2021年全国高考物理冲刺信息卷（新课标Ⅰ卷六）（解析版）

2021年全国高考物理冲刺信息卷（六）（新课标I卷）

理科综合,物理

（考试时间：55分钟试卷满分：110分）

注意事项：

1.本试卷分第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考

证号填写在答题卡上。

2.回答第I卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，

用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。

3.回答第H卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第I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，有选错或不答的得。分。

14.用频率分别为v和2v的光照射某种金属材料，两种情况下测得的该金属材料发生光电效应的遏止电

压之比为1：3,已知普朗克常量为/?,则该金属的逸出功为（）

A.hvB.—hvC.-hvD.—hv

234

【答案】B

【解析】设用频率分别为丫和功的光照射时，逸出的光电子的最大初动能分别为&和马，则由爱因

斯坦光电效应方程可得£；=*-叱＞,E2=2hv-W0,乂因为£；=eq,E2=eUc2,小=；，以上各式

Uc2J

联立可解得叱,=:配，故选B。

15.2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，北斗系统由空间段、地面段和用户段三

部分组成，空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。如图所示，

中圆地球轨道卫星A与地球静止轨道卫星B在同一平面绕地球做同方向的匀速圆周运动，此时恰好相距最

近。已知地球的质量为M、地球自转周期为T,中圆地球轨道卫星A的轨道半径为以，万有引力常量为G,

贝（）

地球

A.卫星A的周期大于卫星B的周期

B.卫星A的机械能小于卫星B的机械能

C.卫星A的线速度和加速度均比卫星B的小

/2兀

D.经过时间-lGM_271,两卫星到下一次相距最近

【答案】D

【解析】由冬=鸟，可知选项A错误;由G粤

两卫星的质量关系不清楚，选项B错误;

得v=d——，故”>%；由67-=，⑶，可知幺>g，选项c错误；由=

2兀

2兀t=―/

①At——，=2兀，解得IGM2兀，故选项D正确。故选D。

丁“亍

16.随着新能源轿车的普及，无线充电技术得到了进一步开发和应用。一般给大功率电动汽车充电时利用

的是电磁感应原理。如图所示，由地面供电装置（主要装置有线圈和电源）将电能传送至电动车底部的感应装

置（主要装置是线圈），该装置使用接收到的电能对车载电池进行充电，供电装置与车身接收装置之间通过磁

场传送能量，由于电磁辐射等因素，其能量传输效率只能达到90%左右。无线充电桩一般采用平铺式放置，

用户无需下车、无需插电即可对电动车进行充电。目前，无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为15〜

25cm,允许的错位误差一般为15cm左右。下列说法正确的是（）

A.无线充电桩的优越性之一是在百米开外也可以对电车快速充电

B.车身感应线圈中感应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化

C.车身感应线圈中感应电流产生的磁场总是与地面发射线圈中电流的磁场方向相反

D.若线圈均采用超导材料制成，则能量的传输效率有望达到100%

【答案】B

【解析】由题意可知无线充电桩可以允许的充电有效距离一般为15〜25cm,允许的错位误差一般为

15cm左右，因此达不到在百米开外对电车快速充电，选项A错误；由楞次定律可知，车身感应线圈中感

应电流产生的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，选项B正确；当地面发射线圈中电流增加时，

穿过车身感应线圈的磁通量增加，根据楞次定律可知，此时车身感应线圈中感应电流的磁场方向与地面发

射线圈中电流的磁场方向相反，当地面发射线圈中电流减小时，穿过车身感应线圈的磁通量减少，根据楞

次定律可知，此时车身感应线圈中感应电流的磁场方向与地面发射线圈中电流的磁场方向相同，选项C错

误；由于有电磁辐射，传送能量过程中有能量损失，因此即使线圈均采用超导材料制成，传输效率也不可

能达到100%,选项D错误。

17.由相关电磁学理论可以知道，若圆环形通电导线的中心为O,环的半径为r,环中通以电流，环心。处

的磁感应强度大小B=应，其中为真空磁导率。若P点是过圆环形通电导线中心。点的轴线上的一点,

2r

且距。点的距离是x,根据所学的物理知识判断出以下有关尸点磁感应强度B的表达式正确的是（）

B=—^L_

A.B=B.

