2021年高考物理真題試卷

2021年高考物理真題試卷（全國甲卷）一、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1?5題只有一項符合題目要求，第6?8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。（共8題；共48分）1.如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調節(jié)，使得平板與底座之間的夾角e可變。將小物塊由平板與豎直桿交點Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點滑至P點所用的時間t與夾角e的大小有關。若由30°逐漸增大至60°,物塊的下滑時間t將（）A.逐漸增大B.逐漸減小C.先增大后減小D.先減小后增大【答案】D【考點】勻變速直線運動基本公式應用【解析】【解答】設PQ的水平距離為L,由運動學公式可知二一二￡ysin日產CDS92J可得F=忐^可知時，t有最小值，故當從由30。逐漸增大至60。時下滑時間t先減小后增大。故答案為：D?！痉治觥慨斝泵鎶A角一定時，物塊在斜面做勻變速直線運動，利用勻變速運動的位移公式可以求出時間最短的夾角，進而判別下滑時間的大小變化。.“旋轉紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細繩擰在一起，然后用力反復拉繩的兩端，紐扣正轉和反轉會交替出現(xiàn)。拉動多次后，紐扣繞其中心【答案】C【考點】向心加速度【解析】【解答】紐扣在轉動過程中如=2屯=100皿血內由向心加速度上二㈤%七lODGm/s2故答案為：C?！痉治觥恳阎D速可以求出紐扣其角速度的大小，結合向心加速度的表達式可以求出向心加速度的大小。.兩足夠長直導線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內，EO與。Q在一條直線上，與OF在一條直線上，兩導線相互絕緣，通有相等的電流I,電流方向如圖所示。若一根無限長直導線通過電流I時，所產生的磁場在距離導線d處的磁感應強度大小為B,則圖中與導線距離均為d的M、N兩點處的磁感應強度大小分別為（）

B、0B、00、2BD.B、BC.2BD.B、B【答案】B【考點】平行四邊形定則，安培定則【解析】【解答】兩直角導線可以等效為如圖所示的兩直導線，由安培定則可知，兩直導線分別在M處的磁感應強度方向為垂直紙面向里、垂直紙面向外，故M處的磁感應強度為零；兩直導線在N處的磁感應強度方向均垂直紙面向里，故M處的磁感應強度為2B；故答案為：B故答案為：B?！痉治觥坷冒才喽▌t可以判別導線周圍磁感線的方向，結合平行四邊形定則可以求出磁感應強度的大小。4.如圖，一個原子核X經圖中所示的一系列底、衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y,在此過程中放射出電子的總個數(shù)為（）A.6B.8C.10D.14【答案】A【考點】核反應方程【解析】【解答】由圖分析可知，核反應方程為弋黑一工捌+嗎H吁》.肚設經過。次衰變，次衰變。由電荷數(shù)與質量數(shù)守恒可得解得,故放出6個電子。故答案為：A?！痉治觥坷觅|量數(shù)和電荷數(shù)守恒可以求出衰變的次數(shù)，利用衰變次數(shù)可以求出放出電子的個數(shù)。5.2021年2月，執(zhí)行我國火星探測任務的“天問一號”探測器在成功實施三次近火制動后，進入運行周期約為1.8x105s的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為2.8x105m。已知火星半徑約為3.4x106m，火星表面處自由落體的加速度大小約為3.7m/s2，貝，天問一號〃的停泊軌道與火星表面的最遠距離約為（）A.6x105mB.6x106mC.6x107mD.6x108m【答案】C【考點】萬有引力定律及其應用【解析】【解答】忽略火星自轉則警=m1①可知GM=g窿設與為1.8X105S的橢圓形停泊軌道周期相同的圓形軌道半徑為丁,由萬引力提供向心力可知②設近火點到火星中心為RH③設遠火點到火星中心為公二R+立④由開普勒第三定律可知攝=￡交⑤由以上分析可得故答案為：C?！痉治觥坷靡π纬芍亓梢郧蟪龌鹦前霃降拇笮。辉倮靡μ峁┫蛐牧Y合周期的大小可以求出火星在停泊軌道的半長軸大小，結合幾何關系可以求出天問一號停泊固定與火星表面最遠的距離。6.