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绝密 ★ 启用前 D．剪断A处轻绳瞬间，m的加速度为μg
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4．如图所示，通电直导线a与金属圆环b位于同一竖直平面内，相互绝缘。若a中通有方向
2021 年普通高等学校招生全国统一考试
水平向右的电流时，其受到的安培力向上，则下列分析正确的是( )
班级
姓名 物 理
准考证号 A．a中的电流一定在增大
注意事项： B．a中的电流可能在增大，也可能在减小
考场号
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必将自己 C．b中产生逆时针方向的感应电流，且感应电流在减小
此卷只
装订
座位
不
号
密 封 的 姓名、考生号填写在答题卡上。
D．b中产生顺时针方向的感应电流，感应电流可能恒定不变
5．如图所示，矩形ABCD的顶点A、C分别固定有电荷量相等的正、负点电荷，O点为矩形对
2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题的答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，
角线的交点， B点的电势为φ，则下列说法正确的是( )
如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案填写在答题卡上，写在试卷上无效。
4．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。
A．D点电势为φ
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有
B．B、D两点的场强大小相等，方向相反
一项是符合题目要求的。
C．B、D两点的场强大小相等，方向相同
1．下列各组物理量，全属于矢量的是( )
D．将一质子从B点沿直线移到D点电场力先做正功后做负功
A．磁感应强度 洛伦兹力 B．电流 磁通量
6．如图所示，某机器人研究小组自制的机器车能够自动识别障碍物上、下坡。该机器车质量
C．电场强度 电势 D．磁通量 安培力
m＝20 kg，在水平路面AB段以速度v＝6 m/s匀速行驶，BC段是一段陡坡。机器车在BC段仅用t
1
2．李娜是亚洲第一位大满贯女子单打冠军。若李娜某次训练击球时，第一次将网球从A点水
＝5 s就运动到了坡顶，且到达坡顶前机器车已经以速度v＝3 m/s做匀速运动。已知整个过程中该
2
平击出，网球击中D点；第二次将该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最
机器车的输出功率保持不变，机器车在AB段受到的阻力F ＝200 N，在BC段所受阻力恒定，机器
f1
高点为C，网球也击中D点。A、C高度相同，忽略空气阻力，则( )
车经过B点时无机械能损失，则下列说法正确的是( )
A．两次击球过程中，网球的初速度大小一定不相等
A．该机器车的额定功率为600 W
B．网球两次击中D点时速大小相等
B．该机器车经过B点后刚开始上坡的加速度大小为8 m/s2
C．网球两次击中D点时，重力做功的瞬时功率相同
C．该机器车速度减至4 m/s时，其加速度大小为5 m/s2
D．网球从B点到D点的过程中，重力对球的冲量为零
D．BC段的长度为10.5 m
3．如图，在水平桌面上叠放着两个物块M和m，M与桌面间的动摩擦因数为μ，m与M之间
1 7．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于n＝3激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同
的动摩擦因数为μ，一根轻绳一端与M相连，另一端绕过光滑的定滑轮A系在竖直杆上的B点，
2 的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的
现将另一个物体G用光滑轻质挂钩挂在轻绳上AB之间的O点，已知整个装置处于静止状态时，竖
图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
直杆与绳OB的夹角为α，则( )
A．将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力变小
A．光电管阴极K金属材料的逸出功为7.00 eV
B．将竖直杆缓慢向右移动一小段距离时绳的张力增大
B．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
C．M所受的摩擦力为μ(M＋m)g
1C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极 三、非选择题：共54分。第11～14题为必考题，每个试题考生都必须作答。第15～16题为选
D．氢原子跃迁放出的光子中有3种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象 考题，考生根据要求作答。
二、多选选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多 （一）必考题：共42分
项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 11．(6分)某学生用图甲所示的实验装置测量物块与斜面间的动摩擦因数。已知打点计时器所
8．电阻不可忽略的线圈L 可看作是一个定值电阻R（线圈电阻）与一个纯线圈L串联而成， 用电源的频率为50 Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图乙所示，已知图中每相邻两个
0 0
如图甲。在如图乙所示电路中，常规变压器T线圈电阻不可忽略，变压器原线圈接理想交流电源， 计数点间还有一个点未标出。
当滑动变阻器触头P向b端滑动时，下列说法正确的是( )
(l)由图乙可知：物块下滑过程打计数点D时物块的速度v ＝ m/s，该过程物块运动的加速度
D
A．变压器初级线圈电压降低 a＝ m/s2；（结果保留两位小数）
B．变压器输入功率变小 (2)已知当地的重力加速度g，斜面倾角θ，则物块与斜面间的动摩擦因数可表示为μ＝＿＿＿
C．小灯泡变暗 ＿。（用g、θ及a等物理理表示）
