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辽宁省2021年高考物理压轴卷

辽宁省2021年高考物理压轴卷

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辽宁省2021年高考物理压轴卷（含解析）
一、选择题:本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1.某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为，筷子与竖直方向之间的夹角均为37°，筷子与小球表面间的动摩擦因数为0.875（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），取重力加速度，，。则每根筷子对小球的压力至少为（　　）
A． B． C． D．

2.下列说法中错误的是（　　）
A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
B．原子核发生一次β衰变，该原子外层就一定失去一个电子
C．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断x为电子
D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是

3.某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（　　）
A．在状态a和c时的内能可能相等
B．在a→b过程中，外界对其做的功全部用于增加内能
C．b→c过程中增加的内能小于d→a过程中减少的内能
D．在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量

4.如图所示是研究光电效应的实验装置，c为滑动变阻器的中点。用某种单色光照射光电管，将滑动变阻器的滑片P移到中点处，此时电流表中有电流，则（　　）

A．将滑片P向a端移动，光电流将一直变大
B．将滑片P向a端移动，光电子的最大初动能一定变大
C．将滑片P向b端移动，光电流将一直变小
D．将滑片P向b端移动，光电子的最大初动能一定变小

5.均匀带电的球壳在球壳外空间中某点产生的电场可等效为在球心处所带电荷量相同的点电荷产生的电场。如图所示，半径为的半球壳（厚度不计）上均匀分布着总电荷量为的正电荷，以球心为坐标原点、以过半球壳中心的轴线为轴建立坐标系，在处固定一带电荷量为的点电荷，在处由静止释放一试探电荷，在处试探电荷速度最大，静电力常量为，则处的电场强度大小为（　　）

A． B． C．0 D．

6.列车在空载时加速经过一段平直的路段，通过某点时速率为，加速度大小为；当列车满载货物再次加速经过同一点时，速率仍为，加速度大小变为．设列车发动机的功率恒为，阻力是列车重力的倍，重力加速度大小为，则列车空载与满载时的质量之比为
A． B． C． D．
7.如图所示，中间有缺口的铁芯绕有两个线圈，原、副线圈匝数比为，原线圈两端交流电压为，副线圈两端接一阻值为的电阻，其他电阻均忽略不计。由于铁芯有缺口，这种变压器磁通量损耗很大，则副线圈中理想电流表的示数可能是（　　）

A．7A B．5A C．3A D．2A

8.如图所示，螺线管内有平行于轴线的匀强磁场，规定图中箭头所示方向为磁感应强度B的正方向，螺线管与U型导线框cdef相连，导线框cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导线框cdef在同一平面内。当螺线管内的磁感应强度随时间按图示规律变化时 （ ）
A.在t1~t2时间内，金属圆环L有收缩趋势
B.在t2时刻，导线框cdef内的感应电流最小
C.在t1时刻，导线框cdef内的感应电流最大
D.在t1~t2时间内，金属圆环L内有顺时针方向的感应电流

9.2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日点的使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”。如图所示，该点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动．已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为、、m，地球和月球之间的平均距离为R，点离月球的距离为x，不计“鹊桥”对月球的影响，则（　　）
A．“鹊桥”的线速度大于月球的线速度
B．“鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度
C．x满足
D．x满足

10.如图甲所示，物块A，B的质量分别是mA=3kg和mB=2kg，用轻弹栓接两物块放在光滑的水平地面上，物块B的右侧与竖直墙面接触．另有一物块C从t=0时刻起，以一定的速度向右运动，在t=4s时与物块A相碰，并立即与A粘在一起不再分开，物块C的v-t图象如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
A.物块B离开墙壁前，弹簧的最大弹性势能为 72J
B.4s到12s的时间内，墙壁对物块B的冲量大小为24N·s
C.物块B离开墙壁后，弹簧的最大弹性势能为 6J
D.物块B离开墙壁后，物块B的最大速度为 2m/s

