、物理高考試題(寧夏)及解析

2021年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試〔寧夏卷〕理綜綜合能力測(cè)試物理局部二、選擇題：此題共8小題，每題6分，在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，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。14.在力學(xué)理論建立的過程中，有許多偉大的科學(xué)家做出了奉獻(xiàn)。關(guān)于科學(xué)家和他們的奉獻(xiàn)，以下說法正確的選項(xiàng)是A.伽利略發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B.卡文迪許通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量C．牛頓最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D．笛卡爾對(duì)牛頓第一定律的建立做出了奉獻(xiàn)【答案】BD?！窘馕觥啃行沁\(yùn)動(dòng)定律是開普勒發(fā)現(xiàn)的A錯(cuò)誤；B正確；伽利略最早指出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，C錯(cuò)誤；D正確。15.地球和木星繞太陽運(yùn)行的軌道都可以看作是圓形的。木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍，那么木星與地球繞太陽運(yùn)行的線速度之比約為A.0.19B.0.44C.2.3D.5.2【答案】B。【解析】天體的運(yùn)動(dòng)滿足萬有引力充當(dāng)向心力即可知，可見木星與地球繞太陽運(yùn)行的線速度之比，B正確。16.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，利用電磁血流計(jì)來監(jiān)測(cè)通過動(dòng)脈的血流速度。電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的。使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如下圖。由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差。在到達(dá)平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看作是勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零。在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)的距離為3.0mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160μV，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040T。那么血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為A.1.3m/s，a正、b負(fù)B.2.7m/s，a正、C．1.3m/s，a負(fù)、b正D.2.7m/s，a負(fù)、b正【答案】A?！窘馕觥恳罁?jù)左手定那么，正離子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用向上偏，負(fù)離子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用向下偏，因此電極a、b的正負(fù)為a正、b負(fù)；當(dāng)穩(wěn)定時(shí)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零，那么，可得，A正確。17.質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，從t=0時(shí)刻開始受到水平力的作用。力的大小F與時(shí)間t的關(guān)系如下圖，力的方向保持不變，那么A．時(shí)刻的瞬時(shí)功率為B．時(shí)刻的瞬時(shí)功率為C．在到這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為D.在到這段時(shí)間內(nèi)，水平力的平均功率為【答案】BD。【解析】0-2t0內(nèi)物體的加速度為，2t0時(shí)刻的速度為，在3t0時(shí)刻的瞬時(shí)速度，那么時(shí)刻的瞬時(shí)功率為，A錯(cuò)誤；B正確；在到這段時(shí)間內(nèi)，由動(dòng)能定理可得，那么這段時(shí)間內(nèi)的平均功率，D正確。18.空間有一均勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中建立如下圖的直角坐標(biāo)系，M、N、P為電場(chǎng)中的三個(gè)點(diǎn)，M點(diǎn)的坐標(biāo)，N點(diǎn)的坐標(biāo)為，P點(diǎn)的坐標(biāo)為。