2021屆湖北省高考押題卷 物理

2021湖北省高考壓軸卷

物理

一、選擇題（每題4分，共44分。1-7為單選題，8-11為多選題，選對但不全得2分，選錯得0分）

1.下列說法正確的是（）

A.由七=￡可知，電場強度與檢驗電荷所受的電場力成正比，與電荷量成反比

q

B.由火=。（可知，金屬導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度成正比，與導(dǎo)體的橫截面積成反比

C.由尸=或可知，一小段通電導(dǎo)體在某處不受安培力，說明此處一定無磁場

D.由/?=彳可知，導(dǎo)體中的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與電流成反比

2.如圖中所示，靜止在水平面上重力為F。的物塊A受到豎直向上拉力F作用。F與時間t的關(guān)系如圖

乙所示。則（）

A.0~to時間內(nèi)拉力F對物體作的功不為零

B.2t。時刻物塊速度最大

C.2t0~3t。時間內(nèi)物塊處于失重狀態(tài)

D.2to與3t。時刻拉力F的功率相同

3.研究表明，中子（；n）發(fā)生B衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子,同時放出質(zhì)量可視為零的反中微子口。

在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一個靜止的中子發(fā)生6衰變，放出的質(zhì)子在與磁場垂直的平面內(nèi)做勻速

圓周運動，其動能為Eg已知中子、質(zhì)子、電子的質(zhì)量分別為叫、n^、m”元電荷為e,真空中光速為c,

則下列說法正確的是（）

A.質(zhì)子的動量大小為m2c

B.中子衰變的核反應(yīng)式為他+_肥+：可

2

C.電子和反中微子的總動能為（m2+m；）-mi）c-Ek

D.質(zhì)子的圓周運動可等效成一個環(huán)形電流，其大小為《辿

2九m?

4.截至2020年11月，被稱為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡運行穩(wěn)定可靠，發(fā)現(xiàn)脈沖星

數(shù)量超過240顆，將于2021年8月面向全球科學(xué)界開放。脈沖星實質(zhì)是快速自轉(zhuǎn)的中子星，每自轉(zhuǎn)一周，

就向外發(fā)射一次電磁脈沖信號，因此而得名。若觀測到某個中子星發(fā)射電磁脈沖信號的周期為T，該中子

星的半徑為R,已知引力常量為G,則以下物理量可以求出的是（)

