2021江苏省高考压轴卷+物理+Word版含解析

绝密★启封前

KS5U2021江苏省高考压轴卷

物    理

一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分。每小题只有一个选项符合题意。

1．2021年央视春晚首次采用5G信号“云”传播方式，使“云”观众、“云”演员和春晚互动起来，与4G信号相比，5G信号使用频率更高的电磁波，每秒传送的数据量是4G的50～100倍，5G信号网络的高性能很好的实现了观众的良好体验。相比4G信号（　　）

A．5G信号的光子能量更大 B．5G信号的衍射更明显

C．5G信号的传播速度更大 D．5G信号的波长更长

2．如图所示为某潜艇下潜和上浮的v-t图像，0时刻，潜艇开始下潜，50s末潜艇回到水面。规定竖直向上为正方向，下列说法正确的是（　　）

A．10s末潜艇离水面最远 B．10~30s末潜艇上浮

C．20s末，潜艇的加速度改变 D．30~50s潜艇的位移为20m

3．山东栖霞笏山金矿事故救援工作中本着“为了每一位被困矿工的生命”，救援队历经多日，最终将被困人员被救援出井。在救援中消防员利用如图甲所示三脚架向井底的被困人员提供物资，三脚架简化如图乙所示，若支架质量不计，每根支架与竖直方均成30°的夹角。已知绳索及所挂载物资总质量为m，则在物资平稳匀速下降过程中，每根支架的弹力大小为（　　）

A．mg B．

C． D．

4．歼20是我国自主研制的第五代战斗机，具有包括隐身在内的一系列世界领先的性能。其次演习中，歼20战斗机需要完成一次战术拉升动作。已知战斗机此时水平飞行且速度大小为，取重力加速度大小，出于对飞行员安全的考虑，要求飞行员所受支持力应该控制在自身重力的10倍以内，否则很可能会出现“黑视”现象，严重威胁飞行员和战斗机的安全。分析飞机飞行时，尽管各个位置的弯曲程度不一样，但在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，在每小段的运动都可以看作是圆周运动的一部分，通过以上信息可以知道，战斗机在拉升时的最小圆周半径约为（　　）

A．2.5km B．2.8km C．4.5km D．5.0km

5．如图甲所示是街头常见的变压器，图乙是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压基本不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，电阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小。不考虑变压器的能量损耗，下列说法正确的是（　　）

A．变压器原线圈的导线应该比副线圈的粗 B．用电器增加时，输电线损耗的功率减小

C．用电器增加时，变压器的输出功率增大 D．用电器增加时，用电器两端的电压保持不变

6．美媒称，中国第三艘航母（第二艘国产航母）正在建造当中，很可能体现出优于前两艘航母的技术进步，新航母很可能比两艘“前辈”更大，并配备电磁弹射系统，允许更大，更重的飞机携带更多武器，执行更远距离任务，航母上飞机弹射起飞所利用的电磁驱动原理如图所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈左侧的金属环被弹射出去，则下列说法正确的是（　　）

A．若将金属环置于线圈的右侧，环将不能弹射出去

B．金属环向左运动过程中将有扩大趋势

C．若将电池正、负极调换后，金属环不能向左弹射

D．合上开关S的瞬间，从左侧看环中产生沿逆时针方向的感应电流

7．2013年6月20日，宁波宁海桃源街道隔水洋村发生惊险一幕，一名两岁女童从5楼窗台突然坠落。但幸运的是，楼下顺丰快递员高高举起双手接住了孩子，孩子安然无恙。假设从5楼窗台到接住女童的位置高度差为h=20m，快递员接住女童的整个过程时间约为0.2s，经缓冲后女童最终以的速度着地，女童的质量为m=25kg，则（忽略空气阻力，g取10m/s2）（　　）

