2021届湖南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届湖南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★

（含答案）

一、单选题（每题4分，共24分）

1.皆U具有放射性，会发生a衰变；俘获中子会发生裂变产生中等质量的原子核,

同时放出大量的核能，下列说法正确的是（）

A.庄u发生a衰变时需要吸收热量

B.咨u能发生a衰变说明声U中有a粒子

C.咨u的比结合能比裂变产生的中等质量原子核比结合能小

D.庄u裂变产生的能量即为丁u的结合能

2.2021年1月12日，滑雪战队在崇礼国家越野滑雪中心进行越野滑雪训练。如图所示,

整个滑雪轨道在同一竖直平面内，弯曲滑道OA与倾斜长直滑道

平滑衔接，某运动员从高为〃的0点由静止滑下,到达彳点水平飞

出后落到长直滑道上的8点，不计滑动过程的摩擦和空气阻力，

设长直滑道足够长，若弯曲滑道OA的高，加倍,则（）

A.运动员在4点水平飞出的速度加倍

B.运动员在4点飞出后在空中运动的时间加倍

C.运动员落到长直滑道上的速度大小不变

D.运动员落到长直滑道上的速度方向不变

3.如图所示，48分别为电源E和电阻/?的〃一/图线，虚线C是过图线48交点的曲

线8的切线。现将电源石与电阻/?及开关、导线组成闭合电路，由图象可知（）

A./?的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1

B.此时电阻的热功率为4W

C.电源的效率为50%

D.电源的电动势为3V,内阻为1Q

4.边长为a的闭合金属正三角形轻质框架，右边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂

直于框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉进磁场，如图所示，则下图四个选

项的图像规律与这一过程相符合的是（）

5.2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，

成功从地球飞向了火星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过

地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨

调整后，进入着陆准备轨道，已知“天问一号”火星探

测器在轨道半径为一的环火星圆轨道上运动时，周期为

工，在半长轴为a的着陆准备轨道上运动时,周期为岂,

则下列判断正确的是（）

22

A.“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足M1

37r

B.火星的平均密度一定大于访

C.“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备椭圆轨道上运动经过交汇点/时，前者加速度

较小

D.“天问一号”在环火星圆轨道上的机械能小于其在着陆准备轨道上的机械能

6.四辆小车从同一地点向同一方向运动的情况分别如下图所示，下列说法正确的是（）

A.甲车做直线运动，乙车做曲线运动

B.这四辆车均从静止开始运动

C.在0〜L时间内，丙、丁两车在时刻相距

最远

D.在0〜4时间内，丙、丁两车间的距离先增大后减小

二、多选题（每题5分，共20分，选对但不全得3分，选错得。分）

7.如图所示，在匀强电场中，有边长为2班cm的正六边形4861宏尸，其六个顶点均位于同

一个圆上，正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行，0点为该正

六边形的中心，4B、尸三点电势分别为%=6V、%=9V、

（PF=3V,下列说法正确的是（）

A.将电子由8点移到4点，电子的电势能增加了3eV

B.电子在4C两点电势能比较，在力点电势能小于在C点电

势能

C.匀强电场的电场强度大小为100V/m,方向由8指向尸

