1、绝密 启用前2021年普通高等学校招生全国统一考试物 理 注意事项：1本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。2回答第卷时，选出每小题的答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。3回答第卷时，将答案填写在答题卡上，写在试卷上无效。4考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：题共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。1下列关于热现象的描述正确的是()A分子间的距离越近，分子间的作用力就越大B扩散现象和布朗运动都能说明分子在永不停息的做无规则运
2、动C气体温度每升高1 所吸收的热量与气体经历的具体过程无关D水蒸气的压强离饱和汽压越远，人感觉越潮湿【答案】B【解析】当两分子间的距离从很远处靠近时，分子间的作用力先增大后减小，再增大，故A错误；扩散现象和布朗运动都能说明分子在永不停息的做无规则运动，故B正确；气体温度每升高1 所吸收的热量与气体经历的具体过程有关，故C错误；水蒸气的压强离饱和汽压越远，人感觉越干燥，故D错误。22020年11月27日00时41分，华龙一号全球首堆中核集团福清核电5号机组首次并网成功。如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图，下列说法正确的是()A核反应中，质量守恒，电荷数守恒B华龙一号的原理是核聚变反应C原
3、子核比结合能越大，原子核越稳定D核裂变反应发生后，核子的平均质量不变【答案】C【解析】核反应遵守质量数守恒和电荷数守恒，质量不守恒，故A错误；华龙一号的原理是重核的裂变反应，故B错误；原子核的比结合能越大，原子核越稳定，故C正确；核裂变反应发生后，会释放能量，所以核子的平均质量减小，故D错误。3李娜是亚洲第一位大满贯女子单打冠军。若李娜某次训练击球时，第一次将网球从A点水平击出，网球击中D点；第二次将该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C，网球也击中D点。A、C高度相同，忽略空气阻力，则()A两次击球过程中，网球的初速度大小一定不相等B网球两次击中D点时速大小相等C网球
4、两次击中D点时，重力做功的瞬时功率相同D网球从B点到D点的过程中，重力对球的冲量为零【答案】C【解析】A、B两点发出的球都能到达D点，球从C到地面竖直方向做自由落体运动，根据竖直方向的运动可知tB2tA，vyAvyB，由于水平方向的位移相同，根据v可知vxAvxB，根据速度的合成可知，球从A点抛出时的速度vAvxA，球从B点抛出时的速度，故两次击球时球的初速度大小可能相等，A错误；第一次落到D点时的速度，第二次落到D点时的速度，故两过程中网球击中D点时速度不相等，B错误；vyAvyB，则重力的瞬时功率Pmgvy，相同，故C正确；网球从B点到D点的过程中，重力的冲量Imgt，不为零，故D错误。4
5、如图所示为玻璃砖横截面，上表面为半圆，ABCD为正方形，一束平行光线垂直于CD边射入玻璃砖，在半圆面AB上恰好有三分之一面积可看到透光。则玻璃砖的折射率为()A2 B C3 D【答案】A【解析】由题意可知，光线进入玻璃砖后，从圆弧面AB射出时有部分光线发生全反射，因在AB面上恰好有三分之一面积透光，如图所示，可知恰好发生全反射时入射光对应的入射角为30，则，A正确。5一种电场的某条电场线与x轴重合，其场强大小E与坐标x的关系如图所示，下列说法正确的是()A此电场是匀强电场B由图像可以直接看出场强大小随x均匀增大C图像的斜率表示电场的电势Dx1与x2之间的电势差等于阴影部分的面积【答案】D【解析
