2021年高考沖刺壓軸卷 物理

（新高考）2021年最新高考沖刺壓軸卷

物理

注意事項：

i.本試卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分。答題前，考生務

必將自己的姓名、考生號填寫在答題卡上。

2.回答第I卷時，選出每小題的答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標

號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。寫在試卷上無效。

3.回答第n卷時，將答案填寫在答題卡上，寫在試卷上無效。

4.考試結束，將本試卷和答題卡一并交回。

一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，

只有一項是符合題目要求的。

1.物理學家通過對實驗的深入觀察和研究，獲得正確的科學認知，推動物理學的發(fā)展。

下列說法符合事實的是（）

A.貝克勒爾發(fā)現的天然放射性現象，說明原子核有復雜結構

B.麥克斯韋通過一系列實驗證實了關于光的電磁理論

C.查德威克用a粒子轟擊MN獲得反沖核發(fā)現了中子

D.盧瑟福通過對陰極射線的研究，提出了原子核式結構模型

【答案】A

【解析】貝克勒爾發(fā)現的天然放射性現象，說明原子核有復雜結構，A正確；麥克斯韋

預言電磁波的存在，赫茲通過一系列實驗證實了關于光的電磁理論，B錯誤；查德威克用a

粒子轟擊鍍核，產生中子和碳12原子核，C錯誤；盧瑟福通過對a粒子散射實驗的研究，

提出了原子核式結構模型，D錯誤。

2.在一端封閉的粗細均勻的玻璃管內，用水銀柱封閉一部分空氣，玻璃管開口向下，

如圖所示，當玻璃管自由下落時，空氣柱的長度將（）

A.變長B.變短

C.不變D.無法確定

【答案】B

【解析】設水銀柱的高度為h,由圖示可知，氣體壓強間的關系為「2=0-九，如果

玻璃管自由下落時，玻璃管中的氣體壓強變大等于大氣壓，氣體溫度不變，由理想氣體狀態(tài)

方程0V=C可知，氣體體積變小，氣柱長度變短。

3.A、2兩物體沿同一直線同向運動，0時刻開始計時，A、2兩物體的己一f圖像如圖

所示，已知在f=7s時A、8在同一位置，根據圖像信息，下列正確的是（）

&|y/（mS-1）

47~%s

A.8做勻加速直線運動，加速度大小為lm/s2

B.A、8在零時刻相距11m

C.f=4s時，8在前、A在后，A正在追趕B

D.在。?7s內A、8之間的最大距離為25m

【答案】D

【解析】由勻變速直線運動的位移公式可得方=vo+&f,對比B物體的圖

1Q—￡c/2

線可知一”=■——m/s2=lm/s2,所以加速度a=2m/s一,由相似三角形可知，圖線與

27-4

縱軸的交點坐標為2m/s,即初速度%=2m/s,臺物體做勻加速直線運動，故A錯誤；對

比A物體的圖線可知，A物體做勻速直線運動，速度為v=6m/s,在f=7s時A、臺的位

移分別為XA="=42m,+產=63m,此時到達同一位置，故在0時刻，A在

3前21m處，故B錯誤；尸4s時，由乙="=24m,/+ga產=24m,

5+21m=45m,故A在前，8在后，B正在追趕A,故C錯誤；當A、8速度相等時，

相距最遠%+G'=v,可得f=2s,由C中位移公式可得，A、2的位移分別為12m,8m,

故此時的距離&=8m=25m,D正確。

4.一種“光開關”的“核心區(qū)”如圖虛框區(qū)域所示，其中1、2是兩個完全相同的截面為等

腰直角三角形的棱鏡，直角邊與虛框平行，兩斜面平行，略拉開一小段距離，在兩棱鏡之間

可充入不同介質以實現開關功能。單色光。從1的左側垂直于棱鏡表面射入，若能通過2,

則為“開”，否則為“關”，已知棱鏡對。的折射率為1.5,下列說法正確的是（）

A.單色光a在棱鏡中的波長是在真空中波長的1.5倍

B.若不充入介質，則可能實現“開”功能

C.若充入的介質相對棱鏡是光疏介質，有可能實現“開”功能

D.若充入的介質相對棱鏡是光密介質，有可能實現“關”功能

【答案】C

【解析】根據公式v=￡v=y頻率不變，波長變?yōu)樵瓉淼挠褹錯誤；單色光。從1

nJj

i?

