2021年2021屆福建省普通高中高三高考壓軸考試卷

理科綜合物理試卷

★祝考試順利★

（含【試題答案】）

考試時間：90分鐘滿分：100分

第I卷（選擇題，40分）

一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有

一項是符合題目要求的。

1.貨運飛船“天舟一號”與已經在軌運行的“天宮二號”成功對接形成組合體，如圖所示。假

設組合體在距地面高度為h的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運動，周期為如果月球繞地球

的運動也看成是勻速圓周運動，軌道半徑為R”周期為心。已知地球表面處重力加速度為g,

地球半徑為R,引力常量為G,不考慮地球自轉的影響，地球看成質量分布均勻的球體。則（）

A.月球的質量可表示為今詈

B.組合體與月球運轉的線速度比值為

C.地球的密度可表示為亙、需1

D.組合體的向心加速度可表示為深電,g

2.如圖所示，一束光斜射向厚度為d的長方體玻璃磚，經它折射后射出a、b兩束光線，則下

列說法正確的是（）

A.玻璃磚對a光的折射率大于對b光的折射率

B.在真空中，a光的波長小于b光的波長

C.在玻璃中，a光的傳播速度大于b光的傳播速度

D.從玻璃磚底邊射出的a、b光傳播方向不平行

3.如圖所示，小滑塊a從傾角為6=45°的固定粗糙直角三角形斜面頂端以速度w沿斜面勻

速下滑，同時將另一小滑塊b在斜面底端正上方與小滑塊a等高處以速度V?水平向左拋出，兩

滑塊恰在斜面中點P處相遇，不計空氣阻力，不考慮小滑塊b碰撞斜面后的情況，重力加速度

為g,則下列說法正確的是（）

,2H

h---

B.斜面總高度g

C.若b以速度2V2水平向左拋出，a、b仍能相遇

D.若b以速度2V2水平向左拋出，則b落在斜面上時，a在b的下方

4.氫原子光譜在可見光區域內有四條譜線HQH。、4、%,都是氫原子中電子從量子數n>2的能

級躍遷到"2的能級發出的光，它們在真空中的波長由長到短，可以判定（）

A.凡對應的前后能級之差最小

B.同一介質對工的折射率最大

C.同一介質中飛的傳播速度最大

D.用H,照射某一金屬能發生光電效應，則也一定能

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分每小題有多項符合題目要求，全部選

對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得。分。

5.甲、乙兩車在平直公路上同向行駛，其v-t圖象如圖所示。已知兩車在t=3s時并排行駛,

則（）

A.在t=1s時，甲車在乙車后

B.在t=0時，甲車在乙車前7.5m

C.兩車另一次并排行駛的時刻是t=2s

D.甲、乙車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40m

6.帶電平行板電容器兩極板水平放置，充電后與電源斷開。兩質量相等的帶電小球a、b分別

位于電容器內上、下極板附近，a與上極板、b與下極板的距離相等。現在同時由靜止釋放a、

b,a和b同時經過兩極板的中線MN,已知重力加速度為g,不計a、b間的相互作用和電容器

極板的邊緣效應，下列說法正確的是（）

+++++++++

-----------N

b

A.到達MN時，a的動能大于b的動能

B.到達MN時,a、b的電勢能變化相等

C.從釋放兩帶電小球a、b到MN的過程中，b的機械能變化量的絕對值大于a的機械能變化量

的絕對值

D.若將上極板上移一小段距離h,下極板下移2h,再同時由原位置釋放a、b,a、b仍同時到

達原中線MN

7.如圖所示，豎直平面內固定的四分之一圓弧軌道AP,圓弧軌道的圓心為0,0A水平，0P豎

直，半徑為R=2m。一質量為m=1kg的小物塊從圓弧頂點A開始以2m/s的速度從A到P做勻

速圓周運動，重力加速度g=10m/s\Q為圓弧AP的一個三等分點（圖中未畫出），0A與0Q的

夾角為30°,下列說法正確的是（）

A.在Q點時，重力的瞬時功率為10gW

B.在A到P的過程中合力對小物塊的沖量為零

C.小物塊在AQ段克服摩擦力做的功等于在QP段克服摩擦力做的功

