2021届新高考物理模拟卷3（广东卷）（解析版）

2021届新高考物理模拟卷3（广东卷）

一、单项选择题.本题共7小题，每小题4分，共计28分.每小题只有一个选项符合题意.

1.下列说法中正确的是（）

A.光电效应实验中，只有入射光频率小于极限频率才能产生光电子

B.若某材料的逸出功是由o，则它的极限频率m=中

C.大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性

D.在光电效应现象中，增大入射光的频率一定能增大光电流

2.质量为M=1kg的木板静止在粗糙水平面上，木板与地面间的动摩擦因数为外，在木板的左端放置一个质量为

掰=lkg、大小可忽略的铁块.铁块与木板间的动摩擦因数为〃2,取g=10m/s2.若在铁块右端施加一个从0开始增

大的水平向右的力尸，假设木板足够长，铁块受木板摩擦力尸f随拉力厂的变化如图所示.则两个动摩擦因数的数值

为（）

6

5

A."2=0.24

3

B."i=0.1,〃2=0.42

1

C."i=0.2,〃2=0.4

=

D.LL\0.4,〃2=0.2

3.1820年4月，丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.已知通电长直导线周围某点的磁感应强度8=©,即

磁感应强度8与导线中的电流成正比、与该点到导线的距离，•成反比.如图所示，两根平行长直导线相距为xo,分

别通以大小不等、方向相同的电流，已知力＞/2.规定磁场方向垂直纸面向里为正，在0〜X0区间内磁感应强度5随x

变化的图线可能是图中的（）

CD

4.真空中的点电荷在其周围产生电场，电场中某点的电势与点电荷的电荷量成正比，与该点到点电荷的距离成反比，

即9=产.在某真空中有一如图所示的正六边形/8CDE尸，。为其中心，/、C、E三个顶点各固定一点电荷，其中/、

C两点电荷量为式4>0),E点电荷量为一夕，EB、分别表示8、。点场强的大小，伽、夕。分别表示8、O点的电

势，则以下关系中正确的是()\'\

A.EB>EO^(pB>(po\I

B.EB〈EO,(p/(po/1_j-

C.EB=EO,(PB=(PO'口

D.EB<EO,(pB=(po

5.如图所示，质量为0.5kg的一块橡皮泥自距小车上表面1.25m高处由静止下落，恰好落入质量为2kg、速度为

2.5m/s沿光滑水平地面运动的小车上，并与小车一起沿水平地面运动，取g=10m*,不计空气阻力，下列说法正

确的是()\

A.橡皮泥下落的时间为0.3s/----------------

/L_l(______：

B.橡皮泥与小车一起在水平地面上运动的速度大小为3.5m/s，竺——

C.橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统动量守恒-----------

D.整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能为7.5J

6.如图甲所示，在水平面上固定一电阻为尺、半径为/■()的单匝金属线圈，线圈内有一半径为『(Kro)的区域内存在

垂直线圈平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度8随时间，如图乙变化时，令噤=。，噜近=6,从上往下看，

Kt。/W0

以顺时针方向的电流为正，下列选项中能正确表示线圈中感应电流/变化的是()

7.如图所示，两光滑平行金属导轨间距为L,直导线垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直

于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为5.电容器的电容为C,除电阻及外，导轨和导线的电阻均不计.现给导线

一初速度，使导线向右运动，当电路稳定后，以速度。向右匀速运动时（）

A.电容器两极板间的电压为零

B.通过电阻R的电流为等

C.电容器所带电荷量为

D.为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为牛

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。

8.一质量为0.6kg的篮球，以8m/s的速度水平撞击篮板，被篮板反弹后以6m/s的速度水平反向弹回，在空中飞

行0.5s后以7m/s的速度被运动员接住，取g=10m/s2,不计空气阻力，则下列说法正确的是（）

A,与篮板碰撞前后篮球的动量变化大小为8.4kg-m/s

B.被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的动量变化大小为0.6kgm/s

C.篮板对篮球的作用力大小约为15.6N

D.被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的重力产生的冲量大小为3N-s

9.如图所示，平行板电容器Z8两极板水平放置，/在上方，8在下方，现将其和二极管串联接在直流电源上，已

知力和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿48中心水平射入，打在8极板上的N点，小球的重

力不能忽略，现通过上下移动N板来改变两极板间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（）

A.若小球带正电，当48间距减小时，小球打在N的左侧\、

B.若小球带正电，当间距增大时，小球打在N的右侧1

C.若小球带负电，当间距减小时，小球可能打在N的右侧/二；------:

