2021年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砭C物理部分試題全國卷1,含解析

1、絕密啟用前2021年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砭C（物理部分）試題全國卷1注意事項：1答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1417題只有一項符合題目要求，第1821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。14將質(zhì)量為1.00kg的模型火箭點火升空，50g

2、燃燒的燃?xì)庖源笮?00m/s的速度從火箭噴口在很短時間內(nèi)噴出。在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的動量大小為（噴出過程中重力和空氣阻力可忽略）A.30kg-m/sB.5.7x102kg-m/sC.6.0x102kg-m/sD.6.3x102kg-m/s【答案】A【解析】設(shè)火箭的質(zhì)量為mx，燃?xì)獾馁|(zhì)量為m2，根據(jù)動量守恒，mxvx=m2v2，解得火箭的動量為：P=m2v2二mV=30kgm/s，所以A正確;BCD錯誤。15.發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球（忽略空氣的影響）。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)，其原因是A速度較小的球下降相同距離所用的時間較多B速度較小

3、的球在下降相同距離時在豎直方向上的速度較大C速度較大的球通過同一水平距離所用的時間較少D速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大【答案】C【解析】由題意知速度大的先過球朗即同祥的時間瑟度大的水平位移圮或者同樣的水平距離速度犬的用時少故C正確iABD錯誤。16 如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向上（與紙面平行）磁場方向垂直于紙面向量，三個帶正電的微粒a,b,c電荷量相等，質(zhì)量分別為ma，mb，mc,已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運動，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運動。下列選項正確的是A.m>m>mabcC.m>m>mc

4、ba【答案】BbacD.m>m>macb【解析】由題意知,mag=qE,mbg=qE+Bqv,mcg+Bqv=qE,所以m>m>m,故B正確;ACD錯bac誤。17 大科學(xué)工程"人造太陽"主要是將氚核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電，氚核聚變反應(yīng)方程是2H+2HfHe+in，已知2H的質(zhì)量為2.0136u,3He的質(zhì)量為3.0150U,in的質(zhì)量為1.0087u,11201201u二931MeV/c2。氚核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)能方程釋放的核能吐曲,如“則-=0.0

5、035、則=0.0035x931.5MeT=3.2fiO25MeA'=；3.3MeV,故E正確，A.C.D錯誤18 掃描對到顯微鏡（STM）可用來探測樣品表面原子尺寸上的形貌，為了有效隔離外界震動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小震動，如圖所示，無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及其左右震動的衰減最有效的方案是【答案】A【解析】感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件是閉合回路中的磁通量發(fā)上變化在A圖中系統(tǒng)震動時在磁場中的部分有時多有時少，磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力，阻礙系統(tǒng)的震動，故A正確；而B、C

6、、D三個圖均無此現(xiàn)象，故錯誤。19 如圖，三根相互平行的固定長直導(dǎo)線、和兩兩等距，均通有電流，中電流方向與中的相同，與中的相反，下列說法正確的是A所受磁場作用力的方向與、所在平面垂直B所受磁場作用力的方向與、所在平面垂直C、和單位長度所受的磁場作用力大小之比為D、和單位長度所受的磁場作用力大小之比為【答案】BCword版高中物理20 在一靜止點電荷的電場中，任一點的電勢與該點到點電荷的距離r的關(guān)系如圖所示。電場中四個點a、b、c和d的電場強(qiáng)度大小分別Ea、Eb、Ec和Ed。點a到點電荷的距離ra與點a的電勢在圖中用坐標(biāo)（ra，a）標(biāo)出，其余類推。現(xiàn)將一帶正電的試探電荷由a點依次經(jīng)b、c點移動到

7、d點，在相鄰兩點間移aa動的過程中，電場力所做的功分別為wab、wbc和Wcd。下列選項正確的是AE：E=4:1abBEc：Ed=2:1cdCwab:wbc=3:1Dwbc:wcd=1:3【答案】AC21 .如圖，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N,初始時，0M豎直且MN被拉直,OM與MN之間的夾角為（）?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角不變。在OM由豎直被拉到水平的過程中A. MN上的張力逐漸增大B. MN上的張力先增大后減小COM上的張力逐漸增大DOM上的張力先增大后減小【答案】AD【解析】以重物為研究對象，受重力mg,OM繩上拉力F1,MN上拉力F2

8、，由題意知，三個力合力始終為零，word版高中物理三、非選擇題：共174分。第2232題為必考題，每個試題考生都必須作答。第3338題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題（共129分）22（5分）某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間。實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖（a）所示。實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車。在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖（b）記錄了桌面上連續(xù)的6個水滴的位置。（已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴）（1）由圖（b）可知，小車在桌面上（填"從右向左"或"從左向右”）運動

