2021江苏省高考压轴卷 物理 含解析

绝密★启封前

KS5U2021江苏省高考压轴卷

物理

注意事项

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1.本试卷共8页，包含选择题（第1题一第9题，共9题）、非选择题（第10题一第15题，共6题）两部分。

本卷满分为120分，考试时间为100分钟。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置。

3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符。

4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再

选涂其他答案。作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置

作答一律无效。

5.如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗。

一、单项选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分.每小题又有：个选项符合题意。

1.下列关于电场线的论述，正确的是（）

A.电场线方向就是正试探电荷的运动方向

B.电场线是直线的地方是匀强电场

C.只要初速度为零，正电荷必将在电场中沿电场线方向运动

D.画有电场线的地方有电场，未画电场线的地方不一定无电场

2.倾角为a的导电轨道间接有电源，轨道上静止放有一根金属杆abo现垂直轨道平面向上加一匀强磁场，

如图所示，磁感应强度B由零逐渐增加的过程中，ab杆受到的静摩擦力（）8孩（^7

A.逐渐增大B,先减小后增大2^/

C.先增大后减小D.逐渐减小…”

3.一质量为2kg的物体在如图甲所示的xOy平面上运动，在x轴方向上的v-t图像和在y轴方向上的s-t图

像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（）

A.前2s内物体做匀变速直线运动

B.物体的初速度为8m/s

C.2s末物体的速度大小为4m/s

D.前2s内物体所受的合外力为16N

4.压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小。一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如

图甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m,当升降机静止时电流表示数为

loo某过程中电流表的示数为21°，如图乙所示，则在此过程中（）Ifz

A.物体处于失重状态工

/--r/Shr-----

B.物体可能处于匀速运动状态工后fQ

c.升降机一定向上做匀加速运动后Q?TIJ_

D.升降机可能向下做匀减速运动||“L"T丫

5.我国的“神舟七号”飞船于2008年25日晚9时10分载着3名宇航员顺利升空，并成功“出舱”和安全返回

地面。当“神舟七号”在绕地球做半径为r的匀速圆周运动时，设飞船舱内质量为m的宇航员站在可称体重

的台秤上。用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g'表示飞船所在处的重力加速度，N表

示航天员对台秤的压力，则下列关系式中正确的是

R2R

A.g,=0B.g，=”gC.N=mgD.N=”ig

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4

分，选对但不全的得2分。错选或不答的得0分。

6.如图所示，用长为L的轻绳把一个铁球悬挂在高2L的。点处，小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运

动且恰能到达最高点B处，则有（）B

A.小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为6mg

B.小铁球在运动过程中轻绳的拉力最小为mg|\/

2L

C.若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为J僦

D.若小铁球运动到最低点轻绳断开，则小铁球落到地面时的水平位移为2L

7.一长直导线与闭合金属线框放在同一桌面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示。在0〜*

时间内，直导线中电流向上如图中所示。则在0〜T时间内，下列表述正确的是（）

A.穿过线框的磁通量始终变小|『

B.线框中始终产生顺时针方向的感应电流Ak

C.线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势'\[°\'

D.线框所受安培力的合力始终向左

8.如图所示，电源电动势E,内电阻恒为r,R是定值电阻，热敏电阻RT的阻值随温度降低而增大，C是平

行板电容器。闭合开关S,带电液滴刚好静止在C内。在温度降低的过程中，分别用△1、AU,,AU2和A5

表示电流表、电压表1、电压表2和电压表3示数变化量的绝对值。关于该电路工作状态的变化，下列说法

正确的是

、At/,AU?>切丁什

A.―L、一\U,一2■一定都不变

MMM

cAC/.MJ,士丁十At7,

B.—!•T和n一2■一定不变，一^一定变大

MMM

C.带电液滴一定向下加速运动

D.电源的工作效率一定变大

9.如图，在光滑水平面上放着紧靠在一起的A、B两物体，B的质量是A的2倍，B受到水平向右的恒力

FB=2N,A受到的水平向右的变力FA=（9—2t）N,t的单位是s。从t=0开始计时，贝4（）

A.A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的1■倍0----------------------R

11Fr

A-~>AB——B>

B.t>4s后，B物体做匀加速直线运动...........I.......................

V////////////////////////////////////.

