2021届福建省普通高中高三高考压轴考试卷理科综合物理试卷及解析

2021年2021届福建省普通高中高三高考压轴考试卷

理科综合物理试卷

★祝考试顺利★

（含【试题答案】）

考试时间：90分钟满分：100分

第I卷（选择题，40分）

一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有

一项是符合题目要求的。

1.货运飞船“天舟一号”与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体，如图所示。假

设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期为如果月球绕地球

的运动也看成是匀速圆周运动，轨道半径为R”周期为心。已知地球表面处重力加速度为g,

地球半径为R,引力常量为G,不考虑地球自转的影响，地球看成质量分布均匀的球体。则（）

A.月球的质量可表示为今詈

B.组合体与月球运转的线速度比值为

C.地球的密度可表示为亘、需1

D.组合体的向心加速度可表示为深电,g

2.如图所示，一束光斜射向厚度为d的长方体玻璃砖，经它折射后射出a、b两束光线，则下

列说法正确的是（）

A.玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率

B.在真空中，a光的波长小于b光的波长

C.在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度

D.从玻璃砖底边射出的a、b光传播方向不平行

3.如图所示，小滑块a从倾角为6=45°的固定粗糙直角三角形斜面顶端以速度w沿斜面匀

速下滑，同时将另一小滑块b在斜面底端正上方与小滑块a等高处以速度V?水平向左抛出，两

滑块恰在斜面中点P处相遇，不计空气阻力，不考虑小滑块b碰撞斜面后的情况，重力加速度

为g,则下列说法正确的是（）

,2H

h---

B.斜面总高度g

C.若b以速度2V2水平向左抛出，a、b仍能相遇

D.若b以速度2V2水平向左抛出，则b落在斜面上时，a在b的下方

4.氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线HQH。、4、%,都是氢原子中电子从量子数n>2的能

级跃迁到"2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定（）

A.凡对应的前后能级之差最小

B.同一介质对工的折射率最大

C.同一介质中飞的传播速度最大

D.用H,照射某一金属能发生光电效应，则也一定能

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分每小题有多项符合题目要求，全部选

对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

5.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v-t图象如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶,