9、的。（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖（b）的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動。小車運動到圖（b）中A點位置時的速度大小為m/s，加速度大小為m/s2。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）【答案】（1）從右向左；（2）0.190.037【解析】（1）小車在阻力的作用下，做減速運動，由圖（b）知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車在桌面上是從右向左運動；（2）已知滴水計時器每30s內(nèi)共滴下46個小水滴，所以相鄰兩水滴間的時間間隔為：，所以A點位置的速度為：，根據(jù)逐差法可求加速度：解得a=0.037m/S2。23（10分）某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性，所使用的器材有：小燈泡L（額定電壓3.8V，額定電流0.32A）;電

10、壓表V（量程3V,內(nèi)阻3kQ）;電流表A（量程0.5A,內(nèi)阻0.5Q）；固定電阻R。（阻值1000Q）；滑動變阻器R（阻值09.0Q）;電源E（電動勢5V,內(nèi)阻不計）；開關(guān)S;導(dǎo)線若干。（1）實驗要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，畫出實驗電路原理圖。（2）實驗測得該小燈泡伏安特性曲線如圖（a）所示。由實驗曲線可知，隨著電流的增加小燈泡的電P（填“增大""不變”或“減小”）燈絲的電阻率（填“增大""不變”或“減小”）（3）用另一電源E0（電動勢4V,內(nèi)阻1.00Q）和題給器材連接成圖（b）所示的電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值，可以改變小

11、燈泡的實際功率。閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi)，小燈泡的最小功率為W，最大功率為W。（結(jié)果均保留2位小數(shù)）（2）增大；增大（3）039w117w【解析】（1）要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量，故滑動變阻器用分壓式接法，小燈泡為小電阻，電流表用外接法，如圖(2)由I-U圖象知切線的斜率在減小故燈泡的電阻隨電流的增大而增大再由電阻定律R=卩爰tb電阻率增大,為滑動變阻器的阻值為曲時，電路電流最小，燈泡實際功率最小，此時E=U+E(r-R)得U=-10LU;在團(tuán)中作出該直線如團(tuán)所以U=LEHg附整理得；I一斜+命12分)當(dāng)直線的斜率最大時，與燈泡的I-U曲線的交點坐標(biāo)最大，即燈泡

12、消耗的功率最大。當(dāng)滑動變阻器電阻值R=0時，燈泡消耗的功率最大，此時交點坐標(biāo)為U=3.67V，I=0.32A，如圖所示，最大的功率為P2二UI=1.17W。35010010015-0LOD500UV圖a)圖a)24.(12分)質(zhì)量為8.00x104kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60x105m處以7.5x103m/s的速度進(jìn)入大氣層，逐漸減慢至速度為100m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8m/S2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時的機(jī)械能；(2)求飛船從離地面高度

13、600m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時速度大小的2.0%?！敬鸢浮?1)(1)4.0x108J2.4x10i2J;(2)9.7x108J【解析】(1)飛船看地前瞬間的機(jī)械能為耳二壬吠式中川和匕分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率亠由式和題給數(shù)抿得£之=4.0x13J設(shè)地面附近的重力加速度大小為乳飛船進(jìn)入大氣層時的機(jī)械能為式中，小是飛船在高度1.6Xltaib的速度丈小。由式和題給數(shù)據(jù)得=2.4x1QL；J)飛船在高度以二處的機(jī)械能為廠1/2.0、-E=m(v)2+mghh2100h由功能原理得W二E-Eh'k0式中，w是飛船從高

14、度600m處至著地瞬間的過程中克服阻力所做的功。由式和題給數(shù)據(jù)得W=9.7x108J25.(20分)真空中存在電場強(qiáng)度大小為2的勻強(qiáng)電場，一帶電油滴在該電場中豎直向上做勻速直線運動，速度大小為v0，在油滴處于位置A時，將電場強(qiáng)度的大小突然增大到某值，但保持其方向不變。持續(xù)一段時間J后，又突然將電場反向，但保持其大小不變；再持續(xù)同樣一段時間后，油滴運動到B點。重力加速度大小為g。(1)油滴運動到B點時的速度；(2)求增大后的電場強(qiáng)度的大??；為保證后來的電場強(qiáng)度比原來的大，試給出相應(yīng)的J和v0應(yīng)滿足的條件。已知不存在電場時，油滴以初速度v0做豎直上拋運動的最大高度恰好等于B、A兩點間距離的兩倍?！?/p>

