2021年全國高考物理沖刺信息卷（新課標Ⅱ卷五）（解析版）

2021年全國高考物理沖刺信息卷（五）（新課標n卷）

理科綜合,物理

（考試時間：55分鐘試卷滿分：110分）

注意事項：

1.本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分。答卷前，考生務必將自己的姓名、準考

證號填寫在答題卡上。

2.回答第I卷時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，

用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。寫在本試卷上無效。

3.回答第H卷時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。

4.考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回。

第I卷

二、選擇題：本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個選項中，第14~18題只有一項符合題目要

求，第19~21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，有選錯或不答的得0分。

14.HC發(fā)生放射性衰變?yōu)镮,N，半衰期約為5730年。已知植物存活期間，其體內Me與12c的比例不變，

生命活動結束后，3C的比例會持續(xù)減少?，F(xiàn)測量某古木樣品中14c的比例，發(fā)現(xiàn)正好是現(xiàn)代植物樣品中14c

比例的二分之一。則（）

A.該古木生命活動結束的年代距今約5730年

B.再過約5730年，該樣品中的14c將全部衰變殆盡

C.1久衰變?yōu)镮4N的本質是;Hf；,n+；e

D.改變樣品測量環(huán)境的溫度和壓強，可以改變14c的衰變快慢

【答案】A

【解析】設原來1C的質量為A/。，衰變后剩余質量為M則有,其中〃為發(fā)生半衰期的次

數(shù)，由題意可知剩余質量為原來的工，故〃=1,所以該古木生命活動結束的年代距今約5730年，故A

2

正確；再過約5730年，則又經過了一個半衰期，該樣品中的14c將變成現(xiàn)代植物樣品中uc比例的2，

4

故B錯誤；MC衰變?yōu)镸N的過程中質量數(shù)沒有變化而核電荷數(shù)增加1,所以是其中的一個中子變成了一

個質子和一個電子，所以放出夕射線，其衰變的本質為了f：H+：e,故C錯誤；放射元素的半衰期

與物理環(huán)境以及化學環(huán)境無關，故D錯誤。故選A。

15.一輛轎車和一輛卡車在同一公路上均由靜止開始同時做勻加速直線運動，加速度大小分別為3m/s2和

7m/s2,兩車能達到的最大速度均為30m/s,剛開始運動時兩車車頭之間的距離為20m,轎車車身全長5m,

卡車車身全長20m,則兩車的錯車時間為（）

A.1.1sB.1.0sC.1.2D.1.7s

【答案】B

【解析】設經過時間，后，轎車和卡車車頭相遇，轎車的位移為=%/,卡車的位移為=52產，Xi+x2=20m,

聯(lián)立解得，=2.0s。此時，轎車的速度i，i=a"=6m/s,"車的速度V2=sf=14m/s。設再經過時間〃后轎車

和卡車錯開，轎車的位移療=巾+/產，卡車的位移必'=。'+；。2產，制'+悶'=25tn,聯(lián)立解得r=1.0s。

16.如圖甲所示，間距L=0.2m的水平金屬導軌C。、EF固定在水平地面上，一質量根=4xl（F3kg的金

屬棒GH垂直地放置導軌上，導軌處于沿水平方向、磁感應強度囪=0.2T的勻強磁場中。有一匝數(shù)〃=20

匝、面積S=0.02n?的線圈通過開關S與導軌相連，線圈處于通過線圈軸線、方向豎直向上的另一勻強磁

場歷中，星大小隨時間，變化的關系如圖乙所示。在f=0.2s時刻閉合開關S時，金屬棒G”瞬間跳起（金

屬棒跳起瞬間安培力遠大于重力），跳起的最大高度為人=0.2m,不計空氣阻力，重力加速度為g=10mH,

下列說法正確的是（）

A.磁感應強度Bi的方向水平向右

B.開關S閉合瞬間，G”中的電流方向由G到H

C.線圈中產生的感應電動勢大小為3V

D.開關S閉合瞬間，通過金屬棒GH的電荷量為0.2C

【答案】D

【解析】由楞次定律可知，在螺線管中磁通量向上增加，產生的感應電流流過導體棒的方向是由”到G,

金屬棒受向上安培力，可知磁感應強度用的方向水平向左，選項AB錯誤；線圈中產生的感應電動勢大小

為E=，第S=20x卷xO.O2V=6V,選項C錯誤；金屬棒跳起時的初速度v=[茄=2m/s；對金屬棒由動

量定理：ByLl\t^mv,q=?則4=第=]-先言C=0.2C,選項D正確。

17.在四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級地震后，常州常發(fā)集團向災區(qū)人民捐贈一批柴油發(fā)電機，該發(fā)電機說

明書的部分內容如下表所示，現(xiàn)在用一臺該型號的柴油發(fā)電機給災民臨時安置區(qū)供電，如圖所示。發(fā)電機

到安置區(qū)的距離是400m,輸電線路中的火線和零線均為GBCZ60型單股銅導線，該型號導線單位長度的

電阻為2.5X10FQ,安置區(qū)家用電器的總功率為44kW,當這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作

時（）

型號AED6500S

輸出電壓范圍220?300V

最大輸出功率60kW

火線

柴油

發(fā)電機安置區(qū)

