2021年华侨、港澳、台联考高考物理试卷（附答案详解）

2021年华侨、港澳、台联考高考物理试卷

一、单选题（本大题共13小题，共52.0分）

1.被激发到第4能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射出各种频率的光，其中能量最

小的光子来自于（）

A.从第4能级到基态的跃迁B.从第2能级到基态的跃迁

C.从第3能级到第2能级的跃迁D.从第4能级到第3能级的跃迁

2.原子序数为n的某放射性元素经过1次a衰变和1次口衰变，衰变后元素的原子序数为

（）

A.n—2B.n—1C.n+1D.n+2

3.如图，一质量为m的小球从高度为H的地方以初速度北水

平抛出。不计空气阻力，当小球在竖直方向上下降的距离

为无时，其动能为（）

A.）诏+mgH

B.加诺+mgh

C.mgH—mgh

D.gm哧+mg（H-h）

4.卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量，以实验验证了万有引力定律的正确性。应用

引力常量还可以计算出地球的质量，卡文迪许也因此被称为“能称出地球质量的

人”。已知引力常量G=6.67x10TiN-m2"g2,地面上的重力加速度g=

2

9.8m/s,地球半径R=6.4x106m，则地球质量约为（）

A.6xl018kgB.6xIO20kgC.6x1022kgD.6xIO24kg

5.用甲、乙两种光照射某金属时都能产生光电效应。已知甲光的频率是乙光频率的2倍,

则（）

A.用甲光照射时该金属的逸出功一定比用乙光照射时的大

B.用甲光照射时所逸出的光电子数目一定比用乙光照射时的更多

C.甲光光子的能量可能小于用甲光照射该金属时所逸出的光电子的最大初动能

D.乙光光子的能量一定小于用甲光照射该金属时所逸出的光电子的最大初动能

6.一迫击炮先后以大小相同的速度发射甲、乙两颗炮弹，炮筒与水平地面间的夹角分

别为。1、<。2<90。）。两炮弹的射程分别为Si、S2,所到达的最大高度分别

为心、h2,假定空气阻力可以忽略，则（）

A.Si一定大于S2B.S1可能等于S2C.b一定大于h2D.心可能等于心

7.质量为m的铁锤竖直下落打在木桩上后随木桩一起下降，经一段时间t后静止。已

知打击前瞬间铁锤速度为重力加速度为g,则在t时间段，木桩受到的平均打击

力的大小为（）

2mv"mvicmv

A.B.TC.—+mgD.~~mg

8.如图，一根细绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系有一重物,

另一端与粗糙水平地面上的一个物块相连。开始时物块静

止于M处，当物块被向左移至N处后仍可保持静止。分别

用电、加表示物块在M和N处时绳内张力的大小，京、为表示物块在M和N处时物

块与地面间摩擦力的大小，则（）

A.TM=TN，/iw>/NB.TM=TN,fM<fN

c.TM<TN，£M>fzD.TM<

一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波

形如图所示，0.5s后x=4m处的质点e第一次回到

平衡位置，则（）

A.此列波的传播速度为4zn/s

B.t=0时a处质点的加速度为0

C.t=0时b处质点沿y轴负方向运动

D.t=0.5s时c处质点沿y轴正方向运动

10.甲、乙两物体置于光滑水平地面上，用一水平恒力推物体甲时，甲的加速度大小为

3m/s2.当用这个水平恒力推物体乙时，乙的加速度大小为6zn/s2。现把甲、乙两

物体固定在一起，再用这个水平恒力来推，则两物体的加速度大小为（）

A.1.5m/s2B.2m/s2C.3m/s2

11.图中的直线I、n分别是电池1和电池2的路端电压随电流

变化的图线，直线in是某用电器两端电压随电流变化的图

线。贝!1（）

A.电池1和电池2的电动势相等

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B.电池1和电池2的内阻之比为3：5

C.该用电器的电阻为2。

D.该用电器分别接在电池1和电池2上时消耗的功率之比为9：4

12.如图，P、Q、M、N为菱形的四个顶点。若已知该空间存在一方

向与此菱形平面平行的匀强电场，贝N）

A.P、Q、M、N四点中至少有两点电势相等

B.P、Q、M、N四点可能位于同一等势面上

C.P、Q间的电势差一定与N、"间的电势差相等

D.P、Q间的电势差一定与Q、M间的电势差相等

13.某圆形导电线圈处于一方向垂直于该线圈的匀强磁场中，该磁场的磁感应强度B随

