1、2021 年高考全国乙卷物理试卷年高考全国乙卷物理试卷及答案及答案 二、选择题：本题共二、选择题：本题共 8 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 15 题只有一项符合题目要求题只有一项符合题目要求，第第 68 题有多项符合题目要求题有多项符合题目要求。全部选对的得全部选对的得 6 分分，选对但不全选对但不全 的得的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。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
2、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 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 M F和 N F，相应的电势能分别为 pM E 和 pN E ， 则（） A. , MNpMpN FFEE
3、 B. , MNpMpN FFEE C., MNpMpN FFEE D., MNpMpN FFEE 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0q q 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 1 v，离开磁场时速度方向偏转90；若射 入磁场时的速度大小为 2 v，离开磁场时速度方向偏转60，不计重力，则 1 2 v v 为（） A. 1 2 B. 3 3 C. 3 2 D. 3 4. 医学治疗中常用放射性核素113In产生射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质 量为 0 m的113Sn，经过时间
4、t 后剩余的113Sn质量为 m，其 0 m t m 图线如图所示。从图中可以得到113Sn的 半衰期为（） A.67.3dB.101.0dC.115.1dD.124.9d 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 4 10 M B
5、. 6 4 10 M C. 8 4 10 M D. 10 4 10 M 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 0 s时，速度 的大小为 0 v，此时撤去 F，物体继续滑行 0 2s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 2 0 1 2 mv B. 在此过中 F 的冲量大小等于 0 3 2 mv C. 物体与桌面间的动摩擦因数等于 2 0 0 4 v s g D. F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的 2 倍 7. 四个带电粒子的电荷量和质量分别()qm ，、(2 )q m ，、( 3 3 )q
6、 m，、()qm ，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. 8. 水平地面上有一质量为 1 m的长木板，木板的左端上有一质量为 2 m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 1 F、 2 F分别为 1 t、 2 t时刻 F 的大小。 木板的加速度 1 a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 1 ，物块与木板间 的动摩擦因数为 2 ，假设最大静摩擦力均与相应
7、的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为 g。则（） A. 111 Fm gB. 212 221 1 () () m mm Fg m C. 2 21 1 2 mm m D. 在 2 0 t时间段物块与木板加速度相等 三、非选择题：第三、非选择题：第 91 12 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 1 1316 题为选考题，考题为选考题，考 生根据要求作答。生根据要求作答。 （一）必考题：（一）必考题： 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
8、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_ 2 m/s。 10. 一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势 E（约1.5V）和内阻 r（小于2） 。图中电压 表量程为1V，内阻380.0 V R ：定值电阻
9、 0 20.0R ；电阻箱 R，最大阻值为999.9；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_（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； （3）根据图（a）所示电路，用 R、 0 R、 V R、E 和 r 表示 1 U ，得 1 U _； （4）利用测量数据，做 1 R U 图线，如图（b）所示： （5）通过图（b）可得E _V（保留 2 位小数） ，r _（保留 1 位小数） ； （6）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
10、误差为 100% EE E _%。 11. 一篮球质量为0.60kgm ，一运动员使其从距地面高度为 1 1.8mh 处由静止自由落下，反弹高度为 2 1.2mh 。若使篮球从距地面 3 1.5mh 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0.20st ；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 2 10m/sg ，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。 12. 如图，一倾角为的光滑固定斜面的顶端放有质量0.06kgM 的 U
11、型导体框，导体框的电阻忽略不 计；一电阻3R 的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF；EF与斜面底边 平行，长度0.6mL 。初始时CD与EF相距 0 0.4ms ，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下 滑距离 1 3 m 16 s 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EF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1TB ， 重力加速度大小取 2 10m/s ,sin0.6g。求： （
12、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。 （二）选考题：（二）选考题： 物理物理选修选修 3-3 13. 如图，一定量的理想气体从状态 000 a pVT， ，经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态 a。对于ab、 bc、ca三个过程，下列说法正确的是（） A.ab过程中，气体始终吸热 B.ca过程中，气体始终放热 C.ca过程中，气体对外界做功 D.bc过程中，气体的温度先降低后升高 E.bc过程中，气体的温度先升高后降低 14. 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
13、 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 1 13.5cml ， 2 32cml 。将水 银从 C 管缓慢注入，直至 B、C 两管内水银柱的高度差5cmh 。已知外界大气压为 0 75cmHgp 。求 A、 B 两管内水银柱的高度差。 【物理【物理选修选修 3-4】 15. 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。 16. 用插针法测量上、
14、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15.0mmh ， A 到过 O 点的法线OM的距离10.0mmAM ，M 到玻璃砖的距离20.0mmMO ， O 到OM的距离为 5.0mms 。 （）求玻璃砖的折射率； （）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。 2021 年高考全国乙卷物理试卷年高考全国乙卷物理试卷
15、 二、选择题：本题共二、选择题：本题共 8 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 15 题只有一项符合题目要求题只有一项符合题目要求，第第 68 题有多项符合题目要求题有多项符合题目要求。全部选对的得全部选对的得 6 分分，选对但不全选对但不全 的得的得 3 分，有选错的得分，有选错的得 0 分。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，
16、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 【答案】B 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 M F和 N F，相应的电势能分别为 pM E 和 pN E ， 则（） A. , MNpMpN FFEE B. , MNpMpN FFEE C. , MNpM
17、pN FFEE D. , MNpMpN FFEE 【答案】A 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0q q 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 1 v，离开磁场时速度方向偏转90；若射 入磁场时的速度大小为 2 v，离开磁场时速度方向偏转60，不计重力，则 1 2 v v 为（） A. 1 2 B. 3 3 C. 3 2 D. 3 【答案】B 4. 医学治疗中常用放射性核素113In产生射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质 量为 0 m的113Sn，经过时间 t 后剩余的113Sn质量
18、为 m，其 0 m t m 图线如图所示。从图中可以得到113Sn的 半衰期为（） A.67.3dB.101.0dC.115.1dD.124.9d 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 4 10 M B. 6 4 10 M C.
