2021年全國統(tǒng)一高考物理試卷（新課標(biāo)ⅲ）（含解析版）

202年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試(全國甲卷）理綜物理部分一、單選題4.如圖，將光滑長平板的下端置于鐵架臺水平底座上的擋板處，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可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)處靜止釋放，物塊沿平板從點(diǎn)滑至點(diǎn)所用的時間與夾角的大小有關(guān)。若由逐漸增大至，物塊的下滑時間將（）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】長木塊光滑，物塊在重力分力的作用下勻加速直線運(yùn)動，由牛頓第二定律得：，解得：，設(shè)點(diǎn)到豎直桿的距離為，則物塊從點(diǎn)滑至點(diǎn)運(yùn)動的位移，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移時間公式得：，代入數(shù)據(jù)解得：，由增大至，由數(shù)學(xué)知識可知，先減小后增大，故D正確，ABC項(xiàng)錯誤。5.“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(dá)，此時紐扣上距離中心處的點(diǎn)向心加速度大小約為（）A.B.C.D.【答案】C【解析】由題意可知，此時紐扣的角速度，向心加速度大小，其中，解得，故C項(xiàng)正確，ABD項(xiàng)錯誤。6.兩足夠長直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，與在一條直線上，與在一條直線上，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)線處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，則圖中與導(dǎo)線距離均為的兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為（）A.、B.、C.、D.、【答案】B【解析】對點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度分析，由安培定則可知：在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向里，在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向外，根據(jù)矢量疊加可知點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為0；對點(diǎn)，在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向里，在點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，垂直紙面向里，則電磁感應(yīng)強(qiáng)度為。故B項(xiàng)正確，ACD項(xiàng)錯誤。7.如圖，一個原子核經(jīng)圖中所示的一系列衰變后，生成穩(wěn)定的原子核，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為（）A.B.C.D.【答案】A【解析】原子核發(fā)生一次衰變，核電荷數(shù)減2，質(zhì)量數(shù)減4,；原子核發(fā)生一次衰變，放出個電子，質(zhì)量數(shù)不變，由圖可知，衰變后質(zhì)子數(shù)為82變化率為0，中子數(shù)為24變化量為22，假設(shè)發(fā)生了次衰變，次衰變，則：，，求得：,，故放出了6個電子，故A選項(xiàng)正確，BCD選項(xiàng)錯誤。8.年月，執(zhí)行我國火星探測任務(wù)的“天問一號”探測器在成功實(shí)施三次近火制動后，進(jìn)入運(yùn)行周期約為的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為。已知火星半徑約為，火星表面處自由落體的加速度大小約為，則“天問一號”的停泊軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離約為（）A.B.C.D.【答案】C【解析】探測器在火星表面飛行時萬有引力提供向心力；①，火星表面的物體有②，①②聯(lián)立解得探測器飛行軌道半長軸，根據(jù)數(shù)學(xué)幾何知識可得橢圓軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離，故C項(xiàng)正確，ABD項(xiàng)錯誤。二、多選題9.某電場的等勢面如圖所示，圖中為電場中的個點(diǎn)，則（）A.一正電荷從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)，電場力做正功B.一電子從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)，電場力做功為C.點(diǎn)電場強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢面，方向向右D.四個點(diǎn)中，點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小最大【答案】BD【解析】A項(xiàng)，由于點(diǎn)和點(diǎn)在同一等勢面，所以電荷從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)電場力不做功，故A項(xiàng)錯誤；B項(xiàng)，電子帶負(fù)電，從低等勢面運(yùn)動到高等勢面，電場力做正功，做功大小為，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，電場線與等勢面垂直，所以點(diǎn)電場強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢面，電場線總是從電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，所以點(diǎn)場強(qiáng)方向向左，故C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)，、、、四個點(diǎn)中，點(diǎn)附近的等差等勢面最密集，所以點(diǎn)電場強(qiáng)度大小最大，故D項(xiàng)正確。