2021年广东省普通高中学业水平选择性考试物理试题（广东卷）及答案.doc

1、2021 年广东省普通高中学业水平选择性考试年广东省普通高中学业水平选择性考试 物理物理 一一、单项选择题单项选择题：本题共本题共 7 小题小题，每小题每小题 4 分分，共共 28 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中，只有只有 一项是符合题目要求的。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 2626 1312 AlMgY，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

2、】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 26260 13121 AlMge 即 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. 2021 年 4 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

3、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的向心力由地球的万有引力提供，可得 22 2 22 4Mmv Gmm rmr rrT 可得 22323 2 4v rrr M GGGT 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和，如图所示，忽略耕索质量，耕地

4、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曲= Fsin Fx直= Fsin 在 y 方向可得出 Fy曲= Fcos Fy直= Fcos 由题知 则 sin cos 则可得到 Fx曲 Fy直 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

5、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OP与横杆PQ链接而成，P、Q 为横 杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕 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 OP 绕 O 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

6、杆 OP 绕 O 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( 6 + t) 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( 6 + t) + 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

7、 1 I，四根平行直导线均通入电流 2 I， 12 II，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】因 12 II，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 2 I要受到 1 I吸引的安培力，形 成凹形，正方形上下两边的直导线 2 I要受到 1 I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

8、面， 在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b 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 ab 故 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 ab EE 故 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 qE a m 因 ab EE

9、，可得 ab aa 故 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 PaPb EE 故 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

10、是 T=0.2s，频率是 1 5Hzf T 故 A 错误； B由理想变压器原理可知 11 22 Un Un 解得，副线两端的最大电压为 2 21 1 3V n UU n 故 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。 二二、多项选择题多项选择题：本题共本题共 3 小题小题，每小题每小题 6 分分，共共 18 分分。在每小题给出的四个选项中在每小题给出的四个选项中，有多有多 项符合题目要求。全部选对的得项符合题目要求。全部选

11、对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。分。 8. 赛龙舟是端午节的传统活动。下列v t和st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

12、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

13、重力势能减少mgh D. 从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为mgh 【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 2h t g 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 cos2 y Pmgvmgvmggh 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 p Emgh 故 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。 1

14、0. 如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行，bc是以 O 为圆心的圆弧导轨，圆 弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，金属杆OP的 O 端与 e 点用导线相接，P 端与圆弧bc接 触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，若杆OP绕 O 点在匀强磁场区内从 b 到 c 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OP产生的感应电动势恒定 B. 杆OP受到的安培力不变 C. 杆MN做匀加速直线运动 D. 杆MN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 2 1 2

15、 EBr 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 M 到 N 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。 三三、非选择题非选择题：共共 54 分分，第第 1114 题为必考题题为必考题，考生都必须作答考生都必须作答。第第 1516 题为选考题题为选考题，考考 生根据要求作答。生根据要求作答。 （一）必考题：共（一）必考

16、题：共 42 分。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 0 L， 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。 n123456 /cm n L8.0410.0312.0514.0716.1118.09 （1） 利用 ii 3i i

17、1,2,3LLL 计算弹簧的压缩量： 1 6.03cmL， 2 6.08cmL， 3 L_cm， 压缩量的平均值 123 3 LLL L _cm； （2）上述 L 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 取 2 9.80m /s，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 363 (18.09 12.05)cm6.04cmLLL 2压缩量的平均值为 123 6.036.086.04 cm6.05cm 33 L

18、LL L （2）3因三个L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 3sinmgkL 解得 -2 3sin3 0.2 9.8 sin30 N/m48.6N/m 6.05 10 mg k L 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“0”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

19、而_。 （2）再按图连接好电路进行测量。 闭合开关 S 前，将滑动变阻器 1 R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 0 R调为某一阻值 01 R。闭合开关 S，调节滑动变阻器 1 R，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 和 01 R。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 0 R和 1 R，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 02 R。断开开关 S。 实验中记录的阻值 01 R_ 02 R（选填“大于”、“小于”或“等于”） 。此时热

