物理2021年高三5月大联考（新课标Ⅱ卷）（考试版+全解全析）

绝密★启用前

2021年高三5月大联考（全国II卷）

物理

本卷满分110分，考试时间90分钟。嫦娥/1号月球采样北斗导航系统天问一号火星探测

注意事项：A.嫦娥五号从椭圆轨道的近月点进入正圆轨道时应减速

B.北斗导航系统的卫星发射速度大于11.2km/s

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

C.火星绕太阳运行的周期小于地球绕太阳运行的周期

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如

?需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，D.天问一号环绕火星做匀速圆周运动时轨道半径越小，线速度越小

16.2021年春节前，西安街头一位大姐用9米多的长杆推动拖把头擦玻璃的视频曾引起网民

g写在本试卷上无效。

关注，该视频中截图为图1和图2,假设拖把头与玻璃间的动摩擦因数〃恒定，拖把头

；3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

匀速上升过程中杆与竖直方向的夹角越来越小，示意图如图3所示，则在拖把头匀速上

?二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18

升过程中下列有关说法正确的是

题只有一项符合题目要求，第19~21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，有选错或不答的得0分。

：14.1964年10月16日，中国第一颗原子弹在新疆罗布泊爆炸成功，图示为中国成功爆炸的

第一颗原子弹模型。核裂变的产物是多种多样的，其中一种典型的核裂变反应方程为：

；■u+ln-2Sr+OXe+lO/,裂变为更稳定的;;Sr和）Xe,则下列说法正确

图I图3

1的是

A.拖把头受到四个力作用，杆对拖把头的作用力大小不变

B.拖把头对玻璃的压力越来越小，摩擦力越来越大

C.杆与竖直方向成任意角都可以推动拖把头上升

D.杆与竖直方向的夹角必须小于某一值才可以推动拖把头上升

17.•质量为0.3kg的质点由静止开始做加速直线运动，其加速度随时间变化的规律如图所

示。关于该质点的运动，下列判断正确的是

A.2；加的比结合能大于;;Sr的比结合能

B.^Sr的结合能大于；Xe的结合能

C.A=136,Z=54

A.f=2s时速度大小为4m/s

D.目前有的核电站可以利用；H+；H-：He+（；n释放出的核能B.f=6s时速度大小为24m/s

15.2020年，中国航天再一次开启“超级模式”，成功实施「以嫦娥五号首次地外天体采样返C.0~6s时间内合外力的冲量为4.8N.s

回、北斗三号卫星导航系统部署完成并面向全球提供服务、天问一号探测器奔向火星为D.2~6s时间内平均速度大小为12m/s

代表的航天任务，一系列航天重大事件有力地推动了航天强国建设，引发全球关注。关18.如图1是洛伦兹力演示仪的实物图，玻璃泡处磁场由励磁线圈中的电流提供，已知磁感

于航天知识下列说法正确的是（已知火星半径约为地球半径的!）应强度B与电流强度成正比。图2是无磁场时电子束情景，图3是有磁场时电子束情景。

2结合图景下列分析正确的是

物理试卷第1页（共8页）物理试卷第2页（共8页）

21.如图所示，水平粗糙地面上有两磁场区域，左右两磁场区域内的匀强磁场宽度均为L,

7^710、J磁感应强度大小分别为5和28,左磁场区磁场方向竖直向下，右磁场区磁场方向竖直向

上，两磁场间距为2L一个质量为加、匝数为〃、电阻为R、边长为L的正方形金属线

框以速度如水平向右进入左磁场区域，当金属线框刚要进入右磁场区域时速度为环，金

属线框离开右磁场区运动一段距离后停下。金属线框与水平面间的动摩擦因数为小关

图1图2图3

于金属线框的运动下列判断正确的是

A.图3中，磁场8方向垂直纸面向外，励磁线圈中电流为逆时针方向

B.图3中，电子枪加速电压增加1倍时，磁场中也子环绕半径增加1倍

C.图3中，励磁电流增加1倍时，电子环绕半径减小为原来的工

2

D.励磁线圈中电流为顺时针方向，电子将逆时针环绕旋转

