2021年高考物理真題試卷

2021年高考物理真題試卷2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第1頁。2021年高考物理真題試卷（全國甲卷）2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第1頁。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(gè)選項(xiàng)中，第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6～8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)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(tái)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(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角θ可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)間t與夾角θ的大小有關(guān)。若由30°逐漸增大至60°，物塊的下滑時(shí)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(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式應(yīng)用【解析】【解答】設(shè)PQ的水平距離為L，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知可得可知時(shí)，t有最小值，故當(dāng)從由30°逐漸增大至60°時(shí)下滑時(shí)間t先減小后增大。故答案為：D。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第2頁。

【分析】當(dāng)斜面夾角一定時(shí)，物塊在斜面做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，利用勻變速運(yùn)動(dòng)的位移公式可以求出時(shí)間最短的夾角，進(jìn)而判別下滑時(shí)間的大小變化。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第2頁。2.“旋轉(zhuǎn)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(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會(huì)交替出現(xiàn)。拉動(dòng)多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s，此時(shí)紐扣上距離中心1cm處的點(diǎn)向心加速度大小約為（）A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s2【答案】C【考點(diǎn)】向心加速度【解析】【解答】紐扣在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中由向心加速度故答案為：C。

【分析】已知轉(zhuǎn)速可以求出紐扣其角速度的大小，結(jié)合向心加速度的表達(dá)式可以求出向心加速度的大小。3.兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與在一條直線上，與OF在一條直線上，兩導(dǎo)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(dǎo)線通過電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為（）2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第3頁。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第3頁。A.B、0B.0、2BC.2B、2BD.B、B【答案】B【考點(diǎn)】平行四邊形定則，安培定則【解析】【解答】兩直角導(dǎo)線可以等效為如圖所示的兩直導(dǎo)線，由安培定則可知，兩直導(dǎo)線分別在M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铩⒋怪奔埫嫦蛲?，故M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零；兩直導(dǎo)線在N處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向均垂直紙面向里，故M處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B；綜上分析B符合題意。故答案為：B。

【分析】利用安培定則可以判別導(dǎo)線周圍磁感線的方向，結(jié)合平行四邊形定則可以求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。4.如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列、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(gè)數(shù)為（）2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第4頁。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第4頁。A.6B.8C.10D.14【答案】A【考點(diǎn)】核反應(yīng)方程【解析】【解答】由圖分析可知，核反應(yīng)方程為設(shè)經(jīng)過次衰變，次衰變。由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得；解得，故放出6個(gè)電子。故答案為：A。

【分析】利用質(zhì)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(gè)數(shù)。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第5頁。5.2021年2月，執(zhí)行我國火星探測(cè)任務(wù)的“天問一號(hào)”探測(cè)器在成功實(shí)施三次近火制動(dòng)后，進(jìn)入運(yùn)行周期約為1.8×105s的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為2.8×105m。已知火星半徑約為3.4×106m，火星表面處自由落體的加速度大小約為3.7m/s2，則“天問一號(hào)”的停泊軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離約為（）2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第5頁。A.6×105mB.6×106mC.6×107mD.6×108m【答案】C【考點(diǎn)】萬有引力定律及其應(yīng)用【解析】【解答】忽略火星自轉(zhuǎn)則①可知設(shè)與為1.8×105s的橢圓形停泊軌道周期相同的圓形軌道半徑為，由萬引力提供向心力可知②設(shè)近火點(diǎn)到火星中心為③設(shè)遠(yuǎn)火點(diǎn)到火星中心為④由開普勒第三定律可知⑤由以上分析可得故答案為：C。

【分析】利用引力形成重力可以求出火星半徑的大?。辉倮靡μ峁┫蛐牧Y(jié)合周期的2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第6頁。大小可以求出火星在停泊軌道的半長軸大小，結(jié)合幾何關(guān)系可以求出天問一號(hào)停泊固定與火星表面最遠(yuǎn)的距離。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第6頁。6.某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn)，則（）

A.一正電荷從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功

B.一電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為4eV

C.b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面，方向向右

D.a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大【答案】B,D【考點(diǎn)】電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)線【解析】【解答】A．由圖象可知φb=φe則正電荷從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，A不符合題意；B．由圖象可知φa=3V，φd=7V根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化關(guān)系有Wad=Epa-Epd=(φa-φd)×(-e)=4eVB符合題意；C．沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低，則b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)方向向左，C不符合題意；D．由于電場(chǎng)線與等勢(shì)面處處垂直，則可畫出電場(chǎng)線分布如下圖所示2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第7頁。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第7頁。由上圖可看出，b點(diǎn)電場(chǎng)線最密集，則b點(diǎn)處的場(chǎng)強(qiáng)最大，D符合題意。故答案為：BD。