電場(chǎng)方向平行于直線MN，M點(diǎn)電勢(shì)為0，N點(diǎn)電勢(shì)為1V，那么P點(diǎn)的電勢(shì)為EMNA.B.EMNC.D.【答案】D?！窘馕觥繉⒘Ⅲw圖畫成平面圖，如下圖，可見P點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向?yàn)镸N的四等分線，故P點(diǎn)的電勢(shì)為，D正確。19.如下圖，一導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90°的扇形區(qū)域內(nèi)分別有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相反且均與紙面垂直。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸。在圓心和圓環(huán)間連有電阻R。桿OM以勻角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，t=0時(shí)恰好在圖示位置。規(guī)定從a到b流經(jīng)電阻R的電流方向?yàn)檎?，圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻忽略不計(jì)，那么桿從t=0開始轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，電流隨變化的圖象是【答案】C【解析】依據(jù)左手定那么，可知在0-內(nèi)，電流方向M到O，在在電阻R內(nèi)那么是由b到a，為負(fù)值，且大小為為一定值，內(nèi)沒有感應(yīng)電流，內(nèi)電流的方向相反，即沿正方向，內(nèi)沒有感應(yīng)電流，因此C正確。20.如下圖，一足夠長(zhǎng)的木板靜止在光滑水平面上，一物塊靜止在木板上，木板和物塊間有摩擦?，F(xiàn)用水平力向右拉木板，當(dāng)物塊相對(duì)木板滑動(dòng)了一段距離但仍有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，撤掉拉力，此后木板和物塊相對(duì)于水平面的運(yùn)動(dòng)情況為A.物塊先向左運(yùn)動(dòng)，再向右運(yùn)動(dòng)B.物塊向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，直到做勻速運(yùn)動(dòng)C.木板向右運(yùn)動(dòng)，速度逐漸變小，直到做勻速運(yùn)動(dòng)D.木板和物塊的速度都逐漸變小，直到為零【答案】BC.【解析】對(duì)于物塊由于運(yùn)動(dòng)過過程中與木板存在相對(duì)滑動(dòng)，且始終相對(duì)木板向左運(yùn)動(dòng)，因此木板對(duì)物塊的摩擦力向右，所以物塊相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)，且速度不斷增大，直至相對(duì)靜止而做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B正確；對(duì)于木板由作用力與反作用力可知受到物塊給它的向左的摩擦力作用，那么木板的速度不斷減小，知道二者相對(duì)靜止，而做直線運(yùn)動(dòng)，C正確；由于水平面光滑，所以不會(huì)停止，D錯(cuò)誤。21.水平地面上有一木箱，木箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)對(duì)木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)F的方向與水平面夾角為，如圖，在從0逐漸增大到90°的過程中，木箱的速度保持不變，那么A.F先減小后增大B.F一直增大C.F的功率減小D.F的功率不變【答案】AC?！窘馕觥坑捎谀鞠涞乃俣缺３植蛔?，因此木箱始終處于平衡狀態(tài)，受力分析如下圖，那么由平衡條件得：，兩式聯(lián)立解得，可見F有最小值，所以F先減小后增大，A正確；B錯(cuò)誤；F的功率，可見在從0逐漸增大到90°的過程中tan逐漸增大，那么功率P逐漸減小，C正確，D錯(cuò)誤。第二卷三、非選擇題：包括必考題和選考題兩局部。第22題~第32題為必考題，每個(gè)小題考生都必須做答。第33題~第41題為選考題，考生根據(jù)要求做答。〔一〕必考題〔11題，共129分〕22.〔4分〕某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量一圓柱體的長(zhǎng)度，用螺旋測(cè)微器測(cè)量該圓柱體的直徑，示數(shù)如圖。由圖可讀出=cm,=【答案】2.25，6.860【解析】游標(biāo)卡尺的讀數(shù)；螺旋測(cè)微器的讀數(shù)。23.(11分)青島奧運(yùn)會(huì)帆船賽場(chǎng)采用風(fēng)力發(fā)電給蓄電池充電，為路燈提供電能。用光敏電阻作為傳感器控制路燈電路的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。光敏電阻的阻值隨照射光的強(qiáng)弱而變化，作為簡(jiǎn)化模型，可以近似認(rèn)為，照射光較強(qiáng)〔如白天〕時(shí)電阻幾乎為0：照射光較弱〔如黑天〕時(shí)電阻接近于無窮大。