海南省2021年高考物理压轴卷含解析

海南省2021年高考物理压轴卷（含解析）

考试时间：90分钟满分：100分

★祝考生在本次考试和高考中取得最满意的成绩!

第I卷（选择题，44分）

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1./U俘获一个慢中子后发生裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：

2；；U+（：nf[Sr+唱Xe+3；n（x,y待求），则核反应方程中Sr的中子数为（）

2.如图所示，空间中存在着由一固定的负点电荷Q（图中未画出）产生的电场.另一正点电荷q

仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为V。，方向沿MP方向，到达N点时速

度大小为V,且V〈Vo,则（）

A.Q一定在虚线MP下方z

B.M点的电势比N点的电势高/

C.q在M点的电势能比在N点的电势能小/

D.q在M点的加速度比在N点的加速度小-----------

3.2015年9月30日，乒乓球亚锦赛中中国男团以比分3：0击败日本男团，实现了亚锦赛男

团项目的九连冠。如图，假设运动员在训练中手持乒乓球拍托球沿水平面做匀加速跑动，球

拍与球保持相对静止且球拍平面和水平面之间夹角为设球拍和球质量分别为M、m,不计

球拍和球之间摩擦，重力加速度为g,不计空气阻力，贝4（）

A.运动员的加速度大小为gsin。B.球拍对球的作用力大小为mgcos

C.运动员对球拍的作用力大小为火上速D.运动员对地面的作用力方向竖直向下

cos。

4.2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，长征五号遥五运载火箭成功发射了

探月工程嫦娥五号探测器，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。假设“嫦娥五号”在月

球着陆前，先在距离月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，测得t时间内转过

的圆心角为。，已知月球半径为R,引力常量为G,则下列说法中正确的是（）

0R

A.“嫦娥五号”的线速度大小为半B.“嫦娥五号”的运行周期为早

„日泮必在且口。2（/?+〃）3n-R3

C.月球的质量是一-~一-D.月球的质量是答

Gt2Gt2

5.质量为2kg的质点在xy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如

图所示，下列说法正确的是（）

A.质点的初速度为3m/sB.质点所受的合外力为3N

C.质点初速度的方向与合外力方向垂直D.2s末质点速度大小为6m/s

6.如图所示，理想变压器原线圈接电压为220V的正弦交流电，开关S接1时，原、副线圈

的匝数比为11：1,滑动变阻器接入电路的阻值为10Q,电压表和电流表均为理想交流电表.

下列说法中正确的有（）

A.变压器输入功率与输出功率之比为11：1B.1min内滑动变阻器上产生的热量为40J

C.仅将S从1拨到2,电流表示数减小D.仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表

示数均减小

7.如图所示，质量均为m的木块A和B,用一个劲度系数为k的竖直轻质弹簧连接，最初系统

静止，重力加速度为g,现在用力F向上缓慢拉A直到B刚好要离开地面，则这一过程中弹性

势能的变化量AE,和力F做的功W分别为（）

212229

m-g-nrg〃/g22Mg2

kk'k'kD・。4

8.一束由两种频率不同的单色光组成的复色光从空气射入玻璃三棱镜后，出射光分成a、

b两束，如图所示，则a、b两束光（）

A.垂直穿过同一块平板玻璃，a光所用的时间比b光短

B.从同种介质射入真空发生全反射时，a光临界角比b光的小

C.分别通过同一双缝干涉装置，b光形成的相邻亮条纹间距小

D.若照射同一金属都能发生光电效应，b光照射时逸出的光电子最大初动能大

二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。

全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.如图所示，一木块以速度vi沿着光滑水平面向右匀速运动，某时刻在其后方有一颗子弹以

初速度V。射入木块，最终子弹没有射穿木块，下列说法中正确的是()

A.子弹克服阻力做的功等于木块的末动能与摩擦产热之和

B.木块对子弹做功的绝对值等于子弹对木块做的功

C.木块对子弹的冲量大小等于子弹对木块的冲量大小

D.系统损失的机械能等于子弹损失的动能减去子弹对木块所做的功

10.如图所示，一个带正电粒子，从静止开始经加速电压山加速后，水平进两平行金属板间的

偏转电场中，偏转电压为射出偏转电场时以与水平夹角为9的速度进入金属板右侧紧邻

的有界匀强磁场，虚线为磁场的左边界，场范围足够大，粒子经磁场偏转后又从磁场左边界

射出，粒子进入磁场和射出磁场的位置之间的距离为7,下列说法正确的是()

