广东省珠海市2021届新高考物理一月模拟试卷含解析 14页

广东省珠海市 2021 届新高考物理一月模拟试卷 一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 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．下列说法中正确的是（ ） A．千克（ kg）、开尔文（ K ）和伏特（ V ）均为国际单位制中的基本单位 B．阴极射线是由电子组成，电子来源于中子的衰变 C．在光电效应的实验中，若增加入射光的频率，则相应的遏止电压也增加 D． α射线来源于原子核内部，是由氦原子组成 【答案】 C 【解析】 【详解】 A．开尔文、千克均为国际单位制中基本单位，伏特不是国际单位制中基本单位，故 A 错误； B．阴极射线是由电子组成，电子来源于核外电子，故 B 错误； C．遏止电压 0=k C E h WU e e 则若增加入射光的频率，则相应的遏止电压也增加，故 C 正确； D． α射线来源于原子核内部，由两个质子和两个中子组成，故 D 错误。 故选 C。 2．如右图所示，在一真空区域中， AB、CD 是圆 O 的两条直径，在 A、B 两点上各放置一个电荷量为＋ Q 的点电荷，关于 C、D 两点的电场强度和电势，下列说法正确的是 ( ) A．场强相同，电势相等 B．场强不相同，电势相等 C．场强相同，电势不相等 D．场强不相同，电势不相等 【答案】 B 【解析】 【分析】 【详解】 根据电场的叠加原理， C、D 两点的场强如图 由于电场强度是矢量，故 C、D 两点的场强相等，但不相同；两个等量同种电荷的电场关于两电荷的连线 和连线的中垂线对称，故根据电场的对称性，可知 C、D 两个点的电势都与 P 点的电势相同； 故选 B． 3．下列说法正确的是 A．布朗运动是在显微镜中看到的液体分子的无规则运动 B．气体温度不变，运动速度越大，其内能越大 C．温度降低物体内每个分子动能一定减小 D．用活塞压缩气缸里空气， 对空气做功 4.5 ×105J，空气内能增加了 3.5 ×105J，则空气向外界放出热量 1×105J 【答案】 D 【解析】 【详解】 A、布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的运动，故 A 错误； B、气体温度不变，则内能不变，运动速度增大说明宏观的机械能增大，与内能无关，故 B 错误； C、温度是分子热运动平均动能的标志，故温度降低了，物体内分子热运动的平均动能降低，不是每个分 子的动能都减小，故 C 错误； D、根据热力学第一定律公式 U W Q ，由题意知， 54.5 10 JW ， 53.5 10 JU ，解得： 51.0 10 JQ ，故空气向外界放出热量 51.0 10 J ，故 D 正确． 4．如图所示，一理想变压器原线圈匝数 n 1＝1000 匝，副线圈匝数 n 2＝200 匝，原线圈中接一交变电源， 交变电源电压 u＝ 220 2 sin 100 π t(V)．副线圈中接一电动机，电阻为 11Ω，电流表 2 示数为 1A ．电表对 电路的影响忽略不计，则 ( ) A．此交流电的频率为 100Hz B．电压表示数为 220 2 V C．电流表 1 示数为 5A D．此电动机输出功率为 33W 【答案】 D 【解析】 A、由表达式可知，交流电源的频率为 50 Hz ，变压器不改变交变电流的频率， A 错误； B、交变电源电压 u 220 2sin100πt V（ ），而电压表读数为有效值，即电压表的示数是 220 2U 220 2 2 mU V ， B 错误； C、电流表 A 2 示数为 1A，由电流与匝数成反比得通过电流表 A1 的电流为 0.2A，， C 错误； D、通过电阻 R 的电流是 1A ，电动机两端的电压等于变压器的输出电压，由 1 1 2 2 U n U n 得，变压器的输出 电压为： 2 2 1 1 44nU U V n ，此电动机输出功率为： 2 2 2I 1 44 1 11 33P U I r W出 ， D 正确； 故选 D． 5．一理想自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在 a、b 间作为原线圈，通过滑动触 头取该线圈的一部分，接在 c、d 间作为副线圈，副线圈两端连有一电阻 R．在 a、b 间输入电压为 Ul 的 交变电压时， c、d 间的电压为 U 2，在将滑动触头从图中 M 点逆时针旋转到 N 点的过程中 A． U2 有可能大于 U l B．U 1、 U2 均增大 C． Ul 不变、 U 2 增大 D．