2021年海南省新高考物理试卷

　　2021年海南省新高考物理试卷

　　一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．（3分）公元前4世纪末，我国的《墨经》中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（　　）

　　A．kgms﹣1 B．kgms﹣2 C．Pam2 D．Jm﹣1

　　2．（3分）水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，滑梯顶端到末端的高度H＝4.0m，末端到水面的高度h＝1.0m。取重力加速度g＝10m/s2，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（　　）

　　

　　A．4.0m B．4.5m C．5.0m D．5.5m

　　3．（3分）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为Ek，已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率ν为（　　）

　　A． B． C． D．

　　4．（3分）2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该核心舱的（　　）

　　A．角速度比地球同步卫星的小

　　B．周期比地球同步卫星的长

　　C．向心加速度比地球同步卫星的大

　　D．线速度比地球同步卫星的小

　　5．（3分）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为LiH→Be→2X。已知H、Li、X的质量分别为m1＝1.00728u、m2＝7.01601u、m3＝4.00151u，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（　　）

　　A．质量亏损Δm＝4.02178u

　　B．释放的核能ΔE＝（m1+m2﹣2m3）c2

　　C．铍原子核内的中子数是5

　　D．X表示的是氚原子核

　　6．（3分）如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形MNPQ，MN＝2NP，其折射率为。一束单色光在纸面内以α＝45°的入射角从空气射向MQ边的中点O，则该束单色光（　　）

　　

　　A．在MQ边的折射角为60° B．在MN边的入射角为45°

　　C．不能从MN边射出 D．不能从NP边射出

　　7．（3分）如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为mp＝0.5kg、mQ＝0.2kg，P与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g＝10m/s2。则推力F的大小为（　　）

　　

　　A．4.0N B．3.0N C．2.5N D．1.5N

　　8．（3分）如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为α＝60°，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为（　　）

　　

　　A． B． C． D．

　　二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

　　9．（4分）如图，理想变压器原线圈接在u＝220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比n1：n2＝2：1，为了使图中“100V，50W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（　　）

　　

　　A．仅将滑片P向上滑动

　　B．仅将滑片P向下滑动

　　C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Ω的电阻

　　D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为20Ω的电阻

　　10．（4分）甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动，t＝0时经过路边的同一路标，下列位移—时间（x﹣t）图像和速度—时间（v﹣t）图像对应的运动中，甲、乙两人在t0时刻之前能再次相遇的是（　　）

　　A．

　　

　　B．

　　

　　C．

　　

　　D．

　　

　　11．（4分）如图，在匀强电场中有一虚线圆，ab和cd是圆的两条直径，其中ab与电场方向的夹角为60°，ab＝0.2m，cd与电场方向平行，a、b两点的电势差Uab＝20V。则（　　）

　　

　　A．电场强度的大小E＝200V/m

　　B．b点的电势比d点的低5V

　　C．将电子从c点移到d点，电场力做正功

　　D．电子在a点的电势能大于在c点的电势能

　　12．（4分）如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线ac过原点。则气体（　　）

　　

　　A．在状态c的压强等于在状态a的压强

　　B．在状态b的压强小于在状态c的压强

　　C．在b→c的过程中内能保持不变

　　D．在a→b的过程对外做功

　　13．（4分）如图，在平面直角坐标系Oxy的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的P（0，L）点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为α（0≤α≤180°）。当α＝150°时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（　　）

　　

　　A．粒子一定带正电

　　B．当α＝45°时，粒子也垂直x轴离开磁场

　　C．粒子入射速率为

　　D．粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为3L

　　三、实验题：本题共2小题，共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

　　14．（10分）在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源E（电动势约6V，内阻约1Ω），待测电阻Rx（阻值小于10Ω），电压表V（量程3V，内阻约3kΩ），电流表A（量程0.6A，内阻约1Ω），滑动变阻器（最大阻值20Ω），单刀开关S1，单刀双掷开关S2，导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所测量电路。

　　回答下列问题：

　　（1）闭合开关S1前，滑动变阻器的滑片P应滑到 　 　（填“a”或“b”）端；

　　（2）实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将S2拨向 　 　（填“c”或“d”）；在上述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是 　 　（填正确选项前的标号）；

