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    2021年高考真题——+物理(广东卷)+Word版含解析

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    这是一份2021年高考真题——+物理(广东卷)+Word版含解析,共20页。试卷主要包含了单项选择题,多项选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。

     

    2021年广东省普通高中学业水平选择性考试

    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,只有一项是符合题目要求的。

    1. 科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26,铝26的半衰期为72万年,其衰变方程为,下列说法正确的是(  )

    A. Y是氦核

    B. Y是质子

    C. 再经过72万年,现有的铝26衰变一半

    D. 再经过144万年,现有的铝26全部衰变

    【答案】C

    【解析】

    【分析】

    【详解】AB.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,该核反应是

    Y是正电子,选项AB错误;

    CD.因72万年是一个半衰期,可知再过72万年,现有的铝26衰变一半;再过144万年,即两个半衰期,现有的铝26衰变四分之三,选项C正确,D错误;

    故选C

    2. 20214月,我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行,若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动,已知引力常量,由下列物理量能计算出地球质量的是(  )

    A. 核心舱的质量和绕地半径

    B. 核心舱的质量和绕地周期

    C. 核心舱的绕地角速度和绕地周期

    D. 核心舱的绕地线速度和绕地半径

    【答案】D

    【解析】

    【分析】

    【详解】根据核心舱做圆周运动向心力由地球的万有引力提供,可得

    可得

    可知已知核心舱的质量和绕地半径、已知核心舱的质量和绕地周期以及已知核心舱的角速度和绕地周期,都不能求解地球的质量;若已知核心舱的绕地线速度和绕地半径可求解地球的质量。

    故选D

    3. 唐代《来耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是(  


     

    A. 耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大

    B. 耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大

    C. 曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力

    D. 直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力

    【答案】B

    【解析】

    【分析】

    详解】A.将拉力F正交分解如下图所示


     

    则在x方向可得出

    Fx = Fsinα

    Fx = Fsinβ

    y方向可得出

    Fy = Fcosα

    Fy = Fcosβ

    由题知α < β

    sinα < sinβ

    cosα > cosβ

    则可得到

    Fx < Fx

    Fy > Fy

    A错误、B正确;

    CD.耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,它们大小相等,方向相反,无论是加速还是匀速,则CD错误。

    故选B

    4. 由于高度限制,车库出入口采用图所示的曲杆道闸,道闸由转动杆与横杆链接而成,PQ为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中,杆始终保持水平。杆O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中,下列说法正确的是(  


     

    A. P点的线速度大小不变

    B. P点的加速度方向不变

    C. Q点在竖直方向做匀速运动

    D. Q点在水平方向做匀速运动

    【答案】A

    【解析】

    【分析】

    【详解】A.由题知杆OPO点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,则P点的线速度大小不变,A正确;

    B.由题知杆OPO点从与水平方向成30°匀速转动到60°,则P点绕O点做匀速圆周运动,P点的加速度方向时刻指向O点,B错误;

    CQ点在竖直方向的运动与P点相同,位移y关于时间t的关系为

    y = lOPsin( + ωt)

    则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动,C错误;

    DQ点在水平方向的位移x关于时间t的关系为

    x = lOPcos( + ωt) + lPQ

    则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动,D错误。

    故选A

    5. 截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线,长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线,若中心直导线通入电流,四根平行直导线均通入电流,电流方向如图所示,下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是(  )


     

    A
     B.
     

