2021年全国高考物理真题试卷及解析(全国甲卷)

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免费在线年全国高考物理真题试卷及解析 (全国甲卷) 一、选择题:本题共8 小题,每小题6分,共48 分。在每小题给出的四个选项中,第1~5 题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不 全的得3 分,有选错的得0分。 1.如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板 处,上部架在横杆上。横杆 P 的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角 可变。将小物块由平板与竖直杆交  Q Q t 点 处静止释放,物块沿平板从 点滑至 点所用的时间 与夹角 的大小有关。若由 P  30 逐渐增大至 ,物块的下滑时间 将t ( ) 60 A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大 2.“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起, 然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后,纽扣绕其中心的转速 可达 ,此时纽扣上距离中心 处的点向心加速度大小约为( ) 50r/s 1cm A.10m/s2 B.100m/s2 C.1000m/s2 D.10000m/s2 3.两足够长直导线均折成直角,按图示方式放置在同一平面内, 与OQ 在一条直线上, EO 与 在一条直线上,两导线相互绝缘,通有相等的电流 ,电流方向如图所示。若一I PO OF 根无限长直导线通过电流 时,所产生的磁场在距离导线 处的磁感应强度大小为 ,则 I d B 图中与导线距离均为 的 、 两点处的磁感应强度大小分别为( ) d M N A. 、0 B.0、 C. 、 D. 、 B 2B 2B 2B B B a  4.如图,一个原子核 经图中所示的一系列 、 衰变后,生成稳定的原子核 ,在此过 X Y 程中放射出电子的总个数为( ) A.6 B.8 C.10 D.14 5.2021年2 月,执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后, 进入运行周期约为 5 的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为 5 。 1.810 s 2.810 m 已知火星半径约为 6 ,火星表面处自由落体的加速度大小约为 2 ,则 “天问 3.410 m 3.7m/s 一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为( ) A. 5 B. 6 C. 7 D. 8 610 m 610 m 610 m 610 m a c e ( ) 6.某电场的等势面如图所示,图中 、 、 、 、 为电场中的5个点,则 b d e A.一正电荷从 点运动到 点,电场力做正功 b a B.一电子从 点运动到 点,电场力做功为 d 4eV C. 点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右 b a c D. 、 、 、 四个点中, 点的电场强度大小最大 b d b m  7.一质量为 的物体自倾角为 的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动 E E k 能为 ,向上滑动一段距离后速度减小为零,此后物体向下滑动,到达斜面底端时动能为 。 k 5 已知 ,重力加速度大小为 。则( ) sin 0.6 g E A.物体向上滑动的距离为 k 2mg g B.物体向下滑动时的加速度大小为 5 C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5 D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长 8.由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈,两线圈的质量相等,但 所用导线的横截面积不同,甲线 倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同 时由静止开始下落,一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域,磁场的上边界水平, 如图所示。不计空气阻力,已知下落过程中线圈始终平行于纸面,上、下边保持水平。在线 圈下边进入磁场后且上边进入磁场前,可能出现的是( ) A.甲和乙都加速运动 B.甲和乙都减速运动 C.甲加速运动,乙减速运动 D.甲减速运动,乙加速运动 二、非选择题:(一)必考题。 9.(5 分)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数,一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在  cos 0.94) 水平桌面上,形成一倾角为 的斜面 (已知sin 0.34 , ,小铜块可在斜面上 加速下滑,如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程,然后解析视频记录的图像,获 得5个连续相等时间间隔 (每个时间间隔△T 0.20s) 内小铜块沿斜面下滑的距离s (i 1i , 5) 2,3,4, ,如表所示。 S S S S S 1 2 3 4 5 5.87cm 7.58cm 9.31cm 11.02cm 12.74cm 由表中数据可得,小铜块沿斜面下滑的加速度大小为 m/s2 ,小铜块与瓷砖表面间的动 2 摩擦因数为 。(结果均保留2 位有效数字,重力加速度大小取9.80m/s ) 10.(10 分)某同学用图 (a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:小灯泡 (额 定电压2.5V ,额定电流0.3A) 、电压表 (量程300mV ,内阻300) 、电流表 (量程300mA , 0.27) R R 0 20) R 9999.9) 内阻 定值电阻 、滑动变阻器 (阻值 、电阻箱 (最大阻值 、 0 1 2 电源 (电动势 ,内阻不计)、开关 、导线若干。完成下列填空: E 6V S (1)有3 个阻值分别为10 、20 、30 的定值电阻可供选择,为了描绘小灯泡电流在 R 的 曲线, 应选取阻值为  的定值电阻; 0 300mA UI 0 a ) (2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 (填 “ ”或 “ ” 端; b R (3)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱 的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置, 2 读取电压表和电流表的示数 、 ,结果如图 (b)所示。当流过电流表的电流为I 时, U 10mA 小灯泡的电阻为  (保留1位有效数字); R (4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为 ,该同学经计算知,应将 的 3V 2 R 阻值调整为  。然后调节滑动变阻器 ,测得数据如表所示: 1 U/ mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0 I /mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0 (5)由图 (b)和表格数据可知,随着流过小灯泡电流的增加,其灯丝的电阻 (填 “增 大”“减小”或 “不变” ;) (6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA ,可得此时小灯泡电功 率W1 W (保留2 位有效数字);当流过电流表的电流为300mA 时,小灯泡的电功率 W W 2 为 ,则 (保留至整数)。 