【分析】由于be兩點(diǎn)電勢(shì)相等，所以正電荷從b點(diǎn)到e點(diǎn)的過程其電場(chǎng)力不做功；利用電勢(shì)差可以求出電場(chǎng)力做功的大小；利用電勢(shì)降低的方向可以判別場(chǎng)強(qiáng)的方向；利用電場(chǎng)線的疏密可以比較電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。7.一質(zhì)量為m的物體自傾角為的固定斜面底端沿斜面向上滑動(dòng)。該物體開始滑動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為，向上滑動(dòng)一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能為。已知，重力加速度大小為g。則（）A.物體向上滑動(dòng)的距離為

B.物體向下滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為

C.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于0.5

D.物體向上滑動(dòng)所用的時(shí)間比向下滑動(dòng)的時(shí)間長【答案】B,C【考點(diǎn)】動(dòng)能定理的綜合應(yīng)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(dòng)能定理有2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第8頁。物體從斜面底端到斜面頂端根據(jù)動(dòng)能定理有2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第8頁。整理得；A不符合題意，C符合題意；B．物體向下滑動(dòng)時(shí)的根據(jù)牛頓第二定律有求解得出B符合題意；D．物體向上滑動(dòng)時(shí)的根據(jù)牛頓第二定律有物體向下滑動(dòng)時(shí)的根據(jù)牛頓第二定律有由上式可知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)公式則可得出D不符合題意。故答案為：BC。

【分析】利用物體從斜面底端到頂端的動(dòng)能定理結(jié)合全程的動(dòng)能定理可以求出物體上滑的2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第9頁。距離及與斜面之間的動(dòng)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(jié)合位移公式可以比較運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第9頁。8.由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個(gè)正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)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(nèi)從同一高度同時(shí)由靜止開始下落，一段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的上邊界水平，如圖所示。不計(jì)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(jìn)入磁場(chǎng)后且上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，可能出現(xiàn)的是（）

A.甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)

B.甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)

C.甲加速運(yùn)動(dòng)，乙減速運(yùn)動(dòng)

D.甲減速運(yùn)動(dòng)，乙加速運(yùn)動(dòng)【答案】A,B【考點(diǎn)】電磁感應(yīng)中切割類問題【解析】【解答】設(shè)線圈到磁場(chǎng)的高度為h，線圈的邊長為l，則線圈下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為兩線圈材料相等（設(shè)密度為），質(zhì)量相同（設(shè)為），則設(shè)材料的電阻率為，則線圈電阻2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第10頁。感應(yīng)電流為2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第10頁。安培力為由牛頓第二定律有聯(lián)立解得加速度和線圈的匝數(shù)、橫截面積無關(guān)，則甲和乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，具有相同的加速度。當(dāng)時(shí)，甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)，甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)都勻速。故答案為：AB。

【分析】利用動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式結(jié)合歐姆定律可以求出感應(yīng)電流的表達(dá)式，結(jié)合牛頓第二定律可以判別其線圈加速度的表達(dá)式，進(jìn)而判別與匝數(shù)、橫截面積的大小無關(guān)。二、非選擇題（共4題；共47分）9.為測(cè)量小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放在水平桌面上，形成一傾角為的斜面（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(xué)用手機(jī)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(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔（每個(gè)時(shí)間間隔?T=0.20s）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離si（i=1，2，3，4，5），如下表所示。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第11頁。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第11頁。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(dòng)摩擦因數(shù)為________。（結(jié)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(diǎn)】動(dòng)摩擦因數(shù)【解析】【解答】根據(jù)逐差法有代入數(shù)據(jù)可得小銅塊沿斜面下滑的加速度大小對(duì)小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得

【分析】利用逐差法可以求出加速度的大小，結(jié)合牛頓第二定律可以求出動(dòng)摩擦因數(shù)的大小。10.某同學(xué)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(nèi)阻300）2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第12頁。電流表（量程300mA，內(nèi)阻0.27）2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第12頁。定值電阻R0滑動(dòng)變阻器R1（阻值0-20）電阻箱R2（最大阻值9999.9）電源E（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)）開關(guān)S、導(dǎo)線若干。完成下列填空：（1）有3個(gè)阻值分別為10Ω、20Ω、30Ω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(yīng)選取阻值為________Ω的定值電阻；（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的________（填“a”或“b”）端；（3）在流過電流表的電流較小時(shí)，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I，結(jié)果如圖（b）所示。當(dāng)流過電流表的電流為10mA時(shí)，小燈泡的電阻為________Ω（保留1位有效數(shù)字）；2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第13頁。

