2021年高考物理真题试卷（海南卷）

试卷更新日期：2021-11-11 类型：高考真卷

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一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 公元前4世纪末，我国的《墨经》中提到“力，形之所以奋也”，意为力是使有形之物突进或加速运动的原因。力的单位用国际单位制的基本单位符号来表示，正确的是（）

A、 $kg \cdot m \cdot s^{- 1}$ B、 $kg \cdot m \cdot s^{- 2}$ C、 $Pa \cdot m^{2}$ D、 $J \cdot m^{- 1}$

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2. 水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，滑梯顶端到末端的高度 $H = 4.0 m$ ，末端到水面的高度 $h = 1.0 m$ 。取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（）

A、 $4.0 m$ B、 $4.5 m$ C、 $5.0 m$ D、 $5.5 m$

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3. 某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为 $E_{k}$ ，已知该金属的逸出功为 $W_{0}$ ，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率 $ν$ 为（）

A、 $\frac{E_{k}}{h}$ B、 $\frac{W_{0}}{h}$ C、 $\frac{E_{k} - W_{0}}{h}$ D、 $\frac{E_{k} + W_{0}}{h}$

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4. 2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为 $400 km$ 左右，地球同步卫星距地面的高度接近 $36000km$ 。则该核心舱的（）

A、角速度比地球同步卫星的小 B、周期比地球同步卫星的长 C、向心加速度比地球同步卫星的大 D、线速度比地球同步卫星的小

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5. 1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为 $_{3}^{7} Li +_{1}^{1} H \to_{Z}^{A} Be \to 2 X$ 。已知 $_{1}^{1} H$ 、 $_{3}^{7} Li$ 、X的质量分别为 $m_{1} = 1.00728 u$ 、 $m_{2} = 7.01601 u$ 、 $m_{3} = 4.00151 u$ ，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（）

A、质量亏损 $Δ m = 4.02178 u$ B、释放的核能 $Δ E = (m_{1} + m_{2} - 2 m_{3}) c^{2}$ C、铍原子核内的中子数是5 D、X表示的是氚原子核

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6. 如图，长方体玻璃砖的横截面为矩形 $M N P Q$ ， $M N = 2 N P$ ，其折射率为 $\sqrt{2}$ 。一束单色光在纸面内以 $α = 45 °$ 的入射角从空气射向 $M Q$ 边的中点O，则该束单色光（）

A、在 $M Q$ 边的折射角为 $60 °$ B、在 $M N$ 边的入射角为 $45 °$ C、不能从 $M N$ 边射出 D、不能从 $N P$ 边射出

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7. 如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为 $m_{p} = 0.5 kg$ 、 $m_{Q} = 0.2 kg$ ，P与桌面间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ ，重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。则推力F的大小为（）

A、 $4.0 N$ B、 $3.0 N$ C、 $2.5 N$ D、 $1.5 N$

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8. 如图，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为 $α = 60 °$ ，其中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、Q分别静止在M、N上，P、Q连线垂直于斜面M，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则P与M间的动摩擦因数至少为（）

A、 $\frac{\sqrt{3}}{6}$ B、 $\frac{1}{2}$ C、 $\frac{\sqrt{3}}{2}$ D、 $\frac{\sqrt{3}}{3}$

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二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中,有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 如图，理想变压器原线圈接在 $u = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ 的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比 $n_{1} ： n_{2} = 2 ： 1$ ，为了使图中“ $100V$ ， $50W$ ”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（）

A、仅将滑片P向上滑动 B、仅将滑片P向下滑动 C、仅在副线圈电路中并联一个阻值为 $20 Ω$ 的电阻 D、仅在副线圈电路中串联一个阻值为 $20 Ω$ 的电阻

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10. 甲、乙两人骑车沿同一平直公路运动， $t = 0$ 时经过路边的同一路标，下列位移-时间 $(x - t)$ 图像和速度-时间 $(v - t)$ 图像对应的运动中，甲、乙两人在 $t_{0}$ 时刻之前能再次相遇的是（）

A、 B、
C、 D、

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11. 如图，在匀强电场中有一虚线圆， $a b$ 和 $c d$ 是圆的两条直径，其中 $a b$ 与电场方向的夹角为 $60 °$ ， $a b = 0.2 m$ ， $c d$ 与电场方向平行，a、b两点的电势差 $U_{a b} = 20 V$ 。则（）

A、电场强度的大小 $E = 200 V / m$ B、b点的电势比d点的低 $5 V$ C、将电子从c点移到d点，电场力做正功 D、电子在a点的电势能大于在c点的电势能

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12. 如图，一定质量的理想气体从状态a出发，经过等容过程到达状态b，再经过等温过程到达状态c，直线ac过原点。则气体（）

A、在状态c的压强等于在状态a的压强 B、在状态b的压强小于在状态c的压强 C、在 $b \to c$ 的过程中内能保持不变 D、在 $a \to b$ 的过程对外做功

