2021年全国高考理综物理甲、乙卷真题及参考答案+评析

高考试题研究

22021年高考物理全国卷试题评析

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2021年全国高考理综物理甲、乙卷真题及参考答案

MGT整理

2021年7月

目录

2021年高考物理全国卷试题评析.......................................3

2021年高考全国甲卷理综物理真题.....................................6

2021年高考全国甲卷理综物理真题参考答案............................14

2021年高考全国乙卷理综物理真题....................................15

2021年高考全国乙卷理综物理真题参考答案............................24

2021年高考物理全国卷试题评析

教育部考试中心

2021年高考物理全国卷命题贯彻落实《深化新时代教育评价改革总体方

案》要求，依托高考评价体系，强化基础性考查，优化情境设计，增强试题灵

活性，深化关键能力考查，充分发挥高考命题的育人功能和积极导向作用，引

导教学减少死记硬背和“机械刷题”现象，助力高中育人方式改革。

1.强化基础性考查，引导教学回归课标和教材

2021年高考物理命题进一步丰富基础性考查的内涵，拓展考查的方式方

法。物理概念和规律是高中物理的基础性内容，是学生形成和深化物理观念的

重要途径。物理命题依据课程标准，贴近中学物理教学实际，创设典型的问题

情境，考查学生对基本物理概念、物理规律全面深刻的理解和掌握，引导教学

遵循教育规律，回归课程标准和教材，注重概念和规律的形成过程，引导学生

加强对基础内容的融会贯通，促进学生物理观念的形成和深化。如：全国甲卷

第17题创新试题呈现方式，给出某原子核经过a、B衰变后的中子数和质子数

的图象，考查学生对a、8衰变机制的理解；第19题以电场中的等势面为情境,

考查学生对电场力做功、电势能等内容的系统理解；第24题设计无动力小车通

过减速带的情境，考查学生对机械能、功、动能定理等核心物理概念、规律的

理解和运用。再如：全国乙卷第14题以小车、弹簧和滑块组成的系统为研究对

象，考查学生对多质点系统的动量和机械能是否守恒的理解和掌握；第15题设

置一负电荷固定在接地金属平板上方的情境，考查学生对电场强度、等势面、

电势能等概念的深刻理解；第20题设计不同荷质比带电粒子在电场中的偏转情

境，考查学生对类平抛运动规律的掌握。

加强基础实验的考查，有利于考教衔接，有利于引导中学教学认真开展基

础性实验，注重培养学生扎实的实验能力。2021年高考物理命题加强对基础实

验的考查，如全国甲卷第23题探究小灯泡的伏安特性，全国乙卷第23题测量

电池的电动势和内阻，这些实验均是教材中的基础实验。

2.创设真实问题情境，引导学生加强学以致用

2021年高考物理命题加强理论联系实际，设计与生产实践、体育运动、科

技前沿等方面紧密联系的真实情境，考查学生灵活运用所学物理知识分析解决

问题的能力，激发学生学习物理的兴趣，引导学生注重学以致用，在真实问题

的解决中促进物理学科核心素养的达成。如：全国甲卷第15题以一种传统游戏

“旋转纽扣”为情境，考查学生对圆周运动规律的理解与应用；第18题以执行

我国火星探测任务的“天问一号”探测器进入环绕火星椭圆形停泊轨道为情境，

考查学生运用开普勒第三定律等知识解决实际问题的能力，鼓励学生拓展学科

视野，关注国家科技进展，增强民族自信心与自豪感。再如：全国乙卷第17

题以医学治疗中常用放射性核素为背景，考查学生对半衰期的理解和应用；第

18题以2020年诺贝尔物理学奖为情境，呈现银河系中心附近的恒星多年的运

动轨迹，考查学生从图象中获取运动的周期，以及利用开普勒第三定律、万有

引力定律等知识综合解决实际问题的能力，引导学生关注前沿科技领域；第24

题以运动员拍篮球创设情境，考查学生对动能、功、牛顿第二定律、匀变速直

线运动等概念和规律的理解与应用，引导学生增强体育锻炼，渗透健康第一的

理念。

3.增强试题的灵活性，引导学生培养关键能力

2021年高考物理命题通过丰富试题的呈现形式、设置新颖的问题角度等方

式，增强试题的灵活性，考查学生的推理能力、分析综合能力、应用数学处理

物理问题的能力等，引导学生培养关键能力和学科素养。如：全国甲卷第16

题提供了一根无限长通电直导线所产生磁场的磁感应强度与距离的关系，考查

学生利用所学的叠加原理处理新信息的能力；第21题设计了质量相等、横截面

积不同、匝数不同的两线圈，考查学生综合运用法拉第电磁感应定律、安培力

公式、电阻率公式、密度公式等解决复杂问题的能力；第25题以带电粒子在磁

场中的偏转为情境，要求学生能够将题干的约束条件用数学公式表达，对学生

应用数学处理物理问题的能力要求较高；第34(2)题要求学生理解“此后每

隔Az=0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同”的含义，能够分析

质点A、B振动的关系，对学生推理能力要求较高。再如：全国乙卷第21题通

过呈现拉力随时间的变化图象及木板加速度随时间的变化图象，要求学生综合

分析2幅图象的特点，建立物块和木板的整个运动过程，能够提取图象中的关

键信息进行逻辑推理，对学生信息加工能力、推理能力、分析综合能力要求较

高；第25题对常规的金属棒在导体框上运动的情境进行了创新，呈现导体框和

金属棒在斜面上下滑经过磁场区域的情境，研究对象、研究过程和受力情况更

为复杂，对学生综合分析能力要求较高。

2021年高考全国甲卷理综物理真题

（使用地区：四川、广西、云南、贵州、西藏）

一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共8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。分。

