广东省茂名市2021届第二次新高考模拟考试物理试卷含解析(含5套模拟卷)

广东省茂名市2021届第二次新高考模拟考试物理试卷

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.在某种科学益智玩具中，小明找到了一个小型发电机，其结构示意图如图1、2所示。图1中，线圈的

匝数为n,ab长度为L「be长度为L2,电阻为r；图2是此装置的正视图，切割处磁场的磁感应强度大

小恒为B,有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90。。外力使线圈以角速度3逆时针匀速转动，电刷M

端和N端接定值电阻，阻值为R,不计线圈转动轴处的摩擦，下列说法正确的是（）

A.线圈中产生的是正弦式交变电流

B.线圈在图2所示位置时，产生感应电动势E的大小为BLI2C0

C.线圈在图2所示位置时，电刷M的电势低于N

(〃BLLs》

D.外力做功的平均功率为________1?

2(/?+r)

【答案】D

【解析】

【详解】

AB.一个周期时间内，有半个周期线圈的两边在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，据法拉第电磁感应

定律有：

E=2nBLv

1

其中u=人，解得

E=nBLLw

12

不是正弦式交变电流，故A、B错误；

C.根据右手定则，图2所示位置时外电路中电流由M经电阻R流向N,外电路电流由电势高处流向电

势低处，则M的电势高于N的电势，故C错误；

D.线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率

£2T、

>_(R+r)2_(〃叫幺co〉

2(7?+r)

故D正确。

2.如图所示，四根相互平行的固定长直导线L】、LrLrL4,其横截面构成一角度为60,的菱形，均通

有相等的电流L菱形中心为O。4中电流方向与L2中的相同，与L3、L4，中的相反，下列说法中正确

的是（）

li（2>............6上

1J

A.菱形中心。处的磁感应强度不为零

B.菱形中心O处的磁感应强度方向沿OL]

C.L所受安培力与L3所受安培力大小不相等

D.L1所受安培力的方向与L3所受安培力的方向相同

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

AB.根据安培定则，L2、I、导线在菱形中心O处的磁应强度方向沿OL3斜向上，L3、L导线在菱形中心

O处的磁应强度方向沿OL2斜向下，由叠加原理可知，菱形中心O处的合磁场的磁感应强度不为零，且

不沿OL1方向，故A正确，B错误；

CD.根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，L]与L3受力如图所示，由各导线中电流大小相等，则

每两导线间的作用力大小相等，由平行四边形定则合成可知，%所受安培力与L3所受安培力大小相等，

方向相反，故CD错误。

故选Ao

3.如图所示为鱼饵自动投放器的装置示意图，其下部是一个高度可以调节的竖直细管，上部是四分之一

圆弧弯管，管口沿水平方向。竖直细管下端装有原长为L。的轻质弹簧，弹簧下端与水面平齐，将弹簧压

缩并锁定，把鱼饵放在弹簧上。解除锁定当弹簧恢复原长时鱼饵获得速度v0。不考虑一切摩擦，重力加速

度取g,调节竖直细管的高度，可以改变鱼饵抛出后落水点距管口的水平距离，则该水平距离的最大值为

A77+L0B,y+2L0C.37-LoD.y-2L0

【答案】A

【解析】

【详解】

设弹簧恢复原长时弹簧上端距离圆弧弯管口的竖直距离为h,根据动能定理有一mgh三二二；一:二二;，鱼

饵离开管口后做平抛运动，竖直方向有h+Lo/gt2,鱼饵被平抛的水平距离x=vt,联立解得

二1信一2二）Q匚+2二#《口7匚J=卷+二勿所以调节竖直细管的高度时，鱼饵被投放的最远

距离为|^+L0,选项A正确。

4.如图甲所示，AB两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA*随时间t的变化规律如图乙所示，下列

说法中正确的是（）

A.t］时刻，两环作用力最大

B.t2和t3时刻，两环相互吸引

C.t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥

D.t3和时刻，两环相互吸引

【答案】B

【解析】

t］时刻感应电流为零，故两环作用力为零，则选项A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A

环中同向的电流，故相互吸引，、时刻同理也应相互吸引，故选项B正确，C错误；t4时刻A中电流为零,

两环无相互作用，选项D错误.