二、非选择题:本题共5小题，共54分。
11.新型冠状病毒肆虐全球，给人类的生命安全带来了极大的威胁与伤害，感染新冠病毒的主要症状有咳嗽、发热、头疼、全身乏力等，进行体温监测是进行新冠排查的主要手段之一。顺德某中学生小明利用热敏电阻自制了一简易温度计，其内部电路装置如图甲，使用的器材有：直流电源，内阻不计）、毫安表（量程未知）、电阻箱（最大阻值）、热敏电阻一个、开关一个、单刀双掷开关一个、导线若干。

（1）为了确定毫安表的量程和内阻，先把电阻箱的阻值调到最大，然后将开关接至端，闭合开关，逐渐调节电阻箱的阻值，发现当毫安表指针刚好偏转至满偏的处，电阻箱示数如图乙，此时电阻箱阻值为__，将电阻箱阻值调为时，毫安表刚好偏转至满偏的处，由此知毫安表的量程为__，内阻__。
（2）将开关接至端，该温度计可开始工作，为了得到温度与电流之间的关系，小明通过查阅资料，发现自己使用的热敏电阻为正温度系数热敏电阻，该电阻时的阻值为，电阻随温度增加而线性增加，比例系数为，请帮助小明写出该简易温度计所测温度与电流之间的关系式：__（用、、、等符号表示）。
（3）当该温度计使用一段时间后，其所用电源会有一定程度老化。电动势基本不变，内阻逐渐增大，则使用一段时间后该温度计所测温度会比实际温度__（填“偏低”、“偏高”或“相同”）。

12．某同学用如图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置C由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P、为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点．若B球落点痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，且平行于OP，，米尺的零点与O点对齐．（注意MA>MB）

（1）碰撞后B球的水平射程应为_____cm
（2）在以下选项中，哪些是本次实验必须进行的测量?答：____________（填选项号）。
A．测量A球或B球的直径
B．测量A球和B球的质量
C．水平槽上未放B球时，测量A球落点位置到O点的距离
D．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
E．测量G点相对于水平槽面的高度
（3）、实验所需验证的表达式为：___________。

13．图示为某商场的室内模拟滑雪机，该机主要由前后两个传动轴及传送带上粘合的雪毯构成，雪毯不断向上运动，使滑雪者产生身临其境的滑雪体验。已知坡道长L=6m，倾角θ=37°，雪毯始终以速度v=5m/s向上运动。一质量m=70kg（含装备）的滑雪者从坡道顶端由静止滑下，滑雪者没有做任何助力动作，滑雪板与雪毯间的动摩擦因数。重力加速度g=10m/s2。sin37°=0.6，cos37°=0.8。不计空气阻力。在滑雪者滑到坡道底端的过程中，求：
（1）滑雪者的加速度大小a以及经历的时间t；
（2）滑雪者克服摩擦力所做的功W；
（3）滑雪板与雪毯间的摩擦生热Q。

14.冬季南北方气温差异很大，若在某一时刻海南三亚地区的气温为27℃。而此时黑龙江北部的漠河地区气温为-33℃。在这一时刻有一个容积为2.5L的足球放在了三亚，足球内部的空气压强为2.0×105Pa，假设足球的容积不变，热力学温度与摄氏温度的关系为T=t+273K，室外空气压强P0=1.0×105Pa。
(i) 若足球此刻放在漠河，求足球内部的空气压强。
(ii) 若足球此时放在漠河，并用打气筒给这个足球打气，每打一次都把体积为125mL、压强与大气压强相同的气体打进球内，求打多少次才能让足球内部空气压强恢复到2.0×105Pa（打气过程中假设足球内的气体温度不变）

15．如图，M、N为水平放置的一对平行金属板间距为d，长，所加电压U=U0。金属板右侧有一以CD、EF两竖直线为边界的匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图现有质量为m，带电量为q的负离子（重力不计）从静止开始经电场U0加速后，沿水平方向由金属板MN正中央射入，经电场、磁场后从边界EF水平射出。求：
(1)离子射入金属板MN时初速度的大小；
(2)离子离开金属板MN时速度的大小和方向；
(3)离子在磁场中运动的时间。