利用光敏電阻作為傳感器，借助電磁開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)路燈自動(dòng)在白天關(guān)閉，黑天翻開。電磁開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖。1、2兩接線柱之間是勵(lì)磁線圈，3、4兩接線柱分別與彈簧片和觸點(diǎn)連接。當(dāng)勵(lì)磁線圈中電流大于50mA時(shí)，電磁鐵吸合鐵片，彈簧片和觸點(diǎn)別離，3、4斷開；電流小于50mA時(shí)，3、4接通。勵(lì)磁線圈中允許通過的最大電流為100mA。利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制路燈的電路，畫出電路原理圖。R1R1光敏電阻,符號(hào)，燈泡L，額定功率40W，額定電壓36V，符號(hào)保護(hù)電阻,符號(hào)，R2，電磁開關(guān)，符號(hào)，蓄電池E，電壓36V，內(nèi)阻很??；開關(guān)S，導(dǎo)線假設(shè)干。R2答復(fù)以下問題：①如果勵(lì)磁線圈的電阻為200，勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為V，保護(hù)電阻的阻值范圍為。②在有些應(yīng)用電磁開關(guān)的場(chǎng)合，為了平安，往往需要在電磁鐵吸合鐵片時(shí)，接線柱3、4之間從斷開變?yōu)榻油?。為此，電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)如何改造？請(qǐng)結(jié)合此題中電磁開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖說明。答：。③任意舉出一個(gè)其它的電磁鐵應(yīng)用的例子。答：。答案：〔1〕電路原理如下圖?！?分〕〔2〕①20〔2分〕160~520〔2分〕②把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時(shí)，3、4之間接通：不吸合時(shí)，3、4之間斷開。③電磁起重機(jī)【解析】〔1〕要使光敏電阻能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行控制，且有光照時(shí)路燈熄滅，光敏電阻應(yīng)與1，2串聯(lián)，3，4與路燈串聯(lián)；那么電路圖如下圖?！?〕①由U=IR得勵(lì)磁線圈允許加的最大電壓為U=ImR=0.1×200V=20V；依據(jù)允許通過勵(lì)磁線圈的電流最大值和最小值計(jì)算得，，因此保護(hù)電阻的阻值范圍為160~320；②把觸點(diǎn)從彈簧片右側(cè)移到彈簧片左側(cè)，保證當(dāng)電磁鐵吸合鐵片時(shí)，3、4之間接通：不吸合時(shí)，3、4之間斷開。③電磁起重機(jī)24．〔14分〕冰壺比賽是在水平冰面上進(jìn)行的體育工程，比賽場(chǎng)地示意如圖。比賽時(shí)，運(yùn)發(fā)動(dòng)從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O.為使冰壺滑行得更遠(yuǎn)，運(yùn)發(fā)動(dòng)可以用毛刷擦冰壺運(yùn)行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小。設(shè)冰壺與冰面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.008，用毛刷擦冰面后動(dòng)摩擦因數(shù)減少至=0.004.在某次比賽中，運(yùn)發(fā)動(dòng)使冰壺C在投擲線中點(diǎn)處以2m/s的速度沿虛線滑出。為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達(dá)圓心O點(diǎn)，運(yùn)發(fā)動(dòng)用毛刷擦冰面的長(zhǎng)度應(yīng)為多少？〔g取10m/s2〕【解析】設(shè)冰壺在未被毛刷擦過的冰面上滑行的距離為，所受摩擦力的大小為：在被毛刷擦過的冰面上滑行的距離為，所受摩擦力的大小為。那么有+=S①式中S為投擲線到圓心O的距離。②③設(shè)冰壺的初速度為，由功能關(guān)系，得④聯(lián)立以上各式，解得⑤代入數(shù)據(jù)得⑥25．(18分)如下圖，在第一象限有一均強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向與y軸平行；在x軸下方有一均強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與紙面垂直。一質(zhì)量為m、電荷量為-q(q>0)的粒子以平行于x軸的速度從y軸上的P點(diǎn)處射入電場(chǎng)，在x軸上的Q點(diǎn)處進(jìn)入磁場(chǎng)，并從坐標(biāo)原點(diǎn)O離開磁場(chǎng)。粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡與y軸交于M點(diǎn)。OP=,。不計(jì)重力。求〔1〕M點(diǎn)與坐標(biāo)原點(diǎn)O間的距離；〔2〕粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)所用的時(shí)間?！