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2021年全国普通高等学校招生统一考试物理试卷 全国乙卷解析

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2021年全国普通高等学校招生统一考试物理试卷 全国乙卷解析_第1页
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2021年全国普通高等学校招生统一考试全国乙卷物理试卷一、选择题1 4 .如图,光滑水平地面上有一小车,一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连,另一端与滑块相连,滑块与车厢的水平底板间有摩擦用力向右推动车厢使弹簧压缩,撒去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动,在地面参考系(可视为惯性系)中,从撤去推力开始,小车、弹簧和滑块组成的系统()A.动量守恒,机械能守恒 B.动量守恒,机械能不守恒C.动量不守恒,机械能守恒 D.动量不守恒,机械能不守恒1 5 .如图(a),在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷由于静电感应,在金属平板上表面产生感应电荷,金属板上方电场的等势面如图(b)中虚线所示,相邻等势面间的电势差都相等若将一正试探电荷先后放于M和 N处该试探电荷受到的电场力大小分别为七 和 F.,相应的电势能分别为马”和 E.,贝八)眇 b)A*A l E pN B.打 M 综,E p M E pNC 风&,E p M r 耳M V E pN1 6 .如图,圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,质量为?、电荷量为4(9 0)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MCW方向射入磁场若粒子射入磁场时的速度大小为匕,离开磁场时速度方向偏转 9 0。

若射入磁场时的速度大小为岭,离开磁场时速度方向偏转6 0不计重力,则以为()x M*,;6,*,:Nx x x x/.K.X.-A.l B.C.D.62 3 217.医学治疗中常用放射性核素 31n产 生 y 射线,而“in 是由半衰期相对较长的u3Sn衰变产生的对于质量为,的 S n,经过时间f后剩余的uSn质 量 为 如 其 二 T 图线如图所示从图中mo0 67.3 182.4 t/dA.67.3d B.lOl.Od C.115.1d D.124.9d18.科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给 出 1994年到2002年间S2的位置如图所示科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为1000 AU(太阳到地球的距离为1 AU)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞这项研究工作获得了 2020年诺贝尔物理学奖若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为()A.4X104M B.4X106M C.4X108M D.4X10M19.水平桌面上,一质量为m 的物体在水平恒力/拉动下从静止开始运动物体通过的路程等于必时,速度的大小为%,此时撒去F,物体继续滑行2s。

的路程后停止运动重力加速度大小为g,则()A.在此过程中尸所做的功为;说B.在此过程中产的冲量大小等于|根%2C.物体与桌面间的动摩擦因数等于上4%gD.F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2 倍20.四个带电粒子的电荷量和质量分别为(+g,?),(+“,2附,(+3夕,3机),,它们先后以相同的速度从坐标原点沿x 轴正方向射入一匀强电场中,电场方向与y 轴平行不计重力,下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中,可能正确的是()水平向右的拉力F 作用在物块上,F 随时间,的变化关系如图(b)所示,其中耳、鸟分别为小t2时刻尸的大小木板的加速度q 随时间,的变化关系如图(c)所示已知木板与地面间的动摩擦因数为四,物块与木板间的动摩擦因数为,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g,贝 4()p r,色(町+町)/A.F=、m6 B.F2=-(4-Jg町匚,色上吐必 D.在0r,时间段物块与木板加速度相等肛二、非选择题(一)必考题22.某同学利用图(a)所示装置研究平抛运动的规律,实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,频闪仪每隔0.05s发出一次闪光,某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。