a、b 间输入功率不变 【答案】 C 【解析】 A、根据变压器的电压关系有 1 1 2 2 U n U n ，由于 n2＜n1，所以 U 2＜U 1，故 A 错误． B、C、当滑动触头 M 顺 时针转动时，即 n 2 减小时，输入电压 U1 由发电机决定不变，电压 2 2 1 1 nU U n 应该减小即降低， B 错误、 C 正确． D、因负载不变，故输出功率减小，则变压器的输入功率变小， D 错误．故选 A ． 【点睛】 自耦变压器的原理和普通的理想变压器的原理是相同的， 电压与匝数成正比， 电流与匝数成反比， 根据基本的规律分析即可． 6．下列各选项中不属于国际单位制（ SI）中的基本单位的是（ ） A．电流强度单位安培 B．电量的单位库仑 C．热力学温度单位开尔文 D．物质的量的单位摩尔 【答案】 B 【解析】 国际单位制规定了七个基本物理量． 分别为长度、 质量、 时间、 热力学温度、 电流、 光强度、 物质的量． 它 们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单 位．安培、开尔文、摩尔都是国际单位制的基本单位．库仑是国际单位制中的导出单位，故 A、C、D 正 确， B 错误．本题选不是国际单位制的基本单位的故选 B． 【点睛】国际单位制规定了七个基本物理量，这七个基本物理量分别是什么，它们在国际单位制分别是什 么，这都是需要学生自己记住的． 二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 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 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分 7．下列说法中正确的是（ ） A．光的偏振现象证明了光波是横波 B．机械波和电磁波一样，从空气进入水中波长变短 C．白光经过三棱镜色散后，紫光的传播方向改变量最大 D．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 E.在白织灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象 【答案】 ACE 【解析】 【详解】 A． 光的偏振现象证明了光波是横波，故 A 正确； B． 机械波从空气进入水中波速变大，波长变长，而电磁波从空气进入水中，波速变小，波长变短，故 B 错误； C． 可见光通过三棱镜后，传播方向改变最大的紫色的光，红光改变最小。在光的色散中，对于同一种介 质，光的频率越大，介质对其的折射率就越大。而折射率越大，光的折射角就越小，偏转程度就越大。由 于可见光中紫光的频率最大，所以紫色的光线的折射角最小，偏转最大，故 C 正确； D． 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以消除玻璃反射的偏振光。故 D 错误； E． 在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，是薄膜干涉。故 E 正确。 故选： ACE 。 8．如图所示，光滑半圆轨道竖直放置，在轨道边缘处固定一光滑定滑轮 (忽略滑轮大小 )，一条轻绳跨过定 滑轮且两端分别连接小球 A、B，小球 A 在水平拉力 F 作用下静止于轨道最低点 P。现增大拉力 F 使小球 A 沿着半圆轨道运动，当小球 A 经过 Q 点时速度为 v， OQ 连线与竖直方向的夹角为 30°，则下列说法正 确的是 ( ) A．小球 A 、B 的质量之比为 2 ∶2 B．小球 A 经过 Q 点时，小球 B 的速度大小为 2 v C．小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中，小球 A 、B 组成的系统机械能一定在增加 D．小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中，小球 B 的动能一直增加 【答案】 BC 【解析】 【详解】 A．根据题述条件，不能够得出小球 A 、B 的质量之比， A 错误； B．当小球 A 经过 Q 点时速度为 v，沿轻绳方向的分速度大小为： vcos 60 °＝ 2 v 等于此时 B 的速度大小， B 正确； C．小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中，水平拉力 F 做正功，小球 A、 B 组成的系统机械能一定增加， C 正 确； D．小球 A 从 P 运动到 Q 的过程中，小球 B 的重力势能一直增加，机械能一直增加，但动能不一定一直 增加， D 错误。 