零線

A.輸電線路中的電流為20A

B.發(fā)電機的實際輸出電壓為300V

C.在輸電線路上損失的電功率為8kW

D.如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓最大值是300V

【答案】C

【解析】當這些額定電壓為220V的家用電器都正常工作時，輸電線路中的電流為/=e=200人，A錯；導

線電阻為R=2.5X10TX400X2C=0.2C,則發(fā)電機的實際輸出電壓為Ui?=U+/R=260V,B錯；在輸電線

路上損失的電功率為PM=/2R=8kW,C對；如果該柴油發(fā)電機發(fā)的電是正弦式交變電流，則其輸出電壓

的最大值是輸=368V,D錯。

18.在生產和科學實驗的許多領域，常常需要通過控制電極的形狀和電勢來調整和控制電場，從而得到所

需的電場分布。如圖所示，兩平行金屬極板正對放置，在極板G的中央挖一圓孔。將兩極板加一定電壓，

且K極板電勢較高，用實驗的方法描繪出等勢面，如圖中虛線所示?，F(xiàn)假設從極板K的中心處發(fā)射出一束

平行于中心軸（x軸）的電子，不考慮電子的重力及電子間的相互作用力。下列說法正確的是（）

A.孔右側的電場線向中心軸會聚

B.電子通過孔后向遠離中心軸的方向發(fā)散

C.如有兩束電子會聚到同一點凡電場力對它們做功一定相同

D.相鄰等勢面間的電勢差一定相同

【答案】C

【解析】因電場線與等勢面正交，則孔右側的電場線相對中心軸是發(fā)散的，如圖，A錯誤；電子通過孔

后，所受的電場力有指向x軸方向的分量，則電子將向靠近中心軸的方向會聚，B錯誤；如有兩束電子

會聚到同一點F，因開始運動到會聚到F點電勢差相同，則電場力對它們做功一定相同，C正確；兩極

板之間上部和下部可視為勻強電場，相鄰等勢面間的距離不相等，根據(jù)U=Ed可知，電勢差不相同，D

錯誤。故選C。

19.天問一號已于2020年7月23日在中國文昌航天發(fā)射場由長征五號遙四運載火箭發(fā)射升空，成功進入預

定軌道。天間一號將完成"環(huán)繞”、”著陸”、"巡視”火星這三大任務。已知日地間距約為1.5億公里，火星直

徑約為地球的一半，質量約為地球的11%,兩者每隔26.3個月相遇（相距最近）一次。將火星和地球繞太

陽的運動均視為圓周運動，不考慮火星和地球間的萬有引力。下列說法正確的是（）

A.天問一號的發(fā)射速度必須大于地球的第一宇宙速度小于第二宇宙速度