A.只增大电压U”0变大52XXX

B.只增大电压U”。变大0：XX5XX

C.只增大电压距离1变大UII,XX

D.只增大电压员,距离/变大

11.2020年厦门出现过强对流冰雹天气。设一质量为4g的球形冰雹从高空云层里由静止开始

下落，下落过程中所受空气阻力与速度的关系为/=公2h=lxl(T*N.m-2.s2),冰雹下落

过程质量保持不变，落地前已达最大速度，与地面碰撞时间为0.01s,碰撞后速度为零，

g=10m/s\贝！1()

A.冰雹落地瞬间的速度大小为2()m/s

B.冰雹落地瞬间的速度大小为4(X)m/s

C.碰撞过程中冰雹对地面的平均作用力大小约为8N

D.碰撞过程中冰雹对地面的平均作用力大小约为16N

12.如图所示，均匀介质中有参数完全相同的两个的波源8与%，相距8m,同时同方向起振，

在介质中产生简谐横波。振动传至两波源连线中垂线上的A点用时t=2s,已知A点距两波源

TT

连线中点0的距离为3m,从质点A起振开始计时，A点的振动方程为y=10sin—t(m)。下列

2

说法正确的是(填正确答案标号。选对一个得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)

Ao

A.振动在介质中传播的速度大小为为2.5m/s

B.振动在介质中传播的波长为10m

C.D.两波源之间的连线上有2个振动加强点

D.两波源之间的连线上距中点0距离为2.5m处的质点振幅为0

13..在如图甲所示的电路中，电源的U—1图象如图乙中的图线a所示，定值电阻R。的U—I

图象如图乙中的图线b所示,滑动变阻器R的总电阻为1Q,下列说法正确的是

Er

甲

A.定值电阻R。的阻值为4QB.电源的内阻为0.5Q

C.当R*=0时电源输出的功率最大D.在R*=0.25Q时电源输出的功率最大

第II卷(非选择题，56分)

三、实验题：本题共3小题，共20分。

14.某研究小组设计了测定动摩擦因数的实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意

位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切)，B是可视为质点的滑块。

第一次实验，如图甲所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静

止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽右端M距离地面的高度H、M与P间的水平距

离XI；

第二次实验，如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最

高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P'点，测出M距离P'间的水平距离也。

(1)本实验必须的测量仪器是;

(2)为测出动摩擦因数，第二次实验还需测得物理量是；(写出需要的物理量并用相应

的符号表示)

(3)滑块与桌面间的动摩擦因数□=。(用物理量符号表示)

15.某实验小组计划测量电源的电动势和内阻。

(1)用如图所示的实验电路测量毫安表的内阻，实验器材如下:

待测毫安表A,(量程为10mA,内阻约为500)；

电源(电动势约为L5V,内阻不计);

电阻箱R,(0-999.9Q)；

滑动变阻器Ro(O-lOQ)；

单刀单掷开关和单刀双掷开关各一个及导线若干。

①电表X需要选择下列仪表中的。

A.电流表(0〜0.6A)B.电压表(0〜3V)C.电压表(0〜IV,内阻力为100Q)