5.4月1日，由于太阳光不能照射到太阳能电池板上，“玉兔二号”月球车开始进入第十六个月夜休眠期。

在之后的半个月内，月球车采用同位素238PU电池为其保暖供电，已知Pu238是人工放射性元素，可用中

94

子照237Np得到。Pu238衰变时只放出a射线，其半衰期为88年。则（）

93

A.用中子辐照Np237制造Pu238时将放出电子

B.Pu238经一次衰变会有两个质子转变为两个中子

C.Pu238经一次衰变形成的新核含有144个中子

D.当到达下个月昼太阳能电池板工作时，Pu238停止衰变不再对外供电

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A.用中子辐照Np237时的核反应方程为

in+237Np-»238Pu+oe

09394-I

根据核反应方程可知，有电子放出，故A正确；

BC.Pu238经一次a衰变，衰变方程为

238Pu—>234U+4He

94922

Pu238经一次a衰变会把2个质子和2个中子作为一个整体抛射出来，衰变后形成的新核中有中子数为

234-92=142（个）

故BC错误；

D.放射性元素有半衰期是由放射性元素本身决定的，与外界环境无关，故D错误。

故选A。

6.一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不

同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，

这个圆叫作A点的曲率圆，其半径P叫做A点的曲率半径。如图乙所示，行星绕太阳作椭圆运动，太阳

在椭圆轨道的一个焦点上，近日点B和远日点C到太阳中心的距离分别为味和％,已知太阳质量为M,

行星质量为m,万有引力常量为G,行星通过B点处的速率为VB，则椭圆轨道在B点的曲率半径和行星

通过C点处的速率分别为（）

u2r2\GMGM\GM

A.*"B"B1，,B.dr

GMvrV2'

VcBVc

V2T2rGMr

C.**,-8-VD.-B-V

rBV2'rB

GMcBc

【答案】c

【解析】

【分析】

【详解】

由题意可知，一般曲线某点的相切圆的半径叫做该点的曲率半径，已知行星通过B点处的速率为VB，在

太阳的引力下，该点的向心加速度为

GM

a=------

r2

B

设行星在这个圆上做圆周运动，同一点在不同轨道的向心加速度相同，则在圆轨道上B点的加速度为

v2GM

a=-u~=-----

pr2

B

则B点的曲率半径为

V2r2

0=BB.

GM

根据开普勒第二定律，对于同一颗行星，在相同时间在扫过的面积相等，则

vvAr

s—•r——•r

282c

即行星通过C点处的速率为

V=-#-v

crB

c

所以C正确，ABD错误。

故选C。

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.如图，在一个光滑水平面上以速度v运动的小球，到达A处时遇到一个足够长的陡坡AB,已知AB

与竖直线之间的夹角为a,重力加速度取g。则小球（）

A.离开A到落到斜坡前的加速度为g

2v

B.经时间丁丁落到斜面上

t=gtana

2v9cosot

C.落在斜坡上的位置距A的距离为一^―

gsm2a

v

D.落到斜坡上时的速度大小为.

sina

【答案】ABC

【解析】

【分析】

【详解】

A.小球离开A后做平抛运动，只受重力，加速度为g,即离开A到落到斜坡前的加速度为g,故A正确;

B.落在斜面上时位移方向与竖直方向的夹角为a,则有

vt

tana=_-----

2件

解得

2v

t=--------

gtana

故B正确；

C.落在斜坡上时的水平位移

2V2

X-Vt---------

gtana

则落在斜坡上的位置距A的距离

x2V2cosce

s-------=-----------

sinagsin2a

故C正确；

D.落到斜坡上时竖直方向速度

则落到斜坡上时的速度大小

故D错误。

故选ABC。

8.如图甲所示，A、B两平行金属板长为/,两板间加如图乙所示的方波电压（图中所标数据均为已知量）,

质量为m、电荷量为q的带电粒子从两板中线左端O点在t=0时刻以｛=亍的速度平行金属板射入两板

间，结果粒子在上板右端边缘附近射出，不计粒子的重力，则

甲乙

A.粒子带正电

B.粒子从板间射出时的速度大小仍等于‘

两金属板的距离为

D.要使粒子仍沿中线射出，粒子从O点射入的时刻为f=（2〃+l）J,N=（）』,2

【答案】BC

【解析】

【详解】

II

A.由于粒子射入两板间的速度\=了，因此粒子穿过两板的时间为t=『=T，粒子从t

0

=0时刻射入两板间，结果粒子在上板右端附近射出，说明粒子射入两板间后，在竖直方向开始受到的电

场力向上，由于开始时UAB为正，上板带正电，表明粒子带负电，选项A错误；

B.从t=0时刻开始，在一个周期内，粒子在垂直于金属板方向上先做初速度为零的匀加速运动后做匀减

速运动到速度为零，因此粒子从板间射出时速度大小仍等于\，选项B正确；

C.两板间的电场强度上=多，粒子的加速度

a占必

mmd

则

求得

选项C正确;

