物理-2021年高考OK打靶卷（課標全國卷）（解析版）

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.跳繩過程中，甲、乙兩位同學握住繩子兩端A、8近似不動，繩子繞AB連線在空中轉(zhuǎn)到圖示位置時,

對繩子上的兩個質(zhì)點尸和。的說法正確的是

A.P和Q的線速度相等

B.P和。的加速度相等

C.P、Q的合外力方向指向AB的中點0

D.尸和。都處于失重狀態(tài)

【答案】D

【解析】繩子以A8為軸轉(zhuǎn)動，P和。各自在垂直軸線的平面內(nèi)做圓周運動，所以兩者角速度相同，合外力

指向各自圓周運動平面的圓心，不是指向。。由于P運動的半徑小于。的半徑，所以線速度、加速度都不

相等，且圖示位置P和。都有向下的加速度，屬于失重狀態(tài)，故選D。

15.如圖所示，水平地面上緊挨著的兩個滑塊P、。之間有少量炸藥（質(zhì)量不計），爆炸后尸、。沿水平地

面向左、右滑行的最大距離分別為0」m、0.4m。已知P、。與水平地面間的動摩擦因數(shù)相同，則尸、Q

的質(zhì)量之比如：m2為

P。

A.4：1B.1：4C.2：1D.1：2

【答案】C

【解析】爆炸過程中，兩滑塊動量守恒，取水平向右為正，則0=-町巧+加2彩，爆炸之后分別對兩滑塊動

能定理可知：滑塊2一〃加=0-；g匕2,滑塊2gx2=0-；〃4說,聯(lián)立解得班：加2=2:1,故

ABD錯誤C正確；故選C。

16.公共汽車進站時，剎車過程的加速度一時間圖像如圖所示，若它在6s時恰好停在站臺處，已知汽車質(zhì)

