2021年广东省普通高中学业水平选择考模拟物理试题

只有一项是符合题目要求的。

1. 许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列有关物理学家的贡献，错．误．的是

A. 安培提出了分子电流假说，能够解释一些磁现象

B. 奥斯特发现了电流的磁效应，首次揭示了电现象和磁现象间的某种联系C．法拉第发现电磁感应现象，使人们对电与磁内在联系的认识更加完善D．洛仑兹通过实验捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论

2. 如图所示，用轻绳系住一质量为 2m 的匀质大球，大球和墙壁之间放置一质量为 m 的匀质小球，各接触面均光滑。系

统平衡时，绳与竖直墙壁之间的夹角为a ，两球心连线 O1O2

与轻绳之间的夹角为 b ，则a 、 b 应满足

A． tana = 3cot b

C． 3 tan a = tan (a + b )

B． 2 tana = 3cot b

D．3 tan a = 2 tan (a + b )

3. 中国的“天问一号”火星探测器于 2020 年 7 月 23 日成功发射，目前已经成功环绕火星， 成为我国第一颗人造火星卫星。已知火星与地球绕太阳公转的轨道半径之比为 3：2， 火星与地球的质量之比为 1：10，火星与地球的半径之比为 1：2，则下列说法正确的是A．火星绕太阳公转的向心加速度比地球大

B. 在火星表面以7.9km/s 发射的物体可在火星表面绕火星做匀速圆周运动

C. 火星与地球绕太阳的动能之比为 1：15

D. 地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等

4. 如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，被称为“魔力陀螺”。它可等效为一质点在圆轨道外侧运动模型，如图乙所示。在竖直面内固定的强磁性圆轨道半径为 R，A、B 两点分别为轨道的最高点与最低点。质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，受圆轨道的强磁性引力始终指向圆心 O 且大小恒为 F，当质点以

速率 通过 A 点时，对轨道的压力为其重力的 6 倍，不计摩擦和空气阻力，质点质

量为 m，重力加速度为 g，则

A. 质点在 A 点对轨道的压力小于在 B 点对轨道的压力

B. 强磁性引力的大小为6mg

C. 只要质点能做完整的圆周运动，则质点对 A、B 两点的压力差恒为7mg

D. 为确保质点做完整的圆周运动，则质点通过 B 点的最大速率为

5. “引力弹弓效应”是指在太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度。当探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，因引力作用改变了速度。如图所示，设行星运动的速度为 u，探测器的初速度大小为v0 ，探测器在远离行星后速度大小分别为

v1 和v2 。探测器和行星虽然没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可类比两个质量不同的钢球在同一条直线上发生的弹性碰撞。那么下列判断中正确的是

A. v1 = v0

B. v1 > v0

C. v2 = v0

D. v2 > v0

6. 如图所示的电路中，电源的电动势为 E、内阻为 r，C 为电容器，R1 和 R2 为定值电阻， R3 为光敏电阻（阻值随光照增强而减小），A 为理想电流表，G 为灵敏电流计，已知 R1>r。当开关 S 闭合且电路稳定后，在逐渐增大对 R3 的光照强度的过程中（ ）

A．A 表的示数变小

B. 电源的输出功率变大

C. 电源内部消耗的热功率变小

D．G 表中有从 a 至 b 的电流

7. 如图所示，半径为 R 的圆所在平面与某一匀强电场平行， ABC 为圆周上三个点，O 为圆心，D 为 AB 中点。粒子源从 C 点沿不同方向发出速率均为v0 的带正电的粒子，已

知粒子的质量为 m、电量为 q（不计重力和粒子之间的相互作用力）。若沿CA 方向入射的粒子恰垂直 AB 方向过 D 点。则以下说法正确的是

A．A、B、C 三点电势高低为：jB = jC > jA

B. 沿垂直 BC 方向入射的粒子可能经过 A 点

3mv2

C. 若ÐACB = 60° ，则匀强电场的场强为 E = 0 

4qR

D. 若ÐACB = 45° ，则过 D 点速率可能为 v0

2

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. 在物理学发展过程中，最初把相等位移内速度变化相同的直线运动称为“匀变速直线运

Dv

动”，这种运动的“加速度”定义式为“ A = Dx ”，其中Dv 表示某段位移上Dx 的速度变

化量。下列关于这种定义下的“匀变速直线运动”物体所受的合外力 F、速度 v、位移 x、运动时间 t 等物理量间的的关系图线可能正确的是（ ）

A B C D

9. 如图所示，“V”形光滑导电支架下端用铰链固定于绝缘水平面上，支架两臂与水平面间的夹角 θ 均为 53°，两臂粗细均匀，支架的 AB 臂上套有一根原长为 l 的轻弹簧，轻弹簧的下端固定于“V”形支架下端，上端与一可视为质点的金属小球相接，小球与支架接