　　A．电流表分压

　　B．电压表分流

　　C．电源内阻分压

　　（3）实验时，若已知电流表的内阻为1.2Ω，在此情况下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将S2拨向 　 　（填“c”或“d”）；读得电压表的示数为2.37V，电流表的示数为0.33A，则Rx＝　 　Ω（结果保留两位有效数字）。

　　

　　15．（10分）为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图1所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。

　　

　　（1）某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是 　 　；

　　①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；

　　②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；

　　③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；

　　④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；

　　⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；

　　⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间Δt1、Δt2；

　　⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度h1、h2；

　　改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。

　　（2）用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图2所示，则d＝　 　mm；某次实验中，测得Δt1＝11.60ms，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度v1＝　 　m/s（保留3位有效数字）；

　　（3）在误差允许范围内，若h1﹣h2＝　 　（用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；

　　（4）写出两点产生误差的主要原因：　 　。

　　四、计算题：本题共3小题，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

　　16．（12分）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0～4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。

　　（1）求这列横波的波长；

　　（2）求波源在4s内通过的路程；

　　（3）在图（b）中画出t＝4s时刻的波形图。

　　

　　17．（12分）如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v0向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

　　（1）滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；

　　（2）某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离；

　　（3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。

　　

　　18．（12分）如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为u0。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。

　　（1）求金属杆中的电流和水平外力的功率；

　　（2）某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为，求：

　　（i）这段时间内电阻R上产生的焦耳热；

　　（ii）这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。

　　

　　试题解析

　　一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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．解：AB、根据牛顿第二定律的表达式F＝ma可知，力的单位为kgms﹣2，故A错误，B正确；

　　C、根据压强的表达式p可知，力的单位为Pam2，但是压强单位Pa不是国际制基本单位，故C错误；

　　D、根据功的表达式W＝Fx可知，力的单位是Jm﹣1，但是功的单位J不是国际制基本单位，故D错误。

　　故选：B。

　　2．解：人从滑梯由静止滑到滑梯末端速度为v，

　　根据机械能守恒定律可知mgHmv2，

　　代入数据解得v＝4m/s

　　从滑梯末端水平飞出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，

　　根据hgt2可知落水时间为

　　t

　　水平方向做匀速直线运动，则人的落水点距离滑梯末端的水平距离为

　　x＝vt＝4m＝4.0m，故A正确，BCD错误；

　　故选：A。

　　3．解：根据爱因斯坦的光电效应方程可知hν＝W0+Ek

　　解得该单色光的频率为

　　ν

　　故ABC错误，D正确

　　故选：D。

　　4．解：核心舱和同步卫星都是受万有引力，万有引力提供向心力而做匀速圆周运动，有

　　可得：；；；

　　而核心舱运行轨道距地面的高度为400km左右，地球同步卫星距地面的高度接近36000km，即核心舱的半径比地球同步卫星的半径小

　　由此可知：核心舱的角速度比地球同步卫星的大，周期比同步卫星短，向心加速度比地球同步卫星大，线速度比地球同步卫星的大，故ABD错误，C正确；

　　故选：C。

　　5．解：CD、根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为LiH→Be→2He则z＝3+1＝4，A＝7+1＝8，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氯核，故CD错误；

　　AB、核反应质量亏损为

　　Δm＝m+m2﹣2m3＝0.02027u

　　则释放的核能为

　　ΔE＝Δmc2＝（m+m2﹣2m3） c2

　　故A错误，B正确；

　　故选：B。

　　6．解：A.光线从O点入射，设折射角为β，由折射定律有

　　n

　　解得

　　β＝30°

　　即在MQ边的折射角为30°，故A错误；

　　B.设边长NP＝1，则MN＝21，作出折射后的光路图如图所示

　　

　　由几何关系可知光在MN边的入射角为60°，故B错误；

　　C.光从光密到光疏发生全反射的临界角设为θ，有

　　sinθ

　　即θ＝45°，而MN边的入射角为60°＞45°，且满足光密到光疏，故光在MN边发生全反射，即不能从MN边射出，故C正确；

　　D.根据几何关系可知光在A点发生全反射后到达NP边的B点，根据光的折射的可逆性可知，光从NP边的B点折射后的折射角为45°，故D错误；

　　故选：C。

　　7．解：P静止在桌面上时，Q也静止，Q受到重力与绳子的拉力所以绳子的拉力F1＝mQg＝0.2×10N＝2N

　　P与桌面间的摩擦力：f＝μmPg＝0.5×0.5×10N＝2.5N

　　将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力：F2N＝1N

　　此时Q加速下降，可得：mQg﹣T2＝mQa

　　此时P物体将以相同的加速度向右做匀加速直线运动，对P由牛顿第二定律可得：F+T2﹣f＝mPa

　　代入数据解得：F＝4.0N，故A正确，BCD错误。

　　故选：A。

　　8．解：滑块Q在光滑斜面N上静止，则P与Q带电同性，两者之间为库仑斥力设为F，两滑块的受力分析和角度关系如图所示

　　

