2021年高考全國甲卷物理試題

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1、 2021年高考全國甲卷物理試題 二、選擇題:本題共 8小題，每小題 6分，共 8分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第 14～18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第 19～21題有多項(xiàng)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(cuò)的得 0分。 14.如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板 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

2、大 B.逐漸減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 15.“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/s 2 B. 100m/s 2 C.1000m/s 2 D.10000m/s 2 16.兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與 O’Q在一條直線上， PO’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

3、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 A.B、0 B.0、2B C.2B、2B D.B、B 17.如圖，一個(gè)原子核 X經(jīng)圖中所示的一系列 a、β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 A.6 B.8 C.10 D.14 18.2021年 2月，執(zhí)行我國火星探測任務(wù)的“天問一號”探測器在成 功實(shí)施三次近火制動(dòng)后，進(jìn)入運(yùn)行周期約為 1.810 s的橢圓形停泊軌 道，軌道與火星表面的最近距離約為 2.810 m。已

4、知火星半徑約為 3.410 m，火星表面處自由落體的加速度大小約為 3.7m/s，則“天 問一號”的停泊軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離約為 5 5 6 2 A.610 5 m B.610 6 m C.610 7 m D.610 m 8 19.某電場的等勢面如圖所示，圖中 a、b、c、d、e為電場中的 5個(gè)點(diǎn)， 則 A.一正電荷從 b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 e點(diǎn)，電場力做正功 B.一電子從 a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 d點(diǎn)，電場力做功為 4eV C.b點(diǎn)電場強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢面，方向向右 D.a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，b點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小最大 20.一質(zhì)量為 m的物體自傾

5、角為α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 EK/5，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 k。已知 sina＝0.6，重力加速度大小為 g。則 A.物體向上滑動(dòng)的距離為 EK/2mg  B.物體向下滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為 g/5 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 21.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

6、段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的上邊界 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)入磁場后且上邊進(jìn)入磁場前，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) 三、非選擇題:共 174分。第 22～32題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第 33～38題 為選考題，考生根據(jù)要求作答。 （一）必考題:共 129分。 22.（5分） 為測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 a的

7、斜面（已知 sina＝0.34，cosa＝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。 S1 S2 S3 S4 S5 5.87cn 7.58cm 9.31cm 11.02cm 12.74cm 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/s 2 ，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

8、 9.80m/s） 2 23.（10分） 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 300Ω）、電流表（量程 300mA，內(nèi)阻 0.27Ω）定值電阻 R0、滑動(dòng)變阻 器 R1（阻值 O-20Ω）、電阻箱 R2（最大阻值 9999.9Ω）、電源 E（電動(dòng) 勢 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；

9、 （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）； （4）為使得電壓表滿量程時(shí)對應(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，測得數(shù)據(jù)如下表所示： U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152

10、.0 184.0 260.0 216.0 280.0 250.0 300.0 I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0  （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 W2/W1=____________（保留至整數(shù)）。 24.

11、（12分） 如圖，一傾角為θ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μ，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

12、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？ 25.（20分） 如圖，長度均為 L的兩塊擋板豎直相對放置，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，電場強(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。一質(zhì)量為 m，電荷量為 q（q＞0）的粒子自電場中某處以大小為 v0的速度水平向右發(fā)射，恰好從 P點(diǎn)處射入磁場， 從兩擋板下邊緣 Q和 N之間射出磁場，運(yùn)動(dòng)過程中粒子未與擋

13、板碰撞。已知粒子射入磁場 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，求粒子在磁場中的軌跡 與擋板 MN的最近距離。  （二）選考題： 33.[物理——選修 3-3]（15分） （1)（5分）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)；t%。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=-273.15C；

14、a為直線 I上的一點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài) a和 b的壓強(qiáng)之比 Pa/Pb=______;氣體在狀態(tài) b和 c的壓強(qiáng)之比 Pb/Pc=_________。 （2）（10分）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 V/2。 （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

15、積和 B的壓強(qiáng)。 34.[物理——選修 3-4]（15分） （1）(5分）如圖，單色光從折射率 n=1.5、厚度 d=10.0cm的玻璃板上表 面射入。已知真空中的光速為 3.0x10 m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播 8 的速度為_________m/s；對于所有可能的入射角，該單色光通過玻璃板 所用時(shí)間 t的取值范圍是__________s≤t＜_________s（不考慮反射）。 (2）(10分）均勻介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn) A、B的平衡位置位于 x軸上，坐標(biāo)分別為 0和 xB=16cm。某 簡諧橫波沿 x軸正方向傳播，波速為 v=20cm/s，波長大于 20cm，振幅為 y。=lcm，且傳播 時(shí)無衰減。t=0時(shí)刻 A、B偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同，運(yùn)動(dòng)方向相反，此后 每隔△t=0.6s兩者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在 t1時(shí)刻（t1>0)，質(zhì)點(diǎn) A位于波峰。求 (i)從 t1時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn) B最少要經(jīng)過多長時(shí)間位于波峰； (i) t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn) B偏離平衡位置的位移。