②实验步骤如下：闭合开关尺之前，应该将滑动变阻器的滑片滑到端(填"a”或

“b”)，闭合开关K”将单刀双掷开关接1,调节滑动变阻器的滑片，使电表X有适当的示数

X。；将单刀双掷开关接2,保持滑动变阻器的滑片不动，调节电阻箱的阻值，使电表X的示数

仍为x。。若此时电阻箱的阻值为R”则毫安表的内阻为o

（2）将毫安表与一电阻箱串联改装成电压表V（量程为0〜3V,内阻为R、）取一电阻箱R并用图

所示的电路测量电源的电动势和内阻。实验步骤如下：

①调节电阻箱R,使电压表有适当的示数；

②记录电阻箱R的阻值和电压表的示数U；

③重复步骤①、②，多测几组数据；

④用土象法处理数据，以,为横轴，以」•为纵轴得到的图像为一条直线，若最后测得此直线

RU

的斜率为左,纵截距为力，则可以求出电源的电动势E=,电源的内阻

r=（用题目中给出的物理量符号表示）。若考虑电压表的分流，则电源内阻的测量

值比真实值（填“偏大”“偏小”或“相等”）。

16.某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白

纸。

①下列哪些措施能够提高实验准确程度«

A.选用两光学表面间距大的玻璃砖

B.选用两光学表面平行的玻璃砖

C.选用粗的大头针完成实验

1）.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些

②该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如下图

所示，其中实验操作正确的是。

③该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点0为圆心作圆，

与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线NN'的垂线，垂足分别为C、D

点，如图所示，则玻璃的折射率『o(用图中线段的字母表示)

(3)现测定长金属丝的电阻率。

四、计算题：本题共3小题，共36分。

17.气压式升降椅内的气缸填充了氮气，气缸上下运动支配椅子升降。如图乙所示为其简易结

构示意图，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为〃?=5kg。横截面积为S=10cn?的柱状

气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量氮气(视为理想气体)，

稳定后测得封闭气体柱长度为L=21cm。设气缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。已知

大气压强为P°=lxl()5pa,环境温度不变，重力加速度为g=10m/s2。求：

(1)初始状态封闭气体的压强；

(2)若把质量为M=30kg的重物放在椅面上，稳定后椅面下降的高度。

图甲图乙

18.如图所示，两根光滑的平行金属导轨与水平面的夹角0=30°,导轨间距L=0.5m,导轨下

端接定值电阻R=2Q,导轨电阻忽略不计。在导轨上距底端d=2m处垂直导轨放置一根导体棒

MN,其质量m=0.2kg,电阻r=0.5Q,导体棒始终与导轨接触良好。某时刻起在空间加一垂直

导轨平面向上的变化磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系为B=0.5t(T),导体棒在沿导轨

向上的拉力F作用下处于静止状态，g取10m//。求：

⑴流过电阻R的电流I：

(2)t=2s时导体棒所受拉力F的大小：

(3)从t=4s时磁场保持不变，同时撤去拉力F,导体棒沿导轨下滑至底端时速度恰好达到最大,

此过程回路产生的热量Q。

19.如图所示，水平传送带两轮间的距离L=30m,传送带以恒定的速率%=4m/s顺时针匀速转

动，两质量分别为mi=4kg、ma=2kg的小滑块P、Q用一根轻绳(未画出)连接，中间夹着一根被

压缩的轻质弹簧(弹簧与物体不拴接)，此时弹簧的弹性势能E.=54J,现把P、Q从传送带的最

左端由静止开始释放，tF2s时轻绳突然断裂，瞬间弹簧恢复至原长(不考虑弹簧的长度的影

响)。已知两滑块与传送带之间的动摩擦因数均为u=0.1,重力加速度g=10m/s2,求：

(D轻绳突然断裂时两滑块的位移？

(2)P、Q分离的瞬间速度分别是多少？

(3)两滑块离开传送带的时间差？

2021福建省高考压轴卷

物理

参考答案

1.【答案】B

［解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可得

235+1=^+139+1

92=x+54

解得x=38,y=94

所以Sr的中子数为y-x=56

2.【答案】C

【解析】A、场源电荷带负电，检验电荷带正电，它们之间是吸引力，而曲线运动合力指向曲

线的内侧,故Q应该在轨迹的内侧，故A错；

B、试探电荷从M到N速度减小，说明M点离场源电荷较近,越靠近场源电荷电势越低，所以M

点的电势比N点的电势低，故B错误；

C、只有电场力做功,动能和电势能之和守恒,N点动能小,故在N点电势能大,故C正确；

D、离场源电荷越近，场强越大，加速度越大，所以q在M点的加速度比在N点的加速度大，

故D错误；

3.【答案】C

【详解】A.球和运动员具有相同的加速度，对小球分析如图所示，

则小球所受的合力为mgtanO,根据牛顿第二定律得a=理里世=gtan。，故A错误：

m

B.根据平行四边形定则知，球拍对球的作用力N=,故B错误；

COS。

C.对球拍和球整体分析，整体的合力为(M+m)a,根据平行四边形定则知，运动员对球拍的作

用力为/=(知+加)8,故c正确；

COS0

D.运动员在水平方向加速运动，运动员受到水平方向的摩擦力与竖直方向的支持力，合力不

在竖直方向，根据牛顿第三定律可知，运动员对地面的作用力也不在竖直方向上，故D错误。

4.【答案】C

【解析】A.根据角速度定义式，有3=—

t

根据线速度与角速度的关系，有u=sr=：(/?+〃)，故A错误;