2(r2+x2)22(产+尤2户

出,I

C.B=D.B

2(r2+x2

2(r2+x2)2

【答案】A

【解析】答案变形为＞=的13闻号T,其单位与8=黑一致，A正确；答案变形

2（/+X2）22(/+f)5r+x2r

r

”不一致，B错误；答案变形为

为8—3其单位与

226

2(r2+x2)22(r+x)2'+'2r

〃（）/ru/

B=---------其单位与5=络不一致，C错误；答案变形为

2(r2+x2y2（户+/）5-+x2r

B=的门4""不一致，D错误。

2(r2+x2-------------1------------F,其单位与8

2(r2+x2y(r2+x2y2r

18.如图所示，O点是竖直平面内圆的圆心，A、B、C三点将圆三等分，C。是圆的水平直径，在4、B两

点分别固定等量的正点电荷。下列说法正确的是（）

A

B

A.D、0、C三点的电势大小关系为0。=%=%

B.一个电子可以在A、8两点电荷的电场中做圆周运动

C.将一个电子从C点静止释放，电子从C点沿直线到。点的过程中所受的电场力先减小后增大

D.将很多质子以相同的初动能从。点沿圆周平面内向各个方向发射，从。点离开圆周时质子的动能最

小

【答案】B

【解析】。、。与两点电荷的距离相等且小于C点与两点电荷的距离，由电势的叠加可知%=%>外,

A错误。给电子适当的初速度，电子可以在A、8两点连线的中垂面内绕48的中点为圆心做匀速圆周运

动,B正确。设两点间距为L两点电荷的电量均为+Q,C£>上某点M,设=。（0°<6<9°）,

2攵。sin。8kQ.2A

Er*-------7=——sincos0

A、8两点电荷在历力:形成电场的合场强沿0c方向，其大小为M（乙）2£2,

12cos0）

由数学知识可知当tan6=等“an30°<tane=#<tan60°,E时有最大值，即电子从C点沿直线

到。点的过程中所受的电场力先增大后减小再增大，C错误。只有电场力做功时，带电粒子的动能与电

势能之和为一个定值，由于。点不是圆上电势最高的点，故质子从。点离开圆时动能不是最小的，D

错误。故选B。

19.从地面上以初速物度竖直向上抛出一质量为，"的球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关

系，球运动的速率随时间变化规律如图所示，。时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为均，且落地前

球已经做匀速运动.则下列说法正确的是（）

A.小球加速度在上升过程中逐渐增加，在下降过程中逐渐减小

B.小球上升过程中的平均速度小于为

2

C.小球抛出瞬间的加速度最大，到达最高点的加速度最小

D.小球抛出瞬间的加速度大小为1+ag

I

【答案】BD

【解析】上升过程，受重力和阻力，合力向下，根据牛顿第二定律，有：分mg=",解得a=g+£>g；

m

由于是减速上升，阻力逐渐减小，故加速度不断减小；下降过程，受重力和阻力，根据牛顿第二定律,

有：mg卢ma',解得：d=g—/<g；由于速度变大，阻力变大，故加速度变小；即上升和下降过程,

m

加速度一直在减小，跑出瞬间加速度最大，落回地面加速度最小；故A项错误，C项错误.

速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移，如图所示：

从图象可以看出，位移小于阴影部分面积，而阴影部分面积是匀减速直线运动的位移，匀减速直线运动

的平均速度等于九，故小球上升过程的平均速度小于生；故B正确。空气阻力与其速率成正比，最终

22

以也匀速下降，有小球抛出瞬间，有mg+Eo=〃?〃o,联立解得％=（1+：）g;故BD正确.