A．女童接触快递员手臂时的速度大小为40m/s

B．女童自由下落时间约为4s

C．快递员手臂受到的平均冲击力大小约为2125N

D．在接住女童的过程中，女童处于失重状态

8．由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置试用已经成功，标志着我国站在了世界核聚变研究的前端。设可控热核反应前氘核（）的质量为，氚核（）的质量为，反应后氦核（）的质量为，中子（）的质量为，已知真空中的光速为c。下列说法中正确的是（　　）

A．核反应放出的能量为

B．上述核反应过程中原子核的比结合能减小

C．这种热核反应释放出氦核，是衰变

D．这种装置的核反应原理与我国大亚湾核电站所使用核装置的原理相同

9．静电喷漆技术具有效率高，浪费少，质量好，有利于工人健康等优点，其装置可简化如图。A、B为两块平行金属板，两板间有方向由B指向A的匀强电场。在A板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪P，油漆喷枪的半圆形喷嘴可向各个方向均匀地喷出速率相同的负电油漆微粒，油漆微粒最后都落在金属板B上。微粒的重力和所受空气阻力以及带电微粒之间的相互作用力均可忽略。则所有油漆微粒（　　）

A．落在板B上最终形成正方形

B．到达板B时动能相同

C．运动到达板B所需时间相同

D．运动到板B过程电势能减少量不相同

10．在学校运动场上直跑道的两端，分别安装了由同一信号发生器带动的两个相同的扬声器，两个扬声器连续发出波长为的声波。若某同学从该跑道的中点出发，向某一扬声器缓慢行进，则在此过程中他听到扬声器声音由强变弱的次数为（　　）

A．3 B．4 C．5 D．6

11．螺旋千斤顶由带手柄的螺杆和底座组成，螺纹与水平面夹角为，如图所示。水平转动手柄，使螺杆沿底座的螺纹槽（相当于螺母）缓慢旋进而顶起质量为m的重物，如果重物和螺杆可在任意位置保持平衡，称为摩擦自锁。能实现自锁的千斤顶，的最大值为。现用一个倾角为的千斤顶将重物缓慢顶起高度h后，向螺纹槽滴入润滑油使其动摩擦因数μ减小，重物回落到起点。假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计螺杆和手柄的质量及螺杆与重物间的摩擦力，转动手柄不改变螺纹槽和螺杆之间的压力。下列说法正确的是（　　）

A．实现摩擦自锁的条件为 B．下落过程中重物对螺杆的压力等于mg

C．从重物开始升起到最高点摩擦力做功为mgh D．从重物开始升起到最高点转动手柄做功为2mgh

二、实验题(共15分)

12．(本题15分)利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏间的距离l=0.5m，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可_________。

A．将单缝向双缝靠近

B．将屏向靠近双缝的方向移动

C．将屏向远离双缝的方向移动

D．使用间距更小的双缝

（2）某同学通过测量头的目镜观察单色光的干涉图样时，发现分划板的中心刻线与亮条纹未对齐，如图所示，下列操作中可使中心刻线与亮条纹对齐的是_________。

A．仅转动目镜    B．仅转动双缝

C．仅转动手轮    D．仅转动测量头

（3）正确操作后，该组同学用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所给出，则：

①分划板在图中A、B位置时由游标卡尺读数求得相邻两条纹间距Δx=__________mm。

②该单色光的波长λ=_________m。

（4）光屏上出现的明暗相间条纹如图所示，屏上P、P1、P2处依次排列着明条纹，Q1、Q2处出现暗条纹，P到S1、S2的距离相等。某同学突发奇想，如果在遮光筒内装满水，其他条件不变，则光屏上_________。

A．不再出现明暗相间的条纹

B．P处可能出现暗条纹

C．P1处一定为明条纹

D．明暗相间的条纹间距变窄

三、解答题(共41分)