D.要使粒子仍沿中线射出，则粒子从O点射入的时刻，=J+["=（2〃+l）J,n=0,1,2........选项

424

D错误；

故选BC.

9.如图甲所示，两个点电荷Q「Q2固定在z轴上，其中Qj位于原点O,a、b是它们连线延长线上的两

点。现有一带负电的粒子q以一定的初速度沿z轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用）,

设粒子经过a、b两点时的速度分别为Va、v）?其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确

的是

A.ab连线的中点电势最低

B.a点的电势比b点的电势高

C.x=3L处场强一定为零

D.Q?带负电且电荷量小于Q1

【答案】CD

【解析】

【详解】

A.带电粒子在电场中只受电场力作用，电势能和动能之和不变，由图可知，在a、b连线的中点3L处，动

能最大，电势能最小，因为粒子带负电荷，所以a、b连线的中点3L处电势最高，故A错误；

B.根据A选项分析可知，a点动能比b点小，电势能比b点大，所以a点的电势比b点低，故B错误；

C.在3L点前做加速运动，3L点后做减速运动，可见3L点的加速度为0,则x=3L处场强为零，故C正

确；

kQqkQq

D.由于在x=3L点前做加速运动，所以Q?带负电，3L点的加速度为0,则有八六7=7?六7，故Q2带正

电且电荷量小于Qi，故D正确。

故选：CD

10.如图所示，空间中存在匀强磁场，在磁场中有一个半径为R的圆，圆面与磁场垂直，从圆弧上的P

点在纸面内沿各个方向向园内射入质量、电荷量、初速度大小均相同的带同种电荷的粒子，结果沿半径

PO方向射入的粒子从边界上Q点射出.已知OQ与OP间的夹角为60。，不计粒子的重力，则下列说法

正确的是

A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为走R

2

B.粒子在磁场中做圆周运动的半径为点出R

3

C.有粒子射出部分的国弧所对圆心角的正弦值为马叵

3

D.有粒子射出部分的圆孤所对圆心角的正弦值为*

3

【答案】BD

【解析】

【详解】

AB.设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,由几何关系可知:

/3

r=Rtan30°="R

3

A,错误B正确；

CD.粒子做圆周运动的直径为：

2小

d=2r=7R

3

设有粒子射出部分的圆弧所对圆心角为0,由几何关系可知:

。r

sin--=一

则:

.A.002^/3

sint>=20sin—cos—=

223

C错误，D正确.

11.如图甲、乙所示，分别用恒力F「F2先后将质量为m的物体，由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由

底端拉到顶端，两次到达顶端的速度相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次F2水平向右。则两个过程中

()