19.与下列图片相关的知识，说法正确的是

A.金属线框进入左侧磁场过程中通过金属线框的电荷量为丝上

R

2R12

B.金属线框进入右侧磁场过程中通过金属线框的电荷量为‘上

R

甲乙丙丁

C.金属线框通过左磁场区域过程中产生的焦耳热为:〃/-2/jmgL

A.甲图，“钱毛管”（牛顿管）实验，说明自由落体运动中轻、重物体下落得同样快

B.乙图，小孩不断向右敲击小车，从而使小车不断地向右运动D.若金属线框进入左磁场区域所用时间为r,则金属线框刚要出左磁场时的速度应为

C.丙图，电容左极板向左运动，极板间距增大时，静电计指针夹角增大

n2B2C

D.丁图，a粒子散射实验，证明了原子核是由质子和中子组成的%一"/一

mR

20.如图所示，在水平面一条直线上的0、A、8三点固定放置一个正点电荷和两个负点电荷,

三、非选择题

电荷量分别为。、一外P，且夕二行Q，AB连线的中垂线上有C、D两点，

（一）必考题：

AO=OB=OC=CD=L,关于这三个点电荷形成的电场下列说法正确的是22.（6分）某实验小组要利用如图1所示装置来探究功与速度变化的关系。让小钩码通过

细绳带动小车从2点由静止开始运动到。点，通过改变小钩码的数量，改变拉力做功的

大小，通过光电门测定小车通过。点时的速度也探究功与小车速度的变化关系。实验

中小车质量M远大于单个小钩码的质量rno

A.AO中点与08中点的电场强度相同

B.C点的电场强度大小为0

C.从C点到。点的电势一直升高（1）平衡摩擦力时小车连接钩码，实验中测量小钩码的质量。

D.将一个质子（重力不计）从。点上方靠近。点处由静止释放，质子将向上一直做加（均选填“需要”或“不需要”）

速运动（2）用游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，读数为cm。

物理试卷第3页（共8页）物理试卷第4页（共8页）

（3）平衡摩擦力后改变钩码数量进行多次实验，将数据记录在图3的表格中，利用电脑场景，旱雪滑道可以简化为图2所示的A8CO轨道，游客坐在滑雪圈上从顶部A由静止

进行数据处理，探究卬与叽庐、口、五、丘的关系，发现拉力做功与小车速滑下，沿着滑道滑行到水平地面上。处停下。已知"，，BC=2L,/W滑道的倾角，二53。，

滑道的倾角。=37。，游客到达3处时的速度大小为4E,flZsin370=0.6,cos37°=0.8o

度平方的关系如图4所示，由图像过原点的直线部分可知,

图像向上弯曲部分原因是o滑雪圈与滑道间的动摩擦因数处处相同，B、C两处有小圆弧轨道连接，不计从C处机

械能损失，重力加速度大小为g=10m/s?。求：

钩码数合功力Vv»尸

1%v>

22%VJ

33%VJ

44%V4

1010匕V10（1）滑雪圈和滑道间的动摩擦因数；

图3（2）C、。两处之间的距离。

23.（9分）李明家里某品牌电饭锅的铭牌磨损了，只能看清“额定电压220V”字样，图1是该

25.（20分）如图所示，在竖直平面内有三个场区，I区域是等边三角形，三角形内有垂直

电饭锅工作时的简化电路图，S键按下电饭锅处于加热状态，S键弹起为保温状态。研究小纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B：II区域是等边三角形的外接圆与三角形所

组想知道电饭锅工作时的功率情况，设计了图2所示的测量电路，假设该电饭锅电阻为定值围成的区域，内部（不包括边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小也为8；

电阻。山区域与圆边界右侧相切，此区域足够大，内有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为

实验室能提供的器材有：电流表A（0~30mA,内阻约IOC）；电压表Vi（0-4.5V,内E.圆形区域与水平地面相切，半径为R。点与圆心。连线水平。电子经加速后以速度

阻约5kC）；电压表V2（0~9V,内阻约10kC）；滑动变阻器Roi（0-200Q）；滑动变

%水平向右从。点进入区域I,运动一段时间后落至地面。已知电子电荷量为-e、质量

阻器Roz（0-I0Q）；直流电源昂（1.5V,内阻可不计）；直流电源及（4.5V,内阻可

不计）；开关K及导线若干。

为Bn?®%,石=（2+扬*求:

//xIO-5A

30

20-

10

01.02.03.04.0UN

图3

测量数据尽可能多，电源应选.,电压表应选,

滑动变阻器应选。（均填器材代号）

（2）图3是分别按下、弹起S键时得到的相对应的实验数据绘制出的/-U关系图线。

分析图线I、II得到，电阻R约为Q,电阻R约为（结果（1）电子从圆形边界离开时的位置；

保留一位小数）（2）电子打到地面时与圆心。间的水平距离L；

（3）电子从。点运动至地面的过程中所用的时间。（结果可以用根号表示）

（3）甩饭锅正常工作时，加热功率约为W,保温功率约为Wo（结果

保留一位小数）（-）选考题（15分）

24.（12分）旱雪是很受欢迎的体育项目，是滑真雪的时空延展方式。图1为某景区的早雪33.[物理——选修3-3]（15分）

（1）（5分）关于固体、液体、气体，下列说法正确的是。（填正确答案标号。

选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得圆弧，圆心为。2,Oi、P是玻璃砖水平中轴线上两边的端点，OiP间距

分为0分）L=4073cm»一束单色光由空气从左侧。点与左边界成30。射入破璃砖，在玻

A.在绕地球做匀速圆周运动的空间站内气体对舱壁的作用力为零

B.悬浮在水中的花粉颗粒越小，颗粒的布朗运动越明显璃砖内第一次到达玻璃砖边界的位置为M点，“点到左边界的距离为人。求：

C.当两分子间的距离小于平衡位置的间距时，分子间距变大，分子势能变小4

D.外界对气体做功时，其气体分子的平均动能一定增大

E.同一种物质，可以是晶体，也可以是非晶体

（2）（10分）如图所示，热气球旅行成为旅行爱好者的一种时尚，利用热气球可以拥

有更广阔的视野，俯视奇妙的大千世界。某旅行爱好者在地面上将气球打开，打开

后初始时，气球内外绝对温度均为「，气球内外空气密度均为热气球的气球（i）该玻璃砖的折射率；

容积为%且不变，下方载物的质量为己知重力加速度大小为g,气球未充气（ii）光束从入射至第一次离开玻璃砖所用的时间（光在真空中的传播速度

时的体积和质量均不计。球外大气温度和密度视为恒定。

c=3.0xl08m/s»结果可以用根号表示）。

（i）逐渐升高球内温度，当绝对温度达到外时，气球恰能悬浮在空中，求不；

（ii）当球内的绝对温度上升至1.1及时，求球内的空气质量与刚打开时球内的空

气质量之比利

34.[物理——选修3-4]（15分）

（1）（5分）图1是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在r=0.3s时的波形图，图2为某

质点Q的振动图像，下列说法正确的是o（填正确答案标号。选对1

个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0

分）

A.该波的波速为1m/s

B.质点。在r=0.3s时振动方向沿y轴正方向

C.质点。在片0.2s时的位移为5cm

D.质点。在1.2s内运动的路程为1.2m

E.质点Q的平衡位置可能在x=0.3m处

（2）（10分）如图所示是一个透明玻璃砖的截面图，右侧边界是半径为cm的半

物理试卷第7页（共8页）物理试卷第8页（共8页）

全解全析

1415161718192021♦/

mg

CADCCACBCAD

14.C【解析】比结合能越大，原子核越难分离成单个核子，即原子核中核子结合得越牢固,17.C【解析】0~2s时间内质点做初速度为零的匀加速直线运动，则2s末的速度V2=ai/,=4x2

m/s=8m/s,A错误；根据图像中图线与，轴包围的“面积”表示速度变化，则6s末的

原子核越稳定，由于；；Sr比空U稔定，则%U的比结合能小于北Sr的比结合能，A错误;

速度I，6=LX4X（2+6）m/s=16m/s,B错误；根据动量定理，0~6s时间内合外力的冲量

根据质量数守恒和电荷数守恒有：235+l=90+A+10,92=38+Z,解得：A=136,Z=54,2

/二〃八，6-0=4.8N-s,C正确；由于2〜6s时间内质点做加速度逐渐减小的加速运动，其v-t

C正确：组成原子核的核子数越多，它的结合能越大，由于;;Sr的核子数为90,小于）Xe

图像如图，设阴影部分“面积”为$,则歹=上，而$大于梯形面积s',=

的知数M则2Sr的结合能小吟Xe的结合能，B错误；目前投入使用的核电站采用的都是AZ2

解得：v>12m/s,D错误。

可控核裂变释放的核能，：H+：HT•:He+；n是轻核聚变，故D错误。

,vim,s-1

16•—T••

15.A【解析】嫦娥五号在椭圆轨道的近月点进入正圆轨道时速度应减小，故A正确。北斗8izMi.