C.t=4.5s时，A物体的速度为零

D.t>4.5s后，A、B的加速度方向相反

三、简答题：本题分必做题（第10、11、12题）和选做题（第13题）两部分，共计42分。请将解答填写在答题

卡相应的位置。

【必做题】

10.（8分）某同学利用图1所示的实验装置，测量物块与水平桌面间的动摩擦因数。物块在重物的牵引下开始

运动，如图2所示为电火花计时器打下的一条纸带，A、B、C、D、E为5个计数点，相邻两计数点间有4

个点没标出。已知纸带与A点相近的一端跟小车相连。A、B间的距离为3.61cm,D、E间的距离为5.8女m。

R12

（1）电火花计时器使用的电源为O

A.4-6V的交流电源B.4-6V的直流电源

C.220V的交流电源D.220V的直流电源

⑵若使用电源的频率为50Hz,打C点时，物块的瞬时速度m/s；物块的加速度大小为m/s2«

（计算结果均保留3位有效数字）

（3）若重物的质量为0.10kg,物块的质量为0.40kg,重力加速度g取lOm/s?,根据（2）中的数据可得物块与水

平桌面的动摩擦因数为。（计算结果保留3位有效数字）

11.（10分）实际电流表有内阻，测量电流表Gi的内阻n采用如图甲所示的电路。可供选择的器材如下:

①待测电流表Gi：量程为0—5mA,内阻约为300。

②电流表G2：量程为0—10mA,内阻约为40。

③定值电阻Ri：阻值为10。

④定值电阻R2：阻值为200C

⑤滑动变阻器R3：阻值范围为0—1000。

⑥滑动变阻器Rc阻值范围为0—20C

⑦干电池E：电动势约为1.5V,内阻很小

⑧电键S及导线若干

（1）定值电阻Ro应选，滑动变阻器R应选»（在空格内填写序号）

（2）实验步骤如下：

①按电路图连接电路（为电路安全，先将滑动变阻器滑片P调到左端）

②闭合电键S,移动滑片P至某一位置，记录Gi和G2的读数，分别记为L和L;

③多次移动滑动触头，记录各次Gi和G2的读数I）和h;

④以h为纵坐标，L为横坐标，作出相应图线，如图乙所示。

⑤根据L—b图线的斜率k及定值电阻Ro,得到待测电流表Gi的内阻表达式为r尸。（用k、R°表

示）

（3）用Gi表改装成如图丙的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程的挡位。1、2

两个挡位为电流表挡位，量程分别为300mA和100mA。

①关于此多用表，下列说法正确的是

A.当转换开关S旋到位置4时，是电阻挡

B.当转换开关S旋到位置6时，是电压挡

C.转换开关S旋到5的量程比旋到6的量程大

D.A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔

②当把转换开关S旋到位置3,在AB之间接90Q电阻时，表头Gi指针刚好在半偏处，在AB之间接10C

电阻时，指针在电流满偏值的巳处，则E的电动势为o

4

12.［选修3-5］（12分）

（1）杯的一种同位素94239PU衰变时释放巨大能量，其衰变方程为94239Pu-92235U+24He+y,则（）

A.核燃料总是利用比结合能小的核

B.核反应中y光子的能量就是结合能

235235

C.92U核比94239PU核更稳定，说明92U的结合能大

239235

D.由于衰变时释放巨大能量，所以94PU比92U的比结合能小

(2)氢原子基态的能量为E|=-13.6eV。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中，

频率最大的光子能量为一0.96E”频率最小的光子的能量为eV(保留2位有效数字)，这些光子可具

有种不同的频率。

(3)如图所示，两块相同平板P|、P2置于光滑水平面上，质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧，左端A与

弹簧的自由端B相距L物体P置于Pi的最右端，质量为2m且可看做质点。Pi与P以共同速度V。向右运

动，与静止的P2发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞后Pi与P2粘连在一起。P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹

簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为小求：

-------L---------

>voP月B

PiPT~

力〃〃〃〃/，〃〃〃，〃〃〃，〃/之〃〃〃，〃〃)〃〃〃〃，，〃〃〃〃〃〃〃，〃)〃〃〃，〃/

(1)P|>P2刚碰完时的共同速度VI和P的最终速度V2；

(2)此过程中弹簧的最大压缩量x和相应的弹性势能Epo

【选做题】

13.本题包括A、B两小题，请选定其中一小题作答。若多做，则按A小题评分。

A.[选修3-3](12分)