量約為5000kg,重力加速度g取10m/s2,則汽車在

A.0到6s內(nèi)的位移約等于30m

B.0時刻的速度約為28km/h

C.4s時的加速度約為0.5m/s2

D.4s時受到外力的合力約為2500N

【答案】B

【解析】AB.?-r圖像與f軸所圍的面積表示速度的變化量，由題圖可知速度的變化量大小約為

Av=2xlm/s+x(1.5+2)x2m/s+-^x3x1.5m/s=7.75m/s,所以0時刻的速度約為

%=Av=7.75m/sa28km/h,又因為公共汽車做加速度逐漸減小的減速運動，故0~6s內(nèi)的位移滿足

x＜；%/=23.25m,故A錯誤，B正確；C.由題圖可知4s時公共汽車的加速度約為。=1.0m/sa,故C

錯誤；D.由牛頓第二定律可知4s時公共汽車受到外力的合力約為尸=加。=5000N,故D錯誤。故選Bo

17.如圖所示為氫原子能級圖，一群氫原子處于基態(tài)，現(xiàn)用光子能量為E的一束單色光照射這群氫原子，

氫原子吸收光子后能向外輻射六種不同頻率的光，已知普朗克常量為人，真空中光速為c,在這六種光中

nE/eV

W...............1九54

4-----------------0.85

3------------------1.51

2------------------3.4

1-----------------13.6

A.照射同一金屬表面最有可能發(fā)生光電效應(yīng)是由"=2能級躍遷到”=1能級產(chǎn)生的光

B.頻率最小的光是由〃=5能級躍遷到〃=4能級產(chǎn)生的

C.由〃=4能級躍遷到〃=1能級產(chǎn)生的光子能量等于E,而且E=12.75eV

he

D.這些光在真空中的最大波長為了

【答案】C

【解析】用光子能量為E的一束單色光照射處于基態(tài)的?群氫原子，發(fā)出6種不同頻率的光，分析可知是

氫原子吸收光子后從基態(tài)躍遷到〃=4的激發(fā)態(tài)，所以這六種光中不可能有由〃=5能級躍遷到”=4能級產(chǎn)生

的，所以選項B錯誤。根據(jù)波爾理論，由，『4能級躍遷到”=1能級產(chǎn)生的光子能量正好等于E,氫原子能

級圖中的數(shù)據(jù)可知E=1-0.85-(-13.6)1eV=12.75eV,所以選項C是正確的。根據(jù)光電效應(yīng)方程，能量越大

的光子，照射同一金屬表面越有可能發(fā)生光電效應(yīng)，由〃=4能級躍遷到〃=1能級產(chǎn)生的光子能量最大，所

以選項A是錯誤的；由題意可知氫原子從〃=4能級躍遷到n=3能級發(fā)出的光子能量最小，所以頻率最小，

那么波長最長，由于不知道氫原子的能級公式，無法寫出最長波長的表達式。但是氫原子從〃=4能級躍遷

到”=1能級發(fā)出的光子能量最大，而且等于E,所以頻率最大，波長最小，由于E=hv=g,所以最小

波長為2="，所以選項D是錯誤的。

E

18.2020年11月17H,長征五號遙五運載火箭和嫦娥五號探測器在中國文昌航天發(fā)射場完成技術(shù)區(qū)總裝

測試工作后，垂直轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū)，計劃于11月下旬擇機實施發(fā)射。在未來的某一天，我國載人探月飛船“嫦

娥x號''飛臨月球，先在月球表面附近的圓軌道上繞月球做周期為T的勻速圓周運動，然后逐漸調(diào)整并安全

登月。宇航員出艙后沿豎直方向做了一次跳躍，他騰空的高度為〃，騰空時間為%由此可計算出

2仃2

A.月球的半徑為半

Tt~r

B.月球的質(zhì)量為駕￡

C.月球的平均密度為患

D.飛船在近月圓軌道上運行的線速度大小為也

nt

【答案】A

【解析】由G誓?芳，仁;g(,即g=,解得，月球的半徑為r=萼，故A選項正確。

由g=G±，g=*,=繪解得，月球的質(zhì)量為時=誓:，故B選項錯。由?=歹==，g=”，

rVTerGTTtr

r=3萼解得，月球的平均密度為展的，C項錯。山G絲匚和g=G4,g="，/=寥得

nrGT2rrr2t2TCV

u==也?，故D選項錯c

Ttr

19.如圖所示，等腰梯形ABC。，M、N分別為A3、CO的中點，兩腰中點位置分別固定兩個等量同種點電

荷+Q,則下列說法正確的是

A.——幺..、B

+Qy\+Q

A.A、B兩點場強相同

B.A、B兩點電勢相等

C.負檢驗電荷從靜止開始僅在電場力用下從例點運動到N點，電勢能先減小后增大

D.負檢驗電荷從靜止開始僅在電場力用下從M點運動到N點，加速度先增大后減小

【答案】BC

【解析】A.等量同種電荷的電場線和等勢面分布如圖

由等量正電荷的電場分布可知A、8兩點場強方向不同，A錯誤；B.由等量正電荷等勢面的對稱分布可知

A、8兩點電勢相等，B正確；C.由分布圖可知負檢驗電荷從M到。點受電場力方向向下，電場力做正功，

電勢能減少：從N到。點受電場力方向向上，電場力做負功，電勢能增加。故負檢驗電荷從靜止開始僅在

電場力用下從M點運動到N點，電勢能先減小后增大，C正確；D.經(jīng)分析可知。點電場強度為0,故負

檢驗電荷從M點運動到N點，加速度先減小后增大，D錯誤。故選BC。

20.不可伸長的輕繩一端固定，另一端系著質(zhì)量為，"的小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，小球動能Ek隨它離地

高度/?的變化如圖所示。忽略空氣阻力，重力加速度取10m/s?,以地面為重力勢能零點，由圖中數(shù)據(jù)可得

A.小球質(zhì)量為2kg

B.繩對小球拉力最大值為100N

C.當小球離地高度為0.7m時，繩對小球拉力為80N

D.當小球動能與重力勢能相等時，小球離地高度0.725m

【答案】AD

【解析】A.根據(jù)豎直面圓周運動的特點由圖可知，小球的軌道半徑滿足2r=L2m-0.2m,小球從最低

點運動到最高點的過程中，根據(jù)動能定理有-2叫廠=段2—線1，帶入數(shù)據(jù)，聯(lián)立可得加=2kg,故A正

確；B.小球在最低點時，根據(jù)牛頓第二定律有Ekl=-mvf，帶入數(shù)據(jù)，可得尸=120N,

r2

故B錯誤；C.根據(jù)圖中信息，可知當小球離地高度為0.7m時，小球動能為10J,此時小球處在與圓心

等高的位置，繩對小球拉力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有F'=加且，￡卜3=1*帶入數(shù)據(jù)，可得

r2

尸'=40N,故C錯誤；D.當小球動能與重力勢能相等時，有Ek=mgh,帶入數(shù)據(jù)，可得Ek=20/z,圖

像中小球動能Ek隨它離地高度/?的變化的函數(shù)關(guān)系為線=-20〃+29,聯(lián)立，可得/z=0.725m,故DiE

確：故選AD。

21.如圖所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌間距為0.5m,導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角a=37。，勻

