2021年广东省选择性考试物理模拟测试卷（五） Word版含答案

2021年广东省选择性考试物理模拟测试卷（五） Word版含答案

2021 年广东省选择性考试模拟测试卷(五) (考试时间:75 分钟;满分:100 分) 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.下列关于核反应的说法,正确的是( ) A. 90 234 Th→ 91 234 Pa + - 1 0 e 是β衰变方程, 92 238 U→ 90 234 Th +2 4 He 是核裂变方程 B. 92 235 U +0 1 n→ 56 144 Ba +36 89 Kr + 30 1 n 是核裂变方程,也是氢弹的核反应 方程 C. 90 234 Th 衰变为 86 222 Rh,经过 3 次α衰变,2 次β衰变 D.铝核 13 27 Al 被α粒子击中后产生的反应生成物是磷 15 30 P,同时放 出一个质子 2.如图(甲)所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 2∶1,电阻为 55 Ω,电流表、电压表均为理想电表。原线圈 A、B 端接入如图(乙)所示 的正弦交流电压,下列说法正确的是( ) A.电流表的示数为 4.0 A B.电压表的示数为 155.6 V C.副线圈中交流电的频率为 50 Hz D.穿过原、副线圈磁通量的变化率 之比为 2∶1 3.高速公路收费站都设有“ETC”通道(即不停车收费通道),设 ETC 车 道是笔直的,由于有限速,汽车通过时一般是先减速至某一限定速度, 然后匀速通过电子收费区,再加速驶离(将减速和加速过程都看作加 速度大小相等的匀变速直线运动)。设汽车开始减速的时刻 t=0,下列 四幅图能与汽车通过 ETC 的运动情况大致吻合的是( ) 4.如图所示,为一种改进后的回旋加速器示意图,在 D 形盒边上的缝 隙间放置一对中心开有小孔 a、b 的平行金属板 M、N。每当带正电的 粒子从 a 孔进入时,就立即在两板间加上恒定电压,经加速后从 b 孔射 出,再立即撤去电压。而后进入 D 形盒中的匀强磁场,做匀速圆周运动。 缝隙间无磁场,不考虑相对论效应,则下列说法正确的是( ) A.D 形盒中的磁场方向垂直纸面向外 B.粒子运动的周期不断变大 C.粒子每运动一周直径的增加量越来越小 D.增大板间电压,粒子最终获得的最大动能变大 5.如图所示,左侧是半径为 R 的四分之一光滑圆弧,右侧是半径为 2R 的光滑部分圆弧。二者圆心在一条竖直线上,小球 a、b 通过一轻绳相 连,二者恰好在等高处平衡。已知θ=37°,小球可视为质点,则小球 a、 b 的质量之比为( ) A.3∶4 B.3∶5 C.4∶5 D.1∶2 6.在冰壶比赛中,某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶,两者在大本营 中心发生对心碰撞如图(a)所示,碰撞前后两壶运动的v t图线如图(b) 中实线所示,其中红壶碰撞前后的图线平行,两冰壶质量相等,则 ( ) A.两壶发生了弹性碰撞 B.碰后蓝壶速度为 0.8 m/s C.碰后蓝壶移动的距离为 2.4 m D.碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受摩擦力 7.如图所示,轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于粗糙水平面上 质量为 m 的小球接触但不连接。开始时小球位于 O 点,弹簧水平且无 形变。O 点的左侧有一竖直放置的光滑半圆弧轨道,圆弧的半径为 R,B 为轨道最高点,小球与水平面间的动摩擦因数为μ。现用外力推动小 球,将弹簧压缩至 A 点,OA 间距离为 x0,将球由静止释放,小球恰能沿 轨道运动到最高点 B。已知弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为 g。 下列说法中正确的是( ) A.小球在从 A 到 O 运动的过程中速度不断增大 B.小球运动过程中的最大速度为 vm= 5C.小球与弹簧作用的过程中,弹簧的最大弹性势能 Ep=2.5mgR+μmgx0 D.小球通过圆弧轨道最低点时,对轨道的压力为 5mg 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.