2021年高考全国甲卷物理试卷解析.pdf

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1、绝密启用前直导线通过电流/时，所产生的磁场在距离导线d 处的磁感应强度大小为9则图中与导线距2021年高考全国甲卷物理试题注意事项：1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2、请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1.如图，将光滑长平板的卜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e 可变。将小物块由平板与竖直杆交点。处静止释放，物块沿平板从Q 点滑至P点所用的时间/与夹角。的大小有关。若由30。逐渐增大至60。，物块的下滑时间I 将（）离均为d 的M、川两点处的磁感应强度大小分别为（）B.0、2BA.逐渐增大 B.逐渐减小 C.先

2、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50r/s,此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为（）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，E O与O Q 在一条直线上，PO与。尸在一条直线上，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A.B、0C.28、28 D.B、B4.如图，一个原子核X 经图中所示的一系列。、夕衰变后，生成稳定的原子核Y,在此过程C.10D.145.2021年 2 月，执行

3、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IS xlC s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8x105m。已知火星半径约为3.4 x iam,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.6xl（）6m C.6x107m D.6x10m二、多选题6.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.一正电荷从匕点运动到e 点，电场力做正功B.一电子从。点运动到d 点，电场力做功为4eVC.6 点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右D.a

4、、氏 c、d 四个点中，b 点的电场强度大小最大7.一质量为7的物体自倾角为a 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专。已知sin 2 =0.6,重力加速度大小为g。则（）A.物体向上滑动的距离为具2mgB.物体向下滑动时的加速度大小为四5C.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，甲线圈的质数是乙的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

5、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。在线圈卜.边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（）甲 乙X X X X XX X X X XX X X X XA.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，乙加速运动三、实验题9.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a 的斜面（已知sin。=0.34,cosa=0.94）,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卜 一 滑 过程，然后解析视频

6、记录的图像，获得5 个连续相等时间间隔（每个时间间隔AT=0.20s）内小铜块沿斜面下滑的距离航g,2,3,4,5）,如下表所示。5152S354555.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm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/s2）1 0.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2.5 V,额定电流0.3A）电压表（量程300mV,内阻300 C）电流表（量程30 0m A,内阻0.27Q）定值电阻Ao滑动变阻器Q（阻值020。

7、）电阻箱尺（最大阻值9999.9Q）电源E（电动势6 V,内阻不计）开关S、导线若干。完成卜列填空：0 20 40 60 80 100 120图(b)（1）有3个阻值分别为10Q、20 Q、30Q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，Ro应选取阻值为 Q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2 或*）端；（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱及的阻值置零，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 C （保留1位有效数字）；（4

8、）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V,该同学经计算知，应将&的阻值调整为 Q。然后调节滑动变阻器测得数据如下表所示：U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0（5）由图（8）和上表可知，随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160m A,可得此时小灯泡电功率用=W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为卬2,则公=_ _ _

9、 _ _ _ _ （保留至整数）。叱四、解答题1 1.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），相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于小 一质量为，的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L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有关。观察发现，小车通过第3 0 个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第5 0 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5 后停下。己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3 0 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3 0 个减速

10、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3 0 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L应满足什么条件？(无动力)小车1 2 .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P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E 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。一质量为山，电荷量为4(乎 0)的粒子自电场中某处以大小为W的速度水平向右发射，恰好从P点处射入磁场，从两挡板卜.边缘。和N之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。己知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为6

11、0。，不计重力。(1)求粒子发射位置到P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QN的中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板的最近距离。1 3 .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p o,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 8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V慢推动活塞，使 B的体积减小为彳。(i)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。1 4.均匀介质中质点A、B的平衡位置位于彳轴

12、上，坐标分别为0和冲=1 6 c m。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速为v=2 0 c m/s,波长大于2 0 c m,振幅为y=l c m,且传播时无衰减。片0时刻A、B偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔 f=0.6 s 两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在A 时刻(力0),质点A位于波峰。求(i)从力时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；(i i)t时刻质点B偏离平衡位置的位移。五、填空题1 5.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 )图上的两条直线I和I I 表示，必和 V2 分别为两直线与纵轴交点的纵坐标;A)为它们的

13、延长线与横轴交点的横坐标，r o 是它们的延长线与横轴交点的横坐标，r o=-2 73 1 5-C：“、。为直线I 上的一点。由图可知，气1 6.如图，单色光从折射率”=1.5、厚度”=1 0.0 c m 的玻璃板上表面射入。己知真空中的光速为3 x 1 0sn Vs,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/的取值范围是 st 82丫 +。2 e设经过。次a 衰变，b 次B 衰变。由电荷数与质量数守恒可得238=206+4。；92=82+2。一。解得a=8,b=6故放出6 个电子。故选A=5.C解：设与为1.8x1050的椭圆形停泊轨道周期相

14、同的圆形轨道半径为，由万引力提供向心力可知忽略火星自转则GMm 与R?=mg 可知GM=gR2GMm 4/g-=mr 户 T2设近火点到火星中心为R=/?+4 设远火点到火星中心为R2=/?+w 由开普勒第三定律可知/?,+/?,3/32，7 2 7 2由以上分析可得d2 6xl07m故选Co6.BD解:A.由图象可知 p b -(pe则正电荷从点运动到e点，电场力不做功，A错误：B.由图象可知(p a=3 V,p d=7 V根据电场力做功与电势能的变化关系有Wad-Epa-Epd(夕。-a T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I-a t22则可得出

