2021届广东省高考压轴卷之物理Word版含答案解析

绝密★启封前

2021海南省高考压轴卷

物  理

一、单选题（每题4分，共28分。）

1．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

2．2020年7月23日，我国首颗火星探测器“天问一号”在海南文昌卫星发射中心成功发射。为了更准确了解火星的信息，当探测器到达与火星表面相对静止的轨道时，测得探测器的速度为v；探测器对火星表面发射一束激光，经过时间t收到激光传回的信号；当探测器在火星表面着地后，测得相邻两次日出时间间隔为T，已知引力常量G，激光的速度为c，则（　　）

A．探测器着落前处于失重状态

B．火星的质量

C．火星的半径

D．发射探测器的速度v应满足

3．2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器完成了人类历史上的首次月背软着陆。“嫦娥四号”的核电池利用放射性同位素Pu衰变供电；静止的Pu衰变为铀核U和X粒子，产生热能并放出频率为ν的γ光子。已知：Pu、U和X粒子的质量分别为mPu、mU和mX，普朗克常数为h，光速为c。则下列说法正确的是

A．X粒子是He

B．U的比结合能比Pu的大

C．释放出的γ光子能量为(mPu—mU—mX)c2

D．若γ光子照射到某金属并发生光电效应，则光电子的最大初动能为hν

4．如图所示，a、b两点位于以正点电荷Q为中心的正方体顶点，c点在上表面中心，则（　　）

A．a、b两点的场强相同

B．a、b、c三点的电势相等

C．负试探电荷在a点的电势能大于在c点的电势能

D．正试探电荷沿ab连线从a到b，电场力先做正功后做负功

5．电影《夺冠》让人们想起了中国女排在奥运会夺冠的激动人心的时刻，女排队员的拼搏精神永远激励着人们奋发前进。如图所示，一名排球运动员进行垫球训练排球以6m/s的速度竖直向下打在运动员的手上，然后以8m/s的速度竖直向上飞出。已知排球的质量为250g，排球与手作用时间为0.2s。下列说法正确的是（　　）

A．排球的速度变化量大小为2m/s B．排球的动量变化量大小为3.5kg·m/s

C．排球受到手的冲量大小为3.5N·s D．排球对手的平均作用力大小为17.5N

6．如图所示，、两端接在正弦交流电源上，原副线圈回路中A、B电阻的阻值相同，原副线圈匝数比为，下列说法正确的是（　　）

A．A、B电阻的电流之比为

B．A、B电阻的电压之比为

C．A、B电阻的功率之比为

D．A电阻上的电压与原线圈输入电压之比为

7．如图所示，三根相互平行的固定长直导线、和垂直纸面如图放置，与坐标原点分别位于边长为a的正方形的四个点上， 与中的电流均为I，方向均垂直于纸面向外， 中的电流为2I，方向垂直纸面向里（已知电流为I的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度（其中k为常数）．某时刻有一质子（电量为e）正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O，速度大小为v，则质子此时所受磁场力为(       )

A．方向垂直纸面向里，大小为

B．方向垂直纸面向外，大小为

C．方向垂直纸面向里，大小为

D．方向垂直纸面向外，大小为

二、多选题（每题6分，共18分。全选对得6分，选对但不全得3分，选错、多选不得分。）

8．一物块从倾角为的斜面底端沿斜面向上匀减速滑行，上滑过程中其动能和重力势能随上滑距离s的变化如图中直线a、b所示，重力加速度g取，，。则（　　）

A．物块的质量为

B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.25

C．物块下滑时加速度的大小为

D．物块返回斜面底端时机械能为

9．我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示为简化跳台滑雪的雪道示意图，助滑坡由长度55m的斜面AB（倾角θ＝37°）和半径25m的光滑圆弧BC组成，两者相切于B点，过圆弧最低点C的切线水平．CD为着陆坡（倾角α＝30°）．一运动员连同滑板（整体可视为质点）从A点由静止滑下，到C点以vc＝26m/s的速度水平飞出，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，关于该运动员，下列说法正确是