D.若小球带负电，当48间距增大时，小球可能打在N的左侧

10.一个细小金属圆环，在范围足够大的磁场中竖直下落，磁感线的分布情况如图，其中沿圆环轴线的磁场方向始终

竖直向上.开始时圆环的磁通量为00,圆环磁通量随下落高度y的变化关系为0=0O（1+W为比例常数，%>0）.金

属圆环在下落过程中环面始终保持水平，速度越来越大，最终稳定为某一数值，称为收尾速度.该金属环的收尾速

度为。，己知金属圆环的电阻为R,忽略空气阻力，关于该情景，以下结论正确的有（）

A.金属圆环速度稳定后，A/时间内，金属圆环产生的平均感应电动势大小为

B.金属圆环速度稳定后，金属圆环的热功率^

C.金属圆环的质量机=3用

K

D.金属圆环速度稳定后，金属圆环的热功率「=如铲

三、非选择题：共54分。第11〜14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.某同学利用如图所示装置验证以下两个规律：

①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向的分速度大小相等;

②系统机械能守恒.

P、0、R为三个完全相同的带有遮光片的物块，P、。用细绳连接，放在水平气垫导轨上，物块R与轻质滑轮连接,

放在细绳正中间，三个光电门分别放置于。、氏c处，调整三个光电门的位置，能实现同时被遮光.最初细纯水平,

现将三个物块由静止释放.(忽略R上的遮光片到轻质滑轮间的距离)

(1)为了能完成实验目的，除了记录R。、R的遮光片的遮光时间”、及、“外，还必须测量的物理量有()

A.P、。、R的质量M

B.两个定滑轮间的距离d

C.R的遮光片到c的距离，

D.遮光片的宽度x

(2)根据装置可以分析出P、。的速度大小相等，则验证的表达式为.

(3)若要验证物块R沿绳方向的分速度与物块P的速度大小相等，则验证的表达式为.

(4)若已知当地重力加速度为g,则验证系统机械能守恒的表达式为.

12.(1)某实验小组利用如图1甲所示电路进行一些实验操作，所用的器材有：多用电表、电压表(量程5V)、滑动

变阻器、导线若干.回答下列问题：

①将图甲中多用电表的红表笔和(填“1”或“2”)端相连，黑表笔连接另一端.

②将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表欧姆“Xlk”挡正确测量时的示数如图乙所示，这时电压表的示

数如图丙所示.多用电表和电压表的示数分别为kC和V.

(2)某同学在“测绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.

①所用各元件及规格如图2所示，电路已连好一部分，关于剩余电路的连接正确的是.(多选)

图2图3

A.M端应与a接线柱相连

B.M端应与人接线柱相连

C.N端与c接线柱相连，开关闭合前，滑动变阻器滑动片应滑到最左端

D.N端与d接线柱相连，开关闭合前，滑动变阻器滑动片应滑到最右端

②该同学连接好电路后，采用正确的实验方法和实验步骤进行操作，测绘的小灯泡的伏安特性曲线如图3所示，电

压(7=2V时，小灯泡电阻为Q.

13.如图所示，半径;•=0.06m的半圆形无场区的圆心在坐标原点。处，半径R=0.1m、磁感应强度8=0.075T的

圆形有界磁场区的圆心坐标为01(0,0.08m),平行金属板的板长乙=0.3m,间距d=0.1m,极板间所加电压U=

6.4X102V,其中MN极板上收集的粒子全部中和吸收.一位于。处的粒子源向第I、II象限均匀地发射速度大小

o=6.0Xl()5m/s的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第I象限出射的粒子速度方向均沿x轴正方向，若粒子重力

不计、比荷5=1.0义1()8。1^,不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应，5吊37。=0.6,cos37Q=0.8.求:

(1)打到下极板右端点N的粒子进入电场时的纵坐标值;

(2)打到N点的粒子进入磁场时与x轴正方向的夹角.

