广东省韶关市2021届新高考中招适应性测试卷物理试题(1)含解析

广东省韶关市2021届新高考中招适应性测试卷物理试题（1）
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．如图所示，两个质量均为m 的小球A 、B 套在半径为R 的圆环上，圆环可绕竖直方向的直径旋转，两小球随圆环一起转动且相对圆环静止。

已知OA 与竖直方向的夹角θ=53°，OA 与OB 垂直，小球B 与圆
环间恰好没有摩擦力，重力加速度为g ，sin53°
=0.8，cos53°=0.6。

下列说法正确的是（ ）
A 45g R
B 53g R
C ．小球A 与圆环间摩擦力的大小为
75
mg D ．小球A 与圆环间摩擦力的大小为15mg 【答案】D
【解析】
【详解】
AB ．小球B 与圆环间恰好没有摩擦力，由支持力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得： 2tan 37sin 37mg m R ω=o o
所以解得圆环旋转角速度的大小
45g R
ω故选项A 、B 错误；
CD ．对小球A 进行受力分析，如图所示，由牛顿第二定律得：在水平方向上
2sin cos sin N f m R θθωθ-=
竖直方向上
cos sin 0N f mg θθ--=
解得
5
mg f =
所以选项C 错误、D 正确。

故选D.
2．一列简谐横波沿x 轴负方向传播，0t =时刻的波形图象如图所示，此时刻开始介质中 1.0m x =的质点P 经0.25s 第一次回到平衡位置。

则下列说法中正确的是（ ）
A ．0t =时刻质点P 向x 轴正方向运动
B ．简谐横波的周期为0.8s
C ．简谐横波传播的速度为4m/s
D ．质点P 经过平衡位置向上运动时开始计时的振动方程为1010sin
(cm)3y t π= 【答案】D
【解析】
【详解】
A ．简谐波沿x 轴负方向传播，所以0t =时刻质点P 向y 轴正方向运动，故A 错误；
B ．简谐波沿y 轴负方向传播，质点P 第一次回到平衡位置时，即6m x =处质点的振动传播到P 点，所需的时间50.2512
t s T ==，解得 0.6s T =
故B 错误；
C ．从题图上读出波长为12m ，所以波速
20m/s v T λ
==
故C 错误；
D ．根据图象可知，此列波的振幅10cm A =，简谐波沿x 轴负方向传播，0.6T s =，角速度
210rad/s 3T ππω== 则质点P 经过平衡位置向上运动时开始计时的振动方程为 1010sin cm 3y t π= 故D 正确。

故选D 。

3．下面是某同学对一些概念及公式的理解，其中正确的是（ ）
A ．根据公式=SR L
ρ可知，金属电阻率与导体的电阻成正比 B ．根据公式W UIt =可知，该公式只能求纯电阻电路的电流做功
C ．根据公式q It =可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多
D ．根据公式Q C U =
可知，电容与电容器所带电荷成正比，与两极板间的电压成反比 【答案】C
【解析】
【详解】
A ．电阻率是由导体本身的性质决定的，其大小与电阻无关，选项A 错误；
B ．公式W UIt =适用于纯电阻电路和非纯电阻电路中的电流所做功，选项B 错误；
C ．根据公式q It =可知，电流越大，单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多，选项C 正确；
D ．电容的公式Q C U
=
采用的是比值定义法，电容大小与电量和电压无关，选项D 错误。

故选C 。

4．如图甲所示，虚线右侧有一方向垂直纸面的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度口随时间t 变化关系如图乙所示（取磁场垂直纸面向里的方向为正方向），固定的闭合导线框一部分在磁场内。

