2021湖南省高考冲刺压轴卷：物理+答案解析

2020湖南省高考压轴卷

物  理

一、单选题（每题4分，共24分）

1．具有放射性，会发生衰变；俘获中子会发生裂变产生中等质量的原子核，同时放出大量的核能，下列说法正确的是（　　）

A．发生衰变时需要吸收热量

B．能发生衰变说明中有粒子

C．的比结合能比裂变产生的中等质量原子核比结合能小

D．裂变产生的能量即为的结合能

2．2021年1月12日，滑雪战队在崇礼国家越野滑雪中心进行越野滑雪训练。如图所示，整个滑雪轨道在同一竖直平面内，弯曲滑道与倾斜长直滑道平滑衔接，某运动员从高为H的O点由静止滑下，到达A点水平飞出后落到长直滑道上的B点，不计滑动过程的摩擦和空气阻力，设长直滑道足够长，若弯曲滑道的高H加倍，则（　　）

A．运动员在A点水平飞出的速度加倍

B．运动员在A点飞出后在空中运动的时间加倍

C．运动员落到长直滑道上的速度大小不变

D．运动员落到长直滑道上的速度方向不变

3．如图所示，A、B分别为电源E和电阻R的U－I图线，虚线C是过图线A、B交点的曲线B的切线。现将电源E与电阻R及开关、导线组成闭合电路，由图象可知（　　）

A．R的阻值随电压升高而增大，此时的阻值为1Ω

B．此时电阻的热功率为4W

C．电源的效率为50%

D．电源的电动势为3V，内阻为1Ω

4．边长为a的闭合金属正三角形轻质框架，右边竖直且与磁场右边界平行，完全处于垂直于框架平面向里的匀强磁场中。现把框架匀速水平向右拉进磁场，如图所示，则下图四个选项的图像规律与这一过程相符合的是（　　）

A． B． C． D．

5．2020年7月23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭﹐成功从地球飞向了火星，如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道，经变轨调整后，进入着陆准备轨道，已知“天问一号”火星探测器在轨道半径为r的环火星圆轨道上运动时，周期为，在半长轴为a的着陆准备轨道上运动时，周期为，则下列判断正确的是（　　）

A．“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备轨道上运动时满足

B．火星的平均密度一定大于

C．“天问一号”在环火星圆轨道和着陆准备椭圆轨道上运动经过交汇点A时，前者加速度较小

D．“天问一号”在环火星圆轨道上的机械能小于其在着陆准备轨道上的机械能

6．四辆小车从同一地点向同一方向运动的情况分别如下图所示，下列说法正确的是（　　）

A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动

B．这四辆车均从静止开始运动

C．在时间内，丙、丁两车在时刻相距最远

D．在时间内，丙、丁两车间的距离先增大后减小

二、多选题（每题5分，共20分，选对但不全得3分，选错得0分）

7．如图所示，在匀强电场中，有边长为cm的正六边形ABCDEF，其六个顶点均位于同一个圆上，正六边形所在平面与匀强电场的电场线平行，O点为该正六边形的中心，A、B、F三点电势分别为、、，下列说法正确的是（　　）

A．将电子由B点移到A点，电子的电势能增加了3eV

B．电子在A、C两点电势能比较，在A点电势能小于在C点电势能

C．匀强电场的电场强度大小为100V/m，方向由B指向F

D．在正六边形ABCDEF外接圆的圆周上，电势最低点的电势为

8．如图所示，细绳一端与质量为m的小物块A相连，另一端悬挂在以小物A为圆心、半径为绳长的一段圆弧形轨道上的O点（O点位于小物块A的正上方）。置于水平桌面上的小物块B用两端含光滑铰链的无弹性轻杆与小物块A连接，细绳与轻杆长度相同。保持小物块A不动，将细绳上端从O点沿圆弧形轨道慢地移到小物块B的正上方，此时细绳与竖直方向成60°角。已知小物块B的质量为2m，且始终静止在桌面上。细绳、杆、圆弧形轨道均在同一竖直平面内，小物块A、B均可视为质点。重力加速度为g。则（　　）