时间的变化如图所示。对。P、PM、MN和NQ时间段内线圈中的感应电流，下列说

法正确的是（）

A.PM段的感应电流值最大

B.0P段的感应电流值是MN段的感应电流值的2倍

C.MN段的感应电流与NQ段的感应电流大小相同，方向也相同

D.0P段的感应电流与NQ段的感应电流方向相同

二、实验题（本大题共1小题，共14.0分）

14.用图（a）所示的电路测量电池A的电动势E（1.5〜1.6V）与内阻«0.4〜0.70）。已知电

池B的电动势&）=1.50匕内阻=l.Ofi；电流表4的量程为0.64内阻4=0.50；

R为电阻（有阻值分别为1.50、3.50、5.50和7.5。的几个电阻可以选用），为单刀

单掷开关，S2为单刀双掷开关。

图（b）

（1）若要求当S1接通且S2向a闭合时，在保证电路安全的条件下，电流表的指针偏转

越大越好，则应选用阻值为_____12的电阻。

（2）完成以下实验步骤：

①按图（a）连接电路。闭合Si，将S2向。闭合，记下此时电流表的示数

②将S2,记下此时电流表的示数与。

③用。、R、RA、和写出电池内阻的表达式。

ErOx4/24r=

（3）若测得/1=0.564电流表的示数6如图3）所示，则：

①由图可得与=做保留2位有效数字）。

②经计算得r=_____0（保留1位有效数字），E=V（保留2位小数）。

三、简答题（本大题共1小题，共10.0分）

15.现需对一量程为15.0N的旧弹簧秤进行校定。未挂物体时，该弹

簧秤读数为零。将一质量为500g的钩码挂在该弹簧秤下面，弹

簧秤指针位置如图所示。

（1）此时弹簧秤的读数为N（保留1位小数）。

（2）若对于该弹簧，可以认为胡克定律仍然适用，且当地重力加

速度为9=9.80m/s2,则弹簧秤的量程应改为N（保留1位

小数）。

（3）秤中的弹簧经长时间使用后，其劲度系数（填“变大”“变小”或“不

变”）。

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四、计算题(本大题共4小题，共74.0分)

16.如图，在绝热汽缸中用质量不计的光滑绝热活塞封闭一定量的气体，活塞所能达到

的最大高度为H=0.5m。开始时，活塞上放置一些祛码，活塞高度，o=0.2m,汽

缸内气体压强p=1.25x105pa,温度7o=300K。缓慢地移除祛码，并保持温度

不变。已知大气压强Po=1x105Pcio求：

(1)祛码全部移去后汽缸内气体的高度；

(2)祛码全部移去后，加热气体使活塞恰好到达汽缸顶部时气体的温度。

17.如图，竖直平面内的一半圆轨道(虚线)固定在一水平放置的玻璃板上，玻璃板的厚

度为做远小于玻璃板长度)、折射率为n。一激光笔以匀角速度3从4点沿半圆轨道

运动到B点。激光笔发出的激光束始终沿轨道半径方向从圆心0处入射到玻璃板上。

求在此过程中.

(1)折射光线在玻璃板下表面的出射点移动的距离；

(2)折射光线在玻璃板下表面出射点移动的平均速度。

p:A*

L;(

18.如图，一斜面固定在水平桌面上，斜面倾角为0。若一

物块以初速度及沿斜面向上运动，经过距离/后物块静

止在斜面上。若让该物块以初速度u沿斜面向下运动，

则经31距离后物块静止在斜面上。(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

(1)己知tcm。=0.125,求物块与斜面之间的动摩擦因数；

(2)若把斜面的倾角由。增大为名,使物块从斜面底部以初速度%=4m/s沿斜面向

上运动，求物块从出发到又回到底部所用的时间。已知sin%=0.6,取重力加速度

g=10m/s2«

如图，质量为小、电阻为R、边长为I的正方形导线框置X

于光滑水平面上，虚线右侧区域存在垂直于水平面向下X

的匀强磁场，磁感应强度大小为艮线框在恒力F作用下X

从距磁场左边界一定距离处由静止开始运动。X

(1)若线框前端进入磁场后即保持匀速直线运动，求线框开始运动时距磁场左边界的距

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离s；

(2)若其他条件不变，t=0时线框从距磁场左边界9处由静止开始运动，线框经过多少时

间其前端刚进入磁场？此时的速度为多少？

(3)已知在(2)的情况下，线框始终做加速运动，定性画出线框运动的D-t图像。

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：能量最小的光子来自能极差最小的跃迁，因为从兀=4到低能态跃迁中，