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13. 如图，在平面直角坐标系 $O x y$ 的第一象限内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q的相同粒子从y轴上的 $P (0 ， \sqrt{3} L)$ 点，以相同的速率在纸面内沿不同方向先后射入磁场，设入射速度方向与y轴正方向的夹角为 $α (0 \leq α \leq 180 °)$ 。当 $α = 150^{°}$ 时，粒子垂直x轴离开磁场。不计粒子的重力。则（）

A、粒子一定带正电 B、当 $α = 45 °$ 时，粒子也垂直x轴离开磁场 C、粒子入射速率为 $\frac{2 \sqrt{3} q B L}{m}$ D、粒子离开磁场的位置到O点的最大距离为 $3 \sqrt{5} L$

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三、实验题：本题共2小题，共20分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

14. 在伏安法测电阻的实验中，提供以下实验器材：电源E（电动势约 $6V$ ，内阻约 $1Ω$ ），待测电阻 $R_{x}$ （阻值小于 $10 Ω$ ），电压表V（量程 $3 V$ ，内阻约 $3 kΩ$ ），电流表A（量程 $0.6 A$ ，内阻约 $1 Ω$ ），滑动变阻器（最大阻值 $20 Ω$ ），单刀开关 $S_{1}$ ，单刀双掷开关 $S_{2}$ ，导线若干。某同学利用上述实验器材设计如图所示的测量电路。

回答下列问题：

(1)、闭合开关 $S_{1}$ 前，滑动变阻器的滑片P应滑到（填“a”或“b”）端；

(2)、实验时，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将 $S_{2}$ 拨向（填“c”或“d”）；在上述操作正确的情况下，引起实验误差的主要原因是（填正确选项前的标号）；
A．电流表分压 B．电压表分流 C．电源内阻分压

(3)、实验时，若已知电流表的内阻为 $1.2 Ω$ ，在此情况下，为使待测电阻的测量值更接近真实值，应将 $S_{2}$ 拨向（填“c”或“d”）；读得电压表的示数为 $2.37 V$ ，电流表的示数为 $0.33 A$ ，则 $R_{x} =$ $Ω$ （结果保留两位有效数字）。

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15. 为了验证物体沿光滑斜面下滑的过程中机械能守恒，某学习小组用如图所示的气垫导轨装置（包括导轨、气源、光电门、滑块、遮光条、数字毫秒计）进行实验。此外可使用的实验器材还有：天平、游标卡尺、刻度尺。

(1)、某同学设计了如下的实验步骤，其中不必要的步骤是；
①在导轨上选择两个适当的位置A、B安装光电门Ⅰ、Ⅱ，并连接数字毫秒计；

②用天平测量滑块和遮光条的总质量m；

③用游标卡尺测量遮光条的宽度d；

④通过导轨上的标尺测出A、B之间的距离l；

⑤调整好气垫导轨的倾斜状态；

⑥将滑块从光电门Ⅰ左侧某处，由静止开始释放，从数字毫秒计读出滑块通过光电门Ⅰ、Ⅱ的时间 $Δ t_{1}$ 、 $Δ t_{2}$ ；

⑦用刻度尺分别测量A、B点到水平桌面的高度 $h_{1}$ 、 $h_{2}$ ；

⑧改变气垫导轨倾斜程度，重复步骤⑤⑥⑦，完成多次测量。

(2)、用游标卡尺测量遮光条的宽度d时，游标卡尺的示数如图所示，则 $d =$ $mm$ ；某次实验中，测得 $Δ t_{1} = 11.60 ms$ ，则滑块通过光电门Ⅰ的瞬时速度 $v_{1} =$ $m/s$ （保留3位有效数字）；

(3)、在误差允许范围内，若 $h_{1} - h_{2} =$ （用上述必要的实验步骤直接测量的物理量符号表示，已知重力加速度为g），则认为滑块下滑过程中机械能守恒；

(4)、写出两点产生误差的主要原因：。

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四、计算题：本题共3小题，共36分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

16. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。

(1)、求这列横波的波长；

(2)、求波源在4s内通过的路程；

(3)、在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。

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17. 如图，一长木板在光滑的水平面上以速度v₀向右做匀速直线运动，将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m，它们之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。

(1)、滑块相对木板静止时，求它们的共同速度大小；

(2)、某时刻木板速度是滑块的2倍，求此时滑块到木板最右端的距离；

(3)、若滑块轻放在木板最右端的同时，给木板施加一水平向右的外力，使得木板保持匀速直线运动，直到滑块相对木板静止，求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。

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18. 如图，间距为l的光滑平行金属导轨，水平放置在方向竖直向下的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨左端接有阻值为R的定值电阻，一质量为m的金属杆放在导轨上。金属杆在水平外力作用下以速度v₀向右做匀速直线运动，此时金属杆内自由电子沿杆定向移动的速率为u₀。设金属杆内做定向移动的自由电子总量保持不变，金属杆始终与导轨垂直且接触良好，除了电阻R以外不计其它电阻。

(1)、求金属杆中的电流和水平外力的功率；

(2)、某时刻撤去外力，经过一段时间，自由电子沿金属杆定向移动的速率变为 $\frac{u_{0}}{2}$ ，求：
（i）这段时间内电阻R上产生的焦耳热；

（ii）这段时间内一直在金属杆内的自由电子沿杆定向移动的距离。

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