B.根据周期公式，有T=—=三,故B错误；

coe

有常^吟2(R+r)

C.根据万有引力提供向心力,

(7?+r)t

年

解得M=「(H+埒，故C正确:

D.根据上一选项分析，可知D错误。

5.【答案】B

【解析】AD.x方向的初速度为3m/s,y方向做匀速直线运动，其速度为4m/s,质点的初速度

为%=5/32+4?=5m/s,2s末速度为彩=16?+4?=A/豆m/s,A、D错误；

6-3，

B.y方向的加速度为0,x方向的加速度为。=——=1.5m/s2,由牛顿第二定律可得

2

F=ma=3N,B正确；

C.由于只有x方向有加速度，所以合外力与x方向同向，而初速度与x方向不垂直，所以质

点初速度的方向与合外力方向不垂直，C错误。

6.【答案】C

【解析】A.根据理想变压器的特点可知，变压器的输入功率与输出功率之比为1：1,故A错

误；

B.原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为。2=生5=[x220=2OV

n.11

U2202

则1min内产生的热量为。=?/=-^x60=2400J故B错误;

C.若只将S从1拨到2,副线圈的电压减小，副线圈电流减小，原线圈电流即电流表的示数减

小，故c正确；

D.将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，电流表的读数变小，但对原、副线

圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，故D错误。

7.【答案】I)

【详解】A未加力F时，受力平衡，此时弹簧压缩量为xi,根据平衡得

B刚好离开地面时弹簧的伸长量为X2,根据平衡得mg=kx2

A上升过程弹簧压缩量先减小，后弹簧被拉长，两次弹簧形变量相同，所以弹性势能的变化量

△稣=0

这一过程中物块A上升的最大高度为无=%+/=2空

-k

根据能量守恒可知F做的功即为A物体重力势能的增加量，即W=mgx=丝虫一

K

8.【答案】B

【解析】本题考查了光的折射率、全反射、双缝干涉及光电效应等知识点，根据图中光线的

偏转角度可以判断出三棱镜对a光的折射率比b光的大，所以a光的频率大，在玻璃中速度

小，通过玻璃所用的时间长，A错误；a光发生全反射的临界角小于b光发生全反射的临界角，

B正确；发生双缝干涉时相邻条纹间的距离公式Ax=由4,由于b光的波长长，所以b光形

d

成的相邻亮条纹间距大，C错误；由于a光的频率大于b光的频率，根据公式&=hv-W得

出a光照射金属时逸出的光电子的最大初动能大，D错误.