以从n=4到n=3的能极差最小，则辐射出的光子的能量最小，故。正确，ABC错误;

故选：D。

由高能级向低能级跃迁，辐射的光子能量等于两能级间的能极差，由此分析出能量最小

的光子对应的跃迁情况。

本题主要考查啦氢原子的跃迁的相关应用，理解跃迁的光子的能量的计算即可，属于基

础题型。

2.【答案】B

【解析】解：某放射性元素经过1次a衰变和1次夕衰变共产生：1个胃He和1个所以

质子数减小：2x1+1x(—1)=1,衰变后元素的原子序数为n—1,故8正确，ACD

错误；

故选：B。

熟记不同衰变产生的核子，由此分析出元素衰变后的原子序数。

本题主要考查了原子核的衰变的相关应用，理解不同衰变的特点即可完成分析，难度不

大。

3.【答案】B

【解析】解：由机械能守恒得：mgH诏=mg(H-h)+1mv2

解得Ek—^mv2—mgh+|mvg

故B正确，AC£＞错误。

故选：B。

根据机械能守恒定律可解得末动能。

本题考查机械能守恒定律，解题关键掌握机械能守恒的条件，注意机械能包含动能与势

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能。

4.【答案】D

【解析】解：根据公式赞=mg可得M=4=器篝空kg=6xlO^kg,故ABC

*»G6.67X1011

错误，。正确。

故选：。。

地球表面处物体所受到的万有引力近似等于物体的重力，则可得出地球的质量。

本题考查万有引力的应用，地球表面上的物体受到的重力可近似看作是由万有引力提供

的。

5.【答案】D

【解析】解：4金属的逸出功与金属本身有关，与光的频率无关，故A错误

B.甲、乙两种光照射某金属时都能产生光电效应，逸出的光电子数目与光照的强度有关,

与光照频率无关，故8错误

C.根据光电效应方程有

Ek=hv-Wo

则甲光光子的能量一定大于用甲光照射该金属时所逸出的光电子的最大初动能，故C

错误

D根据光电效应方程有

Ek=hv-Wo

则用甲光照射该金属时所逸出的光电子的最大初动能

E甲一%=2hn乙-WQ

又有权2>%

则&甲=成甲_%=2/n/乙_%>hv乙

故。正确。

故选：Do

当入射光频率大于极限频率时发生光电效应，光电效应逸出光电子数目与入射光强度有

关，根据光电效应方程，判断逸出的光电子的最大初动能。

本题考查了产生光电效应的原理和电子的最大初动能公式，理解光电效应方程的应用,

注意光电流影响因素。

6.【答案】B

【解析】解：CD、设炮弹的发射速度大小为，方向与水平地面夹角为。，则竖直向上

的分速度为3=vsind

根据速度与位移的关系式有

Vy-2gh

v2sin2^

可得：h=

由于％<02<90°

则九1一定小于九2，故CQ错误;

AB,根据题意可知，炮弹发射到最高点的时间为:

_vy_vsinO

ti=7=~r

炮弹从最高点到落地的时间为：

t_12fi_vsinO

则炮弹的飞行时间为：

2vsin0

t=----

9

则炮弹的射程为：

八2vsin0v2sin26

S=VCOS9-----=------

99

当%+。2=/时，sin2%=sin（兀—2%）=sin202

则s1=S2，故A错误，8正确。

故选：Bo

将炮弹的速度分解到水平方向和竖直方向，根据不同方向的运动特点结合运动学公式和

数学的三角函数知识完成分析。

本题主要考查了斜抛运动的相关应用，熟悉速度的分解，从而分析出不同方向的运动特

点，结合运动学公式，同时要熟练掌握三角函数的基础公式即可完成分析。

7.【答案】C

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【解析】解：对铁锤应用动量定理，设木桩对铁锤的平均作用力为F,以向上为正方向，

则有(F-mg)At=0—(―Tnv)

解得尸=吃+mg

根据牛顿第三定律可知铁锤对木桩的平均冲力的大小尸'=哭+mg，故c正确，ABD

错误。

故选：Co

由题意可知铁锤的初末动量，根据动量定理，可以求出木桩对铁锤的作用力，利用牛顿

第三定律，可求出铁锤对木桩的平均冲力大小。

本题考查动量定理的应用，应用是要注意正方向的选取，要明确初末动量。

8.【答案】A

【解析】解：对于重物，根据平衡绳子的拉力大小等于重物的重力大小，不变化，即

TM=TN

故错误；

对于物块，设绳子与水平方向的夹角为仇根据平衡，在水平方向上

Tcos9=f

从N处移动到M处时，绳子与水平方向的夹角变小，绳子拉力不变，则摩擦力变大，即

/M=/N

A正确，B错误。

故选:A.

