絕密啟用前

KSSU2021年全國新課標(biāo)I高考壓軸卷（物理）

第□卷（選擇題，共48分）

一、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第14?17題

只有一項符合題目要求，第18?21題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得

3分，有選錯的得0分。

14.用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28x1019J。已知普朗克常量為

6.63x1034Js,真空中的光速為3.00*108ms，。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為（）

A.1x1014HzB.8x1014Hz

C.2x1015HzD.8x1015Hz

15.由消防帶水龍頭的噴嘴噴出水的流量是0.28mWmin,水離開噴口時的速度大小為166m/s,方向與水平面

夾角為60°,在最高處正好到達(dá)著火位置，忽略空氣阻力，則空中水柱的高度和水量分別是（重力加速度g取10

m/s2）（）

A.28.8m1.12x10-2m3

B.28.8m0.672m3

C.38.4m1.29x102m3

D.38.4m0.776m3

16.使物體脫離星球的引力束縛，不再繞星球運(yùn)行，從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的

第二宇宙速度"2與第一宇宙速度V1的關(guān)系是丫2=也0。已知某星球的半徑為地球半徑月的4倍，質(zhì)量為地球

質(zhì)量M的2倍，地球表面重力加速度為g。不計其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（）

B.

C.yfgRD.

17.在一空間有方向相反，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為8的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，垂直紙面向外的磁場分布在一半徑為

a的圓形區(qū)域內(nèi)，垂直紙面向里的磁場分布在除圓形區(qū)域外的整個區(qū)域，該平面內(nèi)有一半徑為b（b＞鏡a）的圓形

線圈，線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，線圈與半徑為a的圓形區(qū)域是同心圓。從某時刻起磁感應(yīng)強(qiáng)度在儀時

間內(nèi)均勻減小到會則此過程中該線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為（）

XX

XX

TTBCb2—a2）口8（"一2a2）

A--2At-B.N

nB（d2—a2）nB（t>2—2a2）

C-Af_-D'2Af

18.如圖所示，真空中有一點電荷甲固定在。點，虛線是其在周圍空間產(chǎn)生的電場的三個等勢面，且相鄰的兩個

等勢面間電勢差相同。實線是點電荷乙在電場中運(yùn)動軌跡，S、M、/V為運(yùn)動軌跡與等勢面的交點，下列說法一

定正確的是（）

A.電勢（PM>（PSB.甲、乙為同種電荷

C.電勢能EPM>EPMD.場強(qiáng)大小ES>EN

19.如圖所示，矩形線圈面積為S,匝數(shù)為N,線圈電阻為r,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞00,軸以角速度

3勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為火。下列判斷正確的是（）

A.電壓表的讀數(shù)為蜀器

當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過3。。的過程中，通過電阻尺的電荷量為維

B.

在線圈轉(zhuǎn)過一周的過程中，電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為售普竿1

C.