A．细绳竖直时，小物块B受到水平向右的静摩擦力

B．细绳由初始位置移动到与竖直方向成60°角的过程中绳上的拉力先减小后增大

C．当细绳与竖直方向成60°角时，杆对小物块A作用力的大小为mg

D．当细绳与竖直方向成60°角时，桌面对小物块B的作用力的大小为2.5mg

9．如图所示，两根间距为的光滑平行金属导轨，左侧向上弯曲，右侧水平，水平导轨处在磁感应强度为的竖直向上的匀强磁场中。两根金属棒始终垂直导轨，与导轨接触良好，棒的长度均为、质量均为、阻值均为。金属棒从竖直高度处由静止释放沿导轨下滑。导轨电阻不计，整个过程中金属棒和未相碰，则（　　）

A．释放后金属棒最终停在水平轨道上

B．金属棒刚进入磁场时，金属棒两端电压大小

C．整个过程中流过金属棒的电荷量为

D．整个过程中金属棒产生的焦耳热为

10．如图所示，两小滑块的质量分别为用长为的轻杆通过铰链连接，套在固定的竖直光滑杆上，放在光滑水平地面上，原长为的轻弹簧水平放置，右端与相连，左端固定在竖直杆点上，轻杆与竖直方向夹角由静止释放，下降到最低点时变为，整个运动过程中，始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为。则下降过程中（　　）

A．组成的系统机械能守恒 

B．下降过程中的速度始终比的速度大

C．弹簧弹性势能最大值为 

D．达到最大动能时，受到地面的支持力大小为

三．非选择题，共56分，11-14题为必考题，15-16为选考题

（一）必考题。共43分。

11．很多人都认为“力越小速度就越小”，为了检验这个观点是否正确，某兴趣小组的同学设计了这样的实验方案：在水平桌面上放一木块，木块后端与穿过打点计时器的纸带相连，前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接，细线上不等间距地挂了五个钩码，其中第四个钩码与第五个钩码之间的距离最大。起初木块停在靠近打点计时器的位置，第五个钩码到地面的距离小于木块到定滑轮的距离，如图甲所示。接通打点计时器，木块在钩码的牵引下，由静止开始运动，所有钩码落地后，木块会继续运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图乙是实验得到的第一个钩码落地后的一段纸带，纸带运动方向如箭头所示。（当地重力加速度大小g取9.8m/s2）

(1)根据纸带上提供的数据，可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的______段（用D1，D2，…，D15字母区间表示）；第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做______运动。

(2)根据纸带上提供的数据，还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为______m/s2；木块与桌面间的动摩擦因数为=______。（计算结果保留两位有效数字）

(3)根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是___的。（填“正确”或“错误”）

12．某同学欲测量一阻值大约为10 Ω，粗细均匀的金属线的电阻率。实验桌上除游标卡尺、螺旋测微器、导线和开关外，还有以下器材可供选择:

A．电源E（电动势为6.0 V）

B．电压表V（量程为0~6 V，内阻约为8 kΩ）

C．电流表A1（量程为0~0.6 A，内阻约为0.2 Ω）

D．电流表A2（量程3 A，内阻约0.05 Ω）

E.滑动变阻器R2（最大阻值5 Ω，额定电流2 A）

（1）用游标卡尺测得该材料的长度L如图甲所示，读数L=_____mm;用螺旋测微器测得该材料的直径D如图乙所示，读数D=______mm；

（2）测量导电材料的电阻时，为了便于调节，测量尽可能地准确，实验中所用电流表应选用______ （填所选仪器前的字母符号），选择合适的实验器材，在图丙方框内把实验原理图补充完成，把器材符号标在电路图上；______

（3）设测得导电材料的电阻为R，导电材料的长度为L，导电材料的直径为D，求得导电材料的电阻率为______ （用R、L、D三个物理量表述）。

13．如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，电场强度大小，同时存在着垂直纸面向里的匀强磁场，其方向与电场方向垂直，磁感应强度大小。有一带正电的小球，质量，电荷量，正在图示的竖直面内向某方向做匀速直线运动，取，回答下列问题：

