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1、2021 年高考全国甲卷物理试题年高考全国甲卷物理试题 二、选择题：此题共二、选择题：此题共 8 小题，每题小题，每题 6 分，共分，共 8分。在每题给出的四个选项中，第分。在每题给出的四个选项中，第 15 题只有题只有 一项符合题目要求，第一项符合题目要求，第 68 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。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 P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 可变。将小物块由平板与竖直杆交点
2、Q 处静止释放，物块沿平板 从 Q 点滑至 P点所用的时间 t 与夹角 的大小有关。 假设由 30 逐渐增大至 60 ， 物块的下滑时间 t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】 【分析】 【详解】设 PQ的水平距离为 L，由运动学公式可知 2 1 sin cos2 L gt = 可得 2 4 sin2 L t g = 可知45=时，t 有最小值，故当从由 30 逐渐增大至 60 时下滑时间 t先减小后增大。 应选 D。 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
3、转和反转会交替出现。拉动屡次后，纽扣绕其中心的转速可达 50r/s，此时纽扣上距 离中心 1cm处的点向心加速度大小约为 A. 10m/s2 B. 100m/s2 C. 1000m/s2 D. 10000m/s2 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】纽扣在转动过程中 2100 rad/sn= 由向心加速度 22 1000m/sar= 应选 C。 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，EO与 O Q在一条直线上，PO与 OF在 一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流 I，电流方向如下列图。假设一根无限长直导线通过电流 I 时，所产生的磁场在距离导线 d 处的磁感应强
4、度大小为 B，那么图中与导线距离均为 d 的 M、N 两点处的磁 感应强度大小分别为 A. B、0 B. 0、2B C. 2B、2B D. B、B 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】两直角导线可以等效为如下列图两直导线，由安培定那么可知，两直导线分别在 M 处的磁感应 强度方向为垂直纸面向里、垂直纸面向外，故 M 处的磁感应强度为零；两直导线在 N处的磁感应强度方向 均垂直纸面向里，故 M处的磁感应强度为 2B；综上分析 B正确。 应选 B。 4. 如图，一个原子核 X经图中所示的一系列、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 A. 6 B. 8 C. 10 D.
5、 14 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由图分析可知，核反响方程为 23820640 928221 XY+He+eab 设经过a次衰变，b次衰变。由电荷数与质量数守恒可得 2382064a=+；92822ab=+ 解得 8a =，6b = 故放出 6个电子 。 应选 A。 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 1.8 105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星外表的最近距离约为 2.8 105m。火星半径约为 3.4 106m，火 星外表处自由落体的加速度大小约为 3.7m/s2，那么“天问一号的停泊轨道与火星外表的最远距
6、离约为 A. 6 105 m B. 6 106 m C. 6 107 m D. 6 108m 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】忽略火星自转那么 2 GMm mg R = 可知 2 GMgR= 设与为 1.8105s的椭圆形停泊轨道周期相同的圆形轨道半径为r，由万引力提供向心力可知 2 22 4GMm mr rT = 设近火点到火星中心为 11 RRd=+ 设远火点到火星中心为 22 RRd=+ 由开普勒第三定律可知 3 12 22 () 3 2 RR r TT + = 由以上分析可得 7 2 6 10 md 应选 C。 6. 某电场的等势面如下列图，图中 a、b、c、d、e为电场中的
7、5个点，那么 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 4eV C. 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】 【分析】 【详解】A由图象可知 b = e 那么正电荷从 b 点运动到 e 点，电场力不做功，A错误； B由图象可知 a = 3V，d = 7V 根据电场力做功与电势能的变化关系有 Wad = Epa - Epd = (a - d)( - e) = 4eV B正确； C沿电场线方向电势逐渐降低，那么 b点处的场强方向向左，C错误； D由于电场
8、线与等势面处处垂直，那么可画出电场线分布如以下列图所示 由上图可看出，b点电场线最密集，那么 b点处的场强最大，D正确。 应选 BD。 7. 一质量为 m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 k E，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 E 。sin0.6=，重力加速 度大小为 g。那么 A. 物体向上滑动的距离为 k 2 E mg B. 物体向下滑动时的加速度大小为 5 g 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 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AC物体从