2 W 1 11.(12 分)如图,一倾角为 的光滑斜面上有50 个减速带 (图中未完全画出),相邻减速  m 带间的距离均为 ,减速带的宽度远小于 ;一质量为 的无动力小车 (可视为质点)从 d d 距第一个减速带 处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度 L 有关。观察发现,小车通过第30个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通 s 过第50 个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,继续滑行距离 后停下。已知小 车与地面间的动摩擦因数为 ,重力加速度大小为 。  g (1)求小车通过第30 个减速带后,经过每一个减速带时损失的机械能; (2)求小车通过前30 个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能; (3)若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机 械能,则 应满足什么条件? L 12.(20 分)如图,长度均为 的两块挡板竖直相对放置,间距也为 ,两挡板上边缘 和 l l P M 处于同一水平线上,在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场,电场强度大小为 ; E m 两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为 ,电荷量为 q(q  0) v 的粒子自电场中某处以大小为 的速度水平向右发射,恰好从 点处射入磁场,从 0 P Q 两挡板下边缘 和 之间射出磁场,运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时 N PQ 的速度方向与 的夹角为 ,不计重力。 60 (1)求粒子发射位置到 点的距离; P (2)求磁感应强度大小的取值范围; QN (3)若粒子正好从 的中点射出磁场,求粒子在磁场中的轨迹与挡板MN 的最近距离。 (二)选考题: [物理——选修3-3] (15分) 13.(1)(5 分)如图,一定量的理想气体经历的两个不同过程,分别由体积 温度(Vt) 图  V V t 上的两条直线Ⅰ和Ⅱ表示, 和 分别为两直线与纵轴交点的纵坐标, 是它们的延长线C a a 与横轴交点的横坐标,0 ; 为直线Ⅰ上的一点。由图可知,气体在状态 和b pa pb c 的 压 强 之 比 ; 气 体 在 状 态 和 的 压 强 之 比 。 b pb pc (2)(10 分)如图,一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体,中间的隔板将气体分为 、 A P 两部分;初始时, 、 的体积均为 ,压强均等于大气压 。隔板上装有压力传感器 B A B V 0 和控制装置,当隔板两边压强差超过0.5p0 时隔板就会滑动,否则隔板停止运动。气体温度 V 始终保持不变。向右缓慢推动活塞,使 的体积减小为 。 B 2 (ⅰ)求 的体积和 的压强; A B (ⅱ)再使活塞向左缓慢回到初始位置,求此时 的体积和 的压强。 A B [物理——选修3-4] (15分) 14.(1)(5 分)如图,单色光从折射率n 1.5 、厚度d 10.0cm 的玻璃板上表面射入。已 知线 ,则该单色光在玻璃板内传播的速度为 m/s ;对于所有 3.010 m/s 可能的入射角,该单色光通过玻璃板所用时间 的取值范围是t s „t  s (不考虑反射)。 x x 16cm (2)(10 分)均匀介质中质点 、 的平衡位置位于 轴上,坐标分别为0和 。 A B B x y 1cm 某简谐横波沿 轴正方向传播,波速为v 20cm/s ,波长大于20cm ,振幅为 ,且 传播时无衰减。 时刻 、 偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同,运动方向相反, t 0 A B 此后每隔△t 0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在 时刻t (t  0) , 1 1 质点 位于波峰。求: A (ⅰ)从 时刻开始,质点 最少要经过多长时间位于波峰;t 1 B (ⅱ) 时刻质点 偏离平衡位置的位移。t 1 B 参 一、选择题 1.D 【解析】在调节横杆位置的过程中,尽管 可变,但是小物块始终从交点 处静止释放, 在水平面的投影长度一定。设 点到竖直杆的距离为 ,物块下滑的位移为 ,下滑的加速 = cos 度为 ,物块只受重力 和支持力 ,垂直于长平板方向,有 ,平行于长平板 方向有sin= ,则物块的加速度= sin根据几何关系,物块下滑的位移为= 1 1 2 4 ,由= 得 = ,则当= 45°时最小,则下滑时间先减小后增大,故 正确。 D cos 2 sin2 2 2 = (2) = 50r/s = 0.01m 2.C 【解析】圆周运动向心加速度 = ,由题干信息知 , 1000m/s2 代入数据可得 接近 ,故 正确。 C 3.B 【解析】根据题给信息可知,一根无限长直导线通过电流 时,所产生的磁场在距离导 线 处的磁感应强度大小为 ,题图可等效成两根无限且相互绝缘的长直通电导线 结合安培定则和矢量叠加原理可以判定 两点处的磁感应强度大小分别为 和 ,故B 正确。 X Y 【解析】根据题图可得 原子核质子数为 ,中子数为 ,则质量数为 ; 原 4.A 92 146 238 α 子核质子数为 ,中子数为 ,则质量数为 ,根据原子核经过一次 衰变电荷数减小 82 124 206 ,质量数减小 ,一次β衰变后电荷数增加 ,质量数不变,写出衰变方程为238X → 206Y + 2 4 1 92 82 4 0 8 He +6 e,故此过程中放射出 个电子,故 正确。 2 −1 6 A 5.C 【解析】由开普勒第三定律可知,绕同一中心天体运转的所有行星的轨道半长轴的三 3 次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,即 = 对于椭圆形停泊轨道的半长轴= + ,设探测器在火星表面运行的周期为 ,在椭圆形停泊轨道运行时的周期为 , 1 2 2 3 3 2 3 2 4 则 2 = 2,在火星表面有 = 2 ,联立得= ,则最远距离= 2− 2−, 2 2 1 4 7 计算结果接近6 ×10 m,故 正确。 C = 5V 6.BD 【解析】根据题图可知 = ,故一正电荷从 点运动到 点,电场力做功为零, − 错误;一电子从 点运动到 点,电场力做功 = = ( − ∙ ( ) = 4 eV, 正 A B 确;根据电场线与等势面处处垂直的关系可知, 点电场强度与该点所在等势面垂直,方向 由高电势指向低电势,即方向向左, 错误;题图所示为等差等势面,等差等势面的疏密可 C 表示电场强度的大小,即等差等势面密集处,电场强度大;反之电场强度小, 四个点中, 点处的等差等势面最密集,即 点的电场强度最大, 正确。 D 1 7.BC 【解析】从物体自底端上滑到物体返回底端过程由动能定理可得−2 = −, k k 5 2 = 得= ;物体上滑过程有−( + ∙= 0 − ,联立可得 , 错误;物体 A 5 2 − 5 下滑的加速度大小= = , 正确;由= cos得= = = 0.5, B 5 cos ×0.8 + 1 = = = = C 正确;物体上滑的加速度大小 , k1 k, k2 k,则物体上滑的初 5 1 5 1 速度与下滑的末速度之比 = = ,由= 可得物体上滑和下滑的运动时间之比 = 2 5 2 5 × =