A.該中子星的質(zhì)量

B.該中子星的第一宇宙速度

C.該中子星表面的重力加速度

D.該中子星赤道上的物體隨中子星轉(zhuǎn)動的線速度

5.圖甲為一列簡諧橫波在t=4s時刻的波形圖a、b兩質(zhì)點的橫坐標分別為xa=2m和xb=6m,質(zhì)點b從

t=0時刻開始計時的振動圖像為圖乙。

甲

A.該波沿+x方向傳播，波速為lm/sB.t=4s時該質(zhì)點b的速度沿+y方向

C.質(zhì)點a經(jīng)4s振動的路程為2mD.質(zhì)點a在t=2s時速度為最大

6.如圖所示，一半圓形玻璃磚，C點為其圓心，直線00'過C點與玻璃磚上表面垂直。與直線00'平

行且等距的兩束不同頻率的細光a、b從空氣射入玻璃磚，折射后相交于圖中的P點，以下說法正確的是

A.b光從空氣射入玻璃，波長變長

B.真空中a光的波長小于b光的波長

C.a光的頻率大于b光的頻率

D.若a、b光從同一介質(zhì)射入真空，a光發(fā)生全反射的臨界角較大

7.如圖所示，光滑水平地面上放有截面為上圓周的柱狀物體A,A與墻面之間放

一光滑的圓柱形物體B,A在一個水平向左的力F作用下緩慢地向左移動少許，在這一過程中（）

A.墻面對B的彈力先減小后增大

B.A對B的彈力一直增大

C.F一直增大

D.A受到的地面的支持力不變

8.電荷量相等的四個點電荷分別固定于正方形的四個頂點，0點是正方形

的中心，電場線分布如圖所示，取無限遠處電勢為零。下列說法正確的（）

A.正方形右下角電荷q帶正電

B.M、N、P三點中N點場強最小

C.M、N、P三點中M點電勢最高

D.負電荷在P點的電勢能比在0點的電勢能小

9.如圖所示，甲球從0點以水平速度5拋出，落在水平地面上的A點；乙球從0點以水平速度也拋

出，落在水平地面上的B點，乙球與地面碰撞前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變，反彈后恰好也

落在A點。已知兩球質(zhì)量均為m,乙球落在B點時速度與水平方向夾角為60°,不計碰撞時間和空氣阻力,

以水平地面為重力勢能零勢面，則下列說法正確的是()

A.甲球落在A點時速度與水平方向夾角為45°

B.甲乙拋出時速度之比打：V2=3:1

C.甲乙落地時速度之比為v單：v乙=g：1

D.甲乙拋出時機械能之比為E甲:Ez=3:l

10.如圖所示，理想變壓器原線圈接在〃=2O0sinl()OmV的交流電源上，阻值4=10。的電阻

與變壓器原線圈并聯(lián)。副線圈與阻值為&=10。的電阻組成閉合回路，電流表為理想電流表。已知電阻凡

消耗的電功率是與消耗的電功率4倍，則下列說法正確的是()

A.電流表的示數(shù)為1A

B.電阻R2消耗的電功率為10W

C.電源輸出的功率為40W

D.變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為4:1

11.如圖所示，光滑且足夠長的兩平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間的距離L=1m，定值

電阻用=6C、&=3。，導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為加=1kg的金屬導(dǎo)體棒。力，棒的電阻廠=2。。整個裝置處

于磁感應(yīng)強度為3=0.8T的勻強磁場中，磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上，現(xiàn)用一拉力F沿水平方向向左

拉棒，使棒以一定的初速度開始運動，如圖為R|中電流的平方隨時間t的變化關(guān)系圖像，導(dǎo)軌的電阻

不計。下列說法正確的是()

A.5s末棒的速度大小為3m/s

B.5s內(nèi)R1中產(chǎn)生的焦耳熱為L0J

C.5s內(nèi)拉力F所做的功為7.65J

D.棒帥受到的安培力的大小與時間t的關(guān)系為F.安=0.24j2+0.4rN

二、非選擇題，共5題，共56分

12.（7分）某探究小組想利用驗證機械能守恒定律的裝置測量當?shù)氐闹亓铀俣?，如圖（甲）所示。

框架上裝有可上下移動位置的光電門1和固定不動的光電門2；框架豎直部分緊貼一刻度尺，零刻度線在

上端，可以測量出兩個光電門到零刻度線的距離；框架水平部分用電磁鐵吸住一個質(zhì)量為m的小鋼球，小

鋼球的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度線對齊。切斷電磁鐵線圈中的電流時，小鋼球由靜止釋放，當小