甲乙

A.物体机械能变化量相同

B.物体与斜面摩擦生热相同

C.耳做的功与F?做的功相同

D.耳做功的功率比F2做功的功率小

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】

A.两个过程中，物体的末速度相同，动能相同，则动能的变化量相同，物体上升相同的高度，重力势能

变化量相同，所以物体的机械能变化量相同，故A正确；

B.由图分析可知，第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不

同，故物体与斜面的摩擦力产热不相同，故B错误；

C.根据动能定理得

W-mgh-W=g〃2V2-O

解得

W=mgh+W+1.WV2

第一个物体所受的摩擦力小于第二个物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，

则FJ故的功比F：做的少，故C错误；

D.根据

v

X=­t

2

知x、v相同，则t相同，而F1做的功小于F?做的功，根据

可知F］做功的功率比F2做功的功率小，故D正确。

故选AD.,

12.关于热力学定律，下列说法正确的是（）

A.气体吸热后温度一定升高

B.对气体做功可以改变其内能

C.理想气体等压膨胀过程一定放热

D.理想气体绝热膨胀过程内能一定减少

E.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体

【答案】BDE

【解析】

【分析】

【详解】

A.气体吸热，若同时对外做功，则气体内能可能减小，温度也可能降低，A错误；

B.改变气体的内能的方式有两种：做功和热传递，B正确；

C.理想气体等压膨胀，根据盖一吕萨克定律

K=c

T

可知理想气体温度升高，内能增大，根据热力学第一定律

△U=Q+W

理想气体膨胀对外做功，所以理想气体一定吸热，C错误；

D.理想气体绝热膨胀过程，理想气体对外做功，没有吸放热，根据热力学第一定律可知内能一定减少，

D正确；

E.根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，E正确。

故选BDEo

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分

13.某小组设计了一个研究平抛运动的实验装置，在抛出点O的正前方，竖直放置一块毛玻璃.他们利

用不同的频闪光源，在小球抛出后的运动过程中光源闪光，会在毛玻璃上出现小球的投影点，在毛玻璃右

边用照相机进行多次曝光，拍摄小球在毛玻璃上的投影照片如图1,小明在O点左侧用水平的平行光源照

射，得到的照片如图3；如图2,小红将一个点光源放在O点照射重新实验，得到的照片如图4已知光源

的闪光频率均为31Hz,光源到玻璃的距离L=1.2m,两次实验小球抛出时的初速度相等.根据上述实验可

求出：（结果

均保留两位小数）

()12345678<>cm

n川iliiiJiiitluiiIIIUJMIJIIIIIIHhu加JIMliiijuilnih川

图3

0123456789cm

图4

(1)重力加速度的大小为m/s2,投影点经过图3中M位置时的速度大小为m/s

(2)小球平抛时的初速度大小为m/s

【答案】9.610.629.30

【解析】

【分析】

【详解】

(1)若用平行光照射，则球在毛玻璃上的投影即为小球竖直方向上的位移，由幽=8丁2得:

g=9.61m/$2

2

投影点经过图3中M位置时的速度大小v=gXy=0.62加/s

(2)设小球在毛玻璃上的投影NB=Y

则经过时间t后小球运动的水平位移为％=丫，：竖直位移为y=：g"，由相似三角形得：V/2^/2

LY

结合图4可得：＞=9.30m/s

14.用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动。图乙是某次实验得到的一条纸带，纸带上相邻两个

计数点间还有四个打点画出。已知A、B两点间距离为4,D、E两点间距离为幺，且有々＞人，交变

电流的频率为了。

小车1_,打点计时器

ABCDE

左«Z\«7~右

1a-r'i---i-

破码和焉血

ZqL2

回答下列问题。

(1)纸带上显示的运动方向为；(选填“从左向右”或““从右向左”)

(2)小车运动的加速度为。=；(用题给物理量字母表示)

(3)£点的速度为。=(用题给物理量字母表示)。

(L-L)f2(7L-L)f

［答案］从左向右」752乙'0'

【解析】

【详解】

(1)⑴小车加速运动，相邻两点间距离越来越大，所以依次打出点的顺序是E、D、C、B、A,则纸带显示

的运动方向为从左向右。

(2)［2］交变电流的频率为7,则相邻打点的时间间隔为

则图乙中相邻计数点间的时间为5T,由运动规律得

L-L=3a(5T”

I2

解得

(3)由运动规律得

L=v(5T)+L(5T”

2D2

v=v+a(5T)

ED

解上述两式得

(7L-L)f

V二)i

E30

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分

15.如图所示，半径为a的圆内有一固定的边长为1.5a的等边三角形框架ABC,框架中心与圆心重合，S

为位于BC边中点处的狭缝.三角形框架内有一水平放置带电的平行金属板，框架与圆之间存在磁感应强

度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.一束质量为m、电量为q,不计重力的带正电的粒子，从P

点由静止经两板间电场加速后通过狭缝S,垂直BC边向下进入磁场并发生偏转.忽略粒子与框架碰撞时

能量与电量损失.求：

(D要使粒子进入磁场后第一次打在SB的中点，则加速电场的电压为多大？

(2)要使粒子最终仍能回到狭缝S,则加速电场电压满足什么条件？

(3)回到狭缝S的粒子在磁场中运动的最短时间是多少？

9482a2,,9qB?。22.3兀

【答案】(1)(2)U=-------------------(〃=4,5,6,...)；(3)，=—―

512m7327M(2/1-1)2minqB

【解析】

【分析】

(1)带电粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，进入磁场后做圆周运动，结合几何关系找到半径，求解