的左側垂直于棱鏡表面射入，入射角為45°,根據全反射的條件，臨界角sinC=；=^<sin45。

n3

=坐,不充入介質，即發(fā)生全反射，光不可以通過2,實現“開”功能，B錯誤；若充入的介

質相對棱鏡是光疏介質，單色光。向下偏折，有可能實現"開"功能，C正確；若充入的介質

相對棱鏡是光密介質，單色光。向上偏折，則一定處于開狀態(tài)，D錯誤。

5.如圖是遠距離輸電的部分線路。A、B兩點分別為鐵塔與輸電線的連接點，輸電線質

量分布均勻，下列說法正確的是（）

鐵塔鐵塔

A.輸電線上電流相等時，輸電線越粗，在輸電線上消耗的電能越多

B.若A點高于8點，輸電線兩端的切線與豎直方向的夾角

C.若A、2兩點等高，A,B兩端點對輸電線的彈力大小之和等于輸電線的重力

D.由于熱脹冷縮，夏季輸電線與豎直方向的夾角變小，輸電線兩端的彈力變大

【答案】B

【解析】輸電線上電流相等時，輸電線越粗，輸電線的電阻越小，輸電線上消耗的電能

越少，A錯誤；設輸電線下垂的最低點為C,若A點高于8點，則A到C之間的輸電線長

度比8到C之間的輸電線長度長，設A到C之間的輸電線重力大小為GAC，B到C之間輸

電線的重力大小為GBC，A、B兩端點對輸電線的彈力大小分別為尸A、FB,則根據平衡條件

有Etcos私=Gac，FBCOSOB=GBC，Eisin%=pBsin紜，并且GAC>GBC，聯立可得61A

B正確；若A、B兩點等高，由于A、2兩端點對輸電線的彈力并不是豎直向上，所以A、B

兩端點對輸電線的彈力大小之和大于輸電線的重力，C錯誤；由于熱脹冷縮，夏季輸電線與

豎直方向的夾角變小，根據E4cosOA+FBCOS6B=G,可知當6A和0B都減小時，尸A和邑也

減小，D錯誤。

6.如圖所示，abed為菱形,ac與M為對角線，ac長是加長的兩倍，。為對角線的

交點，長直導線M過。。的中點垂直于菱形平面，長直導線N過0c中點也垂直于菱形平面，

M,N中通有方向相反、大小相等的定電流，貝!]()

A.a、c兩點的磁感應強度相同

B.b、1兩點的磁感應強度大小相等、方向相反

C.。點磁感應強度比。點磁感應強度大

D.6點磁感應強度比。點磁感應強度大

【答案】A

【解析】根據磁場的疊加可知。a、c兩點的磁場磁感應強度大小相等，方向相同，氏

d兩點的磁感應強度大小相等，方向相同，。點的磁感應強度大于。點的磁感應強度大小。

在V、N連線的垂直平分線上，。點的磁感應強度最大。故選A。

7.一質量為根的物體靜止在光滑水平面上，現對其施加兩個水平作用力，兩個力隨時

間變化的圖像如圖所示，由圖像可知在/2時刻物體的()