窘馕觥俊?〕帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在軸負(fù)方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度的大小為；在軸正方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度為，粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)所用的時(shí)間為，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度方向與軸正方向的夾角為，那么①②③其中。又有④聯(lián)立②③④式，得因?yàn)辄c(diǎn)在圓周上，，所以MQ為直徑。從圖中的幾何關(guān)系可知。⑥⑦〔2〕設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速度為,從Q到M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為,那么有⑧⑨帶電粒子自P點(diǎn)出發(fā)到M點(diǎn)所用的時(shí)間為為⑩聯(lián)立①②③⑤⑥⑧⑨⑩式，并代入數(shù)據(jù)得eq\o\ac(○,11)33.[物理——選修2-2]〔15分〕〔1〕〔5分〕常見的傳動(dòng)方式有、、和齒輪傳動(dòng)等。齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比是主動(dòng)輪與的轉(zhuǎn)速之比，傳動(dòng)比等于與的齒數(shù)之比。〔2〕〔10分〕液壓千斤頂是利用密閉容器內(nèi)的液體能夠把液體所受到的壓強(qiáng)行各個(gè)方向傳遞的原理制成的。圖為一小型千斤頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)示意圖。大活塞的直徑D1=20cm，小活塞B的直徑D2=5cm，手柄的長(zhǎng)度OC=50cm，小活塞與手柄的連接點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸O的距離OD=10cm?，F(xiàn)用此千斤頂使質(zhì)量m=4×103kg的重物升高了h=10cm。g取10m/s2〔i〕假設(shè)此千斤頂?shù)男蕿?0%，在這一過程中人做的功為多少？〔ii〕假設(shè)此千斤頂?shù)男蕿?00%，當(dāng)重物上升時(shí)，人對(duì)手柄的作用力F至少要多大？【解析】33.[物理——選修2-2]〔15分〕〔1〕鏈傳動(dòng)帶傳動(dòng)液壓傳動(dòng)從動(dòng)輪從動(dòng)輪主動(dòng)輪〔2〕〔10分〕〔i〕將重物托起h需要做的功①設(shè)人對(duì)手柄做的功為，那么千斤頂?shù)男蕿棰诖霐?shù)據(jù)可得③(ii)設(shè)大活塞的面積為,小活塞的面積為，作用在小活塞上的壓力為,當(dāng)于斤頂?shù)男蕿?00%時(shí)，有④⑤當(dāng)和F都與杠桿垂直時(shí)，手對(duì)杠桿的壓力最小。利用杠桿原理，有⑥由④⑤⑥式得F=500N⑦34.[物理——選修3-3]〔15分〕〔1〕〔5分〕帶有活塞的汽缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體。氣體開始處于狀態(tài)a，然后經(jīng)過過程ab到達(dá)狀態(tài)b或進(jìn)過過程ac到狀態(tài)c，b、c狀態(tài)溫度相同，如V-T圖所示。設(shè)氣體在狀態(tài)b和狀態(tài)c的壓強(qiáng)分別為Pb、和PC,在過程ab和ac中吸收的熱量分別為Qab和Qac，那么〔填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分〕A.Pb>Pc，Qab>QacB.Pb>Pc，Qab<QacC.Pb<Pc，Qab>QacD.Pb<Pc，Qab<Qac(2)(10分)圖中系統(tǒng)由左右連個(gè)側(cè)壁絕熱、底部、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩個(gè)容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。容器內(nèi)兩個(gè)絕熱的活塞A、B下方封有氮?dú)?，B上方封有氫氣。大氣的壓強(qiáng)p0，溫度為T0=273K，連個(gè)活塞因自身重量對(duì)下方氣體產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)均為0.1p0。系統(tǒng)平衡時(shí)，各氣體柱的高度如下圖?，F(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴壑?，再次平衡時(shí)A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時(shí)的位置并固定，第三次到達(dá)平衡后，氫氣柱高度為0.8h。氮?dú)夂蜌錃饩梢暈槔硐霘怏w。求〔i〕第二次平衡時(shí)氮?dú)獾捏w積；〔ii〕水的溫度?！窘馕觥?4.[物理——選修3-3]〔15分〕〔1〕C〔15分〕〔2〕〔10分〕〔i〕考慮氫氣的等溫過程。