9.【答案】CD

【详解】A.子弹射入木块的过程中，子弹克服阻力做的功等于子弹动能的减少量，根据能量

守恒定律可知，子弹动能的减少量等于木块动能增加量与摩擦产生热量之和，不等于木块的

末动能与摩擦产热之和，故A错误；

B.相对于地面而言，子弹的位移大于木块的位移，子弹和木块相互作用力大小相等，根据功

的公式W=&可知，子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功，故B错误；

C.根据冲量公式/=8可知，子弹和木块相互作用力大小相等，但方向相反，时间相等，故

冲量是大小相等，方向相反，故C正确；

D.系统损失的机械能等于子弹损失的动能和木块动能增加量之差，即等于子弹损失的动能减

去子弹对木块所做的功，故D正确。

10.【答案】BC

【解析】AB.粒子先加速运动后做类平抛运动<7,=:相说

v

刀y.qlJ).L

tan6=」「=ata=t=一

v0md%

解得tane=:33,只增大电压U”0变大，B正确，只增大电压U“0变小，A错误；

2

CD,在磁场中做匀速圆周运动qvB=m—

r

—=rcos^v0=vcosOqUx=-tnv1

22

解得/=地应区，只增大电压u”距离1变大，C正确，只增大电压山，距离1不变，D

qB

错误。

11.答案：AC

【详解】AB.质量为m的冰雹下落过程中，受地球重力G和空气阻力f两个力的作用。刚开始

下落时，G>f,冰雹加速下落。随着冰雹速度的增大，它受到的阻力也在不断增大，而当阻

力增大到与重力相等时，即当G=f时，冰雹开始做匀速向下运动，冰雹的速度不再增大，此

时的速度就是冰雹的最大速度，由

G=f

得了=kv2=mg

冰雹落地瞬间的速度大小为V=虺=J0-004-]0m/s=20m/s

VkV1x10-4

故A正确，B错误；

CD.冰雹与地面碰撞过程，由动量定理得(尸―mg)/=0—加丫

0-mv0-0.004(-20)

解得F=mg+-------=0.004X10N+------------——N=8.04N

t0.01

故C正确，D错误。

12.答案:ABD

【详解】由勾股定理可知，A=5m,t=2s,故v=2.5m/s,A正确；由A点振动方程可得公=苧,

7=2宣=心,波长入=vT=10m,B正确；振动加强点到两波源的距离差应为半波长的偶数倍，减

U)

弱点到两波源的距离差为半波长的奇数倍,故两波源之间连线只有0点为振动加强，，距离0

点左右2.5m的位置，为振动减弱点，故C错误，D正确。

13.答案:BD

【详解】由定值电阻R。的UT图象知其阻值R-「C，A项错误；由电源的U-I

图象知电源的电动势E=3V,内阻r==0.5Q,B项正确；当Rx+R0=-r,即艮=0.25Q

时，电源输出的功率最大，C项错误，D项正确。

14.【答案】刻度尺测出滑槽末端与右端M的距离L4HL

【详解】(1)实验中需要测量滑块的水平距离，故需要的测量仪器是刻度尺；

(2)第二次实验中，需要计算摩擦力做功，故需要测量滑槽末端与右端M的距离L；

(3)第一次实验，根据平抛运动规律，有玉=v[,H=gg产

可得，滑块到达滑槽末端的速度为匕=玉

1,

第二次实验，根据平抛运动规律，有无2=彩人H、gt

可得,滑块到达桌面右端的速度为彩="

对第二次实验，滑块从滑槽末端离开到运动到桌面右端，应用动能定理，有

22

代入数据‘得"』

1k

15.【答案】Ca%,-偏小

bb

【解析】

(1)由于毫安表的量程为10mA,所以电表X不能选择A选项中量程为0~0.6A的电流表，而B

选项中的电压表内阻未知，不能使用，C中的电压表在内阻已知的情况下可以改装为电流表，

IV

它允许通过的最大电流=10mA,所以电表X应该选择C；

12

闭合开关之前应该让并联支路的电压最小，所以滑动变阻器的滑片应该置于a端；

由于实验使用替代法测电阻，所以当开关心接2,电表X的示数仍为X。时，电阻箱的阻值即

为毫安表的内阻，即RK

(2)忽略电压表的分流影响时，由闭合电路欧姆定律有=E

R

1r11

整理得一=—x—I—

UERE

111

以一为横轴，以一为纵轴得到的图像为一条直线，由题意有左=—r,b=-

RUEE

1k

解得E=r=

bb

若考虑电压表的分流作用，则电源内阻的测量值为电源内阻与电压表内阻的并联电阻阻值，

所以电源内阻的测量值比真实值偏小。

4f

16.【答案】⑴.AD(2).0(3).——

BD

【解析】采用插针法测定光的折射率的时候，应选定光学表面间距大一些的玻璃砖，这样光

路图会更加清晰，减小误差，同时两枚大头针的距离尽量大一些，保证光线的直线度，因此

AD正确，光学表面是否平行不影响该实验的准确度，因此B错误，应选用细一点的大头针因

此C错误。根据光的折射定律可知当选用平行的玻璃砖时出射光和入射光应是平行光，又因

发生了折射因此出射光的出射点应相比入射光的延长线向左平移，因此D正确，ABC错误

由折射定律可知折射率〃=丝生王，sinZAOC^—,sinZBO£>=—,联立解得

sinZ-BODRR

17.【答案】(l)1.5xlO5Pa；(2)14cm

【详解】

(1)对气缸与椅面整体受力分析如图，由受力平衡有

本Pis

"(1分)

、，PZ

P]S=p(>S+m