2021年高考全國甲卷物理試題解析版

1、2021年高考全國甲卷物理試題二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共8分。在每小題給出的四個選項中，第15題只有一項符合題目要求，第68題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。1.如圖，將光滑長平板的卜.端置于鐵架臺水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角8M變。將小物塊由平板與豎直桿交點。處靜止釋放，物塊沿平板從。點滑至P點所用的時間，與夾角6的大小有關(guān)。若由30。逐漸增大至60。，物塊的下滑時間，將（）鐵架臺/A.逐漸增大B,逐漸減小C.先增大后減小D,先減小后增大【答案】D【解析】【分析】【詳解】設(shè)P

2、。的水平距離為L,由運動學(xué)公式可知L1.兒，-=-gsini9/-cos夕2可得4Lgs1112d可知8=45。時，有最小值，故當(dāng)。從由30。逐漸增大至60。時下滑時間，先減小后增大。故選D。2 .“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會交替出現(xiàn)。拉動多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達501/s,此時紐扣上距離中心1cm處的點向心加速度大小約為（）A.lOniys2B.100m/s2C.1000ms2D.lOOOOm/s2【答案】c【解析】【分析】co-=100mad/s【詳解】紐扣在轉(zhuǎn)動過程中由向心加速度a=arr&

3、#171;1000ni/s2故選c。3 .兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角,按圖示方式放置在同一平面內(nèi),EO與O'Q在一條直線上,PCT與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流/,電流方向如圖所示。若一根無限長直導(dǎo)線通過電流/時，所產(chǎn)生的磁場在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強度大小為B,則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點處的磁感應(yīng)強度大小分別為（）A.B、0B.0、2BC.2B、2BD.8、B【答案】B【解析】【分析】【詳解】兩直角導(dǎo)線可以等效為如圖所示的兩直導(dǎo)線，由安培定則可知，兩直導(dǎo)線分別在M處的磁感應(yīng)強度方向為垂直紙面向里、垂直紙面向外，故M處的磁感應(yīng)強度為零：兩直導(dǎo)線在N處的磁感應(yīng)強度

4、方向均垂直紙面向里，故M處的磁感應(yīng)強度為28；綜上分析B正確。故選B。M4NX八XX<FOPEO'Q4 .如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列。、?衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y,在此過程中放射出電【答案】A【解析】【分析】【詳解】由圖分析可知，核反應(yīng)方程為-XY+a：He+b_：e設(shè)經(jīng)過a次。衰變，次夕衰變。由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得238=206+4(7；92=82+2。一解得。=8,b=6故放出6個電子。故選Ao5.2021年2月，執(zhí)行我國火星探測任務(wù)的“天問一號”探測器在成功實施三次近火制動后，進入運行周期約為1.8x105s的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為2.8

5、x105m。已知火星半徑約為3.4'10%,火星表面處自由落體的加速度大小約為3.7m/蠅，貝。天問一號”的停泊軌道與火星衣面的最遠距離約為()A.6xl05mB.6x106mC.6xl07mD.6x1Osm【答案】C【解析】【分析】【詳解】忽略火星自轉(zhuǎn)則可知GMm=mgGM=gR2設(shè)9為1.8xlO5s的橢圓形停泊軌道周期相同的圓形軌道半徑為，由萬引力提供向心力可知設(shè)近火點到火星中心為設(shè)遠火點到火星中心為由開普勒第三定律可知由以上分析可得4、6x10411故選C。6.某電場的等勢面如圖所示，圖中。、尻C、d、e為電場中的5個點，則（A. 一正電荷從方點運動到，點，電場力做正功B. 一

6、電子從。點運動到d點，電場力做功為4eVC"點電場強度垂直于該點所在等勢面，方向向右D.a、氏c、d四個點中，b點的電場強度大小最大【答案】BD【解析】【分析】【詳解】A.由圖象可知(pb=(pc則正電荷從點運動到e點，電場力不做功，A錯誤；B.由圖象可知(P"=3V,(pd=7V根據(jù)電場力做功與電勢能的變化關(guān)系有=Epa-E.i=(%-。)=4eVB正確；C.沿電場線方向電勢逐漸降低，則8點處的場強方向向左，C錯誤：D.由于電場線與等勢面處處垂直，則可畫出電場線分布如卜圖所示由上圖可看出，點電場線最密集，則點處的場強最大，D正確。故選BDo7 .一質(zhì)最為，的物體自傾角為。