NBS3

D.當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過30。時，通過電阻尺的電流為

2（月+r）

20.如圖所示，在粗糙的水平面上，質(zhì)量分別為m和M的物塊48用輕彈簧相連，兩物塊與水平面間的動摩擦

因數(shù)均為“，當(dāng)用水平力尸作用于B上且兩物塊共同向右以加速度ai勻加速運(yùn)動時，彈簧的伸長量為x；當(dāng)用

同樣大小的恒力產(chǎn)沿著傾角為9的光滑斜面方向作用于B上且兩物塊共同以加速度a2勻加速沿斜面向上運(yùn)動時,

彈簧的伸長量為X2,則下列說法中正確的是（）

A.若m>M,有xi=X2

B.若m<M,有xi=X2

C.若〃〉sin6,有xi>X2

D.若“<sin&有xi<X2

21如圖所示，豎直光滑桿固定不動，套在桿上的輕質(zhì)彈簧下端固定，將套在桿上的滑塊向下壓縮彈簧至離地高

度h=0.1m處，滑塊與彈簧不拴接?，F(xiàn)由靜止釋放滑塊，通過傳感器測量到滑塊的速度和離地高度內(nèi)并作出滑

塊的Ek-h圖象，其中高度從0.2m上升到0.35m范圍內(nèi)圖象為直線，其余部分為曲線，以地面為零重力勢能面，

g取10m/s2,由圖象可知（）

A.小滑塊的質(zhì)量為0.1kg

B.輕彈簧原長為0.2m

C.彈簧最大彈性勢能為0.5J

D.小滑塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和最小為0.4J

第□卷

二、非選擇題：共62分，第22?25題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33?34題為選

考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題：共47分。

22.（6分）在利用自由落體運(yùn)動驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中，電源的頻率為50Hz,依次打出的點為0、1、2、

3、4...。。則：

⑴如用第2點到第6點之間的紙帶來驗證，必須直接測量的物理量

為、、，必須計算出的物理量為、,

驗證的表達(dá)式為o

（2）下列實驗步驟操作合理的排列順序是。（填寫步驟前面的字母）

A.將打點計時器豎直安裝在鐵架臺上

B.先接通電源，再松開紙帶，讓重物自由下落

C.取下紙帶，更換新紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊€面）重新做實驗

D.將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點計時器，用手提著紙帶

E.選擇一條紙帶，用刻度尺測出重物下落的高度山、力2、/73........hn,計算出對應(yīng)的瞬時速度1/1、V2、V3..........

Vn

1

F.分別算出蘇7瘍和mg均，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)看是否相等

23.（9分）在測定某金屬的電阻率實驗中：

圖1圖2圖3

（1）某學(xué)生進(jìn)行了如下操作：

匚利用螺旋測微器測金屬絲直徑d,如圖1所示，貝Ud=mm。

L測量金屬絲電阻凡的電路圖如圖2所示，閉合開關(guān)S,先后將電壓表右側(cè)接線端尸接a、b點時，電壓表和電

流表示數(shù)如表1所示。

該學(xué)生認(rèn)真觀察到兩次測量中，電流表的讀數(shù)幾乎未變，發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是，比較

合理且較準(zhǔn)確的金屬絲電阻?測=。（保留兩位有效數(shù)字），從系統(tǒng)誤差角度分析，?的測量值與其真實

值凡式比較，RX;M?應(yīng)（填">”"=”或“<”）。

表1

U(V)/(A)

接線端P接a1.840.15

接線端P接b2.400.15

表2

u（v）/(A)

接線端P接a2.560.22

接線端尸接b3.000.20

（2）另一同學(xué)找來一恒壓電源，按圖3的電路先后將接線端P分別接a處和b處，測得相關(guān)數(shù)據(jù)如表2所示，該

同學(xué)利用該數(shù)據(jù)可算出凡的真實值為

24.（12分）如圖所示，傾角a=30°的足夠長光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一長L=1.8m、質(zhì)量M=3kg

的薄木板，木板的最右端疊放一質(zhì)量m=1kg的小物塊，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)“=號。對木板施加沿斜

面向上的恒力F,使木板沿斜面由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動。設(shè)物塊與木板間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,

重力加速度g取10m/s2,物塊可視為質(zhì)點。

（1）為使物塊不滑離木板，求力F應(yīng)滿足的條件;

（2）若F=37.5N,物塊能否滑離木板？若不能，請說明理由；若能，求出物塊滑離木板所用的時間及滑離木板后

沿斜面上升的最大距離。

25.（20分）如圖所示，一對平行的粗糙金屬導(dǎo)軌固定于同一水平面上，導(dǎo)軌間距L=0.2m,左端接有阻值R

=0.3。的電阻，右側(cè)平滑連接一對彎曲的光滑軌道。僅在水平導(dǎo)軌的整個區(qū)域內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁

感應(yīng)強(qiáng)度大小8=1.0T。一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.1。的金屬棒ab垂直放置于導(dǎo)軌上，在水平向右的恒