（1）求出小球做匀速直线运动的速度的大小和方向；

（2）当小球经过点时，撤去原匀强电场而改加另一个电场（不计电场变化的影响）使得小球做匀速圆周运动，求此新电场的场强大小和方向及小球经多长时间第一次到达与点相同的高度；

（3）当小球经过点时，撤去原匀强磁场（不计磁场变化的影响），求小球运动到与点等高处时的水平位移。

14．有一倾角为=30°的斜面，其底端固定一挡板M，另有两个木块和B，它们的质量分别为mA =4kg、 mB=6kg，它们与斜面间的动摩擦因数相同。其中木块A连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M相连，如图所示。开始时，木块A静止在P处，弹簧处于自然伸长状态。木块B在Q点以初速度，v0= 10m/s向下运动，P、Q间的距离为L=15m。已知木块B在下滑过程中与木块A相碰后立刻一起向下运动，两木块碰撞时间极短，它们到达一个最低点后又向上运动，木块A 、B一起向上运动恰好能回到P点。已知两个木块A和B与斜面之间的动摩擦因素，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）木块B与A碰前的速度以及与A碰后的共同速度各多大；

（2）整个过程弹簧的最大弹性势能；

（3）若把B木块换成另一个质量未知的C木块，让木块C以不同的初速度下滑后与木块A发生完全非弹性碰撞，要使因碰撞系统损失的机械能刚好是碰前木块C的动能的k倍（k<1），那么木块C的质量取多大。

（二）选考题，共13分，任选一题作答，多做按第一题算分

15（1）．（多选）2020年初，新冠病毒来袭。我国广大医务工作者表现出无私无畏的献身精神，给国人留下了深刻的印象。如图是医务人员为患者输液的示意图，在输液的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．B瓶中的药液先用完

B．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大

C．随着液面下降，B瓶上方的气体体积增加，压强减小

D．只要B瓶中还有液体，滴壶D中的气体压强不变

15（2）．如图所示，开口向上的汽缸C静置于水平桌面上，用一横截面积S=50cm2的轻质活塞封闭了一定质量的理想气体，一轻绳一-端系在活塞上，另一端跨过两个定滑轮连着一劲度系数k=1400N/m的竖直轻弹簧A，A下端系有一质量m=14kg的物块B。开始时，缸内气体的温度t=27°C，活塞到缸底的距离L1=120cm，弹簧恰好处于原长状态。已知外界大气压强恒为p=1.0×105 Pa，取重力加速度g=10 m/s2，不计一切摩擦。现使缸内气体缓慢冷却，求:

(1)当B刚要离开桌面时汽缸内封闭气体的温度

(2)气体的温度降到-93°C时离桌面的高度H

16（1）．（多选）一列简谐横波沿x轴传播，P、Q是平衡位置分别位于和的两个质点，图甲为时刻的波形，图乙为质点Q的振动图像。则下列判断正确的是______

A．波沿x轴负向传播

B．波的传播速度大小为2.5m/s

C．质点P的振动方程为

D．质点P的振动与质点Q的振动总是相反

E.质点Q在任意2s内运动的路程为2m

16（2）．如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方0.9m的高度处，水面与P点登高，浮标Q离P点1.2m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率，求：

①鱼饵灯离水面的深度；

②若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出．

2020湖南省高考压轴卷

物  理

参考答案

1．【答案】C

【解析】发生衰变时会放出热量，A错误；

发生衰变是原子核中两个中子和两个质子组成的一个粒子释放出来即为粒子，原子核中并没有粒子，B错误；

裂变时释放核能，有质量亏损，产生的中等质量原子核的核子平均质量减小，核子的比结合能增大，C正确；

核子结合成原子核或原子核分解成核子吸收的能量为结合能，因此裂变产生的能量并不是的结合能，D错误。

2．【答案】D

【解析】根据可得运动员水平飞出的速度，若H加倍，则水平飞出的速度v变为倍，A错误；

运动员从A点飞出后做平抛运动，；解得，若H加倍，则在空中运动的时间t变为倍，B错误；

运动员落到斜面上的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角正切值的2倍，若H加倍，则运动员落到斜面上的速度方向不变，大小为，不变，若H加倍，则运动员落到斜面上的速度大小变为倍，C错误，D正确。