7、的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動能為向上滑動一段距離后速度減小為零，此后物體向下滑動，到達斜面底端時動能為"。己知sina=0.6,重力5加速度大小為g。則()A.物體向上滑動的距離為舁8 .物體向下滑動時的加速度大小為C.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5D.物體向上滑動所用時間比向卜滑動的時間長【答案】BC【解析】【分析】【詳解】AC.物體從斜面底端回到斜面底端根據(jù)動能定理有E-pnig-21cosa=-Ek物體從斜面底端到斜面頂端根據(jù)動能定理仃-mglsma-pmglcosa=0-Ek整理得I=；/=0.5mgA錯誤,C正確；B.物體向卜滑動時的根據(jù)牛頓第二定

8、律有ma=mgsina-4mgcosa求解得出一5B正確；D.物體向上滑動時的根據(jù)牛頓第二定律有ma=mgsina+pngcosa物體向卜滑動時的根據(jù)牛頓第二定律行ma卜=nigsina-cosa由上式可知a上a下由于上升過程中的末速度為零，下滑過程中的初速度為零，且走過相同的位移，根據(jù)公式l=-ar2則可得出D錯誤。故選BCo8.由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長相同的甲、乙兩個正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始卜.落，一段時間后進入一方向垂直于紙面的勻強磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示。不計空氣阻力，已

9、知卜落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進入磁場后且上邊進入他場前，可能出現(xiàn)的是（）甲乙A.甲和乙都加速運動8 .甲和乙都減速運動C.甲加速運動，乙減速運動D.甲減速運動，乙加速運動【答案】AB【解析】【分析】【詳解】設(shè)線圈到磁場的高度為山線圈的邊長為/，則線掩卜.邊剛進入磁場時，有感應(yīng)電動勢為E=nBlv兩線圈材料相等（設(shè)密度為。0）,質(zhì)量相同（設(shè)為小），則m=pn4nlxS設(shè)材料的電阻率為P，則線圈電阻4/2/16千加0R=p力rE_mBvRl6nlppQ感應(yīng)電流為.mB:vF=noil='GPP。安培力為由牛頓第二定律仃聯(lián)立解得8”加速度和線圈的匝數(shù)、橫截面枳

10、無關(guān)，則甲和乙進入磁場時，具有相同的加速度。當(dāng)g>時，甲和6ppQB2vB2v乙都加速運動，當(dāng)g<77時，甲和乙都減速運動，當(dāng)8=77時都勻速。16%。6ppQ故選ABo三、非選擇題：第912題為必考題，每個試題考生都必須作答。第1316題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題9 .為測量小銅塊與瓷豉表面間的動摩擦因數(shù)，一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放在水平泉面上，形成一傾角為。的斜面（已知sina=0.34,cos。=0.94）,小銅塊可在斜面上加速卜.滑，如圖所示。該同學(xué)用手機拍攝小銅塊的卜.滑過程，然后解析視頻記錄的圖像,獲得5個連續(xù)相等時間間隔（每個時間間隔ATMUOs）內(nèi)

11、小銅塊沿斜面下滑的距離品（XI,2,3,4,5）,如下表所示。A52$4$55.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為nVs-,小銅塊與兗磚表面間的動摩擦因數(shù)為°（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字，重力加速度大小取9.80m0）【答案】.0.43.0.32【解析】【分析】【詳解】1根據(jù)逐差法有ni/s2=0.43ni/s26x0.20?(q+、)(4+*)(12.74+11.02)xl0-2-(7.58+5.87)xl0-：63y對小銅塊受力分析根據(jù)牛頓第二定律有mgsina-7gcosa=ma代入數(shù)據(jù)解得“0.3210 .某

12、同學(xué)用圖（a）所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有:小燈泡（額定電壓2.5V,額定電流0.3A）電壓表（量程300mV,內(nèi)阻300C）電流表（量程300mA,內(nèi)阻0.27。）定值電阻凡滑動變阻器&（阻值0-20C）電阻箱電（最大阻值9999.9C）電源E1（電動勢6V,內(nèi)阻不計）開關(guān)S、導(dǎo)線若干。完成卜列填空:I0ES圖(a)（1）有3個阻值分別為10Q、20C、30c的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0-300niA的U-I曲線，&應(yīng)選取阻值為。的定值電阻：（2）閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的（填Z”或力”）端；（3）在流過電流表的電流較小時，將電阻箱&