则（）

A.在t=1s时，甲车在乙车后

B.在t=0时，甲车在乙车前7.5m

C.两车另一次并排行驶的时刻是t=2s

D.甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m

6.带电平行板电容器两极板水平放置，充电后与电源断开。两质量相等的带电小球a、b分别

位于电容器内上、下极板附近，a与上极板、b与下极板的距离相等。现在同时由静止释放a、

b,a和b同时经过两极板的中线MN,已知重力加速度为g,不计a、b间的相互作用和电容器

极板的边缘效应，下列说法正确的是（）

+++++++++

-----------N

b

A.到达MN时，a的动能大于b的动能

B.到达MN时,a、b的电势能变化相等

C.从释放两带电小球a、b到MN的过程中，b的机械能变化量的绝对值大于a的机械能变化量

的绝对值

D.若将上极板上移一小段距离h,下极板下移2h,再同时由原位置释放a、b,a、b仍同时到

达原中线MN

7.如图所示，竖直平面内固定的四分之一圆弧轨道AP,圆弧轨道的圆心为0,0A水平，0P竖

直，半径为R=2m。一质量为m=1kg的小物块从圆弧顶点A开始以2m/s的速度从A到P做匀

速圆周运动，重力加速度g=10m/s\Q为圆弧AP的一个三等分点（图中未画出），0A与0Q的

夹角为30°,下列说法正确的是（）

A.在Q点时，重力的瞬时功率为10gW

B.在A到P的过程中合力对小物块的冲量为零

C.小物块在AQ段克服摩擦力做的功等于在QP段克服摩擦力做的功

D.在P点时，小物块对圆弧轨道的压力大小为11.5N

8.如图所示，空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B=1T,在匀强磁场区域内，将

质量为m=1kg、长为L=lm、电阻为R=1C的金属棒时垂直导轨放置在足够长的水平光滑U

形导轨上，且与导轨接触良好，导轨间距为L=lm,导轨电阻可忽略不计。金属棒在垂直于棒

的水平拉力产的作用下，由静止开始（/=0时）以加速度"=lm/s2向右做匀加速直线运动，2s

后保持拉力的功率不变，直到棒必以最大速度做匀速直线运动再撤去拉力尸。下列说法正确

的是（）

a

xxxx

x8xx

►F

xxxx

xxxx

b

A.2s时拉力产的大小为3N

B.棒曲的最大速度为6m/s

C.0~2s内安培力对金属棒的冲量大小为4N・s

D.撤去拉力/后，棒ab运动的距离为＞/6m

三、非选择题：共60分。考生根据要求作答。

9.如图所示，是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的图象，已知气体在状

态C时的体积是6L,则状态D时的体积%=；状态A时的气体体积

10.一简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图（a）所示，x=0.30m处的质点的振动图

线如图（b）所示，该质点在t=0时刻的运动方向沿y轴（填“正向”或“负向”）。

已知该波的波长大于0.30m,则该波的波长为mo

11.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫

导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮

的细绳和一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以

测量遮光片经过光电门时的挡光时间3用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的

宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由

静止开始运动.

⑴某次实验测得倾角9=30°,重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时m和M组成的

系统动能增加量可表示为AEk：，系统的重力势能减少量可表示为△&=,

在误差允许的范围内，若△Ek=AE.,则可认为系统的机械能守恒.（用题中字母表示）

⑵在上述实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的v2—d图象如图乙所示，并测得M=m,

则重力加速度g=m/s2.

12.用伏安法测量某电阻段的阻值，现有实验器材如下：

A.待测电阻段：约55Q

B.电流表A：量程O—3A（内阻约O.1Q）

C.电压表V：量程0-15V（内阻约4kQ）

确定电流表的内外接方式为（内接或外接），此方法测量值比真实值__________

（填“偏大”或“偏小”）o

⑵在测定金属丝电阻率的实验中，用螺旋测微器测得金属丝的直径如图甲所示，

d=mm；用多用电表的“xl”欧姆挡，调零后测得金属丝的电阻值如图乙所示，

R=Qo

若实验中测出金属丝的长度为L,则该金属丝电阻率的表达式夕=（用符号表示）。

甲乙

13.如图所示，光滑平行的长金属导轨固定在水平面上，相距L=1m,左端连接R=2Q的

电阻，一质量m=0.5kg、电阻r=10的导体棒MN垂直放置在两平行金属导轨上，彼此接

触良好，导轨的电阻不计。在两导轨间有这样的磁场，磁场方向竖直向下，磁感应强度B大小

nx

随*变化关系是8=0.65汨丁(T)，xo=O.5m；两区域磁感应强度大小关于直线x=0.5m对

ZXQ

称。

⑴导体棒在水平向右的拉力F作用下，以速度v°=1m/s匀速穿过磁场区，求此过程中感应

电流的最大值L;

⑵在⑴的情况下，求棒穿过磁场过程中拉力做的功W以及电阻R上产生的热量QRO

14.如图所示，在光滑的水平面上放着一个质量为m的木球，在木球正上方L处有一个固定悬

点0,在悬点0和木球之间用一根长为2L的不可伸长的轻绳连接。有一个质量也为m的子弹

以V。的速度水平射入木球并留在其中，一段时间之后木球绕0点在竖直平面内做圆周运动。球

可视为质点，重力加速度为g,空气阻力不计，求：

⑴木球以多大速度离开水平地面;