某電場的等勢面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場中的5個點，則()一正電荷從b點運動到e點，電場力做正功一電子從a點運動到d點，電場力做功為4eVb點電場強度垂直于該點所在等勢面，方向向右a、b、c、d四個點中，b點的電場強度大小最大【答案】B,D【考點】電場強度和電場線【解析】【解答】A.由圖象可知乞=巾e則正電荷從b點運動到e點，電場力不做功，A不符合題意；B.由圖象可知巾a=3V,“=7V根據(jù)電場力做功與電勢能的變化關系有Wad=Epa-Epd=?-巾d)x(-e)=4eVB符合題意；C.沿電場線方向電勢逐漸降低，則b點處的場強方向向左，C不符合題意;D.由于電場線與等勢面處處垂直，則可畫出電場線分布如下圖所示由上圖可看出，b點電場線最密集，則b點處的場強最大，D符合題意。故答案為：BD。【分析】由于be兩點電勢相等，所以正電荷從b點到e點的過程其電場力不做功；利用電勢差可以求出電場力做功的大??；利用電勢降低的方向可以判別場強的方向；利用電場線的疏密可以比較電場強度的大小。.一質量為m的物體自傾角為立的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動能為，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜面底端時動能為。已知，重力加速度大小為g。則（）A.物體向上滑動的距離為-三-.物體向下滑動時的加速度大小為C.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5D.物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長【答案】B,C【考點】動能定理的綜合應用，牛頓第二定律【解析】【解答】AC.物體從斜面底端回到斜面底端根據(jù)動能定理有……………整理得1=^;A不符合題意，C符合題意；B.物體向下滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有mo■=mgsina硝sstr求解得出口二IB符合題意；D.物體向上滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有血匕二肢敏皿:十期煙￡03。物體向下滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有砒勺二項39gs也由上式可知a上〉a下由于上升過程中的末速度為零，下滑過程中的初速度為零，且走過相同的位移，根據(jù)公式1=拜則可得出匕＜￡下D不符合題意。故答案為：BC?！痉治觥坷梦矬w從斜面底端到頂端的動能定理結合全程的動能定理可以求出物體上滑的距離及與斜面之間的動摩擦因數(shù)大??；利用牛頓第二定律可以求出加速度的大??；利用加速度的比較結合位移公式可以比較運動的時間。8.由相同材料的導線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質量相等，但所用導線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進入一方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示。不計空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進入磁場后且上邊進入磁場前，可能出現(xiàn)的是（）甲□□乙?注一TOC\o"1-5"\h\zX>￡XXXKXXXMXX國XX甲和乙都加速運動甲和乙都減速運動甲加速運動，乙減速運動甲減速運動，乙加速運動【答案】A,B【考點】電磁感應中切割類問題【解析】【解答】設線圈到磁場的高度為h,線圈的邊長為I,則線圈下邊剛進入磁場時，有尸感應電動勢為F=兩線圈材料相等（設密度為Po），質量相同（設為），則設材料的電阻率為P,則線圈電阻1KBtr132自安培力為F=nBll由牛頓第二定律有^9-F=ma聯(lián)立解得工"日_3=4—藕加速度和線圈的匝數(shù)、橫截面積無關，則甲和乙進入磁場時，具有相同的加速度。當含時，甲和乙都加速運動，當時，甲和乙都減速運動，當時都勻速。故答案為：AB。【分析】利用動生電動勢的表達式結合歐姆定律可以求出感應電流的表達式，結合牛頓第二定律可以判別其線圈加速度的表達式，進而判別與匝數(shù)、橫截面積的大小無關。二、非選擇題（共4題；共47分）.為測量小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)，一同學將貼有標尺的瓷磚的一端放在水平桌面上，形成一傾角為立的斜面（已知sin=0.34,cos=0.94）,小銅塊可在斜面上加速下滑，如圖所示。