1.如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板一处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直

杆上调节，使得平板与底座之间的夹角《可变。将小物块由平板与竖直杆交点。处静止释放，物块沿平板

从。点滑至尸点所用的时间t与夹角。的大小有关。若由30。逐渐增大至60°,物块的下滑时间》将（）

A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大

2.“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反

复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达50r/s,此时纽扣上距

离中心1cm处的点向心加速度大小约为（）

外力口外力

A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s2

3.两足够长直导线均折成直角，按图示方式放置在同一平面内，加与O'Q在一条直线上，PO'与OF在

一条直线上，两导线相互绝缘，通有相等的电流/,电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流/时,

所产生的磁场在距离导线d处的磁感应强度大小为8,则图中与导线距离均为d的以4两点处的磁感应强

度大小分别为（）

八Q

M：-4-△--；N

d\O'\d

(---------------------------------------<—

0/p

I

E八

A.B、0B.0、2BC.28、28D.B、B

4.如图，一个原子核X经图中所示的一系列a、/衰变后，生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子

的总个数为（）

A.6B.8C.10D.14

5.2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期

约为1.8X10、的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8X105m«已知火星半径约为3.4X

10（im,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2,则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离

约为（）

A6X107B.6X10mC.6X107D.6X107

6.某电场的等势面如图所示，图中a、b、c、d、e为电场中的5个点，则（)

、\4V6V/

2Ve3VVI5V/”7V8V

A.一正电荷从6点运动到e点，电场力做正功

B.一电子从a点运动到d点，电场力做功为4eV

C.。点电场强度垂直于该点所在等势面，方向向右

D.a、b、c、d四个点中，6点的电场强度大小最大

7.一质量为勿的物体自倾角为a的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为线，向上

滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为*。已知sina=0.6,重力

加速度大小为g。则（）

A.物体向上滑动的距离为袅

2mg

B.物体向下滑动时的加速度大小为］

C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5

D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长

8.由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈，两线圈的质量相等，但所用导线的横截

面积不同，甲线圈的匝数是乙的2倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落，一段时间

后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域，磁场的上边界水平，如图所示。不计空气阻力，已知下落过程

中线圈始终平行于纸面，上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前，可能出现的是（）

甲□□乙

XXXXX

XXXXX

XXXXX

A.甲和乙都加速运动

B.甲和乙都减速运动

C.甲加速运动，乙减速运动

D.甲减速运动，乙加速运动

二、非选择题：第9〜12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13〜16题为选考题，考

生根据要求作答。

（-）必考题

9.为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数，一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上，形成一倾

角为。的斜面（已知sin。=0.34,cosa=0.94）,小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机

拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得5个连续相等时间间隔（每个时间间隔g0.20s）

内小铜块沿斜面下滑的距离s（7=1,2,3,4,5）,如下表所示。

S1s2与日$5

5.87cm7.58cm9.31cm11.02cm12.74cm

由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为m/d,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数

