1、（全国卷）2021年高考物理压轴卷（含解析）第卷(选择题，共48分)一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1417题只有一项符合题目要求，第1821题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.281019 J。已知普朗克常量为6.631034 Js，真空中的光速为3.00108 ms1。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( )A11014 Hz B81014 HzC21015 Hz D81015 Hz15.由消防带水龙头的喷嘴喷出水的流量是0.28
2、 m3/min，水离开喷口时的速度大小为16 m/s，方向与水平面夹角为60，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取10 m/s2)( )A28.8 m 1.12102 m3B28.8 m 0.672 m3C38.4 m 1.29102 m3D38.4 m 0.776 m316.使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1。已知某星球的半径为地球半径R的4倍，质量为地球质量M的2倍，地球表面重力加速度为g。不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为
3、( )A.gR(1) B2(1)C. DgR(1)17.在一空间有方向相反，磁感应强度大小均为B的匀强磁场，如图所示，垂直纸面向外的磁场分布在一半径为a的圆形区域内，垂直纸面向里的磁场分布在除圆形区域外的整个区域，该平面内有一半径为b(ba)的圆形线圈，线圈平面与磁感应强度方向垂直，线圈与半径为a的圆形区域是同心圆。从某时刻起磁感应强度在t时间内均匀减小到2(B)，则此过程中该线圈产生的感应电动势大小为( )A.()2t(Bb2a2) B()t(Bb22a2)C.()t(Bb2a2) D()2t(Bb22a2)18.如图所示，真空中有一点电荷甲固定在O点，虚线是其在周围空间产生的电场的三个等势
4、面，且相邻的两个等势面间电势差相同。实线是点电荷乙在电场中运动轨迹，S、M、N为运动轨迹与等势面的交点，下列说法一定正确的是( )A电势MS B甲、乙为同种电荷C电势能EPMEPN D场强大小ESEN19.如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。下列判断正确的是( )A电压表的读数为()Rr(NBSR)B当线圈由图示位置转过30的过程中，通过电阻R的电荷量为()2Rr(NBS)C在线圈转过一周的过程中，电阻R上产生的焦耳热为()4Rr2(N2B2S2R)D当线圈由图示位置转过30时，通过电阻R的电流为()2Rr(
5、NBS)20.如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M的物块A、B用轻弹簧相连，两物块与水平面间的动摩擦因数均为，当用水平力F作用于B上且两物块共同向右以加速度a1匀加速运动时，弹簧的伸长量为x；当用同样大小的恒力F沿着倾角为的光滑斜面方向作用于B上且两物块共同以加速度a2匀加速沿斜面向上运动时，弹簧的伸长量为x2，则下列说法中正确的是( )A若mM，有x1x2B若msin ，有x1x2D若sin ，有x1”“”或“EPN，选项C正确；根据点电荷电场强度公式可知，场强大小ESEN，选项D错误。19.【答案】AD【解析】电动势的最大值EmNBS，有效值E2(Em)2(NBS)，电压表的示数为
6、路端电压的有效值，解得URr(R)E()Rr(NBSR)，A正确；线圈由题图所示位置转过30的过程中，通过电阻R的电荷量qRr(N)()Rr(NBSBSsin 60)Rr(NBS)，B错误；在线圈转过一周的时间内电阻R上产生的热量QR(U2)(2)()Rr2(N2B2S2R)，C错误；电流的最大值为ImRr(Em)Rr(NBS)，电流的瞬时值表达式为iImsin t，从题图所示位置转过30时，t6()，此时的电流为i2(Im)()2Rr(NBS)，D正确。20.【答案】AB【解析】在水平面上滑动时，对整体，根据牛顿第二定律，有F(mM)g(mM)a1隔离物块A，根据牛顿第二定律，有FTmgma
7、1联立解得FTmM(m)F在斜面上滑动时，对整体，根据牛顿第二定律，有F(mM)gsin (mM)a2隔离物块A，根据牛顿第二定律，有FTmgsin ma2联立解得FTMm(m)F比较可知，弹簧弹力相等，与动摩擦因数和斜面的倾角无关，故A、B正确，C、D错误。21.【答案】BC【解析】 在从0.2 m上升到0.35 m范围内，EkEpmgh，图线的斜率绝对值kh(Ek)0.350.2(0.3) N2 Nmg，所以m0.2 kg，故A错误；在Ekh图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2 m上升到0.35 m范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2 m上升到0.35 m
