2021年普通高等学校招生全国统一考试物理(新高考广东卷).pdf

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1、2021年普通高等学校招生全国统一考试（广东）一、单项选择题:本题共7 小题,每小题4 分，共 28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.（2021.广东,4 分）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26,铝 26的半衰期为72万年,其衰变方程为碧A 1-笠Mg+Y。下列说法正确的是（）A.Y是氮核B.Y是质子C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变解析|C 根据电荷数守恒和质量数守恒，衰变方程为碧A1至Mg+?1e,Y是正电子，选项A、B 错误；根据半衰期的定义,再经过72万年，现有的铝26衰变一半,再经过144万年，现有

2、的铝26衰变后，剩有原来的四分之一，选项C 正确，选项D 错误。【易错提醒】部分同学对半衰期的理解不正确。经过两个半衰期，物质还剩四分之一，而非全部衰变。2.（2021.广东2 4 分）2021年 4 月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动,已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（）A.核心舱的质量和绕地半径B.核心舱的质量和绕地周期C.核心舱的绕地角速度和绕地周期D.核心舱的绕地线速度和绕地半径解 析 D 由 年?=?=7加=，吟，可得知=氏=（-=写/G为常量。选项A、B、C 错误，选项D 正确。3.（2021广东,3,4分

3、）唐 代 耒相经记教了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力。设牛用大小相等的拉力尸通过耕索分别拉两种犁,尸与竖直方向的夹角分别为a 和 及 如 图 所 示。忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（）曲辕犁 直辕犁A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C.曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D.直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力解析|B耕索对曲辕犁拉力的水平分力为Fsin a,耕索对直辕犁拉力的水平分力为Fsin夕，耕索对曲辕犁拉力的竖直分力为Feos a,耕索对直辕犁拉力的竖直分力为Feos小因为a小所以Fsi

4、n aFcosK选项A 错误，选项B 正确;根据牛顿第三定律，曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，选项c 错误;同理，直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，选项D 错误。4.（2021.广东,4,4分）由于高度限制，车库出入口采用如图所示的曲杆道闸。道闸由转动杆OP与横杆P。链接而成,P、。为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆 PQ始终保持水平。杆。尸绕。点从与水平方向成3 0 匀速转动到6 0 的过程中，下列说法正确的是（）A.P点的线速度大小不变B.P点的加速度方向不变C.Q点在竖直方向做匀速运动D.Q点在水平方向做匀速运动解析|A 由题意可得。P 长度不变

5、,P 点做匀速圆周运动，其线速度大小不变，向心加速度方向指向圆心,方向时刻改变，选项A 正确，选项B 错误;由题意,P、Q 两点的相对位置不变，。点也做匀速圆周运动，。点水平方向和竖直方向做的都不是匀速运动，选项C、D 错误。5.（2021广东,5,4 分）截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线。若中心直导线通入电流八,四根平行直导线均通入电流/2/2,电流方向如图所示。下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（)解析|C两根导线的电流方向相同，二者之间是引力，两根导线的电流方向相反，二者之间是斥力，上下两根导线与之间是斥力，左右两根导

6、线与人之间是引力，选项C 正确。6.（2021广东,6,4 分）如图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面。在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极,4、6是其路径上的两点。不计液滴重力，下列说法正确的是（）A.“点的电势比6点的低B.”点的电场强度比8点的小C.液滴在a点的加速度比在b点的小D.液滴在a点的电势能比在b点的大睚 相D由图可得，电源的左端是正极,a点的电势比点高，选项A错误;越靠近发射极，电场线越密，电场强度越强点的电场强度比b点大,液滴在a点的电场力比6点大，加速度也比b点大，选项B、C错误;液滴由。向6运动过程中，电场

7、力做正功，液滴的电势能变小,液滴在“点的电势能比在b点的大，选项D正确。7 .（2 0 2 1 广东,7,4 分）某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2 s,电压最大值为0.0 5 V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比 为1：6 0。下列说法正确的是（）A.交流电的频率为1 0 H zB .副线圈两端电压最大值为3 VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率解析|B 交变电流的频率为户4=5 H z,选项A错误;根据会=幺可得，副线圈两端电压最大值为3 V,选项B正

8、确;E m=N B S t o,变压器输入电压，与永磁铁的磁场强弱有关，选项C错误;充电电路的输入功率等于变压器的输出功率，而理想变压器的输出功率等于输入功率，故选项D错误。二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分，共1 8分。在每小题给出的四个选项中，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。8.（2 0 2 1广东,8,6分）赛龙舟是端午节的传统活动。下列片 和s-f图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其他龙舟在途中出现船头并齐的有（）二乙d丙0AOBs，二 l,0 t 0 tC D解 捌 B