20、敏电阻阻值 T R _。 【答案】(1). 短接(2). 减小(3). b(4). 大于(5). 0102 RR 【解析】 【分析】 【详解】 （1）12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）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； 45因两次电压表和电流表的示数相同，因为 0102T RRR 即 0102T RRR 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

21、甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框 b，甲、乙相隔 2 1 3.5 10 ms ， 乙与边框 a 相隔 2 2 2.0 10 ms ，算珠与导杆间的动摩擦因数0.1。现用手指将甲以0.4m/s的初速度 拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1m/s，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度 g 取 2 10m/s。 （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； （2）0.2s 【解析】 【分析】 【详解】 （1）甲乙滑动时的加速度大小均为 2 1m/sag 甲与乙碰前的速度 v1，则 22 101 2vvas 解得 v1=0.3m

22、/s 甲乙碰撞时由动量守恒定律 123 mvmvmv 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 22 3 2 0.2 m=0.02m 22 1 v xs a 可知乙恰好能滑到边框 a； （2）甲与乙碰前运动的时间 01 1 0.40.3 s=0.1s 1 vv t a 碰后甲运动的时间 2 2 0.1s=0.1s 1 v t a 则甲运动的总时间为 12 0.2sttt 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 a、b、c 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

23、的扇环形匀强磁场区、 和。 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 0k E从圆 b 上 P 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 3R，电子质量为 m，电荷量为 e，忽略相对论效应，取tan22.50.4 。 （1）当 0 0 k E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，求区的磁感应强度大小、电子在区磁场中的运动 时间及在 Q 点出射时的动能； （2）已知电子只要不与区磁场

24、外边界相碰，就能从出射区域出射。当 k0 EkeU时，要保证电子从出射 区域出射，求 k 的最大值。 【答案】 （1） 5 eUm eR ， 4 R meU eU ，8eU； （2） 13 6 【解析】 【分析】 【详解】 （1）电子在电场中加速有 2 1 2 2 eUmv 在磁场中，由几何关系可得 tan22.50.4rRR 2 1 v Bevm r 联立解得 1 5 eUm B eR 在磁场中的运动周期为 2 r T v 由几何关系可得，电子在磁场中运动的圆心角为 5 4 在磁场中的运动时间为 2 tT 联立解得 4 R meU t eU 从 Q 点出来的动能为 k 8EeU （2）在磁场

25、中的做匀速圆周运动的最大半径为 m r，此时圆周的轨迹与边界相切，由几何关系可得 2 22 mm 3RrRr 解得 m 3 3 rR 由于 2 m 1m m v Bevm r 2 m 1 2 2 eUmvkeU 联立解得 13 6 k （二（二）选考题选考题：共共 12 分分，请考生从请考生从 2 道题中任选一题作答道题中任选一题作答。如果多做如果多做，则按所做的第一题计则按所做的第一题计 分。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”

26、） 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 pV C T 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

27、， 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 5 1.0 10 Pa ，护士把注射器内横截面积 为 2 0.3cm、长度为 0.4cm、压强为 5 1.0 10 Pa 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】 5 1.3 10 Pa 【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,有 3 1 0.9mL0.5mL=0.4mL=0.4cmV 注射器内气体体积为 V2，有 33 2 0.3 0.4cm0.12cmV 根据理想气体状态方程有 01

28、21 1 pVVpV 代入数据解得 5 1 1.3 10 Pap 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 8 T 时间，小球从最低点向上运动的距离_ 2 A （选填“大 于”、“小于”或“等于”） ；在 4 T 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 2 cosyAt T 则 8 T t 时有 22 sin 82 T yAA T 所以小球从最低点向上运动的距离为 2221 222 yAAAA 则小球从最低点向上运动的距离小于 2 A 。 2在 4 T t 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】 sin sin 【解析】 【分析】 【详解】根据光的折射定律有 sin sin n 根据光的全反射规律有 1 sin n 联立解得 sin sin sin