19、 8 4 10 M D. 10 4 10 M 【答案】B 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 0 s时，速度 的大小为 0 v，此时撤去 F，物体继续滑行 0 2s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 2 0 1 2 mv B. 在此过中 F 的冲量大小等于 0 3 2 mv C. 物体与桌面间的动摩擦因数等于 2 0 0 4 v s g D. F 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的 2 倍 【答案】BC 7. 四个带电粒子的电荷量和质量分别()qm ，、(2 )q m ，、( 3 3 )q
20、 m，、()qm ，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. 【答案】AD 8. 水平地面上有一质量为 1 m的长木板，木板的左端上有一质量为 2 m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 1 F、 2 F分别为 1 t、 2 t时刻 F 的大小。 木板的加速度 1 a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 1 ，物块与木板间 的动摩擦因数为 2 ，假设最大静
21、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. 111 Fm gB. 212 221 1 () () m mm Fg m C. 2 21 1 2 mm m D. 在 2 0 t时间段物块与木板加速度相等 【答案】BCD 三、非选择题：第三、非选择题：第 91 12 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 1 1316 题为选考题，考题为选考题，考 生根据要求作答。生根据要求作答。 （一）必考题：（一）必考题： 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0.0
22、5s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_ 2 m/s。 【答案】(1). 1.0(2). 2.0(3). 9.7 10. 一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势 E（约1.
23、5V）和内阻 r（小于2） 。图中电压 表量程为1V，内阻380.0 V R ：定值电阻 0 20.0R ；电阻箱 R，最大阻值为999.9；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_（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； （3）根据图（a）所示电路，用 R、 0 R、 V R、E 和 r 表示 1 U ，得 1 U _； （4）利用测量数据，做 1 R U 图线，如图（b）所示： （5）通过图（b）可得E _V（保留 2 位小数） ，r _（保留 1 位小
24、数） ； （6）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 100% EE E _%。 【答案】(1). 15.0(2). 00 00 ()1 VV VV RRRR r R ER REER R (3). 1.55(4). 1.0(5). 5 11. 一篮球质量为0.60kgm ，一运动员使其从距地面高度为 1 1.8mh 处由静止自由落下，反弹高度为 2 1.2mh 。若使篮球从距地面 3 1.5mh 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0.20st ；该篮球每次与地面
25、碰 撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取 2 10m/sg ，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。 【答案】 （1）4.5JW ； （2）9NF 12. 如图，一倾角为的光滑固定斜面的顶端放有质量0.06kgM 的 U 型导体框，导体框的电阻忽略不 计；一电阻3R 的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF；EF与斜面底边 平行，长度0.6mL 。初始时CD与EF相距 0 0.4ms ，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下 滑距离 1 3 m 16 s 后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图
26、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EF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1TB ， 重力加速度大小取 2 10m/s ,sin0.6g。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。 【答案】 （1）0.18N； （2）0.02kgm ， 3 8 ； （3） 2 5 m 18 x （二）选考题：（二）选考题： 物理物理选修选修 3-3 13. 如图，一定量的理想气
27、体从状态 000 a pVT， ，经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态 a。对于ab、 bc、ca三个过程，下列说法正确的是（） A.ab过程中，气体始终吸热 B.ca过程中，气体始终放热 C.ca过程中，气体对外界做功 D.bc过程中，气体的温度先降低后升高 E.bc过程中，气体的温度先升高后降低 【答案】ABE 14. 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 1 13.5cml ， 2 32cml 。将水 银从 C 管缓慢注入，直至 B、C 两管内水银柱的高度差5cmh 。已知外界大气压为 0 75cmHgp 。求 A、 B 两管内水银柱的高度差。 【答案】1cmh 【物理【物理选修选修 3-4】 15. 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。 【答案】(1). 0.5(2). 0.4 (3). 1.2
