2021重庆市高考压轴卷：物理+答案解析

2021重庆市高考压轴卷物理Word版含解析

一、单选题（每题4分，共28分）

1．在控制气候变和减少碳排放的路上，核能不可或缺。核裂变和核聚变技术不断革新，其中包括：第四代核裂变反应堆小型模块化反应堆核聚变反应堆核心技术的突破。下列核反应方程中，X为正电子的是（　　）

A．

B．

C．      D．

2．如图所示，一斜面固定在高为1.2m的水平桌面上，其下边缘与桌沿对齐。斜面的水平倾角为30°顶端距桌面高度为0.2m。现将一光滑的小球从斜面顶端由静止释放，忽略空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，则小球由桌沿到落地的时间为（　　）

A．0.2s B．0.4s    C．0.6s     D．0.8s

3．如图所示，质量为m，边长为L的金属框通过两根细绳竖直悬挂在房顶上静止，边长为的正方形区域内有磁感应强度大小为B。垂直纸面向里的匀强磁场，金属框的下边框处于匀强磁场区域的正中间。当给金属框通入逆时针方向，大小为I的较小电流时，下列判断正确的是（　　）

A．金属框所受安培力向上，每根绳上的拉力大小

B．金属框所受安培力向下，每根绳上的拉力大小

C．当电流大小不变，方向反向时，每根绳上的拉力大小

D．当电流大小不变，方向反向时，每根绳上的拉力大小

4．2021年2月24日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器进行第三次调整，成功进入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期为2个火星日（1个火星日即火星自转一周的时间，为24小时37分钟）的火星停泊轨道；2月26日起，“天问一号”在停泊轨道开展科学探测。已知火星半径约为地球半径的一半，火星表面重力加速度约为地球表面重力加速度的0.38倍。下列说法正确的是（　　）

A．探测器从远火点向近火点运动的过程中，探测器的速率不断减小

B．如果探测器在火星表面附近做近火环绕，其运行周期约为1个火星日

C．火星同步卫星的周期小于地球同步卫星的周期

D．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度

5．如图所示，一玩偶与塑料吸盘通过细绳AB连接，吸盘吸附在墙壁上玩偶静止悬挂，忽略玩偶与墙壁之间的静摩擦力，则（　　）

A．细绳AB越短，玩偶对墙壁的压力越大

B．细绳AB越长，吸盘受到墙壁的摩擦力越小

C．吸盘重力大于墙壁和细绳对吸盘作用力的合力

D．吸盘与墙壁之间的挤压力越大，吸盘受到墙壁的摩擦力越大

6．如图所示，两根长度不同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点。设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。已知L1跟竖直方向的夹角为60°，L2跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（　　）

A．细线L1和细线L2所受的拉力大小之比为1∶

B．小球m1和m2的角速度大小之比为∶1

C．小球m1和m2的向心力大小之比为3∶1

D．小球m1和m2的线速度大小之比为3∶1

7．如图所示，菱形ABCD的对角线相交于O点，两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N点，且OM=ON，则（　　）

A．B、D两处电势相等

B．A、C两处场强大小相等、方向相反

C．同一个试探电荷放在A、C两处时电势能相等

D．把一个带正电的试探电荷从A点沿直线移动到B点的过程中电场力先做正功再做负功

二、多选题（每题5分，共15分。选对但少选得三分，错选不得分）

8．在光滑的水平地面上方，有两个磁感应强度大小均为B，方向相反的水平匀强磁场，如图所示的PQ为两个磁场的边界，磁场范围足够大。一个半径为a、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向，以速度v从如图位置向右运动，当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时，圆环的速度为，则下列说法正确的是（　　）

A．此时圆环中的电流为逆时针方向 B．此时圆环的加速度为

C．此时圆环中的电功率为 D．此过程中通过圆环截面的电量为

9．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，其电动势为u＝220sin100πt(V)，交流电源电阻为r＝10Ω，定值电阻R0＝100Ω与原线圈并联，滑动变阻器R与副线圈串联，滑动变阻器的最大值为Rm＝30Ω，已知变压器的原副线圈的匝数之比为2∶1，电流表和电压表均为理想交流电流表。滑动变阻器的滑动触头由最上端下向下缓慢移动到某位置时，开关S分别接a、b，电源输出功率相等，下列说法正确的是(　　)

A．开关接a时，电流表的示数为2A

B．开关接b时，电压表的示数为110 V

C．电源的输出功率相等时，滑动变阻器的阻值可能为R＝25Ω

D．副线圈消耗的功率最大时，滑动变阻器的阻值为R＝10Ω

10．质量为m的汽车从t=0时刻开始受到水平向前的牵引力F作用，F与作用时间t的关系如题图所示。若汽车在t0时刻开始沿平直公路运动，汽车受到的阻力恒定不变，下列说法正确的是（　　）