1 【答案】A
【解析】筷子对小球的压力太小，小球有下滑的趋势，最大静摩擦力沿筷子向上，小球受力平衡。在竖直方向上有，；解得 =5N。故A正确，BCD错误。

2 【答案】B
【解析】A．n=6与n=1间的能级差大于n=6与n=2间的能级差，则氢原子从 n=6 能级向 n=1 能级跃迁时辐射出的光子频率大于氢原子从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出的光子频率，可知从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出的光不能使金属发生光电效应，故A正确，不符合题意；
B．β衰变的本质是核内中子转化为质子时放出负电子，而不是原子外层失去一个电子，故B错误，符合题意；
C．根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为55-56=-1，质量数为137-137=0，可知x为电子，故C正确，不符合题意；
D．质子和中子结合成一个α粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损；由质能方程可知，释放的能量=()c2；故D正确，不符合题意。

3 【答案】B
【解析】A．从c到d为绝热膨胀，则Q=0，W<0，则内能减小∆U<0，温度降低；从d到a，体积不变，压强减小，则温度降低，则状态c的温度高于a态温度，选项A错误；
B．在a→b过程中为绝热压缩，外界对气体做功W>0，Q=0，则∆U=W，即外界对其做的功全部用于增加内能，选项B正确；
CD．从b→c过程系统从外界吸收热量，从c→d系统对外做功，从d→a系统放出热量，从a→b外界对系统做功，根据p-V图象下面积即为气体做功大小，可知c到d过程气体做功：图象中b→c→d→a围成的图形的面积为气体对外做的功，整个过程气体能内能变为为零，则；即；即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能，故CD错误。

4 【答案】C
【解析】A．将滑片P向a端移动，光电管所加电压为正向电压，光电流增大到饱和光电流后，将不再增大。A错误；
BD．根据光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光电管两端的电压无关。BD错误；
C．将滑片P向b端移动，光电管所加的电压为反向电压，所以光电流会一直减小。C正确。

5 【答案】A
【解析】试探电荷在处的速度最大，说明试探电荷在该处的加速度大小为0，即点电荷和半球壳在此处产生的电场强度大小相等，设半球壳在此处产生的电场强度大小为Eq，有；将半球壳补全，完整球壳在处产生的电场强度大小为，由对称性可知右侧半球壳在处产生的电场强度大小为；左半球壳在处产生的电场强度大小为；处的电场强度大小为；故选A。

6 【答案】B
【解析】因两次经过某点的速率相同，功率相同，由可知牵引力相同；由牛顿第二定律，空载时：；满载时：；联立解得：，故选B.

7 【答案】D
【解析】原线圈两端电压的有效值为
若铁芯没有缺口，根据理想变压器电压关系有
解得副线圈两端电压的有效值为
由于铁芯有缺口，考虑到磁通量实际有损耗，副线圈两端电压的有效值应小于，则副线圈中电流的有效值应小于则副线圈中理想电流表的示数可能是。

8 【答案】AD
【解析】A、在t1~t2时间内，根绝乙图，斜率为磁通量变化率，在变大。则感应电动势E大，感应电流I大，则二次感应的L内的磁场增加，由愣次定律可以确定L必须减小面积以达到阻碍磁通量的增加，故有收缩的趋势，故A正确。
同样在t1~t2这个时间段内，B在减小，根据楞次定律，感应电流I产生的磁场应阻碍原磁场B减小，根据右手螺旋定则，在导线框中产生的感应电流I应为逆时针方向，产生的磁场应为垂直纸面向外。根据上面对A的分析，及楞次定律。L内的磁场应为垂直纸面里，根据右手螺旋定则，电流方向为顺时针。D正确
B、 在t2时刻，根据乙图斜率，磁通量的变化率最大，则感应电流最大。 B错误；
C、 在t1时刻，根据乙图斜率，磁通量的变化率最小，则感应电流最小。C错误。

9 【答案】AC
【解析】A．根据题意可知，“鹊桥”与月球运动的角速度相等，“鹊桥”中继星绕地球转动的半径比月球绕地球转动的半径大，根据线速度可知，“鹊桥”中继星绕地球转动的线速度比月球绕地球转动的线速度大，故A正确；
B．根据向心加速度可知，“鹊桥”中继星绕地球转动的向心加速度比月球绕地球转动的向心加速度大，故B错误；
CD．中继卫星的向心力由月球和地球引力的合力提供，则有对月球而言，则有
两式联立可解得故C正确，D错误。