6、】由题图可以看出Ex关系图像是抛物线图像，场强E随x指数增大，此电场并非匀强电场，AB错误；UEd虽然是匀强电场的表达式，但可推导非匀强电场的U、E、x之间的关系，Ex图线与x轴所围成的面积表示电势差U，图像的斜率不能表示电场的电势，C错误，D正确。6电阻不可忽略的线圈L0可看作是一个定值电阻R0（线圈电阻）与一个纯线圈L串联而成，如图甲。在如图乙所示电路中，常规变压器T线圈电阻不可忽略，变压器原线圈接理想交流电源，当滑动变阻器触头P向b端滑动时，下列说法正确的是()A变压器初级线圈电压降低B变压器输入功率变小C小灯泡变亮DR1消耗功率增大【答案】D【解析】初级线圈电压U1等于理想交流电源电压
7、，不变，故A错误；当滑动变阻器触头P向b端滑动时，由R1、R2组成的电路总电阻减小，副线圈电流增大，由I1I2得原线圈电流增大，则变压器输入功率变大，B错误；U2U1不变，由于常规变压器T线圈电阻不可忽略，所以次级线圈等效为有内阻的电源，变压器次级线圈电压EU2I2r降低，小灯泡变暗，故C错误；灯泡两端的电压降低，则灯泡的电流降低，而副线圈的总电流变大，因此电阻R1两端电流升高，功率增大，故D正确。7如图，在水平桌面上叠放着两个物块M和m，M与桌面间的动摩擦因数为1，m与M之间的动摩擦因数为2，一根轻绳一端与M相连，另一端绕过光滑的定滑轮A系在竖直杆上的B点。现将另一个物体G用光滑轻质挂钩挂在
8、轻绳上AB之间的O点，已知整个装置处于静止状态时，竖直杆与绳OB的夹角为，则()A将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力变小B将竖直杆缓慢向右移动一小段距离时绳的张力变大CM所受的摩擦力为1(Mm)gD剪断A处轻绳瞬间，m的加速度为2g【答案】B【解析】设滑轮A和竖直杆之间的绳长为L，距离为d，则根据晾衣绳模型可知，而2Tsin G，解得绳子上的张力，所以将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时，d不变，L不变，故不变，所以绳子的张力不变，A错误；将竖直杆缓慢向右移动一小段距离，则d变大，L不变，故变大，因此绳子的张力增大，B正确；由于有整个装置处于静止状态，所以M和m都受力平衡，M和m之间没有
9、摩擦力，因此M所受的摩擦力等于绳子的张力。但由于是静摩擦力，所以，C错误；剪断A处轻绳瞬间，m的加速度为零，D错误。8如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t0时刻的波形图，此刻平衡位置位于x10 m处质点正沿y轴负方向运动，且经过1 s第一次回到平衡位置。则下列分析不正确的是()A该波沿x轴正方向传播B该波的传播速度为8 m/s C在010 s内平衡位置位于x5 m处的质点通过的路程为0.8 mDt0时刻x0处的质点的位移为2 cm【答案】B【解析】t0时刻x10 m处的质点沿y轴负方向运动，且经过1 s第一次回到平衡位置，可知该波沿x轴正方向传播，且波的周期T2 s，故A正确；由图可知波长1
10、2 m，则波速v6 m/s，故B错误；10 s为5个周期，则在010 s内平衡位置位于x5 m处的质点通过的路程s20A0.8 m，故C正确；由图可知t0时刻x0处的质点的位移y4cos 2 cm，故D正确。本题选错误的，故选B。9如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是()A光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0 eVB这些氢原子跃迁时共发出2种频率的光C若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极D氢原子跃迁放出的光子