⑵子弹速度V。的最小值。

15.如图甲所示，在光滑绝缘水平桌面内建立平面直角坐标系xOy,在第II象限内有平行于桌

面的匀强电场，场强方向与x轴负方向的夹角6=45°。在第川象限垂直于桌面放置两块相互

平行的平板G、C2,两板间距为&=L,板间有竖直向上的匀强磁场，两板右端在y轴上，板G

与x轴重合，在其左端紧贴桌面有一小孔M,小孔M离坐标原点0的距离为L。在第IV象限垂

直于x轴放置一块平行于v轴的竖直平板C3,平板C3在x轴上垂足为Q,垂足Q与原点0相距

外々。现将一质量为m、带电量为-q的小球从桌面上的P点以初速度v。垂直于电场方向射

出，刚好垂直G板穿过M孔进入磁场。已知小球可视为质点，P点与小孔M在垂直电场方向上

的距离为s,不考虑空气阻力。

（1）求匀强电场的场强大小；

（2）要使带电小球无碰撞地穿出磁场并打到平板Cs上，求磁感应强度的取值范围；

（3）若t=0时刻小球从M点进入磁场，磁场的磁感应强度随时间周期性变化，取竖直向上为

4TT/77

磁场的正方向，如图乙所示，磁场的变化周期7=^■云，小孔M离坐标原点0的距离

3㈣

心=堤也，求小球从M点打在平板C3上所用的时间。

qB。

甲乙

2021年2021届福建省普通高中高三高考压轴考试卷

理科综合物理参考【试题答案】

1.【试题答案】：选g

【试题解析】：由于月球是环绕天体，根据题意可以求出地球的质量，不能求月球的质量，A

错误；对于组合体和月球绕地球运动的过程，万有引力提供向心力，设地球质量为M,则由牛

顿第二定律可知（3黑=。，解得v=、胖，则组合体和月球的线速度比值为B错

误；对于组合体，由G—R;h1=m*.（R+h）,解得乂=4“飞；”工又因为地球的体积

为V=gnR3,整理解得p=*3"富”—,C正确；由G—~j=ma,G,=mg,知组合

体的向心加速度大小为a=（黑）g,D错误。

2.【试题答案】C

【试题解析】由图可知，a光在玻璃砖中的折射角大于b光的折射角，根据折射定律可知，

na<nb,根据n=[,在玻璃砖中，a光传播的速度大于b光的传播速度，故A、C正确；由于n,<n”

所以a光的频率小于b光的频率，由人=擀知，真空中a光的波长大于b光的波长，故B错误;

a、b两束出射光都分别与入射光平行，故该两束出射光平行，故D错误。

3.【试题答案】D

【试题详解】A.两滑块恰在斜面中点P处相遇，可知两滑块水平位移相等，则有卬c°s6=》解

得匕：吆=2：夜，故A错误；

v/sin^=—g/2t=°、

B.竖直位移相等，则有2解得g

〃=2xu"sin6=N

则斜面总高度为g故B错误；

CD.由以上分析可知，当b以速度2V,水平向左抛出，则b一定落在斜面上的P点上方，此时运

,伍兴纥=牛v.Ls一in0>1.

―g

动的时间’0<--g-,此时滑块a的竖直位移与滑块b的竖直位移之比为"2°广

则此时券，即b落在斜面上时，a在b的下方，故C错误，D正确。

故选D

4.【试题答案】A

【【试题解析】】：根据hv=E”「E“分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率

的大小；根据v穹汁断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该

n

光的极限频率判断是否会发生光电效应.

波长越大，频率越小，故见的频率最小，根据E=hv可知见对应的能量最小，根据hv=E/E“可知

比对应的前后能级之差最小，A正确；土的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据v=?可

n

知H0的传播速度最大，BC错误；H7的波长小于Hp的波长，故总的频率大于HQ的频率，若用与照

射某一金属能发生光电效应，则Hp不一定能，D错误.

