2021年高考物理真题卷04新课标卷含解析

2021年高考物理精选真题卷

二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，

第19~21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。

14.一匀强电场的方向竖直向上，右。时刻，一带电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功

率为P,不计粒子重力，则打力关系图象是

【答案】A

【解析】由于带电粒子在电场中类平抛运动，在电场力方向上做匀加速直线运动，加速度为始，经过时间

m

t,电场力方向速度为9目/,功率为P=Fv=qEx理t,所以〃与£成正比，故A正确。

mm

15.如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为以上升第一个与所用的时间为

4

3,第四个与所用的时间为以不计空气阻力，则也满足

44

A.1<—<2B.2<—<3

b

C.3<-<4D.4<—<5

4h

【答案】C

【解析】运动员起跳到达最高点的瞬间速度为零，又不计空气阻力，故可逆向处理为自由落体运动。则根据

初速度为零匀加速运动，相等相邻位移时间关系1：（夜一1）：（6-血）：（2-@:（后一2）,可知

—苏=2+"，即3<j<4,故本题选C。

V

16.在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以『和二的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落

2

至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的

A.2倍B.4倍C.6倍D.8倍

【答案】A

【解析】设甲球落至斜面时的速率为%乙落至斜面时的速率为小由平抛运动规律，x=vt,y=-gt\设斜

2

面倾角为。，由几何关系，tan。=〃羽小球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律，联

22

立解得：匕=J1+tan?。•v,即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得，归+tan?®•"2,

所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，选项A正确。

17.电流天平是一种测量磁场力的装置，如图所示。两相距很近的通电平行线圈I和n,线圈I固定，线圈n置

于天平托盘上。当两线圈均无电流通过时，天平示数恰好为零。下列说法正确的是

A.当天平示数为负时，两线圈电流方向相同

B.当天平示数为正时，两线圈电流方向相同

c.线圈I对线圈n的作用力大于线圈n对线圈I的作用力

D.线圈I对线圈II的作用力与托盘对线圈II的作用力是一对相互作用力

【答案】A

【解析】当两线圈电流相同时，表现为相互吸引，电流方向相反时，表现为相互排斥，故当天平示数为正时，

两者相互排斥，电流方向相反，当天平示数为负时，两者相互吸引，电流方向相同，A正确B错误；线圈I

对线圈II的作用力与线圈II对线圈1的作用力是•对相互作用力，等大反向，C错误；静止时，线圈II平衡，

线圈1对线圈【［的作用力与托盘对线圈II的作用力是一对平衡力，D错误.

【点睛】本题的原理是两通电直导线间的相互作用规律：两条平行的通电直导线之间会通过磁场发生相互作

用.

①电流方向相同时，将会吸弓I;

②电流方向相反时，将会排斥.

3§

18.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径

60倍的情况下，需要验证

A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602

B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602

C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6

D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60

【答案】B

GMM„

【解析】设月球质量为M月，地球质量为M苹果质量为加，则月球受到的万有引力为：丹=(60『苹

GMm

果受到的万有引力为：F=，由于月球质量和苹果质量之间的关系未知，故二者之间万有引力的关系

GMMnGMm

无法确定，故选项A错误;根据牛顿第二定律；(60厅=闻月。月,ma,整理可以得到：。月=方,

r

A1/

故选项B正确；在月球表面处：GT—=m'g月，由于月球本身的半径大小未知，故无法求出月球表面和

A/JTI

地面表面重力加速度的关系，故选项C错误；苹果在月球表面受到引力为：尸'=GT—,由于月球本身

的半径大小未知，故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系，故选项D错误。

19.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能£小等于动能笈与重力势能耳之和。取地面为重力势能零点，该物体

的£怂和石随它离开地面的高度力的变化如图所示。重力加速度取10m/s2o由图中数据可得

A.物体的质量为2kg

B.斤0时，物体的速率为20m/s

C.h=2m时，物体的动能笈=40J

D.从地面至力二4m,物体的动能减少100J

【答案】AD

80J

【解析】A.耳-力图像知其斜率为G,故小行=20N,解得炉2kg,故A正确B.ZFO时，耳=0,笈=£机-a=100

1,

J-0=100J,故一加丫2=100J,解得：klOm/s,故B错误；C.加2m时，耳“0J,瓦=£机-耳=85J-40J=45

2

J,故C错误；D./FO时，瓦=6机-耳=100J-0=100J,A=4m时，笈'=£机-耳=80J-80J=0J,故E-瓦'=100

J,故D正确。

20.明朝谢肇涮《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：无烦也，

我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰

三角形，木楔的顶角为9,现在木楔背上加一力尸，方向如图所示，木楔两侧产生推力4,则

A.若厂一定，0大时打大

B.若尸一定，。小时国大

C.若〃一定，尸大时打大

D.若。一定，尸小时打大

【答案】BC

【解析】选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向右的尸、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由