該過程的初態(tài)壓強(qiáng)為，體積為hS，末態(tài)體積為0.8hS。設(shè)末態(tài)的壓強(qiáng)為P，由玻意耳定律得①活塞A從最高點(diǎn)被推回第一次平衡時(shí)位置的過程是等溫過程。該過程的初態(tài)壓強(qiáng)為1.1，體積為V；末態(tài)的壓強(qiáng)為，體積為，那么②③由玻意耳定律得④(ii)活塞A從最初位置升到最高點(diǎn)的過程為等壓過程。該過程的初態(tài)體積和溫度分別為和，末態(tài)體積為。設(shè)末態(tài)溫度為T，由蓋-呂薩克定律得⑤35．［物理——選修3-4］〔15分〕 〔1〕〔5分〕某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為fo，在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率為f。假設(shè)驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變，以下說法正確的選項(xiàng)是_______〔填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分〕 A．當(dāng)f<f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小 B．當(dāng)f>f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大 C．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f0 D．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f〔2〕〔10分〕一棱鏡的截面為直角三角形ABC，∠A=30o，斜邊AB＝a。棱鏡材料的折射率為n=。在此截面所在的平面內(nèi)，一條光線以45o的入射角從AC邊的中點(diǎn)M射入棱鏡射出的點(diǎn)的位置〔不考慮光線沿原來路返回的情況〕。【解析】35.[物理——選修3-4]〔15分〕〔1〕BD〔2〕設(shè)入射角為i，折射角為r，由折射定律得①由條件及①式得②如果入射光線在法線的右側(cè)，光路圖如圖1所示。設(shè)出射點(diǎn)為F，由幾何關(guān)系可得③即出射點(diǎn)在AB邊上離A點(diǎn)的位置。如果入射光線在法線的左側(cè)，光路圖如圖2所示。設(shè)折射光線與AB的交點(diǎn)為D。由幾何關(guān)系可知，在D點(diǎn)的入射角④設(shè)全發(fā)射的臨界角為，那么⑤由⑤和條件得⑥因此，光在D點(diǎn)全反射。設(shè)此光線的出射點(diǎn)為E，由幾何關(guān)系得∠DEB=⑦⑧聯(lián)立③⑦⑧式得⑨即出射點(diǎn)在BC邊上離B點(diǎn)的位置。36．［物理——選修3-5］〔15分〕 〔1〕〔5分〕關(guān)于光電效應(yīng)，以下說法正確的選項(xiàng)是_______〔填入選項(xiàng)前的字母，有填錯(cuò)的不得分〕 A．極限頻率越大的金屬材料逸出功越大 B．只要光照射的時(shí)間足夠長(zhǎng)，任何金屬都能產(chǎn)生光電效應(yīng) C．從金屬外表出來的光電子的最大初動(dòng)能越大，這種金屬的逸出功越小D．入射光的光強(qiáng)一定時(shí)，頻率越高，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就越多〔2〕〔10分〕兩質(zhì)量分別為M1和M2的劈A和B，高度相同，放在光滑水平面上，A和B的傾斜面都是光滑曲面，曲面下端與水平面相切，如下圖，一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上，距水平面的高度為h。物塊從靜止滑下，然后雙滑上劈B。求物塊在B上能夠到達(dá)的最大高度?！窘馕觥?6.[物理——選修3-5]〔15分〕〔1〕1〔5分〕〔2〕〔10分〕設(shè)物塊到達(dá)劈A的低端時(shí)，物塊和A的的速度大小分別為和V，由機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒得①②設(shè)物塊在劈B上到達(dá)的最大高度為，此時(shí)物塊和B的共同速度大小為，由機(jī)械能守恒和動(dòng)量守恒得③④聯(lián)立①②③④式得⑤2021年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試試題及答案〔寧夏卷〕理科綜合能力測(cè)試〔物理局部〕第一卷〔選擇題共120分〕本試卷共21小題，每題6分，共126分。合題目要求的。以下數(shù)據(jù)可供解題時(shí)參考：相對(duì)原子質(zhì)量〔原子量〕：H1C12B11N14O16Na23S32Cl35．5Ca40Cu64二、選擇題：本大題共8小題，每題6分，有的只有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(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。14．為了解釋地球的磁性，19世紀(jì)安培假設(shè)：地球的磁場(chǎng)是由繞過地心的軸的環(huán)形電流I引起的。