故选 BC 。 9．某课外兴趣小组欲利用如图所示的电路探究光电效应现象， V 为理想电压表。 G 为灵敏电流计。电路 闭合后，用绿光照射光电管，发现灵敏电流计发生了偏转。保持滑动变阻器滑片 P 位置不变，以下说法正 确的是（ ） A．保持入射光为绿光，若增大入射光强度，则灵敏电流计的示数会增大 B．换用紫光照射光电管，逸出电子的最大初动能比绿光照射时大 C．换用红光照射光电管，则灵敏电流计的指针一定不会发生偏转 D．换用黄光照射光电管，灵敏电流针指针未发生偏转，若只增大入射光强度。灵敏电流计指针可能发生 偏转 【答案】 AB 【解析】 【详解】 A．保持入射光为绿光，若增大入射光强度，单位时间单位面积上照射出的光电子数目会增多，从而会使 饱和电流增大， A 符合题意； B．换用紫光照射光电管，即增大入射光频率，根据爱因斯坦光电效应方程 0kE hv W 知逸出电子的最大初动能比绿光照射时大， B 符合题意； C．用绿光照射光电管，能发生光电效应，说明绿光的频率大于该金属的截止频率，但无法判断红光的频 率是否大于该金属的截止频率，即换用红光照射光电管，也可能发生光电效应，即灵敏电流计的指针可能 会发生偏转， C 不符合题意； D．换用黄光照射光电管，灵敏电流计指针未发生偏转，说明黄光的频率小于该金属的截止频率，若只增 大人射光强度，灵敏电流计指针依然不可能发生偏转， D 不符合题意。 故选 AB 。 10．在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子 P+和 P3+，经电压为 U 的电场加速后，垂直进入磁 感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示．已知离子 P+在磁场中 转过 θ=30°后从磁场右边界射出．在电场和磁场中运动时，离子 P+和 P3+ ( ) A．在电场中的加速度之比为 1:1 B．在磁场中运动的半径之比为 3 :1 C．在磁场中转过的角度之比为 1:2 D．离开电场区域时的动能之比为 1:3 【答案】 BCD 【解析】 【详解】 A．两个离子的质量相同，其带电量是 1:3 的关系，所以由 qUa md 可知，其在电场中的加速度是 1:3，故 A 错． B．离子在离开电场时速度 2qUv m ，可知其速度之比为 1: 3 ．又由 2vqvB m r 知， mvr qB ，所以 其半径之比为 3 :1，故 B 正确． C．由 B 的分析知道，离子在磁场中运动的半径之比为 3 :1，设磁场宽度为 L ，离子通过磁场转过的角 度等于其圆心角，所以有 sin L R ，则可知角度的正弦值之比为 1: 3 ，又 P+的角度为 30°，可知 P3+角 度为 60°，即在磁场中转过的角度之比为 1:2，故 C 正确． D．离子在电场中加速时，据动能定理可得 : 21 2 qU mv ，两离子离开电场的动能之比为 1:3，故 D 正确． 11．空间中有水平方向的匀强电场，电场强度大小为 E 。在电场中的 P 点由静止释放一个电荷量为 q、质 量为 m 的带电微粒，经过一段时间后微粒运动至 Q 点，微粒一直在电场中运动。若 P 、 Q 两点间的水平 距离为 d ，重力加速度为 g 。关于微粒在 P 、 Q 两点间的运动，下列说法中正确的是（ ） A．微粒运动的加速度为 qE g m B．微粒运动的时间为 2dm qE C． P 、 Q 两点间对应的竖直高度为 d D．运动过程中电场力做功大小为 qEd 【答案】 BD 【解析】 【详解】 A．带电微粒受力情况、水平方向有电场力、竖直方向有重力； 根据平行四边形定则可得合外力 2 2( ) ( )F qE mg 根据牛顿第二定律微粒运动的加速度为 2 2( )qEa g m 故 A 错误； B．水平方向加速度为 1 qEa m 根据运动学公式可得 2 1 1 2 d a t 解得微粒运动的时间为 2dmt qE 故 B 正确； C．微粒在竖直向下为自由落体运动，下降高度 21 2 y gt 解得 P 、 Q 两点间对应的竖直高度为 mgdy qE 故 C 错误； D．运动过程中电场力做功 W qEd 故 D 正确； 故选 BD 。 12．图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极 K 和阳极 A 上的电压的关系图象，下列说 法正确的是 A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大 B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定 C．