加速电场的电压；(2)要使粒子能回到S,则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则可能的情况是：粒子

与框架垂直碰撞，绕过三角形顶点时的轨迹圆弧的圆心应位于三角形顶点上，即SB为半径的奇数倍；要

使粒子能绕过顶点且不飞出磁场，临界情况为粒子轨迹圆与磁场区域圆相切；(3)根据带电粒子在磁场中

做匀速圆周运动的轨迹图，找到圆周运动的圆心角，结合圆周运动周期公式，求出在磁场中运动的最短时

间；

【详解】

1

(1)粒子在电场中加速，qU=—mv2

粒子在磁场中，qvB=-----

r

3a

r=—

16

qBz2a2

解得U==—二=-

2m512/n

(2)要使粒子能回到S,则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则r和v应满足以下条件：

①粒子与框架垂直碰撞，绕过三角形顶点时的轨迹圆弧的圆心应位于三角形顶点上，即SB为半径的奇数

倍，

SB3a

即〃---(

2n-lF=747(52--n--lK)n=L2,3,...)

②要使粒子能绕过顶点且不飞出磁场，临界情况为粒子轨迹圆与磁场区域圆相切，

即r<a—"a

"2

解得吃3.3,即n=4,5,6...

9qB2〃2

得加速电压U=32〃JLiF(n=4,5,6,...).

(3)粒子在磁场中运动周期为T

mv22Kr

qvB=-----，T=——

rv

2兀〃2

解得

qB

、_T523

当n=4时，时间最短，即*加=3*6*2+3x6T=区丁

2371/77

解得骁产B.

16.人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着玩手机。若手机的质量为150g,从离人脸约20cm的

高度无初速度掉落，砸到人脸后手机未反弹，人脸受到手机的冲击时间约为0.1s,重力加速度g=10m/s2,

试求手机对人脸的平均冲力大小。

【答案】F=4.5N

【解析】

【详解】

,1

由公式力解得

t-0.2s

i

全过程由动量定理/八=如得

U

mg(t+t}-Ft=0-0

I22

解得

F=4.5N

17.如图所示，AB为一光滑固定轨道，AC为动摩擦因数jx=0.25的粗糙水平轨道，O为水平地面上的一

点，且B、C、O在同一竖直线上，已知B、C两点的高度差为h,C、O两点的高度差也为h,AC两点

相距s=2h.若质量均为m的两滑块P、Q从A点以相同的初速度v0分别沿两轨道滑行，到达B点或C

点后分别水平抛出.求：

(1)两滑块P、Q落地点到O点的水平距离.

(2)欲使两滑块的落地点相同，滑块的初速度V。应满足的条件.

(3)若滑块Q的初速度v0已满足(2)的条件，现将水平轨道AC向右延伸一段L,要使滑块Q落地点距O

点的距离最远，L应为多少？

【答案】⑴二/=21二］一2匚匚"=,匚；=］二；一二二-三⑵二『、匚(3)二=二二

【解析】

【分析】

(1)利用动能定理分别求出到达BC点的速度，利用平抛运动求的水平位移；(2)利用两位移相等即可求得速

度；(3)利用动能定理求出平抛运动的速度，有数学关系求的即可.

【详解】

(1)滑块P从A到B的过程中由动能定理可知:一二二二=：匚二g一?二二;

可得：二-=、匕-2二二

从B点抛出x^v^,

I:I□

解得：Z;=2,_g-2ZD-T

、、-1

滑块Q从A到C过程，由动能定理得：一二二二匚=(二三一(二三

解得：二二二」二；一二二

从C点抛出:二；=二-二1,二=2二二：

解得：二二=、1；一二二•'二

、、口

（2）要使乂尸2,联立解得:二尸取二二

（3）由动能定理得：一二二二（二十二）=4二二"Y二二:

iI

在延伸最右端抛出：二；=二二二，二=:二二:

距O点的距离为△x=L+x

得:二二=J4二二一匚二十二当二二时，Ax取最大值?口

【点睛】

本题主要考查了动能定理和平抛运动相结合的综合运用，注意再求极值时数学知识的运用.