2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第13頁。（4）為使得電壓表滿量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V，該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知，應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為________Ω。然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，測(cè)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(xué)觀測(cè)到小燈泡剛開始發(fā)光時(shí)流過電流表的電流為160mA，可得此時(shí)小燈泡電功率W1=________W（保留2位有效數(shù)字）；當(dāng)流過電流表的電流為300mA時(shí)，小燈泡的電功率為W2，則=________（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(diǎn)】描繪小電珠的伏安特性曲線2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第14頁。【解析】【解答】（1）因?yàn)樾襞蓊~定電壓2.5V，電動(dòng)勢(shì)6V，則滑動(dòng)滑動(dòng)變阻器時(shí)，為了保證電路安全，需要定值電阻分擔(dān)的電壓2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第14頁。則有則需要描繪小燈泡在0~300mA的伏安特性曲線，即R0應(yīng)選取阻值為10Ω；（2）為了保護(hù)電路，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的a端；（3）由圖可知當(dāng)流過電流表的電流為10mA時(shí)，電壓為7mV，則小燈泡的電阻為（4）由題知電壓表滿量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V時(shí)，有解得（5）由圖（b）和表格可知流過小燈泡電流增加，圖像中變大，則燈絲的電阻增大；（6）根據(jù)表格可知當(dāng)電流為160mA時(shí)，電壓表的示數(shù)為46mA，根據(jù)（4）的分析可知此時(shí)小燈泡兩端電壓為0.46A，則此時(shí)小燈泡電功率W1=0.46V×0.16A≈0.074W同理可知當(dāng)流過電流表的電流為300mA時(shí)，小燈泡兩端電壓為2.5V，此時(shí)小燈泡電功率W2=2.5V×0.3A=0.75W故有【分析】（1）已知小燈泡的額定電壓，結(jié)合電動(dòng)勢(shì)的大小可以判別定值電阻需要分擔(dān)的電壓，結(jié)合歐姆定律可以求出定值電阻的大?。?/p>

（2）為了保護(hù)電路其滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)該打在a端；

2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第15頁。（3）利用圖像可以得出燈泡的電壓和電流，結(jié)合歐姆定律可以求出燈泡電阻的大??；

（4）利用電壓表滿偏時(shí)燈泡兩端的電壓為3V，結(jié)合歐姆定律可以求出其R2的大小；

（5）利用圖像坐標(biāo)和原點(diǎn)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?。焕霉β实拇笮】梢郧蟪龉β实谋戎?。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第15頁。11.如圖，一傾角為的光滑斜面上有50個(gè)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(yuǎn)小于d；一質(zhì)量為m的無動(dòng)力小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距第一個(gè)減速帶L處由靜止釋放。已知小車通過減速帶損失的機(jī)械能與到達(dá)減速帶時(shí)的速度有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個(gè)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(gè)減速帶后立刻進(jìn)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(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g。（1）求小車通過第30個(gè)減速帶后，經(jīng)過每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能；（2）求小車通過前30個(gè)減速帶的過程中在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能；（3）若小車在前30個(gè)減速帶上平均每一個(gè)損失的機(jī)械能大于之后每一個(gè)減速帶上損失的機(jī)械能，則L應(yīng)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(shí)根據(jù)牛頓第二定律有設(shè)小車通過第30個(gè)減速帶后速度為v1，到達(dá)第31個(gè)減速帶時(shí)的速度為v2，則有2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第16頁。因?yàn)樾≤囃ㄟ^第30個(gè)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速度與到達(dá)下一個(gè)減速帶均為v1和v2；經(jīng)過每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能為2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第16頁。聯(lián)立以上各式解得

（2）解：由（1）知小車通過第50個(gè)減速帶后的速度為v1，則在水平地面上根據(jù)動(dòng)能定理有從小車開始下滑到通過第30個(gè)減速帶，根據(jù)動(dòng)能定理有聯(lián)立解得故在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能為

（3）解：由題意可知可得【考點(diǎn)】動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用，牛頓第二定律【解析】【分析】（1）小車在光滑下面上滑行時(shí)，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(gè)減速帶的速度及剛到達(dá)第31個(gè)減速帶的速度大小，結(jié)合動(dòng)能的變化可以求出損失的機(jī)械能大?。?/p>

