2021年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試全國卷理科綜合物理押題卷(4)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯2021年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試全國卷理科綜合物理押題卷(4) 2021 年一般高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試全國卷 理科綜合 物理 押題卷(4) (時間：60 分鐘 滿分：110 分) 二、選擇題：本題共 8 小題，每小題 6 分，共 48 分。在每小題給出的四個選項中，第 1418 題只有一項符合題目要求，第 1921 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 0 分。 14.如圖所示，某同學(xué)從距水面肯定高度的平臺上做蹦極運動。彈性繩一端固定在該同學(xué)身上，另一端固定在平臺上。該同學(xué)從靜止開頭豎直跳下，在其到達(dá)水面前速

2、度減為零。運動過程中，彈性繩始終處于彈性限度內(nèi)。忽視空氣阻力，該同學(xué)可視為質(zhì)點。從彈性繩開頭張緊至該同學(xué)第一次到達(dá)最低點的運動過程中，下列說法正確的是( ) A合外力對該同學(xué)始終做正功 B重力對該同學(xué)做正功，其重力勢能增大 C重力的瞬時功領(lǐng)先增大后減小 D繩子拉力的瞬時功領(lǐng)先減小后增大 C 從彈性繩開頭張緊至該同學(xué)第一次到達(dá)最低點的運動過程中，該同學(xué)的速度先增大后減小，由動能定理知，合外力對該同學(xué)先做正功后做負(fù)功，A 錯誤；由 W G mgh 知重力對該同學(xué)做正功，由功能關(guān)系知，該同學(xué)重力勢能減小，B 錯誤；由 P G mgv 知重力的瞬時功領(lǐng)先增大后減小，C 正確；彈性繩開頭張緊時與該同學(xué)在

3、最低點時，繩子拉力的瞬時功率均為零，故繩子拉力的瞬時功領(lǐng)先增大后減小，D 錯誤。 15.如圖所示，邊長為 L、質(zhì)量為 m 的等邊三角形導(dǎo)線框用絕緣細(xì)線懸掛于天花板，導(dǎo)線框中通一逆時針方向的電流。圖中虛線過 ab 邊中點和 ac 邊中點，在虛線的下方有一垂直于導(dǎo)線框所在平面對外的勻強磁場，其磁感應(yīng)強度大小為 B。此時導(dǎo)線框處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線中的拉力大小為 F 1 ；保持其他條件不變，現(xiàn)將虛線下方的磁場移至虛線上方，細(xì)線中拉力大小變?yōu)?F 2 。導(dǎo)線框中的電流大小為 ( ) A. F1 F 2BL B. F2 F 1BL C. 2F1 F 2BL D. 2F2 F 1BL A 磁場在虛線下方時，依

4、據(jù)左手定則，各邊受到安培力如圖所示，結(jié)合矢量合成法則得 F 安 1 BIL212 BILsin 3012BIL，方向豎直向下，依據(jù)平衡條件有 F 1 mg 12 BIL；磁場移到虛線上方后，線框處于勻強磁場中，則 ab 邊和 ac 邊受到的安培力大小相等，bc 邊不受安培力，因此安培力的合力為 F 安 2 212 BILsin 3012 BIL，方向豎直向上，則有 F 2 mg 12 BIL，則 IF 1 F 2BL，A 正確。 16.如圖所示是氫原子能級圖，大量處于 n4 激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，可以輻射出若干不同頻率的光子，其中兩種頻率最高的光子能使某種金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，由高能級向

5、 n2 能級躍遷時釋放的光子屬于巴耳末系。則以下說法正確的是( ) A大量處于 n4 激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷產(chǎn)生的光子不屬于巴耳末系的有 3 種 B該金屬的截止頻率大于 12.09 eVh C巴耳末系的光子可使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng) D使 n4 能級的氫原子電離至少要 0.85 eV 的能量 D 大量處于 n4 激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，可以輻射出 6 種不同 頻率的光子，從 n4 躍遷到 n2 和從 n3 躍遷到 n2 輻射的光子屬于巴耳末系，故 A 錯誤；使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)的兩種光子中，能量較小的是從 n3躍遷到 n1 輻射的光子，故該金屬的截止頻率小于 12.09 eVh，故 B 錯誤