13．(本题6分)某汽车在开始行驶时，仪表显示其中一只轮胎的气体压强为2.5×105Pa，温度为27℃。已知轮胎容积为3×10-2m3，且在行驶过程中保持不变。

（1）当行驶一段时间后，该轮胎的气体压强增加到2.7×105Pa，求此时气体的温度；

（2）在继续行驶的过程中气体的温度保持不变，由于漏气导致气体压强逐渐减小到2.5×105Pa，求漏气前后轮胎中气体质量的比值。

14．(本题6分)如图，一潜水员在距海岸A点42m的B点竖直下潜，B点和灯塔之间停着一条长3m的皮划艇。皮划艇右端距B点3m，灯塔顶端的指示灯与皮划艇两端的连线与竖直方向的夹角分别为和（，），水的折射率为，皮划艇高度可忽略。

（1）潜水员在水下看到水面上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里。若海岸上A点恰好处在倒立圆锥的边缘上，求潜水员下潜的深度（可含根号作答）；

（2）求潜水员竖直下潜过程中看不到灯塔指示灯的深度范围。

15．(本题14分)游乐场弹球游戏的简化装置如图所示，在平台上，质量mA=3kg的小球A被压在弹簧枪内，枪口与平台右侧平齐，弹簧被压缩锁定，枪口与带有凹槽的物块B之间的高度差h=1.8m。物块B放在长木板C的最左端，A、B可视为质点，B、C的质量均为m=1kg，B与C、C与地面间的动摩擦因数均为0.4。在某次游戏中，甲同学解除弹簧锁定，小球A被水平弹出，同时乙同学给木板C施加一水平向左、大小为20N的恒力，使小球A恰好与B相碰并瞬间与B合为一体，碰撞时小球A的速度与水平方向的夹角为56°。（已知tan56°=1.5，取g=10m/s2）求：

（1）弹簧被压缩锁定时，弹簧的弹性势能；

（2）A、B相碰损失的动能；

（3）要使A、B不脱离木板C，木板C长度L的最小值。

16．(本题15分)“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为R1=1m，电势φ1=25V，内圆的半径R2=0.5m，电势φ2=0。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L=1m。假设太空中漂浮着质量为m=l×10-10kg、电荷量q=2×l0-4C的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。

(1)求粒子到达O点时速度的大小；

(2)如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小；

(3)如图3所示，在ＦQ（与ACDB重合且足够长）和收集板MN之间区域加一个垂直MN的匀强电场，电场强度的方向如图所示，大小E=V/m，若从AB圆弧面收集到的某粒子经O点进入电场后到达收集板MN离O点最远，求该粒子到达O点的速度的方向和它达到收集板时离O点的距离。

KS5U2021江苏省高考压轴卷

物    理

参考答案

1．A

【详解】

A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据可知，5G使用的电磁波比4G光子能量更大，选项A正确；