D．R 消耗功率增大 12．(10分)某同学准备测量一节干电池电动势和内电阻，他从实验室里借来如下实验器材：
1
9．有A、B两颗绕地球运动的人造卫星，其轨道分别为如图所示的Ⅰ和Ⅱ，轨道Ⅰ为半径为R A．电流表A（量程为0.6 A，内阻约为0.5 Ω）
1
的圆，轨道Ⅱ为长轴等于2R的椭圆，两轨道不在同一平面内，轨道Ⅱ上c、d两点距离轨道Ⅰ垂直 B．电流表A（量程为2 mA，内阻为100 Ω）
2
距离均为l且是两轨道距离最近的两点，O点为地球球心位置，已知地球质量为M，万有引力常量 C．电压表V（量程为6 V，内阻约为10 kΩ）
为G。下列说法正确的是( ) D．滑动变阻器R（最大电阻值为10 Ω）
1
E．电阻箱R（最大电阻值为999.9 Ω）
2
F．开关、导线若干
G．待测干电池
(l)该同学发现电压表的量程太大，准备用电流表和电阻箱改装为一量程为2.0 V的电压表，则
A．A、B运行周期之比T∶T ＝1∶1
A B
其应该选择的电流表是________(填“A”或“A”)，电阻箱的接入电路的电阻值应该为
B．若B经过c点时到A的距离为l，则下次距离为l时B恰好经过d点 1 2
______Ω；
C．若A的运行速率为v，设B经过a点时的速率为v，则v＜v
0 0
(2)请你帮助该同学在图甲中补充完整实验电路图；
D．若Oa＝R，则B经过b点时的加速度与A的加速度之比为4∶9
10．如图所示，足够长的两平行光滑金属导轨间的距离L＝0.6 m，导轨所在的平面与水平面夹
角θ＝37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B＝0.5 T，方向垂直于导轨平面的匀强磁场。两导
轨上端接有一额定电压U＝3.6 V的小灯泡。现把一质量m＝0.1 kg的金属棒ab垂直放置在导轨上
由静止释放，当金属棒达到最大速度时小灯泡恰好正常发光，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且
接触良好。金属棒和导轨电阻不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则下列说法正确的是
( )
(3)实验过程中，该同学多次调节滑动接入电路的电阻值，得到两电流表A 的示数I 和电流表
1 1
A 的示数I 如下表所示。请你根据表中的数据帮助该同学在图乙的坐标系中描点并连线。根据图线
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可知，该干电流的电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω。（结果保留两位小数）
A．通过金属棒ab的电流方向从a到b
I/A 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
1
B．金属棒运动过程中的最大速度为12 m/s
I/mA 1.37 1.28 1.21 1.14 1.05
2
C．小灯泡正常发光时的电阻值为2.0 Ω
D．小灯泡的额定功率为7.2 W 13．(10分)如图甲所示，倾角为θ的倾斜轨道与水平轨道交于Q点，在倾斜轨道上高h处由静止释放滑块A，此后A与静止在水平轨道上P处的滑块B发生弹性碰撞（碰撞时间不计）。已知B
与轨道间的动摩擦因数为μ，A与轨道间无摩擦，重力加速度大小为g。滑块A的部分速度－时间
图像如图乙所示。（A、B均可视为质点，水平轨道足够长，A过Q点时速度大小不变、方向变为 （二）选考题：共12分。请考生从2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计
与轨道平行。） 分。
15．[物理——选修3－3]（12分）
(1)(4分)一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，它的压强p与热力学温
度T的变化关系如图所示，其中ba和cd的延长线过坐标原点，状态a、d的温度相等。则从状态d
到a，气体与外界 热交换（选填“有”或“无”）；从状态b到c，气体吸收的热量
它对外界做的功（选填“大于”“等于”或“小于”）。
(1)求A、B的质量之比m ∶m ；
A B
(2)当P、Q的距离s ＝0.2h，θ＝30°时，要使在B的速度减为零之前，A与B能发生第二次碰
PQ
撞，试确定μ的取值范围。
(2)(8分)如图所示，一竖直放置的气缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装
一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为2p，气室2内气体压强为p，气柱长
0 0
均为L，活塞面积为S，活塞与气缸间无摩擦，气缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放上质量为
m的细砂，重力加速度为g。若 ，则气室1内气体压强为多少？
14．(16分)如图，在xOy平面的I、II区域内，分别存在沿y轴方向的匀强电场与垂直xOy平面
的匀强磁场，其边界与x轴垂直，电场的宽度为l，电场强度大小为E；磁场的宽度为d，磁感应强
度的大小为B。一带正电的粒子以某一速度从P点沿x轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以
从II区域右侧沿x轴正方向射出。不计重力。
16．[物理——选修3－4]（12分）
(1)(4分)一列简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，当传播到x＝1 m处的质点A时开
始计时，t＝4 s时的波形如图所示，且此时波刚好传播到x＝3 m处，B、C两质点此时的位移均为
y＝1 m。则质点A振动的位移方程为y＝ ； t＝4 s之后，质点C比质点B回到平衡
位置要晚 s。
(1)求该粒子从P点入射时速度的大小；
(2)若改变磁场的大小，带电粒子从P点以原速度射入，恰好不从磁场右侧射出，且该粒子进入
磁场时的速度方向与y轴负方向的夹角为37°，求改变后磁场的大小及粒子运动的时间。
(2)(8分)如图，一边长a＝2 m的正方体浮箱ABCD漂浮在水面上，恰好露出水面一半体积，
AB边左侧水面上有不透明物体覆盖，但E处有一小孔，在E处左侧F处有一潜水员竖直向下潜水，
当潜水员下潜到P处时恰好能从E处小也看到浮箱的A角。现测得E、F间距离s＝3 m。P、F间
距离h＝4 m，已知水的折射率n＝。若浮箱向左移动s
1
＝ m，则潜水员要多深才能从E处小孔看到
浮箱的A角。