在以下四個(gè)圖中，正確表示安培假設(shè)中環(huán)形電流方向的是()解析：主要考查安培定那么和地磁場(chǎng)分布。根據(jù)地磁場(chǎng)分布和安培定那么判斷可知正確答案是B。15．一質(zhì)點(diǎn)開始時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，從某時(shí)刻起受到一恒力作用。此后，該質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能 A．一直增大() B．先逐漸減小至零，再逐漸增大 C．先逐漸增大至某一最大值，再逐漸減小 D．先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大解析：主要考查力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系。當(dāng)恒力方向與速度在一條直線上，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能一直增大，也可能先逐漸減小至零，再逐漸增大。當(dāng)恒力方向與速度不在一條直線上，質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能可能一直增大，也可能先逐漸減小至某一非零的最小值，再逐漸增大。所以正確答案是ABD。16．一蹦極運(yùn)發(fā)動(dòng)身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略，運(yùn)發(fā)動(dòng)可視為質(zhì)點(diǎn)，以下說法正確的選項(xiàng)是 A．運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小() B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加 C．蹦極過程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D．蹦極過程中，重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)解析：主要考查功和能的關(guān)系。運(yùn)發(fā)動(dòng)到達(dá)最低點(diǎn)過程中，重力做正功，所以重力勢(shì)能始終減少，A項(xiàng)正確。蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，B項(xiàng)正確。蹦極過程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)，只有重力和彈性力做功，所以機(jī)械能守恒，C項(xiàng)正確。重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)選取無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。17．如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。假設(shè)用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，那么() A． B． C． D．解析：主要考查理想變壓器原副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系。U2=220V，根據(jù)U1：U2=n1:n2得，U1=110V。I2=P/U2=0.1A，根據(jù)I1：I2=n2：n1得I1=0.2A。所以正確答案是A。18．電磁軌道炮工作原理如下圖。待發(fā)射彈體可在兩平行軌道之間自由移動(dòng)，并與軌道保持良好接觸。電流I從一條軌道流入，通過導(dǎo)電彈體后從另一條軌道流回。軌道電流可形成在彈體處垂直于軌道面得磁場(chǎng)〔可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)〕，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與I成正比。通電的彈體在軌道上受到安培力的作用而高速射出?，F(xiàn)欲使彈體的出射速度增加至原來的2倍，理論上可采用的方法是() A．只將軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍 B．只將電流I增加至原來的2倍 C．只將彈體質(zhì)量減至原來的一半 D．將彈體質(zhì)量減至原來的一半，軌道長(zhǎng)度L變?yōu)樵瓉淼?倍，其它量不變解析：主要考查動(dòng)能定理。利用動(dòng)能定理有,B=kI解得。所以正確答案是BD。19．衛(wèi)星信號(hào)需要通地球同步衛(wèi)星傳送。如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星通話，那么從你發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間最接近于〔可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為3．8×105m/s，運(yùn)行周期約為27天，地球半徑約為6400km，無線電信號(hào)的傳播速度為 A．0．1s B．．25s C．0．5s D．1s解析：主要考查開普勒第三定律。