（2）小車經(jīng)過減速帶后在水平面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，利用動(dòng)能定理可以求出經(jīng)過減速帶2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第17頁。的速度大小；結(jié)合全程的動(dòng)能定理可以求出總損失是機(jī)械能大小，除以減速帶的個(gè)數(shù)可以求出平均損失的機(jī)械能大?。?021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第17頁。（3）已知全程的損失的平均機(jī)械能和在之后損失的機(jī)械能的表達(dá)式，利用兩者的大小關(guān)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(duì)放置，間距也為l，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(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E；兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m，電荷量為q（q>0）的粒子自電場(chǎng)中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射，恰好從P點(diǎn)處射入磁場(chǎng)，從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與PQ的夾角為60°，不計(jì)重力。（1）求粒子發(fā)射位置到P點(diǎn)的距離；（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍；（3）若粒子正好從QN的中點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求粒子在磁場(chǎng)中的軌跡與擋板MN的最近距離。【答案】（1）解：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知①②粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與PQ的夾角為60°，有③粒子發(fā)射位置到P點(diǎn)的距離④2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第18頁。由①②③④式得⑤2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第18頁。

（2）解：帶電粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)在速度⑥帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)兩個(gè)臨界軌跡（分別從Q、N點(diǎn)射出）如圖所示由幾何關(guān)系可知，最小半徑⑦最大半徑⑧帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，由向心力公式可知⑨由⑥⑦⑧⑨解得，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍

（3）解：若粒子正好從QN的中點(diǎn)射出磁場(chǎng)時(shí)，帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。由幾何關(guān)系可知⑩2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第19頁。帶電粒子的運(yùn)動(dòng)半徑為?2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第19頁。粒子在磁場(chǎng)中的軌跡與擋板MN的最近距離?由⑩??式解得?【考點(diǎn)】電荷在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)【解析】【分析】（1）已知粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，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(jié)合速度公式可以求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，再利用類平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式可以求出分運(yùn)動(dòng)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(dá)P點(diǎn)距離的大??；

（2）粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，畫出粒子在QN之間恰好離開磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用幾何關(guān)系可以求出軌道半徑的大小，結(jié)合牛頓第二定律可以求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小范圍；

（3）畫出粒子正好從QN中點(diǎn)離開磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，利用幾何關(guān)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(chǎng)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）13.（1）如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)不同過程，分別由體積-溫度（V-t）圖上的兩條直線I和Ⅱ表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；t0為它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0是它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0=-273.15℃；a、b為直線I上的一2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第20頁。點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)之比=________；氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比=________。2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第20頁。（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(shí)，A、B的體積均為V，壓強(qiáng)均等于大氣壓p0，隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過0.5p0時(shí)隔板就會(huì)滑動(dòng)，否則隔板停止運(yùn)動(dòng)。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動(dòng)活塞，使B的體積減小為。（i）求A的體積和B的壓強(qiáng)；（ⅱ）再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時(shí)A的體積和B的壓強(qiáng)。【答案】（1）1；

（2）解：（i）對(duì)B氣體分析，等溫變化，根據(jù)波意耳定律有解得2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第21頁。對(duì)A氣體分析，根據(jù)波意耳定律有，2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第21頁。聯(lián)立解得（ⅱ）再使活塞向左緩慢回到初始位置，假設(shè)隔板不動(dòng)，則A的體積為，由波意耳定律可得則A此情況下的壓強(qiáng)為則隔板一定會(huì)向左運(yùn)動(dòng)，設(shè)穩(wěn)定后氣體A的體積為、壓強(qiáng)為，氣體B的體積為、壓強(qiáng)為，根據(jù)等溫變化有，，聯(lián)立解得（舍去），【考點(diǎn)】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2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第22頁。整理得2021年高考物理真題試卷全文共24頁，當(dāng)前為第22頁。由于體積-溫度（V-t）圖像可知，直線I為等壓線，則a、b兩點(diǎn)壓強(qiáng)相等，則有設(shè)時(shí)，當(dāng)氣體體積為其壓強(qiáng)為，當(dāng)氣體體積為其壓強(qiáng)為，根據(jù)等溫變化，則有由于直線I和Ⅱ各為兩條等壓線，則有，聯(lián)立解得【分析】（1）利用圖像斜率的大小可以判別壓強(qiáng)的大小；利用等壓變化可以求出b和c狀態(tài)的壓強(qiáng)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(qiáng)，利用B氣體的壓強(qiáng)可以求出A氣體壓強(qiáng)的大小，結(jié)合A的等溫變化可以求出A的體積大?。患僭O(shè)隔板不動(dòng)，利用等溫變化可以求出A的壓強(qiáng)進(jìn)而判別隔板