓力弓一弓

即同一。形盒中粒子的相邻轨迹半径之差会改变，D错误。

故选AC

二、非选择题：共54分。第11~14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15~16题为选

考题，考生根据要求作答。

(-)必考题：共42分。

11.某实验小组用如图甲所示装置测当地的重力加速度。光电门1、2固定在铁架台上，两光电门分别与数

字计时器连接。

(1)用螺旋测微器测量小球的直径d,示数如图乙所示，则小球直径为mm。

U卜+一光电门I

44一光电门2

甲乙

(2)安装实验装置时，对两光电门的位置有怎样的要求？()

(3)测得光电门1和2间的高度差为4(),让小球从光电门1正上方某位置由静止释放，通过光电门1和

光电门2时，小球的挡光时间分别为乙、t2,则八_____f2(填“大于"、"小于''或“等于”)，并说明理由:

（4）保持两光电门间距离不变，改变小球在光电门1上方释放的位置，重复实验多次，测得多组通过光电

11

门1和光电门2的挡光时间G、t2,作不一/•图像，图线与纵轴的交点为（0,b）,则当地重力加速度g=

*2’1

（用题目中相关物理量的字母符号表示）。

【答案】（1）.3.340（2）.处于同一竖直线上，间距适当大些（3）.大于（4）.见解析（5）.

bd2

~2h

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]固定刻度为3mm,可动刻度为34.0x0.01=0.340mm,故读数为3.34（）mm。

（2）[2]由于要测量小球在竖直方向上的速度，所以两光电门一定在同一竖直线上，且间距适当大些。

（3）[3][4]小球竖直方向上做匀加速运动，即已<4，又由公式

d

t=—

u

可得，t}>t2

（4）[5]根据动能定理

.1(d\1(t/Y

mgIt=—m———m—

2V2J214,

—1——1--2-g-h-

名虐

由于纵轴截距为人，所以

,2gh

F

bd2

12.某同学计如图a所示的电路图来进行有关电学实验，其中帅为粗细均匀的金属丝，Ro为保护电阻。

(1)按电路图在图b中完成实物连线。

()

(2)用螺旋测微器测得金属丝直径如图c所示，其读数为。

(3)电路连接正确后，闭合开关，调节P的位置，记录。P长度x与对应的电压表示数U和电流表示数/。

将记录的数据描点在如图d的坐标纸上。

①在图d上作出巨-％关系图线。

②由1-x图线求得电流表的内阻rA=Q和金属丝的电阻率p与其横截面积S的比值

(4).2.0(1.9-2.2)(5).9.6(9.4-10)

【解析】

【详解】(1)[1].实物连线如图：

rU

②由电阻定律可得，R=P一,由欧姆定律可得：R=—则

SI

U_P*

IS

亍—X图象斜率&=g由图所示图象可知:

^^^二10

0.60

即

攵=2=10

s

由图象可得：x=0时对应的数值2.0,即

—=2.0

I

则电流表的内阻为2.0。.

13.如图所示，D形光滑导轨水平放置，左侧接有阻值为R=2C的电阻，其余部分电阻不计。在虚线

右侧空间中存在竖直向下的磁场，磁感应强度B=0.5T。左侧导轨宽乙=1.6m,右侧导轨与虚线夹角53。，一

质量为0.2kg,电阻不计的金属棒与导轨始终接触良好，f=0时刻金属棒以w=lm/s初速度从/位置进入磁场,

向右移动0.8m到达位置H。由于金属棒受到水平外力的作用，使得通过R的电流保持恒定。已知

sin53°=0.6，cos53°=0.8。求:

(1)金属棒到达位置II时的速度大小;

(2)水平外力对金属棒做的功。

【答案】(1)4m/s；(2)1.66J

【解析】

【分析】

【详解】(1)初始时刻感应电动势

E0=BLv°

当金属棒向右运动x时，设金属棒的速度为V。由几何关系可知此时的有效切割长度为

l=L-2

tan53°

电动势

E=Blv

依题意

E=E.