导航系统的卫星发射速度在7.9krn/s至11.2km/s之间，故B错误。火星绕太阳运行的

0246tls

Mm4r

半径大于地球绕太阳运行的半径，根据Gr知半径越大，周期越大，故C【解析】励磁线圈中的电流，在线圈内部产生垂直线圈平面的匀强磁场，方向遵循安

不18.C

培定则且磁感应强度8的大小与电流强度成正比。加速后的电子速度垂直于磁场，在洛

Mm=机匕知轨道半径越小,

错误。“天问一号，，环绕火星做匀速圆周运动时由G线伦兹力作用下做匀速圆周运动。图3状态，由左手定则知此时磁场方向垂直纸面向里，

由安培定则知：励磁线圈中电流为顺时针方向。电子加速后速度为v=，普，电子在

速度越大，故D错误。故选A。

16.D【解析】如图所示，拖把头受重力、支持力、摩擦力和杆的压力四个力作用做匀速运

磁场中做圆周运动的半径R=型，所以加速电压增加1倍时，电子运动半径增加正

动，合力始终为零。设杆与竖直方向夹角为9,拖把头匀速上升时满足Be

倍；励磁电流增加1倍时，磁感应强度增加1倍，电子运动半径将减小为原来的!；同

Fcos®=mg+址。、FN=Fsin0,得产（cos6一〃sin。）=mg,当。减小时尸减小,

前论述，励磁线圈中电流为顺时针方向，此时电子将顺时针环绕旋转。故C选项正确。

杆的压力减小、摩擦力也减小，A、B错误。当cos。v〃sin，，即tan。时等式不

19.AC【解析】甲图，牛顿管是真空，下落物体只受重力而做自由落体运动，轻、重不同

再成立，无论推力多大都不能推动拖把头上升，所以杆与竖直方向的夹角必须小于某一物体同时下落的实验现象说明自由落体运动中轻、重物体下落得同样快；乙图，小孩与

值才可以推动拖把头上升，C错误、D正确。故选D。小车在水平方向上动量守恒，小孩向右敲击小车的全过程，人与车不断地左右摆动；丙

图，平行板电容器：C=-^-,极板间距增大时，电容C变小；电容器带电：Q=UC,金属线框进入左磁场区域用时为t,由动量定理可知-卬72g/-〃B/LZ=〃w-加%,

4nkd

亦=。仁〃竿=〃与，得金属线框刚要出左磁场时的速度应为%-，

电容。变小，又因电容器带电荷量不变，则两板间电压增大，静电计指针夹角增大；丁

图，卢瑟福在a粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型，不能证明原子核是

故D正确。故选AD。

由质子和中子组成的。故选AC。

（6分）

20.BC【解析】根据对称性，AO中点与。8中点的电场强度应等大反向，不相同，故A选

（1）不需要（1分）不需要（1分）（2）0.130（1分）（3）W与3成正比（或

项错误。

W二叱或Woey2）（1分）小车质量不再满足远大于所挂钩码的质量和（或不再满足

M»nm）（2分）

【解析】（1）实验中钩码提供小车运动的动力，所以平衡摩擦力时小车不需要连接钩码。

当小车质量远大于所挂钩码的质量和时，绳的拉力近似等于所挂钩码的总重力，实验中

改变钩码数量，做功分别为Wo、2Wo、3Wo、4Wo、5Wo、…，小车从尸点运动到Q点的

过程中叱2%=；”片、3叱…，所以不需要测量小钩码的质

量。（2）游标卡尺读数：1mn】+0.05mmx6=1.30mm=1.130cm。（3）过原点的直线说

口1Q仄[q]Q仄]2

如图1所示，在C点：Ec=k/_72k函甲方^=0n,B选项正确。明卬与v成正比，实验中真实的表达式应为W=〃％=g（M+切〃）V，当钩码数量不

分析可知。至。电场强度方向竖直向上（如图）至。电场强度方向竖直向下，根断增加时不再满足所以图像斜率变大，向上弯曲。

2,C2

据沿电场线方向电势降低，可知从。点到C点的电势一直降低，从C点到。点的电势（9分）

一直升高，所以C选项正确。将一个质子（重力不计）从。点上方靠近。点处由静止（1）E2（1分）5（1分）心2（1分）（2）49.0〜51.0Q（均得1分）149.0-151.0