20.如图所示，长方形a6cd长々7=0.6m,宽出>=0.3m,2、/分别是加、尻的中点，以ad为直径的半圆

内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度5=0.25T。一群不计重力、质量机=3xl0-7kg、电荷量

q=+2X1（T3c的带电粒子以速度%=5x102m/s从左右两侧沿垂直ad和he方向射入磁场区域（不考虑边

A.从ae边射入的粒子，出射点分布在加边

B.从ed边射入的粒子，出射点全部分布在"边

C.从纱边射入的粒子，出射点全部分布在ae边

D.从兀边射入的粒子，全部从d点射出

【答案】BD

【解析】根据牛顿第二定律得4%8=机不，解得R=\£=0.3m,如果矩形区域全部存在磁场，则

从e点射入的粒子，将从b点射出，但是磁场限定在半圆区域，则粒子离开磁场后做匀速直线运动，所

以粒子会从妙射出。因此从ae边射入的粒子，有部分靠近e点射入的粒子从好边射出。A错误；从”

点射入的粒子，将从，点射出，所以从ed边射入的粒子，将都从"边射出。B正确；从/点射入的粒子，

将从4点射出，所以从"边射入的粒子，将有部分从ed边射出。C错误；因为轨道半径等于磁场半径，

所以从后边射入的粒子，会发生磁聚焦，全部从d点射出。D正确。故选BD。

21.有--种自带起吊装置的构件运输车，其起吊臂4安装在车厢前端，如图6甲所示。当卷扬机2通过绕

过定滑轮C的轻质吊索从车厢内吊起质量为，〃的构件时，连接在吊索上的拉力传感器绘制出吊索拉力随时

间变化的规律为三段直线，如图乙所示，重力加速度大小为g。则下列描述正确的是()

A.九〜B时间内构件匀加速上升

B.图乙所示整个过程构件的最大加速度为0.2g

C.若打一介=4出一九)=4加，则构件匀速上升的速度为0.9gZf

D.()〜九时间内汽车对地面的压力增大

【答案】BC

【解析】h〜f2时间内吊索拉力增大，构件所受合外力(尸=后一"取=〃"7)增大，加速度增大，故选项A

错误：玄〜f3时间内构件所受合外力最大且恒定，故最大加速度而=12写J'"K=0.2g,故选项B正确；若

f3—f2=4(f2—f|)=4Af,则构件的最大速度i，m=Av=-广，七一h)+0.2g(f3—r2)=0.9g，A3故选项C正确；

由于fl时刻构件才离开车厢底板上升，之前系统加速度为零，汽车对地面的压力大小等于汽车和构件的总

重力不变，故选项D错误。

第H卷

三、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33-34

题为选考题，考生根据要求作答。

（-）必考题（共47分）

22.（6分）某实验小组利用如图1所示的实验装置验证动量守恒定律。实验的主要步骤如下:

AB0510

图1图2

（1）用游标卡尺测量小球A、B的直径d,其示数均如图2所示，则直径d=mm,用天平测得

球4、8的质量分别为加、m2.

（2）用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线

上。

（3）将球4向左拉起使其悬线与竖直方向的夹角为a时由静止释放，与球8碰撞后，测得球A向左摆到

最高点时其悬线与竖直方向的夹角为仇，球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为

（4）若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为；若碰撞是弹性碰撞，则还应满足

的表达式为。（用测量的物理量表示）

【答案】（1）22.0（2分）yj1—cosa=m21—cos6i—m\«1—cos仇（或"“sin^=/«2sin/msin§）（2分）

/MIcosa=/mcos仇一机2（1—cos612）（2分）

【解析】设悬点到球心的距离为"碰撞前瞬间球A的速度大小为w,碰后瞬间球A、8的速度大小分别为

VI、V2,则根据机械能守恒定律得多”|记=，〃依（乙一Leosa）,^mivj=mig（L-Lcos0\）

m2g（L-LeonO2）.若两球碰撞前后的动量守恒，则，72V2

得加y]1—cosa=7«2[1—cos仇一nuy/1-cos仇（或，msin^=W2siny—/Jiising）;