为。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取9.80m/-）

10.某同学用图（a）所示电路探究小灯泡的伏安特性，所用器材有：

小灯泡（额定电压2.5V,额定电流0.3A）

电压表（量程300®V,内阻300C）

电流表（量程300mA,内阻0.27C）

定值电阻兆

滑动变阻器用（阻值0-20。）

电阻箱&（最大阻值9999.9C）

电源后（电动势6V,内阻不计）

开关S、导线若干。

完成下列填空：

（1）有3个阻值分别为10。、20。、30。的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的卜I

曲线，而应选取阻值为C的定值电阻;

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的(填"a"或"b")端;

（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱用的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和电

流表的示数U、I,结果如图"）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为。（保

留1位有效数字）:

020406080100120

图(b)

（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知，应将石的阻值调整为

然后调节滑动变阻器A,测得数据如下表所示:

勿mV24.046.076.0110.0128.0152.01840216.0250.0

7/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0

(5)由图(b)和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻(填''增大”“减小”

或“不变”)；

(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表电流为160mA,可得此时小灯泡电功率协=W

(保留2位有效数字)；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为心则房=_______(保留至

叫

整数)。

11.如图，一倾角为。的光滑斜面上有50个减速带(图中未完全画出)，相邻减速带间的距离均为d,减速

带的宽度远小于d;一质量为卬的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带/处由静止释放。已知小车

通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速

带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s

后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为〃，重力加速度大小为g。

(1)求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能；

(2)求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能；

(3)若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能，则/应

满足什么条件？

(无动力)小车

12.如图，长度均为/的两块挡板竖直相对放置，间距也为，，两挡板上边缘夕和步处于同一水平线上，在

该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为及两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强

度大小可调节的匀强磁场。一质量为例电荷量为g(q>0)的粒子自电场中某处以大小为%的速度水平向

右发射，恰好从P点处射入磁场，从两挡板下边缘0和N之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。

已知粒子射入磁场时的速度方向与闻的夹角为60°,不计重力。

(1)求粒子发射位置到一点的距离；

(2)求磁感应强度大小的取值范围；

(3)若粒子正好从QM中点射出磁场，求粒子在磁场中的轨迹与挡板网,的最近距离。

(-)选考题：

[物理——选修3-3]

13.如图，一定量理想气体经历的两个不同过程，分别由体积-温度g)图上的两条直线I和n表示,

匕和总分别为两直线与纵轴交点的纵坐标；力。为它们的延长线与横轴交点的横坐标，友是它们的延长线与横

轴交点的横坐标，t°=-273.15°C；a、6为直线I上的一点。由图可知，气体在状态a和6的压强之比

—=;气体在状态8和c的压强之比—=

PbPe

14.如图，一汽缸中由活塞封闭有一定量的理想气体，中间的隔板将气体分为A、B两部分；初始时，A、B

的体积均为匕压强均等于大气压R,隔板上装有压力传感器和控制装置，当隔板两边压强差超过0.5R时

隔板就会滑动，否则隔板停止运动。气体温度始终保持不变。向右缓慢推动活塞，使B的体积减小为

2

(i)求A的体积和B的压强；

(ii)再使活塞向左缓慢回到初始位置，求此时A的体积和B的压强。

活塞隔板

[物理——选修3-4]

15.如图，单色光从折射率上1.5、厚度漆10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为3xl()8m/s,

则该单色光在玻璃板内传播的速度为m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用

时间C的取值范围是sWKs(不考虑反射)。

16.均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和施=16cm。某简谐横波沿x轴正方向传

播，波速为-20cm/s,波长大于20cm,振幅为尸1cm,且传播时无衰减。户。时刻A、B偏离平衡位置的位

移大小相等、方向相同，运动方向相反，此后每隔△占0.6s两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同。

已知在小时刻(G0),质点A位于波峰。求

(i)从G时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；

(ii)t.时刻质点B偏离平衡位置的位移。

2021年高考全国甲卷理综物理真题参考答案

l.D

2.C

3.B

4.A

5.C

6.BD

7.BC

8.AB

9.(1).0.43(2).0.32

10.(1).10(2).a(3).0.7(4).2700(5).增大(6).0.074(7).

10

11.(1)…皿(2)〃吆(L+29")sin"〃像,⑶L3G

30sin。

12.(1)姮强；(2):焦净.(3)粒子运动轨迹见解析，39To6/

6qE(3+Q3)qlql44

13.(1).1(2).