3．【答案】D

【解析】根据电阻可知其大小等于U−I图线上的点与原点O连线的斜率，可知R随电压的升高而增大，此时电阻值故A错误；

电源的U−I图象纵截距表示电源的电动势，由图读出电源的电动势 E=3V，内阻两图线的交点表示该电源直接与电阻R相连组成闭合电路时工作状态，由图读出：路端电压 U=1V，电流I=2A，电源的输出功率为；则电源的总功率为；此时电源内部消耗的电功率为；电源的效率为；故BC错误，D正确。

4．【答案】B

【解析】如图所示，当框架进入磁场x距离后，线框切割磁感线的有效长度为L，根据几何知识可得；则感应电动势为可知，E随着x的增大而均匀减小，A错误；

感应电流为；可知，I随着x的增大而均匀减小，B正确；

框架受到的安培力为；可知，F与x是非线性关系，C错误；

外力F的功率为；可知是开口向上的抛物线（左支），该图错误，D错误。

5．【答案】B

【解析】由开普勒第三定律；故A错误；

假设“天问一号”在火星表面附近做圆周运动时，周期为，则火星的平均密度可表示为；由可知；故；故B正确；

飞船在环火星圆轨道经过A点和着陆准备椭圆轨道经过A点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故C错误；

“天问一号”由环火星圆轨道变轨到着陆准备轨道，需要在远火点减速，故机械能减小，故D错误。

6．【答案】C

【解析】x－t图象中，位移方向用正负表示，图中甲、乙两个物体的位移一直为正，且不断增加，故甲与乙都是单向的直线运动，故A错误；

x－t图象的斜率表示速度，故乙车做减速直线运动，甲车做匀速直线运动，则甲车和乙车都不是从静止开始运动，故B错误；

由图象与时间轴围成的面积表示位移可知：丙、丁两车在t2时刻面积差最大，所以相距最远，故C正确；

在0～t2时间内，丁的速度大于丙的速度，两车间的距离一直增大，故D错误。

7．【答案】AC

【解析】由于；说明将电子由B点移到A点电势能增加了3eV，A正确；

由于；由得；又得；；故；B错误；

由电场强度与电势差间的关系得；场强方向垂直于AO从B到F，所以C正确；

由上图可知，在正六边形ABCDEF外接圆周上，由电势沿电场线方向降低可知，电势最低点是N点得；所以D错误.

8．【答案】BC

【解析】细绳竖直时，对A分析可知，杆中无弹力，则B物体不受摩擦力作用，故A错误；

杆对A的作用力方向不变，A物体重力大小方向均不变，根据合成可知，当绳拉力与杆垂直时，拉力最小为 ，故绳上的拉力先减小后增大，故B正确；

当细绳与竖直方向成60°角时，细绳上端从O点沿圆弧形轨道慢地移到小物块B的正上方，此时，三个力合成组成等边三角形，杆对小物块A作用力的大小为；故C正确；

当细绳与竖直方向成60°角时，桌面对小物块B的作用力是B的重力和杆对B的作用力的合力，根据余弦定理可知；故D错误；

9．【答案】BD

【解析】释放后金属棒最终与金属棒在水平轨道上，一起做匀速直线运动，A错误；

金属棒刚进入磁场时，根据机械能守恒定律有；根据法科第电磁感应定律有；解得感应电动势为；金属棒两端电压大小为；B正确；

金属棒组成的系统动量守恒，有；整个过程中对金属棒分析，由动量定理有；流过金属棒的电荷量为；联立解得；C错误；

整个过程中金属棒产生的焦耳热为；D正确。

10．【答案】CD

【解析】

对于P、Q组成的系统，由于弹簧对Q要做功，所以系统的机械能不守恒。但对P、Q、弹簧组成的系统，只有重力或弹簧弹力做功，系统的机械能守恒，故A错误；

根据P、Q沿轻杆方向的分速度相等得；可得的速度不会始终比的速度大，故B错误；

根据系统机械能守恒可得；故弹性势能的最大值为；故C正确；

P下降过程中动能达到最大时，P的加速度恰好为0。此时对PQ整体，竖直方向受力平衡，故Q受到地面的支持力大小；故D正确。

11．【答案】    匀速直线    5.0    0.51    错误   

【详解】(1)[1][2]．第五个钩码落地后木块将做减速运动，点迹间距逐渐减小，则可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的；由此也可判断第四个钩码落地后至第五个钩码落地前的一段时间内，纸带上点迹均匀，木块在做匀速直线运动。