某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为 T,由于地球遮挡,宇航 员发现有 1 6 T 时间会经历“日全食”过程,如图所示已知地球的半径为 R,引力常量为 G,地球自转周期为 T0,太阳光可看作平行光,则( ) A.宇宙飞船离地球表面的高度为 2R B.一天内飞船经历“日全食”的次数为 0 C.宇航员观察地球的张角为 60° D.地球的平均密度为ρ= 24π 2 9.如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上,t=0 时,小物块以速度 v0 滑到长木板上,图(b)为物块与木板运动的 v t 图象,图中 t1、v0、v1 已知。重力加速度大小为 g。由此可求得( ) A.木板的长度 B.物块与木板的质量之比 C.物块与木板之间的动摩擦因数 D.从 t=0 开始到 t1 时刻,木板获得的动能 10.电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美。如图所示, 真空中固定两个等量异种点电荷 A、B,AB 连线中点为 O。在 A、B 所 形成的电场中,以 O 点为圆心,半径为 R 的圆面垂直 AB 连线,以 O 为几 何中心的边长为 2R 的正方形平面垂直圆面且与 AB 连线共面,两个平 面边线交点分别为 e、f,则下列说法正确的是( ) A.在 a、b、c、d、e、f 六点中找不到任何两个场强和电势均相同 的点 B.将一电荷由 e 点沿圆弧 egf 移到 f 点电场力始终不做功 C.将一电荷由 a 点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同 D.沿线段 eOf 移动的电荷,它所受的电场力先减小后增大 三、非选择题:包括必做题和选做题两部分,第 11 题～第 14 题为必做 题,每个试题考生必须作答,第 15 题～第 16 题为选做题,考生根据要 求作答。 (一)必做题:共 42 分。 11.(6 分)某同学设计出如图(甲)所示的实验装置来验证机械能守恒 定律,让小球从 A 点自由下落,下落过程中经过 A 点正下方的光电门 B 时,光电计时器记录下小球通过光电门时间 t,当地的重力加速度为 g。 (1)为了验证机械能守恒定律,该实验还需要测量下列哪些物理 量 。 A.小球的质量 m B.AB 之间的距离 H C.小球从 A 到 B 的下落时间 tAB D.小球的直径 d (2)小球通过光电门时的瞬时速度 v= (用题中所给的物理量 表示)。 (3)调整 AB 之间距离 H,多次重复上述过程,作出 1 2 随 H 的变化图象如 图(乙)所示,当小球下落过程中机械能守恒时,该直线斜率 k0= 。 (4)在实验中根据数据实际绘出 1 2 H 图象的直线斜率为 k(k mv0′2+ mv2,碰撞过程机械能有损失,碰撞为 非弹性碰撞,故 A 错误,B 正确;根据速度图象与坐标轴围成的面积表 示位移可得,碰后蓝壶移动的位移大小 x= t= . h ×5 m=2 m,故 C 错误; 根据图象的斜率表示加速度,可知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速 度,两者的质量相等,由牛顿第二定律知碰后红壶所受摩擦力大于蓝 壶所受的摩擦力,故 D 错误。 7.C 小球在从 A 到 O 运动的过程中,受弹力和摩擦力,由牛顿第二定 律可知 kΔx-μmg=ma ,物体先做加速度减小的加速运动,当加速度为 零时(弹力等于摩擦力时)速度最大,接下来摩擦力大于弹力,小球开 始做减速运动,当弹簧恢复原长时小球离开弹簧,故 A 错误;因为小球 恰能沿轨道运动到最高点 B,由重力提供向心力有 mg=m ,解得 vB= ,从 O 到 B 根据动能定理得-mg2R= m - m ,联立以上解得 vO= h ,由上分析可知,小球从开始运动到离开弹簧速度先增大后 减小,所以最大速度要比 h 大,故 B 错误;从 A 到 O 根据能量守恒 得 Ep= m +μmgx0,联立以上得 Ep=2.5mgR+μmgx0,故 C 正确;小球在 最低点时,由牛顿第二定律得 FN-mg=m ,联立以上解得 FN=6mg,故 D 错误。 