D.在正六边形4861如•尸外接圆的圆周上，电势最低点的电势为（5-26）V

8.如图所示，细绳一端与质量为勿的小物块A相连，另一端悬

挂在以小物A为圆心、半径为绳长的一段圆弧形轨道上的。点（0点位于小物块A的正上方）。

置于水平桌面上的小物块B用两端含光滑铳链的无弹性轻杆与小物块A连接，细绳与轻杆长度

相同。保持小物块A不动，将细绳上端从0点沿圆弧形轨道慢地移到小物块B的正上方，此时

细绳与竖直方向成60°角。已知小物块B的质量为2加，且始终静止在桌面上。细绳、杆、圆

弧形轨道均在同一竖直平面内，小物块A、B均可视为质点。重力加速度为g。则（）

A.细绳竖直时，小物块B受到水平向右的静摩擦力

B.细绳由初始位置移动到与竖直方向成60°角的过程中绳上的拉力先减小后增大

C.当细绳与竖直方向成60°角时，杆对小物块A作用力的大小为磔

D.当细绳与竖直方向成60°角时，桌面对小物块B的作用力的大小为2.56g

9.如图所示，两根间距为L的光滑平行金属导轨，00'左侧向上弯曲，右侧水平，水平

导轨处在磁感应强度为B的竖直向上的匀强磁场中。

两根金属棒MN、PQ始终垂直导轨，与导轨接触良好,

MN、PQ棒的长度均为L、质量均为机、阻值均为

R。金属棒从竖直高度〃处由静止释放沿导轨下

滑。导轨电阻不计，整个过程中金属棒和PQ未相

碰，则（）

A.释放后金属棒MN最终停在水平轨道上

B.金属棒MN刚进入磁场时，金属棒PQ两端电压大小四恒

2

c.整个过程中流过金属棒PQ的电荷量为城证

BL

D.整个过程中金属棒MN产生的焦耳热为

4

10.如图所示，两小滑块P、。的质量分别为2m、m,P、。用长为L的轻杆通过钱链连接,

P套在固定的竖直光滑杆上，。放在光滑水平地面上,

弹簧水平放置，右端与。相连，左端固定在竖直杆。点上，轻杆与竖直方向夹角a=30°,P由

静止释放，下降到最低点时。变为6()。，整个运动过程中，P、。始终在同一竖直平面内，弹

簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中()

A.P、。组成的系统机械能守恒

B.下降过程中P的速度始终比。的速度大

C.弹簧弹性势能最大值为(G-l)〃2gL

D.P达到最大动能时，。受到地面的支持力大小为3/咫

三.非选择题，共56分，1174题为必考题，1576为选考题

(-)必考题。共43分。

11.很多人都认为“力越小速度就越小”，为了检验这个观点是否正确，某兴趣小组的同

学设计了这样的实验方案：在水平桌面上放一木块，木块后端与穿过打点计时器的纸带相连,

前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接，细线上不等间距地挂了五个钩码，其中第四个钩码

与第五个钩码之间的距离最大。起初木块停在靠近打点计时器的位置，第五个钩码到地面的距

离小于木块到定滑轮的距离，如图甲所示。接通打点计时器，木块在钩码的牵引下，由静止开

始运动，所有钩码落地后，木块会继续运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。

图乙是实验得到的第一个钩码落地后的一段纸带，纸带运动方向如箭头所示。(当地重力加速

度大小g取9.8m/s2)

笫乎个牌科

索,一个钝啊

2-

图

甲

图乙

（1）根据纸带上提供的数据，可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的段（用

D、,△,…，几字母区间表示）；第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做运动。

（2）根据纸带上提供的数据，还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为

m/s2；木块与桌面间的动摩擦因数为〃=o（计算结果保留两位有效数字）

（3）根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是—的。（填“正确”