图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板,纸板与小球轨迹所在平面平行,其上每个方格的边长为5cm该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出完成下列填空:(结果均保留2 位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置4 时,其速度的水平分量大小为 m/s,竖直分量大小为_ m/s;(2)根 据 图(b)中数据可得,当地重力加速度的大小为 m/s2o23.一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约 1.5V)和内阻r(小于2 Q)图中电压表量程为I V,内 阻&=380.0定 值 电 阻=20.00;电阻箱与最大阻值为999.9Q;S为开关按电路图连接电路完成下列填空:(1)为保护电压表,闭合开关前,电阻箱接入电路的电阻值可以选 Q(填“5.0”或“1 5.0”);(2)闭合开关,多次调节电阻箱,记录下阻值R和电压表的相应读数U;(3)根 据 图(a)所示电路,用 R、用、氏、E和 r 表 示,,得L=U U(4)根据测量数据,做工-R图线,如 图(b)所示U(5)通 过 图(b)可得E=V (保留2 位小数),r =C(保留一位小数);(6)若 将 图(a)中的电压表当成理想电表,得到的电源电动势为,由此产生的误差为p _ Pc f X 1 O O%=%。

E2 4 .一篮球质量为?=0.6 0 kg,一运动员使其从距地面高度为九=1.8 m 处由静止自由落下,反弹高度为生=1 2 m若使篮球从距地面4=1.5 m的高度由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球,球落地后反弹的高度也为1.5 m假设运动员拍球时对球的作用力为恒力作用时间为f =0.2 0 s;该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变重力加速度大小取g =1 0 m/s2不计空气阻力求(1)运动员拍球过程中对篮球所做的功;(2)运动员拍球时对篮球的作用力的大小2 5 .如图,一倾 角 为 a的光滑固定斜面的顶端放有质量M=0.0 6 kg 的 U型导体框,导体框的电阻忽略不计;电阻R =3的金属棒CD 的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路所;EF与斜面底边平行,长度乙=0.6 m初始时CD 与 砂 相 距”=0.4 m,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,金 属 棒 下 滑 距 离 后 进 入 一 方 向 垂 直 于 斜 面 的 匀 强 磁 场 区 域,磁场边界(图中虚线)与斜面底边平行;金属棒在磁场中做匀速运动,直至离开磁场区域当金属棒离开磁场的瞬间,导体框的所 边正好进入磁场,并在匀速运动一段距离后开始加速。

已知金属棒与导体框之间始终接触良好,磁场的磁感应强度大小8=1 T重力加速度大小取g=10m/s2,sin=0.6o求(1)金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小;(2)金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数;(3)导体框匀速运动的距离)选考题33 物理选修3-3(1)如图,一定量的理想气体从状态P c,Vn,Tn)经热力学过程彷、bc.ca后又回到状态“对 于a b、hc.ca三个过程,下 列 说 法 正 确 的 是 (填正确答案标号,选 对 1个得2 分,选对2 个得4 分,选对3 个得5 分,每选错1个扣3 分,最低得分为0 分)A.劭过程中,气体始终吸热B.ca过程中,气体始终放热C.ca过程中,气体对外界做功D.%过程中,气体的温度先降低后升高E 2 c 过程中,气体的温度先升高后降低(2)如图,一玻璃装置放在水平桌而上,竖直玻璃管A B、C 粗细均匀,4 8 两管的上端封闭,C 管上端开口,三管的下端在同一水平面内且相互连通4 3 两管的长度分别为4=13.5cm,/2=3 2 cm 将水银从C 管缓慢注入,直至8、C 两管内水银柱的高度差无=5cm已知外界大气压为=75cmHg。

求 4 8 两管内水银柱的高度差34 物理选修3-4(1)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过0.3s后,其波形曲线如图中虚线所示已知该波的周期T大于0.3s若波是沿x 轴正方向传播的,则该波的速度大小为 m/s,周期为 s;若波是沿x 轴负方向传播的,该波的周期为 s2)用插针法测量上、下表而平行的玻璃砖的折射率,实验中用4 8 两个大头针确定入射光路,C、两个大头针确定出射光路,O 和O,分别是入射点和出射点,如 图(a)所示,测得玻璃砖厚度为 =15.0 mm;A 到 过 O 点 的 法 线 的 距 离 4 0 =10.0 mm,M 到玻璃砖的距离M O=20.0 mm,O 到 O M 的距高为 S=5.0 mmi)求玻璃砖的折射率;(ii)用另一块材料相同,但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验,玻璃砖的截面如图(b)所示光从上表面入射,入射角从逐渐增大,达到45时,玻璃砖下表面的出射光线恰好消失,求此玻璃砖上下表面的夹角参考答案14 .答案:B解析:系统在只有弹力或者重力做功时机械能守恒,由题意可知,撤去拉力后,滑块与车厢直接还有摩擦力的作用,摩擦生热,使系统的机械能减小,即小车、弹簧和滑块组成的系统机械能不守恒;而该系统所受外力的合力为0,因此动量守恒,故 B项正确,ACD项错误。