8.CD 设飞船距离地面的高度为 h,如图,因宇航员发现有 T 时间会经历“日 全食”过程,则圆心角α=60°,所以宇航员观察地球的张角为 60°, 由几何关系得(h+R)sin 30°=R,解得 h=R,故 C 正确,A 错误;地球自转 一圈时间为 T0,飞船绕地球一圈时间为 T,飞船绕一圈会有一次日全食, 所以每过时间 T 就有一次日全食,得一天内飞船经历“日全食”的次 数为 ,故 B 错误;由万有引力提供向心力,则有 G =mω2r=m( )2r, 又轨道半径 r=R+h=2R,则地球质量为 M= h t = t t ,则地球密度为ρ = h t t = h ,故 D 正确。 9.BC 由图(b)只能求出小物块与长木板的相对位移,不知道小物块 最终停在哪里,无法求出木板的长度;由于图线的斜率表示加速度,则 长木板的加速度为 aA= ,小物块的加速度 aB= - ,根据牛顿第二定律 得μmg=MaA,μmg=maB,解得 = - ,μ= - ;在 0～t1 时间内,木板获 得的动能 Ek= M = mv1(v0-v1),题中 t1、v0、v1 已知,但是 M、m 未知, 故不能够求解出木板获得的动能,选项 B、C 正确。 10.BC 图中圆面是一个等势面,e、f 的电势相等,根据电场线分布的 对称性可知 e、f 两点的场强相同,故 A 错误;图中圆弧 egf 是一条等 势线,其上任意两点的电势差都为零,根据公式 W=qU 可知,将一正电 荷由 e 点沿圆弧 egf 移到 f 点电场力不做功,故 B 正确;a 点与圆面内 任意一点的电势差相等,根据公式 W=qU 可知,将一电荷由 a 点移到圆 面内任意一点时,电场力做功相同,则电势能的变化量相同,故 C 正确; 沿线段 eOf 移动的电荷,电场强度先增大后减小,则电场力先增大后 减小,故 D 错误。 11.解析:(1)根据机械能守恒的表达式可知,方程两边可以约掉质量, 因此不需要测量质量,故 A 错误;根据实验原理可知,需要测量的是 A 点到光电门 B 的距离 H,故 B 正确;利用小球通过光电门的平均速度来 代替瞬时速度,不需要测量下落时间,故 C 错误;利用小球通过光电门 的平均速度来代替瞬时速度时,需要知道挡光物体的尺寸,因此需要 测量小球的直径,故 D 正确。 (2)已知经过光电门时的时间和小球的直径,则可以由平均速度表示 经过光电门时的速度,故 v= 。 (3)若减小的重力势能等于增加的动能时,可以认为机械能守恒,则有 mgH= mv2,即 2gH=( )2,解得 = H,该直线斜率 k0= 。 (4)(乙)图中 =kH,因存在阻力,则有 mgH-FfH= mv2;联立解得小球下 落过程中所受平均阻力与小球所受重力的比值为 = - 。 答案:(1)BD (2) (3) (4) - 12.解析:(1)由闭合电路欧姆定律可知 I= +++ = t ++h+ ,解得 R0+R=958 Ω,滑动变阻器(0～100 Ω),故定值电阻选择 900 Ω,即选 择 E。 (2)将红、黑表笔短接,调节滑动变阻器 R,该步骤进行的是欧姆调零, 应使电流表指针对准 3 mA 处。 (3)电流表满偏时,由闭合电路欧姆定律可知 I= 内 ,解得 R 内= = t t× - tΩ=1 000 Ω,电流表半偏时,由欧姆定律可知 I= 内 + 外 ,联立两式可 得 R 外=R 内=1 000 Ω。 (4)电流应从电压表的“+”流入,因欧姆表的 A 端与电池的正极相连, 故 A 端与电压表的“+”接线柱相连,所以他应将电压表的“-”接线 柱与图(甲)中的 B 接线柱相连。两个电压表 3 V、15 V 的内阻分别约 2 kΩ、10 kΩ,两电阻比较,内阻 2 kΩ更接近欧姆表的中值电阻,指 针更接近中央刻度线,读数误差更小,说明 3 V 量程所对应的内阻测量 结果更准确。 (5)因贴纸上的电阻标记不变,即欧姆表的内阻不变,又因欧姆表的满 偏电流不变,说明电源的电动势不变,故 C、D 正确,A、B 错误。 答案:(1)E (2)3 (3)1 000 (4)B 3 (5)CD 13.解析:(1)飞船加速下降时,由牛顿第二定律有 mg-F=ma 火箭推力对飞船做功为 W=-Fh 解得 W=-1.6×105 J。 (2)设“缓冲脚”触地时飞船的速度为 v,飞船垂直下降的过程中有 v2=2ah 从“缓冲脚”触地到飞船速度减为 0 的过程中,设每条“缓冲脚”对 飞船的冲量大小为 I,根据动量定理,有 4Isin 60 °-mgt=0-(-mv) 解得 I= t t t N·s。 