13、amp;的阻值置零，改變滑動變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、1,結(jié)果如圖（6）所示。當(dāng)流過電流表的電流為10mA時，小燈泡的電阻為Q（保留1位療效數(shù)字）:圖(b)（4）為使得電壓表滿量程時對應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V,該同學(xué)經(jīng)計算知，應(yīng)將R的阻值調(diào)整為。然后調(diào)節(jié)滑動變阻器用，測得數(shù)據(jù)如卜.表所示：U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0/niA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0（5）由圖（/?）和上表可知，隨流過小燈泡電流增加，其燈絲的電阻（填加大"減小”或壞變”

14、）；（6）該同學(xué)觀測到小燈泡剛開始發(fā)光時流過電流表的電流為160mA，可得此時小燈泡電功率1%=W（保留2位有效數(shù)字）：當(dāng)流過電流表的電流為300mA時，小燈泡的電功率為1和，則卬、777=（保留至整數(shù)）。【答案】0.10（3）,0.7®.2700.增大.0.074©.10【解析】分析】【詳解】（1）1因為小燈泡額定電壓2.5V,電動勢6V,則滑動滑動變阻器時，為了保證電路安全，需要定值電阻分擔(dān)的電壓£/=6V-2.5V=3.5V則有3.5V03A則需要描繪小燈泡在0700mA的伏安特性曲線，即&應(yīng)選取阻值為10C：（2） 2為了保護電路，滑動變阻器的滑片

15、應(yīng)置于變阻器的。端：（3） 3由圖可知當(dāng)流過電流表的電流為10mA時,電壓為7mV,則小燈泡的電阻為7x10710x107Q=0.7Q（4） 4由題知電壓表滿量程時對應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3V時，有30.3R.+7?vR”.、解得R,=2700。（5） 5由圖（b）和表格可知流過小燈泡電流增加，圖像中與變大，則燈絲的電阻增大；（6） 6根據(jù)表格可知當(dāng)電流為160mA時,電壓表的示數(shù)為46mA，根據(jù)（4）的分析可知此時小燈泡兩端電壓為0.46V,則此時小燈泡電功率1%=046VxO16AM074W同理可知當(dāng)流過電流表的電流為300mA時，小燈泡兩端電壓為2.5V,此時小燈泡電功率VV:=2.5V

16、xO.3A=O.75W故有W.0.750.074ii.如圖，一傾角為e的光滑斜面上有50個減速帶（圖中未完全畫出），相鄰減速帶間的距離均為乩減速帶的寬度遠小于d;一質(zhì)量為，的無動力小車（可視為質(zhì)點）從距第一個減速帶L處由靜止釋放。已知小車通過減速帶損失的機械能與到達減速帶時的速度有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車通過第50個減速帶后立刻進入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)滑行距離s后停卜;已知小車與地面間的動摩擦因數(shù)為，.重力加速度大小為g。（1）求小車通過第30個減速帶后，經(jīng)過每一個減速帶時損失的機械能；（2）求小車通過前30個減速帶的過程中在每一個

17、減速帶上平均損失的機械能：（3）若小車在前30個減速帶上平均每一個損失的機械能大于之后每一個減速帶上.損失的機械能，則L應(yīng)滿足什么條件？（無動力）小車八.、7八、氏（L+29d）sin8一igs,、.,us【答案】（1）mgdsin0（2）*：（3）L>d+-30sin6【解析】【分析】【詳解】（1）由題意可知小車在光滑斜面上滑行時根據(jù)牛頓第二定律有mgsm0=ma設(shè)小車通過第30個減速帶后速度為力，到達第31個減速帶時的速度為vz，則有v;-v;=2ad一因為小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間平均速度均相同，故后面過減速帶后的速度與到達卜.一個減速帶均為力和V：經(jīng)過每一個減速帶時

18、損失的機械能為聯(lián)立以上各式解得石=mgdsin0（2）由（1）知小車通過第50個減速帶后的速度為V,則在水平地面上根據(jù)動能定理行A1，-pmgs=0-im2從小車開始下滑到通過第30個減速帶，根據(jù)動能定理行mg(L+29d)sm0-=znv；聯(lián)立解得E色=mg(L+29d)siii9-"mgs故在每一個減速帶上平均損失的機械能為mg(L+29d)sin6-pings30（3）由題意可知可得7J"SL>d+sind12 .如圖，長度均為/的兩塊擋板豎直相對放置，間距也為/,兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上,在該水平線的上方區(qū)域仃方向豎直向下的勻強電場，電場強咬大小為2