9、D 龙舟甲与其他龙舟齐头并进，说明龙舟甲与其他龙舟在相同的时刻位移大小相等;V-/图像中，图线下的面积表示位移,在选项A、B 中，只有选项B 在相同时刻两条图线下的面积可能相等，选项A 错误，选项B 正确;s-f图像中，两图线的交点表示相遇,即表示龙舟甲与其他龙舟齐头并进，选项C 错误，选项D 正确。9.（2021 广东,9,6 分）长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹。战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为机的手榴弹。手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为人在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示,重力加速度为g。下列说法正确的有（）A.甲在空中的运

10、动时间比乙的长B.两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等C.从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少相g力D.从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为?解析|B C 根据/?=全尸,可得六件，即平抛运动在空中运动的时间由高度决定，甲、乙两手榴弹在空,9中运动时间相同，选项A 错误;平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，两个手榴弹落地时竖直方向速度3 =J2 g/i相同，重力的瞬时功率PG=mgvy=mgy/2gh相同，选项B 正确;从投出到落地，每颗手榴弹重力势能的减少量等于重力做的功，大 小 为 选 项 C 正确;从投出到落地，只有重力对手榴弹做功，每颗手榴弹机械能不变，选项D 错误。10.

11、（2021.广东,10,6分）如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨 c 和 e,与 de平行力c 是以。为圆心的圆弧导轨。圆弧加左侧和扇形。尻内有方向如图的匀强磁场。金属杆O P的。端与e 点用导线相接,P 端与圆弧儿接触良好。初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上。若杆OP绕 O点在匀强磁场区内从到。匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（）A.杆 OP产生的感应电动势恒定B.杆 OP受到的安培力不变C.杆 MN做匀加速直线运动D.杆 MN中的电流逐渐减小解析|A D 杆 OP产 生 的 感 应 电 动 势 是 恒 定 的，选项A 正确;杆O P开始转动后，回路中产生

12、电流，杆 何N 因为受安培力也开始运动切割磁感线,中也产生了与O P中相反的感应电动势，导致杆M N和O P中的电流变小，杆 O P受到的安培力变小，选项B 错误，选项D 正确;因为杆MN中的电流变小,受到的安培力也变小，杆做的是加速度减小的加速运动，选项C 错误。三、非选择题:共54分。第 1114题为必考题，考生都必须作答。第 1516题为选考题，考生根据要求作答。(一)必考题:共42分。11.(2021.广东1,7分)某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数。缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30,弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下:先沿管轴线方向固定一毫米

13、刻度尺，再将单个质量为200 g 的钢球(直径略小于玻璃管内径)逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数和弹簧上端对应的刻度尺示数，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。利用+3为(i=1,2,3)计算弹簧的压缩量:Ab=6.03 cm,AL2=6.08 c m,A=c m,压缩量的平均值瓯=丝普把 cm;(2)上述瓯是管中增加 个钢球时产生的弹簧平均压缩量；(3)忽略摩擦，重力加速度g取 9.80 m/s2,该弹簧的劲度系数为 N/m(结果保留3 位有效数字)。|解析|(1)根据题意乙3=13=6.04 cm;压缩

14、量的平均值AL=也*严%=6.05 cm。(2)根据题意上述瓦是管中增加3 个钢球时产生的弹簧平均压缩量。(3)根据胡克定律，弹簧的劲度系数*=即曾型=48.6 N/m。AL筌凰6.04 6.05(2)3(3)48.612.(2021.广东,12,9分)某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。(1)先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔,调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“0处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大,由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而。(2)再按如图连接好电路进行测量

15、。闭合开关S前,将滑动变阻器R的滑片滑到.(选填“4”或”)端。将温控室的温度设置为T,电阻箱区调为某一阻值R”。闭合开关S,调节滑动变阻器尺,使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、7和K o i.断开开关S。再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到。端，闭合开关S。反复调节和R,使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值岛2。断开开关S。卷映验中记录的阻值/?0|.(选填“大于 小于 或“等于”)/?0 2,此时热敏电阻阻值Ri=(3)改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。画(1)欧姆调零时,应

16、该将两表笔短接;多用电表的指针向右偏转角度越大，电阻越小,由此可判断热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。(2)为了电路的安全，一开始滑动变阻器的接入电路的阻值应该最大，滑片应该置于6端。根据实验原理,R o i =/?0 2+R r,所以 R r=R o i -R)2,R o i /?0 2。奉(1)短 接 减 小Q)b大 于ROI-RO21 3.(2 0 2 1 广 东,1 3,1 1分)算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零。如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框6,甲、乙相隔s i =3.5 x 1 0、m,乙与边

17、框。相隔S 2=2.0 x l(y 2 m,算珠与导杆间的动摩擦因数=0.1。现用手指将甲以0.4 m/s的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为0.1 m/s,方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取1 0 m/s2o边框f l -j边框方一算珠归零状态：r-L-a乙(1)通过计算,判断乙算珠能否滑动到边框(2)求甲算珠从拨出到停下所需的时间。|解析|甲珠的加速度大小a*g=l m/s2根据运动学公式正-u甲J=_ 2 c 甲、乙相碰前，甲的速度u=0.3 m/s甲、乙相碰，动 量 守 恒 甲2+L乙解得v乙=0.2 m/s以乙为研究对象，乙珠的加速度大小也为a=Ng=T m/s2由v乙