月球、地球同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開普勒第三定律有解得，代入數(shù)據(jù)求得m.如下圖，發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間為，代入數(shù)據(jù)求得t=0.28s.所以正確答案是B。20．一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c，質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，以下圖示中可能正確的選項(xiàng)是〔虛線是曲線在b點(diǎn)的切線〕()解析：主要考查電場(chǎng)力方向和曲線運(yùn)動(dòng)所受合外力與軌跡的關(guān)系。正確答案是D。21．如圖，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長(zhǎng)的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt〔k是常數(shù)〕，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，以下反映a1和a2變化的圖線中正確的選項(xiàng)是()解析：主要考查摩擦力和牛頓第二定律。木塊和木板之間相對(duì)靜止時(shí)，所受的摩擦力為靜摩擦力。在到達(dá)最大靜摩擦力前，木塊和木板以相同加速度運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律。木塊和木板相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，恒定不變，。所以正確答案是A。第二卷三、非選擇題：包括必考題和選考題兩局部。第22題～第32題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第33題～第40題為選考題，考生根據(jù)要求作答?！惨弧潮乜碱}〔11題，共129分〕22．〔5分〕為了測(cè)量一微安表頭A的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖的電路。圖中，A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表，R0和RN分別是滑動(dòng)變阻器和電阻箱，S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān)，E是電池。完成以下實(shí)驗(yàn)步驟中的填空： 〔1〕將S撥向接點(diǎn)1，接通S1，調(diào)節(jié)________,使待測(cè)表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置，記下此時(shí)_____的讀數(shù)I； 〔2〕然后將S撥向接點(diǎn)2，調(diào)節(jié)________,使______,記下此時(shí)RN的讀數(shù)； 〔3〕屢次重復(fù)上述過程，計(jì)算RN讀數(shù)的________,此即為待測(cè)微安表頭內(nèi)阻的測(cè)量值。解析：〔1〕R0、標(biāo)準(zhǔn)電流表A0；〔2〕RN，標(biāo)準(zhǔn)電流表A0的示數(shù)為I；〔3〕平均值23．〔10分〕利用圖1所示的裝置可測(cè)量滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度。一斜面上安裝有兩個(gè)光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動(dòng)，當(dāng)一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時(shí)，與兩個(gè)光電門都相連的計(jì)時(shí)器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時(shí)間t。改變光電門甲的位置進(jìn)行屢次測(cè)量，每次都使滑塊從同一點(diǎn)由靜止開始下滑，并用米尺測(cè)量甲、乙之間的距離s，記下相應(yīng)的t值；所得數(shù)據(jù)如下表所示。s〔m〕0．5000．6000．7000．8000．9000．950t〔ms〕292．9371．5452．3552．8673．8776．4s/t〔m/s〕1．711．621．551．451．341．22完成以下填空和作圖：〔1〕假設(shè)滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電門乙時(shí)的瞬時(shí)速度v1測(cè)量值s和t四個(gè)物理量之間所滿足的關(guān)系式是_______；〔2〕根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在圖2給出的坐標(biāo)紙上畫出圖線；〔3〕由所畫出的圖線，得出滑塊加速度的大小為a=__________m/s2〔保存2位有效數(shù)字〕。解析：〔1〕滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，利用有解得〔2〕〔3〕由可知，斜率絕對(duì)值為即，解得a=224．