11、中有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象【答案】D【解析】由图甲可知光子的能量E1.51 eV(13.6 eV)12.09 eV，由图丙可知遏止电压为7 V，所以光电子的初动能EkeU7 eV，所以金属材料的逸出功WEEk5.09 eV，故A错误；由排列组合的规律可知，处于n3激发态的氢原子跃迁时能够发出3种频率的光，故B错误；光电子由阴极K向对面的极板运动，形成的电流在图乙中从右向左流动，要阻止该电流，需要施加反向电压，即电源左侧应该为正极，故C错误；只要光子的能量大于5.09 eV，就可以使阴极K发生光电效应，由图甲可知满足要求的有2种频率的光子，故D正确。10有A、B两颗绕地球运动
12、的人造卫星，其轨道分别为如图所示的和，轨道为半径为R的圆，轨道为长轴等于2R的椭圆，两轨道不在同一平面内，轨道上c、d两点距离轨道垂直距离均为l且是两轨道距离最近的两点，O点为地球球心位置，已知地球质量为M，万有引力常量为G。下列说法正确的是()AA、B运行周期之比TATB11B若B经过c点时到A的距离为l，则下次距离为l时B恰好经过d点C若A的运行速率为v0，设B经过a点时的速率为v，则vv0D若OaR，则B经过b点时的加速度与A的加速度之比为94【答案】A【解析】由开普勒第三定律得，其中RA、RB是圆轨道半径或椭圆轨道半长轴，因此TATB11，A正确；若B经过c点时到A的距离为l，则下次距
13、离为l时B恰好经过一个周期又回到c点，同时A经过一个周期又回到上次位置，两卫星相距最近，B错误；若A的运行速率v0，B经过a点时的速率，C错误；卫星加速度a，因此，D错误。11如图甲所示，虚线MN两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场，右侧匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度大小恒为B0，左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，规定垂直纸面向外为磁场的正方向。一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S0。将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。则下列说法正确的是()A0t0时间内，圆环中的电流方向为逆时针方向Btt0时刻圆环中的电流为0Ctt0时刻圆环受到的安培力大小
14、为D在0t0时间内，通过圆环的电荷量为【答案】D【解析】0t0时间内，圆环中左侧的磁通量向内减小，右侧磁通量不变，根据楞次定律可知圆环中的电流方向为顺时针方向，故A错误；根据法拉第电磁感定律，圆环中产生的感应电动势ES，tt0时刻磁通量变化率不为0，则电动势不为0，圆环中的电流不0，B错误；上式中Sr2，据欧姆定律有I，据电阻定律有，tt0时刻圆环受到的安培力，力方向垂直于MN向左，故C错误；在0t0时间内，通过圆环的电荷量，又， ，圆环磁通量的变化量B0r2，联立解得，故D正确。二、非选择题：共5题，共56分。期中第13题16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案的
15、不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。12(12分)某同学准备测量一节干电池电动势和内电阻，他从实验室里借来如下实验器材：A电流表A1（量程为0.6 A，内阻约为0.5 ）B电流表A2（量程为2 mA，内阻为100 ）C电压表V（量程为6 V，内阻约为10 k）D滑动变阻器R1（最大电阻值为10 ）E电阻箱R2（最大电阻值为999.9 ）F开关、导线若干G待测干电池(l)该同学发现电压表的量程太大，准备用电流表和电阻箱改装为一量程为2.0 V的电压表，则其应该选择的电流表是_(填“A1”或“A2”)，电阻箱的接入电路的电阻值应该为_；(2)请你帮助该同学在图甲中补充完整实验电路
