2021年全國(guó)統(tǒng)一高考物理試卷（新課標(biāo)ⅲ）（含解析版）

202年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試(全國(guó)甲卷）理綜物理部分一、單選題4.如圖，將光滑長(zhǎng)平板的下端置于鐵架臺(tái)水平底座上的擋板處，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可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)處?kù)o止釋放，物塊沿平板從點(diǎn)滑至點(diǎn)所用的時(shí)間與夾角的大小有關(guān)。若由逐漸增大至，物塊的下滑時(shí)間將（）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【解析】長(zhǎng)木塊光滑，物塊在重力分力的作用下勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：，解得：，設(shè)點(diǎn)到豎直桿的距離為，則物塊從點(diǎn)滑至點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位移，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式得：，代入數(shù)據(jù)解得：，由增大至，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，先減小后增大，故D正確，ABC項(xiàng)錯(cuò)誤。5.“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(guò)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)，此時(shí)紐扣上距離中心處的點(diǎn)向心加速度大小約為（）A.B.C.D.【答案】C【解析】由題意可知，此時(shí)紐扣的角速度，向心加速度大小，其中，解得，故C項(xiàng)正確，ABD項(xiàng)錯(cuò)誤。6.兩足夠長(zhǎng)直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，與在一條直線上，與在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流，電流方向如圖所示。若一根無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通過(guò)電流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則圖中與導(dǎo)線距離均為的兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為（）A.、B.、C.、D.、【答案】B【解析】對(duì)點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度分析，由安培定則可知：在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向里，在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向外，根據(jù)矢量疊加可知點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0；對(duì)點(diǎn)，在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向里，在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向里，則電磁感應(yīng)強(qiáng)度為。故B項(xiàng)正確，ACD項(xiàng)錯(cuò)誤。7.如圖，一個(gè)原子核經(jīng)圖中所示的一系列衰變后，生成穩(wěn)定的原子核，在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為（）A.B.C.D.【答案】A【解析】原子核發(fā)生一次衰變，核電荷數(shù)減2，質(zhì)量數(shù)減4,；原子核發(fā)生一次衰變，放出個(gè)電子，質(zhì)量數(shù)不變，由圖可知，衰變后質(zhì)子數(shù)為82變化率為0，中子數(shù)為24變化量為22，假設(shè)發(fā)生了次衰變，次衰變，則：，，求得：,，故放出了6個(gè)電子，故A選項(xiàng)正確，BCD選項(xiàng)錯(cuò)誤。8.年月，執(zhí)行我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)的“天問(wèn)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)行周期約為的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為。已知火星半徑約為，火星表面處自由落體的加速度大小約為，則“天問(wèn)一號(hào)”的停泊軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離約為（）A.B.C.D.【答案】C【解析】探測(cè)器在火星表面飛行時(shí)萬(wàn)有引力提供向心力；①，火星表面的物體有②，①②聯(lián)立解得探測(cè)器飛行軌道半長(zhǎng)軸，根據(jù)數(shù)學(xué)幾何知識(shí)可得橢圓軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離，故C項(xiàng)正確，ABD項(xiàng)錯(cuò)誤。二、多選題9.某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示，圖中為電場(chǎng)中的個(gè)點(diǎn)，則（）A.一正電荷從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功B.一電子從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為C.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.四個(gè)點(diǎn)中，點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大【答案】BD【解析】A項(xiàng)，由于點(diǎn)和點(diǎn)在同一等勢(shì)面，所以電荷從點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)電場(chǎng)力不做功，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)，電子帶負(fù)電，從低等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)到高等勢(shì)面，電場(chǎng)力做正功，做功大小為，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，所以點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面，電場(chǎng)線總是從電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，所以點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向向左，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，、、、四個(gè)點(diǎn)中，點(diǎn)附近的等差等勢(shì)面最密集，所以點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大，故D項(xiàng)正確。綜上所述，本題正確答案為BD。20.一質(zhì)量為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。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(zhǎng)【答案】BC【解析】對(duì)全過(guò)程有：，其中為向上滑行的路程；對(duì)上滑段有：同理下滑段有：結(jié)合上式可得可求出：，，下滑對(duì)加速度為，由于上滑受到的合力大于下滑時(shí)受到的合力大小，因此下滑時(shí)間更長(zhǎng)，故BC正確，AD項(xiàng)錯(cuò)誤，選BC。2.由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長(zhǎng)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(guò)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】AB【解析】設(shè)線框質(zhì)量為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，線框匝數(shù)為，剛到達(dá)磁場(chǎng)上方時(shí)速度為，根據(jù)牛頓第二定律有：，則，由于質(zhì)量相等，則甲框長(zhǎng)度為乙框的兩倍，那么電阻為倍，易得，兩線框在磁場(chǎng)中加速度相等，故選AB，CD錯(cuò)誤。三、實(shí)驗(yàn)題22.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，），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(guò)程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔（每個(gè)時(shí)間間隔）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離（），如下表所示。