或“错误”）

12.某同学欲测量一阻值大约为10O,粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡

尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择：

A.电源F（电动势为6.0V）

B.电压表V（量程为0~6V,内阻约为8kQ）

C.电流表4（量程为0~0.6A,内阻约为0.2Q）

D.电流表A?（量程3A,内阻约0.05O）

E.滑动变阻器后（最大阻值5Q,额定电流2A）

（1）用游标卡尺测得该材料的长度/•如图甲所示，读数七mm；用螺旋测微器测得该

材料的直径。如图乙所示，读数会.mm；

图丙

（2）测量导电材料的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，实验中所用电流表应

选用（填所选仪器前的字母符号），选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图

补充完成，把器材符号标在电路图上；

（3）设测得导电材料的电阻为/?,导电材料的长度为3导电材料的直径为伉求得导电

材料的电阻率为（用/?、£、，三个物理量表述）。

13.如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小E=20道N/C,同时存

在着垂直纸面向里的匀强磁场，其方向与电场方----------------------向垂直，磁感应

SXXXXXX

强度大小B=4T。有一带正电的小球，质量-----------------------

XPXXXXXE

XXXXXX

/n=4xl0-6kg,电荷量q=2xl（）-6c,正在图示的竖直面内向某方向做匀速直线运动，取

g=10m/s2,回答下列问题：

（1）求出小球做匀速直线运动的速度的大小和方向；

（2）当小球经过P点时，撤去原匀强电场而改加另一个电场（不计电场变化的影响）使

得小球做匀速圆周运动，求此新电场的场强大小和方向及小球经多长时间第一次到达与P点相

同的高度；

（3）当小球经过尸点时，撤去原匀强磁场（不计磁场变化的影响），求小球运动到与尸点

等高处时的水平位移。

14.有一倾角为。二30。的斜面，其底端固定一挡板M,另有两个木块和B,它们的质量分

别为他=4kg、催=6kg,它们与斜面间的动摩擦因数相同。其中

木块A连接一轻弹簧放于斜面上,并通过轻弹簧与挡板M相连,

如图所示。开始时，木块A静止在P处，弹簧处于自然伸长状

态。木块B在〃点以初速度，%=10m/s向下运动，P、。间的距

离为G15m。已知木块B在下滑过程中与木块A相碰后立刻一起

向下运动，两木块碰撞时间极短，它们到达一个最低点后又向上运动，木块A、B一起向上运

动恰好能回到。点。已知两个木块A和B与斜面之间的动摩擦因素〃=当，取重力加速度

2

^=10m/so求：

（1）木块B与A碰前的速度以及与A碰后的共同速度各多大；

（2）整个过程弹簧的最大弹性势能；

（3）若把B木块换成另一个质量未知的C木块，让木块C以不同的初速度下滑后与木块A

发生完全非弹性碰撞，要使因碰撞系统损失的机械能刚好是碰前木块C的动能的〃倍（K1）,

那么木块C的质量取多大。

（二）选考题，共13分，任选一题作答，多做按第一题算分

15（1）.（多选）2020年初，新冠病毒来袭。我国广大医务工作

者表现出无私无畏的献身精神，给国人留下了深刻的印象。如图是医务

人员为患者输液的示意图，在输液的过程中，下列说法正确的是()

A.B瓶中的药液先用完

B.随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大

C.随着液面下降，B瓶上方的气体体积增加，压强减小

D.只要B瓶中还有液体，滴壶D中的气体压强不变

15(2).如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积夕50cmz的轻质

活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳-一端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲

度系数A=1400N/m的竖直轻弹簧A,A下端系有一质量灯14kg的物块B。开始时，缸内气体的

温度Q27°C,活塞到缸底的距离4=120cm,弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为

p=1.0X105Pa,取重力加速度交10m/s:不计一切摩擦。现使缸内气

体缓慢冷却，求：

(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度

(2)气体的温度降到-93°C时离桌面的高度HA

16(1).(多选)一列简谐横波沿x轴传播，P、。是平衡位置分别位于x=5m和x=15m的

A.波沿x轴负向传播

B.波的传播速度大小为2.5m/s

TT

C.质点P的振动方程为y=-2sin：r(m)

D.质点。的振动与质点。的振动总是相反

E.质点。在任意2s内运动的路程为2m

16(2).如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方0.9m的高度

处，水面与P点登高，浮标Q离P点1.2m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8m处的水下，垂钓者

4

发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率“求：

①鱼饵灯离水面的深度；

②若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射

出.