14.如图，倾角9=37。的直轨道/C与圆弧轨道CDE尸在C处相切且平滑连接，整个装置固定在同一竖直平面内.圆

弧轨道的半径为凡。厂是竖直直径，。点为圆心，E、。、8三点在同一水平线上.A、厂也在同一水平线上，两个

小滑块P、0(都可视为质点)的质量都为九已知滑块。与轨道AC间存在摩擦力且动摩擦因数处处相等，但滑块P

与整个轨道间和滑块。与圆弧轨道间的摩擦力都可忽略不计.同时将两个滑块P、。分别在48两点由静止释放，

之后P开始向下滑动，在8点与。相碰.碰后P、。立刻一起向下且在8c段保持匀速运动，已知P、。每次相碰

都会立刻合在一起运动但两者并不粘连，sin37°=0.6,cos370=0.8,取重力加速度为g,求：

(1)两滑块进入圆弧轨道运动过程中对圆弧轨道的压力的最大值.

(2)滑块。在轨道AC上往复运动经过的最大路程.

I_IL

□[

(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，则按所做的第一题计分。

[选修3-3]

15.(1)下列说法正确的是.

A.扩散现象是由物质分子的无规则运动引起的

B.只要知道某种物质的摩尔质量和密度，一定可以求出该物质的分子体积

C.布朗运动不是分子运动，但可以反映液体分子的无规则运动

D.水蒸汽凝结成水珠的过程中，分子间斥力减小，引力增大

E.一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加

(2)如图所示，上端带卡环的绝热圆柱形汽缸竖直放置在水平地面上，汽缸内部被质量均为m的活塞A和活塞B分

成高度相等的三个部分，下边两部分封闭有理想气体P和。，活塞/导热性能良好，活塞8绝热.两活塞均与汽缸

接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦.汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为To,汽缸的横截面积为S,外

界大气压强大小为警且保持不变，现对气体。缓慢加热.求：

①当活塞/恰好到达汽缸上端卡环时，气体。的温度TX-,

②活塞“恰好接触汽缸上端卡环后，继续给气体。加热，当气体P体积减为原来的一半时，气体。的温度心

[选修3-4]

16.(1)下列说法中正确的是.

A.做简谐运动的物体，其振动能量与振幅无关

B.全息照相的拍摄利用了光的干涉原理

C.真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源和观察者的运动无关

D.医学上用激光做“光刀”来进行手术，主要是利用了激光的亮度高、能量大的特点

E.机械波和电磁波都可以在真空中传播

(2)一半圆柱形透明体横截面如图所示，O为截面的圆心，半径/?=小cm,折射率”=小.一束光线在横截面内从

AOB边上的4点以60。的入射角射入透明体，求该光线在透明体中传播的时间.(已知真空中的光速c=3.0X108m/s)

1.答案B

解析光电效应实验中，只有入射光频率大于金属的极限频率才能发生光电效应，从而产生光电子，选项A错误;

若某材料的逸出功是航，则它的极限频率%=牛，选项B正确；大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的

行为往往表现出粒子性，选项C错误；在光电效应现象中，增大入射光的频率一定能增大光电子的最大初动能，不

一定能增大光电流，选项D错误.

2.答案B

解析由题图可知，当尸26N时，铁块的摩擦力恒定即为滑动摩擦力，且R=〃2机g=4N,解得〃2=0.4,

在尸=6N时，铁块和木板具有相同的加速度，

对铁块有：F—F（=ma

解得a—1m/s2

对木板有：Ma

解得：/zi=0.1,故B正确.

3.答案A

解析根据右手螺旋定则可得左边通电导线在两根导线之间的磁场方向垂直纸面向里，右边通电导线在两根导线之

间的磁场方向垂直纸面向外，离导线越远磁场越弱，在两根导线中间偏右位置合磁感应强度为零.由于规定磁场方

向垂直纸面向里为正，故A正确，B、C、D错误.