A.加速度大小為與土

B.速度大小為W一瓜必一G

C動量大小為—■

動能大小為國一’)2色-幻

【答案】B

【解析】由圖像可知，在玄時刻物體的加速度由牛頓第二定律可得加速度大小

生旦，故A錯誤；由動量定理和圖像面積可得田一,如,則

懺y…根據動量和動能的關系得紜=叱耳卜故B正確’CD錯

誤。

8.如圖甲所示，在場強大小為瓦，方向水平向左的勻強電場中，固定著一根光滑絕緣

桿0C和兩個等量同種正點電荷A、B,四邊形OACB恰好構成菱形。一質量為機、電荷量

為一q0>0）的小球（可視為點電荷）套在絕緣桿上。令x軸與0C桿重合，以左端。為坐

標原點，以水平向左為兩個正點電荷在0C桿上產生的合場強的正方向，則該合場強在0C

桿上的變化規(guī)律如圖乙所示，為該合場強的最大值。將小球從桿的左端O由靜止釋放,

小球沿桿運動過程中，下列說法正確的是（）

A.小球運動到C點時的速度可能為0

B.當Eo>Em時，小球電勢能逐漸減小

C.當瓦<Em時，小球加速度先增大后減小

D.若移走B電荷，仍從。點由靜止釋放小球，則小球加速度最大值為“（2.+4”）

2m

【答案】B

【解析】根據靜電力對小球做的功，從。到C,兩電荷對小球做功為零，瓦對小球做

正功，故小球在C點速度不為零，故A錯誤；當瓦>/時，電場力對小球做正功，電勢能

減小，故B正確；當a<Em時，小球加速度在通過AB連線前為先增大，后減小，通過AB

連線后，為先減小后增大，故C錯誤；移走B電荷，A電荷產生的最大場強無法計算，合

場強最大值根據題目條件無法計算，故D錯誤。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，

有多項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。

9.分子勢能與與分子間距離r的關系圖線如圖中曲線所示，曲線與橫軸交點為小曲

線最低點對應橫坐標為廠2（取無限遠處分子勢能穌=0）。下列說法正確的是（）

A.分子間的引力和斥力都隨著分子間距離r增大而減小

B.當時，分子勢能和分子間作用力都隨r減小而增大

C.當分子間作用力表現為斥力時，分子勢能隨分子間距離減小而增大

D.當n002時，隨著分子間距離r增大，分子力先做正功后做負功

【答案】ABC

【解析】分子間的引力和斥力都隨著分子間距離r增大而減小，A正確；當r<ri時，

分子間作用力表現為斥力，隨r減小而增大，B正確；當分子間作用力表現為斥力時，分子

間距離減小，分子間作用力做負功，分子勢能增大，C正確；當n002時，隨著分子間

距離廠增大，分子間作用力一直在做正功，D錯誤。

10.三顆人造衛(wèi)星A、B、C都在赤道正上方同方向繞地球做勻速圓周運動，A、C為地

球同步衛(wèi)星，某時刻A、8相距最近，如圖所示。已知地球自轉周期為Ti，8的運行周期為

T2,則下列說法正確的是（）

A.C加速可追上同一軌道上的A

B.經過時間1工,A、B相距最遠

2（7；-T2）

C.A、C向心加速度大小相等，且小于8的向心加速度

D.在相同時間內，C與地心連線掃過的面積等于2與地心連線掃過的面積

【答案】BC

【解析】衛(wèi)星C加速后做離心運動，軌道變高，不可能追上衛(wèi)星A,A錯誤；A、B衛(wèi)