B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G越不容易发生明显衍射，选项B错误；

C．光在真空中的传播速度都是相同的；5G的频率比4G高，即5G的折射率比4G大，根据光在介质中的传播速度为，折射率越大的光在介质中的传播速度越小，选项C错误；

D．频率越高的电磁波波长越短，因5G使用的电磁波频率更高，所以5G信号的波长更短，选项D错误。

故选A。

2．D

【详解】

A．潜艇先加速下潜，10s末潜艇下潜速度最大，之后减速下潜，20s末速度减为0时潜艇离水面最远，故A错误；

B．10~20s潜艇减速下潜，20~30s潜艇加速上浮，故B错误；

C．10~30s时间内v-t图像为一倾斜直线加速度不变，20s末，潜艇的速度方向改变，加速度不变，故C错误；

D．v-t图像图像与时间轴所围的面积表示位移，50s末潜艇回到水面，所以0~20s时间位移

20~30s时间位移

可以求得30~50s潜艇的位移为

故D正确。

故选D。

3．D

【详解】

如图所示一根支架在竖直方向的分力为

在竖直方向上

3Fcosθ=mg

解得

故选D。

4．B

【详解】

飞机在竖直面内做圆周运动，在最低点飞行员受到的支持力最大，由向心力公式可得

由题意知F=10mg，代入数据解得，B正确。

故选B。

5．C

【详解】

A．街头常见的变压器是常见的降压变压器，副线圈的电流比原线圈的电流大，为了安全副线圈的导线更粗一些，A错误；

B．变压器的匝数比没变，原线圈两端的电压没变，则副线圈的电压不变，当用电器增加时，相当于R的值减小，则副线圈的电流增大，输电线的消耗的功率增大，B错误；

C．副线圈的电压不变，副线圈的电流增大，根据

则变压器的输出功率增大，C正确；

D．副线圈的电压不变，副线圈的电流增大，根据

知用电器增加时，用电器两端的电压减小，D错误。

故选C。

6．D

【详解】

A．若金属环放在线圈右侧，根据“来拒去留"可得，环将向右运动，A错误；

B．固定线圈上突然通过直流电流，穿过环的磁通量增大，根据楞次定律“增缩减扩”可知金属环被向左弹射的瞬间，还有缩小的趋势，B错误；

C．根据“来拒去留”，在线圈上突然通过直流电流时，环都会受到向左的力的作用，与电源的正负极无关，C错误；

D．线圈中电流为左侧流入，磁场方向为向右，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，金属环的感应电流由左侧看为逆时针，D正确。

故选D。

7．C

【详解】

AB．女童坠落的过程可看做自由落体过程，接触快递员时的速度

，

AB错误；

C．取向上为正方向，由动量定理可知

C正确；

D．女童与快递员接触时速度约为20m/s，最后着地时的速度为5m/s，所以女童做减速运动，加速度向上，处于超重状态，D错误；

故选C。

8．A

【详解】

A．可控热核反应装置中发生的核反应方程式是

核反应过程中存在质量亏损，因此

m1+m2＞m3+m4

核反应过程中的质量亏损

释放的核能为

A正确；

B．因轻核聚变反应释放巨大核能，说明拆开的结合能小于组合的结合能，则生成物的比结合能增大， B错误；

C．这种热核实验反应是核聚变反应，而不是自发发生的α衰变，C错误；

D．这种装置的核反应是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置是核裂变，它们的核反应原理不相同，D错误。

故选A。

9．B

【详解】

A．微粒进入电场后受电场力做匀变速曲线运动，因垂直电场线进入的微粒做类平抛运动，则在水平方向上运动的距离均相等，故所有微粒在B板上的图形为圆形，A错误；

B．因带电粒子在电场中初始末位置相同，故电场力对微粒做功相同，根据动能定理，动能相同，B正确；

C．因粒子的速度沿各个方向，故当粒子沿电场线方向进入的粒子用时最短，而垂直电场进入的粒子用时最长，C错误；

D．因电场力做功相等，故运动到板B的过程中电势能减少量相同，D错误。

故选B。

10．B

【详解】

设该同学向某一扬声器行进的距离为，则该同学所在位置到两波源的波程差满足

（，1，2，…）

时为声波的减弱点，整理该式可得

（，1，2，…）

由于

故减弱点有时

时

时

时

共4次，故B正确，ACD错误。

故选B。

11．D

【详解】

A．实现自锁的条件是重物重力沿斜面下滑的分力小于等于最大静摩擦力，即

解得

A错误；

B．重物从静止开始下落，落回到起点位置重物速度又减为0，所以重物在下落过程中先失重后超重，所以螺杆对重物的支持力先小于，后大于，根据牛顿第三定律可知重物对螺杆的作用力小于，后大于，B错误；

C．重物缓慢上升的过程中，对螺杆和重物为整体受力分析如图

则摩擦力做功为

C错误；

D．从重物开始升起到最高点，即用于克服摩擦力做功，也转化为重物上升增加的重力势能，所以根据动能定理得

解得

D正确。

故选D。

12．BD0.756×10-7D

【详解】

（1）[1]根据双缝干涉图样相邻条纹间距公式可知，若想增加从目镜中观察到的条纹个数，即减小，可采取的措施包括：将屏向靠近双缝的方向移动（减小l）、使用间距更大的双缝（增大d）或换用波长更短的单色光，故ACD错误，B正确。