答案:(1)-1.6×105 J (2) t t t N·s 14.解析:(1)由题图可知,导体棒的最大速度 vm=3 m/s 对应的感应电动势 E=BLvm 感应电流 I= + 当导体棒的速度达到最大时,导体棒受力平衡,则 BIL=mgsin θ 解得 B= ( + ) ܑ 댳 =2 T。 (2)导体棒和电阻串联,由公式 Q=I2Rt 可知 Qab∶QR=1∶3 则导体棒 ab 产生的焦耳热 Qab= t ×21 J=7 J 导体棒下滑 x=5 m 的距离,导体棒减少的重力势能转化为动能和回路 中的焦耳热,由能量守恒定律有 mgxsin θ= m +Qab+QR 得导体棒的速度 v1=2 m/s 此时感应电动势 E1=BLv1 感应电流 I1= + 对导体棒有 mgsin θ-BI1L=ma1 解得加速度 a1=2 m/s2。 (3)开关 S1 断开、S2 闭合时,任意时刻对导体棒,根据牛顿第二定律有 mgsin θ-BIL=ma2 感应电流 I= Δq=CΔU Δt 时间内,有ΔU=ΔE=BLΔv a2= 解得 a2=2 m/s2 表明导体棒 ab 下滑过程中加速度不变,ab 棒做匀加速直线运动,t= 2 s 时导体棒的速度 v2=a2t=4 m/s。 答案:(1)2 T (2)2 m/s 2 m/s2 (3)4 m/s 15.解析:(1)温度是分子平均动能的标志,只要能减弱气体分子热运 动的剧烈程度,气体的温度就可以降低,A 项正确;大量分子做无规则 运动的速率有大有小,分子速率分布有规律,即统计规律,分子数百分 率呈现“中间多,两头少”的统计规律,B 项错误;根据热力学第二定 律,可以实现从单一热库吸收热量,使之完全用来对外做功,但必然会 引起其他的变化,C 项正确;气体的压强与单位时间内气体分子对容器 壁单位面积的碰撞次数以及分子对容器壁的平均撞击力有关,若温度 升高,分子对容器壁的平均撞击力增大,单位时间内气体分子对容器 壁单位面积的碰撞次数减少,气体的压强不一定减小,D 项正确;当分 子间距大于平衡距离时,增大分子间距,分子间的作用力先增大后减 小;当分子间距小于平衡距离时,增大分子间距,分子间的作用力减 小,E 项错误。 (2)①初态气体温度为 T1=(273+27)K=300 K 体积为 V1=LS 当活塞 A 刚好达到汽缸顶部时,设气体温度为 T2,气体体积为 V2=2LS 该过程气体发生等压变化,有 = 解得 T2=600 K。 ②温度为 T1 时,气体的压强为 p1=p0+ =1.1×105 Pa 设最后沙子倒入的质量为 M,则活塞 B 回到初位置时,气体的压强为 p3=p0+( + ) 此时气体的温度为 T3=T2 由查理定律有 = t t 解得 M=22 kg 设弹簧压缩了Δx,由胡克定律有Δx= 则稳定后 A、B 间的距离为 LAB=L-Δx=0.16 m。 答案:(1)ACD (2)①600 K ②22 kg 0.16 m 16.解析:(1)弹簧振子做简谐运动时,若某两个时刻位移相同,则这两 个时刻的速度大小相等,方向可能相同也可能相反,A 错误;单摆在周 期性外力作用下做受迫振动,其振动周期是由驱动力的周期决定的, 与单摆的摆长无关,B 正确;火车鸣笛向我们驶来时,根据多普勒效应, 我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高,C 正确;当水波通过障碍 物时,若障碍物的尺寸与波长差不多,或比波长小得多时,将发生明显 的衍射现象,D 正确;在两列波的叠加区域,某质点到两列波源的距离 相等,若两个波源初相位相同,该质点的振动一定加强,而若两个波源 初相位相反,则该质点振动减弱,E 错误。 (2)①光在玻璃三棱镜中传播的光路图如图所示。 设光在 BC 面上的入射角为 i,由几何关系可得 sin i=sin 60°= t 设光在 BC 界面发生全反射的临界角为 C sin C= = t t可得 i>C,光在 BC 面发生全反射,不能从 BC 面射出。 ②设光在 AC 面的入射角为α,折射角为β,反射角为γ,由几何关系 可知 γ=α=30° ܑ ܑ =n 解得β=60° θ=180°-γ-β 解得θ=90°。 答案:(1)BCD (2)①不能 ②90°