2021年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試（甲卷）理科綜合能力測(cè)試物理部分二、選擇題:本題共8小題，每小題6分，共8分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1418題只有一項(xiàng)符合題目要求，第1921題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。14.如圖，將光滑長(zhǎng)平板的下端置于鐵架臺(tái)水平底座上的擋板P處，上部架在橫桿上。橫桿的位置可在豎直桿上調(diào)節(jié)，使得平板與底座之間的夾角可變。將小物塊由平板與豎直桿交點(diǎn)Q處靜止釋放，物塊沿平板從Q點(diǎn)滑至P點(diǎn)所用的時(shí)間t與夾角的大小有關(guān)。若由30逐漸增大至60，物塊的下滑時(shí)間t將A.逐漸增大B.逐漸減小C.先增大后減小D.先減小后增大 15. “旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)游戲。如圖，先將紐扣繞幾圈，使穿過紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起，然后用力反復(fù)拉繩的兩端，紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會(huì)交替出現(xiàn)。拉動(dòng)多次后，紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50 r/s，此時(shí)紐扣上距離中心1 cm處的點(diǎn)向心加速度大小約為A.10 m/s2B. 100 m/s2C.1 000 m/s2D.10 000 m/s216.兩足夠長(zhǎng)直導(dǎo)線均折成直角，按圖示方式放置在同一平面內(nèi)，EO與OQ在一條直線上，PO與OF在一條直線上，兩導(dǎo)線相互絕緣，通有相等的電流I，電流方向如圖所示。若一根無限長(zhǎng)直導(dǎo)線通過電流I時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在距離導(dǎo)線d處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則圖中與導(dǎo)線距離均為d的M、N兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為A.B、0B.0、2BC.2B、2BD.B、B17.如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列、衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為A.6B.8C.10D.14 18.2021年2月，執(zhí)行我國(guó)火星探測(cè)任務(wù)的“天問一號(hào)”探測(cè)器在成功實(shí)施三次近火制動(dòng)后，進(jìn)入運(yùn)行周期約為1.8105 s的橢圓形停泊軌道，軌道與火星表面的最近距離約為2.8105 m。已知火星半徑約為3.4106 m，火星表面處自由落體的加速度大小約為3.7 m/s2，則“天問一號(hào)”的停泊軌道與火星表面的最遠(yuǎn)距離約為A.6105 m B.6106 m C.6107 m D.6108 m19.某電場(chǎng)的等勢(shì)面如圖所示，圖中a、b、c、d、e為電場(chǎng)中的5個(gè)點(diǎn)，則A.一正電荷從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功B.一電子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為4 eVC.b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度垂直于該點(diǎn)所在等勢(shì)面，方向向右D.a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)中，b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小最大20.一質(zhì)量為m的物體自傾角為的固定斜面底端沿斜面向上滑動(dòng)。該物體開始滑動(dòng)時(shí)的動(dòng)能為Ek，向上滑動(dòng)一段距離后速度減小為零,此后物體向下滑動(dòng)，到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能為Ek/5。已知sin0.6，重力加速度大小為g。則A.物體向上滑動(dòng)的距離為B.物體向下滑動(dòng)時(shí)的加速度大小為g/5C.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于0.5D.物體向上滑動(dòng)所用的時(shí)間比向下滑動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)21.由相同材料的導(dǎo)線繞成邊長(zhǎng)相同的甲、乙兩個(gè)正方形閉合線圈，兩線圈的質(zhì)量相等，但所用導(dǎo)線的橫截面積不同，甲線圈的匝數(shù)是乙的2倍?，F(xiàn)兩線圈在豎直平面內(nèi)從同一高度同時(shí)由靜止開始下落，一段時(shí)間后進(jìn)入一方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的上邊界水平，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，已知下落過程中線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平。在線圈下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后且上邊進(jìn)入磁場(chǎng)前，可能出現(xiàn)的是A.甲和乙都加速運(yùn)動(dòng)B.甲和乙都減速運(yùn)動(dòng)C.甲加速運(yùn)動(dòng)，乙減速運(yùn)動(dòng)D.甲減速運(yùn)動(dòng)，乙加速運(yùn)動(dòng)三、非選擇題:共174分。第2232題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第3338題為選考題，考生根據(jù)要求作答。（一）必考題:共129分。22.（5分）為測(cè)量小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，一同學(xué)將貼有標(biāo)尺的瓷磚的一端放在水平桌面上，形成一傾角為的斜面（已知sin0.34，cos0.94），小銅塊可在斜面上加速下滑，如圖所示。該同學(xué)用手機(jī)拍攝小銅塊的下滑過程，然后解析視頻記錄的圖像，獲得5個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔（每個(gè)時(shí)間間隔T0.20 s）內(nèi)小銅塊沿斜面下滑的距離si（i1，2，3，4，5），如下表所示。s1s2s3s4s55.87cn7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm由表中數(shù)據(jù)可得，小銅塊沿斜面下滑的加速度大小為_m/s2，小銅塊與瓷磚表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字，重力加速度大小取9.80 m/s2）23.