若碰撞是弹性碰撞，则"*=*/+坦/，得acosa="ncos仇一"々（I—cos仇）。

23.（9分）某物理研究小组欲测量一只蓄电池（电动势约为2.2V,内阻很小）的电动势和内阻。实验室

能提供的器材如下：

电流表A（量程/A=200mA,内阻RA=10C）

定值电阻R=5C

定值电阻凡=20。

电阻箱R（最大阻值99.99C,额定电流IA）,

单刀开关一只。

(1)先将电流表与电阻(填Ri或&)串联改装成一只量程为伏特表，用此改装的伏

特表与电阻箱测量该节干电池的电动势和内阻。

(2)设计并画出用改装的伏特表与电阻箱测量该节干电池的电动势和内阻的原理电路，在电路中标出所选定

值电阻的字母

(3)该小组按正确的设计电路进行实验，改变电阻箱的阻值R,读出对应的电流表的读数以;为纵坐标,

为横坐标，作出图像为一条倾斜直线，图像斜率为晨与纵坐标的交点为则电源电动势

RIR

E=，内阻-。(表达式用相关字母表示)

【答案】⑴氏(1分)3V（1分）（2）

(3)点&0分)kR+Rj

（2分）

U3

【解析】(1)把电流表改装成3V电压衣，需要串联一个分压电阻，其电阻值R/?=—Q-10Q=5Q

A0.2

所以先将电流表与电阻R串联，改装成一只量程为3V的电压表。

(2)设计电路图如图所示:

(3)闭合电路欧姆定律和电路图可得E

整理可得.厘♦#学+g所以斜率人空匕与纵坐标交点”叁件+亳

解得蓄电池的电动势E=.〉AY,解得蓄电池的内阻，=:A"