A．经过C处时对轨道的压力约为其重力的2.7倍

B．在B点的速度大小为24m/s

C．在斜面AB上的运动时间约为4.6s

D．运动员落在着陆坡时的速度大小与C点速度vc大小成正比

10．如图所示，水平放置的光滑平行金属导轨上有一质量为m有效长度（等于导轨宽度）为L的金属棒ab。导轨的一端连接电阻R，其他电阻均不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面向下，金属棒ab在一水平恒力F作用下由静止开始向右运动，则（　　）

A．随着ab运动速度的增大，其加速度也增大

B．外力F对ab做的功等于电路中产生的电能

C．当ab棒的速度为v时，ab棒两端的电势差为BLv

D．无论ab做何种运动，它克服安培力做的功一定等于电路中产生的电能

三、非选择题，共54分。11--14题为必答题，15--16为选考题

（一）必考题，共42分。

11．（7分）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：

(1)甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度。请通过图甲，分析并计算，该弹簧的弹性系数k=______N/m。当指针如图乙所示，弹簧秤的示数F=______N。

(2)乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示。下列表述正确的是______。

A．a的原长比b的长    B．a的劲度系数比b的大  C．a的劲度系数比b的小    D．测得的弹力与弹簧的长度成正比。

12．（9分）有一只灵敏电流计G，刻度盘上共有N格刻度而无具体示数，现要根据图（a）所示电路测出此表的满偏电流Ig和内阻Rg。

(1)请按原理图（a），将图（b）中的实物电路连接完整；（____）

(2)实验中调节滑动变阻器R0和电阻箱R，使灵敏电流计刚好满偏，读出此时电压表的示数U和电阻箱的阻值R1；然后再调节滑动变阻器R0和电阻箱R，使灵敏电流计刚好半偏，且电压表的示数仍为U，读出此时电阻箱的阻值R2。 用U、R1和R2表示灵敏电流计的满偏电流Ig和内阻Rg，表达式：Ig=___________，Rg=___________；

(3)仅从实验设计原理上看，这种测量方法得到满偏电流的测量值与真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相等”）。

13．（10分）如图所示，在xOy直角坐标系中，第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，初速度为零、带电量为q、质量为m的离子（重力不计）经过电压为U的电场加速后，从x上的A点垂直x轴进入磁场区域，经磁场偏转后垂直y轴过y轴上的P点。已知OA=OP=d。求：

(1)带电粒子加速后的速度；

(2)磁感应强度B的大小。

14．（16分）如图所示，半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上，桌面距水平地面的高度也为R，在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态．同时释放两个小球，小球a、b与弹簧在桌面上分离后，a球从B点滑上半圆环轨道最高点A时速度为，已知小球a质量为m，小球b质量为2m， 重力加速度为g，求：

（1）小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力？

（2）释放后小球b离开弹簧时的速度vb的大小？

（3）小球b落地点距桌子右侧的水平距离？

（二）选考题，共12分。考生任选一题作答。多做按第一题计分。

15．

（1）（4分）由于水的表面张力，荷叶上的小水滴总是球形的．在小水滴表面层中，水分子之间的相互作用总体上表现为_____（选填“引力”或“斥力”）．分子势能Ep和分子间距离r的关系图象如图所示，能总体上反映小水滴表面层中水分子Ep的是图中______（选填“A”“B”或“C”）的位置．

（2）（8分）汽车轮胎胎压不能太高，也不能太低，胎压太高不舒适且易爆胎，胎压太低会增加油耗且磨损轮胎.某品牌汽车车胎的指导气压在之间，若超过，轮胎将会发生爆胎，现有下列情况：

①该汽车轮胎的容积是，原轮胎内空气压强为.某人在室温时向轮胎内打气，直到压强增加到为止，应向轮胎里打进压强为的空气多少体积？（不考虑胎内温度变化）

②若(1)问中充气后的轮胎，在特殊情况下轮胎内温度达到，通过计算说明此时是否爆胎？

16．

（1）（4分）一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，P是平衡位置在处的质点，Q是平衡位置在的质点，图乙为质点Q的振动图像，则时，质点P沿y轴______（填“正”或“负”）方向运动；在内质点Q通过的路程为________m。