綜上所述，本題正確答案為BD。20.一質(zhì)量為的物體自傾角為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(dá)斜面底端時動能為。已知，重力加速度大小為。則（）A.物體向上滑動的距離為B.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D.物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長【答案】BC【解析】對全過程有：，其中為向上滑行的路程；對上滑段有：同理下滑段有：結(jié)合上式可得可求出：，，下滑對加速度為，由于上滑受到的合力大于下滑時受到的合力大小，因此下滑時間更長，故BC正確，AD項(xiàng)錯誤，選BC。2.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)是乙的倍。現(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時由靜止開始下落，一段時間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的上邊界水平，如圖所示。不計空氣阻力，已知下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(jìn)入磁場后且上邊進(jìn)入磁場前，可能出現(xiàn)的是（）A.甲和乙都加速運(yùn)動B.甲和乙都減速運(yùn)動C.甲加速運(yùn)動，乙減速運(yùn)動D.甲減速運(yùn)動，乙加速運(yùn)動【答案】AB【解析】設(shè)線框質(zhì)量為，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，線框匝數(shù)為，剛到達(dá)磁場上方時速度為，根據(jù)牛頓第二定律有：，則，由于質(zhì)量相等，則甲框長度為乙框的兩倍，那么電阻為倍，易得，兩線框在磁場中加速度相等，故選AB，CD錯誤。三、實(shí)驗(yàn)題22.為測量小銅塊與瓷磚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桌面上，形成一傾角為的斜面（已知，），小銅塊可在斜面上加速下滑，如圖所示。該同學(xué)用手機(jī)拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得個連續(xù)相等時間間隔（每個時間間隔）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離（），如下表所示。由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為_______，小銅塊與瓷磚表面間的動摩擦因數(shù)為________。（結(jié)果均保留位有效數(shù)字，重力加速度大小?。敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥扛鶕?jù)逐差法可知，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小，代入數(shù)據(jù)解得：；對小銅塊應(yīng)用牛頓第二定律得：，代入數(shù)據(jù)解得：。2.某同學(xué)用圖（）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，額定電流）、電壓表（量程，內(nèi)阻）、電流表（量程，內(nèi)阻）定值電阻、滑動變阻器（阻值）、電阻箱（最大阻值）、電源（電動勢，內(nèi)阻不計）、開關(guān)、導(dǎo)線若干。完成下列填空：（）有個阻值分別為的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在的曲線，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“”或“”）端；（）在流過電流表的電流較小時，將電阻箱的阻值置零，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)，結(jié)果如圖（）所示。當(dāng)流過電流表的電流為時，小燈泡的電阻為_________（保留位有效數(shù)字）；（4）為使得電壓表滿量程時對應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為，該同學(xué)經(jīng)計算知，應(yīng)將的阻值調(diào)整為________。然后調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得數(shù)據(jù)如下表所示：（5）由圖（）和上表可知，隨流過小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻_______（填“增大”“減小”或“不變”）；（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，可得此時小燈泡電功率________（保留2位有效數(shù)字）；當(dāng)流過電流表的電流為時，小燈泡的電功率為，則___________（保留至整數(shù)）?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥浚ǎ└鶕?jù)，要使電流達(dá)到，可得，其中，可得，故選定值電阻。（2）滑動變阻器做分壓使用時，應(yīng)使分壓從開始。