2021年2021届湖南省普通高中高三高考压轴考试卷

理科综合物理参考答案

1.【试题答案】C

【试题解析】丁u发生a衰变时会放出热量，A错误；

发生a衰变是原子核中两个中子和两个质子组成的一个粒子释放出来即为a粒子，原

子核中并没有夕粒子，B错误；

记U裂变时释放核能，有质量亏损，产生的中等质量原子核的核子平均质量减小，核子的

比结合能增大，C正确；

核子结合成原子核或原子核分解成核子吸收的能量为结合能，因此针U裂变产生的能量并

不是的结合能,D错误。

2.【试题答案】D

【试题解析】根据可得运动员水平飞出的速度y=病万，若，加倍，则水平

飞出的速度〃变为播倍，A错误；

运动员从A点飞出后做平抛运动〃/即；解得才=网吧?，若〃加倍，则在

idn(7=-----------=—£

vt2v5

空中运动的时间t变为虚倍，B错误；

运动员落到斜面上的速度方向与水平方向夹角a的正切值是位移方向与水平方向夹角。正

切值的2倍，若〃加倍，则运动员落到斜面上的速度方向不变，大小为a不变，

cosa

若〃加倍，则运动员落到斜面上的速度大小变为近倍，c错误，D正确。

3.【试题答案】D

【试题解析】根据电阻可知其大小等于〃-/图线上的点与原点0连线的斜率，可

知/?随电压的升高而增大，此时电阻值A=卜*0.5。故A错误；

电源的〃-/图象纵截距表示电源的电动势，由图读出电源的电动势e3V,内阻

r=|当I=1。两图线的交点表示该电源直接与电阻/?相连组成闭合电路时工作状态，由图读

出：路端电压31V,电流/=2A,电源的输出功率为为=U/=2W；则电源的总功率为

2=E/=3x2W=6W；此时电源内部消耗的电功率为4=Lr=4W；电源的效率为

Z7=^xlOO%=|xlOO%=33.3%；故BC错误，D正确。

4.【试题答案】B

【试题解析】如图所示，当框架进入磁场x距离后，线框切割磁感线的有效长度为4根

据几何知识可得L=a-2xtan30。；则感应电动势为E==B伏a-2xtan30。）可知，印道着x

的增大而均匀减小，A错误；

E

感应电流为/="；可知，/随着x的增大而均匀减小，B正确；

框架受到的安培力为%=3〃=妇”卷四也（04尤A#“）；可知，尸与x是非线性

关系，C错误；

外力尸的功率为P=P="m-2xtan3（）。）,/；可知^一工是开口向上的抛物线（左支），该

R

图错误，D错误。

5.【试题答案】B

「o'

【试题解析】由开普勒第三定律不=并；故A错误;

假设“天问一号”在火星表面附近做圆周运动时，周期为北，则火星的平均密度可表示为

37/-33万

由T=2乃J」一可知人＜1;故。〉万7故B正确；

NGMGT\

飞船在环火星圆轨道经过4点和着陆准备椭圆轨道经过4点时受到的万有引力大小相等,

根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故C错误；

“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小,

故D错误。

6.【试题答案】C

【试题解析】X—力图象中，位移方向用正负表示，图中甲、乙两个物体的位移一直为正，

且不断增加，故甲与乙都是单向的直线运动，故A错误；

*一大图象的斜率表示速度，故乙车做减速直线运动，甲车做匀速直线运动，则甲车和乙车

都不是从静止开始运动，故B错误；

由图象与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在心时刻面积差最大，所以相距最

远，故C正确；

在0〜右时间内，丁的速度大于丙的速度，两车间的距离一直增大，故D错误。

7.【试题答案】AC

【试题解析】由于%=(-e)(9V-6V)=-3eV；说明将电子由B点移到A点电势能增加了

3eV,A正确；

由于综A=q<pA=-6eV；由/+%=(pF+(pB得%=6V；又

%+%=%+0c得%=9V；々c=4%=—9eV；故

错误；

由电场强度与电势差间的关系得

U3V

E——=—7=--------------------=100V/m：场强方向

d2V3xl0-2xsin60om丫』，物吗”

8到尸，所以C正确；

由上图可知，在正六边形4坟刀曰7外接圆周上，由电势沿电场线方向降低可知，电势最低

U.,MFAFxcos30°(厂\

点是也点F产=方芯=-7F—得知=6-26V；所以D错误.

U()NUNAr''

8.【试题答案】BC

【试题解析】细绳竖直时，对A分析可知，杆中无弹力，则B物体不受摩擦力作用，故A

错误;