〔13分〕甲乙兩輛汽車都從靜止出發(fā)做加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度方向一直不變。在第一段時(shí)間間隔內(nèi)，兩輛汽車的加速度大小不變，汽車乙的加速度大小是甲的兩倍；在接下來的相同時(shí)間間隔內(nèi)，汽車甲的加速度大小增加為原來的兩倍，汽車乙的加速度大小減小為原來的一半。求甲乙兩車各自在這兩段時(shí)間間隔內(nèi)走過的總路程之比。解析：設(shè)汽車甲在第一段時(shí)間間隔末〔時(shí)間t0〕的速度為,第一段時(shí)間間隔內(nèi)行駛的路程為s1,加速度為,在第二段時(shí)間間隔內(nèi)行駛的路程為s2。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得①②③設(shè)乙車在時(shí)間t0的速度為，在第一、二段時(shí)間間隔內(nèi)行駛的路程分別為、。同樣有④⑤⑥設(shè)甲、乙兩車行駛的總路程分別為、，那么有⑦⑧聯(lián)立以上各式解得，甲、乙兩車各自行駛的總路程之比為⑨25．〔19分〕如圖，在區(qū)域I〔0≤x≤d〕和區(qū)域II〔d≤x≤2d〕內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B，方向相反，且都垂直于Oxy平面。一質(zhì)量為m、帶電荷量q〔q＞0〕的粒子a于某時(shí)刻從y軸上的P點(diǎn)射入?yún)^(qū)域I，其速度方向沿x軸正向。a在離開區(qū)域I時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為30°；此時(shí)，另一質(zhì)量和電荷量均與a相同的粒子b也從p點(diǎn)沿x軸正向射入?yún)^(qū)域I，其速度大小是a的1/3。不計(jì)重力和兩粒子之間的相互作用力。求〔1〕粒子a射入?yún)^(qū)域I時(shí)速度的大小；〔2〕當(dāng)a離開區(qū)域II時(shí)，a、b兩粒子的y坐標(biāo)之差。解析：〔1〕設(shè)粒子a在I內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為C〔在y軸上〕，半徑為Ra1，粒子速率為va，運(yùn)動(dòng)軌跡與兩磁場(chǎng)區(qū)域邊界的交點(diǎn)為,如圖，由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得①由幾何關(guān)系得②③式中，，由①②③式得④(2)設(shè)粒子a在II內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心為Oa,半徑為，射出點(diǎn)為〔圖中未畫出軌跡〕，。由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得⑤由①⑤式得⑥、和三點(diǎn)共線，且由⑥式知點(diǎn)必位于⑦的平面上。由對(duì)稱性知，點(diǎn)與點(diǎn)縱坐標(biāo)相同，即⑧式中，h是C點(diǎn)的y坐標(biāo)。設(shè)b在I中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得⑨設(shè)a到達(dá)點(diǎn)時(shí)，b位于點(diǎn)，轉(zhuǎn)過的角度為。如果b沒有飛出I，那么⑩eq\o\ac(○,11)式中，t是a在區(qū)域II中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，而eq\o\ac(○,12)eq\o\ac(○,13)由⑤⑨⑩eq\o\ac(○,11)eq\o\ac(○,12)eq\o\ac(○,13)式得eq\o\ac(○,14)由①③⑨eq\o\ac(○,14)式可見，b沒有飛出。點(diǎn)的y坐標(biāo)為eq\o\ac(○,15)由①③⑧⑨eq\o\ac(○,14)eq\o\ac(○,15)式及題給條件得，a、b兩粒子的y坐標(biāo)之差為eq\o\ac(○,16)(二)選考題。請(qǐng)考生從給出的3道物理題任選一題作答，并用2B鉛筆在答題卡上把所選題目的題號(hào)涂黑。注意所做題目的題號(hào)必須與所涂提米的題號(hào)一致，在答題卡上選答區(qū)域指定位置答題。如果多做，那么每學(xué)科按所做的第一題計(jì)分。33.【物理——選修3-3】〔15分〕〔1〕〔6分〕對(duì)于一定量的理想氣體，以下說法正確的選項(xiàng)是______。〔選對(duì)一個(gè)給3分，選對(duì)兩個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分。每選錯(cuò)一個(gè)扣3分，最低得分為0分〕〔ADE〕A假設(shè)氣體的壓強(qiáng)和體積都不變，其內(nèi)能也一定不變B假設(shè)氣體的內(nèi)能不變，其狀態(tài)也一定不變C假設(shè)氣體的溫度隨時(shí)間不段升高，其壓強(qiáng)也一定不斷增大D氣體溫度每升高1K所吸收的熱量與氣體經(jīng)歷的過程有關(guān)E當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，氣體的內(nèi)能一定增大解析：理想氣體的內(nèi)能只由溫度決定，由理想氣體狀態(tài)