(1)下列说法中正确的是()

A.温度低的物体内能小

B.外界对物体做功时，物体的内能一定增加

C.温度低的物体分子运动的平均动能小

D.做加速运动的物体，由于速度越来越大，因此物体分子的平均动能越来越大

(2)如图(甲)所示，取一支大容量的注射器，拉动活塞吸进一些乙醛，用橡皮帽把小孔堵住，迅速向外拉动活

塞到一定程度时，注射器里的液态乙醛消失而成为气态，此时注射器中的温度(填“升高”“降低”或

“不变”)，乙醛气体分子的速率分布情况最接近图(乙)中的线(填或"C")。图中f(v)表示速率v

处单位速率区间内的分子数百分率。

(3)如图所示，封闭有一定质量理想气体的汽缸固定在水平桌面上，开口向右放置，活塞的横截面积为S。

活塞通过轻绳连接了一个质量为m的小物体，轻绳跨在定滑轮上。开始时汽缸内外压强相同，均为大气压

po(mg<poS)»汽缸内气体的温度为To,轻绳处在自然伸直状态。不计摩擦，缓慢降低汽缸内温度，最终使得

气体体积减半，求：

(1)气体体积减半时的温度「；

(2)建立p—V坐标系并在该坐标系中画出气体变化的整个过程。

B.[选修3-4](12分)

(1)下列关于光的说法中正确的是()

A.分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距

B.雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象

C.水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象

D.医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部。它利用了光的全反射原理

(2)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自利用先进的DIS系统较准确地探究了“单

摆的周期T与摆长L的关系“，他们通过校园网交换了实验数据，并由计算机绘制了T2—L图象，如图甲所

示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是(选填"A”或"B”)。另外，在南大做探究的同学还利用

计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比'=________

LR

(3)如图所示为一巨大的玻璃容器，容器底部有一定的厚度，容器中装一定量的水，在容器底部有一单色点

4

光源，已知水对该光的折射率为一，玻璃对该光的折射率为1.5,容器底部玻璃的厚度为d,水的深度也为

3

d,求水面形成的光斑的面积(仅考虑直接由光源发出的光线)。

空气

光源

四、计算题：本题共3小题，共计47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写

出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

13.(15分)质量为m=0.5kg、长L=1m的平板车B静止在光滑水平面上。某时刻质量M=1kg的物体A(视

为质点)以vo=4m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的

拉力。已知A与B之间的动摩擦因数N=0.2,重力加速度g取10m/s2。试求：

(1)若F=5N,物体A在平板车上运动时相对平板车滑行的最大距离；

(2)如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件。

14.(16分)如图甲所示，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点以初速度vo水平抛出。若在该带电粒

子运动的区域内加一方向竖直向下的匀强电场，则粒子恰好能通过该区域中的A点；若撤去电场，加一垂

直纸面向外的匀强磁场，仍将该粒子从O点以初速度vo水平抛出，则粒子恰好能经A点到达该区域中的B

点。已知OA之间的距离为d,B点在O点的正下方，NBOA=60。，粒子重力不计。求：

图甲

(1)粒子在电场中运动，到达A点时的动能EkA；

(2)匀强电场的场强大小E与磁场的磁感应强度大小B的比值。

15.(16分)如图甲所示，质量为m的导体棒ab垂直放在相距为1的平行且无限长的金属导轨上，导体棒ab

与平行金属导轨的摩擦因数为山导轨平面与水平面的夹角为仇并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于

导轨平面向上的匀强磁场中。R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器连入电路的阻值，不计其他电阻。现

由静止释放导体棒，当通过R的电荷量达到q时，导体棒ab刚好达到最大速度。重力加速度为g。

(1)求从释放导体棒到棒达到最大速度时下滑的距离S和最大速度Vm；

(2)若将左侧的定值电阻和滑动变阻器换为水平放置的电容为C的平行板电容器，如图乙所示，导体棒ab由

静止释放到达到(1)中的速度Vm需要多少时间(用Vm表示最大速度)？

KS5U2021江苏省高考压轴卷

物理

参考答案及解析

一、单项选择题：

1.【KS5U答案】D

[KS5U解析】

电场线的方向为电场方向，即正电荷所受电场力的方向；电场线是直线的电场不一定就是匀强电场，如孤

立点电荷的电场；电荷能否沿电场线运动取决于电荷的初速是否为零、电荷的初速方向如何、电荷受不受

电场力以外的其它力作用、电场线是直线还是曲线等因素，故只有D选项正确。

故选D。

2.