6、；能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)的光子的能量應(yīng)大于等于 12.09 eV，而巴耳末系光子能量的最大值為 3.4 eV，所以巴耳末系的光子不能使該金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，故 C 錯誤；n4 能級的氫原子具有的能量為0.85 eV，故要使其發(fā)生電離能量變?yōu)?0，至少需要 0.85 eV 的能量，故 D 正確。 17.在某一粗糙的水平面上，一質(zhì)量為 2 kg 的物體在水平恒定拉力的作用下做勻速直線運動，當(dāng)運動一段時間后，拉力漸漸減小，且當(dāng)拉力減小到零時，物體剛好停止運動，圖中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖象。已知重力加速度 g10 m/s 2 。依據(jù)以上信息不能精確得出或估算得出的物理量有( ) A物體與水平面

7、間的動摩擦因數(shù) B合外力對物體所做的功 C物體做勻速運動時的速度 D物體運動的時間 D 物體做勻速直線運動時，拉力 F 與滑動摩擦力 f 大小相等，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為 Fmg 0.35，A 項能得出；減速過程中，由動能定理得 W FW f 0 12 mv2 ，依據(jù) F-x 圖象中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積可以估算力 F 做的功W F ，而 W f mgx，由此可求得合外力對物體所做的功及物體做勻速運動時的速度 v，B、C 項能得出；由于物體做變加速運動，所以運動時間無法求出，D 項不能得出。 18.如圖所示，電路中 a、b 端接有電壓有效值為 U 的溝通電，變壓器為抱負(fù)變壓器，各電阻的阻

8、值相等，電流表為抱負(fù)溝通電表。開關(guān) S 斷開時，電流表讀 數(shù)為 I 1 ，開關(guān) S 閉合時，電流表讀數(shù)為 I 1 ，變壓器原、副線圈匝數(shù)的比值為 2。則 I 1 、I 1 的比值 k 為( ) A. 35 B.53 C.23 D.32 A 抱負(fù)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比 n 1 n 2 21，當(dāng)開關(guān) S 斷開時，副線圈兩端電壓為 U 2 UI1 R2，I 2 UI1 R2R，又 I 1 n 1 I 2 n 2 ，可解得 I 1 U5R ；同理，可解得當(dāng)開關(guān) S 閉合時，I 1 U3R 。所以 kI 1I 1 35 ，A 正確。 19.如圖所示，在豎直方向上固定了兩個等量的同種點電荷Q，相距為 l

9、，在兩電荷連線的中點 O 所在的水平線上，對稱固定放置了一長為 2d 的絕緣細(xì)管，有一帶電荷量為q、質(zhì)量為 m 的小球以初速度 v 從細(xì)管的左端管口射入，恰好在細(xì)管的最右端停止運動。重力加速度為 g，靜電力常量為 k，則( ) A小球在運動過程中，受到的摩擦力先增大后減小 B小球加速度的大小肯定是先增大、后減小 C小球克服摩擦力所做的功為 12 mv2 D在運動過程中小球的電勢能先增大后減小 CD 小球在細(xì)管中運動時，豎直方向上只受重力與管對它的支持力，所以小球所受的滑動摩擦力不變，A 錯誤；在細(xì)管左右兩邊，電場強度各有一個最大值，假如左邊電場強度最大值的位置在小球動身點的右邊，則小球加速度先

10、增大后減小，再增大，再減小，B 錯誤；由于對稱性，小球在細(xì)管的左右兩端點的電勢能相等，所以克服摩擦力做的功等于初動能，C 正確；小球在 O 點的左側(cè)運動時克服電場力做功，電勢能增大，在 O 點右側(cè)運動時，電場力做正功，電勢能減小，D 正確。 20.如圖所示，一輛質(zhì)量 M3 kg 的小車 A 靜止在光滑的水平面上，小車 A上有一質(zhì)量 m1 kg 的光滑小球 B，將一左端固定于小車 A 上的輕質(zhì)彈簧壓縮并鎖定，此時彈簧的彈性勢能 E p 6 J，小球與小車右壁距離為 l，解除鎖定，小球脫離彈簧后與小車右壁的油灰阻擋層(忽視其厚度)碰撞并被粘住，下列說法正確的是( ) A遇到油灰阻擋層前 A 與 B