14.(i)匕=0”,(ii)

PB=2P。；VA=(45-1)V,PB=^LPO

15.(1).2xl08(2).5x10-'°(3).375xIO-10

16.(i)0.8s；(ii)-0.5cm

2021年高考全国乙卷理综物理真题

（使用地区：安徽、河南、陕西、山西、江西、甘肃、黑龙江、吉林、宁夏、青海、新疆、内蒙古）

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.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（）

—0000000口

忌〃〃〃〃〃〃〃◎〃：〃

77777777777777777777777777777777777

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

2.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"和川处，该试探电荷受到的电场力大小分别为时和

FN，相应的电势能分别为Ep”和纥人则)

O

_L

图(a)'图（b）

B.,EpM>EpN

A.EM<FN,E2乂>E2只EM>FN

CEw<FN,EpM<EpND-EM>FN,EpM<EpN

3.如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为限电荷量为4（4＞。）的带电粒子从

圆周上的"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M，离开磁场时速

度方向偏转90。；若射入磁场时的速度大小为匕，离开磁场时速度方向偏转60。，不计重力，

则F为（）

V2

A-IB-TcTD.目

4.医学治疗中常用放射性核素"'in产生，射线，而eg是由半衰期相对较长的“3sn衰变产生

m

的。对于质量为%的eSn,经过时间C后剩余的⑴Sn质量为加,其一一，图线如图所示。从

血。

图中可以得到u’Sn的半衰期为（)

A.67.3dB.lOl.OdC.115.1dD.124.9d

5.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1000AU（太阳到地球的距离为1AU）

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，设太阳的质量为也可以推测出该黑洞

质量约为（）

A.4X104MB.4X106MC.4X108MD.4X10'°M

6.水平桌面上，一质量为加的物体在水平恒力/拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等

于s。时，速度的大小为%,此时撤去尸，物体继续滑行2%的路程后停止运动，重力加速度大

小为g,则（）

A.在此过程中尸所做的功为《加/

B.在此过中产的冲量大小等于

C.物体与桌面间动摩擦因数等于4

4s°g

D.少的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的2倍

7.四个带电粒子的电荷量和质量分别（+4,加）、（+02加）、（+3g,3的、（-孙〃力它们先后以相

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（）

B.o

8.水平地面上有一质量为叫的长木板，木板的左端上有一质量为%的物块，如图（a）所示。

用水平向右的拉力厂作用在物块上，尸随时间2的变化关系如图（6）所示，其中耳、尼分别

为与时刻尸的大小。木板的加速度4随时间1的变化关系如图（。）所示。已知木板与地

面间的动摩擦因数为从，物块与木板间的动摩擦因数为外，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（）

m.+rriy一

C.人＞」一FD.在。~弓时间段物块与木板加速度相等

m2

二、非选择题：第9〜12题为必考题，每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题，考

生根据要求作答。

（-）必考题：

9.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。

斜槽

图(b)

完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）

（1）小球运动到图（b）中位置力时，其速度的水平分量大小为m/s,竖直分量

大小为m/s；

（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为m/s2o

10.一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势以约1.5V）和内阻r（小于2n）。

图中电压表量程为IV，内阻&=38O.OQ；定值电阻飞=20.0。；电阻箱R,最大阻值为999.9。；

s为开关。按电路图连接电路。完成下列填空:

-----------------1I---

SE,r

图（a）

（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c（填“5.0”

或“15.0”）；

（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值不和电压表的相应读数〃；

（3）根据图（a）所小电路，用/?、&＞、R、、£和二表示少，得）=;

（4）利用测量数据，做"一尺图线，如图（b）所示：

（5）通过图（b）可得E=V（保留2位小数），厂=。（保留1位小

数）；

（6）若将图（a）中的电压表当成理想电表，得到的电源电动势为E,由此产生的误差为

二二£xioo%=%

Eo

11.一篮球质量为加=0.60kg,一运动员使其从距地面高度为％=L8m处由静止自由落下，反

弹高度为饱=L2m。若使篮球从距地面为=L5m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L5m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间

为f=0.20s；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g=10m/s2,不

计空气阻力。求：

（1）运动员拍球过程中对篮球所做的功；

（2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。

12.如图，一倾角为。的光滑固定斜面的顶端放有质量M=0.（）6kg的U型导体框，导体框的电

阻忽略不计；一电阻K=3Q的金属棒8的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路8所；

EF与斜面底边平行，长度L=0.6m。初始时C。与EE相距”=0.4m,金属棒与导体框同时由

3

静止开始下滑，金属棒下滑距离电=^m后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界

16

（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EF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6