1、天津市2021年高考物理压轴卷（含解析）一、选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）。1如图所示的x-t图像和v-t图像中，给出的四条图线1、2、3、4，分别代表四个不同物体的运动情况，关于它们的物理意义，下列描述正确的是（）A图线1表示物体做曲线运动Bx-t图像中，t1时刻v1=v2Cv-t图像中0至t3时间内物体3平均速度小于物体4的平均速度D两图像中，t2、t4时刻分别表示物体2、4开始反向运动2用abcd表示4种单色光，若ab从同种玻璃射向空气，a的临界角小于b的临界角；用bc和d在相同条件下分别做双缝干涉实验，c的条纹间距最大；用bd照射某金属表面
2、，只有b能使其发射电子则可推断abcd分别可能是( )A紫光蓝光红光橙光B蓝光紫光红光橙光C紫光蓝光橙光红光D紫光橙光红光蓝光3如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为FN，OP与水平方向的夹角为， 下列关系正确的是（）ABCD4下列说法正确的是( )A结合能越大，原子中的核子结合的越牢固，原子核越稳定B衰变为，要经过4次衰变及6次衰变C卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为D质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个粒子，所释放的核能为E(m1m2m3)c252020年11月24日“嫦娥五号
3、”探测器成功发射，开启了我国首次地外天体采样返回之旅，如图为行程示意图。关于“嫦娥五号”探测器，下列说法正确的是（）A刚进入地月转移轨道时，速度大于7.9km/s小于11.2km/sB在地月转移轨道上无动力奔月时，动能不断减小C快要到达月球时，需要向后喷气才能进入月球环绕轨道D返回舱取月壤后，重新在月球上起飞的过程中，机械能守恒二、选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）6如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹.设电子在A、B两
4、点的加速度大小分别为、，电势能分别为、.下列说法正确的是()A电子一定从A向B运动B若，则Q靠近M端且为正电荷C无论Q为正电荷还是负电荷一定有DB点电势可能高于A点电势7图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象从该时刻起A经过 0.35 s时，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离B经过 0 .25s 时，质点Q的加速度大于质点P的加速度C经过 0.15s，波沿x 轴的正方向传播了 3mD经过 0.1s 时，质点Q的运动方向沿y 轴正方向8如图所示为聚力输电的原理图，升压变压器的原、副线圈匝数比为a，降压变压器的原、副线圈匝数比为b，输电线的电阻
5、为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电机输出的电压恒为，若由于用户的负载变化，使电压表的示数增大了，则下列判断正确的是（ ）A电压表的示数不变B电流表的示数减小了C电流表的示数减小了D输电线损失的功率减小了9（12分）（1）某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表已知电流计G的满偏电流IG= 200mA、内阻rG= 0.30，电路中已将它改装为最大量程600 mA的电流表，则 R1=_（结果取二位有效数字）通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象某次测量时，电旅表V的示数如
6、图丙，则此时通过电源E的电流为_mA结果取三位有效数字）；电源E的电动势等于_ V，内阻等于 _（结果取三位有效数字）若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果_（填“有”或“没有”）影响（2）如图所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直 板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后， 两电磁铁分别吸住相同小铁球 A、B，断开开关，两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A 球做平抛运动，B 球进入一个光滑的水平轨道，则：B 球进入水平轨道后将做_运动；改变 A 轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察
