2021年辽宁省高考物理试卷（附答案详解）

2021年辽宁省高考物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.1935年5月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林

弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽300m,水流速度3m/s,木船相对

静水速度lm/s,则突击队渡河所需的最短时间为（）

A.75sB.95sC.100sD.300s

2.赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产

生电火花。此后许多物理学家相继证实J'这一现象，即照射到金属表面的光，能使

金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（）

A.玻尔B.康普顿C.爱因斯坦D.德布罗意

3.某驾校学员在教练的指导下沿直线路段练习驾驶技术，汽车-----7r

的位置X与时间f的关系如图所示，则汽车行驶速度V与时间/\j

f的关系图像可能正确的是（）°匕胃-

4.一束复色光从空气射入光导纤维后分成4、h两束单色光,

光路如图所示。比较内芯中的〃、6两束光，。光的（）

A.频率小，发生全反射的临界角小B.频率大，发

生全反射的临界角小

C.频率小，发生全反射的临界角大D.频率大，发生全反射的临界角大

5.如图所示，N匝正方形闭合金属线圈出心/边长为L线

圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场

垂直且与线圈共面的轴。。'以角速度3匀速转动，油边距

轴%线圈中感应电动势的有效值为（）

A.NBZ/3B.孝NBZ%C.四巡D,^NBL^

6.等量异号点电荷固定在水平向右的匀强电场中，电场

分布如图所示，实线表示电场线，虚线表示等势线。

将同一负电荷先后置于八从两点，电势能分别为Epa和

Epb,电荷所受电场力大小分别为弓和无，则（）

A.Epa>Epb，F。>Fb

B.Epa>Epb，FQ<Fb

C.Epa<Epb，Fa>Fb

D.Epa<Epb»FQVFb

7.一列沿X轴负方向传播的简谐横波，£=2s时的波形如图Q）所示，％=2机处质点

的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（）

A.^m/sB.|m/sC.|m/sD.^m/s

二、多选题（本大题共3小题，共18.（）分）

8.2021年2月，我国首个火星探测器“天问一号”实现了对火星的环绕。若已知该探

测器在近火星圆轨道与在近地球圆轨道运行的速率比和周期比，则可求出火星与地

球的（）

A.半径比B.质量比

C.自转角速度比D.公转轨道半径比

9.如图（a）所示，两根间距为心足够长的光滑平行金属导轨竖直放置并固定，顶端

接有阻值为R的电阻，垂直导轨平面存在变化规律如图（b）所示的匀强磁场，t=0

时磁场方向垂直纸面向里。在t=0到t=2tO的时间内，金属棒水平固定在距导轨

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顶端L处；t=2%时，释放金属棒。整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨与金

属棒的电阻不计，则（）

A.在1=禀时，金属棒受到安培力的大小为密

B.在1=%时，金属棒中电流的大小为绊

C.在1=字时，金属棒受到安培力的方向竖直向上

D.在t=3t（）时，金属棒中电流的方向向右

10.冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一，某冰滑梯的示意图如图所示，螺

旋滑道的摩擦可忽略；倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数〃相同，因

滑板不同〃满足的s12的。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上均减

速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上，以下刀、功的组合符合设计要求的是（）

三、实验题（本大题共2小题，共14.0分）

11.某同学阅读教材中的“科学漫步”栏目，对“流体的阻力（/）跟物体相对于流体的

速度3）有关”这一说法产生了兴趣，通过查阅资料得知：对于球形物体，二者间

存在定量关系/=ku,%为比例系数。该同学为探究这一关系利用如图（a）所示装置

测量鼠具体操作如下：在柱状玻璃容器中注入某透明液体，将小球在液面处由静

止释放，当小球运动到0刻度线处开始计时，每下落10a”记录一次时间，得到多

组下落高度h与时间t的数据，作出％-t图像如图（b）中实线所示。

.