B.火星表面的“重力加速度”大于地球表面的重力加速度

C.由上述材料和天文學常識可以估算出火星公轉的周期

D.由上述材料和天文學常識可以估算出火星到太陽之間的距離

【答案】CD

GM

【解析】天問一號的發(fā)射速度必須大于地球的第二宇宙速度，故A錯誤；由于g,可知火星表面的

“重力加速''小于地球表面的重力加速度，B錯誤；設地球繞太陽的公轉周期為力，火星繞太陽的公轉周期為

2萬2萬4N，

720利用行星的追擊相遇問題天"弁/=2］，可求得兩次相遇的時間間隔/=胃，7,結合材料可以求

出火星繞太陽運行的周期寫,再利用開普勒第三定律可求出火星到太陽之間的距離，選項CD正確。故選

CD。

20.某靜電場中x軸上的電勢隨x坐標變化的圖象如圖所示，。、。兩點電勢相等，。點到。點的距離大于

匕點到。點的距離.圖線與縱軸的交點為圖線的最低點，將一帶電粒子從工軸上的〃點以一定的初速度釋

放后粒子沿x軸運動到人點，運動過程中粒子只受電場力作用，則下列說法正確的是（）

A.該帶電粒子一定帶正電

B.。點的電場強度小于匕點的電場強度

C.。點的電場強度方向沿x軸負方向，。點的電場強度方向沿x軸正方向

D.從。到。過程中電場力對帶電粒子做的功的絕對值等于從。到b過程中電場力對帶電粒子做的功的

絕對值

【答案】BD

【解析】因為釋放時粒子有一定的初速度，所以不管帶電粒子帶什么電，都有可能從。點運動到。點，

選項A錯誤；0—%圖象斜率大小表示電場強度的大小，圖線在。點處切線的斜率的絕對值小于。點處

切線的斜率的絕對值，則。點的電場強度小于。點的電場強度，選項B正確；根據(jù)沿電場線方向電勢降

低可知。點的電場強度方向沿x軸正方向，b點的電場強度方向沿8軸負方向，選項C錯誤；a、b兩

點電勢相等，則Ua°=U?！彪妶隽ψ龅墓n=4。，則從。到。過程中電場力對帶電粒子做的功的絕

對值等了從。到人過程中電場力對帶電粒子做的功的絕對值，選項D正確。故選BD。

21.如圖所示，不可伸長的輕繩跨過光滑小定滑輪，一端連接質量為2%的小球（視為質點），另一端連接

質量為機的物塊，小球套在光滑的水平桿上。開始時輕繩與桿的夾角為仇現(xiàn)將小球從圖示位置由靜止釋

放，小球到達豎直虛線位置時的速度大小為v,此時物塊尚未落地。重力加速度大小為g。下列說法正確的

是)

一直向右做勻加速運動

B.小球到達虛線位置之前,輕繩的拉力始終小于〃叫

v2sin。

C.定滑輪與桿間的距離為

g(l-sin^)