10 【答案】BC
【解析】A．A.由图知，C与A碰前速度为v1 = 12m/s，碰后速度为v2 = 3m/s，C与A碰撞过程动量守恒，以C的初速度方向为正方向，由动量守恒定律∶mcv1 = （mA ＋ mc）v2，解得∶ mc = 1kg，当C与A速度为0时，弹性势能最大EP=（ma+mc）v22=18J，故A辅错误；
B.由图知，12s末A和C的速度为v3 = -3m/s，4s到12s过程中墙壁对物体B的冲量大小等于弹簧对物体B的冲量大小，也等于弹簧对A和C整体的冲量大小，墙对B的冲量为
I = （mA ＋ mc）v3 -（mA ＋ mc）v2，解得 I = -24N·s，方向向左，故B正确；
C.物块B离开墙壁后，A、B、C三者共速时弹性势能最大Ep= 6J，故C正确；
D.物块B离开墙壁后，系统动量守恒、机械能守恒，物块B的最大速度为4m/s，故D错误。

11 【答案】590.0 30 10 偏高
【解析】(1)[1]由图乙所示电阻箱可知，其示数为
[2][3]根据闭合电路欧姆定律
可得；
解得：，
(2)[4]由题可知，热敏电阻阻值与温度关系：
根据闭合电路欧姆定律得：
解得：
(3)根据：本实验是通过电流大小来显示温度高低，当电源老化，电源电动势不变，电源内阻增大从而导致电流减小，显示的温度比真实值高，因此该温度计所测温度会比实际温度偏高。

12 【答案】64.7cm（64.2-65.2cm均可） B、C、D mA·OP’ = mA·OM + mB·ON
【解析】（1）将l0个点圈在圆内的最小圆的圆心作为平均落点，可由刻度尺测得碰撞后B球的水平射程约为64.7cm．
（2）从同一高度做平抛运动飞行的时间t相同，而水平方向为匀速运动，故水平位移，所以只要测出小球飞行的水平位移，就可以用水平位移代替平抛初速度，亦即碰撞前后的速度，通过计算mA·OP，与mA·OM+mB·ON是否相等，即可以说明两个物体碰撞前后各自的质量与其速度的乘积之和是否相等，故必须测量的是两球的质量和水平射程，即选项BCD是必须进行的测量；
（3）由动量守恒
因运动时间相同，等式两边同时乘以运动时间得
即

13 【答案】（1）3m/s2；2s；（2）1260J；（3）3360J
【解析】（1）设滑雪者受到雪毯的支持力为N，摩擦力为f，由牛顿第二定律有 ①； ②； ③
联立①②③式并代入相关数据可得：a=3m/s2
由运动学公式有： ④
代入相关数据可得：t=2s
（2）滑雪者克服摩擦力所做的功：
（3）此过程雪毯运行的距离为：s=vt=10m
滑雪板与雪毯间的摩擦生热：

14 【答案】（i）1.6×105Pa （ii）8次
【解析】气体发生等容变化，由查理定律可求解足球内部的空气压强；可采用等效法，把足球内的气体还原为p0状态，把此比时气体和要打入的气体为研究对象利用玻意耳定律可求次数。
（i）足球内气体经历等容变化过程p1= 2.0×102pa ，T1 = 273＋ 27K= 300K，T2 = 273+(-33)K= 240K，由查理定律得 = 得P2= 1.6×105pa
（ii）设每次补充的气体体积为V，打气次数为N，足球容积为V2，由玻意耳定律得P2V2+P0NV=P1V2，带入数据，解得N=8。

15 【答案】(1)；(2)，右上方与水平方向成30°；(3)
【解析】(1)加速电场中，由动能定理得
解得
(2)离子在偏转电场中，水平方向上有
竖直方向有；
则合速度为：
设速度与水平方向的夹角为，则：
可知
(3)离子在磁场中做圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得：
根据周期的定义得：。解得：由几何关系得，离子在磁场中运动的圆弧轨迹所对应的圆心角，则离子在磁场中运动的时间：