+ 30 30 【解析】 小车通过第 个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同,故经过每一个 (1) 30 减速带时损失的机械能等于在相邻减速带间运动减小的重力势能∆= 。 1 2 = 2 (2)小车在水平地面上有−=− ,解得 ,小车通过前30 个减速带的过程 2 1 2 − 中,损失的机械能为∆ 30 = (29+ ,在每一个减速带上平均损失的机械 2 ∆0 (29 能为∆= ,解得∆= − 。 1 1 30 30 30 若使小车在前 个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机 (3) 30 械能,则应满足∆

∆解得

+ 。 1 2 130 20 20 39−10 3 12.(1) (2)

(3) (3+ ) 44 6 3 1 2 = 【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动,沿电场方向有 ,= , = ,垂直 2 2 2 = = = = + 电场方向有 0 ,又 tan60°, sin60°, ,解得粒子发射位置到 点的距 2 离= 130 。 6 2 (2)粒子在磁场中做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力可得= ,小时大,粒子 3

从 点射出磁场;最大时 最小,粒子从 点射出磁场,如图所示,由几何知识可得 3 20 20 ( 3 + 1)联立解得磁感应强度大小的取值范围为

λ ()(i) 时刻质点 位于波峰,波长 , ,则 时刻后质点 第一次到达波 2 1 1 峰时,波传播的距离为 = 16 cm,经历的时间 = ,解得 = 0.8 s。 = 2∆ = 1.2s λ = λ = 24 cm (ii)由题意知,该波的传播周期 ,则波长 ,可得 ,质点 位 于= 16 cm 处, 时刻的波形图如图所示, 1 4 则= 16 cm 处,=cos =− 0.5cm。 3

GB T 32610-2016_日常防护型口罩技术规范_高清版_可检索.pdf

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