P

7-B•

H

»-b

■»

j

⑴由h-1图像可知，从计时开始小球近似做运动。

(2)已知液体密度p=8.0x1。2卜9/瓶3,小球体积v=5.0x1。-1。7713、质量m=

4.0x10-6/cg,结合h-t图像可得k=kg/s(浮力不能忽略，取重力加速度

g=9.8m/s2)o

(3)若再用一个体积相同、密度较大的球，重复上述实验，所得九-t图像也是一条

直线，则该直线可能是图(b)中的______虚线。

(1)微安表铭牌标示内阻为0.8血，据此计算凡的阻值应为仙按照电路图

连接电路，并将此调为该阻值。

(2)开关闭合前，&的滑片应移动到端。

(3)开关闭合后，调节/?2的滑片位置，微安表有示数，但变化不显著，故障原因可

能是。(填选项前的字母)

4.1、2间断路

8.3、4间断路

C.3、5间短路

(4)排除故障后，调节/?2的滑片位置，当标准电压表的示数为0.60V时，微安表的示

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数为98〃4此时需要(填“增大”或“减小”)&的阻值，以使改装电表的

量程达到预期值。

四、计算题(本大题共3小题，共40.0分)

13.机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率%=0.6m/s

运行的传送带与水平面间的夹角a=37。，转轴间距L=3.95TH»工作人员沿传送方

向以速度为=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送

带间的动摩擦因数〃=0.8。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

求：

(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小S

(2)小包裹通过传送带所需的时间%

14.如图(a)所示，“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氨气球，作为

一种长期留空平台，具有广泛用途。

图(b)为某一“系留气球”的简化模型图：主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞

分隔，主气囊内封闭有一定质量的氨气(可视为理想气体)，副气囊与大气连通。轻

弹簧右端固定、左端与活塞连接。

当气球在地面达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态。在气球升

空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时，活塞

与右挡板刚好接触，氧气体积变为地面时的1.5倍，此时活塞两侧气体压强差为地

面大气压强的已知地面大气压强po=1.0x105pa、温度7o=3OOK,弹簧始终

处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。

(1)设气球升空过程中氮气温度不变，求目标高度处的大气压强p；

(2)气球在目标高度处驻留期间，设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时，

弹簧压缩量为左、右挡板间距离的£求气球驻留处的大气温度兀

15.如图所示，在x>0区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为8的匀强磁场；

在x<0区域内存在沿x轴正方向的匀强电场。质量为，小电荷量为>0)的粒子

甲从点S(-a,0)由静止释放，进入磁场区域后，与静止在点P(a,a)、质量为三的中

性粒子乙发生弹性正碰，且有一半电量转移给粒子乙。(不计粒子重力及碰撞后粒

子间的相互作用，忽略电场、磁场变化引起的效应)

(1)求电场强度的大小E；

(2)若两粒子碰撞后，立即撤去电场，同时在％40区域内加上与x>0区域内相同

的磁场，求从两粒子碰撞到下次相遇的时间上；

(3)若两粒子碰撞后，粒子乙首次离开第一象限时，撤去电场和磁场，经一段时间

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后，在全部区域内加上与原%>0区域相同的磁场，此后两粒子的轨迹恰好不相交,

求这段时间内粒子甲运动的距离心

XXX

B

XXX

x

X：Xx

ax

xxx

xXX

答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：当静水速与河岸垂直时，垂直于河岸方向上的分速度最大，则渡河时间最

短，最短时间为：

t=g=?s=300s,故O正确，48c错误；

vc1

故选：D。

当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短；当合速度与河岸垂直时，渡河航程最短.

解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性，当静水速与河岸垂直，渡河时间最短;

当合速度与河岸垂直，渡河航程最短.