D.在P點時，小物塊對圓弧軌道的壓力大小為11.5N

8.如圖所示，空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為B=1T,在勻強磁場區域內，將

質量為m=1kg、長為L=lm、電阻為R=1C的金屬棒時垂直導軌放置在足夠長的水平光滑U

形導軌上，且與導軌接觸良好，導軌間距為L=lm,導軌電阻可忽略不計。金屬棒在垂直于棒

的水平拉力產的作用下，由靜止開始（/=0時）以加速度"=lm/s2向右做勻加速直線運動，2s

后保持拉力的功率不變，直到棒必以最大速度做勻速直線運動再撤去拉力尸。下列說法正確

的是（）

a

xxxx

x8xx

?F

xxxx

xxxx

b

A.2s時拉力產的大小為3N

B.棒曲的最大速度為6m/s

C.0~2s內安培力對金屬棒的沖量大小為4N?s

D.撤去拉力/后，棒ab運動的距離為＞/6m

三、非選擇題：共60分。考生根據要求作答。

9.如圖所示，是一定質量的氣體從狀態A經狀態B、C到狀態D的圖象，已知氣體在狀

態C時的體積是6L,則狀態D時的體積%=；狀態A時的氣體體積

10.一簡諧橫波沿x軸正向傳播，t=0時刻的波形如圖（a）所示，x=0.30m處的質點的振動圖

線如圖（b）所示，該質點在t=0時刻的運動方向沿y軸（填“正向”或“負向”）。

已知該波的波長大于0.30m,則該波的波長為mo

11.利用氣墊導軌驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一傾斜的氣墊

導軌，導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M,左端由跨過輕質光滑定滑輪

的細繩和一質量為m的小球相連；遮光片兩條長邊與導軌垂直，導軌上B點有一光電門，可以

測量遮光片經過光電門時的擋光時間3用d表示A點到光電門B處的距離，b表示遮光片的

寬度，將遮光片通過光電門的平均速度看做滑塊通過B點時的瞬時速度，實驗時滑塊在A處由

靜止開始運動.

⑴某次實驗測得傾角9=30°,重力加速度用g表示，滑塊從A處到達B處時m和M組成的

系統動能增加量可表示為AEk：，系統的重力勢能減少量可表示為△&=,

在誤差允許的范圍內，若△Ek=AE.,則可認為系統的機械能守恒.（用題中字母表示）

⑵在上述實驗中，某同學改變A、B間的距離，作出的v2—d圖象如圖乙所示，并測得M=m,

則重力加速度g=m/s2.

12.用伏安法測量某電阻段的阻值，現有實驗器材如下：

A.待測電阻段：約55Q

B.電流表A：量程O—3A（內阻約O.1Q）

C.電壓表V：量程0-15V（內阻約4kQ）

確定電流表的內外接方式為（內接或外接），此方法測量值比真實值__________

（填“偏大”或“偏小”）o

⑵在測定金屬絲電阻率的實驗中，用螺旋測微器測得金屬絲的直徑如圖甲所示，

d=mm；用多用電表的“xl”歐姆擋，調零后測得金屬絲的電阻值如圖乙所示，

R=Qo

若實驗中測出金屬絲的長度為L,則該金屬絲電阻率的表達式夕=（用符號表示）。

甲乙

13.如圖所示，光滑平行的長金屬導軌固定在水平面上，相距L=1m,左端連接R=2Q的

電阻，一質量m=0.5kg、電阻r=10的導體棒MN垂直放置在兩平行金屬導軌上，彼此接

觸良好，導軌的電阻不計。在兩導軌間有這樣的磁場，磁場方向豎直向下，磁感應強度B大小

nx

隨*變化關系是8=0.65汨丁(T)，xo=O.5m；兩區域磁感應強度大小關于直線x=0.5m對

ZXQ

稱。

⑴導體棒在水平向右的拉力F作用下，以速度v°=1m/s勻速穿過磁場區，求此過程中感應

電流的最大值L;

⑵在⑴的情況下，求棒穿過磁場過程中拉力做的功W以及電阻R上產生的熱量QRO

14.如圖所示，在光滑的水平面上放著一個質量為m的木球，在木球正上方L處有一個固定懸

點0,在懸點0和木球之間用一根長為2L的不可伸長的輕繩連接。有一個質量也為m的子彈

以V。的速度水平射入木球并留在其中，一段時間之后木球繞0點在豎直平面內做圓周運動。球

可視為質點，重力加速度為g,空氣阻力不計，求：

⑴木球以多大速度離開水平地面;