(2)[3][4]．由纸带可看出，第五个钩码落地后 根据可得木块运动的加速度大小为；由可得μ=0.51

(3)[5]．根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是错误的。

12．【答案】60.20    0.732（0.731~0.734均可）    C    见解析   

【解析】（1）[1]游标卡尺的固定刻度读数为

[2]根据螺旋测微器读数规则可得

（2）[3][4]待测电阻的最大电流

因此选择电流表选A1，滑动变阻器阻值较小，用分压式接法，待测电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法，电路图如图所示

（3）[5]根据电阻定律解得

13．【答案】（1），方向与水平方向成斜向右上方；（2），方向竖直向上；；（3）

【解析】（1）对小球进行受力分析，如图所示，则；得；方向与水平方向成斜向右上方

（2）换新电场后得；方向竖直向上；由图知

得；得

（3）撤去磁场后，竖直方向匀减速至后，再匀加速下落；；；得

14．【答案】（1）5m/s，；（2） ；（3）

【解析】（1）碰撞前，B做匀加速直线运动；；；A、B碰撞，动量守恒；得

（2）碰撞后，设A、B运动的最大位移为x，返回至P点的过程中，由动能定理得；碰撞后，A、B向下运动至最低点过程中；得

（3）若A、C发生完全非弹性碰撞；；得

15（1）．【答案】BD

【解析】在药液从B瓶中流下时，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶，补充B瓶流失的药液，即B瓶药液液面保持不变，直到A瓶中药液全部流入B瓶，即A瓶药液先用完，故A错误；

A瓶瓶口处压强和大气压强相等，但A瓶中液面下降，由液体产生的压强减小，因此A瓶中气体产生的压强逐渐增大，故B正确；

B瓶管口处的压强始终等于大气压，即；开始时，B瓶液体没有减少，不变，则上方气体压强不变；当A瓶中液体完后，随着B瓶中的液体减少，减小，B瓶上方的气体压强增大，故C错误。

B瓶管口处的压强始终等于大气压，满足；其中为滴壶D中空气上方到B瓶内管口处的液体高度，只要B瓶中还有液体，液体高度不变，滴壶D中的气体压强不变，故D正确。

15（2）．【答案】(1)；(2)

【解析】(1)B刚要离开桌面时弹簧拉力为；解得；由活塞受力平衡得；根据理想气体状态方程有；代入数据解得

(2)当温度降至198K之后，若继续降温，则缸内气体的压强不变，根据盖-吕萨克定律，则有；代入数据解得

16（1）．【答案】BCD

【解析】由图乙可知，时质点Q在平衡位置正沿y轴负方向运动，根据振动与波动关系可知波沿x轴正向传播，A错误；

由图甲知波长为20m，由图乙知周期为8s，则波的传播速度；B正确；

由乙图知，在时刻，质点Q在平衡位置正沿y轴正方向振动，而质点P与质点Q相差半个波长，故此时质点P应在平衡位置正沿y轴负方向振动，因此质点P的振动方程为；C正确；

质点P与质点Q平衡位置相距半个波长，因此这两个质点的振动相反，D正确；

E．质点Q在内运动的路程不能确定，E错误。

16（2）．【答案】①②

【解析】（1）设入射角、折射角分别为i、r，设鱼饵灯离水面的深度为h2．则有：

sini；sinr；根据光的折射定律可知：n；联立并代入数据得：h2＝2.4 m

（2）当鱼饵灯离水面深度为h3时，水面PQ间恰好无光射出，此时鱼饵灯与浮标的连线和竖直方向夹角恰好为临界角C，则有：sinC；由sinC；得：h3 m≈1.60 m