該同學用手機拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得5個連續(xù)相等時間間隔（每個時間間隔AT=0.20s）內小銅塊沿斜面下滑的距離斗（i=l,2,3,4,5）,如下表所示。s1S2S3S4S55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為m/s2，小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)為。（結果均保留2位有效數(shù)字，重力加速度大小取9.80m/s2）【答案】0.43；0.32【考點】動摩擦因數(shù)【解析】【解答】根據(jù)逐差法有二二A二廠代入數(shù)據(jù)可得小銅塊沿斜面下滑的加速度大小二「加二二二對小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有,三二二出：。二二二代入數(shù)據(jù)解得三二二二【分析】利用逐差法可以求出加速度的大小，結合牛頓第二定律可以求出動摩擦因數(shù)的大小。.某同學用圖（a）所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有：小燈泡（額定電壓2.5V，額定電流0.3A）電壓表（量程300mV，內阻300Q）電流表（量程300mA,內阻0.27口）定值電阻R0滑動變阻器,（阻值0-20Q1）電阻箱R2（最大阻值9999.9G）電源E（電動勢6V,內阻不計）開關S、導線若干。完成下列填空：圖⑷（1）有3個阻值分別為10Q、20Q、30Q的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0~300mA的U-I曲線，R0應選取阻值為Q的定值電阻；（2）閉合開關前，滑動變阻器的滑片應置于變阻器的（填，”或“b”）端；（3）在流過電流表的電流較小時，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I，結果如圖（b）所示。當流過電流表的電流為10mA時，小燈泡的電阻為Q（保留1位有效數(shù)字）；

rnTnLLXJiAX圖(b)rnTnLLXJiAX圖(b)*/AnA（4）為使得電壓表滿量程時對應于小燈泡兩端的電壓為3V,該同學經計算知，應將R2的阻值調整為Q。然后調節(jié)滑動變阻器R1，測得數(shù)據(jù)如下表所示：U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0I/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0（5）由圖（b）和上表可知，隨流過小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻（填“增大”“減小”或“不變”）；（6）該同學觀測到小燈泡剛開始發(fā)光時流過電流表的電流為160mA，可得此時小燈泡電功率W1=W（保留2位有效數(shù)字）；當流過電流表的電流為300mA時，小燈泡的電功率為W2，則蔡=（保留至整數(shù)）?！敬鸢浮浚?）10（2）a（3）0.7（4）2700（5）增大（6）0.074；10【考點】描繪小電珠的伏安特性曲線

【解析】【解答】（1）因為小燈泡額定電壓4吊就向滑動滑動變阻器時，為U=6V-2,5\r=3.5￥了保證電路安全，需要定值電阻分擔的電壓則需要描繪小燈泡在0~300mA的伏安特性曲線，即R0應選取阻值為10Q；（2）為了保護電路，滑動變阻器的滑片應置于變阻器的a端;（3）由圖可知當流過電流表的電流為10mA時，電壓為7mV,則小燈泡的電阻為Q=0,7Q(4)由題知電壓表滿量程時對應于小燈泡兩端的電壓為3V時，有(4)解得口解得口=27000(5)(6)由圖（b）和表格可知流過小燈泡電流增加，圖像中(5)(6)根據(jù)表格可知當電流為160mA時，電壓表的示數(shù)為46mA，根據(jù)（4）的分析可知此時小燈泡兩端電壓為0.46A，則此時小燈泡電功率W1=0.46Vx0.16A，0.074W同理可知當流過電流表的電流為300mA時，小燈泡兩端電壓為2.5V，此時小燈泡電功率W2=2.5Vx0.3A=0.75W故有AW川【分析】（1）已知小燈泡的額定電壓，結合電動勢的大小可以判別定值電阻需要分擔的電壓，結合歐姆定律可以求出定值電阻的大??