    C.
     D.
     

    【答案】C

    【解析】

    【分析】

    【详解】,则可不考虑四个边上的直导线之间的相互作用;根据两通电直导线间的安培力作用满足“同向电流相互吸引,异向电流相互排斥”,则正方形左右两侧的直导线要受到吸引的安培力,形成凹形,正方形上下两边的直导线要受到排斥的安培力,形成凸形,故变形后的形状如图C

    故选C

    6. 图是某种静电推进装置的原理图,发射极与吸极接在高压电源两端,两极间产生强电场,虚线为等势面,在强电场作用下,一带电液滴从发射极加速飞向吸极,ab是其路径上的两点,不计液滴重力,下列说法正确的是(  )


     

    A. a点的电势比b点的低

    B. a点的电场强度比b点的小

    C. 液滴在a点的加速度比在b点的小

    D. 液滴在a点的电势能比在b点的大

    【答案】D

    【解析】

    【分析】

    【详解】A.高压电源左为正极,则所加强电场的场强向右,而沿着电场线电势逐渐降低,可知

    A错误;

    B.等差等势线的疏密反映场强的大小,由图可知a处的等势线较密,则

    B错误;

    C.液滴的重力不计,根据牛顿第二定律可知,液滴的加速度为

    ,可得

    C错误;

    D.液滴在电场力作用下向右加速,则电场力做正功,动能增大,电势能减少,即

    D正确;

    故选D

    7. 某同学设计了一个充电装置,如图所示,假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2s,电压最大值为0.05V,理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为160,下列说法正确的是(  )


     

    A. 交流电的频率为10Hz

    B. 副线圈两端电压最大值为3V

    C. 变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关

    D. 充电电路的输入功率大于变压器的输入功率

    【答案】B

    【解析】

    分析】

    【详解】A.周期是T=0.2s,频率是

    A错误;

    B.由理想变压器原理可知

    解得,副线两端的最大电压为

    B正确;

    C.根据法拉第电磁感应定律可知,永磁铁磁场强,线圈中产生的感应电动势越大,变压器的输入电压会越大,故C错误;

    D.由理想变压器原理可知,充电电路的输入功率等于变压器的输入功率,故D错误。

    故选B

    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. 赛龙舟是端午节的传统活动。下列图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程,其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有(  )

    A.
     B.
     

    C.
     D.
     

    【答案】BD

    【解析】

    【分析】

    【详解】A.此图是速度图像,由图可知,甲的速度一直大于乙的速度,所以中途不可能出现甲乙船头并齐,故A错误;

    B.此图是速度图像,由图可知,开始丙的速度大,后来甲的速度大,速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移,由图可以判断在中途甲、丙位移会相同,所以在中途甲丙船头会并齐,故B正确;

    C.此图是位移图像,由图可知,丁一直运动在甲的前面,所以中途不可能出现甲丁船头并齐,故C错误;

    D.此图是位移图像,交点表示相遇,所以甲戊在中途船头会齐,故D正确。

    故选BD

    9. 长征途中,为了突破敌方关隘,战士爬上陡销的山头,居高临下向敌方工事内投掷手榴弹,战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹,手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h,在空中的运动可视为平抛运动,轨迹如图所示,重力加速度为g,下列说法正确的有(  )

    A. 甲在空中的运动时间比乙的长

    B. 两手榴弹在落地前瞬间,重力的功率相等

    C. 从投出到落地,每颗手榴弹的重力势能减少

    D. 从投出到落地,每颗手榴弹的机械能变化量为

    【答案】BC

    【解析】

    【分析】

    【详解】A.由平抛运动规律可知,做平抛运动的时间

    因为两手榴弹运动的高度差相同,所以在空中运动时间相等,故A错误;

    B.做平抛运动的物体落地前瞬间重力的功率

    因为两手榴弹运动的高度差相同,质量相同,所以落地前瞬间,两手榴弹重力功率相同,故B正确;

    C.从投出到落地,手榴弹下降的高度为h,所以手榴弹重力势能减小量

    C正确;

    D.从投出到落地,手榴弹做平抛运动,只有重力做功,机械能守恒,故D错误。

    故选BC

    10. 如图所示,水平放置足够长光滑金属导轨平行,是以O为圆心的圆弧导轨,圆弧左侧和扇形内有方向如图的匀强磁场,金属杆O端与e点用导线相接,P端与圆弧接触良好,初始时,可滑动的金属杆静止在平行导轨上,若杆O点在匀强磁场区内从bc匀速转动时,回路中始终有电流,则此过程中,下列说法正确的有(  )