19、兩擋板間仃垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小可調(diào)節(jié)的勻強磁場。一質(zhì)最為用，電荷量為夕（右。）的粒子自電場中某處以大小為V。的速度水平向右發(fā)射，恰好從尸點處射入磁場，從兩擋板卜邊緣。和N之間射出磁場，運動過程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場時的速度方向與的夾角為60。，不計重力。（1）求粒子發(fā)射位置到尸點的距離；（2）求磁感應(yīng)強度大小的取值范用：（3）若粒子正好從QV的中點射出磁場，求粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離。39-10>/3z-44-JH/hv227匕，,2/?/v0【答案】（i）7；。.（2）0+扁產(chǎn)5；（3）粒子運動軌跡見解析,【解析】【分析】【詳解】（1）帶電粒子在勻強

20、電場中做類平拋運動，由類平旭運動規(guī)律可知x=vQt1jqEr否y=-ar="22m粒子射入磁場時的速度方向與P。的夾角為60。，有vattan30°=匕%粒子發(fā)射位置到尸點的距離5=yjx2+y2由式得s=M；6qE（2）帶電粒子在磁場運動在速度.=口。=里cos30°3帶電粒子在磁場中運動兩個臨界軌跡（分別從0、N點射出）如圖所示02M由幾何關(guān)系可知，最小半徑，-3_/1nmcos3003'最大半徑max帶電粒子在磁場中做圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，由向心力公式可知qvB=解得，假感應(yīng)強度大小的取值范圍2土b工2/丹(3+JJjqlql（3）若粒子正

21、好從0N的中點射出偃場時，帶電粒子運動軌跡如圖所示。由幾何關(guān)系可知5逐sin0=-=g5T帶電粒子的運動半徑為廣彳®cos（30°+。）粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離4=（公山30。+/）-弓由出解得39-哂回44Pb【解析】（二）選考題：物理選修3313 .如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程，分別由體枳-溫度（V-Q圖上的兩條直線I和II表示，%和H分別為兩直線與縱軸交點的縱坐標(biāo)；卜為它們的延長線與橫軸交點的橫坐標(biāo)，h是它們的延長線與橫軸交點的橫坐標(biāo)，/o=-2735C；*為直線I上的一點。由圖可知，氣體在狀態(tài)。和b的壓強之比氣體在狀態(tài)和C的壓強之比&quo

22、t;=Pc【分析】【詳解】1根據(jù)蓋呂薩克定律有整理得V=kt+273k由于體積-溫度（kf）圖像可知，直線I為等壓線，則人6兩點壓強相等，則有”=Pb2設(shè)1=0C時，當(dāng)氣體體積為匕具壓強為P1，當(dāng)氣體體積為匕具壓強為2,根據(jù)等溫變化，則有PM=%匕由于直線I和II各為兩條等壓線，則有Pl=Pb，Pl=Pc聯(lián)立解得Pb_Pl_V2PcPl匕14 .如圖，一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩部分：初始時，A、B的體枳均為匕壓強均等于大氣壓po,隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當(dāng)隔板兩邊壓強差超過0.5p°V時隔板就會滑動，否則隔板停止運動。氣體溫度始終保持不

23、變。向右緩慢推動活塞，使B的體積減小為丁o2(i)求A的體積和B的壓強：(ii)再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時A的體積和B的壓強?；钊舭逡弧敬鸢浮控?0.4V,Ps=2p°：(ii)匕=(61)V,Pb=LPq【解析】【分析】【詳解】(1)對B化體分析，等溫變化，根據(jù)波意耳定律行解得Pb=2Po對A氣體分析，根據(jù)波意耳定律有p<y=pMPa=Pb+05%聯(lián)近解得匕=0.4V（ii）再使活塞向左緩慢回到初始位置，假設(shè)隔板不動，則A的體積為士V,由波意耳定律可得2PoV=P'xj%則A此情況卜的壓強為2p'=§o<廠0.50則隔板一定會向左運動，設(shè)穩(wěn)定后氣體A的體枳為匕'、壓強為p；,氣體B的體積為%'、壓強為p；,根據(jù)等溫變化有=PaVa9PoV=P；V；匕'+%'=2V，Pa=Pb-05Po聯(lián)立解得._3-G全去）._Pb：Pojy，pB-Po44T）V物理選修3-415 .如圖，單色