強磁場的方向豎直向上，磁感應(yīng)強度大小為1T。導(dǎo)體棒油與cd的電阻均為1C,質(zhì)量均為0.08kg,電

路中其它電阻不計?，F(xiàn)用平行導(dǎo)軌向上恒力/拉動油棒，使之勻速向上運動，此時cd棒恰好靜止。已知

棒與導(dǎo)軌始終接觸良好，導(dǎo)軌足夠長，g取10m/s2,下列說法正確的是

A.F的大小為0.96N

B.他棒運動的速度大小為6m/s

C."棒運動的速度大小為3.84m/s

D.運動1s,cd棒上產(chǎn)生的焦耳熱為1.44J

【答案】ABD

【解析】對兩個金屬棒整體受力分析可得F=2〃啰皿37。=0.96N,因此A正確。導(dǎo)體棒ab切割磁感線產(chǎn)

生的感應(yīng)電動E=B/vcas37。，則對cd棒分析可得38s37°”丫藍37/=7ngs由37°，解得v=6m/s,故B正確，

C錯誤。運動Is,導(dǎo)體棒而沿導(dǎo)軌向上運動了6m,則系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q=Fr-/ngxsin370=2.88J,因此導(dǎo)

體棒cd上產(chǎn)生的熱量為1.44J,故D正確。

三、非選擇題

（一）必考題：

22.（5分）某小組做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗，所用器材有：方木板一塊，白紙，量程為5N的