2.【答案】C

【解析】解：光电效应现象由德国物理学家赫兹发现，爱因斯坦提出了光子说，对其做

出了正确的解释，得出了光电效应方程，故ABO错误，C正确。

故选：Co

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。

本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记

忆，这也是考试内容之一。

3.【答案】A

【解析】答：0〜匕，图像是抛物线且开口向上，由%="+］砒2知汽车沿正方向做匀

加速直线运动；G〜t2,图像是直线，斜率表示速度，汽车沿正方向做匀速直线运动；

t2-t3,图像是抛物线且开口向下，由％=a+2研2知汽车沿正方向做匀减速直线运动。

综合以上所述，故4正确，BCO错误。

故选：A。

用匀变速运动位移公式结合图像判断物体的运动性质。

x-t图像反映了位移随时间的变化规律，图像不是轨迹，注意正方向的确定，复杂图像

要分段分析，会用数学知识处理物理图像问题。

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4.【答案】C

【解析】解：一束复色光从空气射入光导纤维后，两束光的入射角相同，人光对应的折

射角小，根据折射定律可知，。光的折射率小，则“光的频率小；根据全反射的条件可

知：sinC=所以a光对应的临界角大，故C正确、A3。错误。

n

故选：Co

比较两束光对应的折射角的大小，根据光的折射定律和全反射的条件进行分析。

本题主要是考查了光的折射和全发射；解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，然

后根据光的折射定律和全反射的条件列方程求解。

5.【答案】B

【解析】解：线圈转动产生的感应电动势的最大值与转轴位置对最大感应电动势无影响,

故Em=NBI73,故有效值E==0"电，故AC。错误，8正确；

V22

故选：Bo

线圈在绕垂直于磁场的转轴转动过程中产生的感应电动势的最大值为Em=NBS3,最

大值与转轴的位置无关，根据正弦式交变电流最大值和有效值间的关系即可求得有效值。

本题主要考查了线圈转动产生正弦式交变电压的最大值及与有效值间的关系即可判断。

6.【答案】D

【解析】解：根据对称性可知，“点与a'点电势和电场强度大小都相同，如图所示。

根据沿电场线方向电势降低可得。点的电势高于"根据Ep=q<p可知，负电荷在电势

高的地方电势能小，则有与。<Epb；

根据电场线密的地方电场强度大，可知Ea<Eb,根据F=qE可知吊<凡，根据。正确、

ABC错误。

故选：Do

根据沿电场线方向电势降低判断电势高低，根据Ep=qw判断电势能的大小；根据电场

线密的地方电场强度大、结合电场力的计算公式分析电场力大小。

无论是电场线或是等差等势面，都是密的地方场强大，疏的地方场强小；电势高低的判

断方法可以根据电势的定义式来判断，但一般都是按沿电场线方向电势降低来判断。

7.【答案】B

【解析】解：x=2m处的质点在t=2s时处于平衡位置向下振动，根据“同侧法”可知

x=2nl处的质点可能处于（n+J%处，即（n+=2m,解得：A=（n=0、1、

2、3...）

根据图乙可得该波的周期丁=2s；

则该波的波速为：i;=t==-m/s（n=0、1、2、3...）

当n=2时，v=|m/s,故B正确、AC£）错误。

故选：B。

根据“同侧法”可知x=2/n处的质点可能的位置，根据图乙可得该波的周期，根据波

速的计算公式求解波速。

本题主要是考查了波的图像；解答本题关键是要理解波的图象的变化规律，要理解振动

图象和波动图象各自的物理意义，知道波速、波长和周期之间的关系。

8.【答案】AB

【解析】解：设该探测器在近火星圆轨道与在近地球圆轨道运行的速率比为六=上该

v2

探测器在近火星圆轨道与在近地球圆轨道运行的周期比a=n。

A、根据“=字可得：R=f则火星与地球的半径比为：^=^=kn,故A正确；

T2nK2^2*2

8、根据万有引力提供向心力可得：等=mR#,解得中心天体的质量为：M=答，

R2T2GT2

则火星与地球的质量比为：=J=/c3n2,故8正确；

M2*1

C、根据题干条件无法得到火星与地球的自转周期，无法求解自转角速度之比，故C错

误;

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。、无法求解火星与地球围绕太阳转动的半径之比，故。错误。

故选：AB。

根据u=竿求解火星与地球的半径比；根据万有引力提供向心力解得中心天体的质量,

因此得到火星与地球的质量比；根据题干条件无法得到火星与地球的自转角速度之比和

公转半径之比。

求两个物理量之比，关键是推出该物理量的表达式，再求出这两个物理量之比。

9.【答案】BC

【解析】解：AB,在t=0到t=2t°的时间内，与=胃，穿过回路的磁通量均匀变化，

to

回路中产生恒定的感应电动势，大小为2=察=*/=詈金属棒中电流大小为/=

《=感，在t=和寸，金属棒受到安培力的大小为F=萼〃=朱感乙=黑，故A错

RLQ/\N22C（）rvZCQ/?

误，B正确;

a在t=§时，磁通量增加，根据楞次定律知感应电流的磁场要阻碍磁通量的增加，

则金属棒受到安培力的方向竖直向上，故C正确；

。、在t=3t0时，金属棒向下做切割磁感线运动，此时磁场方向垂直纸面向外，由右手

定则判断可知金属棒中电流的方向向左，故。错误。

故选：BC。

在t=0到t=2to的时间内，穿过回路的磁通量均匀变化，回路中产生恒定的感应电动

势和恒定电流，根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由闭合电路欧姆定律求感应

电流，再求金属棒受到的安培力大小，由楞次定律判断安培力方向；在t=3t0时，由右

手定则判断金属棒中电流方向。

本题是感生电动势与动生电动势均有的情形，对于感生电动势，要熟练运用法拉第电磁

感应定律求感应电动势，由闭合电路欧姆定律求感应电流，知道磁通量均匀变化量时，

回路中产生的电动势和电流是恒定的。

10.【答案】CD

【解析】解：设倾斜轨道的倾角为。，游客质量为加。

因为要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑，所以要满足：mgsinO<iiomgcos0,

