2021江苏省高考压轴卷物理

2021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。每小题区有二个选项符合题意。

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（）陇9/7

A.逐渐增大B.先减小后增大

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

Io。某过程中电流表的示数为2Io,如图乙所示，则在此过程中（

A.物体处于失重状态

B.物体可能处于匀速运动状态工

C.升降机一定向上做匀加速运动任

D.升降机可能向下做匀减速运动

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，旦表示

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'=OB.g'=p"gC.N=mgD.N=;mg

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0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（）

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

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煎

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。〜T方

时间内，直导线中电流向上如图中所示。则在。〜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

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、△&、AU2和△上

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

、U\At/,At/,全航木亦

A.-----L,——=■、——一定都不变

A/A/A/

cAt7.士才frAU，生力卓

B.——!•和―1一定不变，―^一定变大

垃MM

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，则（）

A.A物体在3s末时刻的加速度是初始时刻的4倍F---------------Fa

-~-AB——*

B.t>4s后，B物体做匀加速直线运动I~

//////////////////////////////////////.

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，4B、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。43间的距离为3.61cm,D、E间的距离为5.8女m。

电火花计时器物块细卷泡卷

抵带J..............■/一I

idLAItCDE\

重物）•・・・・）

77777777m77777777>

图I图2

（1）电火花计时器使用的电源为。

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

（2）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10m/s2,根据（2）中的数据可得物块与水

平桌面的动摩擦因数为o（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ri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300C

②电流表G2：量程为0—10mA,内阻约为40。

③定值电阻Ri：阻值为IOC

④定值电阻R2：阻值为200。

⑤滑动变阻器RM阻值范围为0—1000。

⑥滑动变阻器R4：阻值范围为0—20。

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Gz的读数，分别记为h和12；

③多次移动滑动触头，记录各次G,和G2的读数I.和L;

④以L为纵坐标，L为横坐标，作出相应图线，如图乙所示。

⑤根据「一12图线的斜率k及定值电阻Ro,得到待测电流表Gi的内阻表达式为口=。（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G,指针刚好在半偏处，在AB之间接10Q

电阻时，指针在电流满偏值的士3处，则E的电动势为。

4

12.［选修3-5］（12分）

2W23（，2354

（1）杯的一种同位素94PU衰变时释放巨大能量，其衰变方程为94Pu^92U+2He+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

D.由于衰变时释放巨大能量，所以94239PU比92235U的比结合能小

（2）氢原子基态的能量为El=-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-0.96Ei，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vo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----------

-加JAB

~Pr|~P2

力〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃力〃〃〃〃〃/〉〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃/〉〃〃〃〃〃

（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Ep。

【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）o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T”~n\―tetinrr

（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。2hp

B.［选修3-4］（12分）-U，二:二二二二

（1）下列关于光的说法中正确的是（）UU

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，两单摆摆长之比七=。

（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

水

玻璃

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。己知A与B之间的动摩擦因数四=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。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V。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，ZBOA=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H，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)？

2021江苏省高考压轴卷

物理

参考答案及解析

一、单项选择题：

1.【答案】D

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.

【答案】B

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：mgsin0=f+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.

【答案】C

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.

【答案】D

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.

【答案】B

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^=mg

R2

在绕地球做半径为r的匀速圆周运动时，有：G-=mg'

r

R2

解得：g'=Fg

r

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B。

二、多项选择题：

6.

【答案】AC

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=3

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=痣匚；

V2

根据牛顿第二定律，在最低点：F-mg=m—

Lz

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；

11

C、若落到地面，根据机械能守恒定律，有：一mv；+mg-3L=—mv2

2B2

解得：v="gL,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

得：x=V10L,故D错误；

故选：AC。

7.

【答案】BC

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BCo

8.

【答案】AD

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,得竺之=r

M

由U2=E—I(R+r),得"1=R+r

△I

Ui=IR得"&=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.

【答案】ABD

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

.zF\+R16_4t

解得：FN=mB-^~^-FB=^-

mA+mB3

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=.十)。

mA+mB

故选ABDo

三、简答题：

1O.(1)C(2)0.472；0.740(3)0.158

(J—k)

11.(1)④，@(2)®_-Ro(3)①ABD；②7.5V

12.(1)AD(2)0.31eV10

vo3mvd

⑶【答案】(1)74vo(2)32斫L石

【解析】(1)对Pi、P2组成的系统，由动量守恒定律得mv°=2mvi解得打=乎

对Pi、P2、P组成的系统，由动量守恒定律得

3

2mvi+2mvo=4mv2解得V2=^o。

(2)对P］、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

W2mg(2L+2x)=+2mv8+*2mvl-'•4mv3解得x~32pg—

对P1、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

(i-2mg(L+x)+Ep=^-2mv§+^-2mv1—^-4mvl解得场=*"。

13.A.［选修3-3］

⑴C(2)降低C

mg

P厂S

(3)【答案】：(1)「=2PoTo(2)见解析图

【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po—喈。

mgV

nVP°―S2

根据气体定律可得，—»

lo11

mg

Po-s

解得，丁产2PoTo。

P。

pn°~mg

O

(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一詈时,

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标)讹2

⑶［答案］-------g-------

【解析】：根据几何关系画出光路图，如图所示.

光恰好在水

13

和空气的分界面发生全反射时sinC=：=Y，

ni4

在玻璃与水的分界面上，由相对折射关系可得黑=事

olllV11]

2

解得sin0=2

代入数据可计算出光斑的半径

r=d（tanO+tanC）=（¥^+¥^）d

水面形成的光斑的面积

,（73+12标）nd2

$=兀「=35°

四、计算题：

13.【答案】：（1）0.5m（2）1N<F<3N

【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：MMg=MaA

解得：aA=jxg=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：aB=14m/s2

两者速度相同时有：vo-aAt=aBt

解得：t=0.25s

2

A滑行距离：xA=vot—1aAt=1|m

B滑行距离：XB=%Bt2=Vm

最大距离：AX=XA—XB=0.5m

⑵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。2一VT2vf1

2aA=溢十、

BVQ~V1V1

：-

aAaB

解得：3B=6m/s2

再代入F+pMg=maB得：F=1N

若F<