只要增大电压，光电流就会一直增大 D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应 【答案】 AB 【解析】 【分析】 【详解】 由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故 A 正确；根据光电效应方程 知， Ekm =hv-W 0=eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏 止电压与入射光的频率有关， 故 B 正确； 增大电压， 当电压增大到一定值， 电流达到饱和电流， 不再增大， 故 C 错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故 D 错误． 故选 AB ． 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．油膜法估测分子大小的实验， 每 500mL 油酸酒精溶液中有纯油酸 1mL ，用注射器测得 1mL 这样的溶 液共计 80 滴。现将 1 滴这种溶液滴在撒有痱子粉的水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是 _________m 3； 待油膜形状稳定后，在玻璃板上描绘出油膜的轮廓。若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积， 则计算得到的油膜面积 _______，估算的油酸分子直径 ________。（后两空选填 “偏大 ”或 “偏小 ”） 【答案】 2.5 ×10－ 11 偏小 偏大 【解析】 【分析】 【详解】 [1] 这滴溶液中纯油酸的体积 3 8 11 31 1= 10 mL=2.5 10 mL=2.5 10 m 500 80 V [2][3] 若用轮廓范围内完整方格的总面积当作油膜的面积，则没有计算到不完整方格的面积，所以计算得 到的油膜面积偏小，由 Vd S 可知，估算的油酸分子直径偏大 14．某同学在研究性学习中， 利用所学的知识解决了如下问题： 一轻弹簧一端固定于某一深度为 h＝0.25 m 、 开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内） ，如图甲所示，如果本实验的长度测量工 具只能测量出筒外弹簧的长度 l，现要测出弹簧的原长 l0 和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的 个数来改变 l，作出 F— l 图线如图乙所示． （ 1）由此图线可得出的结论是 ____________． （ 2）弹簧的劲度系数为 _______N/m ，弹簧的原长 l0＝_______m. 【答案】在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比 100 0.15 【解析】 【详解】 试题分析： （1）[1] 根据图象结合数学知识可知：在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比； （ 2） [2][3] 根据胡克定律 F 与 l 的关系式为： 0 0F k l h l kl k h l ， 从图象中可得直线的斜率为 2N/cm ，截距为 20N，故弹簧的劲度系数为 1 / 100 /k N cm N m， 由 0 20k h l N ， 于是： 0 15 0.15l cm m 考点：考查了胡可定律 【名师点睛】 找到各个物理量之间的关系，然后根据胡克定律列方程，是解答本题的突破口，这要求学生有较强的数学 推导能力． 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．如图所示，两块相同的金属板 M 和 N 正对并水平放置，它们的正中央分别有小孔 O 和 O′，两板距 离为 2L ，两板间存在竖直向上的匀强电场； AB 是一根长为 3L 的轻质绝缘竖直细杆，杆上等间距地固定 着四个（ 1、2、3、4）完全相同的带电荷小球，每个小球带电量为 q、质量为 m、相邻小球间的距离为 L ， 第 1 个小球置于 O 孔处． 将 AB 杆由静止释放， 观察发现， 从第 2 个小球刚进入电场到第 3 个小球刚要离 开电场， AB 杆一直做匀速直线运动，整个运动过程中 AB 杆始终保持竖直，重力加速度为 g。求： （ 1）两板间的电场强度 E； （ 2）第 4 个小球刚离开电场时 AB 杆的速度； （ 3）从第 2 个小球刚进入电场开始计时，到第 4 个小球刚离开电场所用的时间。 