2021年高考物理真题试卷（广东卷）

试卷更新日期：2021-06-11 类型：高考真卷

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一、单项选择题：本题共7小题,每小题4分，共28分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。

1. 科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为 $_{13}^{26} Al \to_{12}^{26} Mg + Y$ ，下列说法正确的是（）

A、Y是氦核 B、Y是质子 C、再经过72万年，现有的铝26衰变一半 D、再经过144万年，现有的铝26全部衰变

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2. 2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（）

A、核心舱的质量和绕地半径 B、核心舱的质量和绕地周期 C、核心舱的绕地角速度和绕地周期 D、核心舱的绕地线速度和绕地半径

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3. 唐代《来耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力，设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为 $α$ 和 $β$ ， $α < β$ ，如图所示，忽略耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是（）

A、耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大 B、耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大 C、曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力 D、直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力

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4. 由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆 $O P$ 与横杆 $P Q$ 链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆 $P Q$ 始终保持水平。杆 $O P$ 绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（）

A、P点的线速度大小不变 B、P点的加速度方向不变 C、Q点在竖直方向做匀速运动 D、Q点在水平方向做匀速运动

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5. 截面为正方形的绝缘弹性长管中心有一固定长直导线，长管外表面固定着对称分布的四根平行长直导线，若中心直导线通入电流 I₁ ，四根平行直导线均通入电流 I₂ ， I₁≫I₂ ，电流方向如图所示，下列截面图中可能正确表示通电后长管发生形变的是（）

A、 B、 C、 D、

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6. 图是某种静电推进装置的原理图，发射极与吸极接在高压电源两端，两极间产生强电场，虚线为等势面，在强电场作用下，一带电液滴从发射极加速飞向吸极，a、b是其路径上的两点，不计液滴重力，下列说法正确的是（）

A、a点的电势比b点的低 B、a点的电场强度比b点的小 C、液滴在a点的加速度比在b点的小 D、液滴在a点的电势能比在b点的大

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7. 某同学设计了一个充电装置，如图所示，假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电，周期为0.2s，电压最大值为0.05V，理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1∶60，下列说法正确的是（）

A、交流电的频率为10Hz B、副线圈两端电压最大值为3V C、变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关 D、充电电路的输入功率大于变压器的输入功率

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二、多项选择题：本小题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部做对的得6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。

8. 赛龙舟是端午节的传统活动。下列 $v - t$ 和 $s - t$ 图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有（）

A、 B、
C、 D、

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9. 长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为g，下列说法正确的有（）

A、甲在空中的运动时间比乙的长 B、两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等 C、从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少 $m g h$ D、从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为 $m g h$

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10. 如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨 $a b c$ 和 $d e$ ， $a b$ 与 $d e$ 平行， $b c$ 是以O为圆心的圆弧导轨，圆弧 $b e$ 左侧和扇形 $O b c$ 内有方向如图的匀强磁场，金属杆 $O P$ 的O端与e点用导线相接，P端与圆弧 $b c$ 接触良好，初始时，可滑动的金属杆 $M N$ 静止在平行导轨上，若杆 $O P$ 绕O点在匀强磁场区内从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有（）

A、杆 $O P$ 产生的感应电动势恒定 B、杆 $O P$ 受到的安培力不变 C、杆 $M N$ 做匀加速直线运动 D、杆 $M N$ 中的电流逐渐减小

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三、非选择题：共54分。第11~14题为必考题，考生都必须作答。第15~16题为选考题，考生根据要求作答。

11. 某兴趣小组测量一缓冲装置中弹簧的劲度系数，缓冲装置如图所示，固定在斜面上的透明有机玻璃管与水平面夹角为30°，弹簧固定在有机玻璃管底端。实验过程如下：先沿管轴线方向固定一毫米刻度尺，再将单个质量为200g的钢球（直径略小于玻璃管内径）逐个从管口滑进，每滑进一个钢球，待弹簧静止，记录管内钢球的个数n和弹簧上端对应的刻度尺示数 $L_{0}$ ，数据如表所示。实验过程中弹簧始终处于弹性限度内。采用逐差法计算弹簧压缩量，进而计算其劲度系数。

n

1

2

3

4

5

6

$L_{n} / cm$

8.04

10.03

12.05

14.07

16.11

18.09

(1)、利用 $Δ L_{i} = L_{i + 3} - L_{i} (i = 1 ， 2 ， 3)$ 计算弹簧的压缩量： $Δ L_{1} = 6.03 cm$ ， $Δ L_{2} = 6.08 cm$ ， $Δ L_{3} =$ cm，压缩量的平均值 $\bar{Δ L} = \frac{Δ L_{1} + Δ L_{2} + Δ L_{3}}{3} =$ cm；

(2)、上述 $\bar{Δ L}$ 是管中增加个钢球时产生的弹簧平均压缩量；

(3)、忽略摩擦，重力加速度g取 $9.80 m / s^{2}$ ，该弹簧的劲度系数为N/m。（结果保留3位有效数字）

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12. 某小组研究热敏电阻阻值随温度的变化规律。根据实验需要已选用了规格和量程合适的器材。