于木楔处于平衡状态，所以两侧给木楔的斜面垂直的弹力与尸沿两侧分解的推力是相等的，力厂的分解如图：

则F=%cos(90。一£|+&cos(90°—£|=2%cM90°—£)=2%sing&=尸附=尸出，故解得

P=-£-

N2sin0'所以厂一定时，。越小，时越大；6一定时，F越大，“越大，BC正确。

Sm2

21.单匝闭合矩形线框电阻为A，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量。与时间/的

关系图像如图所示。下列说法正确的是

丑8

T

A.一时刻线框平面与中性面垂直

2

B.线框的感应电动势有效值为扃①

T

C.线框转一周外力所做的功为

RT

D.从，=（）到/=二过程中线框的平均感应电动势为.

4T

【答案】BC

T

【解析】由图像可知一时刻线圈的磁通量最大，因此此时线圈处于中性面位置，因此A错误；由图可知交流

2

电的周期为T,则。=亍24，由交流电的电动势的最大值为&=〃加0=。,“2学7r，则有效值为

&=军=拒碎",故B正确，线圈转一周所做的功为转动一周的发热量，W=^T=2/篮,故C

V2TRRT

□0①4。

TP-2———DL=

正确；从0时刻到一时刻的平均感应电动势为atT7，故D错误。

44

三、非选择题：共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题，考生根据

要求作答。

（-）必考题：共129分。

22.（6分）如图（a）,某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。所用器材有：铁架台、长木板、

铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等。回答下列问题：

（1）铁块与木板间动摩擦因数口=（用木板与水平面的夹角9、重力加速度g和铁块下滑的加速度a

表示）

电磁打点计时器

纸带方板

/ZZ

（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角，=30。。接通电源。开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止

开始沿木板滑下。多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示。图中的点为计数点（每两个

相邻的计数点间还有4个点未画出）。重力加速度为9.8m/s:可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数

为（结果保留2位小数）。

?5.00?单位：cm

11.96J；!

►।।

20.90'

31.83a

44.70f

59.57

76.39

【答案】(2)0.35

geos夕

…gsinO-a

【解析】（1）由〃君sin夕一〃峻os夕二雁?，解得：〃二--------©

gCOS0

S_s

(2)由逐差法行一U」得：5i=(76.39-31.83)X102m,片0.15s,5=(31.83-5.00)X102m,故a=

9T2

9.8x--1.97

2

代入①式,得:〃二----^-r=-=0.35

9.8x9

2

23.（9分）某同学组装一个多用电表。可用的器材有：微安表头（量程100|1A,内阻900Q）；电阻箱眉

（阻值范围0-999.9Q）；电阻箱及（阻值范围0〜99999.9Q）；导线若干。要求利用所给器材先组装

一个量程为1mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3V的直流电压表。组装好的多用电表有电

流1mA和电压3V两挡。

回答下列问题：

（1）在虚线框内画出电路图并标出用和兄，其中*为公共接线柱，a和6分别是电流挡和电压挡的接线柱—

II

；oOO\

■：一一一•一一一一一一一a一一—一一一一一h―一—\一

（2）电阻箱的阻值舄=Q；际Q（保留到个位）

【答案】（D如图所示

(2)1002910

0

b

【解析】（1）兆的电阻比较小，所以眉与表头并联构成大量程的的电流表，尼的阻值比较大，与改装后的电

流表串联可充当大量程的电压表，设计电路图如图所示；

I-0—I

6

b

改装电流表需要并联一个电阻，要改装1mA的电流表需要并联的电阻，R并==2=半芋=1。0。，所

1—11—0.1

以选用与变阻箱用并联，并联后的总电阻为R=90Q,要改装3V电压表需要串联电阻，串联电阻的阻值

3-0.09

lxM=29100

24.（13分）2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如

下，长直助滑道46与弯曲滑道阳平滑衔接，滑道比■高炉10m,。是半径产20m圆弧的最低点，质量近6

0kg的运动员从力处由静止开始匀加速下滑，加速度a=4.5m/s2,到达8点时速度/30m/s。取重力加速

度5=10m/s2»

（1）求长直助滑道4?的长度/；

（2）求运动员在初段所受合外力的冲量的/大小；

（3）若不计筑段的阻力，画出运动员经过。点时的受力图，并求其所受支持力A的大小。

【答案】（2）1800N-s（3）3900N

【解析】（1）已知46段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即

/一片=2aL

2_2

可解得：L=上二h=ioom

2a

（2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以

Z=mvfi-0=1800N-s

（3）小球在最低点的受力如图所示

2

由牛顿第二定律可得：N-mg=m^-

R

从6运动到。由动能定理可知:

mgh=-mvl-^mvl

解得：N=3900N

25.(19分)如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为44宽为d,中间两个磁场区域间隔为2d,

中轴线与磁场区域两侧相交于0、0'点，各区域磁感应强度大小相等.某粒子质量为以电荷量为+夕，从0

沿轴线射入磁场.当入射速度为即时，粒子从。上方幺处射出磁场.取sin53°=0.8,cos53°=0.6.