9、斜面底端回到斜面底端根据动能定理有 2 cos 5 k k E mglE= 物体从斜面底端到斜面顶端根据动能定理有 sincos0 k mglmglE= 整理得 k E l mg = ；0.5= A 错误，C 正确； B物体向下滑动时的根据牛顿第二定律有 sincosmamgmg= 求解得出 5 g a = B正确； D物体向上滑动时的根据牛顿第二定律有 sincosmamgmg=+ 上 物体向下滑动时的根据牛顿第二定律有 sincosmamgmg= 下 由上式可知 a上 a下 由于上升过程中的末速度为零，下滑过程中的初速度为零，且走过相同的位移，根据公式 2 1 2 lat= 那么可得出 t
10、t 下上 D 错误。 应选 BC。 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，如下列图。不计空气阻力，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 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】设线圈到磁场的高度为 h，线圈的边长为
11、 l，那么线圈下边刚进入磁场时，有 = 2vgh 感应电动势为 EnBlv= 两线圈材料相等设密度为 0 ，质量相同设为m ，那么 0 4mnlS= 设材料的电阻率为，那么线圈电阻 2 2 0 164n lnl R Sm = 感应电流为 0 16 EmBv I Rnl = 安培力为 2 0 16 mB v FnBIl = 由牛顿第二定律有 mgFma= 联立解得 2 0 16 FB v agg m = 加速度和线圈的匝数、横截面积无关，那么甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度。当 2 0 16 B v g 时，甲 和乙都加速运动，当 2 0 16 B v g 时，甲和乙都减速运动，当 2 0 1
12、6 B v g =时都匀速。 应选 AB。 三、非选择题：第三、非选择题：第 91 12 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 1 1316 题为选考题，考题为选考题，考 生根据要求作答。生根据要求作答。 一必考题一必考题 9. 为测量小铜块与瓷砖外表间的动摩擦因数，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sin=0.34，cos=0.94 ，小铜块可在斜面上加速下滑，如下列图。该同学用 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 sii=1，2，
13、3，4，5 ，如下表所示。 s1 s2 s3 s4 s5 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，小铜块与瓷砖外表间的动摩擦因数 为_。 结果均保存 2 位有效数字，重力加速度大小取 9.80m/s2 【答案】 (1). 0.43 (2). 0.32 【解析】 【分析】 详解】1根据逐差法有 () () () 5421 2 2 ssss a T + = 代入数据可得小铜块沿斜面下滑的加速度大小 2 0.43m/sa 2对小铜块受力分析根据牛顿第二定律有 sincosmgmgma= 代入数据解得 0.32
14、 10. 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，内阻 0.27 定值电阻 R0 滑动变阻器 R1阻值 0-20 电阻箱 R2最大阻值 9999.9 电源 E电动势 6V，内阻不计 开关 S、导线假设干。 完成以下填空： 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 0300mA的 U-I 曲线，R0应选取阻值为_的定值电阻； 2闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的_填“a或“b端； 3在流过电流表的电流较小时，将电阻箱 R2的阻
15、值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电 流表的示数 U、 I， 结果如图 b 所示。 当流过电流表的电流为 10mA时， 小灯泡的电阻为_保 存 1位有效数字 ； 4为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为 3V，该同学经计算知，应将 R2的阻值调整为 _。然后调节滑动变阻器 R1，测得数据如下表所示： 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和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝
16、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 保存 2位有效数字 ；当流过电流表的电流为 300mA时，小灯泡的电功率为 W2，那么 2 1 W W =_保存 至整数 。 【答案】 (1). 10 (2). a (3). 0.7 (4). 2700 (5). 增大 (6). 0.074 (7). 10 【解析】 【分析】 【详解】 11因为小灯泡额定电压 2.5V，电动势 6V，那么滑动滑动变阻器时，为了保证电路平安，需要 定值电阻分担的电压 6V2.5V3.5VU = 那么有 0 3.5V 11.7 0.3A R = 那么需要描绘小灯泡在 0300mA 的伏安特性曲线，即 R0应选取阻值为 10； 22为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的 a端； 33由图可知当流过电流表的电流为 10mA 时，电压为 7mV，那么小灯泡的电阻为 3 3 7 10 =0.7 10 10 R = 44由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为 3V时，有 2VV 30.3 RRR = + 解得 2 2