由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為_______，小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為________。（結(jié)果均保留位有效數(shù)字，重力加速度大小?。敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥扛鶕?jù)逐差法可知，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小，代入數(shù)據(jù)解得：；對(duì)小銅塊應(yīng)用牛頓第二定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：。2.某同學(xué)用圖（）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，額定電流）、電壓表（量程，內(nèi)阻）、電流表（量程，內(nèi)阻）定值電阻、滑動(dòng)變阻器（阻值）、電阻箱（最大阻值）、電源（電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。完成下列填空：（）有個(gè)阻值分別為的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在的曲線，應(yīng)選取阻值為______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“”或“”）端；（）在流過(guò)電流表的電流較小時(shí)，將電阻箱的阻值置零，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)，結(jié)果如圖（）所示。當(dāng)流過(guò)電流表的電流為時(shí)，小燈泡的電阻為_________（保留位有效數(shù)字）；（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，該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知，應(yīng)將的阻值調(diào)整為________。然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示：（5）由圖（）和上表可知，隨流過(guò)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(guò)電流表的電流為，可得此時(shí)小燈泡電功率________（保留2位有效數(shù)字）；當(dāng)流過(guò)電流表的電流為時(shí)，小燈泡的電功率為，則___________（保留至整數(shù)）。【答案】見解析【解析】（）根據(jù)，要使電流達(dá)到，可得，其中，可得，故選定值電阻。（2）滑動(dòng)變阻器做分壓使用時(shí)，應(yīng)使分壓從開始。故選端。（）當(dāng)流過(guò)電流為時(shí)，由圖像知，燈泡兩端電壓為，故。（4）燈泡兩端電壓為時(shí)，與電壓之后也為，電壓表滿量程電壓為，故兩端電壓為，，可得。（5）根據(jù)圖像易得阻值增大。（6）由表中數(shù)據(jù)，伏特表示數(shù)為，則小燈泡兩端電壓為，，同理，則。四、解答題24.如圖，一傾角為的光滑斜面上有個(gè)減速帶（圖中未完全畫出），相鄰減速帶間的距離均為，減速帶的寬度遠(yuǎn)小于；一質(zhì)量為的無(wú)動(dòng)力小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距第一個(gè)減速帶處由靜止釋放。已知小車通過(guò)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(guò)第個(gè)減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車通過(guò)第個(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。（）求小車通過(guò)第個(gè)減速帶后，經(jīng)過(guò)每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能；（2）求小車通過(guò)前個(gè)減速帶的過(guò)程中在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能；（）若小車在前個(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)則應(yīng)滿足什么條件？【答案】見解析【解析】（）小車通過(guò)第0個(gè)減速帶后，在經(jīng)過(guò)每個(gè)減速帶后的速度是不變的，說(shuō)明小車在經(jīng)過(guò)每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能即為經(jīng)過(guò)上一個(gè)間隔時(shí)增加的動(dòng)能，根據(jù)功能關(guān)系得：。（2）由（）分析可知，小車通過(guò)第50個(gè)減速帶后速度大小為，由動(dòng)能定理得：。對(duì)小車從靜止釋放時(shí)到經(jīng)過(guò)第0個(gè)減速帶后的過(guò)程，由功能關(guān)系得：，聯(lián)立以上式子解得：。小車通過(guò)前0個(gè)減速帶的過(guò)程中在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能：。（）由題意可知：，解得：。25.如圖，長(zhǎng)度均為的兩塊擋板豎直相對(duì)放置，間距也為，兩擋板上邊緣和處于同一水平線上，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；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，電荷量為的粒子自電場(chǎng)中某處以大小為的速度水平向右發(fā)射，恰好從點(diǎn)處射入磁場(chǎng)，從兩擋板下邊緣和之間射出磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與的夾角為，不計(jì)重力（）求粒子發(fā)射位置到點(diǎn)的距離；（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍；（）若粒子正好從的中點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求粒子在磁場(chǎng)中的軌跡與擋板的最近距離。【答案】見解析【解析】（）由題意知：，得：。，聯(lián)立解得。（2）當(dāng)粒子從點(diǎn)射出時(shí)，圓半徑設(shè)為，磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)為，，聯(lián)立解得。當(dāng)粒子從點(diǎn)射出時(shí)，圓半徑設(shè)為，磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)為，，聯(lián)立解得。所以的取值范圍：。粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖。由幾何關(guān)系有：，，；，。（二）選考題：.[物理——選修-]（）如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)不同過(guò)程，分別由體積-溫度圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示，和分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；。為它們的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，是它們的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，；為直線Ⅰ上的一點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)和的壓強(qiáng)之比________；氣體在狀態(tài)和的壓強(qiáng)之比________。（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兩部分；初始時(shí)，的體積均為，壓強(qiáng)均等于大氣壓。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(guò)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，使的體積減小為。（i）求的體積和的壓強(qiáng)；（ⅱ）再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時(shí)的體積和的壓強(qiáng)。【答案】見解析【解析】（）根據(jù),可得。、位于同一條傾斜直線上，因此為常數(shù)，則兩點(diǎn)壓強(qiáng)相同，即。和溫度相同，則有。所以。由幾何知識(shí)可知，所以。（2）（i）對(duì)、內(nèi)氣體分析，為等溫變化，則:，：，，聯(lián)立解得：，。（ii）再使活塞緩慢回到初始位置，對(duì)、內(nèi)氣體分析，有，聯(lián)立解得。4.[物理——選修-4]（）如圖，單色光從折射率、厚度的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為________；對(duì)于所有可能的入射角，該單色光通過(guò)玻璃板所用時(shí)間的取值范圍是_________________（不考慮反射）。（2）均勻介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的平衡位置位