D.小球到達虛線位置時，其所受重力做功的功率為mgv

【答案】ABD

【解析】繩輕繩與桿的夾角為a時物塊和小球的速度大小分別為0和V2,則有巧=丫2cosa,當小球運動

到虛線位置時a=90°,故vi=-0,可見在小球運動到虛線位置的過程在中，物塊向下先做加速運動后做減

速運動，即先失重后超重，輕繩的拉力先小于mg后大于mg,則物塊的運動不是勻加速運動，故選項AB

（h

mg八1x2cmv2

\=Tv2?inn

錯誤；對小球和物塊，由機械能守恒定律有<sm"）2,解得』=:s1nty故選項C

g（l-sine）

正確；小球達到虛線位置時，其所受重力的方向與速度方向垂直，重力做功的功率為零，故選項D錯誤。

第n卷

三、非選擇題：本卷包括必考題和選考題兩部分。第22~25題為必考題，每個試題考生都必須作答。第33-34

題為選考題，考生根據(jù)要求作答。

（-）必考題（共47分）

22.（6分）某同學組裝一個多用電表?？蛇x用的器材有：微安表頭（量程lOO^A,內阻900。）；電阻箱用（阻

值范圍0?999.9C）；電阻箱&（阻值范圍。?99999.9C）；導線若干。

要求利用所給器材先組裝一個量程為1mA的直流電流表，在此基礎上再將它改裝成量程為3V的直流

電壓表。組裝好的多用電表有電流1mA和電壓3V兩擋。

回答下列問題：

（1）在虛線框內畫出電路圖并標出/?,和R』其中*為公共接線柱，”和6分別是電流擋和電壓擋的接線

（2）電阻箱的阻值應取R尸Q,&=（保留到個位）

【答案】⑴如【解析】圖所示（2分）（2）100（2分）2910（2分）

【解析】（1）微安表頭改裝成電流表需要并聯(lián)一個小電阻，電流表改裝成?個電壓表需要串聯(lián)一個大電

阻，所以并聯(lián)的電阻箱應為凡，串聯(lián)的電阻箱應為小，電路如圖所示。

（2）微安表頭改裝成電流表需要并聯(lián)一個小電阻吊=*=100。，電流表改裝成一個電壓表應串聯(lián)一個

/_4

大電阻R尸U產=2910Qo

23.（9分）用如圖甲所示裝置結合頻閃照相機拍攝的照片來驗證動量守恒定律，實驗步驟如下：

①用天平測出A、B兩個小球的質量和mB\

②安裝好實驗裝置，使斜槽的末端保持水平；

③先不在斜槽的末端放小球B,從斜槽上位置P由靜止開始釋放小球A,小球A離開斜槽后，頻閃照

相機連續(xù)拍攝小球A的兩位置（如圖乙所示）；

④將小球B放在斜槽的末端，再從位置P處由靜止釋放小球A,使它們碰撞，頻閃照相機連續(xù)拍攝下

兩個小球的位置（如圖丙所示）；

⑤測出所需要的物理量。

請回答：

⑴實驗①中4、B的兩球質量應滿足mA〃啾填或

（2）在步驟⑤中，需要在照片中直接測量的物理量有、、（請選填“加、如、M、％、XB、yB"）

（3）兩球在碰撞過程中若動量守恒，滿足的方程是；兩球發(fā)生的是彈性正碰，則

還應滿足的方程是（用所測物理量表示）。

【答案】（1）>（2分）（2）xo（1分）XA（1分）XB（1分）

（3）mAXo=mAxA+（2分），70咸=〃辦舄+/”》4（2分）

【解析】（1）為了防止入射球碰后反彈，入射球的質量要大于被碰球的質量，BPmA>mB.