星由相距最近至相距最遠時，兩衛(wèi)星轉的圈數差半圈，設經歷時間為3有-1=工，解

4（2

得經歷的時間一圾,B正確；根據萬有引力提供向心加速度，由色華=機。，可

2

2（7；-r2）r

得。="，由于％=年>",可知A、C向心加速度大小相等，且小于B的向心加速度，

r

C正確；軌道半徑為/?的衛(wèi)星，根據萬有引力提供向心力尊=相（第2/，可得衛(wèi)星為周期

T=2cJ^，則該衛(wèi)星在單位時間內掃過的面積So=由于大〉?，所

以在相同時間內，A與地心連線掃過的面積大于B與地心連線掃過的面積，D錯誤。

11.如圖所示，AC是傾角為0=30。的斜面，C。部分為水平面，小球從斜面頂端A點

以初速度W水平拋出，剛好落在斜面上的2點，AB=1AC?現將小球從斜面頂端A點以初

速度2Vo水平拋出，不計空氣阻力，小球下落后均不彈起，重力加速度為g,則小球兩次在

空中運動過程中（）

A.時間之比為1：2

B.時間之比為1：^3

C.水平位移之比為1：9

D.當初速度為％時，小球在空中離斜面的最遠距離為如

12g

【答案】BD

【解析】設小球的初速度為W時，落在斜面上時所用時間為斜面長度為3L小球落

在斜面上時有tan6=gS=里，解得/=2%-tan。,設落點距斜面頂端距離為則

引2%g

有s=?=2%,an7%片，若斜面足夠長，兩次小球均落在斜面上，落點距斜面頂端距

cos3geos3

離之比為1：4,則第二次落在距斜面頂端4L處，大于斜面的長度，可知以2w水平拋出時

小球落在水平面上，兩次下落高度之比為1：3,根據丸=gg/，解得"杼,所以時間

之比為1：小，故A錯誤，B正確；根據“二",，可得水平位移之比為石：々=%：:2%，2

=1：26,故c錯誤；當小球的速度方向與斜面平行時，小球到斜面的距離最大，即在小

球距離斜面最遠時，垂直于斜面方向的速度等于零，建立沿斜面和垂直于斜面的平面直角坐

標系，將初速度均和重力加速度g進行分解，垂直于斜面的最遠距離

12.如圖甲所示，平行邊界MN、0尸間有垂直光滑絕緣水平桌面向下的勻強磁場，磁

場的磁感應強度大小為1T,正方形金屬線框放在MN左側的水平桌面上。用水平向右的恒

定力拉金屬線框，使金屬線框一直向右做初速度為零的勻加速直線運動，施加的拉力F隨

時間/變化規(guī)律如圖乙所示，已知金屬線框的質址為4.5kg、電阻為2。，則下列判斷正確

A.金屬框運動的加速度大小為2m/s2

B.金屬框的邊長為Im

C.金屬框進磁場過程通過金屬框截面電址為0.5C

D.金屬框通過磁場過程中安培力的沖量大小為lN-s

【答案】BCD

【解析】由題意可知，金屬框運動的加速度大小a=￡=0.5m/s2,A錯誤；由題意知，

m

金屬框進磁場時的速度大小為匕=at[=0.5m/s,設金屬框邊長為L,則2L=,

解得L=lm,B正確；金屬框進碰場過程中通過金屬框截面的電量為q=(-=0.5C,C

正確；金屬框通過磁場時速度大小為%=%+G2=L5m/s,則金屬框通過磁場過程中安培

力的沖量大小為〃=!(生匕五+紇二2)/2=lN-s,D正確。

A2RR2

三、非選擇題：本題共6小題，共60分。按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字

說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必

須明確寫出數值和單位。

13.(6分)實驗小組通過圓周運動來測量圓盤的半徑，裝置如圖甲所示。一水平放置的

圓盤繞豎直固定軸勻速轉動，在圓盤上沿半徑方向開有三條相同的均勻狹縫，狹縫間夾角相

等。將激光器與傳感器上下對準，盡量靠近圓盤的邊緣處，使二者的連線與轉軸平行，分別

置于圓盤的上下兩側，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束。在圓盤的轉動過程中，當狹縫經過激光

器與傳感器之間時，傳感器接收到一個激光信號，并將其輸入計算機，經處理后畫出相應的

圖線，如圖乙所示，橫坐標表示時間，縱坐標表示傳感器電壓。

(1)使用游標卡尺測量狹縫寬度，如圖丙所示，讀數為mmo

⑵根據圖乙的參數，取71=3.14,得到圓盤邊緣的線速度為m/s,圓盤的半徑為

_m。

【答案】(1)2.00(2)0.40.3

【解析】⑴游標卡尺讀數為2mm+0.05mmx0=2.00mm。

3

心、士心d2.00xl0-mo.,..._2;i/3rad4,.