aRA+N-Z。&+K-

24.（12分）如图所示，餐桌中心是一个可以匀速转动、半径为R的圆盘。圆盘与餐桌在同一水平面内且两

者之间的间隙可忽略不计、放置在圆盘边缘的质量为机的物体与圆盘之间的动摩擦因数为加=0.5,与餐桌

之间的动摩擦因数为〃2=0.25,餐桌高也为R。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

（1）为使物体不滑到餐桌上，求圆盘的角速度。的最大值为多少？

（2）缓慢增大圆盘的角速度，物体从圆盘上甩出，为使物体不滑落到地面，求餐桌半径尺的最小值为多大？

（3）若餐桌半径夫2帝，则在圆盘角速度缓慢增大时，求物体从圆盘上被甩出后滑落到地面上的位置到圆盘

中心的水平距离L为多少？

【答案】（I八（2h/2/?（3）等火

【解析】（1）为使物体不从圆盘上滑出，向心力不能大于物体与圆盘之间的最大静摩擦力，即〃ggKm/R（］

分）

解得必\1寸=\1叁（I分）

（2）物体恰好从圆盘上甩出时的角速度伍（1分）

则速度％=0iR=\医（1分）

当物体滑到餐桌边缘速度减小到0时，恰好不滑落到地面，根据匀变速直线运动规律，有2〃2gxi=贵（1分）

可得滑过的位移汨=错误！=R（1分）

餐桌最小半径R=错误!=错误!R。（1分）

（3）若餐桌半径&=%?,由几何关系可得物体在餐桌上滑行的距离及=错误!=错误!R（1分）

根据匀变速直线运动规律，有2（一42gx2）=%—五（1分）

可得物体离开餐桌边缘的速度也='胖（1分）

设物体离开餐桌到地面所需时间为t,根据平抛运动规律X3=V2f,R=/户

可知物体离开餐桌边缘后的水平位移X3=f（1分）

由几何关系可得，落地点到圆盘中心的水平距离乙=。（X2+X3）2+/?2=亨凡（1分）

25.（20分）某种回旋加速器的设计方案如图a所示，两个相距为d的正对的极板之间存在匀强电场，两

极板之间的电压U连续可调。两个极板的板面中部各有一狭缝（沿°尸方向的狭长区域），带电粒子可通过

狭缝穿越极板，如图力所示。两细虚线间（除开两极板之间的区域）既无电场也无磁场，其它部分存在方

向垂直于纸面、磁感应强度为8的匀强磁场。在粒子源S中产生的质量为加、带电量为4（4>°）的粒子，

由静止开始被电场加速，经狭缝中的。点进入磁场区域，最终从出射孔P射出。。点到极板右端的距离为。,

到出射孔P的距离为ZD（常数攵为大于2的自然数）。假设粒子打到器壁或粒子源外壁则被吸收，忽略相

对论效应。

（1）若粒子以最短时间射出，求两板之间的电压Uo；

r\2

（2）若电压调节为U=V_£,粒子仍从出射孔P射出，求

50m

【答案】⑴避空：⑵L仁弘+2。）〃£L侬―+M

8mqBD2qB

1,

【解析】（1）粒子以最短时间射出时，在电场中只加速1次，偏转半个圆周到P点4。0=］相片（1分）

4%8=皿（1分）

r

联立得u=也过（I分）

°8相

（2）粒子在电场中加速•次所获得的速度为匕，在磁场中偏转半径为彳，则有

L

qvtB=­（1分）

联立得a=y（1分）

mv2

I.粒子在电场和磁场中的轨迹如图所示4（+2月=&。（1分），取“8=矢（1分）

粒子第I次在电场中的加速时间为4，d=L丝t；（1分）

2md

粒子从笫3次开始加速后在电场中的总加速时间为12,则有以=组芍（2分）

md

在加速电场中运动的总时间为4,乙=4。+马（1分）

（25攵+20）加4

联立各式得。（I分）

qBD

1

n.前两次加速、减速后，粒子还需加速〃次，，应u二万加9眩（2分）

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为了，在磁场中运动的总时间为小

-27rmT

则有T=-~（1分），t=T+（n-l）r+—（1分）

qBu2

派十幺弋7一（25^-40^+18）^

联乂•各•式得%=----------------（2分）

2qB

（-）选考题：共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

33.[物理——选修3-3]（15分）

（1）（5分）一定质量的理想气体由状态“等压膨胀到状态b,再等容增压到状态c,然后等温膨胀到状态

d,最后经过一个复杂的过程回到状态m其压强P与体积V的关系如图所示。以下说法正确的是。

（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.从。到儿每个气体分子的动能都增大

B.从〃到c,气体温度升高

C.从c到d,气体内能不变

D.从d到”，气体对外界做正功

E.从。经过尻c、d,再回到。的过程，外界向气体传递的热量与气体对外界所做的功相等

【答案】BCE

【解析】从。到■，根据华9所压强不变，体积变大，则温度升高，分子平均动能变大，但是并非

每个气体分子的动能都增大，选项A错误；根据J=C可知，从人到c,体积不变，压强变大，则气体

T

温度升高，选项B正确；从。到d,气体的温度不变，则气体内能不变，选项C正确；从4到a,气体体积

减小，则外界对气体做正功，选项D错误；从a经过仄c、d,再回到。的过程，其中从。到d过程气体对

外做功的值等于图线与V轴围成的面积，从d回到。时外界对气体做功也等于图像与V轴围成的面积大小，

则整个过程中气体对外界做功，而整个过程中内能不变，则由热力学第一定律可知，外界向气体传递的热

量与气体对外界所做的功相等，选项E正确。故选BCE。

(2)(10分)如图所示，两根粗细均匀的竖直玻璃管A与B通过一条橡皮管连通，其中注入水银，原来两

管内的水银面一样高，封闭管A内空气柱长Li=57cm,开口管B的管顶比A高”=57cm。现将B管缓慢下

降，直到两管管顶平齐，这时两管内水银面高度差为/z=19cm。环境温度为27℃,取绝对零度为-273℃。求：

(1)大气压强po(计算结果可以用cmHg表示)；

(2)为使两管内的水银面再次达到相同的高度，可以保持右管的位置不变并对左管缓慢加热，则左管内气体

最终的温度为多少摄氏度？

f……B

H

.%」.…

A

O

【答案】⑴Po=76cmHg；⑵，2=177C

【解析】（1）依题意可以得到水银柱初末状态的位置示意图甲、乙、丙

图甲中，左管气体压强Pi=〃o,体积为K=z1s

图乙中左管内气体压强P2=Po-「g〃，体积匕=L2s

图丙中左管气体压强P3=Po

体积匕=&S,依题意，结合甲乙两图的水银柱的位置关系可得4=6+，H-^h（1分）

由玻意耳定律PM=PM（2分）

解得〃0=76cmHg（1分）