2021年全国高考理综物理真题试卷(全国乙卷)(答案+解析).pdf
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1、2021年高考理综物理真题试卷(全国乙卷)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共4 8分。在每小题给出的四个选项中,第1 5题只有一项符合题目要求,第6 8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。分。(共8题;共4 8分)1.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,撤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()77T77TTfn77777777777777TTfrm77TA.动量守恒,机械能
2、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2.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 和,相应的电势能分别为 和%&EpM,则()图(a)图(b)FM EpNB.%EpM EpNC.EM FN,EpM FN,Ep M 0)M 点沿直径 方向射入磁场。若 粒 子 射 入 磁 场 时 的 速 度 大 小 为,离开磁场时速度方向偏转MON%;若射入磁场时的
3、速度大小为,离开磁场时速度方向偏转,不计重力,则 为()90 v2 60 Ei1 V2 V2 y/32 3 24.医学治疗中常用放射性核素 产 生 射 线,而 是由半衰期相对较长的 衰变产113In Y 113 In 113Sn生的。对于质量为 的,经过时间t 后剩余的 质量为m,其 图线如图所示。113 113.m ,A.B.C.D.67.3d lOl.Od 115.1d 124.9d5.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(太阳到地球的距离为)的椭圆,银河系中1000AU 1AU心可
4、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.4 x 104A fB.4xlO6A fC.4xlO8A fD.4 x 1010M6.水平桌面上,一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动,物体通过的路程等于 时,速s。度的大小为,此时撤去F,物体继续滑行 的路程后停止运动,重力加速度大小为g,则()v0 2soA.在此过程中F所做的功为B.在此过中F的冲量大小等于加oC.物体与桌面间的动摩擦因数等于诏D.F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍7.四个带电粒子的电荷量和质
5、量分别、它们先后以相(+q,m)(+q,2m)(+3q,3m)(q,m)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()8.水平地面上有一质量为 的长木板,木板的左明上有一质量为 的物块,如 图(a)所示。用水平nijm2向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中、分别为、时F,A t2刻F的大小。木板的加速度 随时间t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,Mi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。“2B.+m2)Fc
6、.D.在 时间段物块与木板加速度相等0t2二、非选择题(共4题;共47分)9.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己经在图(b)中标出。图(b)6.1cmX.Gcm11(km13.Jem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A 时,其速度的水平分量大小为
7、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/s2。10.一实验小组利用图(a)所示的电路测量一电池的电动势E(约)和内阻r(小于)。图中1.5V 2Q电压表量程为,内阻:定值电阻;电阻箱R,最大阻值为;SIV Rv=380,0Q RO=20.OQ 999.9Q为开关。按电路图连接电路。完成下列填空:1 1S E,r图(a)(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15.0);(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;根 据 图(a)所示电路,用 R、Ro、E 和 r 表示,得(3)利用
8、测量数据,做 图线,如 图(b)所示:1.401.200.801.601015 2025图(b)1.00通 过 图(b)可得(保留2 位小数)(保留1 位小数);E=二 QV(4)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E|x100%=1 1.一篮球质量为m=0.601tg,一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下,反弹高度(=1,8m为。若使篮球从距地面 的高度由静止下落,并在开始下落的同时向下拍球、球落A2=L2m k 1 5m地后反弹的高度也为。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力,作用时间为;该篮球每1.5m t=0-2 0s次与地面碰撞前后的动能的
