2021年高考理综物理真题试卷（全国乙卷）

更新时间：2021-06-15 浏览次数：1138 类型：高考真卷

一、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. (2021·全国乙卷) 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

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2. (2021·全国乙卷) 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 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，相应的电势能分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，则（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. (2022高二上·辽宁期中) 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q(q>0) 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 v₁ ，离开磁场时速度方向偏转 90° ；若射入磁场时的速度大小为 v₂ ，离开磁场时速度方向偏转 60° ，不计重力，则 $\text{[math]}$ 为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2024高二下·聊城月考) 医学治疗中常用放射性核素 $\text{[math]}$ 产生 $\text{[math]}$ 射线，而 $\text{[math]}$ 是由半衰期相对较长的 $\text{[math]}$ 衰变产生的。对于质量为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ，经过时间t后剩余的 $\text{[math]}$ 质量为m，其 $\text{[math]}$ 图线如图所示。从图中可以得到 $\text{[math]}$ 的半衰期为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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5. (2022高三上·浙江月考) 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 $\text{[math]}$ （太阳到地球的距离为 $\text{[math]}$ ）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 . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. (2021·全国乙卷) 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 $\text{[math]}$ 时，速度的大小为 $\text{[math]}$ ，此时撤去F，物体继续滑行 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ B . 在此过中F的冲量大小等于 $\text{[math]}$ C . 物体与桌面间的动摩擦因数等于 $\text{[math]}$ D . F的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍

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7. (2021·全国乙卷) 四个带电粒子的电荷量和质量分别 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 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 .

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8. (2021·全国乙卷) 水平地面上有一质量为 $\text{[math]}$ 的长木板，木板的左端上有一质量为 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 时刻F的大小。木板的加速度 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ ，物块与木板间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，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 . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . 在 $\text{[math]}$ 时间段物块与木板加速度相等

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二、非选择题

9. (2022高二下·新邵期末) 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. （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. （2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为 m/s²。
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10. (2021·全国乙卷) 一实验小组利用图（a）所示的电路测量—电池的电动势E（约 $\text{[math]}$ ）和内阻r（小于 $\text{[math]}$ ）。图中电压表量程为 $\text{[math]}$ ，内阻 $\text{[math]}$ ：定值电阻 $\text{[math]}$ ；电阻箱R，最大阻值为 $\text{[math]}$ ；S为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：
1. （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. （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；
  根据图（a）所示电路，用R、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、E和r表示 $\text{[math]}$ ，得 $\text{[math]}$ ；
3. （3）利用测量数据，做 $\text{[math]}$ 图线，如图（b）所示：
  
  通过图（b）可得 $\text{[math]}$ V（保留2位小数）， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留1位小数）；
4. （4）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为 $\text{[math]}$ ，由此产生的误差为 $\text{[math]}$ %。
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11. (2021·全国乙卷) 一篮球质量为 $\text{[math]}$ ，一运动员使其从距地面高度为 $\text{[math]}$ 处由静止自由落下，反弹高度为 $\text{[math]}$ 。若使篮球从距地面 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为 $\text{[math]}$ ；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 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。求：
1. （1）运动员拍球过程中对篮球所做的功；
2. （2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。
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12. (2023高二上·辽宁期末) 如图，一倾角为 $\text{[math]}$ 的光滑固定斜面的顶端放有质量 $\text{[math]}$ 的U型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻 $\text{[math]}$ 的金属棒 $\text{[math]}$ 的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路 $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$ 与斜面底边平行，长度 $\text{[math]}$ 。初始时 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 相距 $\text{[math]}$ ，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小取 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；
2. （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. （3）导体框匀速运动的距离。
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三、【选修3-3】

13. (2021·全国乙卷)
1. （1）如图，一定量的理想气体从状态 $\text{[math]}$ 经热力学过程 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 后又回到状态a。对于 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三个过程，下列说法正确的是（）
  
  A . $\text{[math]}$ 过程中，气体始终吸热 B . $\text{[math]}$ 过程中，气体始终放热 C . $\text{[math]}$ 过程中，气体对外界做功 D . $\text{[math]}$ 过程中，气体的温度先降低后升高 E . $\text{[math]}$ 过程中，气体的温度先升高后降低
2. （2）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 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。将水银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差 $\text{[math]}$ 。已知外界大气压为 $\text{[math]}$ 。求A、B两管内水银柱的高度差。
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四、【选修3-4】

14. (2021·全国乙卷)
1. （1）图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过 $\text{[math]}$ 后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该波的周期T大于 $\text{[math]}$ ，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为 $\text{[math]}$ ，周期为s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为s。
2. （2）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 $\text{[math]}$ 分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为 $\text{[math]}$ ，A到过O点的法线 $\text{[math]}$ 的距离 $\text{[math]}$ ，M到玻璃砖的距离 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 到 $\text{[math]}$ 的距离为 $\text{[math]}$ 。
  
  （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 $\text{[math]}$ 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。
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