⑵子彈速度V。的最小值。

15.如圖甲所示，在光滑絕緣水平桌面內建立平面直角坐標系xOy,在第II象限內有平行于桌

面的勻強電場，場強方向與x軸負方向的夾角6=45°。在第川象限垂直于桌面放置兩塊相互

平行的平板G、C2,兩板間距為&=L,板間有豎直向上的勻強磁場，兩板右端在y軸上，板G

與x軸重合，在其左端緊貼桌面有一小孔M,小孔M離坐標原點0的距離為L。在第IV象限垂

直于x軸放置一塊平行于v軸的豎直平板C3,平板C3在x軸上垂足為Q,垂足Q與原點0相距

外々。現將一質量為m、帶電量為-q的小球從桌面上的P點以初速度v。垂直于電場方向射

出，剛好垂直G板穿過M孔進入磁場。已知小球可視為質點，P點與小孔M在垂直電場方向上

的距離為s,不考慮空氣阻力。

（1）求勻強電場的場強大小；

（2）要使帶電小球無碰撞地穿出磁場并打到平板Cs上，求磁感應強度的取值范圍；

（3）若t=0時刻小球從M點進入磁場，磁場的磁感應強度隨時間周期性變化，取豎直向上為

4TT/77

磁場的正方向，如圖乙所示，磁場的變化周期7=^■云，小孔M離坐標原點0的距離

3㈣

心=堤也，求小球從M點打在平板C3上所用的時間。

qB。

甲乙

2021年2021屆福建省普通高中高三高考壓軸考試卷

理科綜合物理參考【試題答案】

1.【試題答案】：選g

【試題解析】：由于月球是環繞天體，根據題意可以求出地球的質量，不能求月球的質量，A

錯誤；對于組合體和月球繞地球運動的過程，萬有引力提供向心力，設地球質量為M,則由牛

頓第二定律可知（3黑=。，解得v=、胖，則組合體和月球的線速度比值為B錯

誤；對于組合體，由G—R;h1=m*.（R+h）,解得乂=4“飛；”工又因為地球的體積

為V=gnR3,整理解得p=*3"富”—,C正確；由G—~j=ma,G,=mg,知組合

體的向心加速度大小為a=（黑）g,D錯誤。

2.【試題答案】C

【試題解析】由圖可知，a光在玻璃磚中的折射角大于b光的折射角，根據折射定律可知，

na<nb,根據n=[,在玻璃磚中，a光傳播的速度大于b光的傳播速度，故A、C正確；由于n,<n”

所以a光的頻率小于b光的頻率，由人=搟知，真空中a光的波長大于b光的波長，故B錯誤;

a、b兩束出射光都分別與入射光平行，故該兩束出射光平行，故D錯誤。

3.【試題答案】D

【試題詳解】A.兩滑塊恰在斜面中點P處相遇，可知兩滑塊水平位移相等，則有卬c°s6=》解

得匕：吆=2：夜，故A錯誤；

v/sin^=—g/2t=°、

B.豎直位移相等，則有2解得g

〃=2xu"sin6=N

則斜面總高度為g故B錯誤；

CD.由以上分析可知，當b以速度2V,水平向左拋出，則b一定落在斜面上的P點上方，此時運

,伍興紇=牛v.Ls一in0>1.

―g

動的時間’0<--g-,此時滑塊a的豎直位移與滑塊b的豎直位移之比為"2°廣

則此時券，即b落在斜面上時，a在b的下方，故C錯誤，D正確。

故選D

4.【試題答案】A

【【試題解析】】：根據hv=E”「E“分析前后能級差的大小；根據折射率與頻率的關系分析折射率

的大小；根據v穹汁斷傳播速度的大小；根據發生光電效應現象的條件是入射光的頻率大于該

n

光的極限頻率判斷是否會發生光電效應.

波長越大，頻率越小，故見的頻率最小，根據E=hv可知見對應的能量最小，根據hv=E/E“可知

比對應的前后能級之差最小，A正確；土的頻率最小，同一介質對應的折射率最小，根據v=?可

n

知H0的傳播速度最大，BC錯誤；H7的波長小于Hp的波長，故總的頻率大于HQ的頻率，若用與照

射某一金屬能發生光電效應，則Hp不一定能，D錯誤.