【KS5U答案】B

[KS5U解析】

加上磁场之前，对杆受力分析，受重力、支持力、静摩擦力；

根据平衡条件可知：mgsin0=f；

加速磁场后，根据左手定则，安培力的方向平行斜面向上，磁感应强度B逐渐增加的过程中，安培力逐渐

增加；

根据平衡条件，有：mgsinO=r+FA;

由于安培力逐渐变大，故静摩擦力先减小后反向增加；

故选B。

3.

【KS5U答案】C

【KS5U解析】

由v-t图像可知，物体在x方向上做匀减速直线运动，有s-t图像可知，物体在y方向上做匀速直线运动;

A、两个方向的合成，物体应该做类平抛运动，即匀变速曲线运动，故A错误；

B、x方向初速度为8m/s,y方向上速度为4m/s,二者合成，其速度绝对不为8m/s,故B错误；

C、2s末物体x方向速度为0,y方向速度为4m/s,二者合成，其速度为4m/s,故C正确；

D、有牛顿第二定律F=ma得F=2kgx4m/s2=8N,故D错误；

故选C。

4.

【KS5U答案】D

[KS5U解析】

A、据题，升降机静止时电流表示数为I,而此过程中电流表示数为21,由欧姆定律分析压敏电阻的阻值变

小，说明压敏电阻所受压力增大，则物体处于超重状态，故A错误；

B、由A项可知，物体处于超重状态，则加速度不为零，不可能处于匀速运动状态，故B错误；

C、D物体处于超重状态时，速度方向可能向下，也可能向上，则升降机可能向下做匀减速运动，也可能向

上做匀加速运动，故C错误，D正确；

故选D。

5.

[KS5U答案】B

【KS5U解析】

忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力得,

在地球表面有：G里?=mg

R2

在绕地球做半径为r的匀速圆周运动时，有：G坐

=mg'

r-

R2

解得：g'=yg

在绕地球做匀速圆周运动的飞船内，各个物体处于完全失重的状态。各个物体的重力完全提供向心力，所

以人站在可称体重的台秤上，人与台秤无弹力，所以N=0,故B正确；

故选Bo

二、多项选择题：

6.

【KS5U答案】AC

【KS5U解析】

A、小球恰好能通过最高点B处，重力提供向心力，绳子拉力为零

2

根据牛顿第二定律，有：mg=/

整个运动过程只有重力做功，根据机械能守恒定律，有：-mv^+mg-2L=-mv2

22

联立解得：丫=病匚；

根据牛顿第二定律，在最低点：F-mg=m^-

得：F=6mg

故小铁球在运动过程中轻绳的拉力最大为6mg,最小为0,故A正确B错误；

C、若落到地面，根据机械能守恒定律，有：1mv^+mg-3L=lmv2

解得：v=17gL,故C正确；

D、若小铁球运动到最低点轻绳断开，则小铁球落到地面时的水平位移为：x=v-t,L--gt2

2

得：x=ViOL,故D错误；

故选：ACo

7.

【KS5U答案】BC

【KS5U解析】

长直导线中的电流先减小后增大，所以穿过线框的磁通量先减小后增大，A错误；

由楞次定律可以判断在0〜T时间内，线框中始终产生俯视顺时针方向的感应电流，B正确；

穿过线框的磁通量先减小后增大，由楞次定律知线框先有扩张的趋势后有收缩的趋势，C正确；

由楞次定律、左手定则判断线框受安培力的合力方向先向左后向右，D错误。

故选BC。

8.