16、图；(3)实验过程中，该同学多次调节滑动接入电路的电阻值，得到两电流表A1的示数I1和电流表A2的示数I2如下表所示。请你根据表中的数据帮助该同学在图乙的坐标系中描点并连线。根据图线可知，该干电流的电动势E_V，内阻r_。（结果保留两位小数）I1/A0.100.200.300.400.50I2/mA1.371.281.211.141.05【答案】(l)A2（2分） 900（2分） (2)见解析图（2分） (3)描点连线见解析图（2分） 1.45（2分） 0.82（2分）【解析】(l)要用已知精确内阻的电流表改装电压表，所以选A2；电流表与电阻箱串联后改装为电压表，则有UI2m(r2R)，解得R
17、900 。(2)如图所示。(3)由闭合电流的欧姆定律可得EI2(r2R)I1r，则有，由图可知A，解得E1.45 V，内阻r0.82 。13(7分)如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p0，气室2内气体压强为p0，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放上质量为m的细砂，重力加速度为g。若，则气室1内气体压强为多少？【解析】若，对活塞AB有：pSp0Smg （1分）解得：p4p0 （1分）单向阀打开，如果气室2的气体未完全进入气室1，则有：p0LS2p0LS
18、4p0xS （2分）解得xL，假设不成立（1分）所以气体完全进入气室1，则有：p0LS2p0LSpxLS （1分）解得：px3p0。 （1分）14(8分)如图所示，某机器人研究小组自制的机器车能够自动识别障碍物上、下坡。该机器车质量m20 kg，在水平路面AB段以速度v16 m/s匀速行驶，BC段是一段陡坡。机器车在BC段仅用t5 s就运动到了坡顶，且到达坡顶前机器车已经以速度v23 m/s做匀速运动。已知整个过程中该机器车的输出功率保持不变，机器车在AB段受到的阻力Ff1200 N，在BC段所受阻力恒定，机器车经过B点时无机械能损失，求：(1)该机器车经过B点后刚开始上坡时的加速度大小；(2
19、)BC段的长度。【解析】(1)该机器车在AB段匀速运动，则FFf1，则额定功率PFf1v12006 W1200 W （1分）机器车到达坡顶之前匀速运动，满足P(Ff2mgsin )v2 （1分）刚经过B点时由牛顿第二定律得：F(Ff2mgsin )ma （1分）解得a10 m/s2即机器车经过B点后刚开始上坡的加速度大小为10 m/s2。（2分）(2)设BC段长度为s，从B到C的过程中，根据动能定理：Pt(Ff2mgsin )smv22mv12 （2分）解得：s15.675 m。（1分）15(13分)如图甲所示，倾角为的倾斜轨道与水平轨道交于Q点，在倾斜轨道上高h处由静止释放滑块A，此后A与静
20、止在水平轨道上P处的滑块B发生弹性碰撞（碰撞时间不计）。已知B与轨道间的动摩擦因数为，A与轨道间无摩擦，重力加速度大小为g。滑块A的部分速度时间图像如图乙所示。（A、B均可视为质点，水平轨道足够长，A过Q点时速度大小不变、方向变为与轨道平行。）(1)求A、B的质量之比mAmB；(2)当P、Q的距离sPQ0.2h，30时，要使在B的速度减为零之前，A与B能发生第二次碰撞，试确定的取值范围。【解析】(1)第一次碰撞前的过程中A的机械能守恒，有：mAghmAvA02 （1分）解得vA0第一次碰撞过程中，以向左方向为正方向，由动量守恒，机械能守恒有mAvA0mAvAmBvB （1分）mAvA02mAv
21、A2mBvB2 （1分）由图乙可知，碰后滑块A反向，速度大小vAvA0 （1分）解得：vB，mAmB14。（1分）(2)设第一次碰撞至B的速度减为零经历的时间为t，A与B在时间t内发生的位移分别为xA、xB对B，由动量定理有：mBgt0mBvB （1分）解得由运动学规律有 （1分）对A，在时间t内，设其在倾斜轨道、水平轨道上运动的时间分别为t1、t2。在倾斜轨道上，由牛顿第二定律有：mgsin 30ma （1分）由运动学规律有 （1分）解得 （1分） （1分）由题意可得xAxB，0 （1分）联立解得：。（1分）16(16分)如图，在区域I（0xL）和区域II（Lx2L）内分别存在沿y轴负方向的