；（2）為了保護電路其滑動變阻器的滑片應該打在a端；(3)利用圖像可以得出燈泡的電壓和電流，結合歐姆定律可以求出燈泡電阻的大?。?4)利用電壓表滿偏時燈泡兩端的電壓為3V,結合歐姆定律可以求出其R2的大?。?5)利用圖像坐標和原點連線的斜率變大可以判別電阻不斷增大；(6)利用圖像電壓和電流可以求出小燈泡電功率的大??；利用功率的大小可以求出功率的比值。1L如圖，一傾角為9的光滑斜面上有50個減速帶(圖中未完全畫出)，相鄰減速帶間的距離均為d,減速帶的寬度遠小于d；一質量為m的無動力小車(可視為質點)從距第一個減速帶L處由靜止釋放。已知小車通過減速帶損失的機械能與到達減速帶時的速度有關。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車通過第50個減速帶后立刻進入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)滑行距離s后停下。已知小車與地面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g。(1)求小車通過第30個減速帶后，經過每一個減速帶時損失的機械能；(2)求小車通過前30個減速帶的過程中在每一個減速帶上平均損失的機械能；(3)若小車在前30個減速帶上平均每一個損失的機械能大于之后每一個減速帶上損失的機械能，則L應滿足什么條件？【答案】(1)解：由題意可知小車在光滑斜面上滑行時根據(jù)牛頓第二定律有sin0=ma設小車通過第30個減速帶后速度為％,到達第31個減速帶時的速度為V2,則有年一廿；二2血因為小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同，故后面過減速帶后的藻庶巴到慶下一小減速帶均為、和v2；經過每一個減速帶時損失的機械能為聯(lián)立以上各式解得砥二阿皮研加（2）解：由（1）知小車通過第50個減速帶后的速度為％,則在水平地面上根據(jù)動能定理有用照￡=0-從小車開始下滑到通過第30個減速帶，根據(jù)動能定理有放4士窕用?！髌付?，聯(lián)立解得二呻（L+2窕姆唯m^s故在每一個減速帶上平均損失的機械能為施'=二三=飛華族封砂b和3口（3）解：由題意可知AE'>AET,U￡可得上>F+蓊【考點】動能定理的綜合應用，牛頓第二定律【解析】【分析】（1）小車在光滑下面上滑行時，利用牛頓第二定律可以求出加速度的大小，利用速度位移公式可以求出小車通過第30個減速帶的速度及剛到達第31個減速帶的速度大小，結合動能的變化可以求出損失的機械能大小；（2）小車經過減速帶后在水平面做勻減速直線運動，利用動能定理可以求出經過減速帶的速度大小；結合全程的動能定理可以求出總損失是機械能大小，除以減速帶的個數(shù)可以求出平均損失的機械能大小；（3）已知全程的損失的平均機械能和在之后損失的機械能的表達式，利用兩者的大小關系可以求出L的大小范圍。12.如圖，長度均為l的兩塊擋板豎直相對放置，間距也為1,兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上，在該水平線的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強電場，電場強度大小為E；兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應強度大小可調節(jié)的勻強磁場。一質量為m，電荷量為q（q>0）的粒子自電場中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射，恰好從P點處射入磁場，從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場，運動過程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場時的速度方向與PQ的夾角為60°，不計重力。（1）求粒子發(fā)射位置到P點的距離；（2）求磁感應強度大小的取值范圍；（3）若粒子正好從QN的中點射出磁場，求粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離?！敬鸢浮浚?）解：帶電粒子在勻強電場中做類平拋運動，由類平拋運動規(guī)律可知九二%七①,集②粒子射入磁場時的速度方向與PQ的夾角為60。，有也咱?！?三=￡③粒子發(fā)射位置到P點的距離5=戶彳④由①②③④式得3=上手⑤□q上（2）解：帶電粒子在磁場運動在速度。