从t=0时刻开始，下列关于线框中感应电流i 、线框ab 边受到的安培力F 随时间t 变化图象中，可能正确的是（取线框中逆时针方向的电流为正，安培力向右为正方向）（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．由图可知，在0~2T 内线圈中磁感应强度的变化率相同，故0~2T 内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为逆时针，即电流为正方向；在~2T T 内内线圈中磁感应强度的变化率相同，故~2T T 内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为负方向；根据法拉第电磁感应定律有
2
B S E t ∆=⋅∆ 则感应电流为
2E B S i R t R
∆==⋅∆ 由图可知两段时间内的磁感应强度大小相等，故两段时间内的感应电流大小相等，故A 错误，B 正确； CD ．由上分析可知，一个周期内电路的电流大小恒定不变，根据
F BIL =
可知F 与B 成正比，则在0~4
T 内磁场垂直纸面向外减小，电流方向由b 到a ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向右，为正方向，大小随B 均匀减小；在~42
T T 内磁场垂直纸面向里增大，电流方向由b 到a ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向左，为负方向，大小随B 均匀增大；在3~22
T T 内磁场垂直纸面向里减小，电流方向由a 到b ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向右，为正方向，大小随B 均匀减小；在
3~2T T 内磁场垂直纸面向外增大，电流方向由a 到b ，根据左手定则可知，线框ab 边受到的安培力F 方向向左，为负方向，大小随B 均匀增大，故CD 错误。

故选B 。

5．利用示波器可以显示输入信号的波形，单匝正方形金属线框abed 处在匀强磁场中，当以线圈平面内某虚线OO '为轴匀速转动时，线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。

则在四个选项所示的情景中，无论从线圈平面处于哪个位置开始计时，都不可能产生该电流的是（ ）
A ．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】
【详解】
A．当以线圈平面内某虚线OO 为轴匀速转动时，线圈中的磁通量始终不变，没有感应电流产生，故A 不可能产生该电流，故A符合题意；
BCD．三图中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动，磁通量发生变化，根据交变电流的产生原理可知，三者均产生示波器中的正弦式交变电流，故BCD不符合题意。

故选A。

6．研究光电效应现象的实验装置如图（a）所示，用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K时，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如图（b）所示。

已知电子的质量为m，电荷量为－e，黄光和蓝光的频率分别为v1和v2，且v1<v2。

则下列判断正确的是（）
A．U1 <U2
B．图（b）中的乙线是对应黄光照射
C．根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率
D．用黄光照射时，光电子的最大初动能为eU2
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．根据光电效应方程则有
0km h W E ν=+
在光电管中，遏止电压满足
c km eU E =
联立方程有
0c =W h U e e
ν- 因为
12νν<
所以对于同一光电管和金属
12U U <
蓝光对应的遏止电压大，则图（b ）中的乙线是对应蓝光照射，A 正确，B 错误；
C ．极限频率满足
c 0h W ν=
则
c 11=h h U e e
νν- c 22=h h U e e
νν- 联立两式解得
2112c 21
U U U U ννν-=- C 错误；
D ．用黄光照射时，光电子的最大初动能为1eU ，D 错误。

故选A 。

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．研究表明，汽车在行驶过程中所受阻力的大小与运动速率的平方近似成正比。

一辆汽车在平直公路上行驶，以某一功率行驶达到的最大速率为1v ，此时所受阻力为1F 。

若增加汽车功率为原来的两倍，其他
条件不变，该汽车行驶达到的最大速率为2v ，相应的阻力为2F 。

对此下列表述正确的是（ ）
A ．21
2F F = B
．21F F =C
．21v v =D
．21
v v =【答案】BD
【解析】
【详解】 CD ．汽车功率为P 时，最大速率为1v ，由二力平衡有
1
1F P v = 由题意知
211F kv =
解得
1v = 同理，汽车功率为2P 时，最大速率为
2v = 解①②式得
21v v ==③ 所以D 正确，C 错误；
AB ．将③式代入
211F kv =与222F kv =
解得
2
2211F v F v ⎛⎫== ⎪⎝⎭
所以B 正确，A 错误。

故选BD 。

8．如图所示，竖直平面内有一光滑圆环，圆心为O ，OA 连线水平，AB 为固定在A 、B 两点间的光滑直杆，在直杆和圆环上分别套着一个相同的小球M 、N ．先后两达让小球M 、N 以角速度ω和2ω随圆环一起绕竖直直径BD 做匀速圆周运动．则
A ．小球M 第二次的位置比第一次时离A 点近
B ．小球M 第二次的位置比第一次时离B 点近
C ．小球N 第二次的竖直位置比第一次时高
D ．小球N 第二次的竖直位置比第一次时低
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
设AB 与竖直方向夹角为θ，则mgtan450=mω2r ，则当ω变为2ω时，r 变为原来的1/4，则小球M 第二
次的位置比第一次时离A 点远，离B 点近，选项A 错误，B 正确；对放在N 点的小球：
mgtanα=mω2Rsin α，则2cos g R
αω=，则当ω越大，α越大，物体的位置越高，故选项C 正确，D 错误；故选BC 。