（2）碰撞時應有加M0=如山+〃?即8。由平拋運動規(guī)律有x=W，小球從相同高度落下，故時間相等，上式

中兩邊同乘以3則有如X0=/MAXA+?W8，所以需要在照片中直接測量的物理量有xo、XA、XB。

（3）由（2）的分析可知，應驗證的表達式為n/AX0="?AX/l+，"BX8；如果碰撞為彈性碰撞，機械能守恒，由機

mA

械能守恒定律得%M區(qū)=2或+:"1B諱>整理得mAx^-mAXA+"?黯。

24.（12分）有一種質譜儀由靜電分析器和磁分析器組成，其簡化原理如圖所示。靜電分析器在坐標系的

第H象限內，通道內有一個圓心為坐標原的1圓環(huán)狀的均勻輻向電場，虛線為外徑和內徑間通道的中心

4

線，在中心線處的電場強度大小為E、方向均指向O點，中心線MN圓弧半徑為心磁分析器在坐標系的

第I象限內，分布著方向垂直于紙面向外的勻強磁場，y軸為兩個分析器的邊界，兩者間距近似為零。離

子源飄出比荷（電荷量與質量之比）為心的正離子束（設初速度為零），經加速電場加速后進入靜電分析

器，沿中心線MN做勻速圓周運動，從N點垂直y軸射出后射入磁分析器中，最后正好垂直打在放置于

磁分析器下邊界（x軸）的探測板上。不計重力和離子間相互作用，分析器中電場線和磁感線均沒有畫出。

求：

（1）加速電場中的加速電壓U和離子沿中心線MN運動的速度大小vo；

（2）磁分析器中勻強磁場的磁感應強度B；

（3）各種正離子打在探測板上的位置坐標值x與離子比荷女的關系式。

__1,

【解析】（1）設比荷為%的離子電荷量為利、質量為微，在加速電場中，由動能定理得%說（1

分）

在靜電分析器中，由向心力公式有%七=筌（1分）

解得U=（1分），%=J=ER（1分）

（2）在磁分析器中離子做勻速圓周運動的半徑與在靜電分析器中的半徑相等

2

由向心力公式有%%8=誓（1分）

又比荷為扁=邈（1分）

‘叫）

雜分,

解得8

（3）通過（1）的分析可知，不同比荷的正離子在靜電分析器都能沿中心線做勻速圓周運動，從N點垂直射

1

入磁場分析器中做半徑為，?勻速圓周運動，由烏。二,加寸9（1分）

c>nv2..八、

qvB=----（1分）

r

解得『中nJ”分）

由幾何關系爐+你一廠產=戶（1分）

解得x=&2,恒—1（1分）

25.（20分）如圖甲所示，表面絕緣，傾角6=30。的斜面固定在水平地面上，斜面的頂端固定有彈性擋板，

擋板垂直于斜面，并與斜面底邊平行.斜面所在空間有一寬度￡>=0.40m的勻強磁場區(qū)域，其邊界與斜面

底邊平行，磁場方向垂直斜面向上，磁場上邊界到擋板的距離s=0.55m.一個質量"?=0.10kg,總電阻R

=0.25C的單匝矩形閉合金屬框abed,放在斜面的底端，其中ah邊與斜面底邊重合，ah邊長L=0.50m.從

t=0時刻開始，線框在垂直cd邊沿斜面向上且大小恒定的拉力作用下，從靜止開始運動，當線框的ab邊

離開磁場區(qū)域時撤去拉力，線框繼續(xù)向上運動，并與擋板發(fā)生碰撞，碰撞過程的時間可忽略不計，且沒有

機械能損失.線框向上運動過程中速度與時間的關系如圖乙所示.已知線框在整個運動過程中始終未脫離

斜面，且保持他邊與斜面底邊平行，線框與斜面之間的動摩擦因數(shù)"=立，重力加速度g取10m/s2.

3

（1）求線框受到的拉力F的大??；

（2）求勻強磁場的磁感應強度B的大小；

（3）已知線框向下運動通過磁場區(qū)域過程中的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足v=VQ-^-±-x（式中w為

mR

線框向下運動ab邊剛進入磁場時的速度大小，x為線框ab邊進入磁場后對磁場上邊界的位移大小），求線

框在斜面上運動的整個過程中產生的焦耳熱Q.

【答案】（1）1.57V（2）0.50T（3）0.45J

【解析】（1）由u—f圖象可知，在。?0.4s時間內線框做勻加速直線運動，進入磁場時的速度為0=2.0

Av

m/s,所以在此過程中的加速度a=h=5.0m/s2（1分）

△r

由牛頓第二定律有F—mgsinO—fimgcos0—ma（1分）

解得F=1.5N（2分）

（2）由v-r圖象可知，線框進入磁場區(qū)域后以速度也做勻速直線運動,

EBLvi

通過線框的電流/=,=F—（1分）

RR

線框所受安培力F.,=BIL（1分）

對于線框勻速運動的過程，由力的平衡條件有F=，wgsin0+〃〃?gcosO+~^（1分）

R

解得8=0.50T（2分）

（3）由v-f圖象可知，線框進入磁場區(qū)域后做勻速直線運動，并以速度w勻速穿出磁場，說明線框的寬

度等于磁場的寬度0=0.40m,線框ab邊離開磁場后做勻減速直線運動,到達檔板時的位移為s—0=0.15m,

設線框與擋板碰撞前的速度為V2,由動能定理，有

—mg(s-D)sm0—/tmg(s-D)cos6=—，77Vl?(2分)