　　对Q物体在沿着斜面方向有

　　mgcos30°＝Fcos30°

　　可得F＝mg

　　而对P物体动摩擦因数最小时有

　　N2＝F+mg sin 30°

　　f＝μN2

　　f＝mgcos30°

　　联立解得μ，故ABC错误，D正确；

　　故选：D。

　　二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

　　9．解：原线圈电压有效值

　　U1220V

　　则次级电压有效值

　　U2U1V＝110V＞100V

　　则为了使图中“100V，50W”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将划片P向下滑动，或者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为

　　R20Ω，

　　故选：BD。

　　10．解：A、该图中，甲乙在t0时刻之前位移没有相等的时刻，即两人在t0时刻之前不可能相遇，故A错误；

　　B、甲乙在t0时刻之前图像有交点，即此时可位移相等，即两人在t0时刻之前能再次相遇，故B正确；

　　C、因v﹣t图像的面积等于位移，则甲乙在t0时刻之前位移有相等的时刻，即两人能再次相遇，故C正确；

　　D、在v﹣t图像中，图像与时间轴所围面积表示位移，故在t0时刻之前，甲的位移大于乙的位移，则两人不可能相遇，故D错误；

　　故选：BC。

　　11．解：A、根据Uab＝Eabcos60°可得电场强度的大小：

　　EV/m＝200v/m，故A正确；

　　B、沿电场线电势逐渐降低，可知b点的电势比d点的电势高，故B错误；

　　C、将电子从c点移到d点，因电子所受的电场力与位移反向，可知电场力做负功，故C错误；

　　D、因a点的电势低于c点电势，则电子在a点的电势能大于在c点的电势能，故D正确；

　　故选：AD。

　　12．解：AB.根据可知，因直线ac过原点，则在状态c的压强等于在状态a的压强，b点与原点连线的斜率小于c点与原点连线的斜率，可知在状态b的压强大于在状态c的压强，故A正确，B错误；

　　C.在b→c的过程中温度不变，则气体的内能保持不变，故C正确；

　　D.在a→b的过程中，气体的体积不变，则气体不对外做功，故D错误。

　　故选：AC。

　　13．解：A、根据题意可知粒子垂直x轴离开磁场，根据左手定则可知粒子带正电，故A正确；

　　BC、当α＝150°时，粒子垂直x轴离开磁场，运动轨迹如图1

　　

　　图1

　　粒子运动的半径为rL

　　洛伦兹力提供向心力qvB＝m

　　解得粒子入射速率v

　　若α＝45°，粒子运动轨迹如图2

　　

　　图2

　　根据几何关系可知粒子离开磁场时与x轴不垂直，故B错误，C正确；

　　D，粒子离开磁场距离O点距离最远时，粒子在磁场中的轨迹为半圆，如图3

　　