故選端。（）當(dāng)流過電流為時，由圖像知，燈泡兩端電壓為，故。（4）燈泡兩端電壓為時，與電壓之后也為，電壓表滿量程電壓為，故兩端電壓為，，可得。（5）根據(jù)圖像易得阻值增大。（6）由表中數(shù)據(jù)，伏特表示數(shù)為，則小燈泡兩端電壓為，，同理，則。四、解答題24.如圖，一傾角為的光滑斜面上有個減速帶（圖中未完全畫出），相鄰減速帶間的距離均為，減速帶的寬度遠(yuǎn)小于；一質(zhì)量為的無動力小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距第一個減速帶處由靜止釋放。已知小車通過減速帶損失的機(jī)械能與到達(dá)減速帶時的速度有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車通過第個減速帶后立刻進(jìn)入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)滑行距離后停下。已知小車與地面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為。（）求小車通過第個減速帶后，經(jīng)過每一個減速帶時損失的機(jī)械能；（2）求小車通過前個減速帶的過程中在每一個減速帶上平均損失的機(jī)械能；（）若小車在前個減速帶上平均每一個損失的機(jī)械能大于之后每一個減速帶上損失的機(jī)則應(yīng)滿足什么條件？【答案】見解析【解析】（）小車通過第0個減速帶后，在經(jīng)過每個減速帶后的速度是不變的，說明小車在經(jīng)過每一個減速帶時損失的機(jī)械能即為經(jīng)過上一個間隔時增加的動能，根據(jù)功能關(guān)系得：。（2）由（）分析可知，小車通過第50個減速帶后速度大小為，由動能定理得：。對小車從靜止釋放時到經(jīng)過第0個減速帶后的過程，由功能關(guān)系得：，聯(lián)立以上式子解得：。小車通過前0個減速帶的過程中在每一個減速帶上平均損失的機(jī)械能：。（）由題意可知：，解得：。25.如圖，長度均為的兩塊擋板豎直相對放置，間距也為，兩擋板上邊緣和處于同一水平線上，在該水平線的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為；兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場。一質(zhì)量為，電荷量為的粒子自電場中某處以大小為的速度水平向右發(fā)射，恰好從點(diǎn)處射入磁場，從兩擋板下邊緣和之間射出磁場，運(yùn)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，不計重力（）求粒子發(fā)射位置到點(diǎn)的距離；（2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍；（）若粒子正好從的中點(diǎn)射出磁場，求粒子在磁場中的軌跡與擋板的最近距離?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥浚ǎ┯深}意知：，得：。，聯(lián)立解得。（2）當(dāng)粒子從點(diǎn)射出時，圓半徑設(shè)為，磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)為，，聯(lián)立解得。當(dāng)粒子從點(diǎn)射出時，圓半徑設(shè)為，磁感應(yīng)強(qiáng)度設(shè)為，，聯(lián)立解得。所以的取值范圍：。粒子的運(yùn)動軌跡如圖。由幾何關(guān)系有：，，；，。（二）選考題：.[物理——選修-]（）如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個不同過程，分別由體積-溫度圖上的兩條直線Ⅰ和Ⅱ表示，和分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)；。為它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，是它們的延長線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，；為直線Ⅰ上的一點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)和的壓強(qiáng)之比________；氣體在狀態(tài)和的壓強(qiáng)之比________。（2）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兩部分；初始時，的體積均為，壓強(qiáng)均等于大氣壓。隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過時隔板就會滑動，否則隔板停止運(yùn)動。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動活塞，使的體積減小為。（i）求的體積和的壓強(qiáng)；（ⅱ）再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時的體積和的壓強(qiáng)?！敬鸢浮恳娊馕觥窘馕觥浚ǎ└鶕?jù),可得。、位于同一條傾斜直線上，因此為常數(shù)，則兩點(diǎn)壓強(qiáng)相同，即。和溫度相同，則有。所以。由幾何知識可知，所以。（2）（i）對、內(nèi)氣體分析，為等溫變化，則:，：，，聯(lián)立解得：，。（ii）再使活塞緩慢回到初始位置，對、內(nèi)氣體分析，有，聯(lián)立解得。4.[物理——選修-4]（）如圖，單色光從折射率、厚度的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為________；對于所有可能的入射角，該單色光通過玻璃板所用時間的取值范圍是_________________（不考慮反射）。（2）均勻介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的平衡位置位