杆对A的作用力方向不变，A物体重力大小方向均不变，根据合成可知，当绳拉力与杆垂

直时，拉力最小为E=Gsin60°,故绳上的拉力先减小后增大，故B正确；

当细绳与竖直方向成60°角时，细绳上端从0点沿圆弧形轨道慢地移到小物块B的正上方,

此时，三个力合成组成等边三角形，杆对小物块A作用力的大小为心=侬；故C正确；

当细绳与竖直方向成60°角时，桌面对小物块B的作用力是B的重力和杆对B的作用力的

合力，根据余弦定理可知Z7=y](2mg)2+(mg)2-2x2mgxmgcos120°=>/3mg;故D错误；

9.【试题答案】BD

【试题解析】释放后金属棒"N最终与尸。金属棒在水平轨道上，一起做匀速直线运动，A

错误；

金属棒刚进入磁场时，根据机械能守恒定律有机=J机，；根据法科第电磁感应定律

AE=BLV；解得感应电动势为E=BL阿；金属棒尸。两端电压大小为u=gE=8Lp；

B正确；

金属棒MN、PQ组成的系统动量守恒，有〃w=2〃n；;整个过程中对金属棒PQ分析，由动

量定理有87h=如/；流过金属棒PQ的电荷量为q=7r；联立解得4=如画；C错误；

2BL

整个过程中金属棒MN产生的焦耳热为。=；m丫2-；机力=；/^色D正确。

10.【试题答案】CD

【试题解析】

对于户、〃组成的系统，由于弹簧对〃要做功，所以系统的机械能不守恒。但对P、。、弹

簧组成的系统，只有重力或弹簧弹力做功，系统的机械能守恒，故A错误；

根据只。沿轻杆方向的分速度相等得vpcosa=vQsina;可得产的速度不会始终比。的

速度大，故B错误；

根据系统机械能守恒可得耳=2"gL(cos30。-cos60。)；故弹性势能的最大值为

Ep=4-l)mgL；故C正确；

。下降过程中动能达到最大时，。的加速度恰好为a此时对外整体，竖直方向受力平衡,

故〃受到地面的支持力大小N=2mg+mg=3mg；故D正确。

11.【试题答案】匀速直线5.00.51错误

【详解】(1)[1][2].第五个钩码落地后木块将做减速运动，点迹间距逐渐减小，则可以

判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的A。~；由此也可判断第四个钩码落地后至第五

个钩码落地前的一段时间内，纸带上点迹均匀，木块在做匀速直线运动。

(2)[3][4].由纸带可看出，第五个钩码落地后Ax=0.2cm根据Ac=4〃可得木块运动的

加速度大小为a=与=02>1°：=5.0m/s2；由。=3=〃g可得〃=0.51

T20.022m

(3)[5].根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是错误的。

N

12.【试题答案】60.200.732（0.73/0.734均可）C见解析/?—7r

4£

【试题解析】(1)[1]游标卡尺的固定刻度读数为60mm+4x().05mm=6().2()mm

⑵根据螺旋测微器读数规则可得d=0.5mm+0.232mm=0.732mm

(2)[3][4]待测电阻的最大电流/…===0.6A

因此选择电流表选A“滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻,

属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示,一©~,

(3)[5]根据电阻定律R=0]了解得0=丐四

13.【试题答案】(1)10m/s,方向与水平方向成60。斜向右上

方；⑵E'=20N/C,方向竖直向上；-^rs；(3)2073m

【试题解析】(1)对小球进行受力分析，如图1所示，则

tan。噬；即sin。i得10向s；方向与水平方向成60。斜向右上方

4

(2)换新电场后=得E'=20N/C；方向竖直向上；由图2知$=

得5"=丝-；得f='!•»§

r3

(3)撤去磁场后，竖直方向匀减速至0后，再匀加

2vsin6001,

-------；Eq=ma；x=vsin3Q°t'+-at'~；得

g2t

4

14.【试题答案】(1)5m/s,v=3m/s；(2)4=37.5］；(3)=--4kg

ABk

【试题解析】(1)碰撞前，B做匀加速直线运动mgsin8-〃/wgcose=/"a；云-1=2北；

%=5m/s；A、B碰撞，动量守恒恤%=(〃入+〃%)为；得k=3m/s

(2)碰撞后，设A、B运动的最大位移为x,返回至。点的过程中，由动能定理得

-2/Z(WA+)gxcosO=0-^(mA+mB)；碰撞后，A、B向下运动至最低点过程中

WA+WB)gxsin。—〃(%+为项出。—畋=0—；(%+人)北；得稣=%=37.5J

7

⑶若A、C发生完全非弹性碰撞zwcvc=(mA+/^)vAC；g用试-1(mA+乙)嚷=；初展；

4

得加c=：_4kg

K

15(1).【试题答案】BD

【试题解析】在药液从B瓶中流下时，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知

气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶，补充B瓶流失的药液，即B瓶药液液面保

持不变，直到A瓶中药液全部流入B瓶，即A瓶药液先用完，故A错误；

A瓶瓶口处压强和大气压强相等，但A瓶中液面下降，由液体产生的压强减小，因此A瓶

中气体产生的压强逐渐增大，故