【答案】 （1） 2mg q ；（2） 2gl ；（3） (2 2 1) L g 【解析】 【分析】 【详解】 （ 1）两个小球处于电场中时，根据平衡条件 2qE=4mg 解得 E= 2mg q （ 2）设第 4 个小球刚离开电场时，杆的运动速度为 v，对整个杆及整个过程应用动能定理： 4mg·5L-4 ·qE·2L= 1 2 ×4mv 2 解得 v= 2gL （ 3）设杆匀速运动时速度为 v1，对第 1 个小球刚进入电场到第 3 个小球刚要进入电场这个过程，应用动 能定理得 4mg·2L － qE（L ＋2L ）＝ 1 2 4mv 2 1 解得 v1＝ gL 第 2 个小球刚进入电场到第 3 个小球刚要离开电场的这段时间， 整个杆做匀速直线运动， 设运动时间为 t 1， 则 t 1= 1 3L v = 3 gL g 第 3 个小球离开电场后，只有第 4 个小球在电场中，杆做匀加速直线运动，设运动时间为 t2，则 t 2= 1 2 L v v = 1 2L v v = 2 2 1 gL g = 2 2 1 gL g 所以，从第 2 个小球刚进入电场到第 4 个小球刚离开电场所经历的时间为 t=t 1＋ t2= 2 2 1 gL g 16．如图所示，在光滑水平面上 A 点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道，圆轨道与水平面在 A 点 相切。 小球甲用长为 L 的轻绳悬挂于 O 点， O 点位于水平面上 B 点正上方 L 处。现将小球甲拉至 C 位置， 绳与竖直方向夹角 θ=60°，由静止释放，运动到最低点 B 时与另一静止的小球乙（可视为质点）发生完全 弹性碰撞，碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道，当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。已知小球 乙的质量是甲质量的 3 倍，重力加速度为 g。 （ 1）求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小； （ 2）若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动，求圆轨道的半径。 【答案】 （1） 2 1 2 v gL ；2） 20 LR 。 【解析】 【详解】 （ 1）甲球下摆过程，由机械能守恒有： 2 0 11 cos60 2 mgL mv ① 解得 0v gL ② 设甲乙碰撞后速度分别为 1v 和 2v ，根据动量守恒定律有： 0 1 23mv mv mv ③ 根据能量守恒定律有： 2 2 2 0 1 2 1 1 3 2 2 2 mv mv mv ④ 解得 2 1 2 v gL ⑤ （ 2）乙球恰能做圆周运动，则在最高点，根据牛顿第二定律有： 2 3 3 vmg m R ⑥ 从最低到最高点，根据动能定理有： 2 2 2 1 16 3 3 2 2 mgR mv mv ⑦ 由⑥⑦得 20 LR 17．甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 x 轴正向和负向传播，波速均为 v=20cm/s 。两列波在 t=0 时的波形曲线如图所示。求： (i)t=0 开始，乙的波谷到达 x=0 处的最短时间； (ii)t=0~10s 内， x=0 处的质点到达正向最大位移处的次数。 【答案】 （i）0.5s；（ii ）2 次 【解析】 【分析】 【详解】 (i) 乙向左传播，其最靠近 x=0 处的波谷位置的 x 坐标为 2 20 40 cm 10cm 2 x 乙的波谷到达 x=0 处的最短时间为 2 2 0.5sxt v (ii) 质点运动到正向最大位移时 y=y 1+y2=20cm 即两列波的波峰同时到达 x=0 位置， 从图线可知， 甲、 乙两列波的波长分别为 λ1=40cm，λ2=60cm ，由 T v 可得甲、乙两列波的周期分别为 T 1=2s， T 2=3s 甲的波峰到达 x=0 位置所需时间 1 1t kT 其中 (k=1 ，2，3⋯⋯) 乙的波峰到达 x=0 位置所需时间 2 2 2 2 40t T nT 其中 (n=0 ，1，2⋯⋯) 甲、乙两列波的传播时间相同，可知 t 1=t 2 可得 1 2 2 40kT T nT 即 2 2 3k n 当 k=1 且 n=0 时， x=0 处的质点运动到正向最大位移处， t1=2s；当 k=4 且 n=2 时， x=0 处的质点运动 到正向最大位移处， t 2=8s；即 t=0~10s 内， x=0 处的质点运动到正向最大位移处共有 2 次。