根据受力分析来判断力的变化情况

解决本体的关键是分析物体运动过程中绳子的拉力是不变，根据平衡条件判断各个力的

变化情况。

9.【答案】A

【解析】解：4、根据题意可知，此列波的周期为1s,根据波形图可知，此列波的波长

为4m,则波速为：

v=^=^m/s-4m/s,故A正确；

8、由波形图可知，t=0时a处质点在正向最大位移处，则加速度为最大，故8错误;

C、根据平移法可知，t=0时b处质点沿y轴正方向运动，故C错误；

D、根据平移法可知，t=0时c处质点沿y轴正方向运动，t=0.5s时，经过半个周期，

再次回到平衡位置，沿y轴负方向运动，故。错误；

故选：Ao

根据图像得出波的周期和波长，由此得出波速的大小；

根据质点的位移分析出质点的加速度大小；

根据平移法分析出质点的运动方向。

本题主要考查了横波图像的相关应用，根据图像分析出波长和周期，由此计算出波速，

同时结合平移法即可完成分析，难度不大。

10.【答案】B

【解析】解：水平恒力推甲时，根据牛顿第二定律得：

F=租必

水平恒力推乙时，根据牛顿第二定律得：

F=7712a2

水平恒力一起推动甲乙是，则

F=(61+m2)a

联立解得：a=2m/s2,故8正确，AC。错误；

故选：B。

选择合适的研究对象，根据牛顿第二定律联立等式计算出两物体的共同加速度。

本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，选择合适的研究对象，根据牛顿第二定律列

式即可完成分析。

11.【答案】D

【解析】解:A根据路端电压U-/图线的纵截距表示电动势，两截距不相等,可知当丰E2,

故A错误；

区根据路端电压U-/图线的斜率绝对值表示内阻，可知电池/的内阻为

电源2的内阻为

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3

r=—。=5。

2N0.6

则

ri：r2=3：4

故B错误；

C.根据用电器两端电压随电流变化的U-/图线，斜率绝对值表示内阻大小，可知

R=—=—/2=2.50

4/0.8

故C错误；

。.当电路中只将该用电器与电源相连，U-/图线中用电器的图线与电源图线的交点即

为用电器连接时的工作状态，则接电源1

时，U1=/.5U,A=0.64,小灯泡消耗的功率

Pi=Ui。=0.91V

接电源2时，U2=IV,/2=0.4/1,小灯泡消耗的功率

P2=U2I2=0.41V

所以该用电器分别接在电池1和电池2上时消耗的功率之比为9：4,故。正确。

故选：Do

由图像的截距分析电动势，由斜率分析内阻，由交点分析工作情况。

本题考查恒定电流，学生需熟练掌握图像的截距、斜率及交点的物理意义，综合解答。

12.【答案】C

【解析】A.过Q点做PN的垂线，交与。点，当电场方向垂直于Q。，则Q。为一条等势线，

匀强电场中，各等势线互相平行，则P、Q、M、N四点电势都不相等，故A错误；

8.匀强电场的等势面是与电场方向垂直的平面，则P、Q、M、N四点不可能位于同一等

势面上，故B错误；

C.由图可知，PQ与NM平行且相等，贝UPQ与沿电场线方向的距离相等，根据

U=Ed

可知

UPQ=UNM

故C正确；

D如果电场方向垂直于P。，贝UPQ为等势线，则

UpQ—0

则电场线与QM不垂直，则QM不是等势线，则

UQM丰0

故。错误。

故选：Co

根据匀强电场中电势差与电场强度的关系分析解答，等势面与电场线垂直。

本题要掌握电势能与电势的关系，判断出等势面是解题的关键.

13.【答案】C

【解析】解：设圆形导电线圈的面积为S,线圈匝数为n,根据法拉第电磁感应定律得:

„nABS,_

E---------------=nkS。

AtAt

4、PM段图像的斜率为零，则感应电动势为零，感应电流为零，故A错误；

8、根据上述分析可知，感应电动势的大小与图像的斜率成正比，而纵坐标的数据未知，

所以无法确定感应电动势的关系，则也无法确定电流的关系，故B错误；

C、因为MN和NQ属于同一直线，斜率相同，则产生的感应电动势相同，根据欧姆定律

可知产生的感应电流大小相同，方向也相同，故C正确；

。、因为0P段和NQ段的斜率不同，则产生的感应电流方向相反，故。错误；

故选：Co

根据法拉第电磁感应定律分析出感应电动势的大小，结合欧姆定律和图像分析出不同阶

段的感应电流的大小和方向。

本题主要考查了法拉第电磁感应定律的相关应用，熟悉相应的公式，结合图像的斜率和

欧姆定律即可完成分析。

14.【答案】3.5向b闭合竽詈-/?一以0.350.51.57

【解析】解：(1)当S1接通且S2向a闭合时，保证电路安全，根据闭合回路欧姆定律有

*鬻上＜。64

解得：r>3.3H

电流表的指针偏转越大越好，则应选用阻值为3.50。

(2)根据题意可知，将52向b闭合:

根据电路图(a),由闭合电路的欧姆定律有:

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I_E+EO

1r+r0+RA+R

I2=---

“RA+R+r

联立解得：「=手詈一心一R

(3)由图(b)可知，电流表最小刻度为0.024,由图可得：

12=0.354

把4、左代入，联立解得：

r〜0.50；E«1.57V

故答案为：(1)3.5；(2)向b闭合；)43£-R-RA;(3)0.35；0.5；1.57

(1)根据闭合电路欧姆定律分析出电阻需要满足的条件，由此完成分析；

(2)根据闭合电路的欧姆定律分析出内阻的表达式；

(3)根据图片得出电流表的示数，结合闭合电路的欧姆定律得出电源电动势和内阻。

本题主要考查了电源电动势和内阻的测量，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合闭

合电路欧姆定律即可完成分析。

15.【答案】5.513.4变小

【解析】解：(1)弹簧秤的分度值为1N,需要估读到分度值的下一位，则弹簧秤的读数

为5.5N；

(2)质量为500g的钩码挂在该弹簧秤下面时是5.5个小格，则弹簧秤的量程为

竺竺x15N=13.4N；

5.5

(3)秤中的弹簧经长时间使用后，弹簧的物理性能会发生变化，破坏弹簧的内部结构，

其劲度系数会变小。

故答案为：(1)5.5；(2)13.4：(3)变小

(1)根据弹簧秤的读数骨子额得出弹簧秤的示数；

(2)根据题目条件得出弹簧秤的量程；

(3)弹簧长时间使用后，弹簧的内部结构受到破坏，由此分析出劲度系数的变化。

本题主要考查了胡克定律的相关应用，熟悉弹簧秤的读数规则，结合胡克定律即可完成

分析。

16.【答案】解：(1)设活塞的面积为S,祛码全部移去后汽缸内气体的高度九，根据

pH0S=pohS

解得：h=0.25m

(2)设加热气体使活塞恰好到达汽缸顶部时气体的温度n，根据

hSHS

需一无

解得：A=600K

答：(1)祛码全部移去后汽缸内气体的高度为0.25m；

(2)祛码全部移去后，加热气体使活塞恰好到达汽缸顶部时气体的温度为600K。

【解析】(1)移去祛码后，一定质量的封闭气体发生的是等温变化，根据公式pV=CT分

析出气体的高度；

(2)根据一定质量的理想气体的状态方程pV=C7分析出气体的温度。

本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程，解题的关键点是分析出气体变化前后

的气体状态参量，结合公式pV=C7即可完成分析。

17.【答案】解：(1)根据题意可知，当入射角为90。时，折射光线在玻璃板下表面的出

射点a最远，设此时折射角为0,则根据折射定律有

可得

sinO=-

n

根据几何关系有

0a=—^―

cosd

折射光线在玻璃板下表面的出射点移动的距离％=20asin9

联立解得：x=

Vnz-1

(2)根据题意可知，激光笔以匀角速度3从4点沿半圆轨道运动到B点的时间为t=2

则折射光线在玻璃板下表面出射点移动的平均速度u=;=

tTiVn1-1

答：(1)折射光线在玻璃板下表面的出射点移动的距离为高；

(2)折射光线在玻璃板下表面出射点移动的平均速度为^^

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【解析】（1）根据几何关系结合折射定律可解得；

（2）根据角速度与时间的关系结合平均速度的计算公式解得。

本题考查光的折射定律，解题关键掌握几何关系与折射定律的应用。

18.【答案】解：（1）物块以速度"沿斜面向上运动，根据牛顿第二定律有

mgsinO+nmgcosd=mar

根据匀变速直线运动速度与时间的关系有：

2

v=2arl

同理可得，物块以初速度u沿斜面向下运动有

2

HmgcosO-mgsinO—ma2；v=2a2x31

联立解得：M=0.25

（2）物块上滑时，根据牛顿第二定律有