9、比值不变。重力加速度大小取,不计空气阻力。求:9=1 0m/s2(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。1 2.如图,一倾角为 的光滑固定斜面的顶端放有质量 的U型导体框,导体框的电阻忽略不a M-0.06g计;一电阻 的金属棒 的两端置于导体框上,与导体框构成矩形回路:与斜面R=3Q CD CDEF EF底边平行,长度。初始时 与 相距,金属棒与导体框同时由静止开始下滑,L=0.6m CD EF s0=0.4m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S F m平行;金属棒在磁场中做匀速运动,直至离开磁场区域。当
10、金属棒离开磁场的瞬间,导体框的 边正好EF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,重力加速度大小取,。求:B=g-10m/s-sina=0.6(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。三、【选修33】(共1题;共15分)1 3.(1)如图,一定量的理想气体从状态 经热力学过程、后又回到状态a。a(Po,VQr 7 J)ab be ca对于、三个过程,下列说法正确的是()ab be caabB.过程中,气体始终放热caC.过程中,气体对外界做功caD.过
11、程中,气体的温度先降低后升高beE.过程中,气体的温度先升高后降低be(2)如图,一玻璃装置放在水平桌面上,竖直玻璃管A、B、C粗细均匀,A、B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。A、B两管的长度分别为,。L1 =13.5OcmE 2 八 cm将水银从C管缓慢注入,直至B、C两管内水银柱的高度差。已知外界大气压为。h 5cm Po=cmHg求A、B两管内水银柱的高度差。四、【选修3-4】(共1题;共15分)14.(1)图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线,经过 后,其波形曲线如图中虚线所示。已知0.3s该波的周期T大于,若波是沿x轴正方向传播的,则 该 波
12、的 速 度 大 小 为 ,周期为0.3s m/sS,若波是沿X轴负方向传播的,该波的周期为 So(2)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B 两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路,。和 分别是入射点和出射点,如 图(a)所示。测得玻璃砖厚度为0,A 到过。点的法线 的距离,1/1到玻璃砖的距离,A=15.0mm。河 AM=10.0m m MO=20.0m r r。到 的距离为。OM s=5.0EmEm(i)求玻璃砖的折射率;(i i)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,入时角从。逐渐增大,达到 时
13、、玻璃破下表面的出射光线恰好消失 求此玻璃砖上下45 表面的夹角。2021年高考理综物理真题试卷(全国乙卷)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共4 8分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得。分。(共8题;共4 8分)1.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,撤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()77T77TTfn7
14、7777777777777TTfrm77TA.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【答案】B【考点】机械能守恒及其条件,动量守恒定律【解析】【解答】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦,且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动,即摩擦力做功,而水平地面是光滑的;以小车、弹簧和滑块组成的系统,根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒,机械能不守恒。故答案为:B。【分析】由于滑块与车厢之间有摩擦力,利用摩擦力做功可以判别撤去推力后系统机械能不守恒,但动量守恒。2.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
15、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 和,相应的电势能分别为 和E M,则()图(a)图(b)A.&EpNB.EM&.EpM EpxC.FM&,EpM FN,EpM EpN【答案】A【考点】电场强度和电场线【解析】【解答】由图中等势面的疏密程度可知EM EN根据F=qE可知FM E ND P故答案为:A。【分析】利用等势面的疏密可以比较电场强度的大小进而比较电场力的大小;利用电场线的方向可以比较电势的大小,结合电性可以比较电势能的大小。3.如图,圆形