9．如图所示，光滑圆环固定在竖直面内，一个小球套在环上，用穿过圆环顶端光滑小孔的细线连接，现
用水平力F 拉细线，使小球缓慢沿圆环向上运动，此过程中圆环对小球的弹力为N ，则在运动过程中（ ）
A ．F 增大
B ．F 减小
C ．N 不变
D ．N 增大
【答案】BC
【解析】
【详解】 小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G ，F ，N ，三个力。

满足受力平衡。

作出受力分析图如图所示；
由图可知△OAB∽△GFA，即：
G F N
==
R AB R
小球沿圆环缓慢上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变；
A. F增大，与结论不相符，选项A错误；
B. F减小，与结论相符，选项B正确；
C. N不变，与结论相符，选项C正确；
D. N增大，与结论不相符，选项D错误。

10．如图M和N是两个带有异种电荷的带电体，（M在N的正上方，图示平面为竖直平面）P和Q是M 表面上的两点，S是N表面上的一点。

在M和N之问的电场中画有三条等差等势线。

现有一个带正电的液滴从E点射入电场，它经过了F点和W点已知油滴在F点时的机槭能大于在W点的机械能。

（E、W 两点在同一等势面上，不计油滴对原电场的影响，不计空气阻力）则以下说法正确的是（）
A．P和Q两点的电势不相等
B．P点的电势低于S点的电势
C．油滴在F点的电势能高于在E点的电势能
D．F点的电场强度大于E点的电场强度
【答案】BD
【解析】
【详解】
A．P和Q两点在带电体M的表面上，M是处于静电平衡状态的导体，其表面是一个等势面，故P和Q 两点的电势相等，故A错误；
B．带正电的油滴在F点时的机械能大于在W点的机械能，故从F点到W点，机械能减小，电场力做负
功，说明电场力向上，故电场线垂直等势面向上，而沿着电场线电势逐渐降低，故P 点的电势低于S 点的电势，故B 正确；
C ．由于电场线垂直等势面向上，故E 点的电势大于F 点的电势，根据E p =qφ，油滴在F 点的电势能低于在E 点的电势能，故C 错误；
D ．因F 点等势面密集，则电场线也密集，可知F 点的电场强度大于
E 点的电场强度，选项D 正确； 故选BD 。

11．一位同学玩飞镖游戏，已知飞镖距圆盘为L ，对准圆盘上边缘的A 点水平抛出，初速度为v 0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘且过盘心O 点的水平轴匀速转动。

若飞镖恰好击中A 点，下列说法正确的是(
)
A ．从飞镖抛出到恰好击中A 点，A 点一定转动到最低点位置
B ．从飞镖抛出到恰好击中A 点的时间为0
L v C ．圆盘的半径为2
20
4gL v D ．圆盘转动的角速度为02k v L
(k ＝1,2,3，…) 【答案】ABC
【解析】
【详解】 A ．从飞镖抛出到恰好击中A 点，A 点转到了最低点位置，故A 正确；
B ．飞镖水平抛出，在水平方向做匀速直线运动，因此
t ＝0
L v 故B 正确；
C ．飞镖击中A 点时，A 恰好在最下方，有
1r ＝12
gt 1 解得
r ＝2
20
4gL v 故C 正确；
D ．飞镖击中A 点，则A 点转过的角度满足
θ＝ωt ＝π＋1kπ(k ＝0、1、1．．．．．．)
故
ω＝0(21)πk v L
+(k ＝0、1、1．．．．．．) 故D 错误。

