2021年普通高等学校招生全国统一考试(甲卷)物理试题（解析版）.pdf

2021年普通高等学校招生全国统一考试（甲卷）理科综合能力测试（物理部分）（云南、广西、贵州、四川、西藏）第I卷（选择题共1 2 6分）二、选择题:本题共8 小题，每小题6 分，共 8 分在每小题给出的四个选项中，第 1 4 1 8题只有一项符合题目要求，第 1 9 2 1 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14.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的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角将小物块由平板与竖直杆交点0 处静止释放，物块沿平板从0 点滑至尸点所用的时间t 与夹角的大小有关若由3 0 逐渐增大至60,物块的下滑时间力将A.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先增大后减小 D,先减小后增大【答案】D【解析】设 QP在水平面的投影长度为L,则 QP长度为L/cos 9,物块光滑长木板上下滑的加速度a=gsin 9,由 L/cos 9=a t,解得t=J-=2-,显然在2 sin Geosg sin 20=45时，t 最小，所以平板与水平面的夹角由3 0 逐渐增大至60,物块的下滑时间t 将先减小后增大，D项正确。

15.“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5 0 r/s,此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为试卷第1 页，共 14页A.l O m/sB.1 0 0 m/s2C.1 0 0 0 m/s2D.l O O O O m/s【答案】C【解析】根据纽扣绕其中心的转速可达5 0 r/s,可知角速度3 =2“X 5 0 r a d/s=1 0 0 j r r a d/s,此时纽扣上距离中心1 c m处的点向心加速度大小约为a=3，r=(1 0 0 n )2X0.0 1 m/s2=1 00 0 m/s2,C项正确1 6.两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，0与在一条直线上，如 与冰在一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流/,电流方向如图所示若一根无限长直导线通过电流/时，所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为B,则图中与导线距离均为d的K 两点处的磁感应强度大小分别为A.B、0 B.0、2B C.2B、2B D.6、B【答案】B【解析】由安培定则可判断出M点处磁感应强度为零，N点处磁感应强度为2 B如图，B项正确。

FOPEOQ1 7 .如图，一个原子核X经图中所示的一系列a、衰变后，生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总个数为试卷第2页，共14页【解析】根据a衰变规律，每进行一次a衰变中子数减少2,不放出电子；根据B衰变规律，每进行一次B衰变，减少一个中子，放射出一个电子，总共进行了 6次B衰变，减少6个中子，放射出6个电子，A项正确18.2021年2月，执行我国火星探测任务的“天间一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8X 10%的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8X 10%已知火星半径约为3.4X 106m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2,则 天问一号 的停泊轨道与火星表面的最远距离约为A.6X105m B.6X10m C.6X107m D.6X 107【答案】C【解析】“天问一号”探测器在椭圆形轨道上运动Mm 2乃G -z =mr(-)r2 TMm又G铲=01g,联立解得 r=3.3X 101m由 2r=2R+2.8X 10m+h,解得 h=6X101m,C 项正确19.某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则A.一正电荷从b点运动到e点，电场力做正功B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eVC.b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D.a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大【答案】BD【解析】一正电荷从b点运动到e点，电场力不做功，A项错误；一电子从a点运动到d点，电势能减小4 e V,电场力做功为4eV,B项正确；根据电场线垂直于等势面，沿电场线试卷第3 页，共 14页方向电势逐渐降低，所以b点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向左，C项错误；根据等差等势面密处电场强度较大，可 知 a、b、c、d四个点中，b点的电场强度大小最大，D项正确。

2 0.一质量为小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能为瓦，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瓦/5已知s i n a=0.6,重力加速度大小为g则A.物体向上滑动的距离为EJ2mgB.物体向下滑动时的加速度大小为g/5C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长【答案】C D【解析】设物体向上滑动的距离为x,由动能定理，对上滑过程，-mgxsin a-p mgcosa x=-Ek,对上滑和下滑的全过程，-m g c o s a 2 x=EJ5-Ek,联立解得：=Ek/mg,N=0.5,A项错误C项正确；物体向下滑动，由牛顿第二定律，mgsin a +umgcos a =m a,物体向下滑动时的加速度大小为a=g,B 项错误；由于向下滑动的加速度大于向上滑动的加速度，可知物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长，D项正确22 1.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，甲线圈的匝数是乙的2 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、下边保持水平圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是试卷第4 页，共 14页甲 乙XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXA.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【答案】AB【解析】根据题述，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，甲线圈的匝数是乙的2 倍，甲线圈导线的横截面积是乙的1/2,甲线圈导线长度为乙的2 倍，根据电阻定律可知，甲线圈导线电阻为乙的 4 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，进入磁场区域时速度相同，甲产生的感应电动势是乙的2 倍，由闭合电路欧姆定律可知，甲线圈中电流是乙的1/2,甲线圈受到的安培力与乙相等，所以甲乙两线圈运动情况完全相同，选项AB项正确CD项错误第I I卷（非选择题共1 7 4分）（一）必考题（共 129分）22.（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水平桌面上，形成一倾角为。