（10分）某同學(xué)用圖（a）所示電路探究小燈泡的伏安特性，所用器材有:小燈泡（額定電壓2.5 V，額定電流0.3 A）、電壓表（量程300 mV，內(nèi)阻300 ）、電流表（量程300 mA，內(nèi)阻0.27 ）定值電阻R0、滑動(dòng)變阻器R1（阻值020 ）、電阻箱R2（最大阻值9 999.9 ）、電源E（電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì)）、開關(guān)S、導(dǎo)線若干。完成下列填空:（1）有3個(gè)阻值分別為10 、20 、30 的定值電阻可供選擇，為了描繪小燈泡電流在0-300 mA的U-I曲線，R0應(yīng)選取阻值為_的定值電阻；（2）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)置于變阻器的_（填“a”或“b”）端；圖（b）（3）在流過電流表的電流較小時(shí)，將電阻箱R2的阻值置零，改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置，讀取電壓表和電流表的示數(shù)U、I，結(jié)果如圖（b）所示。當(dāng)流過電流表的電流為10 mA時(shí)，小燈泡的電阻為_（保留1位有效數(shù)字）；（4）為使得電壓表滿量程時(shí)對(duì)應(yīng)于小燈泡兩端的電壓為3 V，該同學(xué)經(jīng)計(jì)算知，應(yīng)將R2的阻值調(diào)整為_。然后調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1，測(cè)得數(shù)據(jù)如下表所示：U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0I/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0（5）由圖（b）和上表可知，隨流過小燈泡電流的增加，其燈絲的電阻_（填“增大”“減小”或“不變”）；（6）該同學(xué)觀測(cè)到小燈泡剛開始發(fā)光時(shí)流過電流表的電流為160 mA，可得此時(shí)小燈泡電功率P1_W（保留2位有效數(shù)字）；當(dāng)流過電流表的電流為300 mA時(shí)，小燈泡的電功率為P2，則=_（保留至整數(shù)）。24.（12分）如圖，一傾角為的光滑斜面上有50個(gè)減速帶（圖中未完全畫出），相鄰減速帶間的距離均為d，減速帶的寬度遠(yuǎn)小于d；一質(zhì)量為m的無動(dòng)力小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）從距第一個(gè)減速帶L處由靜止釋放。已知小車通過減速帶損失的機(jī)械能與到達(dá)減速帶時(shí)的速度有關(guān)。觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個(gè)減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相同。小車通過第50個(gè)減速帶后立刻進(jìn)入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)滑行距離s后停下。已知小車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g。（1）求小車通過第30個(gè)減速帶后，經(jīng)過每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能；（2）求小車通過前30個(gè)減速帶的過程中在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能；（3）若小車在前30個(gè)減速帶上平均每一個(gè)損失的機(jī)械能大于之后每一個(gè)減速帶上損失的機(jī)械能，則L應(yīng)滿足什么條件？25.（20分）如圖，長(zhǎng)度均為l的兩塊擋板豎直相對(duì)放置，間距也為l，兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上，在該水平線的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E；兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m，電荷量為q（q0）的粒子自電場(chǎng)中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射，恰好從P點(diǎn)處射入磁場(chǎng)，從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)過程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與PQ的夾角為60，不計(jì)重力。（1）求粒子發(fā)射位置到P點(diǎn)的距離； （2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍；（3）若粒子正好從QN的中點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求粒子在磁場(chǎng)中的軌跡與擋板MN的最近距離。（二）選考題：33.物理選修3-3（15分）（1）（5分）如圖，一定量的理想氣體經(jīng)歷的兩個(gè)不同過程，分別由體積-溫度（V-t）圖上的兩條直線I和表示，V1和V2分別為兩直線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)。t0是它們的延長(zhǎng)線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)，t0=-273.15C；a為直線I上的一點(diǎn)。由圖可知，氣體在狀態(tài)a和b的壓強(qiáng)之比pa/pb=_;氣體在狀態(tài)b和c的壓強(qiáng)之比pa/pc=_。（2）（10分）如圖，一汽缸中由活塞封閉有一定量的理想氣體，中間的隔板將氣體分為A、B兩部分；初始時(shí)，A、B的體積均為V，壓強(qiáng)均等于大氣壓p0。隔板上裝有壓力傳感器和控制裝置，當(dāng)隔板兩邊壓強(qiáng)差超過0.5p0時(shí)隔板就會(huì)滑動(dòng)，否則隔板停止運(yùn)動(dòng)。氣體溫度始終保持不變。向右緩慢推動(dòng)活塞，使B的體積減小為V/2。（i）求A的體積和B的壓強(qiáng)；（）再使活塞向左緩慢回到初始位置，求此時(shí)A的體積和B的壓強(qiáng)。34.物理選修3-4（15分）（1）（5分）如圖，單色光從折射率n=1.5、厚度d=10.0 cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速為3.0108 m/s，則該單色光在玻璃板內(nèi)傳播的速度為_m/s；對(duì)于所有可能的入射角，該單色光通過玻璃板所用時(shí)間t的取值范圍是_st_s（不考慮反射）。（2）（10分）均勻介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)A、B的平衡位置位于x軸上，坐標(biāo)分別為0和xB=16 cm。某簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，波速為v=20 cm/s，波長(zhǎng)大于20 cm，振幅為y=l cm，且傳播時(shí)無衰減。t=0時(shí)刻A、B偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同，運(yùn)動(dòng)方向相反，此后每隔t=0.6 s兩者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相同。已知在t1時(shí)刻（t10），質(zhì)點(diǎn)A位于波峰。求：（i）從t1時(shí)刻開始，質(zhì)點(diǎn)B最少要經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間位于波峰；