11、 的動量相同，動能不同 B小球脫離彈簧時 A 的速度大小為 1 m/s C小球和灰阻碰撞并被粘住，該過程小球受到的沖量大小為 3 Ns D整個過程 B 移動的距離為l4 BC 整個系統(tǒng)水平方向不受外力作用，依據(jù)動量守恒定律知，A、B 兩者動量大小相等，方向相反，故 A、B 的動量不相同，由 pmv，E k 12 pvp 22m 知，A、B 的動能不同，A 錯誤；設(shè)小球脫離彈簧時，小車與小球的速度分別為 v 1 、v 2 ，依據(jù)能量守恒、動量守恒定律得 E p 12 mv21 12 Mv22 ，0mv 1 Mv 2 ，代入數(shù)值解得v 1 3 m/s，v 2 1 m/s，B 正確；小球和油灰阻擋層

12、碰撞后，依據(jù)動量守恒定律可知，小球和小車靜止，小球受到的沖量等于小球動量的變化量，即 I0mv 1 3 Ns，C 正確；設(shè) B 對地向右移動距離為 x，則 A 對地向左移動距離為 lx，依據(jù)動量守恒定律得 0m xt Mlxt，代入數(shù)值解得 x 3l4 ，D 錯誤。 21.如圖所示，在 xOy 坐標(biāo)系的其次、三象限內(nèi)有半圓形有界磁場，磁場方向垂直于坐標(biāo)平面對里，磁場的磁感應(yīng)強度大小為 B，圓心在坐標(biāo)原點 O 處，半徑為 R，一粒子源在坐標(biāo)為(1.5R,0.5R)的 P 點，可以沿 x 軸正方向放射速率在肯定范圍內(nèi)的同種帶負(fù)電的粒子，粒子的質(zhì)量為 m、電荷量為 q，速度最大的粒子剛好不過 y 軸

13、，速度最小的粒子剛好不過 x 軸，不計粒子的重力及粒子間的相互作用，則下列推斷正確的是( ) A粒子的最大速度大小為 RqB2m B粒子的最小速度大小為 RqB4m C經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)的偏向角為 180的粒子的速度大小為 RqB3m D速度最大的粒子在磁場中的運動時間比速度最小的粒子在磁場中的運動時間短 BD 由幾何關(guān)系可知，粒子在磁場中做圓周運動的最大半徑 r m R 2 è çæø÷ö12 R232R，由牛頓其次定律可知，qv m Bm v2mr m ，求得 v m 3RqB2m，A 錯誤；由幾何關(guān)系知，粒子在磁場中做圓周運動的最小半徑

14、 r min R4 ，同理可得到最小速度 v min RqB4m，B 正確；偏向角為 180的粒子在磁場中做圓周運動的半徑 r12 R，可得該粒子的速度大小 vRqB2m，C 錯誤；由分析可知，速度最小的粒子在磁場中運動的軌跡圓弧所對的圓心角大于 180，而速度最大的粒子在磁場中運動的軌跡圓弧所對的圓心角小于 180，由周期 T 2mqB可知，粒子在磁場中做圓周運動的周期相同，由 t2 T 可知，速度最大的粒子在磁場中的運動時間比速度最小的粒子在磁場中的運動時間短，D 正確。 甲 乙 三、非選擇題：共 62 分。第 2225 題為必考題，每個試題考生都必需作答。第 3334 題為選考題，考生依

15、據(jù)要求作答。 (一)必考題：共 47 分。 22(6 分)某同學(xué)利用拉力傳感器來驗證力的平行四邊形定則，試驗裝置如圖甲所示。在貼有白紙的豎直板上，有一水平細(xì)桿 MN，細(xì)桿上安裝有兩個可沿細(xì)桿移動的拉力傳感器 A、B，傳感器與計算機相連接。兩條不行伸長的輕質(zhì)細(xì)繩AC、BC(ACgt;BC)的一端結(jié)于 C 點，另一端分別與傳感器 A、B 相連。結(jié)點 C 下方用輕細(xì)繩懸掛重力為 G 的鉤碼 D。試驗時，先將拉力傳感器 A、B 靠在一起，然后不斷緩慢增大兩個傳感器 A、B 間的距離 d，傳感器將記錄的 AC、BC 繩的張力數(shù)據(jù)傳輸給計算機進(jìn)行處理，得到如圖乙所示張力 F 隨距離 d 的變化圖線。A、B