7、到 A 球正好砸在 B球上，由此现象可以得出的结论是：_。若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的 P 点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为 5 cm，则可算出 A 铁球刚达 P 点的速度为_m/s。（g 取 10 m/s2，结果保留两位小数）。10（14分）在光滑的水平面上，有一质量M2kg的平板车，其右端固定一挡板，挡板上固定一根轻质弹簧，在平板车左端P处有一可以视为质点的小滑块，其质量m2kg平板车表面上Q处的左侧粗糙，右侧光滑，且PQ间的距离L2m，如图所示某时刻平板车以速度v11m/s向左滑行，同时小滑块以速度v25m/s向右滑行一段时间后，小滑块与平板车达到相对静止，此
8、时小滑块与Q点相距（g取10 m/s2）（1）求当二者处于相对静止时的速度大小和方向；（2）求小滑块与平板车的粗糙面之间的动摩擦因数；（3）若在二者共同运动方向的前方有一竖直障碍物（图中未画出），平板车与它碰后以原速率反弹，碰撞时间极短，且碰后立即撤去该障碍物，求小滑块最终停在平板车上的位置（计算结果保留两位有效数字）11（16分）如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨（其电阻不计），它们之间连接一个阻值R=8的电阻，导轨间距为L=lm一质量为m=0.1kg，电阻r=2，长约1m的均匀金属杆水平放置在导轨上，它与导轨间的动摩擦因数，导轨平面的倾角为=30，在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感
9、应强度为B=0.5T今让金属杆AB由静止开始下滑，从杆开始下滑到恰好匀速运动的过程中经过杆的电荷量q=1C（取g=10m/s2），求：（1）当AB下滑速度为2m/s时加速度a的大小；（2）AB下滑的最大速度vm的大小；（3）AB从开始下滑到匀速运动过程R上产生的热量QR12（18分）如图(a)所示，整个空间存在竖直向上的匀强电场（平行于纸面），在同一水平线上的两位置，以相同速率同时喷出质量均为m的油滴a和b，带电量为+q的a水平向右，不带电的b竖直向上b上升高度为h时，到达最高点，此时a恰好与它相碰，瞬间结合成油滴p忽略空气阻力，重力加速度为g求(1)油滴b竖直上升的时间及两油滴喷出位置的距离
10、；(2)匀强电场的场强及油滴a、b结合为p后瞬间的速度；(3)若油滴p形成时恰位于某矩形区域边界，取此时为时刻，同时在该矩形区域加一个垂直于纸面的周期性变化的匀强磁场，磁场变化规律如图(b)所示，磁场变化周期为T0（垂直纸面向外为正），已知P始终在矩形区域内运动，求矩形区域的最小面积（忽略磁场突变的影响）参考答案1【答案】C【解析】A图线1和图线2表示物体都做直线运动，A错误；B x-t图像中，图像的斜率表示速度，则t1时刻v1不等于v2，B错误；Cv-t图像中，图像围成的面积表示位移，则0至t3时间内物体3的位移小于物体4的位移，所以v-t图像中0至t3时间内物体3平均速度小于物体4的平均速
11、度，C正确；D图像1中，t2时刻表示物体2开始反向运动，图像2中， t4时刻表示物体4加速度方向开始改变了，但速度方向不变，D错误。2【答案】A【解析】根据临界角C、折射率，由a的临界角小于b的临界角，可知nanb，根据色散规律可知a的频率大于b即ab；根据双缝干涉条纹间距，由c的条纹间距最大可知b、c和d中c的波长最长，故c的频率最小；每种金属都有对应的最小入射光频率，入射光频率越大、光电效应越容易发生，由可知b和d中b的频率较大即bd，综合上述可知a、b、c、d的频率从大到小依次为abdc，故A正确3【答案】A【解析】物体处于平衡状态，对物体受力分析，根据共点力平衡条件，可求出支持力和水平
12、推力。对小滑块受力分析，受水平推力F、重力G、支持力FN、根据三力平衡条件，将受水平推力F和重力G合成，如图所示，由几何关系可得，A正确。4【 解析】C【解析】比结合能越大，原子中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，选项A错误； 衰变为，发生衰变是放出42He，发生衰变是放出电子0-1e，设发生了x次衰变和y次衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：4x+222=238，解得x=4；2x-y+86=92，得y=2，故衰变过程中共有4次衰变和2次衰变，故B错误；卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为，选项C正确；质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个粒子，核反应是，根据质能
13、方程，所释放的核能为E(2m12m2m3)c2，选项D错误；故选C.5【答案】A【解析】A在地月转移轨道时，探测器已经飞出地球而未摆脱地月系的引力，根据第一宇宙速度和第二宇宙速度的定义，则刚进入地月转移轨道时，探测器速度大于7.9km/s小于11.2km/s，故A正确；B在地月转移轨道上无动力奔月时，地球对探测器的万有引力逐渐减小，月球对探测器的万有引力逐渐增大，引力的合力对探测器先做负功，后做正功，根据动能定理可知探测器动能先减小后增大，故B错误；C快要到达月球时，探测器需要减速，因此需要向前喷气提供反推力才能进入月球环绕轨道，故C错误；D返回舱取月壤后，重新在月球上起飞的过程中，有探测器发