故选ABC 。

12．电阻R 接在20V 的恒压电源上时，消耗的电功率为P ；若将R 接在如图所示理想变压器的副线圈电
路中时，R 消耗的电功率为4
P 。

已知电路中电阻R 0的阻值是R 的4倍，a 、b 两端接在402sin100u t π=（V ）的交流电源上，此变压器（ ）
A ．副线圈输出电压的频率为100Hz
B ．副线圈输出电压的有效值为10V
C ．原、副线圈的匝数之比为2︰1
D ．原、副线圈的电流之比为1︰4
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A ．变压器不改变交变电流的频率，由题可知，交流电压的频率为
100π50Hz 2π2π
f ω
=== 故A 错误；
B ．由题意可得
22
21204U R R
=⨯ 解得
210V U =
故B 正确；
C ．电源的有效值为
4022
U
设原、副线圈的匝数之比为n ，则原、副线圈的电流之比为
1n 则R 0两端电压为24U n
，根据原、副线圈电压比等匝数比即 22
440U n n U -=
解得
2n =
故C 正确；
D ．由原、副线圈中的电流之比等匝数反比可知，原、副线圈的电流之比为1：2，故D 错误。

故选BC 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：
①向体积为V 1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V 2；
②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n 滴时体积为V 0；
③先往边长为30~40cm 的浅盘里倒入2cm 深的水；
④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；
⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a 的小正方形的坐标纸上；
⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N ，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格。

上述实验步骤中有遗漏和错误，遗漏的步骤是______________________；错误的步骤是
______________________________（指明步骤，并改正），油酸分子直径的表达式d =______。

【答案】将痱子粉均匀撒在水面上 应该是不足半格的舍去，多于半格的算一格 0122
V V Nna V 【解析】
【分析】
【详解】
[1]由实验步骤可知，缺少的实验步骤是，在步骤③后加上：将痱子粉均匀撒在水面上。

[2]错误的是步骤⑥，应该改为：计算出轮廓范围内正方形的总数为N ，其中不足半个格舍去，多于半个格的算一格。

[3]一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积
001122
V V V V V n V nV =⨯= 油膜的面积
2
S Na
=
油酸分子的直径
01
2
2
V V
V
d
S Nna V
==
14．某学习小组用如图甲所示的实验装置来探究“小车加速度与合外力的关系”，并用此装置测量轨道与小车之间的动摩擦因数。

实验装置中的微型力传感器质量不计，水平轨道表面粗糙程度处处相同，实验中选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮。

实验中保持小车和位移传感器（发射器）的总质量M不变，小车和位移传感器（发射器）的加速度由位移传感器（接收器）及与之相连的计算机得到。

多次改变重物的质量进行实验得小车和位移传感器（发射器）的加速度a与力传感器的示数F的关系图象如图乙所示。

重力加速度取2
10m/s
g=。

(1)用该实验装置测量小车与水平轨道间的动摩擦因数时，下列选项中必须要做的一项实验要求是______（填写选项对应字母）
A．要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量
B．要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力
C．要使细线与水平轨道保持平行
D．要将力传感器的示数作为小车所受的合外力
(2)根据图象乙可知该水平轨道的摩擦因数μ=______（用分数表示）。

(3)该学习小组用该装置来验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”，那么应该将轨道斜面调整到θ=_____（用角度表示）。

【答案】C
3
3
30°
【解析】
【详解】
（1）[1]小车所受到的水平拉力即为力传感器的示数F，由图象可知当5N
F=，小车开始有加速度，即摩擦力为5N，由牛顿第二定律可知：
F Mg Ma
μ
-=，
得：
F a Mg g
μ=-， 所以既不需要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量，也不需要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力，选项ABD 错误；实验中保持细线与轨道平行时，小车和位移传感器（发射器）所受的拉力为力传感器的示数F ，选项C 正确。

故选：C 。

（2）[2]选小车和位移传感器（发射器）为研究对象，由牛顿第二定律可得
F Mg Ma μ-=，
即
1a F g M
μ=-， 由图乙可知图象的斜率，即
13
k M ==， 得：
M =， 由5F N =时0a =可解得：
μ=； （3）[3]若要验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”要将轨道一端垫高来平衡摩擦力。

对小车和位移传感器（发射器）受力分析可得：
sin cos Mg Mg θμθ=，
即
tan 3
μθ==
， 所以 30θ︒=。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，等腰直角三角形ABC 为某透明介质的横截面，O 为BC 边的中点，位于O 点处的点光源在透明介质内向各个方向发射光线，其中从AC 边上的D 点射出的光线平行于BC ，且OC 与OD 夹角为15°，从E 点射出的光线垂直BC 向上。