二-一第二竽⑥■CD"5DUQ帶電粒子在磁場中運動兩個臨界軌跡（分別從Q、N點射出）如圖所示最大半徑=―=[m3+1)?⑧帶電粒子在磁場中做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，由向心力公式可知昨日=乎⑨由⑥⑦⑧⑨解得，磁感應強度大小的取值范圍誓（3）解：若粒子正好從QN的中點射出磁場時，帶電粒子運動軌跡如圖所示。由幾何關系可知浦口日二看=當⑩帶電粒子的運動半徑為小=_&__?△DfS（3Cr+8}粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離a二（r牌抽匆’+0-n?由⑩??式解得臣="一：：氣?【考點】電荷在電場中的偏轉，帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動【解析】【分析】（1）已知粒子在電場中做類平拋運動，已知末速度的方向，利用速度的分解可以求出豎直方向的分速度大小，結合速度公式可以求出運動的時間，再利用類平拋運動的位移公式可以求出分運動的位移大小，利用位移的合成可以求出粒子發(fā)射位置到達P點距離的大??；（2）粒子在磁場中做勻速圓周運動，畫出粒子在QN之間恰好離開磁場的運動軌跡，利用幾何關系可以求出軌道半徑的大小，結合牛頓第二定律可以求出磁感應強度的大小范圍；（3）畫出粒子正好從QN中點離開磁場的運動軌跡，利用幾何關系可以求出軌道半徑的大小，利用軌道半徑可以求出粒子在磁場中軌跡與擋板MN的最近距離。三、［物理——選修3-3（］共2題；共30分）（1）如圖，一定量的理想氣體經歷的兩個不同過程，分別由體積-溫度（V-t）圖上的兩條直線I和口表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標；t0為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標，t0=-273.15℃；a、b為直線I上的一點。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強之比最=；氣體在狀態(tài)b和c的壓強之比=OJh■r■__Jfm（2）如圖，一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩部分；初始時，A、B的體積均為V,壓強均等于大氣壓P。，隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當隔板兩邊壓強差超過0.5p0時隔板就會滑動，否則隔板停止運動。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動活塞，使B的體積減小為-o活塞隔板（i）求A的體積和B的壓強；（ii）再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時A的體積和B的壓強。I【答案】（1）1；:（2）解：（i）對B氣體分析，等溫變化，根據(jù)波意耳定律有解得西=2而對A氣體分析，根據(jù)波意耳定律有人丁二辦辦，聯(lián)立解得以二口,和（ii）再使活塞向左緩慢回到初始位置，假設隔板不動，則a的體積為rV,由波意耳定律可得則A此情況下的壓強為尸綱二樂一也即Q則隔板一定會向左運動，設穩(wěn)定后氣體A的體積為匕1.、壓強為，氣體B的體積為、壓強為，根據(jù)等溫變化有，%%，聯(lián)立解得麗’=竽/（舍去），搦制書一嗯【考點】氣體的變化圖像P-V圖、P-T圖、V-T圖【解析】【解答】（1）根據(jù)蓋呂薩克定律有高二上整理得7=fcl+273fc由于體積-溫度（V-t）圖像可知，直線I為等壓線，則a、b兩點壓強相等，則有藍=1設￡=0叱時，當氣體體積為其壓強為，當氣體體積為其壓強為，根據(jù)等溫變化，則有由于直線I和口各為兩條等壓線，則有Pi=g，聯(lián)立解得總w【分析】（1）利用圖像斜率的大小可以判別壓強的大??；利用等壓變化可以求出b和c狀態(tài)的壓強之比；（2）由于B氣體出現(xiàn)等溫變化，利用狀態(tài)方程可以求出B氣體的壓強，利用B氣體的壓強可以求出A氣體壓強的大小，結合A的等溫變化可以求出A的體積大??；假設隔板不動，利用等溫變化可以求出A的壓強進而判別隔板一定發(fā)生移動；再利用A和B的等溫變化可以求出B的壓強和A的體積大小。（1）如圖，單色光從折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為5m/s,則該單色光在玻璃板內傳播的速度為m/s；對于所有可能的入射角，該單