故选B。

（2）[2]由题图可知，此时干涉条纹已经沿竖直方向，若要使中心刻线与亮条纹对齐，只需要逆时针转动测量头即可，故D正确。

故选D。

（3）[3]A位置读数为

xA=11mm+1×0.1mm=11.1mm

B位置读数为

xB=15mm+6×0.1mm=15.6mm

相邻两条纹间距为

[4]根据双缝干涉图样相邻条纹间距公式可知该单色光的波长为

（4）[5]A.当遮光筒内装满水后，光依然可以发生干涉，在光屏上依然会出现明暗相间的条纹，故A错误；

B.由于P点到两双缝的距离相等，所以P点依然是光的干涉加强点，不可能出现暗条纹，故B错误；

C.根据题给条件无法判定注水后P1处是何种条纹，故C错误；

D.光从空气射入水中波长会变短，所以干涉条纹间距会变窄，故D正确。

故选D。

13．（1）324K；（2）

【详解】

（1）等容过程

解得

代入数据得

T2=324K（或t2=51℃）

（2）设轮胎不漏气的体积为V3，等温过程

p3V3=p2V2

解得

代入数据得

质量的比值为。

14．（1）m；（2）

【详解】

(1)由

得

解得

(2)若光线恰好从皮划艇右端射入，折射角为，根据折射定律

解得

即

若光线恰好从皮划艇左端射入，折射角为，同理

所以能看到灯塔深度的范围，深度。

15．（1）24J；（2）69.36J；（3）2.16m

【详解】

（1）A被弹出后，与B相碰前的过程中，有

A与B相碰瞬间竖直方向速度

vy=gt1

小球A被水平弹出速度v0与vy的关系为

tan56°=

解得

v0=4m/s

由能量守恒定律知，弹簧被压缩锁定时的弹性势能

=24J。

（2）A、B碰撞前，B、C分别做匀加速直线运动

A与B碰撞前瞬间的速度

解得

m/s

B与A碰撞前，若B、C发生相对滑动，由牛顿第二定律

μmg=maB

解得

aB=4m/s2

B与A碰撞前，若B、C未发生相对滑动，则有

F-2mg=2maB′

解得

aB′=6m/s2>aB，所以B、C发生相对滑动

B与A碰撞前瞬间的速度

vB=aBt1=2.4m/s

A、B相碰过程，在水平方向上动量守恒，取向右为正方向

解得

v=2.4m/s

A、B相碰损失的动能为

（3）A、B碰撞前，B运动的位移

A、B碰撞前，对C由牛顿第二定律

F-μ（m+m）g-μmg=maC1

解得

aC1=8m/s2

C的速度

v1=aC1t1=4.8m/s

C的位移

设A、B碰后C经t2向左减速到0，由牛顿第二定律∶

解得

aC2=16m/s2

C减速到0所用时间

此过程C的位移

设A、B碰后经时间t3减速到0，则

故C停止运动后A、B继续在C上滑行减速至停止运动

A、B的位移为

长木板的最小长度

L=xC1-xB1+xB2+xC2=2.16m。

16．(1)104m/s；(2)；(3)垂直于x方向，

【详解】

(1)带电粒子在电场中加速时，由动能定理有

解得

 (2)从AB圆弧面收集到的粒子有能打到MN板上，刚好不能打到MN上的粒子从磁场中出来后速度方向与MN平行，则入射的方向与AB之间的夹角是，在磁场中运动的轨迹如图示，

轨迹圆心角α=120°。根据几何关系，粒子圆周运动的半径为r

解得

由牛顿第二定律得

联立解得

(3)如图粒子在电场中运动的轨迹与MN相切时，切点到O点的距离最远，建立如图坐标。

设此粒子经O点时速度与x轴方向的夹角为α角，则此粒子沿x方向匀减速运动到MN板时x方向的速度为0，垂直与x方向匀速运动。

则

解得

所以α＝60°

此粒子沿垂直于x方向运动的距离

粒子离O点的最远距离为