(2)線速度v=一=---------——=0.4m/s,角速度CD=--------------------=—rad/s,

At5XW3S(1.77-0.20)S3

半徑R=—=0.3m。

（D

14.（8分）某同學用熱敏電阻制作了一個簡易自動報警器，熱敏電阻的阻值R隨溫度f

變化的圖像如圖甲所示，簡易自動報警器的電路圖如圖丙所示，請回答以下問題：

（1）用多用電表歐姆檔測繼電器線圈ed（圖乙所示）的電阻時，將選擇開關旋至“x100”

位置，歐姆調零，測線圈ed電阻時發(fā)現指針偏轉角度過大，則應把選擇開關旋至_______

（填“xlO”或“xlk”）進行測量，經正確操作，多用表示數如圖丁所示，則所測繼電器的阻

值為。；

熱

敏

電報

阻警

器

⑵為使溫度在達到報警溫度時，簡易報警器響起，單刀雙擲開關c應該接（選

填％”或“b”）；

（3）流過繼電器線圈ed的電流/o與10mA才會報警，若直流電源電動勢所為18V（內

阻不計），欲實現溫度達到或超過60℃報警器響起，則滑動變阻器規(guī)格應該選擇o

A.0-200QB.0—500QC.0-1500Q

【答案】（1）x10220（2）。（3）C

【解析】（1）測電阻時指針偏轉過大，則讀數太小誤差較大，需要選擇小量程讓讀數變

大點才能減小誤差，所以應把選擇開關旋至xlO擋進行測量。所測繼電器的阻值為：表盤刻

度讀數x倍率=22x100=220Qo

（2）由于溫度升高熱敏電阻阻值減小，通過繼電器的電流增大，其產生的磁場磁感應強

度增大，把鐵片向左吸引，所以要讓報警器響起，則單刀雙擲開關c應該接

3

（3）回路的總電阻的最小阻值凡皿=y=10^0-3=1.8X10Q,所以滑動變阻器規(guī)格應

該選擇C。

15.（7分）圖甲是一列簡諧橫波在f=0時刻的波形圖，其中質點尸坐標為（0,0.1）,

質點。坐標為(5,-0.1)o圖乙是質點。的振動圖像，圖中M點坐標為(:，0)o

甲乙

(1)求簡諧波的傳播方向和速度；

(2)寫出質點尸的振動方程。

【解析】⑴根據質點。的振動圖像可知，在/=0時刻向上振動，所以簡諧波向左傳播。

設波的方程為

27r71

y-0.2sin(—x+—)m

當x=5m時，有y=0.2sin(^^+X)m=-0.1m

26

解得％=6m

27rTT

質點。的振動振動方程為y=0.2sin(；7—()m

當r=1s時，有y=0.2sin(3_—K)m=0

6.3T6

解得T=2s

2

所以波速為v==3m/s

T

JI

(2)質點P的振動方程為y=0.2sin(^+—)m。

6

16.(9分)糧食安全是社會穩(wěn)定的壓艙石，我們國家一直高度重視，并提倡“厲行節(jié)約，

反對浪費”。如圖甲為某糧庫運送糧食的傳送帶，圖乙是其簡化圖，該傳送帶以速度vo=2m/s

勻速傳送，傾斜段A8長為20m,與水平面夾角6=30。。將一谷粒由A點靜止釋放，谷粒

將隨傳送帶向上運動，觀察發(fā)現谷粒向上運動2m后與傳送帶相對靜止。已知每顆谷粒的質

量約為優(yōu)=0.04g,不考慮谷粒滾動，不計空氣阻力，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g=10

m/s2o

(1)求谷粒勻速運動時受到的摩擦力大小和方向;