即£cme=；V〃o，可得：Lr>—；

LiMo

假设游客恰好停止在水平轨道右端，对于游客运动的过程，由动能定理得：mgh+

mgh—fimgcosd-=0—0

整理得：Li=y,

当4取最大值1.2%时，J的临界长度最短，故要使游客能滑到水平轨道上，需满足：L<

2/1_5h_

1.2〃o3〃o'

假设游客恰好停止在水平轨道左端，对于游客运动的过程，由动能定理得：mgh+

mgh—imtgcosd・-p.mgL=0—0

COSu2

整理得：L1+L2=J,

当〃取最小值g时，（L1+G）的临界长度最长，故要使游客能停在水平轨道上，需满足：

“0

综上可得：L,+L2>且2cLiS升。

MoHO

对于A选项：人=今不满足条件，故4错误；

对于3选项：人=察满足条件，刀+么2=#+白<称不满足条件，故8错误；

对于C选项：公=翳满足条件，人+乙2=翳+岩=称满足条件，故c正确；

对于。选项：力=并满足条件，刀+〃2=#+5>》满足条件，故。正确。

N〃0A*0MO

故选：CD。

先理清题目的条件：①要确保所有游客在倾斜滑道上均减速下滑；②滑行结束时停在

水平滑道上。对于条件①可知在倾斜轨道，重力沿斜面的分力要小于滑动摩擦力；对

于条件②临界情况是恰好运动到水平轨道的右端和左端。根据动能定理分别求得临界

的L1、G的最大值和最小值，再逻辑推理刀、5满足的条件。

本题考查了动能定理的应用，解题的关键在临界条件的逻辑推理上，人、功的总长度要

不小于恰好停在水平轨道左端的最大临界值，而人的长度不大于恰好停在水平轨道右端

的最小临界值，条件的解析要思维缜密。

11.【答案】匀速直线5.3x10-4①

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【解析】解：(1)九-t图像的斜率表示速度，由图(6)可知，h-t图像近似为倾斜的直线,

故小球近似做匀速直线运动。

(2)无一t图像的斜率等于速度大小，则v=8。：；。—m/s=-^m/sm/s

对小球，由平衡条件可得：mg=kv+pgV排,其中嗫=V

210

解得：k=痴*=15x9.8x(4.0x10-6_80xiox5.0x10-)kg/s®5.3x

10-4kg/s

(3)体积相同、密度较大的球，则球的质量相较大，由mg=ku+pgV可知，球匀速运

动的速度v较大，九-t图像的斜率较大，故该直线可能是图(b)中的①虚线。

故答案为：(1)匀速直线；(2)5,3x10-4；(3)①。

(l)h-t图像的斜率表示速度，斜率近似不变，小球近似做匀速直线运动；

(2)对小球受力分析，由平衡条件求解；

(3)由平衡条件，已知小球的质量变大，解得速度大小的变化，由h-t图像的斜率变化

求解。

本题考查探究“流体的阻力(/)跟物体相对于流体的速度S)关系”的实验，较基础。涉

及到图像识别，浮力的计算，共点力平衡问题。

12.【答案】5.2左C增大

【解析】解：(1)表头改装成电压表需要利用串联分压的规律，有即=/g(Rl+Rg),解

得串联电阻的阻值：Ri=£_Rg=就启0-0.8X1030=5200/2=5.2k。；

In"ZOUXXU

(2)从校对的电路图看，为了保护电路，应使分压电路分出去的电压最小，所以滑动变

阻器滑片应滑到最左端；

(3)微安表有示数，说明电路是连通的：A、若是1、2断路，滑动变阻器由分压接法变

成了限流接法，当接入电路的电阻变化时，电流也要变化，故A错误；

B、若是3、4间是断路了，则整个电路无电流，电流表无示数，故8错误；

C、若1、3短路，整个滑动变阻器接入电路，滑片移动对电阻影响不大，电流表的示数

也不变化，故C正确。

故选:C

6

(4)当微安表的示数为98以1时，改装电压表的示数应为U=KRg+=98x10-x

(5200+800”=0.588V<U真,那么说明实际改装后的电压表内阻小于(5200+

800)0,此时要增大R1的阻值，以达到预期的值。

故答案为：(1)5.2；(2)左；(3)C；(4)增大

微安表改装成电压表需要串联一个分压电阻，根据串联分压的规律求解分压电阻的阻值;