22

解得V2—J需-嬲?敏-遨解ias瀚#町蹣淵?微:-10m/s（1分）

線框碰檔板后速度大小仍為火，線框下滑過程中，由于重力沿斜面方向的分力與滑動摩擦力大小相等，即

"?gsinJ=〃"?gcos6=0.50N,因此線框與擋板碰撞后向下做勻速運動,a〃邊剛進入磁場時的速度為口=1.0m/s；

進入磁場后因為又受到安培力作用而減速，做加速度逐漸變小的減速運動，設線框全部離開磁場區(qū)域時的

22

速度為U3.由V=V（）--B--L-X（1分）

mR

）75272）

得也=也―=------=-1.0m/s（1分）

mR

因V3<0,說明線框在離開磁場前速度己經減為零，這時安培力消失，線框受力平衡，所以線框將靜止在磁

場中某位置.線框向上運動通過磁場區(qū)域產生的焦耳熱0;八知二絲士包=0.40J（2分）

R

線框向下運動進入磁場的過程中產生的焦耳熱Q2^mv^^0.05J（2分）

所以Q=Qi+02=0.45J（2分）

（-）選考題：共15分。請考生從2道物理題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計分。

33.[物理——選修3-3]（15分）

（1）（5分）一個密閉的容器內裝有一定量的液體，下列關于飽和汽和飽和汽壓說法正確的是。（填

正確答案標號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分）

A.容器上方的空間達到飽和時，液體分子不再往外飛出，氣體分子也不再飛回液面

B.飽和汽壓與上方空間的體積無關

C.飽和汽壓的大小與液體的種類無關

D.飽和汽壓大小與溫度有關

E.飽和汽壓的大小與上方空間是否有其他氣體分子無關

【答案】BDE

【解析】當達到飽和時，飛出的氣體分子和飛回液面的氣體分子相同，蒸發(fā)并未停止，故A錯誤；當達

到平衡時，上方氣體分子密度是相同的，所以這種氣體的壓強是相同的，叫做飽和汽壓，與上方的空間

體積和是否有其他氣體分子無關，也與上方空間是否有其他氣體分子無關，故BE正確；飽和汽壓的大

小與液體的種類有關，不同的液體在同一溫度下飽和汽壓并不相同，故C錯誤；飽和汽壓與溫度有關。

溫度越高，液體越容易揮發(fā)，所以飽和汽壓隨溫度的升高而增大，故D正確。故選BDE。

（2）（10分）如圖所示，在豎直放置的汽缸中用可以自由移動的橫截面為S=13cm2、質量和厚度均可忽略

的活塞封閉著一定質量的理想氣體，活塞到汽缸底的距離為h=Q.6m,汽缸與正上方的懸點O間用鋼性桿

連接，此時懸點。到活塞的距離為L=0.9m,當在活塞上放一可視為質點的質量為m=1kg的重物時，活塞

下移一段距離后靜止?，F(xiàn)在外力作用下使整個裝置繞懸點。在豎直平面內做勻速圓周運動，且運動到最高

點時重物沒有掉落，在最低點時，活塞對重物的支持力F=26N.已知外界大氣壓強為p（）=1.0xl05pa,假設

所有過程中缸內氣體的溫度保持不變，取重力加速度大小為g=10m/s2,活塞與汽缸壁的摩擦不計。求：

①活塞上放重物后活塞下移的距離為；（結果保留一位有效數(shù)字）

②整個裝置在豎直平面內做勻速圓周運動的角速度大小3和運動到最低點時活塞離汽缸底的距離處

（答案】①0.04m②4rad/s0.5m

【解析】①從活塞上不放重物到活塞上放重物后達到平衡，汽缸內氣體發(fā)生等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有

po〃S=（p（）+弩）WLXI）S（2分）

代入數(shù)據(jù)解得幻=0.04m（2分）

②活塞上放重物前和活塞上放有重物且在豎直平面內做勻速圓周運動到最低點時的兩個狀態(tài)，可認為

氣體發(fā)生等溫變化，則根據(jù)玻意耳定律有pM=（pa+^）-X2S（2分）

2

對重物根據(jù)牛頓第二定律有F-mg^mG}（h+L-x2）（2分）

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得及=0.5m,co—4rad/s（2分）

34.[物理——選修3T]（15