彈簧測力計兩個，橡皮條（帶兩個細繩套），刻度尺，圖釘（若干個）。

（1）具體操作前，同學們提出了如下關(guān)于實驗操作的建議，其中正確的是一o

A.實驗前要檢查橡皮條，選擇多次拉伸后能夠恢復(fù)原長的橡皮條進行實驗

B.在用兩個彈簧測力計拉橡皮條時，兩個細繩間的夾角一定等于90。，方便用勾股定理計算合力大小

C.使用測力計時，施力方向應(yīng)平行于木板且沿測力計軸線；讀數(shù)時視線應(yīng)正對測力計刻度

D.拉橡皮條的細線要稍長一些，標記同一細繩方向的兩點距離要遠一些

（2）實驗結(jié)束后，某同學使用兩個彈簧測力計測量一個質(zhì)量為0.3kg的物體的重力，發(fā)現(xiàn)兩個彈簧測力計

的示數(shù)均為2.5N,這種情況（填“影響”或“不影響”）實驗中探索的“合力與分力”的關(guān)系。

【答案】（1）ACD（3分）（選不全給1分，有錯不得分）（2）不影響（2分）

【解析】（1）橡皮條要選擇拉伸后能夠恢復(fù)原長的，否則兩次將結(jié)點拉到同一位置的時橡皮條產(chǎn)生彈力會

不相等，會造成比較大的實驗誤差，故選項A正確；實驗過程中是利用作圖法來求兩個分力的合力而不

是利用勾股定理來計算合力，故選項B錯誤；使用測力計時，施力方向應(yīng)平行于木板且沿測力計軸線；讀

數(shù)時視線應(yīng)正對測力計刻度，這樣有利提高拉力測量的準確性，故選項C正確；拉橡皮條的細線要稍長一

些，標記同一細繩方向的兩點距離要遠一些，這樣做使拉力方向的標記更準確，故選項D正確。故答案為

ACD,

（2）兩個實驗前應(yīng)該檢查兩個彈簧測力計是否能用，方法是兩個彈簧測力計互拉看示數(shù)是否相等，示數(shù)只

要相等就不影響實驗的結(jié)果，題目中用兩個彈簧測力計測量一個質(zhì)量為0.3kg的物體的重力，發(fā)現(xiàn)兩個彈簧

測力計的示數(shù)均為2.5N,說明兩個彈簧測力計讀數(shù)不準,但如果互拉的話示數(shù)相同，所以不影響實驗結(jié)果，

相當于改變了標度，故答案為“不影響

23.（10分）某實驗小組為了測量一個量程為3V的電壓表的內(nèi)電阻Rv,設(shè)計了以下實驗方案，甲圖為實

驗電路圖，圖中電壓表為待測電壓表，R為電阻箱。

（1）小明實驗步驟如下：先將電阻箱電阻調(diào)至0,閉合開關(guān)S,電壓表讀數(shù)如圖乙所示，讀出此時電壓3

=V；然后調(diào)節(jié)電阻箱的阻值至適當值，讀出電阻箱阻值R和此時電壓表的電壓5,忽略電源

內(nèi)阻，則電壓表電阻的測量結(jié)果Rv=（用符號Ui、仍和R表示）；如果考慮電源內(nèi)阻，則測量

結(jié)果Rv與真實值比較（選填“偏大”或"偏小”）。

（2）小李實驗步驟如下：閉合開關(guān)S,多次調(diào)節(jié)電阻箱，讀出電阻箱阻值R及對應(yīng)電壓表的電壓U,作出

京-R圖像如圖丙所示，不考慮電源內(nèi)阻，從圖像可知電壓表內(nèi)阻的測量值為Q；如果已知電

源內(nèi)電阻為/?（C）,則電壓表內(nèi)阻的真實值為

U,0

【答案】（1）2.95（2.93~2.98）（2分）--；7氏（2分）偏大（2分）（2）〃（2分）a-r（2

分）

【解析】（1）電壓表量程為3V,由圖乙所示表盤可知，其分度值為0.1V,示數(shù)為2.97V；忽略電源內(nèi)

阻，根據(jù)圖甲所示電路圖，由閉合電路的歐姆定律得E=u+/R=u+,尺，由題意得

E=U1*R,解得電壓表內(nèi)阻Ry=,"2：考慮電源內(nèi)阻E=q+*r,E=U2+^R+r\

AvU「U2/vvKv

U'R

解得D&=〃〃由此可知，考慮電源內(nèi)阻時，電壓表內(nèi)阻測量值偏大。

Ul-U2

（2）不考慮電源內(nèi)阻，由圖甲所示電路圖，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得E=U+/R=U+*R,整理得

11?11,1bh1

77=k'R+三，由圖丙所示一-R圖像可知，圖像的斜率==言~=>/、=一，縱軸截距b=一,

UERvEuER、。一（一〃）aE

解得電壓表內(nèi)阻Rv=〃，考慮電源內(nèi)阻，由圖中所示電路圖，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得

E=U+/（r+2=U+g（r+R）,整理得；+J+W，由圖丙所示,次圖像可知，圖像

RvUER、EER、U

,1bb.1r

的斜率&=言ER、-,=0C-（/-<2）、=一a，縱軸截距b=^E+kER、,，解得Rv=a-r。

24.（12分）2022年第24屆冬季奧林匹克運動會將在北京和張家口舉行，跳臺滑雪是其中最具觀賞性的

項目之一。如圖所示為跳臺滑雪賽道的簡化圖，由助滑道、起跳區(qū)、著陸坡等幾段組成，助滑道和著陸坡

與水平面的夾角。均為37。，直線A8段長度L=100m,運動員連同裝備總質(zhì)量m=60kg,由A點無初

速下滑?，從起跳區(qū)的C點起跳后降落在著陸坡上的。點。將運動員和滑雪板整體看作質(zhì)點，不計空氣阻力，

重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8?

（1）若運動員下滑到8點的速度大小為3（）m/s,求助滑道對滑雪板的摩擦力對滑雪板所做的功;

（2）若運動員從C點起跳時的速度沿水平方向，測得8間的距離為二'm。求運動員在C處的速度大

3

【答案】（1）%=-9OOOJ（2）—m/s

13

【解析】（1）由動能定理得

mgLsin0+W=—mv2（2分）

f2

代入數(shù)據(jù)，解得叼=-9000J（3分）

（2）設(shè)運動員從C點起跳時的速度大小為/,C￡>間距離為s,根據(jù)平拋運動的規(guī)律

SCOS。=V/（］分）

1,

5sin^=-^r（2分）

得44s（2分）

80

解得H=§m/s（2分）

25.（20分）如圖所示，空間分布著方向平行于紙面、寬度為"的水平勻強電場。在緊靠電場右側(cè)半徑為

R的圓形區(qū)域內(nèi)，分布著垂直于紙面向里的勻強磁場。一個質(zhì)量為〃八電荷量為-q的粒子從左極板上A點

由靜止釋放后，在M點離開加速電場，并以速度vo沿半徑方向射入勻強磁場區(qū)域，然后從N點射出。MN

兩點間的圓心角/MON=120°,粒子重力可忽略不計。

（1）求加速電場板間電壓Uo的大??；

（2）求粒子在勻強磁場中運動時間，的大??；

（3）若僅將該圓形區(qū)域的磁場改為平行于紙面的勻強電場，如圖所示，帶電粒子垂直射入該電場后仍然從

N點射出。求粒子從M點運動到N點過程中，動能的增加量△瓜的大小O

d...........d.