力尸作用下從靜止開始運(yùn)動，當(dāng)金屬棒通過位移x=9m時離開磁場，在離開磁場前已達(dá)到最大速度。當(dāng)金屬棒

離開磁場時撤去外力尸，接著金屬棒沿彎曲軌道上升到最大高度力=0.8m處。已知金屬棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因

數(shù)導(dǎo)軌電阻不計，棒在運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌保持良好接觸，取g=10m/s2。求：

^=1

（1）金屬棒運(yùn)動的最大速率上

（2）金屬棒在磁場中速度為卯■的加速度大小;

（3）金屬棒在磁場區(qū)域運(yùn)動過程中，電阻尺上產(chǎn)生的焦耳熱。

（二）選考題：共15分。請考生從2道物理題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計分。

33.【物理---選修3-3】（15分）

（1）（5分）一定量的理想氣體從狀態(tài)a開始，經(jīng)歷等溫或等壓過程ab、be、cd、da回到原狀態(tài)，其p-T圖象

如圖所示，其中對角線ac的延長線過原點0。下列判斷正確的是（）

\\、,\

A.氣體在a、c兩狀態(tài)的體積相等

B.氣體在狀態(tài)a時的內(nèi)能小于它在狀態(tài)c時的內(nèi)能

C.在過程cd中氣體向外界放出的熱量大于外界對氣體做的功

D.在過程da中氣體從外界吸收的熱量小于氣體對外界做的功

（2）（10分）如圖所示，內(nèi)壁光滑、足夠高的圓柱形汽缸豎直放置，內(nèi)有一質(zhì)量為m的活塞封閉一定質(zhì)量的理

想氣體。已知活塞橫截面積為S,外界大氣壓強(qiáng)為po,缸內(nèi)氣體溫度為小。現(xiàn)對汽缸內(nèi)氣體緩慢加熱，使氣體

體積由%增大到該過程中氣體吸收的熱量為Q「停止加熱并保持體積正不變，使其降溫到％,已知重力

加速度為g,求:

（1）停止加熱時缸內(nèi)氣體的溫度;

（2）降溫過程中氣體放出的熱量。

34.【物理——選修3-4】（15分）

（1）（5分）如圖甲所示，在水平面內(nèi)，有三個質(zhì)點a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上，已知ab=6

m,ac=8m。在&=0時刻a、b同時開始振動，振動圖象均如圖乙所示，所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播，在

也=4s時c點開始振動，則下列說法正確的是（）

（填正確答案的標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每錯選1個扣3分，最低得分為

0分）。

____I

甲乙

A.該機(jī)械波的傳播速度大小為2m/s

B.該列波的波長是2m

C.兩列波相遇后，c點振動加強(qiáng)

D.兩列波相遇后，c點振動減弱

（2）.（10分）激光已經(jīng)深入到我們生活的各個方面。某物理小組利用激光束測量玻璃對激光的折射率和利用雙

縫干涉測量激光的波長。

a.如圖所示，在水平面上方適當(dāng)位置固定激光光源，使其發(fā)射與水平面成30。角斜向下的激光，在水平光屏上M

點呈現(xiàn)一小光斑。放入一塊平行于水平面的長方體玻璃磚，激光光斑移至水平光屏上的N點。測得玻璃磚厚度

為￡/=小cm,MN=b=2cm1,根據(jù)以上信息，求該玻璃石專的折射率n；

b.為測量該激光的波長，將激光垂直射向間距為d的雙縫（每個縫的寬度很窄，寬度可忽略），在雙縫后面距離為

L處的光屏上可以觀察到干涉條紋?，F(xiàn)使測量頭的分劃板中心刻線與條紋的中心對齊，經(jīng)測量得出5條亮條紋之

間的距離為a,求該激光的波長。

參考答案+解析

14.

[KS5U答案】B

【KS5U解析】：根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=/7iz—血=后一/7%,代入數(shù)據(jù)解得心8x1014Hz,B正確。

15.