    A. 杆产生的感应电动势恒定

    B. 杆受到的安培力不变

    C. 杆做匀加速直线运动

    D. 杆中的电流逐渐减小

    【答案】AD

    【解析】

    【分析】

    【详解】AOP转动切割磁感线产生的感应电动势为

    因为OP匀速转动,所以杆OP产生的感应电动势恒定,故A正确;

    BCD.杆OP匀速转动产生的感应电动势产生的感应电流由MN通过MN棒,由左手定则可知,MN棒会向左运动,MN棒运动会切割磁感线,产生电动势与原来电流方向相反,让回路电流减小,MN棒所受合力为安培力,电流减小,安培力会减小,加速度减小,故D正确,BC错误。

    故选AD

    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. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数,缓冲装置如图所示,固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺,再将单个质量为200g的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进,每滑进一个钢球,待弹簧静止,记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数,数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量,进而计算其劲度系数。

    n

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    8.04

    10.03

    12.05

    14.07

    16.11

    18.09

    1)利用计算弹簧的压缩量:______cm,压缩量的平均值______cm

    2)上述是管中增加______个钢球时产生的弹簧平均压缩量;

    3)忽略摩擦,重力加速度g,该弹簧的劲度系数为______N/m。(结果保留3位有效数字)

    【答案】    (1). 6.04    (2). 6.05    (3). 3    (4). 48.6

    【解析】

    【分析】

    【详解】1[1]根据压缩量的变化量为

    [2]压缩量的平均值为

    2[3]因三个是相差3个钢球的压缩量之差,则所求平均值为管中增加3个钢球时产生的弹簧平均压缩量;

    3[4]根据钢球的平衡条件有

    解得

    12. 某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。

    1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡,将两表笔______,调节欧姆调零旋钮,使指针指向右边“”处。测量时观察到热敏电阻温度越高,相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而__________

    2)再按图连接好电路进行测量。


     

    ①闭合开关S前,将滑动变阻器的滑片滑到_______端(选填“a”或“b”)。

      将温控室的温度设置为T,电阻箱调为某一阻值。闭合开关S,调节滑动变阻器,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T。断开开关S

      再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端,闭合开关S。反复调节,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值。断开开关S

    ②实验中记录的阻值_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)。此时热敏电阻阻值_____

    【答案】    (1). 短接    (2). 减小    (3). b    (4). 大于    (5).

    【解析】

    【分析】

    【详解】1[1][2]选择倍率适当的欧姆档,将两表笔短接;欧姆表指针向右偏转角度越大,则阻值越小,可判断热敏电阻的阻值随温度升高而减小。

    2)①[3]闭合开关S前,应将滑动变阻器R1的阻值调到最大,即将滑片滑到b端;

    [4][5]因两次电压表和电流表的示数相同,因为

    可知R01大于R02

    13. 算盘是我国古老的计算工具,中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动,使用前算珠需要归零,如图所示,水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置,甲靠边框b,甲、乙相隔,乙与边框a相隔,算珠与导杆间的动摩擦因数。现用手指将甲以的初速度拨出,甲、乙碰撞后甲的速度大小为,方向不变,碰撞时间极短且不计,重力加速度g

    1)通过计算,判断乙算珠能否滑动到边框a

    2)求甲算珠从拨出到停下所需的时间。


     