联立并代入数据，解得

v=4m/s

(2)金属棒向右运动过程中，通过R的电量为

,E△①BkS

q=It=—t==----

RRR

其中

△S=g（L+/）x

对金属棒由动能定理

=%+%安

根据能量关系

联立并代入数据，解得

WF=1.66J

14.如图，是大型户外水上竞技闯关活动中“渡河”环节的简化图。固定在地面上的圆弧轨道上表面光滑。质

量为64kg的平板浮于河面上，其左端紧靠着圆弧轨道，且其上表面与轨道末端相切。平板左侧放置质量为

16kg的橡胶块A。质量为80kg的人从圆弧轨道上与平板高度差为1.8m处由静止滑下，人与A碰撞后经

0.4s与平板共速，且A恰好冲出平板并沉入水中，不影响平板运动。已知人、橡胶块与平板间的动摩擦因

数均为0.5；平板受到水的阻力是其所受浮力的01倍。平板碰到河岸立即被锁定。河面平静，水的流速忽

略不计，整个过程中有足够的安全保障措施。重力加速度取lOm/s?，求：

（1）人与橡胶块A相撞之后，A速度的大小；

（2）若“渡河”过程中，平板能够碰到河岸，则河岸宽度d的取值范围。

___________停奉室妾寻河岸

一«厂-F

【答案】（1）10m/s；（2）3.6m<J<5.6m

【解析】

【分析】

【详解】（1）设人滑到圆弧轨道底端时的速度为％,A的质量设为机，则平板的质量为4根，人的质量为5〃?,

人沿圆弧轨道下滑过程机械能守恒，由机械能守恒定律得

5mgh=—x5mv(

人与A碰撞后，人与A都向右做匀减速直线运动，平板向右做初速度为零的匀加速直线运动，人滑上平板

后，由牛顿第二定律得，对人

〃-5mg-5ma

对平板

jumg+M-5mg-0.1x(m+4m+5m)g-4ma平板

经4=0.4s人与平板共速，设人与A碰撞后人的速度为片，共同速度为v,A离开板的速度为％,则

u==。平板4

人与A碰撞过程系统内力远大于外力，系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得

5mv0=5mvy+mvA

联立代入数据解得

%=6m/s,。人=5m/s2,a平板=5m/s2,v=2m/s,v,=4m/s,=10m/s

即人与橡胶块A相撞之后，A速度的大小为10m/s。

(2)人与平板共速后，设人与平板整体的加速度为a,人与A碰撞后A在平板上滑动过程，A的加速度期,

由牛顿第二定律得，对人与板

0.1x(4m+5ni)g=(4m+5ni)a

对A

Ring=maA

人与A碰撞后=0.45内，人的位移大小

V.+V

%=------1.

21

平板的位移大小

v

十

设板的长度为L，则

r12

人与平板共速到平板速度为零过程中，平板的位移大小马满足

0_v~=_2ax>

根据题意，人与木板共速时未碰到河岸，则河岸宽度满足

d>x\+L

平板速度刚好为零时，平板通过的距离为

J=L+Xj+x2

所以，“渡河”过程中，要木板能够到达河岸，河岸宽度应满足

(X]+L)<d<(L+x]+X2)

联立代入数据解得

3.6m<J<5.6m

（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，则按所选做的第一题

计分。

［选修3-3］

15.一定质量的理想气体从外界吸收了4X105J的热量，同时气体对外界做了6X105J的功，则气体内能的

改变量是_______J；分子的平均动能（选填“变大”、“变小”或“不变”）

【答案】（1）.-2XIg⑵.变小

【解析】

【分析】在热力学中，系统发生变化时，设与环境之间交换的热为Q,外力所做的功为W,可得热力学能

（亦称内能）的变化为AUMQ+W。

【详解】口］［2］由热力学第一定律有

\U=<2+lV=4xl05-6X105J=-2X105J

负号表示气体的内能减小，气体的内能减小，则温度降低，所以分子的平均动能减小。

16.如图是“气压式保温瓶结构图”，人们使用气压式保温瓶时，只需要按压保温瓶顶端，即可将水从瓶

中压出。为了测量瓶盖下方气室体积，小明同学先将保温瓶打开，测量了当瓶内只有半瓶水时出水管口到

瓶中水面的高度为20cm,然后把保温瓶盖旋紧。按压两次后，出水口开始出水。已知保温瓶的体积为3L,

水的密度为lxl03kg/m3,大气压强为lxl（）5pa,忽略按压过程中气体温度的变化及水管体积，保温瓶气密性

良好。请问瓶盖下方气室的体积为多少？

【答案】15mL

【解析】

【分析】

【详解】设保温瓶的容积为W，瓶盖下方气室的体积为丫2,出水管口到瓶中水面的高度差为〃，水的密度

为P，大气压强为P。。

当保温瓶内水上方压强达到

，=，（＞+PSh

时出水口才会出水。根据波意耳定律

p（）e+2匕）=（%+