5.【試題答案】BD

【試題解析】由題中v-t圖象得a,=10m/s2,a乙=5m/s2,兩車在t=3s時并排行駛，

1111

此時x甲=,a甲好=,義10X3“m=45m,x乙=丫（）七+于乙好=10義3m+'XSXB?m=52.5m,所

1

以t=0時甲車在前，距乙車的距離為L=x乙一x甲=7.5m,B項正確；t=1s時，x甲，=~a

1_

z

甲t'2=5m,x乙'=vot+]a乙t'2=12.5m,此時x乙'=x甲'+L=12.5m,所以另一次

并排行駛的時刻為t=1s,故A、C兩項錯誤；兩次并排行駛的位置沿公路方向相距-=xz

一x乙'=40m,故D項正確。

6.【試題答案】：CD

【試題詳解】A.兩個粒子都做初速度為零的勻加速直線運動，則有：y=ga產由題意知，相同

時間內a的位移與b的位移大小相等，m、E又相等，可知生=血，由牛頓第二定律可知合外力

F=ma,兩粒子的合外力相等。由動能定理可知：a、b兩粒子在相同的時間內位移相同，合外

力相同，動能的增量相同，所以到達MN時，b的動能等于a的動能，故A錯誤；

B.對a粒子牛頓第二定律：mg—%E=ma.

對b粒子牛頓第二定律：qhE-mg=mah

綜上分析可知兩粒子的電荷量大小qb>q”又由于兩粒子帶負電，則到達MN時，根據W=E/

可知，電場力對a做功少，電勢能變化不相等，故B錯誤；

C.從釋放到MN的過程中，根據W=qU=qEy知，因為場強E和位移y相等，而兩粒子的電荷量大

小則電場力對b粒子做功的絕對值大于電場力對a粒子做功的絕對值，則b粒子機械

能的增加量大于a機械能的減小量，故C正確；

D.若僅將上極板向上平移一段距離，因極板帶電量不變，正對面積不變，根據推論知板間場強

不變，兩個粒子運動的加速度不變，則再同時由原位置釋放a、b,a將同時達到原中線MN,

故D正確。

故選CDO

7.【試題答案】：AC

【【試題解析】】A.在Q點時，重力方向與速度方向夾角為30°,則重力的瞬時功率為P=

mgvcos0=1073W

故A正確；

B.在A到P的過程中小物塊的速度方向不斷改變，動量不斷改變，所以合力對小物塊的沖量不

為零，故B錯誤；

C.小物塊在AQ段重力做的功M=mgRsin30°

在QP段重力做到功Wz=mgR(1-sin30°)

可得W尸W?

由小物塊做勻速圓周運動和動能定理可知，小物塊克服摩擦力做的功等于重力做的功，故C正

確；

2

D.在P點時，由牛頓第二定律Nr叫=加上

R

得到小物塊對圓弧軌道的壓力大小為12N,故D錯誤；

故選ACo

8.【試題答案】：AD

【分析】本題通過金屬棒在磁場中的運動考查考生的邏輯推理能力和分析綜合能力。本題需要

考生利用牛頓運動定律、法拉第電磁感應定律及動量定理等知識解題。

【【試題解析】】A.起初棒必做勻加速直線運動，f=2s時由牛頓第二定律有/-3區=.

棒他切割磁感線，產生的感應電動勢為E=3小，2s時的速度為u=〃=2m/s

E

由閉合電路歐姆定律得/=-,聯立解得尸=3N,A正確；

1\

B.f=2s時拉力/的功率為P=&=6W

棒H最終做勻速運動，設棒必的最大速度為%”，棒受力平衡，貝I］有f-8/1raxlt=°

“max

其中4ax=絲弊，聯立解得k=向通，B錯誤；

IX

c.()~2s內，金屬棒做勻加速直線運動，所受安培力G=0鏟

可知安培力隨時間均勻增大，安培力的沖量為4T圖線與坐標軸圍成的面積，即

聿J￡"2N.S,C錯誤；

女2

D.撤去拉力F后，以金屬棒仍為研究對象，由動量定理得-無次=，必I，又，/=正’

解得BLq=%%又有g=等=萼

AK

其中X為撤去拉力F后棒岫運動的距離，聯立并代入數據解得x=扁，D正確。

故選ADo

9.(1)8L；(2)3L

【【試題解析】】

(1)C到D過程，屬于等壓變化，由等壓變化規律可知生=率

lclD

即6L=/

300K400K

解得V0=8L

(2)由圖可知，B到C過程屬于等容變化，所以VB=VC=6L

A到B過程為等溫變化，壓強與體積成反比，即幺匕=〃8%

代入數據，有2VA="=61.