【KS5U答案】A

【KS5U答案】：水離開噴口后做斜拋運(yùn)動，將運(yùn)動沿水平方向和豎直方向分解，在豎直方向上：

i/y=vsin6代入數(shù)據(jù)可得vy=24m/s故水柱能上升的高度h="=28.8m

水從噴出到最高處著火位置所用的時間f=V代入數(shù)據(jù)可得f=2.4s

故空中水柱的水量為V=^x2.4m3=1.12x102nAA項正確。

16.

[KS5U答案】C

【KS5U解析】地球的第一宇宙速度打=4證，星球表面的重力加速度g'=^=翻=gg,星球的第一宇宙速

度v"i=1\l^'=yJggx4R=7/gR,該星球的第二宇宙速度故選項C正確。

17.

[KS5U答案】D

[KS5U解析】磁感線既有垂直紙面向外的，又有垂直紙面向里的，所以可以取垂直紙面向里的方向為正方向。

p1

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B時線圈磁通量6=TTB(b2—a2)—TTBa2,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為卵線圈磁通量02，TTB(b2—a2)

一次TBa2,因而該線圈磁通量的變化量的大小為6尸會”爐一2a2)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得

線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的大小為￡=笑=咆髭2a2)。故選項D正確。

18.

[KS5U答案】BC

[KS5U解析】本題考查電場強(qiáng)度、電勢和電勢能等。由于題中沒有給出固定在O點的點電荷甲的電性，不

能判斷出M、S兩點電勢高低，選項A錯誤；根據(jù)點電荷乙在電場中運(yùn)動軌跡可知，甲、乙為同種電荷，選項B

正確；點電荷乙在電場中從M運(yùn)動到N,電場力做正功，電勢能減小，電勢能EPM>EPN,選項C正確；根據(jù)點

電荷電場強(qiáng)度公式可知，場強(qiáng)大小ES<EM,選項D錯誤。

19.

[KS5U答案】AD

EmNBSOJ

[KS5U解析】電動勢的最大值Em=NBS3,有效值E=▼,電壓表的示數(shù)為路端電壓的有效值，解

得U=V]E=簿常，A正確；線圈由題圖所示位置轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電阻R的電荷量4=黯=

■-啜I'BS

M8S—BSsin60°)B錯誤；在線圈轉(zhuǎn)過一周的時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量Q岑?智:

Fl+r—R+r

用常藍(lán)"C錯誤；電流的最大值為2最^嚕魯,電流的瞬時值表達(dá)式為/=/msinout,從題圖所示位

置轉(zhuǎn)過30。時，碗=裝，此時的電流為/=件=黑咨，D正確。

o/2(H+r)

20.

[KS5U答案】AB

【KS5U解析】在水平面上滑動時，對整體，根據(jù)牛頓第二定律，有

F—(j(m+M)g=(m+M)ai

隔離物塊4根據(jù)牛頓第二定律，有

FT-pmg=mai

聯(lián)立□□解得田=正嶄尸

在斜面上滑動時，對整體，根據(jù)牛頓第二定律，有

F—(m+M)gsin9=(m+M)a2

隔離物塊4根據(jù)牛頓第二定律，有

FT-mgsin0=ma2

聯(lián)立□□解得產(chǎn)尸

比較□□可知，彈簧彈力相等，與動摩擦因數(shù)和斜面的傾角無關(guān)，故A、B正確，C、D錯誤。

21.

[KS5U答案】BC

【KS5U解析】在從0.2m上升到0.35m范圍內(nèi)，△Ek=AEp=mgM,圖線的斜率絕對值1=鐐=032To2

N=2N=mg,所以m=0.2kg,故A錯誤；在Ek力圖象中，圖線的斜率表示滑塊所受的合外力，由于高度從

0.2m上升到0.35m范圍內(nèi)圖象為直線，其余部分為曲線，說明滑塊從0.2m上升到0.35m范圍內(nèi)所受作用力

為恒力，從h=0.2m開始滑塊與彈簧分離，彈簧的原長為0.2m,故B正確；根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒可知，當(dāng)滑