15、，上下D 错误。故选BCo8.AB解：设线圈到磁场的高度为/?,线圈的边长为/,则线圈下边刚进入磁场时，有V=yl2gh感应电动势为E-nBlv两线圈材料相等（设密度为月），质量相同（设为加），则m=pQx 4初 x S设材料的电阻率为夕，则线圈电阻R=p4nl=-6-n-2-l-2pp(Sm感应电流为_ E m B vI=-R 16nlpPo安培力为由牛顿第二定律有m g F=m a联立解得加速度和线圈的匝数、横截面积无关，则甲和乙进入磁场时，具有相同的加速度。当 g 时,16%B2V B2V甲和乙都加速运动，当 且 =3.5V03A11.7Q则需要描绘小灯泡在0 30 0 m A 的伏安特

16、性曲线，即 R o应选取阻值为1 0 Q ；（2）2 为了保护电路，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的。端；（3）3 由图可知当流过电流表的电流为1 0 m A 时，电压为7 m V,则小灯泡的电阻为R -7x10-310 x10-3Q=0.7 Q（4）4 由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3 V 时，有3 03&+%解得R2=2 7 0 0 Q（5）5 由 图（b）和表格可知流过小灯泡电流增加，图像中午变大，则灯丝的电阻增大：（6）6 根据表格可知当电流为1 6 0 m A 时，电压表的示数为4 6 m A,根 据（4）的分析可知此时小灯泡两端电压为0.46 A,则此时小灯泡电功率Wi

17、=0.46 V x 0.1 6 A 0.0 7 4W同理可知当流过电流表的电流为30 0 m A 时，小灯泡两端电压为2.5V,此时小灯泡电功率W2=2.5VX0.3A=0.75W故有吗 _ 075Wf -0.0 7 41 1.（1）mgdsin。；叫 仕 +2 9）疝 侬；（3）L d +-30s i n。解：（1）由题意可知小车在光滑斜面上滑行时根据牛顿第二定律有m g s i n 0=m a设小车通过第30 个减速带后速度为也，到达第31 个减速带时的速度为V 2,则有y；-片=lad因为小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同，故后面过减速带后的速度与到达下一个减速带均

18、为V!和V 2；经过每一个减速带时损失的机械能为 E-；mvj-；mv；联立以上各式解得A=mgd sin 0(2)由(1)知小车通过第50个减速带后的速度为也，则在水平地面上根据动能定理有-/.imgs=0-机 V；从小车开始下滑到通过第30个减速带，根据动能定理有mg(L+29J)sin 0-E =mv联立解得 E,&=mg(L+29d)sin 6jumgs故在每一个减速带上平均损失的机械能为,石总 mg(L+29d)sin 6-mgsZA JLS 30 30(3)由题意可知可得12.屈叫6qE(2)AAEL d+0sin。2m v0 R 2m v 2、马中EM*用 39-10 x/3(3

19、+Jjql ql；(3)粒子运动轨迹见解析，解：(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x=v()t 1 2y=ar2=qE 2m粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60。，有t a n 30 =-=匕 粒子发射位置到P点的距离s-yjx2+y2 由式得S=姮理6qE（2）带电粒子在磁场运动在速度%=当c os 30 3带电粒子在磁场中运动两个临界轨迹（分别从。、N点射出）如图所示5=6/c os 30 0 3最大半径乌G a x =，=(6+1乂 带电粒子在磁场中做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由向心力公式可知qvB=Q r由解得，磁感应强度大小的取值范围2m V B

20、)粒子在磁场中的轨迹与挡板M N的最近距离m in=(4 sin 30+/)-4 由 弋解得39-106,=-/44P13.(i)匕=0.4V,PB=2P；(ii)%=(6一1)V,PB=邛po解:(i)对B气体分析，等温变化，根据波意耳定律有POVMPB V解得PB=2 Po对A气体分析，根据波意耳定律有PoV=PA 匕PA=PB+05PO联立解得匕=0.4V3(i i)再使活塞向左缓慢回到初始位置，假设隔板不动，则 A的体积为!V,由波意耳定律可得23POV=P X-K则 A此情况下的压强为,2 八P=”0 1.0 sv由题可知，波的周期是T =2 A r =1.2 s波的波长4 =2 4

21、 c m在外时刻(A 0),质点A位于波峰。因为AB距离小于一个波长，B到波峰最快也是A的波峰传过去，所 以 从“时刻开始，质点B运动到波峰所需要的最少时间t=0.8 s(i i)在 A时刻(力 0),由题意可知，此时图象的函数是n/、y=c os x(c m)/!时刻质点B偏离平衡位置的位移y -c os (c m)=-0.5 c m5 1年解:根据盖吕萨克定律有整理得V=kl+TBk由于体积-温度（Mf）图像可知，直线I为等压线，则。、两点压强相等，则有乙=1Ph设，=0 C时，当气体体积为匕其压强为P 1,当气体体积为%其压强为小，根据等温变化，则有PM=%匕由于直线I和11各为两条等压线，则有Pi=Pb，Pl=Pe联立解得&=a=匕Pe Pl K1 6.2 x l 08 5 x l O T 3 7 5 x l O 1 0解:1该单色光在玻璃板内传播的速度为c 3 x l 08,v =-m/s =2 x 1 0 m/sn 1.5当光垂直玻璃板射入时，光不发生偏折，该单色光通过玻璃板所用时间最短，最短时间d 0.11v 2 X 1 08s=5 x l O-l os当光的入射角是90。时，该单色光通过玻璃板所用时间最长。由折射定律可知sin 90n=-sin 9最长时间dt_ cos9 _ VI IO-10 svV l-sin2 3