(1)、先用多用电表预判热敏电阻阻值随温度的变化趋势。选择适当倍率的欧姆挡，将两表笔，调节欧姆调零旋钮，使指针指向右边“ $0 Ω$ ”处。测量时观察到热敏电阻温度越高，相同倍率下多用电表指针向右偏转角度越大，由此可判断热敏电阻阻值随温度的升高而。

(2)、再按图连接好电路进行测量。

①闭合开关S前，将滑动变阻器 $R_{1}$ 的滑片滑到端（选填“a”或“b”）。

将温控室的温度设置为T，电阻箱 $R_{0}$ 调为某一阻值 $R_{01}$ 。闭合开关S，调节滑动变阻器 $R_{1}$ ，使电压表和电流表的指针偏转到某一位置。记录此时电压表和电流表的示数、T和 $R_{01}$ 。断开开关S。

再将电压表与热敏电阻C端间的导线改接到D端，闭合开关S。反复调节 $R_{0}$ 和 $R_{1}$ ，使电压表和电流表的示数与上述记录的示数相同。记录此时电阻箱的阻值 $R_{02}$ 。断开开关S。

②实验中记录的阻值 $R_{01}$ $R_{02}$ （选填“大于”、“小于”或“等于”）。此时热敏电阻阻值 $R_{T} =$ 。

改变温控室的温度，测量不同温度时的热敏电阻阻值，可以得到热敏电阻阻值随温度的变化规律。

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13. 算盘是我国古老的计算工具，中心带孔的相同算珠可在算盘的固定导杆上滑动，使用前算珠需要归零，如图所示，水平放置的算盘中有甲、乙两颗算珠未在归零位置，甲靠边框b，甲、乙相隔 $s_{1} = 3.5 \times 10^{- 2} m$ ，乙与边框a相隔 $s_{2} = 2.0 \times 10^{- 2} m$ ，算珠与导杆间的动摩擦因数 $μ = 0.1$ 。现用手指将甲以 $0.4 m/s$ 的初速度拨出，甲、乙碰撞后甲的速度大小为 $0.1 m/s$ ，方向不变，碰撞时间极短且不计，重力加速度g取 $10 {m/s}^{2}$ 。

(1)、通过计算，判断乙算珠能否滑动到边框a；

(2)、求甲算珠从拨出到停下所需的时间。

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14. 图是一种花瓣形电子加速器简化示意图，空间有三个同心圆a、b、c围成的区域，圆a内为无场区，圆a与圆b之间存在辐射状电场，圆b与圆c之间有三个圆心角均略小于90°的扇环形匀强磁场区Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各区感应强度恒定，大小不同，方向均垂直纸面向外。电子以初动能 $E_{k 0}$ 从圆b上P点沿径向进入电场，电场可以反向，保证电子每次进入电场即被全程加速，已知圆a与圆b之间电势差为U，圆b半径为R，圆c半径为 $\sqrt{3} R$ ，电子质量为m，电荷量为e，忽略相对论效应，取 $\tan 22.5 ° = 0.4$ 。

(1)、当 $E_{k 0} = 0$ 时，电子加速后均沿各磁场区边缘进入磁场，且在电场内相邻运动轨迹的夹角 $θ$ 均为45°，最终从Q点出射，运动轨迹如图中带箭头实线所示，求Ⅰ区的磁感应强度大小、电子在Ⅰ区磁场中的运动时间及在Q点出射时的动能；

(2)、已知电子只要不与Ⅰ区磁场外边界相碰，就能从出射区域出射。当 $E_{k 0} = k e U$ 时，要保证电子从出射区域出射，求k的最大值。

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四、【选修3-3】

15.

(1)、在高空飞行的客机上某乘客喝完一瓶矿泉水后，把瓶盖拧紧。下飞机后发现矿泉水瓶变瘪了，机场地面温度与高空客舱内温度相同。由此可判断，高空客舱内的气体压强（选填“大于”、“小于”或“等于”）机场地面大气压强：从高空客舱到机场地面，矿泉水瓶内气体的分子平均动能（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

(2)、为方便抽取密封药瓶里的药液，护士一般先用注射器注入少量气体到药瓶里后再抽取药液，如图所示，某种药瓶的容积为0.9mL，内装有0.5mL的药液，瓶内气体压强为 $1.0 \times 10^{5} Pa$ ，护士把注射器内横截面积为 $0.3 {cm}^{2}$ 、长度为0.4cm、压强为 $1.0 \times 10^{5} Pa$ 的气体注入药瓶，若瓶内外温度相同且保持不变，气体视为理想气体，求此时药瓶内气体的压强。

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五、【选修3-4】

16.

(1)、如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经 $\frac{T}{8}$ 时间，小球从最低点向上运动的距离 $\frac{A}{2}$ （选填“大于”、“小于”或“等于”）；在 $\frac{T}{4}$ 时刻，小球的动能（选填“最大”或“最小”）。

(2)、如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为 $α$ ，折射角为 $β$ ；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角 $θ$ 的正弦值表达式。

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n	1	2	3	4	5	6
$L_{n} / cm$	8.04	10.03	12.05	14.07	16.11	18.09