18、2=2以解得.s=0.02 m=S2,乙能滑动到边框 对于甲，叫22=2。55=0.005 m,不会到边框a。甲运动的时间t=t+t20.4-0.3 八t=-s=0.1 s0.1-0 八力2 二%s=0.1 s仁0.2 sg g(1)乙能滑到边框a(2)0.2 s14.(2021广东,14,15分)下图是一种花瓣形电子加速器简化示意图。空间有三个同心圆心 b、c 围成的区域，圆 内为无场区，圆“与圆6 之间存在辐射状电场，圆 6 与圆c 之间有三个圆心角均略小于9 0 的扇环形匀强磁场区/、和 以 各区磁感应强度恒定，大小不同，方向均垂直纸面向外。电子以初动能4 0 从圆匕上尸点沿径向进入电场

19、。电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速。已知圆。与圆6 之间电势差为U,圆。半径为氏圆c 半径为旧尺电子质量为肛电荷量为e,忽略相对论效应，取 tan 22.5=0.4。(1)当 40=0时，电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场，且在电场内相邻运动轨迹的夹角6 均为45,最终从。点出射,运动轨迹如图中带箭头实线所示。求/区的磁感应强度大小、电子在/区磁场中的运动时间及在。点出射时的动能；(2)已知电子只要不与/区磁场外边界相碰，就能从出射区域出射。当 Eko=/eU时，要保证电子从出射区域出射，求 k 的最大值。丽(1)由几何关系45 rVdn-=R,=/?tan 22.5r=0.4/

20、?2设电子在/区中进入磁场时速度为v,则有 8=吗rB=erEk-Eko=2eUv=25+4eUmy/m(2Ek()+4eU)D-0.4。/?由几何关系:电子在/区磁场中转过的圆心角a=225二*4T=2nmeBt=0.57iR2 E k o+4e U则U|TomQ点出射时动能&=E k o+8 e U当&（）=0 时，/区的磁感应强度为:A/区 的 运 动 时 间 好点出射时的动能为8eU。(2)如图，根据几何关系在/区域r+y/r2+R2 百尺即r苧R则竺！出=至J r2 S（0.4R）2 12又由公式片中，可得?8快84eBr2=Ek=keu+2eu 25r2 Ek 0+2eU-12解

21、得 学,所 以&的 最 大 值 为 之6 68eU(2 焉（二）选考题:共1 2 分，请考生从2 道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。1 5.（2 0 2 1 广东,1 5,1 2 分）选修 3 3（1）（6 分）在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后,把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高 空 客 舱 内 的 气 体 压 强（选填“大于,，“小于,，或“等于机场地面大气压强;从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能（选填“变大”“变小”或“不变”）。（2）（6分）为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少

22、量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示。某种药瓶的容积为0.9 m L,内装有0.5 mL的药液，瓶内气体压强为1.0 x 1 0 5 pa。护士把注射器内横截面积为0.3 c n A长度为0.4 c m、压 强 为 1.0 x 1 0 5 p a 的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。|（1）温度相等，矿泉水瓶变瘪了，说明体积变小了，根据p V=常数，是因为高空客舱气体压强小于机场地面大气压强;因为温度相同，矿泉水瓶内气体的分子平均动能不变。（2）根据题意 pi=1.0 x 1 0 5 paV=0.9 m L-0.5 m L+0.3 x 0.4

23、m L=0.5 2 m LV2=0.9 m L-0.5 m L=0.4 m L根 据 玻 意 耳 定 律 2V 2解得 P2=L3X105 PA警 虱 1）小于 不 变（2）1.3 x 1 0 5 P a1 6.（20 21-A 东,1 6,1 2 分）选修 3 4（1）（6分）如图所示,一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时,小球在竖直方向做简谐运动，周 期 为。经营 时间，小球从最低点向上运动的距离_O（选填“大于”“小于”或“等于”春在:时刻，小球的动能（选填“最大”或“最小”）。（2）（6分）如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的，光从挡风玻璃内侧尸点射向外侧M 点再折射到空气中,测得入射角为巴折射角为人光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收。求光从玻璃射向空气时临界角。的正弦值表达式。光源P接收器Q 内侧隆丽经过:，小球回到平衡位置，运动距离为A,小球经过O 1的平均速度小于经过(5的平均速度,运 动 距 离 小 于 时 刻，小球回到平衡位置，速度最大，动能最大。(2)根据折射定律=随sina根据全反射公式sin 0=-n解 得sin。=吗smp瞥 凰 小 于 最 大 舞