A．汽车先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动

B．2t0~4t0，汽车克服阻力做的功为

C．汽车在2t0时刻的速度大小为

D．汽车在3t0时刻牵引力的瞬时功率为

三、非选择题，共57分。11-14必考题，15-16选考题 。

11．（6分）利用图甲所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，另一端悬挂在铁架台上，将钢球拉至某一位置由静止释放，钢球运动到最低点A时球心穿过光电门，计时器测出挡光时间为t，还测得钢球下落的高度为h、钢球的直径为d，已知当地的重力加速度为g。

（1）钢球下落的高度h应该是小球释放时的球心位置到______位置之间的竖直距离。

A．钢球在A点时的顶端

B．钢球在A点时的球心

C．钢球在A点时的底端

（2）如图乙所示，用螺旋测微仪测得钢球的直径______mm。

（3）小球过最低点时的速度近似等于其直径与挡光时间的比值，则当满足______（用d、g、t表示）时，可判断小球下落过程中机械能守恒。

12．（9分）某兴趣小组为了测量一“3V，1.5W”小灯泡的伏安特性曲线，找到了如下器材：

电流表A1（量程600mA，内阻约5Ω）；

电流表A2（量程3A，内阻约0.1Ω）；

电压表V1（量程3V，内阻约3kΩ）；

电压表V2（量程15V，内阻约200kΩ）；

滑动受阻器R1（阻值0-5Ω，额定电流1A）；

滑动受阻器R2（阻值0-100Ω，额定电流2A）；

滑动变阻器R3（阻值0-1kΩ，额定电流300mA）；

直流电源（电动势5.0V，内阻不计）。

（1）在该实验中，电流表应选择______（填“A1”或“A2”），电压表应选择______（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择______（填“R1”、“R2”或“R3”）。

（2）在该实验的电路连接中，应该使用电流表______（填“外接法”或“内接法”），控制电路部分应该使用滑动变阻器的______（填“限流式”或“分压式”）连接法。

（3）如图是某同学根据在实验中测出的数据，在方格纸上作出的伏安特性曲线图。若将该灯泡与一个10.0Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P=______W（保留两位有效数字）。

13．（12分）如图所示，水平轨道的右端与半圆轨道相切，虚线为半圆直径。小滑块A、B、C静止在水平轨道上，A、B间锁定一压缩的轻弹簧，弹簧存储的弹性势能为10J。某时刻突然解除锁定，B与弹簧分离后与C发生碰撞，并立即结合为D。已知A、B、C的质量分别为4kg、1kg、1kg，不计一切阻力，重力加速度g取10m/s2

（1）求滑块A、B刚与弹簧分离时的速度大小各是多少；

（2）若要求D在半圆轨道上滑行时不脱离轨道，求轨道半径应满足的条件。

14．（18分）如图所示，在平面坐标系xoy内，第Ⅱ、Ⅲ象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在半径为L的圆形边界匀强磁场，磁场圆心在M（L，0）点，磁场方向垂直于坐标平面向外。带电量为q、质量为m的一带正电的粒子（不计重力）从Q（-2L，-L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场。求：

(1)电场强度E的大小；

(2)粒子在磁场中运动的时间；

(3)磁感应强度B的大小。

15．（1）（4分）（多选）关于热现象及热力学定律，下列说法正确的是______。

A．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果

B．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映

C．当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大

D．理想气体等压膨胀过程一定放热

E.不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其它变化

15．（2）（8分）如图所示，一竖直放置的汽缸内上下两活塞（质量均可忽略不计）之间封闭一定质量的理想气体，汽缸顶部竖直连接有横截面积为汽缸横截面积的足够长圆筒，圆筒上端与大气相通，活塞A上方的汽缸和圆筒内均装有水银，活塞B固定。当汽缸内气柱长时，水银柱的高度分别为和。两活塞与筒壁间的摩擦不计，外界大气压始终为，环境的热力学温度。求：

（1）解除活塞B的固定，并用力缓慢推活塞B，若汽缸内气体温度不变，当水银刚好完全进入圆筒时，汽缸内气柱的长度；

（2）若保持活塞B不动而给气体加热，当水银刚好完全进入圆筒时，汽缸内气体的热力学温度T。

16（1）（4分）如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图像。下列说法正确的是________。