22、匀强电场与垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度。一质量为m、带电荷量q（q0）的粒子a于某时刻从y轴上的P点以初速度v0射入区域I，其速度方向沿x轴正向，已知a在离开区域II时，速度方向沿x轴正方向。另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I，其速度大小是v0。不计重力和两粒子之间的相互作用力，sin 370.6，cos 370.8。求：(1)磁感应强度B的大小；(2)a、b两粒子离开区域II时的y坐标之差。【解析】(1)带电粒子a区域I电场内做类平抛运动，运动的时间 （1分）竖直方向加速度 （1分）竖直方向位移yI1at12L （1分）速度vI1at1v0 （1分）则粒子a
23、进入区域II时的速度与y轴负方向的夹角137，速度v1v0 （2分）运动轨迹如图甲所示，由几何知识知在匀强磁场区域II的运动半径r1L （1分）由qvBm （1分）得。（1分）(2)带电粒子b区域I电场内做类平抛运动的时间 （1分）竖直方向位移yI2at22L速度vI2at2v0则253，速度v2v1v0 （2分）运动轨迹如图乙所示，在匀强磁场区域II的运动半径r2Lr1 （1分）由几何知识可知：yII1L，yII2 （2分）所以a、b两粒子离开区域II时的y坐标之差y(yI1yII1)(yI2yII2)。（1分）坚持希望一天，一个瞎子和一个瘸子结伴去寻找那种仙果，他们一直走呀走，途中他们翻山
24、越岭。历经千辛万苦，头发开始斑白。有一天，那瘸子对瞎子说：“天哪！这样下去哪有尽头？我不干了，受不了了。“老兄，我相信不远了，会找到的，只要心中存有希望，会找到的。”瞎子却说。可瘸子执意要留在途中的山寨中，瞎子便一个人上路了。 由于瞎子看不见，不知道该走向何处，他碰到人便问，人们也好心地指引他，他身上捉襟见肘，遍体鳞伤，可他心中的希望未曾改变。 终于有一天，他到达了那座山，他全力以赴向上爬，快到山顶的时候，他感觉自己浑身充满了力量，像年轻了几十岁，他向身旁摸索，便摸到了果子一样的东西，放在嘴里咬一口，天哪！他复明了，什么都看见了，绿绿的树木，花儿鲜艳，小溪清澈。果子长满了山坡，他朝溪水俯身看去
25、，自己竞变成了一个英俊年轻的小伙子！准备离去的时候，他没有忘记替同行而来的瘸子带上两个仙果，到山寨的时候，他看到瘸子拄着拐棍，变成了一个头发花白的老头，瘸子认不出他了，因为他已是一个年轻的小伙子。可当他们相认后，瘸子吃下那果子，却丝毫未起任何变化，他们终于知道，只有自己的行动，才能换来成功和幸福。所谓成功，我们要心存希望，要勇往直前，要坚持，要有毅力，那么，成功早晚属于你。一饭千金帮助汉高祖打平天下的大将韩信，在未得志时，境况很是困苦。那时候，他时常往城下钓鱼，希望碰着好运气，便可以解决生活。但是，这究竟不是可靠的办法，因此，时常要饿着肚子。幸而在他时常钓鱼的地方，有很多漂母（清洗丝棉絮或旧衣
26、布的老婆婆）在河边作工的，其中有一个漂母，很同情韩信的遭遇，便不断的救济他，给他饭吃。韩信在艰难困苦中，得到那位以勤劳克苦仅能以双手勉强糊口的漂母的恩惠，很是感激她，便对她说，将来必定要重重的报答她。那漂母听了韩信的话，很是不高兴，表示并不希望韩信将来报答她的。后来，韩信替汉王立了不少功劳，被封为楚王，他想起从前曾受过漂母的恩惠，便命从人送酒菜给她吃，更送给她黄金一千两来答谢她。这句成语就是出于这个故事的。它的意思是说：受人的恩惠，切莫忘记，虽然所受的恩惠很是微小，但在困难时，即使一点点帮助也是很可贵的；到我们有能力时，应该重重地报答施惠的人才是合理。【感恩小结】感恩，是结草衔环，是滴水之恩涌泉相报。 感恩，是一种美德，是一种境界。 感恩，是值得你用一生去等待的一次宝贵机遇。 感恩，是值得你用一生去完成的一次世纪壮举。 感恩，是值得你用一生去珍视的一次爱的教育。 感恩，不是为求得心理平衡的喧闹的片刻答谢，而是发自内心的无言的永恒回报。 感恩，让生活充满阳光，让世界充满温馨