5.【试题答案】BD

【试题解析】由题中v-t图象得a,=10m/s2,a乙=5m/s2,两车在t=3s时并排行驶，

1111

此时x甲=,a甲好=,义10X3“m=45m,x乙=丫（）七+于乙好=10义3m+'XSXB?m=52.5m,所

1

以t=0时甲车在前，距乙车的距离为L=x乙一x甲=7.5m,B项正确；t=1s时，x甲，=~a

1_

z

甲t'2=5m,x乙'=vot+]a乙t'2=12.5m,此时x乙'=x甲'+L=12.5m,所以另一次

并排行驶的时刻为t=1s,故A、C两项错误；两次并排行驶的位置沿公路方向相距-=xz

一x乙'=40m,故D项正确。

6.【试题答案】：CD

【试题详解】A.两个粒子都做初速度为零的匀加速直线运动，则有：y=ga产由题意知，相同

时间内a的位移与b的位移大小相等，m、E又相等，可知生=血，由牛顿第二定律可知合外力

F=ma,两粒子的合外力相等。由动能定理可知：a、b两粒子在相同的时间内位移相同，合外

力相同，动能的增量相同，所以到达MN时，b的动能等于a的动能，故A错误；

B.对a粒子牛顿第二定律：mg—%E=ma.

对b粒子牛顿第二定律：qhE-mg=mah

综上分析可知两粒子的电荷量大小qb>q”又由于两粒子带负电，则到达MN时，根据W=E/

可知，电场力对a做功少，电势能变化不相等，故B错误；

C.从释放到MN的过程中，根据W=qU=qEy知，因为场强E和位移y相等，而两粒子的电荷量大

小则电场力对b粒子做功的绝对值大于电场力对a粒子做功的绝对值，则b粒子机械

能的增加量大于a机械能的减小量，故C正确；

D.若仅将上极板向上平移一段距离，因极板带电量不变，正对面积不变，根据推论知板间场强

不变，两个粒子运动的加速度不变，则再同时由原位置释放a、b,a将同时达到原中线MN,

故D正确。

故选CDO

7.【试题答案】：AC

【【试题解析】】A.在Q点时，重力方向与速度方向夹角为30°,则重力的瞬时功率为P=

mgvcos0=1073W

故A正确；

B.在A到P的过程中小物块的速度方向不断改变，动量不断改变，所以合力对小物块的冲量不

为零，故B错误；

C.小物块在AQ段重力做的功M=mgRsin30°

在QP段重力做到功Wz=mgR(1-sin30°)

可得W尸W?

由小物块做匀速圆周运动和动能定理可知，小物块克服摩擦力做的功等于重力做的功，故C正

确；

2

D.在P点时，由牛顿第二定律Nr叫=加上

R

得到小物块对圆弧轨道的压力大小为12N,故D错误；

故选ACo

8.【试题答案】：AD

【分析】本题通过金属棒在磁场中的运动考查考生的逻辑推理能力和分析综合能力。本题需要

考生利用牛顿运动定律、法拉第电磁感应定律及动量定理等知识解题。

【【试题解析】】A.起初棒必做匀加速直线运动，f=2s时由牛顿第二定律有/-3区=.

棒他切割磁感线，产生的感应电动势为E=3小，2s时的速度为u=〃=2m/s

E

由闭合电路欧姆定律得/=-,联立解得尸=3N,A正确；

1\

B.f=2s时拉力/的功率为P=&=6W

棒H最终做匀速运动，设棒必的最大速度为%”，棒受力平衡，贝I］有f-8/1raxlt=°

“max

其中4ax=丝弊，联立解得k=向通，B错误；

IX

c.()~2s内，金属棒做匀加速直线运动，所受安培力G=0铲

可知安培力随时间均匀增大，安培力的冲量为4T图线与坐标轴围成的面积，即

聿J£"2N.S,C错误；

女2

D.撤去拉力F后，以金属棒仍为研究对象，由动量定理得-无次=，必I，又，/=正’

解得BLq=%%又有g=等=萼

AK

其中X为撤去拉力F后棒岫运动的距离，联立并代入数据解得x=扁，D正确。

故选ADo

9.(1)8L；(2)3L

【【试题解析】】

(1)C到D过程，属于等压变化，由等压变化规律可知生=率

lclD

即6L=/

300K400K

解得V0=8L

(2)由图可知，B到C过程属于等容变化，所以VB=VC=6L

A到B过程为等温变化，压强与体积成反比，即幺匕=〃8%

代入数据，有2VA="=61.