鋼球先后經(jīng)過兩個光電門時，與光電門連接的傳感器即可測算出其速度大小V,和v2。小組成員保證光電門

2的位置不變，多次改變光電門1的位置，得到多組看和%的數(shù)據(jù)，建立如圖（乙）所示的坐標系并描點

連線，得出圖線的斜率為k。

刻度尺

（1）用20分度的游標卡尺測量小鋼球的直徑，如圖（丙）所示，該小鋼球的直徑是mm；

（2）下面關(guān)于減小重力加速度的測量誤差的說法中正確的是_；

A.光電門1的位置盡可能靠近刻度尺零刻度

B.光電門1的位置不能太靠近光電門2

C.換用大小相同但密度較小的小塑料球完成此實驗，對測量結(jié)果沒有影響

（3）當?shù)氐闹亓铀俣葹開_（用k表示）；

（4）撤掉光電門1,也能測出當?shù)氐闹亓铀俣??？紤]到切斷電流時電磁鐵線圈中的磁性不能馬上消失,

利用馬和嶺的數(shù)據(jù)測出的當?shù)刂亓铀俣缺仍桨赶啾龋ㄟx填“偏大”、“偏小”、“相等”）。

13.（9分）為了測一個自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻R,實驗室提供以下器材：

待測線圈L（阻值約為5Q）；電流表用（量程3.0A,內(nèi)阻n約為0.2Q）；電流表A2（量程0.6A,內(nèi)

阻n=L0Q）；滑動變阻器R（O'lOQ）；電壓表V（3V量程，約為2kQ）；電阻箱氏（0~99.9Q）；電源E

（電動勢E約為3V,內(nèi)阻很小）；單刀單擲開關(guān)S”S2：導(dǎo)線若干。

（1）某實驗小組按如圖（a）所示的電路測量線圈L的直流電阻比。實驗主要步驟如下:

①按電路圖連接好電路，斷開開關(guān)滑動變阻器R,的滑片移動

（填“左”或者“右”）端；

②閉合開關(guān)，、Sz,移動滑動變阻器R的滑片至適當位置，記下電流表左

的示數(shù)為L,電壓表V的示數(shù)為U,線圈L的直流電阻的測量值的計算式為

Ri=一；S>E?i

圖(a)

③測量完后，應(yīng)先斷開開關(guān)再斷開開關(guān)S”其理由是。

（2）若只提供一個開關(guān)S?為避免自感現(xiàn)象對電表的影響，經(jīng)討論，同學(xué)們認為可以利用兩個電流表

和一個電阻箱達到測量的目的。圖（b）方框中已畫了部分電路，請根據(jù)你的設(shè)計，在方框中完成電路圖

14.（9分）如圖所示，一端封閉、一端開口且粗細均勻的直角細玻璃管，在直角處用一段水銀柱封閉

了一定質(zhì)量的空氣，開始時，封閉端處于豎直狀態(tài)?直角處水銀柱的豎直部分與水平部分長度均為h=10cm。

開口端空氣柱的長度h=10cm。保持溫度不變。以玻璃管的封閉端為轉(zhuǎn)軸。將玻璃管在豎直平面內(nèi)沿順時針

方向緩慢轉(zhuǎn)。=30°。管內(nèi)水根柱恰好到達開口端。已知大氣壓強為p=76cmHg。封閉端空氣柱的初始溫度

T=27℃?求:

（1）封閉端空氣柱的長度L；

（2）若保持封閉端處于豎直狀態(tài)，加熱封閉端空氣，當管內(nèi)水根柱恰好到達開口端時，此時管內(nèi)空氣柱

的溫度t（結(jié)果保留一位小數(shù)）。

15.（13分）如圖所示，光滑的水平面上，質(zhì)量為m=lkg的平板小車以v°=5m/s的速度向左運動，同

時質(zhì)量為叱=4kg的鐵塊（可視為質(zhì)點）從小車左端以v0=5m/s的速度向右滑上平板小車，一段時間后小車

將與右側(cè)足夠遠的豎直墻壁發(fā)生碰撞（碰撞時間極短）。碰撞前后小車速度大小不變，方向相反。已知鐵塊

與平板車之間的動摩擦因數(shù)為u=0.25,小車始終未從小車上掉下來，取重力加速度g=10m/s2。求:

（1）小車與墻壁發(fā)生第一次碰撞前的速度大小;

（2）小車的最小長度；

（3）小車與墻壁發(fā)生第一次碰撞后運動的總路程

（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。

16.（18分）如圖所示，在直角坐標系中，X=L和y軸之間有垂直紙面向里的勻強磁場，y軸左側(cè)