的 斜 面（已 知 sin ,；-1 mv；2 2联立解得：E=mgdsin 0 (2)设小车通过第5 0 个减速带后的速度为v,由动能定理，mgs=L必落2解得 v=S/Jgs根据题述小车通过第30 个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同，可知小车通过第30 个减速带后的速度也为v=J 24 gs小车通过前30 个减速带的过程中损失的总机械能、1 2、E=mgs in29 d)-mv-mgs in29 d)-mgs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E i=AE/30=-mg (+29 d)s inu s 3)由-mg (+29 d)s in -ps/ngdsin 0试卷第8页，共14页解得L d+E；sin，25.(20分)如 图，长度均为/的两块挡板竖直相对放置，间距也为1,两挡板上边缘户和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A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如电荷量 为 g(g 0)的粒子自电场中某处以大小为%的速度水平向右发射，恰好从尸点处射入磁场，从两挡板下边缘和川之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。

已知粒子射入磁场时的速度方向与图的夹角为60,不计重力1)求粒子发射位置到尸点的距离；(2)求磁感应强度大小的取值范围；(3)若粒子正好从Q，V的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板柳V的最近距离解析】(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动规律可知(D1 2 qEr-at=-2 2 m粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60,有tan3()=y=vo 粒子发射位置到P点的距离.V =+1由得V T J/欣S-6qE(2)带电粒子在磁场中运动速度试卷第9 页，共 14页I也E%二 2百%cos30 3 带电粒子在磁场中运动两个临界轨迹(分别从Q、N点 射 出)，如图所示O2由几何关系可知,粒子运动轨迹的最小半径为2cos300 3 争最大半径z cos 75=(6 +1)/带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，c/B=m v由解得，磁感应强度大小的取值范围为2”工 MB二 2%(3+招ql ql(3)若带电粒子正好从Q N的中点射出磁场时，带电粒子运动轨迹如图所示试卷第10页，共14页由几何关系可知s i n 6/=_=V2 带电粒子在匀强磁场中运动轨迹半径r=4cos(30+)粒子在磁场中的轨迹与挡板，胧的最近距离4n,n=s i n 300+/)-r,由。

2解得,3 9-1 0 7 3 ,a=-/44(6)(二)选考题：共4 5分.请考生从3道物理题，3道化学题，2道生物题中,每科任选一道作答，如果多做则每科按所做的第一题计分33.物理选修3-3(15分)(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(片 图上的两条直线I 和 11表示线与横轴交点的横坐标，灯和吃分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；0为它们的延长lP7m30是它们的延长线与),/君 一一 二 二 1 一 五2二 O 介加C试卷第11页，共14页横轴交点的横坐标，to=-2 7 3.1 5 C；a 为直线I 上的一点由图可知，气体在状态aPH Pb和 b的压强之比五=_ ；气体在状态b和 c的压强之比 =o【答案】1 yA【解析】直 线 I 为等压线，所以气体在状态a 和 b的压强之比方=1；由于直线I 和直A V,线 II都是等压线，由 /=P,V2,可得气体在状态b和 c的压强之比H=歹.(2)(1 0 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、B两部分；初始时，A、B的体积均为匕压强均等于大气压隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5 M 时隔板就会滑动，否则隔板停止运动。

气体温度始终保持不变向右缓慢推动活塞，使 B的体积减小V为2i)求 A的体积和B的压强；(i i)再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强解析】(i)对气体8,由玻意耳定律，例片PBV/2,解得：所 2 6对气体A,末状态压强为m=l.5R,R片 p/,解得：%2 V/3i i)再使活塞向左缓慢回到初始位置，隔板将向左移动，最后4对气体A,由玻意耳定律，R片 K,对气体9 由玻意耳定律，口 片 外,7，,N V活 塞 隔 板-PA =0.5P o联立解得：匕=(&T)V,PB=-忑3 4.物理选修3-4 (1 5分)(1)(5分)如 图，单色光从折射率后1.5、厚度大1 0.0 c m的玻璃板上表面射入已知真空中的光速为3.0 Xl(A n/s,则该单色光在玻璃板内传播的速度为 m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t 的取值范围是 s t Vs (不考虑反射)试卷第12页，共14页【答案】2.0 X1 0 5.0 X1 0。