触良好，小球可以随支架一起绕中轴线 00′转动，该臂上端有一挡板，支架上端 A、C 之间通过导线接入理想电

源和理想电流表。已知小球质量为 m，支架每臂长为 3 l ，

2

支架静止时弹簧被压缩了 1 l ，电流表的读数为 I，重力

3

加速度为 g，忽略导线、弹簧、铰链和小球的电阻，支

架两臂上电阻分布均匀。已知 sin53°=  4 ，cos53°=  3 ，

5 5

重力加速度为 g。则

A. 轻弹簧的劲度系数为 3mg

l

B. 当支架绕轴 00′匀速转动时，小球沿 AB 方向的合力为零

C. 当弹簧处于原长时，电流表的读数为 7 I ，支架匀速转动的角速度为 2 5g

6 3 l

D. 当电流表的读数为14 I 时，弹簧形变量最大，支架匀速转动的角速度为 68 l

9 27

10. 如图所示，间距为 L、电阻不计的两根足够长的光滑平行金属导轨放置在绝缘的水平桌面上。质量均为 m、阻值均为 R 的金属棒 ab 和 cd 垂直于导轨放置，两棒正中间用一根长为 l 的绝缘细线相连。棒 ab 右侧有一宽度为 s 的矩形匀强磁场区域，s＞l，磁场方向竖直向下。从图示位置开始在 ab 棒上施加向右的水平恒力 F，使金属棒 ab 和 cd 向右匀速进入匀强磁场区域，当 cd 棒进入磁场后，立即撤去拉力 F，最后两根金属棒能够穿出磁场区。已知 ab 刚开始运动时，细线恰好伸

直且无拉力，金属棒在运动过程中保持与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度为 g。下列说法

中正确的是

A. 金属棒进入磁场区域的速度为

FR B2 L2

B. 两根金属棒进入磁场区域和离开磁场区域过程中，流过金属棒 ab 的电荷量绝对值相等

C. 金属棒 cd 离开磁场区域后两根金属棒的速度为

2FR - B2 L2l

B2 L2

4mR

D. 两根金属棒在穿过磁场区域的过程中，回路中产生的总焦耳热为2Fs -

B4 L4l2

16mR2

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. 某研究小组设计了测定动摩擦因数的实验方案。如图所示，A 是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切)，B 是可视为质点的滑块。

第一次实验，如图甲所示，将滑槽末端与桌面右端 M 对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的 P 点，测出滑槽右端 M 距离地面的高度 H、M 与 P 间的水平距离 x1；

第二次实验，如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块 B 再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的 P′点，测出 M 距离 P′间的水平距离 x2。

( 1 ) 本实验必须的测量仪器是  ；

( 2 ) 为测出动摩擦因数，第二次实验还需测得物理量是  ；（写出需要的物理量并用相应的符号表示）

( 3 ) 滑块与桌面间的动摩擦因数 μ＝  。(用物理量符号表示)

12. 某同学将一个量程为 0~1mA、内阻未知的电流表G 改装为量程为 0~3V 的电压表V。他先测量该电流表G 的内阻 Rg，再进行改装，然后把改装的电压表与标准电压表进行校准并进行误差分析。实验室准备的仪器有：

电源E（电动势为 4.5V，内阻约 1.2Ω）

滑动变阻器 R1（最大阻值为 5000Ω，允许通过的最大电流约为 0.02A） 滑动变阻器 R2（最大阻值为 20Ω，允许通过的最大电流约为 1.0A） 电阻箱 R（最大阻值为 999.9Ω，允许通过的最大电流约为 0.2A）

标准电压表V0 （最大量程为 3.0V，内阻约为 4000Ω） 开关两个，导线若干

他的操作过程如下：

( 1 ) 先按如图(a)所示的电路，测量电流表G 的内阻 Rg，其步骤为：

① 将滑动变阻器 R1 调到最大，保持开关 K2 断开，闭合开关K1，再调节滑动变阻器

R1，使电流表G 的指针指在满刻度 Ig 处。

② 保持滑动变阻器 R1 的阻值不变，再闭合开关K2，调节电阻箱 R 的阻值使电流表G

的指针指在满刻度的一半处，即 I = 1 I

2 g

，此时电阻箱上示数如图(b)所示，则电流

表G 的内阻 Rg=  Ω。

( 2 ) 他根据所测出的电流表G 内阻 Rg 的值，通过计算后，在表头G 上串联一个电阻 R，就将电流表G 改装成量程 0~3V 的电压表V，如图(c)所示，则这个定值电阻的阻值为R=  Ω。

( 3 ) 他再用标准电压表V0 对改装的电压表进行校准，要求电压能从 0 到最大值之间逐一进行校准，试在图(d)的方框中补全校准电路图，并标出所选用器材的符号，其中改装的电压表和标准电压表已画出。（  ）

( 4 ) 由于电流表G 内阻 Rg 的测量值   （填“小于”或“大于”）真实值，改装电压表 V 时串联电阻 R 的阻值  （填“偏大”或“偏小”），因此在校准过程中，改装的电压表的示数总比标准表的示数   (填“偏大”或“偏小”)。