A．这列波的传播方向是沿x轴负方向

B．这列波的传播速度是20m/s

C．经过0.15s，质点P沿x轴的正方向前进了3m

D．经过0.1s时，质点Q的运动方向沿y轴正方向

16．（2）（8分）如图所示为半圆柱形玻璃砖的横截面，O为圆心，AB为直径，半径为R，其折射率为。现有一束平行光以i＝45°的入射角射向AO平面，若光线到达圆弧面后，都能从该表面射出。求：

（1）光射在AB面上进入玻璃的折射角；

（2）入射光束在AO上的最大宽度。

参考答案

1．【答案】C

【解析】由质量数和电荷数守恒可得，A项中的X的电荷数为0，质量数为，故A错误；B项中的X的电荷数为0，质量数为1即为中子，故B错误；C项中的X的电荷数为1，质量数为0即为正电子，故C正确；D项中的X的电荷数为1，质量数为1即为质子，故D错误。

2．【答案】B

【解析】小球由斜面顶端到达桌沿的过程由机械能守恒定律；解得v=2m/s；小球从桌沿飞出时的竖直分速度为；根据；解得t=0.4s

3．【答案】C

【解析】通过左手定则可知，电流向右时金属框所受安培力向上，安培力的大小为，每根绳上的拉力大小应该故AB错误。

当电流大小不变、方向反向时，金属框所受安培力向下，每根绳上的拉力大小；故C正确，D错误。

4．【答案】D

【解析】探测器从远火点向近火点运动过程中，万有引力做正功，由动能定理可知，探测器动能增加，速率增大，故A错误；在火星表面附近做近火环绕时有；解得；其中，；联立解得；其中；则有；故运行周期不为1个火星日，故B错误；同步卫星周期等于自转周期，所以火星同步卫星的周期为24小时37分钟大于地球同步卫星的周期，故C错误；根据；可得；则有；解得故D正确。

5．【答案】A

【解析】A．玩偶的受力分析如图所示，玩偶对墙壁的压力等于支持力有

；细绳AB越短，越大，则玩偶对墙壁的压力越大，所以A正确；对吸盘与玩偶整体分析竖直方向只受重力与摩擦力，所以吸盘受到墙壁的摩擦力总是等于重力，与细绳的长短无关，与吸盘与墙壁之间的挤压力无关，则BD错误；由平衡条件可知，吸盘重力等于墙壁和细绳对吸盘作用力的合力，所以C错误

6．【答案】C

【解析】对任一小球研究。设细线与竖直方向的夹角为，竖直方向受力平衡，则；解得；所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比；故A错误；小球所受合力的大小为，根据牛顿第二定律得得；两小球相等，所以角速度相等，故B错误；小球所受合力提供向心力，则向心力为；小球m1和m2的向心力大小之比为；故C正确；根据v=ωr，角速度相等，得小球m1和m2的线速度大小之比为故D错误。

7．【答案】A

【解析】根据等量异种电荷电场线、等势面分布对称性，B、D两处电势、场强均相同，故A正确；据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A、C场强相同，故B错误；据顺着电场线方向电势降低，结合等量异种电荷电场线、等势面分布对称性特点可知，A点电势高，故同一个试探电荷放在A、C两处时电势能不相等，故C错误；把一个带正电的试探电荷从A点沿直线移动到B点的过程中，电场力与位移的方向夹角先大于，后小于，故电场力先做负功后做正功，故D错误。

8．【答案】AC

【解析】由右手定则可知，此时感应电流为逆时针方向，故A正确；B．左右两边圆环均切割磁感线，故感应电动势的大小为；感应电流大小为；故其所受安培力大小为；加速度为；故B错误；此时圆环的电功率为；故C正确；此过程中圆环磁通量的变化为；故电荷量为故D错误

9．【答案】AC

【解析】电动势为的有效值；开关接a时，电流表的示数；A正确；根据变压比可得；原线圈所在电路中，电源内阻要分压，原线圈输入电压小于220 V，则U2小于110 V，B错误；电源输出功率相等时，即R等效至原线圈时阻值等于R0或等于1 Ω，由可得或C正确；副线圈消耗的功率最大，即电源输出功率最大，即解得；D错误。