（2）（8分）如图，在注满水的游泳池的池底有一点光源P，它到池边的水平距离为3.5m，距离池边2m处有一浮标Q静止漂浮在水面上。一个人站在池边观察，他的眼睛到地面的高度为1.5m，此时他发现点光源刚好被浮标Q挡住。已知水的折射率为。

①求池内的水深；

②若游泳池因排水导致水面逐渐下降，当水面降低了h时，点光源P发出的光恰好无法从浮标Q到池边之间射出，求h。

2021海南省高考压轴卷

物  理

1．【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；

BD．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；

C．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；

2．【答案】C

【解析】A．探测器着落前绕火星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，探测器处于完全失重状态，着落前需要减速，处于超重状态，故A错误；

探测器的轨道半径；火星的半径

根据万有引力充当向心力知；解得火星的质量

故B错误，C正确；

探测器脱离地球的引力束缚，则发射探测器的速度v应满足

故D错误。

3．【答案】B

【解析】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X粒子质量数为4，电荷数为2，为，选项A错误；因反应放出能量，可知的比结合能比 的大，选项B正确；反应释放的总能量为(mPu-mU-mX)c2，因为有热量放出，则释放出的γ光子能量小于(mPu-mU-mX)c2，选项C错误. 若γ光子照射到某金属并发生光电效应，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能小于hν，选项D错误；

4．【答案】C

【解析】a、b两点距离正点电荷Q的距离相等，则a、b两点的场强大小相同，但方向不同，故A错误；

a、b两点距离正点电荷Q的距离相等，电势相等，但c点距离正点电荷Q的距离比a、b近，故电势不相等，故B错误；

c点距离正点电荷Q的距离比a点距离正点电荷Q的距离近，则 ，故负试探电荷在a点的电势能大于在c点的电势能，故C正确；

正试探电荷沿ab连线从a到b，距离正点电荷Q的距离先变小再变大，则电势先变大后变小，正电荷电势能先变大后变小，故电场力先做负功后做正功，故D错误。

5．【答案】B

【解析】取排球向下的方向为正方向，则排球竖直向下打在运动员的手上的速度为v1=6m/s，排球竖直向上飞出的速度为v2=-8m/s，所以排球的速度变化量为；；则排球的速度变化量大小为14m/s，A错误；

排球的动量变化量为；所以排球的动量变化量大小为3.5kg·m/s，B正确；

根据动量定理有；解得排球受到手的冲量为；所以排球受到手的冲量大小为4.0N·s，C错误；

排球对手的平均作用力为；所以排球对手的平均作用力大小为20N，D错误。

6．【答案】C

【解析】A．设流过电阻的电流为，原线圈的电流为，根据电流与匝数的关系可知，原、副线圈的电流之比为；即、电阻的电流之比为，故错误；

流过电阻的电阻值相等，由可知，、电阻的电压之比与流过它们的电流成正比，所以为；故B错误；

根据，两个电阻消耗的功率；故C正确；

电阻上的电压；；原线圈两侧的电压；故D错误；

7．【答案】B

【解析】根据安培定则，作出三根导线分别在O点的磁场方向，如图：
由题意知，L1在O点产生的磁感应强度大小为B1＝，L2在O点产生的磁感应强度大小为B2＝，L3在O点产生的磁感应强度大小为B3＝，先将B2正交分解，则沿x轴负方向的分量为B2x＝sin45°＝ ，同理沿y轴负方向的分量为B2y＝sin45°＝，故x轴方向的合磁感应强度为Bx＝B1+B2x＝，y轴方向的合磁感应强度为By＝B3−B2y＝，故最终的合磁感应强度的大小为，方向为tanα＝＝1，则α=45°，如图：
故某时刻有一质子（电量为e）正好沿与x轴正方向成45°斜向上经过原点O，由左手定则可知，洛伦兹力的方向为垂直纸面向外，大小为f＝eBv＝，故B正确; 故选B．

