2021年全国高考乙卷物理试题（逐题解析word版）【适用地区：河南、安徽、江西、山西、陕西、黑龙江

2021年高考全国乙卷物理试卷二、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MF和NF，相应的电势能分别为pME和pNE，则（）A.,MNpMpNFFEEB.,MNpMpNFFEEC.,MNpMpNFFEED.,MNpMpNFFEE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0qq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1v，离开磁场时速度方向偏转90；若射入磁场时的速度大小为2v，离开磁场时速度方向偏转60，不计重力，则12vv为（）A.12B.33C.32D.34.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0m的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其0mtm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.124.9d5.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.4410MB.6410MC.8410MD.10410M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0s时，速度的大小为0v，此时撤去F，物体继续滑行02s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2012mvB.在此过中F的冲量大小等于032mvC.物体与桌面间的动摩擦因数等于2004vsgD.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)qm，、(33)qm，、()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1m的长木板，木板的左明上有一质量为2m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1F、2F分别为1t、2t时刻F的大小。木板的加速度1a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的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（）A.111FmgB.2122211()()mmmFgmC.22112mmmD.在20~t时间段物块与木板加速度相等三、非选择题：第9～12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题，考生根据要求作答。（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___________2m/s。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380.0ΩVR：定值电阻020.0ΩR；电阻箱R，最大阻值为999.9Ω；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；（3）根据图（a）所示电路，用R、0R、VR、E和r表示1U，得1U___________；（4）利用测量数据，做1RU图线，如图（b）所示：（5）通过图（b）可得E___________V（保留2位小数），r___________Ω（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，由此产生的误差为100%EEE___________%。11.一篮球质量为0.60kgm，一运动员使其从距地面高度为11.8mh处由静止自由落下，反弹高度为21.2mh。若使篮球从距地面31.5mh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210m/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型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻3ΩR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00.4ms，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离13m16s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210m/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。（二）选考题：[物理—选修3-3]13.如图，一定量的理想气体从状态000apVT，，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113.5cml，232cml。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075cmHgp。求A、B两管内水银柱的高度差。【物理——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、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。（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。2021年高考全国乙卷物理试卷解析二、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【答案】B【解析】【分析】【详解】因为滑块与车厢水平底板间有摩擦，且撤去推力后滑块在车厢底板上有相对滑动，即摩擦力做功，而水平地面是光滑的；以小车、弹簧和滑块组成的系统，根据动量守恒和机械能守恒的条件可知撤去推力后该系统动量守恒，机械能不守恒。故选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MF和NF，相应的电势能分别为pME和pNE，则（）A.,MNpMpNFFEEB.,MNpMpNFFEEC.,MNpMpNFFEED.,MNpMpNFFEE【答案】A【解析】【分析】【详解】由图中等势面的疏密程度可知MNEE根据FqE可知MNFF由题可知图中电场线是由金属板指向负电荷，设将该试探电荷从M点移到N点，可知电场力做正功，电势能减小，即ppMNEE故选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0qq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1v，离开磁场时速度方向偏转90；若射入磁场时的速度大小为2v，离开磁场时速度方向偏转60，不计重力，则12vv为（）A.12B.33C.32D.3【答案】B【解析】【分析】【详解】根据题意做出粒子的圆心如图所示设圆形磁场区域的半径为R，根据几何关系有第一次的半径1rR第二次的半径23rR根据洛伦兹力提供向心力有2mvqvBr可得qrBvm所以112233vrvr故选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0m的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其0mtm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【答案】C【解析】【分析】【详解】由图可知从023mm到013mm恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为182.4d67.3d115.1dT故选C。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