释放，质子将向上先做加速运动后做减速运动，D选项错误。故选B&Q（均得2分）（3）949.0-988.0（均得1分）239.00245.0（均得2分）

厂A（T）Dfi【解析】（1）直流电源选反，利于滑动变阻器大范围调节，利于表盘大范围使用，多

21.AD【解析】金属线框进入左磁场过程中，有q=%=3]=,7*=n叱,故A正确,

RRR数据测量，减小误差。为此电压表应选Vi与电源对应。分压电路，滑动变阻器选Rm

同理可得金属线框进入右侧磁场过程中通过金属线框的电荷量为调节范围宽，测量误差小。

q=Tt=It=n—=n^^，故B错误。金属线框通过左磁场区域过程中产生的焦（2）图线I是加热电阻R的伏安线，则4二"。50.0。；图线II是保温状态下电

RRR

耳热与金属线框从开始运动至刚要进入右磁场区域过程中产生的焦耳热相同，由能量守

阻R+&的伏安线，由4+叫=生土200.00,则有/?2。150.0。0

恒可知Q+3〃77gL=耳"7%~-5相%得Q=/机说一不〃”「一3/zwgL,故C错误。若

物理试卷第11页（共8页）物理试卷第12页（共8页）

25.（20分）

（3）电饭锅接入220V电源，按下电键处于加热状态，有6==-R968.0W；电键弹

（1）电子从b点水平向右离开圆形边界（6分）（2）L=3R（8分）

u2（26兀+15）R八、

起处于保温状态，有6=--«242.0W.（3）t-------------（6分）

6%

24.（12分）

【解析】（1）电子在磁场中运动时：ei，8=m匕得「=吗=9尺（2分）

（1）〃=0.5（6分）（2）x=1.8L（6分）reB2

【解析】（1）设游客到达8处时的速度大小为环，滑雪圈和滑道间的动摩擦因数为4,电子入射时与而连线的夹角为30。，则第一次偏转时轨迹对应的圆心角为60。，且正好

游客和滑雪圈整体质量为相，根据牛顿第二定律有：从"连线的中点离开I区域，电子由I区域进入n区域时，电子的速度与帅连线的夹

mgsin。-gcose=〃?〃i（2分）角也为30°,电子运动的轨迹如图所示：

游客和滑雪圈在A8滑道上做匀加速运动，则

2

vj=2a1L（2分）

其中V,=y[gL

解得：〃=0.5（2分）

（2）【解法一】C、。两处之间的距离设为x,游客和滑雪圈从8处运动到。处的过程

中，根据动能定理有：

由几何关系可知，电子正好从。点水平向右离开圆形边界。（2分）

mg2Lsina-jLinigcosa•2£-jLimgx=0-^机片（4分）

（2）电子在电场中做类平抛运动

eE=ma（1分）

解得：x=1.8L（2分）

尺（1+41160。）=Jaf；（2分）

【解法二】设游客到达。处时的速度大小为V2,游客和滑雪圈在8。段滑道上做匀加速

运动，则2R

解得，3=一（1分）

mgs\na-/.imgcosa=ma->（2分）%

由运动学公式有：vl-v；=2a2-2L（1分）电子在电场中做类平抛运动的水平位移内=用由（1分）

在CD段，游客和滑雪圈做匀减速运动，a3=〃g（l分）得司=2R（1分）

设C、。两处之间的距离为x,则

即电子打到地面时与圆心O间的水平距离L=*+R=3R（2分）

由运动学公式有：0-日=-2%x（1分）

（3）电子在磁场中运动时7=匈（1分）

解得x=1.8L（1分）

电子在磁场I中运动的时间4=工，得4=虫”（1分）

解得：Pi=P\~—

66%vo

电子从b点离开至刚要进入电场区域的过程：/?-/?COS600=V0Z2（1分）球内绝对温度为小时，球内空气和球内逸出空气的体积匕=£及（1分）

pi

R

得，2=丁（1分）

2%T.T、

根据盖一吕萨克定律有：才=/（1分）

%丫2

2R

由（2）中知电子在电场中运动的时间4=——