8．【答案】BD

【解析】由图可知，物块到达最高点时的重力势能；即；解得；故A错误；

对物块由动能定理得；即；解得；故B正确；

由牛顿第二定律可知，物块下滑时加速度的大小为故C错误；

物块上升和下滑过程损失的机械能为

物块返回斜面底端时机械能为；故D正确。

9．【答案】BCD

【解析】在C点，有： ，代入数据得：，有牛顿第三定律得：，故A错误；

由B运动到C，由动能定理得：，代入数据得：，故B正确；

由A运动到B，由运动学公式得：，得：；由动量定理得：，解得：，故C正确；

运动员从C点飞出后，在空中做平抛运动落在斜面上的D点，位移偏向角为，则有，解得：；又，，联立解得：，即，故D正确．

10．【答案】CD

【解析】由于感应电动势；回路的电流；根据牛顿第二定律；整理得；可知随着ab运动速度的增大，其加速度减小，A错误；

根据能量守恒定律，外力F对ab做的功等于电路中产生的电能与导体棒增加的动能之和，B错误；

当ab棒的速度为v时，ab棒产生的感应电动势；而导体棒电阻不计，因此两端的电势差为BLv，C正确；

根据功能关系，克服安培力做的功就等于其他形式的能转化为电能，与导体棒运动状态无关，D正确。

11．【答案】25    3.00    B   

【解析】(1)[1]在图象中斜率代表弹簧的劲度系数，则

[2]在乙图中弹簧秤的示数

(2)[3]在丙图中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长，故A错误；

斜率代表劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，故B正确，C错误；

弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。故选B。

12．【答案】图见解析        相等   

【解析】(1)连接的实物图如图

(2)当电流计满偏时有；当电流计半偏时有；联立解得

；

(3)实验应用了等效代替法，两种情况下电路两端电压相等，则电流计内阻测量值等于真实值，故相等。

13．【答案】(1)；(2)

【解析】(1)设带电粒子经电场加速后的速度为v，由动能定理可得；解得

(2)带电粒子进入磁场后，由牛顿第二定律可得；依题意可知；联立解得

14．【答案】(1) mg，方向竖直向上  (2)     (3)

【解析】（1）设a球通过最高点时受轨道的弹力为N，由牛顿第二定律mg+N＝；得 N=mg；由牛顿第三定律，a球对轨道的压力为mg，方向竖直向上
（2）设小球a与弹簧分离时的速度大小为va，取桌面为零势面，由机械能守恒定律；得；小球a、b从释放到与弹簧分离过程中，总动量守恒mva=2mvb；vb＝
（3）b球从桌面飞出做平抛运动，设水平飞出的距离为x，则R＝gt2；
x=vbt；得x＝R

15．（1）【答案】引力    C

【解析】由于在小水滴表面层中，水分子间的距离大于，所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力，由于当分子间距离为时，分子间作用力为0，分子势能最小即图中的B点，由于表面层中分子间距大于 ，所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是C位置

(2)【答案】 (2)不会爆胎

【解析】(1)以打气完毕时轮胎内的气体为研究对象：

；；；；玻意耳定律得：；代入已知数据得：；即应向轮胎里打进1atm的空气体积为

(2)对于轮胎内气体，温度变化而轮胎体积不变：；；；由查理定律得：；解得：；故此汽车在温度为不会爆胎

16．（1）【答案】正    2   

【解析】图乙为质点Q的振动图像，则时，Q向y轴负方向运动，根据平移法可知，波向x轴负向传播，故此时质点P沿y轴正方向运动；在内，即5T内，质点Q通过的路程为

（2）【答案】2mm

【解析】（1）光路图如图所示，设光线射到Q点的入射角为i，若没有浮标遮挡从Q点射出光线的折射角为r，由折射定律有

nsini = sinr  ①；由几何关系有 ②；

  ③；式中，L=3.5m，l=2.0m，H=1.5m，h是池内水的深度。

联立①②③式并代入题给数据得 h=2m        ④

（2）依题意可知，从点光源发出射向Q点的光线的入射角恰好等于全反射的临界角，由折射定律有Nsini′ = sin                 ⑤

其中 =90；设此时池内水的深度为hʹ，由几何关系有

                   ⑥

联立⑤⑥式解得 h′ =m                    ⑦

水面降低了 h = hh′ =m            ⑧