综上所述,本题正确答案为B1 5 .答案:A解析:N处等势面比M处密集,即 N处电场强度比M大,由尸=%可知,FM E,w,故 A项正确,B C D 项错误综上所述,本题正确答案为A1 6 .答案:B解析:带电粒子在匀强磁场中时做匀速圆周运动,qvB=m,解得:v =迦,根据几何关系得R mK=r,R,=gr,则 以=且,故 B项正确,ACD项错误匕3综上所述,本题正确答案为B1 7 .答案:C解析:由 图 可 知 质 量 为 的 m s n 衰变到g 人 所 用 的 时 间 为 则 S n 的半衰期为1 1 5.1d,故 C项正确,ABD项错误综上所述,本题正确答案为C1 8.答案:B解析:设太阳的质量为M,由万有引力公式可得出:G-=m,再代入线速度公式可得:(AU)2 A UM=同理,对于s2受到黑洞的作用,且半长轴已知,根据开普勒定律结合万有引力公式也可以得出:因为读图可以看出S,恒星运的半周期为年,因此有:5 黑TM.,=T M =4X106M,R%故 B 正确,ACD项错误综上所述,本题正确答案为B19.答案:BC解析:CD项,由于撤去力/后,滑行2%后停下,此时由于只有摩擦力,因此有动能定理:;相片-0=2?Q ,因此动摩擦因数为:=-;此时对前半段使用动能定理有:-O=F so-jums0,因此F 的 大 小 为,故 C 项正确,D 项错误。

AB项,此时有力尸的冲量为:/=尸”也 驾=也 空 殳=现 也;力所做的功为W=3/w;,故 Ba 24g 2 4 0项正确,A 项错误综上所述,本题正确答案为BC20.答 案:AD解析:粒子在电场中受电场力,由题可知,三个粒子带正电,一个粒子带负电,则根据受力方向判断,三个粒子所受电场力方向相同,另外一个粒子受力方向与其他粒子相反;电场力提供向心力,根据牛顿第二定律可得qE=7,可解得必,分别将四个粒子的电荷量和质量代入式子m可知四个带电粒子所受的电场力大小之比为2:1 2 2,则说明三个带正电的粒子中,有两个粒子所受电场力的大小也相同,故这两个粒子的运动轨迹重合另外一个带正电粒子所受电场力较小,根据类平抛运动的特点可知,该粒子的运动轨迹弯曲程度较小,带负电粒子所受到的电场力较大,则弯曲程度较大,与另外两个带正电粒子的的运动轨迹方向相反,弯曲程度相同,故 AD项正确,BC项错误综上所述,本题正确答案为AD21.答案:CD解析:由题可知,木板与地面间的最大静摩擦力为/=4(町+,)g,物块与木板间的最大静摩擦力为人=4 帆;g,根据题意可分析两种情况:当人人时,随着拉力户的不断增大,当尸 人时,物块与木板发生相对运动,则木板受到向右的滑动摩擦力,但由于工人,木板始终静止,不符合题意;当 工 时,当尸 +内,根据上述分析可知 =/=4(町+,小)g,丐用=力=外 色g,物块与木板在0 4时间段物相对静止,加速度相等,故 CD项正确,AB项错、口反。

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