15、答案】(】)v=v-2gt(2)E=2-2人+丄(h)2Et>(遠(yuǎn)+1)V02012gt4gt112g【解析】(1)設(shè)油滴質(zhì)量和電荷量分別為m和q，油滴速度方向向上為整。油滴在電場強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場中他勻速直線運動故勻強(qiáng)電場方冋向上。在=0時，電場強(qiáng)度突然從場增加至囲時，油滴做豎直向上的勻加遠(yuǎn)運動，加速度方向向上，大小創(chuàng)満足疸-JMg=咤油滴在時刻tl的速度為V=V-3電場強(qiáng)度在時刻口突然反向，油滴做勻變速直線運動扣速度方向向下犬小遜満足qEi一陀=戰(zhàn)魚油滴在時刻匸二X的速度為v=v一at2121由式得v=v2gt201(2)由題意，在t=0時刻前有qE=mg油滴從t=0到時刻J的位

16、移為油滴在從時刻t1到時刻t2=2J的時間間隔內(nèi)的位移為由題給條件有v2=2g(2h)式中h是B、A兩點之間的距離。若B點在A點之上，依題意有s+s=h12由1式得Sk4羣為使環(huán)應(yīng)有>1-©別4剛即當(dāng)卩<（1-21）11®或E:>1羋土2呂才是可能的：殺件與和呼分別對應(yīng)于上M和吃國兩種情形。若B在A點之下，依題意有x+x=-h21由式得E=22%丄（h）2E2g4g1為使E>E，應(yīng)有21v1v220（）2>1g4g即t>浮+1）人12g另一解為負(fù)，不符合題意，已舍去。（二）選考題：共45分。請考生從2道物理題、2道化學(xué)題、2道生物題中每科

17、任選一題作答。如果多做，則每學(xué)科按所做的第一題計分。33.物理一一選修3-3（15分）（1）（5分）氧氣分子在0°C和100°C溫度下單位速率間隔的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比隨氣體分子速率的變化分別如圖中兩條曲線所示。下列說法正確的。（填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分）單也述率問隔的井子鮭A圖中兩條曲線下面積相等B圖中虛線對應(yīng)于氧氣分子平均動能較小的情形C圖中實線對應(yīng)于氧氣分子在100°C時的情形D圖中曲線給出了任意速率區(qū)間的氧氣分子數(shù)目E與0°C時相比,100°C時氧氣分子速率出現(xiàn)

18、在0400m/s區(qū)間內(nèi)的分子數(shù)占總分子數(shù)的百分比較大【答案】ABC【解析】溫度是分子平均動能的標(biāo)志，溫度升高分子的平均動能增加不同溫度下相同速率的分子所占比例不同，溫度越高，速率大的分子占比例越高故虛線為IT.實線是1曲對應(yīng)的曲線，曲線下的面積都等于1,刼相等，所次ABC正確。（2）（10分）如圖，容積均為V的汽缸A、B下端有細(xì)管（容積可忽略）連通，閥門K2位于細(xì)管的中部，AB的頂部各有一閥門0、K3,B中有一可自由滑動的活塞（質(zhì)量、體積均可忽略）。初始時，三個閥門均打開，活塞在B的底部；關(guān)閉K2、K3，通過0給汽缸充氣，使A中氣體的壓強(qiáng)達(dá)到大氣壓p0的3倍后關(guān)閉0。已知室溫為27C,汽缸導(dǎo)熱

19、。(i) 打開K2,求穩(wěn)定時活塞上方氣體的體積和壓強(qiáng)；(ii) 接著打開K3，求穩(wěn)定時活塞的位置；(iii)再緩慢加熱汽缸內(nèi)氣體使其溫度升高20°C,求此時活塞下方氣體的壓強(qiáng)?！敬鸢浮?i)v/22p0(ii)頂部(iii)1.6p0【解析】(i)設(shè)打開K2后，穩(wěn)定時活塞上方氣體的壓強(qiáng)為P，體積為V。依題意，被活塞分開的兩部分氣體都經(jīng)歷等溫過程。由玻意耳定律得(3Po)V二Pi(2V-V)聯(lián)立式得(ii)打開已后，由式知，活塞必定上升。設(shè)在活斷方氣體與且中氣體的體積之和対七(F：時活塞下氣體壓強(qiáng)対d由玻言耳定律得址艸=珅由式得3由式知，打開險后活塞上升直到B的頂部為止此時二止設(shè)加熱后活塞下方氣體的壓強(qiáng)為陽氣體溫度AWOOKft高到r-=320K的等窖過程中由查理定律得乩邑rT丿12將有關(guān)數(shù)據(jù)代入式得P3=L6P。34物理選修3-4（15分）（1）（5分）如圖（a）,在xy平面內(nèi)有兩個沿z方向做簡諧振動的點波源SJO,4）和S2（0,-2）。兩波源