13. 某研究性学习小组用如图所示的装置，测量地面附近地磁场的磁感应强度。固定金属横杆 O、O′两点间距离为 L，两根长度均为L 的轻质软导线，其一端分别接在O、O′点， 另一端分别接在长度也为L 的导体棒 ab 两端。现将导体棒 ab 拉至图示位置，使棒与OO′在同一水平面内由静止释放，导体棒 ab 转过四分之一圆弧至最低点时速度大小为 v， 由接入电路的电流传感器测得此过程通过导体棒截面的电荷量为 q。已知地磁场与水平面夹角为 θ，且与金属横杆垂直，导体棒 ab 的质量为 m、电

阻为R，重力加速度为 g，不计回路其它部分电阻，忽略空气阻力。求：

( 1 ) 导体棒 ab 由静止转至最低点过程中安培力做的功 W；

( 2 ) 该处地磁场的磁感应强度大小 B。

14. 如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O 位置．质量为m 的物块A（可视为质点）以初速度 v0 从斜面的顶端P 点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到 O′点位置后，A 又被弹簧弹回。物块A 离开弹簧后，恰好回到P 点．已知 OP 的距离为 x0，物块A 与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ。求：

( 1 ) O 点和 O′点间的距离x1；

( 2 ) 弹簧在最低点O′处的弹性势能；

( 3 ) 设 B 的质量为 βm，μ＝tanθ，v0＝3

．在 P 点处放置一个弹性挡板，将

A 与另一个与 A 材料相同的物块B（可视为质点与弹簧右端不拴接）并排一起， 使两根弹簧仍压缩到 O′点位置，然后从静止释放，若A 离开 B 后给 A 外加恒力F = mg sinq ，沿斜面向上，若A 不会与 B 发生碰撞，求 β 需满足的条件？

（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，则按照所做的第一题计分。

15．[选修 3-3]（12 分）

( 1 ) 吸盘挂钩的工作原理如图甲、乙所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上

（如图甲），吸盘中的空气被挤出一部分。然后将锁扣扳下（如图乙），让锁扣以盘盖为依托把吸盘向外拉出，这样吸盘就会牢牢地被固定在墙壁上。若气体可视为理想气体，在拉起吸盘的过程

中，吸盘内气体的温度始终不变，则在拉起吸盘后，吸盘内气体的压强与拉起前的相比  （填“增大”“不变”或“减小”），吸盘内空气的密度   （填“大 于”“等于”或“小于”）外界空气的密度，吸盘内气体的内能  （填“增大”“不变”或“减小”），此过程中吸盘内的气体要  （填“吸收”或“放出”）热量。

( 2 ) 如图所示是某潜艇的横截面示意图，它有一个主压载水舱系统结构，主压载水舱有排水孔与海水相连，人

们可以通过向水舱里注水或者排水来控制潜艇的浮沉。潜艇内有一个容积 V=3m3 的贮气钢筒，在海面上时， 贮气钢筒内贮存了 p=200atm 的压缩空气，压缩空气的温度为 t=27℃。某次执行海底采矿任务时，通过向主压载水舱里注入海水，潜艇下潜到水面下 h=290m 处，

此时海水及贮气钢筒内压缩空气的温度均为 t1=7℃；随着采矿质量的增加，需要将贮气钢筒内的压缩空气压入水舱内，排出部分海水，使潜艇保持水面下深度不变， 每次将筒内一部分空气压入水舱时，排出海水的体积为∆V=1m3，当贮气钢筒内的压强降低到 p2=50atm 时，就需要重新充气。在排水过程中气体的温度不变，已知海水的密度 ρ=1×10 3kg/m3，海面上大气压强 p0=1atm，g=10m/s2，1atm=1×10 5Pa。求在该贮气钢筒重新充气之前，可将贮气钢筒内的空气压入水舱多少次？

16．[选修 3-4]（12 分）

( 1 ) 一等腰三棱镜的横截面如图所示， O1O2 为等腰三角形的对称轴，两束不同的单色细光束 MN 、PQ（关于O1 O2 对称）在横截面内平行O1O2 射入三棱镜，

射出后相交于O1O2  下方的 S 点。三棱镜对 MN 光的折射率  对 PQ 光的折

射率， MN 光在真空中的波长  PQ 光在真空中的波长；若使两光束通过同一双缝干涉装置，则 MN 光的干涉条纹间距  PQ 光的干涉条纹间距。（均选填“大于”“等于”或“小于”）

( 2 ) 唐朝《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学的角度看，彩虹是太阳光经过雨滴的两次折 射和一次反射形成的，其成因的简化平面图如图所示。细白光束在过球心的平面内射向球形雨滴，人射角

q = 45° 。射出后，色光按频率分布，红光和紫光分

别位于彩虹的最上方或下方。已知雨滴对紫光的折射率为n = 、雨滴的半径为 R，真空中的光速为 c。

( i ) 通过分析判定：位于彩虹最下方的色光 b 是红光还是紫光；

( ii ) 紫光在球形雨滴内传播的时间是多少？