已知BC 边长为2L 。

求：
（1）该光在介质中发生全反射的临界角C ；
（2）DE 的长度x 。

【答案】（1）C=45°；（2）6L 【解析】 【详解】
（1）由几何关系可知，题图中∠ODE=60°，故光线OD 在AC 面上的入射角为30°，折射角为45° 根据光的折射定律有sin 452sin 30
n ︒
︒== 由sinC=1/n ，知C=45°
. （2）由sin 45sin120OD L L ︒︒= ，解得6OD L L = 由几何关系可知，光线OE 在AC 面上的折射角为45°，根据光的折射定律有，OE 光线在AC 面上的入射角为30°，故题图中∠OEC=60°，则△ODE 为等边三角形，得6OD x L L == 16．如图所示，两根足够长的平行竖直导轨，间距为 L ，上端接有两个电阻和一个耐压值足够大的电容器， R 1∶R 2= 2∶3，电容器的电容为C 且开始不带电。

质量为m 、电阻不计的导体棒 ab 垂直跨在导轨上，S 为单刀双掷开关。

整个空间存在垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 B 。

现将开关 S 接 1，ab 以初速度 v0 竖直向上运动，当ab 向上运动 h 时到达最大高度，此时迅速将开关S 接 2，导体棒开始向下运动，整个过程中导体棒与导轨接触良好，空气阻力不计，重力加速度大小为 g 。

试问：
(1) 此过程中电阻 R 1产生的焦耳热；
(2) ab 回到出发点的速度大小；
(3)当 ab 以速度 v 0向上运动时开始计时，t 1时刻 ab 到达最大高度 h 处， t 2时刻回到出发点，请大致画出 ab 从开始运动到回到出发点的 v-t 图像（取竖直向下方向为正方向）。

【答案】（1）2103152Q mv mgh ⎛⎫=- ⎪⎝⎭；（2）222mgh v CB L m
=+；（3）见解析。

【解析】
【分析】
【详解】 （1）只有当开关S 接1时回路中才有焦耳热产生，在导体棒上升过程，设回路中产生的焦耳热为Q ，根据能量守恒有
2012
mv mgh = 又12:2:3R R =，因此电阻R 1产生的热量为
135
Q Q = 2103152Q mv mgh ⎛⎫=- ⎪⎝⎭
（2）当开关S 接2时，导体棒由静止开始下落，设导体棒下落的加速度为a ，由牛顿第二定律得 mg-ILB=0
又
Q C U CBL v I CBLa t t t
∆∆∆====∆∆∆ 联立得 22mg a CB L m =
+ 所以导体棒做初速度为0，加速度为a 的匀加速直线运动，设导体棒回到出发点的速度大小为v ，由22v ah = 得
222mgh v CB L m
=+ （3）当导体棒向上运动时，由于所受安培力向下且不断减小，所以导体棒做加速度逐渐减小的减速运动；当导体棒开始向下运动时做初速度为0的匀加速直线运动，由于所受安培力与重力反向，所以此过程加速度小于g.
17．如图所示，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值R=3Ω的定值电阻。

一根长度与导轨间距相等的金属杆順置于导轨上，金属杆的质量m=0.2kg,电阻r=2Ω，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中，t=0肘刻，在MN上加一与金属杆垂直，方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好。

（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求：
(1)1s末外力F的大小；
(2)撤去外力F后的过程中，电阻R上产生的焦耳热。

【答案】（1）2N（2）0.96J
【解析】
【详解】
（1）t=1s时刻，金属杆MN的速度大小为v1=at1=2×1=2m/s
金属杆MN产生的感应电动势为E=BLv1
金属杆MN中的电流大小
E I
R r =
+
金属杆MN受到的安培力大小F安=BIL
联立得
22
1
B L v F
R r 安
=
+
根据牛顿第二定律得F-F安=ma
联立解得F=2N
（2）t=2s时刻，金属杆MN的速度大小为v2=at2=2×2=4m/s
撤去外力F后的过程中，根据能量守恒定律得知电路中产生的总焦耳热Q=1
2
mv22=
1
2
×0.2×42=1.6J
电阻R上产生的焦耳热Q R=
R
R r
+
Q=
3
32
+
×1.6J=0.96J。