16、区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,质量为m、电荷量为 的带电粒子从圆周上的q(q 0)M点沿直径 方向射入磁场。若 粒 子 射 入 磁 场 时 的 速 度 大 小 为,离开磁场时速度方向偏转MON%:若射入磁场时的速度大小为,离开磁场时速度方向偏转,不计重力,则 为()90 v260 EiA.B.C.D._i Vs vl V 32 3 2【答案】B【考点】带电粒子在匀强磁场中的圆周运动【解析】【解答】根据题意做出粒子的圆心如图所示设圆形磁场区域的半径为R,根据几何关系有第一次的半径=R第二次的半径r2=vR根据洛伦兹力提供向心力有qvB=号可得V=幽m所以故答案为:B【分析】粒子在磁场中做匀速圆
17、周运动,利用几何关系可以求出轨道半径的大小,结合牛顿第二定律可以求出粒子速度的大小比值。4.医学治疗中常用放射性核素,产 生 射 线,而 是由半衰期相对较长的 衰变产113,V 113 H 3In?In Sn生的。对于质量为 的,经过时间t 后剩余的 质量为m,其 图线如图所示。rno 1 1 3 cS n 113 cS n-m-1TTIQ从图中可以得到的半衰期为()SnA.B.67.3d lOl.Od【答案】C【考点】原子核的衰变、半衰期C.D.115.1d 124.9d【解析】【解答】由图可知从m _ 2F 3到 恰好衰变了一半,根据半衰期的定义可知半衰期为m _ 1m0 3T=182.4
18、d-67.3d=115.1d故答案为:C【分析】利用图像可以判别质量衰变一半的时间大小即半衰期的时间。5.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(太阳到地球的距离为)的椭圆,银河系中1000AU 1AU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.B.C.D.4 x 104Af 4 x l06M 4 x l08M 4 x 1010M【答案】B【考点】万有引力定律及其应用
19、【解析】【解答】可以近似把S2看成匀速圆周运动,由图可知,S2绕黑洞的周期T=16年,地球的公转周期 T0=l年,S2绕黑洞做圆周运动的半径r 与地球绕太阳做圆周运动的半径R 关系是r=10007?地球绕太阳的向心力由太阳对地球的引力提供,由向心力公式可知G 絮=mRa)2=mR解得太阳的质量为同理S2绕黑洞的向心力由黑洞对它的万有引力提供,由向心力公式可知GMm=m rco2=m r()2解得黑洞的质量为GT2综上可得=3.9 0 x1 0 6”故答案为:B。【分析】引力提供向心力可以求出太阳的质量,结合半径和周期的比值可以求出黑洞质量的大小。6.水平桌面上,一质量为m的物体在水平恒力F拉动
20、下从静止开始运动,物体通过的路程等于 时,速SQ度的大小为,此时撤去F,物体继续滑行 的路程后停止运动,重力加速度大小为g,则()Vo 2s0A.在此过程中F所做的功为B.在此过中F的冲量大小等于刎C.物体与桌面间的动摩擦因数等于据4sli9D.F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍【答案】B,C【考点】冲量,牛顿第二定律【解析】【解答】C D.外力撤去前,由牛顿第二定律可知 F)img=m a 由速度位移公式有,=2 a”。外力撤去后,由牛顿第二定律可知 img=ma2由速度位移公式有.-i节=2O,2(2SQ)由 可得,水平恒力尸=3m-动摩擦因数滑动摩擦力迎=管可知F 的大小等于物体所
21、受滑动摩擦力大小的3 倍,C 符合题意,D 不符合题意;A.在此过程中,外力F 做功为W=Fs0=-mvQ4A 不符合题意;B.由平均速度公式可知,外力F 作用时间t一 丹 一 过在此过程中,F 的冲量大小是1 =/J=mv0B 符合题意。故答案为:BCo【分析】利用牛顿第二定律可以求出物体加速和减速过程的加速度大小,结合速度位移公式可以求出水平恒力和动摩擦因素的大小,利用摩擦力的表达式可以求出摩擦力的大小;利用拉力和路程可以求出拉力做功的大小;利用位移和平均速度可以求出拉力作用的时间;结合拉力的大小可以求出拉力冲量的大小。7.四个带电粒子的电荷量和质量分别、它们先后以相(+q,m)(+q,2
22、m)(+3q,3m)(q,m)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()【答案】A,D【考点】电荷在电场中的偏转【解析】【解答】带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,加速度为由类平抛运动规律可知,带电粒子的在电场中运动时间为t=Vo离开电场时,带电粒子的偏转角的正切为tan=vy at qEl%一%-m 诏因为四个带电的粒子的初速相同,电场强度相同,极板长度相同,所以偏转角只与比荷有关,前面三种带电粒子带正电,第四种带电粒子带负电,所以第四个粒子与前面三个粒子的偏转方向不同;第一种粒子与第三种粒子的比荷相同
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- 2021 全国 高考 物理 试卷 答案 解析
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