16、 間的距離每增加 0.2 m，就在豎直板的白紙上記錄一次 A、B、C 點的位置。則在本次試驗中，所用鉤碼的重力 G_N；當(dāng) A、B 間距離為 1.00 m 時，AC 繩的張力大小 F A _N；試驗中記錄 A、B、C 點位置的目的是_。 甲 乙 解析 依據(jù)題意，由于 ACgt;BC，所以剛開頭分開的時候，只有 BC 繩有拉力，而且其拉力大小等于物體的重力，由圖乙知 G30 N，由圖分析可以知道圖線為 AC 繩拉力的圖象，則當(dāng) A、B 間距離為 1.00 m 時，AC 繩的張力大小 F A18 N；試驗中記錄 A、B、C 點位置的目的是記錄 AC、BC 繩的張力的方向，從而便于畫出平行四邊形。

17、答案 30(2 分) 18(2 分) 記錄 AC、BC 繩張力的方向(2 分) 23(9 分)(2021重慶三診)為了測某電源的電動勢和內(nèi)阻，試驗室供應(yīng)了如下器材：電阻箱 R，定值電阻 R 0 、兩個電流表 A 1 、A 2 ，開關(guān) K 1 ，單刀雙擲開關(guān) K 2 待測電源，導(dǎo)線若干。試驗小組成員設(shè)計如圖甲所示的電路圖。 甲 乙 (1)閉合開關(guān) K 1 ，斷開單刀雙擲開關(guān) K 2 ，調(diào)整電阻箱的阻值為 R 1 ，讀出電流表 A 2 的示數(shù) I 0 ；然后將單刀雙擲開關(guān) K 2 接通 1，調(diào)整電阻箱的阻值為 R 2 ，使電流表 A 2 的示數(shù)仍為 I 0 ，則電流表 A 1 的內(nèi)阻為_。 (2)

18、將單刀雙擲開關(guān) K 2 接通 2，多次調(diào)整電阻箱的阻值，記錄每次調(diào)整后的電阻箱的阻值 R 及電流表 A 1 的示數(shù) I，該同學(xué)準(zhǔn)備用圖象處理數(shù)據(jù)，以電阻箱的阻值 R 為縱軸，為了直觀得到電流 I 與 R 的圖象關(guān)系，則橫軸 x 應(yīng)取_。 AI BI 2 CI 1 D. I (3)依據(jù)(2)選取的 x 軸，作出 R-x 圖象如圖乙所示，則電源的電動勢 E_，內(nèi)阻 r_。(用 R 1 、R 2 、R 0 及圖象中的 a、b 表示) 解析 (1)由題意可知，電路中的電流保持不變，由閉合電路歐姆定律可知，電路總電阻不變，則電流表 A 1 內(nèi)阻等于兩種狀況下電阻箱的阻值之差，即 R A1 R 2 R 1

19、 。 (2)單刀雙擲開關(guān) K 2 接通 2 時，依據(jù)歐姆定律可得 EI(rR 0 RR A1 )，整理得 R EI (rR 0 R A1 )，為得到直線圖線，應(yīng)作 R1I 圖象，故 C 項正確。 (3)由 R 1I 圖象結(jié)合 REI (rR 0 R A1 )可得，圖象斜率 k0ab0E，圖象縱截距a(rR 0 R A1 )，解得電源的電動勢 E ab ，內(nèi)阻 ra(R 0 R A1 )aR 0 (R 2 R 1 )。 答案 (1)R 2 R 1 (2 分) (2)C(3 分) (3) ab (2 分) aR 0 (R 2 R 1 )(2 分) 24(14 分)如圖甲所示，水平傳送帶兩端 A、B 間的距離為 L2.0 m，右端有一平板車靜止在光滑水平地面上。一個質(zhì)量為 m0.1 kg 的小物塊以肯定的初 速度從 A 端滑上傳送