用；目「

￡t

口k—1\―Xxy/xx；UII'.,I-

【答案】⑴警（2）丹羽（3）-mvl

2q3為3°

【解析】（1）粒子在勻強電場中加速的過程，根據(jù)動能定理有

1,

4。0=/團環(huán)（2分）

ni\!~

解得Uo=l（3分）

2q

（2）粒子在磁場中運動的半徑

r=Rtan60=辰（2分）

粒子在勻強磁場中運動時間t的大小

至R（3分）

66%3%

臼/次飛臼川

r—txyxxxxxx\r—k

XX

.E

1。1/\/1LAJ|\~L；：4

????N（xty）

（3）粒子在偏轉(zhuǎn)電場中做勻加速曲線運動，運動軌跡如圖所示，根據(jù)運動的合成分解及幾何關(guān)系，在x方

向有

R+Rcos60°=vot（2分）

在y方向有

Rsin60°=Lm2（2分）

2

根據(jù)牛頓第二定律有

Eq=ma（2分）

聯(lián)立解得后=拽皿（2分）

9Rq

則粒子從M點運動到N點過程中，動能的增加量

2,

A￡k=EqRsin60=-mv1（2分）

（二）選考題（15分）

33.[物理——選修3-3]（15分）

（1）（5分）下列說法正確的是。（填正確答案標號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對

3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為。分）

A.合適的條件下，某些非晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w

B.理想氣體在完全失重的狀態(tài)下，壓強可能為零

C.溫度升高，物體內(nèi)每一個分子的動能都增大

D.一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹過程中氣體一定從外界吸收熱量

E.物體從單一熱源吸收的熱量可全部用于做功

【答案】ADE

【解析】合適的條件下，某些非晶體可以轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，比如非晶硫變成晶體硫，A正確；氣體壓強產(chǎn)生的

原因是氣體分子的熱運動，和失重沒有關(guān)系，B錯誤；溫度是分數(shù)平均動能的反應(yīng)，和孤立的某個分子沒有

關(guān)系，C錯誤；一定質(zhì)量的理想氣體等壓膨脹，體積增大則內(nèi)能增大，氣體一定從外界吸收熱量，D正確；

根據(jù)熱力學第二定律，物體從單一熱源吸收的熱量可全部用手做功是可能的，但是會產(chǎn)生其他變化,E正確。

（2）（10分）負壓病房是指病房內(nèi)的氣體壓強略低于病房外的標準大氣壓的一種病房（如圖），即新鮮空

氣可以流進病房，而被污染的空氣就不會自行向外排出，必須由抽氣系統(tǒng)抽出進行消毒處理，是WHO規(guī)定

搶救新冠肺炎病人時的一個重要設(shè)施。現(xiàn)簡化某負壓病房為一個可封閉的絕熱空間，室內(nèi)空氣所占空間的

體積為％，室內(nèi)外氣溫均為-3℃,疫情期間，為了收治新冠肺炎病人，首先將室內(nèi)空氣封閉并加熱至27℃。

（標準大氣壓為與，空氣視為理想氣體）

（1）此時病房內(nèi)的氣壓為多少？

（2）為了達到安全標準，在使用前先要抽掉一部分空氣。求至少要抽掉的空氣排到室外降溫后的體積。

【答案】（1）—（2）—IZ

9010°

【解析】（1）病房內(nèi)氣體發(fā)生等容變化，由查理定律可得

解得（1分）

此時病房內(nèi)的氣壓為（2分）

（2）該過程可看成等溫變化，由玻意耳定律可得

=（1分）

解得％=弓匕（1分）

需要抽掉的體積為匕=匕一（1分）

降溫的過程可看成等壓變化，由蓋-呂薩克定律可得

匕V

ZT=—（1分）

解得丫=，%（I分）

至少要抽掉的空氣排到室外降溫后的體積為，%（1分）

34.［物理——選修3-4|（15分）

（1）（5分）一列簡諧橫波以10m/s的速度向x軸的正方向傳播，如