(2)谷粒在傾斜段A3運動的總時間是多少，谷粒與傳送帶間的動摩擦系數〃1多大？

(3)大量谷粒將自然堆成圓錐狀，觀察發(fā)現，谷堆越高，相應占地面積越大，測量某個

谷堆，谷堆高為3m,占地面積約為16兀n^,由此可以估算谷粒與谷粒之間動摩擦系數〃2

多大？

【解析】(1)谷粒勻速運動時，根據平衡條件有弁=mgsin30o=2xl(F4N

方向沿傳送帶向上。

(2)谷粒在傳送帶上先做勻加速運動，后做勻速運動，設勻加速運動時間為小勻速運動

時間為》根據運動學規(guī)律可得也"=2m

21

解得九=2s

谷粒勻速運動的距離為冗2=入一為=18m

谷粒勻速運動的時間為馬=^=9s

一%

谷粒在傾斜段A3運動的總時間為r=九+/2=11s

2

根據位移與速度關系可得谷粒做勻加速運動的加速度大小為a=*-=lm/s2

2%

根據牛頓第二定律可得加〃=^mgcos30°-mgsin30°

解得從=乎

(3)谷粒形成谷堆的過程中，谷堆傾角不斷增大，當谷粒不再沿谷堆下滑時，谷堆傾角a

達到定值，根據平衡條件有：mgsina=]U2mgcosa

即tana二小

3

根據谷堆占地面積約為16兀n?,可得谷堆底面半徑為4m,則tana=—

4

解得〃2=0.75。

17.(14分)如圖，傾角8=37。的直軌道AC與圓弧軌道跖在C處相切且平滑連接，

整個裝置固定在同一豎直平面內。圓弧軌道的半徑為凡。尸是豎直直徑，。點為圓心，E、

。、8三點在同一水平線上。A、F也在同一水平線上，兩個小滑塊P、Q(都可視為質點)

的質量都為m,已知滑塊。與軌道AC間存在摩擦力且動摩擦因數處處相等，但滑塊P與

整個軌道間和滑塊Q與圓弧軌道間的摩擦力都可忽略不計。同時將兩個滑塊P、Q分別在A、

2兩點由靜止釋放，之后P開始向下滑動，在B點與。相碰。碰后尸、。立刻一起向下且

在BC段保持勻速運動，已知P、Q每次相碰都會立刻合在一起運動但兩者并不粘連，sin37°

=0.6,cos37°=0.8,取重力加速度為g,求：

A

(1)兩滑塊進入圓弧軌道運動過程中對圓弧軌道的壓力的最大值；

(2)滑塊Q在軌道AC上往復運動經過的最大路程。

【解析】⑴滑塊P下滑至與。相碰前瞬間，由機械能守恒定律得=萬7叫2

P、。碰后合在一起運動，碰撞瞬間由動量守恒定律得機也=2m也

P、Q一起由C點運動至D點過程，有27咫氏(1一85。)+，〃心=3><27%*

經過D點時對圓弧軌道的壓力最大，有FND-2mg=2,昨

由牛頓第三定律可知，兩滑塊對圓弧軌道的最大壓力FND'=FND

r=

聯立解得FND3.8mgo

(2)由⑴中計算可知，尸、。整體在D點的動能;x2加編=0.9叫R<2mgR

因此它們在圓弧軌道上運動的最高點在E點下方，之后沿軌道返回，再次到達。點的

速度大小仍為也.從。點上滑后尸、。分離，。比尸先到達最高點，且。運動到最高點時停

下。設P、。上滑的最大位移分別為XP、Xgo對尸、。，由動能定理分別可得

12

—mgsin0-xp=0——mv2

?.12

(mgsin6-vFt)XQ=0——mv2

由P、。碰后一起勻速下滑可知。受到的滑動摩擦力大小Ff=2mgsin。

P再次從最高點下滑至第二次碰。前，有mgsin0(xp—XQ)=~mv3

P、。碰后一起運動，有機%=2機丫4

P、。從C點上滑到第二次從C點進入圓弧軌道，?？朔Σ亮ψ龅墓f=42利

而尸、。碰撞損失的機械能為相片一；相式

由以上各式解得?？朔Σ亮ψ龅墓εcP、。碰撞損失的機械能之比為也=±

AE1

P、。此后多次進入直軌道AC的運動過程遵循同樣的規(guī)律，直到最后到達C點的速度

減為0,因此從P、。第一次回到直軌道AC運動到最后不再進入為止，?？朔Σ亮ψ龅?/p>

功為

Ff/=—x—x2mv；

52'

滑塊Q在軌道AC上往復運動經過的最大路程為幾,則/m=/4

聯立解得/m=3R。

m3

18.(16分)如圖所示，一水平寬度Lo=2小m、豎直方向足夠長的矩形勻強磁場，其

右邊界與y軸重合，磁場方向垂直紙面向外。在y軸右側有一矩形勻強電場，水平寬度乙=

2.0m,豎直方向足夠長，場強方向垂直x軸向下。有一荷質比2=5.0x107C/kg的正電荷從

圖中的M點以4.0x104m/s的速度射入磁場，速度方向與磁場左邊邊界之間的夾角為0