有沿X軸正方向的勻強電場，電場強度大小為E，在X軸上x=-Z，處有一個粒子源，該粒子源可以在紙面

內(nèi)沿各個方向射出速率相同的同種粒子（重力不計），粒子的質(zhì)量為用、電荷量為+q,沿y軸負方向射出

的粒子經(jīng)電場和磁場偏轉(zhuǎn)后，恰好不從磁場的右邊界射出，并且第一次和第二次經(jīng)過y軸的位置相距

26r也

----L，求：

3

（1）粒子的初速度大小及磁場的磁感應(yīng)強度大小；

（2）沿y軸正方向射出的粒子第二次經(jīng)過y軸的位置坐標；

（3）沿與x軸負方向成45°角向上（圖示方向）射出的粒子第一次經(jīng)過y軸和第二次經(jīng)過y軸的位置

間的距離。

2021湖北省高考壓軸卷

物理

參考答案

1.答案：B

2.答案：D

3.答案：D

4.答案：D

5.答案：A

6.答案：D

7.答案：D

8.答案：AC

9.答案：BCD

10.答案：AB

11.答案：ACD

12.答案：5.70B」左偏小

2

U

13.答案：右7一為若先斷開S”則由于斷電自感現(xiàn)象,電壓表會燒壞

14.答案：(l)33cm：(2)72.5℃

解：（1）設(shè)細玻璃管的橫截面積為S,開始時管內(nèi)封閉端氣體壓強為P1=p0+〃

旋轉(zhuǎn)后封閉端氣體壓強為P2=P0-2〃sin。；由玻意耳定律有p（S=〃2（4+/0S；代入數(shù)據(jù)解得

￡=33cm

（2）開始時封閉端氣體溫度（=273+%；加熱后氣體的溫度為T=273+/；由理想氣體狀態(tài)方程得

PiL|S_+/2)S

；代入數(shù)據(jù)解得，=72.5℃

15.答案：（1）v,=3m/s；（2）L=6.25m；（3）s=L41m

解：（1）設(shè)水平向右為正方向，小車與墻壁發(fā)生第一次碰撞時的速度大小為V1

由動量守恒定律得町（一%）+牡％=（叫+中2）片；解得巧=3m/s

（2）設(shè)小車的最小長度為L,最終小車和鐵塊的動能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，由能量守恒定律得

1,1,

5m1%+5m2vo=〃加2gL；解得L=6.25m

(3)設(shè)小車的加速度大小為a,小車第一次碰撞后向左速度減為零時的位移大小為x”小車從發(fā)生第

一次碰撞到發(fā)生第二次碰撞間的路程為s),由牛頓第二定律得卬％8=叫。由運動學(xué)公式得

0-片=2a(-%)；防=2%；解得s尸0.9m；設(shè)小車從發(fā)生第k次碰撞到發(fā)生第k+1次碰撞間的路程為

Sk,同理可得m；設(shè)小車從發(fā)生第一次碰撞后運動的總路程為s,得5=電+$2+…+L；

解得s=1.41m

16.答案：(1)陛L⑵(0,生叵L)；⑶—L

vqL33

解：(1)沿)'軸負方向射出的粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后進入磁場，設(shè)粒子進入磁場時與軸負方向間的夾角

為8,根據(jù)題意可知，粒子的運動軌跡如圖所示。設(shè)粒子在磁場中做圓周運動的半徑為R,則

A+/?cose=L；2/?sin6>=-￡；可得。=60°，R^-L

33

粒子在電場中做類平拋運動，根據(jù)運動的分解，粒子第一次經(jīng)過y軸時，沿x軸正方向的速度滿足

v；=2aL=24；tan”,可得粒子的初速度大小為?=/^；

粒子進入磁場時的速度大小為v=—%—=2)在且；由>3=加或；得磁場的磁感應(yīng)強度大小為

cos0VR

B=叵

\qL

(2)沿y軸正方向射出的粒子，經(jīng)電場、磁場偏轉(zhuǎn)后的軌跡如圖所示，由對稱性可知