【KS5U答案】AD

[KS5U解析】

AB、根据电路知识知，V3测路端电压，V2测热敏电阻RT的电压，V；测定值电阻R的电阻，

由U3=E—Ir,得“°§—r

M

由U2=E-I(R+r),得^^=R+r

Ui=IR得以=R,故A正确、B错误；

M

C、带电液滴在平行板中受到向上的电场力和向下的重力处于平衡状态，在温度降低的过程，热敏电阻RT

阻值变大，回路中电流变小，路端电压增大，由于流过定值电阻R的电流变小，所以分的电压也就变小，

而路端电压增大，故V2读数增大，平行板间的电场强度也增大，导致带电液滴向上运动，故C错误；

D、7=—由于路端电压增大，所以电源的工作效率一定变大，故D正确；

EIE

故选AD。

9.

[KS5U答案】ABD

【KS5U解析】

对于A、B整体据牛顿第二定律有：FA+FB=(mA+mB)a

设A、B间的作用为FN，则对B据牛顿第二定律可得：FN+FB=mBa

解得：F=m-^i—

NBFB=1^

mA+m«3

当t=4s时，FN=0,A、B两物体开始分离，此后B做匀加速直线运动，而A做加速度逐渐减小的加速运

动，当t=4.5s时，A物体的加速度为零而速度不为零。T>4.5s后，A所受合外力反向，即A、B的加速度

方向相反。当t<4s时，A、B的加速度均为a=-以J'-。

mA+mB

故选ABD。

三、简答题：

10.(DC(2)0.472；0.740(3)0.158

(1—k)

11.(1)④，⑥(2)@_--R(3)®ABD；®7.5V

Ko

I2.(1)AD(2)0.31eV10

vo3vGmv8

(3)【KS5U答案】(1)74vo(2)32^-L记

【KS5U解析】⑴对Pi、P2组成的系统，由动量守恒定律得mv°=2mvi解得丫产怦

对Pi、P2、P组成的系统，由动量守恒定律得

/3

2mvi+2mv()=4mv2解得V2="o。

⑵对Pl、P2、P组成的系统，从Pl、P2碰撞结束到最终P停在A点，由能量守恒定律得

ill9

n,

p-2mg(2L+2x)=y2mvo+T-2mvT—y4mv?解得x=T\y—L

对Pl、P2>P组成的系统，从Pl、P2碰撞结束到弹簧压缩到最短，此时Pl、P2、P的速度均为V2，由能量

守恒定律得

国2mg(L+x)+Ep=5-]2mv8+5-]2mv?-]]4mv引解得Ep=invH)。

13.AJ选修3-3]

(1)C(2)降低C

mg

Po-

⑶【KS5U答案】：(DT尸'—To(2)见解析图

【KS5U解析［：(1)设初始气体体积为V,在气体体积减半时，缸内气体压强为p。一臂。

mgV

P()

p0V_S2

根据气体定律可得,To=-T；­1

mg

Po-s

解得，「=”而To。

/4

Po

Po-丁

oV/2VV

(2)刚开始缓慢降温时，缸内气体的体积不变，压强减小，气体做等容变化；当缸内气体压强降为po—詈时,

气体的压强不变，体积减小，气体做等压变化。如图所示。

B.[选修3-4]

(1)CD(2)B

(73+12存)nd?

(3)【KS5U答案】

35

【KS5U解析】：根据几何关系画出光路图，如图所示.

光恰好在水

和空气的分界面发生全反射时sinC=m=(，

在玻璃与水的分界面上，由相对折射关系可得端=当

olllvJ111

2

解得sin0=1

代入数据可计算出光斑的半径

r=d(tan0+tanC)=(邛^+邛)

水面形成的光斑的面积

,(73+12标)Trd2

S=兀於=----------------。

四、计算题：

13.【KS5U答案】：(1)0.5m(2)1N<F<3N

【KS5U解析［：(1)物体A滑上平板车B以后，做匀减速运动，由牛顿第二定律得：nMg=MaA

解得：aA=gg=2m/s2

平板车B做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：

F+|iMg=maB

解得：HB=14m/s2

两者速度相同时有：vo—aAt=aBt

解得：t=0.25s

A滑行距离：XA=v()t—%At2=j^m

2

B滑行距离：xB=1aBt=^m

最大距离：AX=XA—XB=0.5m

(2)物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度V”则：

V?

2aA一温十、

V()-V|V|

：

aA-aB

解得：as=6m/s2

再代入F+|iMg=maB得：F=1N

若F