14、动机的推力做正功，故机械能变大，故D错误。6【答案】BC【解析】由于不知道电子速度变化，由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动，故A错误；若aAaB，则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端；又由运动轨迹可知，电场力方向指向凹的一侧即左侧，所以，在MN上电场方向向右，那么Q靠近M端且为正电荷，故B正确；由B可知，电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A向B运动，则电场力做负功，电势能增加；若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，所以，一定有EpAEpB求解过程与Q所带电荷无关，只与电场线方向相关，故C正确；由B可知，电场线方向由M指向N，那么A点电势高于B点，故D错误；故选BC7【答案】A
15、C【解析】试题分析：由乙图，t=0时刻，P向下运动，说明波向右传播，则Q向上运动。因周期（根据乙图判断）T=0.2s，经过0.35s，P点到达波峰，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离故A正确经过0.25s时，P点到达波谷，加速度达到最大值。Q到达平衡位置上方，但没到波峰。所以B正确。由甲图可知，波长=4m，则波速=4/0.2=20m/s。经过0.15s,波传播距离为200.15=3m。C正确。经过0.1s，Q点运动半个周期，此时速度方向沿y轴负方向，D错8【答案】AC【解析】A、发电机输出的电压恒为U，升压变压器的原、副线圈匝数比为a，所以有：，即电压表的示数恒为，保持不变，故A
16、正确；BC、降压变压器原副线圈两端的电压之比等于b，所以有，即降压变压器原线圈两端电压增大了bU，故A错误；根据闭合电路欧姆定律，电流表A1示数减小了，输电线上电流减小了，根据电流与匝数成反比知，电流表A2示数减小了，故B错误，C正确；D、由于输电线上电流减小了，故输电线损失的功率减小量一定不是P9【答案】0.15 300 2.93 1.00 没有 【解析】（1）根据欧姆定律可知：，带入数据解得：R1=0.15.（2） 根据丙图可知电压表读数为2.6V；根据图乙可知电流计的读数为100mA，通过电阻R1的电流等于通过电流计G电流的2倍，则电路的总电流为300mA；根据图像可知，电源的电动势为：
17、E=2.93V，因改装的电流表的内阻为；则电源内阻.（3）电源电动势等于电流表读数为零时电压表的读数，可知电表改装时，若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果无影响；（2）【答案】匀速直线运动； 平抛运动在水平方向分运动为匀速直线运动； 3.35 【解析】让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度。小球A做平抛运动，小球B进入水平轨道后将做匀速直线运动，物体平抛运动因此有：竖直方向：，vy=gt水平方向：9L=v0tA到达P点的速度为： 将L=5cm代入解得：v=3.35m/s10【答案】（1）2m/s，水平向右；（2）0
18、.60或0.36；（3）0.17m【解析】(1)设M、m共同速度为v，定水平向右为正方向，由动量守恒定律得：mvB-MvA=（M+m）v (2) 本题有两种可能如果小滑块尚未越过Q点就与平板车达到相对静止，对A、B组成的系统，由能量守恒有： 代入数据得：=0.6如果小滑块越过Q点与弹簧相互作用后，再返回与平板车达到相对静止，有：解得：=0.36(3) 木板A与障碍物发生碰撞后以原速率反弹，假设B向右滑行并与弹簧发生相互作用，当A、B再次处于相对静止状态时，两者的共同速度为u，在此过程中，A、B和弹簧组成的系统动量守恒、能量守恒由能量守恒定律得：mv-Mv=（M+m）u代入数据可得：u=0设B相
19、对A的路程为S，由能量守恒得： 代入数据得： 由于 所以B滑过Q点并与弹簧相互作用，然后相对A向左滑动到Q点左边，设离Q点距离为s1有：11【答案】（1）1.5m/s2（2）8m/s（3）0.64J【解析】（1）取AB杆为研究对象其受力如图示建立如图所示坐标系 摩擦力 安培力 联立上式，解得 当v=2m/s时，a=1.5m/s2（2）由上问可知 ，故AB做加速度减小的加速运动当a=0 （3）从静止开始到匀速运动过程中 ，而 联立可得 ：设两电阻发热和为,电阻串联则由能量守恒可知 解得：12【答案】（1）；2h（2）； 方向向右上，与水平方向夹角为45（3）【解析】(1)设油滴的喷出速率为，则对油滴b做竖直上抛运动，有 解得 解得对油滴a的水平运动，有 解得(2)两油滴结合之前，油滴a做类平抛运动，设加速度为，有，解得，设油滴的喷出速率为，结合前瞬间油滴a速度大小为，方向向右上与水平方向夹角，则，解得，两油滴的结束过程动量守恒，有：，联立各式，解得：，方向向右上，与水平方向夹角(3)因，油滴p在磁场中做匀速圆周运动，设半径为，周期为，则由 得，由 得即油滴p在磁场中的运动轨迹是两个外切圆组成的“8”字形最小矩形的两条边长分别为、（轨迹如图所示）最小矩形的面积为