2

(1)求磁感应强度大小8；

(2)入射速度为5%时，求粒子从。运动到。'的时间t；

(3)入射速度仍为5%,通过沿轴线。。'平移中间两个磁场(磁场不重叠)，可使粒子从0运动到0'的时

间增加△力求A大的最大值。

53无+72、dd

【答案】(1)8=立子(2)—)—(3)~---

Arm

qd180%5%

d4mv

【解析】(1)粒子圆周运动的半径“由题意知石:——,解得B=0

一qB4qd

(2)设粒子在矩形磁场中的偏转角为。

,4

由六rsin。，得sin4=1，即〃=53°

a2nm

在一个矩形磁场中的运动时间“如方

53nd

解得「前

0i

直线运动的时间=—

V

2d

解得

5%

53兀+72)d

则f=4/+f2=(

180元

（3）将中间两磁场分别向中央移动距离x

粒子向上的偏移量尸2r（1-cos。）+%tana

3

由解得x4一d

4

3

则当居二一d时，△，有最大值

4

2Y

粒子直线运动路程的最大值Sm=上"+（21—2%）=3d

cosa

增加路程的最大值△%=-2d=d

*△,%d.

增加时间的最大值Afm=-=—

v5%

【名师点睛】本题考查带电粒子在组合磁场中的运动，第（1）小题先确定粒子圆周运动的半径，再根据洛

伦兹力提供向心力列式求解；第（2）小题解答关键是定圆心、画轨迹，分段分析和计算；第（3）小题求

At的最大值，关键是要注意带电粒子在磁场中运动的时间不变和速度大小不变，所以中间磁场移动后改变

的是粒子在无磁场区域运动的倾斜轨迹的长度，要使最大，则要倾斜轨迹最长，所以粒子轨迹跟中间磁

场的上边相切时运动时间最长，再根据运动的对称性列式求解。

（-）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则

每科按所做的第一题计分。

33.[物理一选修3-3]（15分）

（1）（5分）如图，一定量的理想气体从状态a变化到状态6,其过程如图中从a到6的直线所示。在此

过程中。（填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3

分，最低得分0分）

A.气体温度一直降低

B.气体内能一直增加

C.气体一直对外做功

D.气体一直从外界吸热

E.气体吸收的热量一直全部用于对外做功

【答案】BCD

【解析】一定质量的理想气体从a到6的过程，由理想气体状态方程网力/方=。％/，可知，，＞♦,即气体的

温度一直升高，选项A错误；根据理想气体的内能只与温度有关，可知气体的内能一直增加，选项B正确；

由于从a到6的过程中气体的体积增大，所以气体一直对外做功，选项C正确；根据热力学第一定律，从a

到6的过程中，气体一直从外界吸热，选项D正确；气体吸收的热量一部分增加内能，一部分对外做功，选

项E错误。

(2)(10分)如图，一容器由横截面积分别为2部5的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑。

整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气。平衡时，氮气的压强和体

积分别为R和4,氢气的体积为2%,空气的压强为小现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮

气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：

(1)抽气前氢气的压强；

(2)抽气后氢气的压强和体积。

],,4(%+p)K

【答案】(1)p=-(R+p)(2)h=­f-----1

l022p0+p

【解析】(1)设抽气前氨气的压强为"。，根据力的平衡条件得

(pio-p)•2、9=5-p)•5@

得(A+P)②

(2)设抽气后氢气的压强和体积分别为n和/,氢气的压强和体积分别为R和仁，根据力的平衡条件有PLS

~P\*25®

由玻意耳定律得pM=p、°•2Va@

Pi片R,/⑤

由于两活塞用刚性杆连接，故

匕-2%=2(%-/)(§)

联立②③④⑤⑥式解得

11

Pi=yo+“⑦

心”+小。⑧

2Po+P

34.［物理一选修3-4）（15分）

（1）（5分）一简谐横波沿行由正方向传播，在长与时刻，该波的波形图如图（a）所示，P、。是介质中的两个质