    【答案】1)能;(20.2s

    【解析】

    【分析】

    【详解】1)甲乙滑动时的加速度大小均为

    甲与乙碰前的速度v1,则

    解得

    v1=0.3m/s

    甲乙碰撞时由动量守恒定律

    解得碰后乙的速度

    v3=0.2m/s

    然后乙做减速运动,当速度减为零时则

    可知乙恰好能滑到边框a

    2)甲与乙碰前运动的时间

    碰后甲运动的时间

    则甲运动的总时间为

    14. 图是一种花瓣形电子加速器简化示意图,空间有三个同心圆abc围成的区域,圆a内为无场区,圆a与圆b之间存在辐射状电场,圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区感应强度恒定,大小不同,方向均垂直纸面向外。电子以初动能从圆bP点沿径向进入电场,电场可以反向,保证电子每次进入电场即被全程加速,已知圆a与圆b之间电势差为U,圆b半径为R,圆c半径为,电子质量为m,电荷量为e,忽略相对论效应,取

    1)当时,电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场,且在电场内相邻运动轨迹的夹角均为45°,最终从Q点出射,运动轨迹如图中带箭头实线所示,求Ⅰ区的磁感应强度大小、电子在Ⅰ区磁场中的运动时间及在Q点出射时的动能;

    2)已知电子只要不与Ⅰ区磁场外边界相碰,就能从出射区域出射。当时,要保证电子从出射区域出射,求k的最大值。

    【答案】1;(2

    【解析】

    【分析】

    【详解】1)电子在电场中加速有

    在磁场中,由几何关系可得

    联立解得

    在磁场中的运动周期为

    由几何关系可得,电子在磁场中运动的圆心角为

    在磁场中的运动时间为

    联立解得

    Q点出来的动能为

    2)在磁场中的做匀速圆周运动的最大半径为,此时圆周的轨迹与边界相切,由几何关系可得

    解得

    由于

    联立解得

    (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。

    15. 在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后,把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了,机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断,高空客舱内的气体压强______(选填“大于”、“小于”或“等于”)机场地面大气压强:从高空客舱到机场地面,矿泉水瓶内气体的分子平均动能______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。

    【答案】    (1). 小于    (2). 不变

    【解析】

    【分析】

    【详解】[1]机场地面温度与高空客舱温度相同,由题意知瓶内气体体积变小,以瓶内气体为研究对象,根据理想气体状态方程

    故可知高空客舱内的气体压强小于机场地面大气压强;

    [2]由于温度是平均动能的标志,气体的平均动能只与温度有关,机场地面温度与高空客舱温度相同,故从高空客舱到机场地面,瓶内气体的分子平均动能不变。

    16. 为方便抽取密封药瓶里的药液,护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液,如图所示,某种药瓶的容积为0.9mL,内装有0.5mL的药液,瓶内气体压强为,护士把注射器内横截面积为、长度为0.4cm、压强为的气体注入药瓶,若瓶内外温度相同且保持不变,气体视为理想气体,求此时药瓶内气体的压强。


     

    【答案】

    【解析】

    【分析】

    【详解】以注入后的所有气体为研究对象,由题意可知瓶内气体发生等温变化,设瓶内气体体积为V1,

    注射器内气体体积为V2,有

    根据理想气体状态方程有

    代入数据解得

    17. 如图所示,一个轻质弹簧下端挂一小球,小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放,并开始计时,小球在竖直方向做简谐运动,周期为T。经时间,小球从最低点向上运动的距离_____(选填“大于”、“小于”或“等于”);在时刻,小球的动能______(选填“最大”或“最小”)。


     

     

    【答案】    (1). 小于    (2). 最大

    【解析】

    【分析】

    【详解】[1]根据简谐振动的位移公式

    时有

    所以小球从最低点向上运动的距离为

    则小球从最低点向上运动的距离小于

    [2]时,小球回到平衡位置,具有最大的振动速度,所以小球的动能最大。

    18. 如图所示,一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中,测得入射角为,折射角为;光从P点射向外侧N点,刚好发生全反射并被Q接收,求光从玻璃射向空气时临界角的正弦值表达式。


     

     

    【答案】

    【解析】

    【分析】

    【详解】根据光的折射定律有

    根据光的全反射规律有

    联立解得

     

     

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