解得VA=3L

10.【试题答案】：正向；0.8

【【试题解析】】：根据振动方程式：y=Asin胡，此时质点的纵坐标坐标为正，可知函=45考

虑其周期性，画一条平行于x轴，纵坐标为后的直线，与图像的交点都有可能是该质点所处

的位置，根据乙图可知该质点此时正从平衡位置向上振动，该波沿X轴正方向传播，所以只能

是第二个交点或第四个交点，又因为2>0.3所以有工/1+』/1=0.3得/1=0.801。

48

..(M+mW.M

11.----1一(m--)gd9.6

2r2

【试题详解】

h

(1)滑块从A处到达B处的速度：

t

则系统动能的增加量-纥=刎+而二若臀

系统重力势能的减小量：AEp=mgd-Mgdsin30°=(m—)gd

(2)根据系统机械能守恒的：1(M+m)/=(m-y)gd

则：/=(2…)gd

M+m

Li,­、—,2m-M2.4

图线的斜率：k=———g=~

M+m0.5

解得：g=9.6m/s?

7rRd2

12.【试题答案】：内接偏大0.7308.0

4L

,,,R4000”R、55i

【【试题解析】】(1)⑴[2]因为肃v

AvJDK、U.1

说明是待测电阻是大电阻，故电流表用内接法，此方法电压的测量值偏大，则电阻的测量值比

真实值偏大。

(2)[3][4]用螺旋测微器测得金属丝的直径4=0.5mm+0.01mmX23.0=0.730mm

用多用电表的“xl”欧姆挡，调零后测得金属丝的电阻值R=8.0C。

[5]若实验中测出金属丝的长度为L,则根据R==岑

S7rd

解得「=誓

13.

【试题答案】(1)0.2A(2)0.06J0.04J

【试题解析】(1)导体棒以不变的速度穿过磁场区，

nx

B=0.6siry——,x=vot,得B=0.6sinnt

由法拉第电磁感应定律得e=BLvo=O.6sinntV

这是一正弦交流电，Era=0.6V

由欧姆定律得1.=会=0.2Ao

K十r

⑵电流的有效值|=立

V

棒在磁场中的时间t=一

Vo

拉力做功等于回路中产生的热量W=Q=l2(R+r)t

2

电阻R上产生的热量QR=lRt

代入数据解得W=0.06J,QR=0.04Jo

14.【试题答案】(1)心。(2)8痴

【试题解析】(1)设子弹打入木球后共同速度为v,木球离开水平地面的速度为v„由动量

守恒定律得：mv0=2mv,

1

解得：v=*

木块离开地面时沿绳方向的分速度瞬间减为零，垂直绳方向的分速度不变，

..L1

故木球离开地面的速度为V,=V­—=^Voo

⑵木球从离开水平地面到最高点的过程中机械能守恒，设到最高点时速度为V3,绳子对木球

的拉力为F,由机械能守恒定律和牛顿第二定律有

—2mg-3L=2-2mv3-2'2mv?,

2

F+2mg=2碌

由题意知F20,

联立解得v。，外国，即V。的最小值为8，面。

15.(1)£=皿.)也!四.巫必1{7um>J2L

(2(3)-----1----

qsqL4qL6qB。6v0

【【试题解析】】(1)小球在第II象限内做类平抛运动，根据运动学规律有

S—Vot①

%tan0-at(2)

由牛顿第二定律有

qE=ma③

联立①②③式解得

E=-2-④

qs

(2)设小球通过M点时的速度为v,由类平抛运动规律有

「以S。⑤

小球垂直磁场方向进入两板间做匀速圆周运动，轨迹如图1所示。

由牛顿第二定律有

2

v八

qvB-m一⑥

R

解得

B叫⑦

qR

小球刚好能打到Q点时，磁感应强度最大，设为B”此时小球的轨迹半径为尺,由几何关系有

L+d2-R,/?,9

解得

4