10．【答案】BD

【解析】由题目可知，阻力恒定不变，即f不变，在t0时刻开始运动，可得在0<t<t0时间内，F<f，汽车保持静止，在t0<t<2t0时间内，由牛顿第二定律可得；由于F在增大，所以加速度也在增大，故汽车做加速度增大的变加速直线运动，在2t0<t<4t0时间内，力F未发生变化，汽车做匀加速直线运动，故A错误；设汽车在2t0时的速度为v1，在4t0时的速度为v2，在t0~2t0时间内由动量定理可得；联立方程，解得；在2t0~4t0时间内由动量定理可得；联立方程，解得；在2t0~4t0时间内，汽车克服阻力做的功等于动能的变化量，由动能定理可得；故B正确，C错误；设汽车在3t0时的速度为v3，在t0~3t0时间内，由动量定理可得；解得；则牵引力的瞬时功率为；联立方程，解得；故D正确。

11．【答案】B    5.665       

【解析】(1)[1]钢球下落的高度h应该是小球释放时的球心位置到钢球在A点时的球心位置之间的竖直距离，故B正确，AC错误；

(2)[2] 由图示螺旋测微器可知，固定刻度示数为5.5mm，可动刻度示数为16.5×0.01mm=0.165mm，则螺旋测微器的示数为5.5mm+0.165mm=5.665mm；

(3)[3] 要验证机械能守恒定律，需要满足；即

12．【答案】A1    V1    R1    外接法    分压式    0.49W   

【解析】（1）[1] 根据可知，小灯泡的额定电流为0.5A，故电流表应选择A1；

[2] 小灯泡的额定电压为3V，电压表应选择V1；

[3] 本实验中滑动变阻器应采用分压式接法，为了操作方便，滑动变阻器应选R1。

（2）[4] 小灯泡的电阻远小于电压表的电阻，所以电流表应该用外接法；

[5] 要求电压从零连续可调，所以滑动变阻器应该用分压式接法。

（3）[6] 将定值电阻看成电源的内阻，则电源电动势为5.0V，内阻为10.0Ω，在灯泡I−U图象坐标系内作出电源的I−U图象如下图所示

两条图象的交点即为此时小灯泡两端的电压和流过的电流，由图示图象可知，灯泡两端电压约为1.35V，通过灯泡的电流约为0.36A，则小灯泡实际功率为

13．【答案】(1)、；(2)或

【解析】(1)对A、B和弹簧由动量守恒得；对A、B和弹簧由能量守恒得；联立解得、

(2)BC碰撞由动量守恒得；得；当D恰好能过最高点，则有；对D从最低点到最高点有；得；当D恰好运动到与圆心等高处，则有；得；则轨道半径应满足的条件或

14．【答案】(1) ；(2) ；(3)

【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，由则

(2)由动能定理得；由此可知，粒子进入磁场时与水平方向夹角α=45°，如图所示

则粒子在磁场中做圆周运动的半径与水平夹角为，所以半径

则粒子在磁场中的运动周期；粒子在磁场中运动的时间

(3)粒子在磁场做匀速圆周运动，有；可得

15．（1）【答案】ACE

【解析】

A．小雨滴表面附近的分子间距较大，分子间存在相互作用的引力，相同体积的物体，球的表面积最小，小雨滴在水的表面张力作用下呈球形，故A正确；

B．布朗运动指的是悬浮在液体中固体颗粒的运动，它反映的是撞击小颗粒的那些液体分子在做无规则运动，故B错误；

C．在一定气温条件下，大气中相对湿度越大，水气蒸发也就越慢，人就感受到越潮湿，故当人们感到潮湿时，空气的相对湿度一定较大，绝对湿度不一定大，故C正确；

D．一定质量的理想气体内能仅与温度有关，由理想气体状态方程可知理想气体等压膨胀时，温度升高，说明气体内能增大，体积膨胀对外做功，由热力学第一定律可得解得，说明气体一定吸热，故D错误；

E．根据热力学第二定律可知不可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功而不引起其它变化，故E正确。

15．（2）【答案】；（2）

【解析】（1）由题意可得初始状态时，气体的压强；当水银刚好完全进入圆筒时，气体的压强；由玻意耳定律；解得

（2）由理想气体状态方程；解得

16．【答案】（1）B

【解析】A．根据题图质点P的振动图像和该波的波形图可知，这列波的传播方向是沿x轴正方向，故A错误；

B．由波形图可知这列波的波长，由质点P的振动图像可知，这列波的周期，则这列波的传播速度故B正确；

C．介质中有机械波传播时，质点并不随波迁移，故C错误；

D．经过0.1s（半个周期），由平移法可知，质点Q的运动方向沿y轴负方向，故D错误。

16．（2）【答案】；（2）

【解析】（1）在AB表面，光线进入玻璃砖的折射角为则；解得

（2）玻璃砖的临界角为C，则；解得；要使光线在圆弧面射出，在圆弧处的入射角需小于临界角；由几何关系知射在AO面上最大宽度ON为；解得