8、范围内所受作用力为恒力，从h0.2 m开始滑块与弹簧分离，弹簧的原长为0.2 m，故B正确；根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能，所以Epmmgh0.210(0.350.1) J0.5 J，故C正确；由图可知，当h0.18 m时的动能最大为Ekm0.32 J，在滑块整个运动过程中，系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化，因此动能最大时，滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小，根据能量守恒定律可知EEEkmEpmmghEkm0.5 J0.2100.1 J0.32 J0.38 J，故D错误。22.【答案】:(1)第2点到第6点之间的距离h26第1点
9、到第3点之间的距离h13第5点到第7点之间的距离h57第2点的瞬时速度v2 第6点的瞬时速度v6mgh262(1)mv6(2)2(1)mv2(2)(2)ADBCEF【解析】(1)要验证从第2点到第6点之间的纸带对应重物的运动过程中机械能守恒，应测出第2点到第6点的距离h26，要计算第2点和第6点的速度v2和v6，必须测出第1点到第3点之间的距离h13和第5点到第7点之间的距离h57，机械能守恒的表达式为mgh262(1)mv6(2)2(1)mv2(2)。(2)实验操作顺序为ADBCEF。23.【答案】:(1)1.704 电压表内阻远大于金属丝电阻，电压表分流几乎为零 12 (2)13【解析】(
10、1)由题图所示螺旋测微器可知，螺旋测微器示数为1.5 mm20.40.01 mm1.704 mm。由表中实验数据可知，电压表接a、b两点时，电流表示数不变，电压表示数变化较大，说明电压表内阻很大，电压表分流很小，几乎为零，电流表分压较大，电流表应采用外接法，电压表应接a点，金属丝电阻Rx测Ia(Ua)0.15(1.84) 12 ；电流表采用外接法，由于电压表分流作用，电流表的测量值大于真实值，由欧姆定律可知，金属丝电阻测量值小于真实值。(2)由表中实验数据知，RAIa(UbUa)，则RxIb(Ub)RA13 。 24.【答案】:(1)20 N0解得F20 N 所以20 N30 N，所以物块能够
11、滑离木板，隔离木板，由牛顿第二定律得Fmgcos Mgsin Ma1隔离物块，由牛顿第二定律得 mgcos mgsin ma2设物块滑离木板所用时间为t 木板的位移x12(1)a1t2物块的位移x22(1)a2t2物块与木板分离的临界条件为 xx1x2L联立以上各式解得t1.2 s物块滑离木板时的速度va2t由公式2gxsin 0v2 解得x0.9 m。25.【答案】 见解析 【解析】(1)金属棒从出磁场到上升到弯曲轨道最高点，根据机械能守恒定律得：2(1)mv2mgh由得：v4 m/s。(2)金属棒在磁场中做匀速运动时，设回路中的电流为I，根据平衡条件得FBILmgIRr(BLv) 联立式得
12、F0.6 N金属棒速度为2(v)时，设回路中的电流为I，根据牛顿第二定律得FBILmgmaI()2Rr(BLv) 联立得：a1 m/s2。(3)设金属棒在磁场区域运动过程中，回路中产生的焦耳热为Q，根据功能关系：Fxmgx2(1)mv2Q则电阻R上的焦耳热QRRr(R)Q联立解得：QR1.5 J。33.【答案】(1)A (1)V1(V2)T1 (2)Q1S(mg)(V2V1)【解析】由ac的延长线过原点O知，直线Oca为一条等容线，气体在a、c两状态的体积相等，选项A正确；理想气体的内能由其温度决定，故在状态a时的内能大于在状态c时的内能，选项B错误；过程cd是等温变化，气体内能不变，由热力学
13、第一定律知，气体对外放出的热量等于外界对气体做的功，选项C错误；过程da气体内能增大，从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，选项D错误。（2）(1)加热过程中气体等压膨胀，由T1(V1)T2(V2)，得：T2V1(V2)T1。(2)设加热过程中，封闭气体内能增加U，因气体体积增大，故此过程中气体对外做功，W0。由热力学第一定律知：UQ1W 其中WpVS(mg)(V2V1)由于理想气体内能只与温度有关，故再次降到原温度时气体放出的热量满足Q2U整理可得：Q2Q1(p0S(mg)(V2V1)。34.（1）【答案】ABC （2）(a) (b)4L(ad) 【解析】（1）a点振动产生的机械波最先到达c
14、点，则根据关系式vt(s)可知波速vt(ac)2 m/s，选项A正确；由于vT()，则vT2 m/s1 s2 m，选项B正确；a波比b波早到达c点的时间tv(bc)v(ac)v(10 m8 m)1 s，即两列波到达c点时，使c点振动加强，产生共振，由于两列机械波频率相同相干涉，故c总是振动加强点，选项C正确，选项D错误。(2)a.如图所示，设折射角所对的边的长度为x，激光入射角i903060，由几何关系知sin i()xb2d2(xb)，sin rx2d2(x)，由折射定律nsin r(sin i)，联立并代入数据解得n。b.5条亮条纹之间的距离为a，则相邻两条亮条纹之间的距离x4(a)由条纹间距公式xd(L)联立解得4L(ad)。