解得VA=3L

10.【試題答案】：正向；0.8

【【試題解析】】：根據振動方程式：y=Asin胡，此時質點的縱坐標坐標為正，可知函=45考

慮其周期性，畫一條平行于x軸，縱坐標為后的直線，與圖像的交點都有可能是該質點所處

的位置，根據乙圖可知該質點此時正從平衡位置向上振動，該波沿X軸正方向傳播，所以只能

是第二個交點或第四個交點，又因為2>0.3所以有工/1+』/1=0.3得/1=0.801。

48

..(M+mW.M

11.----1一(m--)gd9.6

2r2

【試題詳解】

h

(1)滑塊從A處到達B處的速度：

t

則系統動能的增加量-紇=刎+而二若臀

系統重力勢能的減小量：AEp=mgd-Mgdsin30°=(m—)gd

(2)根據系統機械能守恒的：1(M+m)/=(m-y)gd

則：/=(2…)gd

M+m

Li,-、—,2m-M2.4

圖線的斜率：k=———g=~

M+m0.5

解得：g=9.6m/s?

7rRd2

12.【試題答案】：內接偏大0.7308.0

4L

,,,R4000”R、55i

【【試題解析】】(1)⑴[2]因為肅v

AvJDK、U.1

說明是待測電阻是大電阻，故電流表用內接法，此方法電壓的測量值偏大，則電阻的測量值比

真實值偏大。

(2)[3][4]用螺旋測微器測得金屬絲的直徑4=0.5mm+0.01mmX23.0=0.730mm

用多用電表的“xl”歐姆擋，調零后測得金屬絲的電阻值R=8.0C。

[5]若實驗中測出金屬絲的長度為L,則根據R==岑

S7rd

解得「=誓

13.

【試題答案】(1)0.2A(2)0.06J0.04J

【試題解析】(1)導體棒以不變的速度穿過磁場區，

nx

B=0.6siry——,x=vot,得B=0.6sinnt

由法拉第電磁感應定律得e=BLvo=O.6sinntV

這是一正弦交流電，Era=0.6V

由歐姆定律得1.=會=0.2Ao

K十r

⑵電流的有效值|=立

V

棒在磁場中的時間t=一

Vo

拉力做功等于回路中產生的熱量W=Q=l2(R+r)t

2

電阻R上產生的熱量QR=lRt

代入數據解得W=0.06J,QR=0.04Jo

14.【試題答案】(1)心。(2)8癡

【試題解析】(1)設子彈打入木球后共同速度為v,木球離開水平地面的速度為v?由動量

守恒定律得：mv0=2mv,

1

解得：v=*

木塊離開地面時沿繩方向的分速度瞬間減為零，垂直繩方向的分速度不變，

..L1

故木球離開地面的速度為V,=V-—=^Voo

⑵木球從離開水平地面到最高點的過程中機械能守恒，設到最高點時速度為V3,繩子對木球

的拉力為F,由機械能守恒定律和牛頓第二定律有

—2mg-3L=2-2mv3-2'2mv?,

2

F+2mg=2碌

由題意知F20,

聯立解得v。，外國，即V。的最小值為8，面。

15.(1)￡=皿.)也!四.巫必1{7um>J2L

(2(3)-----1----

qsqL4qL6qB。6v0

【【試題解析】】(1)小球在第II象限內做類平拋運動，根據運動學規律有

S—Vot①

%tan0-at(2)

由牛頓第二定律有

qE=ma③

聯立①②③式解得

E=-2-④

qs

(2)設小球通過M點時的速度為v,由類平拋運動規律有

「以S。⑤

小球垂直磁場方向進入兩板間做勻速圓周運動，軌跡如圖1所示。

由牛頓第二定律有

2

v八

qvB-m一⑥

R

解得

B叫⑦

qR

小球剛好能打到Q點時，磁感應強度最大，設為B”此時小球的軌跡半徑為尺,由幾何關系有

L+d2-R,/?,9

解得

4