从分压电路的特点要使电压最小的角度去分析；

从电表示数及变化情况结合电路结构分析故障的原因；

根据微安表的示数与量程关系，求解改装后的电压表量程即可，量程偏小是由于分压电

阻偏小造成的，增大分压电阻即可。

本题考查了电流表的改装问题，把微安表改装成大量程的电压表需要串联分压电阻，应

用串联电路特点与欧姆定律可以求出串联电阻阻值，掌握基础知识是解题的前提与关键,

根据题意应用基础知识即可解题。

13.【答案】解：(1)开始时小包裹向下做匀减速运动，根据牛顿第二定律有

mgsina-umgcosa

a=--=---g--s--i--n--a---—----f-i--g-cosa

m

代入数据后得到a=-0.4m/s2

(2)设经过时间S与传送带共速，则有：v1=v2+g

代入数据后得：£i=2.5s

此段时间小包裹的位移与=也：t]=a，；**2.5m=2.75m

小包裹与传速带共速后由于mgs讥a<“zngcosa,小包裹相对于传送带静止，两者一起

向下匀速运动，则

位移为％2=L—x1=3.95m—2.75m=1.2m

时间t2=§=捻=2.0s

UiU.O

通过传送带的总时间t=+t2=2.5s+2.0s=4.5s

答：(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小。为0.4m/s2；

(2)小包裹通过传送带所需的时间f为4.5s。

【解析】(1)分析包裹刚滑上传送带时受到摩擦力方向，再根据牛顿第二定律求刚滑上

时的加速度大小；

(2)判断当包裹与传送带速度相等后是随传送带一起匀速运动的，由运动学公式求出总

时间。

本题是牛顿第二定律和运动学公式综合的专题，关键是要弄清小包裹的运动过程，而弄

清运动过程的关键是理解滑动摩擦力的方向，要熟练掌握滑动摩擦力的方向是物体相对

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运动的方向相反。

14.【答案】解：(1)对于封闭的氨气，其初态的压强Pl=Po,体积为匕；末态的压强P2=

p+；Po，体积/=1.5匕。

O

发生等温变化过程，则有：p1V1=p2V2

带入整理得：Po=1.5(p+%o)

O

54

解得：p=|Po=lxl.Ox10Pa=5x10Pa

(2)设左、右挡板间距离为3活塞面积为S,弹簧劲度系数为大，温度达到平衡后，氮

气压强为P3，体积为匕.

活塞与右挡板刚好接触时，对活塞由平衡条件得：

pS=pS+kL,又有：P2-p=；Po，

2o

温度达到平衡后，对活塞由平衡条件得：

4

p3s=pS+-/cL,

解得：P3=*。

匕=匕+(。5匕-匕)=泌；

由理想气体状态方程得：竽=竽

解得：7=266K

答：(1)目标高度处的大气压强。为5xl()4pa；

(2)气球驻留处的大气温度7为266K。

【解析】(1)确定氯气的初末状态参量，气体发生等温变化，由玻意耳定律求解；

(2)对活塞受力分析，由平衡条件得到温度平衡后的氮气压强，由儿何关系得到末态体

积，依据理想气体状态方程求解。

本题考查了玻意耳定律和理想气体状态方程的应用，分析题意合理选择研究对象，确定

气体初末状态，及对应的何种变化过程，选择对应的气体实验定律或者应用理想气体状

态方程解题。

15.【答案】解：(1)设粒子甲经电场加速进入磁场的速度大小为打粒子甲进入磁场做

匀速圆周运动，由o到尸点偏转;圆周达到尸点，则：

4

碰前粒子甲匀速圆周运动轨迹半径：r=a

由洛伦兹力提供向心力得：

V2

qBnv=m一,

解得：v=曙

在电场中加速的过程，由动能定理得：

qEfa=-1mv^2

解得：E=^

2m

(2)粒子甲由。到尸点经过偏转;圆周达到P点，其速度沿+y方向，与粒子乙发生弹性

正碰，以+y方向为正方向，由动量守恒和机械能守恒得：

mv=mv^+,^mv^

-1mvo=-1mvt2..4-1-x-THvz7

22甲23乙

m23

-1十

得

解-

Tn-