塊上升至最大高度時，增加的重力勢能即為彈簧最大彈性勢能,所以EPm=mgA/7=0.2x10x(0.35-0.1)J=0.5J,

故C正確；由圖可知，當(dāng)h=0.18m時的動能最大為Ekm=0.32J,在滑塊整個運(yùn)動過程中，系統(tǒng)的動能、重力

勢能和彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化，因此動能最大時，滑塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和最小，根據(jù)能量守恒定

律可知E'=E—Ekm=Epm+mgb—Ekm=0.5J+0.2x10x0.1J-0.32J=0.38J,故D錯誤。

22.[KS5U答案】：⑴第2點到第6點之間的距離h26

第1點到第3點之間的距離;713

第5點到第7點之間的距離h57

第2點的瞬時速度V2第6點的瞬時速度壞

11

(2)ADBCEF

[KS5U解析】(1)要驗證從第2點到第6點之間的紙帶對應(yīng)重物的運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，應(yīng)測出第2點到第6

點的距離/726,要計算第2點和第6點的速度V2和％,必須測出第1點到第3點之間的距離小3和第5點到第7

11

點之間的距離/)57,機(jī)械能守恒的表達(dá)式為mg/726=2mv，^~2mv^-

(2)實驗操作順序為ADBCEFo

23.【KS5U答案】：⑴1.704口電壓表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于金屬絲電阻，電壓表分流幾乎為零12<(2)13

【KS5U解析】⑴口由題圖所示螺旋測微器可知，螺旋測微器示數(shù)為1.5mm+20.4x0.01mm=1.704mm?！?/p>

由表中實驗數(shù)據(jù)可知，電壓表接a、b兩點時，電流表示數(shù)不變，電壓表示數(shù)變化較大，說明電壓表內(nèi)阻很大,

電壓表分流很小，幾乎為零，電流表分壓較大，電流表應(yīng)采用外接法，電壓表應(yīng)接a點，金屬絲電阻用初=給=

爵。=129；電流表采用外接法，由于電壓表分流作用，電流表的測量值大于真實值，由歐姆定律可知，金屬

絲電阻測量值小于真實值。

(2)由表中實驗數(shù)據(jù)知，R/\=Ub~Ua,貝ij?=的-RA=13Q。

24.

[KS5U答案】：(1)20N<F<30N(2)能1.2s0.9m

【KS5U解析】(1)以物塊和木板整體為研究對象，由牛頓第二定律得尸一(M+m)gsina=(M+m)a

以物塊為研究對象，由牛頓第二定律得尸f-mgsina=ma

又Ft<Ffm=jUmgcosa解得F<30N

又a>0解得F>20N所以20N<F<30N。

(2)因尸=37.5N>30N,所以物塊能夠滑離木板，隔離木板，由牛頓第二定律得

F—/jmgcosa—Mgsma=Mai

隔離物塊，由牛頓第二定律得pmgcosa—mgsina=ma2

設(shè)物塊滑離木板所用時間為t木板的位移xi=/aif2

物塊的位移X2=/a2f2

物塊與木板分離的臨界條件為AX=X1—X2=L

聯(lián)立以上各式解得f=1.2s

物塊滑離木板時的速度v=a2t

由公式一2gxsin。=0—層解得x=0.9m。

25.

【KS5U答案】見解析

【KS5U解析】(1)金屬棒從出磁場到上升到彎曲軌道最高點，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:

□

由匚得：v=、2gh=4m/s?！?/p>

(2)金屬棒在磁場中做勻速運(yùn)動時,設(shè)回路中的電流為/,根據(jù)平衡條件得

F=BIL+ijmg□

.BLv

'~R+r□

聯(lián)立□□口式得尸=0.6N□

金屬棒速度為當(dāng)時，設(shè)回路中的電流為根據(jù)牛頓第二定律得

F—BIL—ymg=ma□

?_BLV

「2(R+r)□

聯(lián)立□□□□得：a=1m/s2o□

(3)設(shè)金屬棒在磁場區(qū)域運(yùn)動過程中,回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q,根據(jù)功能關(guān)系：

1

Fx=pmgx++