2021年高考理综物理真题试卷（全国乙卷）

试卷更新日期：2021-06-11 类型：高考真卷

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一、选择题:本题共8小题，每小题6分，共48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0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（）

A、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

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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 $F_{M}$ 和 $F_{N}$ ，相应的电势能分别为 $E_{p M}$ 和 $E_{p N}$ ，则（）

A、 $F_{M} < F_{N} ， E_{p M} > E_{p N}$ B、 $F_{M} > F_{N} ， E_{p M} > E_{p N}$ C、 $F_{M} < F_{N} ， E_{p M} < E_{p N}$ D、 $F_{M} > F_{N} ， E_{p M} < E_{p N}$

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3. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为q(q>0) 的带电粒子从圆周上的M点沿直径 MON方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为 v₁ ，离开磁场时速度方向偏转 90° ；若射入磁场时的速度大小为 v₂ ，离开磁场时速度方向偏转 60° ，不计重力，则 $\frac{v_{1}}{v_{2}}$ 为（）

A、 $\frac{1}{2}$ B、 $\frac{\sqrt{3}}{3}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ D、 $\sqrt{3}$

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4. 医学治疗中常用放射性核素 $^{113} In$ 产生 $γ$ 射线，而 $^{113} In$ 是由半衰期相对较长的 $^{113} Sn$ 衰变产生的。对于质量为 $m_{0}$ 的 $^{113} Sn$ ，经过时间t后剩余的 $^{113} Sn$ 质量为m，其 $\frac{m}{m_{0}} - t$ 图线如图所示。从图中可以得到 $^{113} Sn$ 的半衰期为（）

A、 $67 .3d$ B、 $101 .0d$ C、 $115 .1d$ D、 $124 .9d$

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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 $1000AU$ （太阳到地球的距离为 $1AU$ ）的椭圆，银河系中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、 $4 \times 10^{4} M$ B、 $4 \times 10^{6} M$ C、 $4 \times 10^{8} M$ D、 $4 \times 10^{10} M$

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6. 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 $s_{0}$ 时，速度的大小为 $v_{0}$ ，此时撤去F，物体继续滑行 $2 s_{0}$ 的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则（）

A、在此过程中F所做的功为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2}$ B、在此过中F的冲量大小等于 $\frac{3}{2} m v_{0}$ C、物体与桌面间的动摩擦因数等于 $\frac{v_{0}^{2}}{4 s_{0} g}$ D、F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍

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7. 四个带电粒子的电荷量和质量分别 $(+ q ， m)$ 、 $(+ q ， 2 m)$ 、 $(+ 3 q ， 3 m)$ 、 $(- q ， m)$ 它们先后以相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（）

A、 B、 C、 D、

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8. 水平地面上有一质量为 $m_{1}$ 的长木板，木板的左端上有一质量为 $m_{2}$ 的物块，如图（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中 $F_{1}$ 、 $F_{2}$ 分别为 $t_{1}$ 、 $t_{2}$ 时刻F的大小。木板的加速度 $a_{1}$ 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 $μ_{1}$ ，物块与木板间的动摩擦因数为 $μ_{2}$ ，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。则（）

A、 $F_{1} = μ_{1} m_{1} g$ B、 $F_{2} = \frac{m_{2} (m_{1} + m_{2})}{m_{1}} (μ_{2} - μ_{1}) g$ C、 $μ_{2} > \frac{m_{1} + m_{2}}{m_{2}} μ_{1}$ D、在 $0 ~ t_{2}$ 时间段物块与木板加速度相等

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二、非选择题

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已经在图（b）中标出。

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。

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10. 一实验小组利用图（a）所示的电路测量—电池的电动势E（约 $1 .5V$ ）和内阻r（小于 $2Ω$ ）。图中电压表量程为 $1V$ ，内阻 $R_{V} = 380.0 Ω$ ：定值电阻 $R_{0} = 20.0 Ω$ ；电阻箱R，最大阻值为 $999.9 Ω$ ；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：

(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Ω（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、 $R_{0}$ 、 $R_{V}$ 、E和r表示 $\frac{1}{U}$ ，得 $\frac{1}{U} =$ ；

(3)、利用测量数据，做 $\frac{1}{U} - R$ 图线，如图（b）所示：

通过图（b）可得 $E =$ V（保留2位小数）， $r =$ $Ω$ （保留1位小数）；

(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 $E^{'}$ ，由此产生的误差为 $| \frac{E^{'} - E}{E} | \times 100 % =$ %。

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11. 一篮球质量为 $m = 0.60 kg$ ，一运动员使其从距地面高度为 $h_{1} = 1.8 m$ 处由静止自由落下，反弹高度为 $h_{2} = 1.2 m$ 。若使篮球从距地面 $h_{3} = 1.5 m$ 的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为 $1 .5m$ 。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为 $t = 0.20 s$ ；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，不计空气阻力。求：

(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。

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12. 如图，一倾角为 $α$ 的光滑固定斜面的顶端放有质量 $M = 0.06 kg$ 的U型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻 $R = 3 Ω$ 的金属棒 $C D$ 的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路 $C D E F$ ； $E F$ 与斜面底边平行，长度 $L = 0.6 m$ 。初始时 $C D$ 与 $E F$ 相距 $s_{0} = 0.4 m$ ，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离 $s_{1} = \frac{3}{16} m$ 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）与斜面底边平行；金属棒在磁场中做匀速运动，直至离开磁场区域。当金属棒离开磁场的瞬间，导体框的 $E F$ 边正好进入磁场，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 $B = 1 T$ ，重力加速度大小取 $g = 10 {m/s}^{2} ， \sin α = 0.6$ 。求：

(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。

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三、【选修3-3】

13.

(1)、如图，一定量的理想气体从状态 $a (p_{0} ， V_{0} ， T_{0})$ 经热力学过程 $a b$ 、 $b c$ 、 $c a$ 后又回到状态a。对于 $a b$ 、 $b c$ 、 $c a$ 三个过程，下列说法正确的是（）

A、 $a b$ 过程中，气体始终吸热 B、 $c a$ 过程中，气体始终放热 C、 $c a$ 过程中，气体对外界做功 D、 $b c$ 过程中，气体的温度先降低后升高 E、 $b c$ 过程中，气体的温度先升高后降低

(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 $l_{1} = 13.5 cm$ ， $l_{2} = 32 cm$ 。将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差 $h = 5 cm$ 。已知外界大气压为 $p_{0} = 75 cmHg$ 。求A、B两管内水银柱的高度差。

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四、【选修3-4】

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 $0 .3s$ 后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于 $0 .3s$ ，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为 $m/s$ ，周期为s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为s。

(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，O和 $O^{'}$ 分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为 $h = 15.0 mm$ ，A到过O点的法线 $O M$ 的距离 $A M = 10.0 mm$ ，M到玻璃砖的距离 $M O = 20.0 mm$ ， $O^{'}$ 到 $O M$ 的距离为 $s = 5.0 mm$ 。

（ⅰ）求玻璃砖的折射率；

（ⅱ）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0逐渐增大，达到 $45 °$ 时、玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。

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