　　图3

　　根据几何关系可知xm2

　　解得xm＝3L

　　故D正确。

　　故选：ACD。

　　三、实验题：本题共2小题，共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

　　14．解：（1）滑动变阻器采用限流式接入电路，开关S1闭合前，滑片P应滑到b端，使滑动变阻器接入电路阻值最大，保护电路；

　　（2）根据题意可知待测电阻的阻值Rx≤10Ω满足

　　所以电流表的分压比较明显，电流表应采用外接法，所以开关S2应拨向c端；

　　外接法的测量误差主要来源于电压表的分流，故选B；

　　（3）若电流表内阻Rg＝1.2Ω，则电流表的分压可以准确计算，所以电流表采用内接法，所以开关S2应拨向d端；

　　电压表测量电流表和待测电阻的总电压U＝2.37V，电流表分压为Ug＝IRg＝0.33×1.2V＝0.396V

　　根据欧姆定律可知待测电阻阻值为

　　故答案为：（1）b；（2）c，B；（3）d，6.0

　　15．解：（1）滑块沿光滑的斜面下滑过程机械能守恒，需要通过光电门测量通过滑块运动的速度：

　　滑块下滑过程中机械能守恒，减少的重力势能转化为动能：

　　整理化简得：

　　所以测量滑块和遮光条得总质量m不必要，②满足题目要求，测量A、B之间的距离l不必要，④满足题目要求。

　　故选：②④。

　　（2）游标卡尺的读数为d＝5mm+0×0.05mm＝5.00mm。

　　滑块通过光电门的速度；

　　（3）根据（1）问可知：，在误差允许的范围内，满足该等式可认滑块下滑过程中机械能守恒；

　　（4）滑块在下滑过程中受到空气阻力作用，产生误差；遮光条宽度不够窄，测量速度不准确，产生误差。

　　故答案为：（1）②④；（2）5.00、0.431；（3）；（4）空气阻力、遮光条太宽

　　四、计算题：本题共3小题，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

　　16．解析：（1）由题知图（a）为波源的振动图像，则可知

　　A＝4cm，T＝4s

　　由于波的传播速度为v＝0.5m/s，根据波长与速度关系有

　　λ＝vT＝0.5m/s×4s＝2m

　　（2）由（1）可知波源的振动周期为4s，则4s内波源通过的路程为

　　s＝4A＝4×4cm＝16cm

　　（3）由题图可知在t＝0时波源的起振方向向上，由于波速为v＝0.5m/s，则在4s时有

　　x＝vt＝0.5m/s×4s＝2m

　　可知该波刚好传到位置为2m的质点，且波源刚好回到平衡位置，且该波沿正方向传播，则根据“上坡、下坡”法可绘制出t＝4s时刻的波形图如下图所示

　　

　　答：

　　（1）这列横波的波长为2m；

　　（2）波源在4s内通过的路程为16cm；

　　（3）在图（b）中画出t＝4s时刻的波形图为

　　

　　。

　　17．解：（1）由于地面光滑，则木板与滑块组成的系统动量守恒，规定向右为正方向，则

　　2mv0＝3mv共

　　解得

　　v共

　　（2）由于木板速度是滑块的2倍，则有

　　v木＝2v滑

　　再根据动量守恒定律有

　　2mv0＝2mv木+mv滑

　　联立化简得

　　v滑v0，v木v0

　　再根据功能关系有

　　﹣μmgx2mv木2mv滑22mv02

　　经过计算得

　　x

　　（3）由于木板保持匀速直线运动，则有

　　F＝μmg

　　对滑块进行受力分析，并根据牛顿第二定律有

　　a滑＝μg

　　滑块相对木板静止时有

　　v0＝a滑t

　　解得

　　t

　　则整个过程中木板滑动的距离为

　　x′＝v0t

　　则拉力所做的功为

　　W＝Fx′＝mv02

　　答：（1）滑块相对木板静止时，它们的共同速度大小为；

　　（2）某时刻木板速度是滑块的2倍，此时滑块到木板最右端的距离为；

　　（3）若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，此过程中滑块的运动时间为，外力所做的功为mv02。

　　18．解：（1）金属棒切割磁感线产生的感应电动势：E＝Blv0

　　则金属杆中的电流：I

　　由题知，金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动则有：F＝F安＝BIl

　　根据功率的计算公式有：P＝Fv0

　　（2）（i）设金属杆内单位体积的自由电子数为n，金属杆的横截面积为S，则金属杆在水平外力作用下以速度v0向右做匀速直线运动时的电流由微观表示为：I＝nSeu0

　　则解得：nSe

　　此时电子沿金属杆定向移动的速率变为，则：I′＝nSe

　　解得：v′

　　则能量守恒有：mv′mv02﹣Q

　　解得：Qmv02

　　（ii）由（i）可知在这段时间内金属杆的速度由v0变到，则根据动量定理有：﹣BqlΔt＝mmv0

　　即：﹣BlnSeBlnSed（取向右为正）

　　由于：nSe

　　化简得：d

　　答：（1）金属杆中的电流为，水平外力的功率为；

　　（2）（i）这段时间内电阻R上产生的焦耳热为mv02；

　　（ii）这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离为。

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