4.答案B

解析设正六边形的边长为L,X处点电荷在8点产生的电场强度为£j=^

C处点电荷在8点产生的电场强度为&=符

E处点电荷在B点产生的电场强度为邑=第

由电场的叠加可知，4、C两处点电荷在8处的合场强为£12="

所以8处的场强为EB=En-E3=-^

同理可求得：。处的场强为反）=^

所以EB＜EO

8处的电势为98=华一舞=赞

O处的电势为。。=半一｝=的

所以＜PB＞（PO,故B正确.

5.答案D

解析橡皮泥下落的时间为：

橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，选取小车初速度的方向为正方向，则有:

mtvo—（m\+机2）。,

£_.4上,机Ho2X2.5

所以共同速度为：v=_T—='_L八:m/s=2m/s,

十机22+0.5

故B错误；

橡皮泥落入小车的过程中，橡皮泥与小车组成的系统在水平方向的动量守恒，但竖直方向的动量不守恒，故C错误;

整个过程中，橡皮泥与小车组成的系统损失的机械能等于橡皮泥的重力势能与二者损失的动能，得：

^E=m2gh+5h加一；(如+，"2)。2

代入数据可得：A£：=7.5J,故D正确.

6.答案D

解析在o〜m时间内线圈中产生的感应电动势:

„ASBo,

感应电流/|=£=舞二=

根据楞次定律，电流为顺时针方向，即正方向；

在/0〜3/0时间内线圈中磁通量不变，产生的感应电流为零;

在3ro〜5ro时间内，

电动势：&=尊=矍兀/，

感应电流/2=登=舞

根据楞次定律，电流为逆时针方向，即负方向，故选D.

7.答案C

解析当导线MN匀速向右运动时，导线所受的合力为零，说明导线不受安培力，电路中电流为零，故电阻两端没

有电压，此时导线A/N产生的感应电动势恒定为£=80，则电容器两极板间的电压为U=E=BLv,故A、B错误；

电容器所带电荷量。=CU=C84,故C正确；因匀速运动后MV所受合力为0,而此时无电流，不受安培力，则

无需拉力便可做匀速运动，故D错误.

8.答案AD

解析以被篮板反弹后的速度方向为正方向，与篮板碰撞前后篮球的动量变化大小为：

△0=加力一(一机。1)=机(02+01)=66X(8+6)kg-m/s=8.4kg-m/s,

选项A正确；

根据动量定理，被篮板弹回到被运动员接住的过程中篮球的动量变化大小为

△/?2=mgf=0.6X10X0.5kg-m/s=3kg-m/s,

选项B错误；

根据动量定理：FNt=Np\,因作用时间加未知，则无法确定篮板对篮球的作用力大小，选项C错误；被篮板弹回

到被运动员接住的过程中篮球的重力产生的冲量大小为

IG=邸2=3kg-m/s=3N-s,

选项D正确.

9.答案AC

解析/极板带正电，8极板带负电，根据二极管具有单向导电性，极板的电荷量只能增加不能减小.若小球带正

电，当d减小时，电容增大，。增大，根据E=%,C=£,

C=照，得《=华乎，知”减小时E增大，所以电场力变大，方向向下，小球做平抛运动竖直方向上的加速度增

大，运动时间变短，打在N点左侧，故A正确.若小球带正电，当d增大时，电容减小，但。不能减小，所以0

不变，根据"与，C=g,。=痣;,得£=也乎，知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故B错误.若

小球带负电，当力8间距”减小时，电容增大，则。增大，根据E=§,C=，j,C=--,得"空袈，知E增大，

所以电场力变大，方向向上，若此时电场力仍小于重力，小球做类平抛运动竖直方向上的加速度减小，运动时间变

长，小球将打在N点的右侧，故C正确.若小球带负电，

当间距“增大时，电容减小，但。不能减小，

所以。不变,根据£=*C=£,C=岛,

得£=华?，知E不变，所以电场力不变，小球仍然打在N点，故D错误.

c-nJ

10.答案AD

,A0

解析金属圆环速度稳定后，加时间内，磁通量变化为△⑦=@2一皿=%。0。4,所以感应电动势为E=w=左⑦0。,

故A正确；金属圆环速度稳定后，产生的电流为1=去=笔~,热功率为尸=/2R="*"')，故B错误，D正确；由

K1\K

能量守恒可知，重力的功率等热功率，即机以=吟上，解得：掰=叫卫,故C错误.

KgR

11.答案⑴BCD⑵力=f2(3方=^^^

(4应〃=%2*+%+%)

解析(1)要证明①，需要测量两个定滑轮间的距离"和R的遮光片到c的距离“，通过几何关系可证明沿绳的分速

度相等；要证明②，需要测量R的遮光片到c的距离”和遮光片的宽度x,根据运动学公式和动能定理列式可验证

机械能守恒，故B、C、D正确.

YY

(2)物块产的速度0P=7，物块。的速度00=7，因此若要分析出产、。的速度大小相等，

rY

即需要脸证表达式［=胃化简可得验证人=，2即可;

Y

⑶物块R的速度VR=-9要验证物块R沿绳方向的分速度与物块P的速度大小相等,

•■3

则需要验证表达式VRCQSf)=Vp

即2f

将加⑦代人得：家调薪

(4)整个系统减少的重力势能是AEp=MgH

整个系统增加的动能

AEk=^Mvp2+^MVQ2-+^MVR2

要验证机械能守恒，则AEp=AEk,

12.答案(1)®1②153.50(2)@AC②10

解析(1)①电流从电压表正接线柱流入，故红表笔接1,黑表笔接2;

②欧姆表读数=倍率X表盘读数=1kX15Q=15kQ：

电压表最小分度为0.1V,故读数为3.50V;

(2)①测绘小灯泡的伏安特性曲线应该采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压式接法，则〃端应与a接线柱相连；

N端与c接线柱相连，开关闭合前，滑动变阻器滑动片应滑到最左端；或者N端与d接线柱相连，开关闭合前，滑

动变阻器滑动片应滑到最左端，故选A、C.

②电压U=2V时，读出电流为0.2A,则小灯泡电阻为火=彳=10。.

13.答案(1)0.08m(2)53°

解析(1)恰能打至4N点的粒子运动轨迹如图所示，

粒子从4点进入磁场，设进入电场时的纵坐标值为y,

粒子在电场中的加速度。=得

粒子穿过平行金属板的时间为/=§

粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，

有:

昨,浮qUE

联工仔：y-2mdvi

代入数据得y=0.08m

y<d=0Am,说明粒子能射入极板间，射入点的纵坐标值为>=0.08m

(2)尸点与磁场圆心等高，则粒子从点P(0.1m,0.08m)射出磁场.

粒子做圆周运动的半径为-o,C点为圆心，

则OC=R=OAm

2

由牛顿第二定律有：qvB=—

解得")=0.08m

在直角△O/C中，由三角函数关系有：

sinN4OC=驾=0.8,

即ZAOC=53°.

14.答案⑴38〃g(2淑

解析(1)滑块P下滑至与。相碰前瞬间，由机械能守恒定律得〃名/?=%?。|2

尸、0碰后合在一起运动，碰撞瞬间由动量守恒定律得

nw\=2niV2

P、0一起由C点运动至。点过程，有

2〃?gR(l-cos3)+^2mv21=^-2mvi^

经过D点时对圆弧轨道的压力最大，有

如2

FND-2mg=2m/

由牛顿第三定律可知，两滑块对圆弧轨道的最大压力

/*ND，=FZD

联立解得

FND'=3.87wg

(2)由(1)中计算可知，P、0整体在。点的动能

1、

2'2mvD=0.9mgR<2mgR

因此它们在圆弧轨道上运动的最高点在E点下方，之后沿轨道返回，再次到达C点的速度大小仍为6.从C点上滑

后尸、。分离，。比尸先到达最高点，且。运动到最高点时停下.设P、。上滑的最大位移分别为打、X。.对尸、0,

由动能定理分别可得

一机gsinO'Xp=Q—^niV2

一(