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绝密 ★ 启用前 子经过一定的时间有一半发生反应，转化为另一种原子，故C正确；该衰变反应由能量放出，则有
质量损失，故D错误。
2021 年普通高等学校招生全国统一考试
3．在某星球表面以初速度v 竖直上抛一个物体，经过t时间落回抛出点，若物体只受该星球
0
班
引力作用，不考虑星球的自转，已知该星球的直径为d，引力常为G，则该星球的平均密度为(
级 物 理 )
姓名
A． B． C． D．
注意事项：
【答案】A
准考证号
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
此卷
【解析】物体竖直上抛过程有v
0
＝g‧t，由万有引力定律可知G＝mg，R＝d，M＝ρπR3，解得
考场号 的姓名、考生号填写在答题卡上。
只 装 订 不
密 封 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， ，故A正确。
座位号
4．如图所示为玻璃砖横截面，上表面为半圆，ABCD为正方形，一束平行光线垂直于CD边射
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。
入玻璃砖，在半圆面AB上恰好有三分之一面积可看到透光。则玻璃砖的折射率为( )
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。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有
一项是符合题目要求的。
A．2 B． C．3 D．
1．下列关于热现象的描述正确的是( )
【答案】A
A．分子间的距离越近，分子间的作用力就越大
【解析】由题意可知，光线进入玻璃砖后，从圆弧面AB射出时有部分光线发生全反射，因在
B．扩散现象和布朗运动都能说明分子在永不停息的做无规则运动
AB面上恰好有三分之一面积透光，如图所示，可知恰好发生全反射时入射光对应的入射角为30°，
C．气体温度每升高1 ℃所吸收的热量与气体经历的具体过程无关
D．水蒸气的压强离饱和汽压越远，人感觉越潮湿
则 ，A正确。
【答案】B
【解析】当两分子间的距离从很远处靠近时，分子间的作用力先增大后减小，再增大，故A错
误；扩散现象和布朗运动都能说明分子在永不停息的做无规则运动，故B正确；气体温度每升高1
℃所吸收的热量与气体经历的具体过程有关，故C错误；水蒸气的压强离饱和汽压越远，人感觉越
5．如图所示为一列简谐波在t＝0时刻的波形图，Q、P是波上的两质点，此刻质点P沿y轴负
干燥，故D错误。
方向运动，且t＝1 s时第一次运动到波谷位置。则质点Q的振动方程为( )
2．目前，在太空中工作时间最长的探测器是旅行者一号，已经在太空中飞行了四十多年，已
到达距离地球二百多亿公里的太阳系边缘。旅行者一号之所以能够工作这么长的时间，其携带的
“钚同位素核电池”功不可没。已知该同位素的半衰期为24100年，衰变方程为
。则下列分析正确的是( )
A．y＝0.2sin(t＋) m B．y＝0.2sin(t－) m
A．该核反应为裂变反应
C．y＝0.2sin(t－) m D．y＝0.2sin(t＋) m
B．X原子核中有92个中子
【答案】B
C．电池中的 每经过24100年约减少一半 【解析】t＝1 s时P点第一次回到波谷，则周期T＝4 s，ω＝＝；t＝0时刻P点沿y轴负方向
D．衰变前后反应物与生成物的质量相等 运动，说明波沿x轴正方向传播，则此时Q沿y轴正方向运动，且Q点对应的位移为－1 m，所以
【答案】C Q点的振动方程为y＝0.2sin(t－) m，B正确。
【解析】衰变是自发进行的过程，而核裂变需要通过激发才能产生，故A错误；X的质量数为 6．一同学利用如图甲所示实验装置测量当地的重力加速度，为了提高实验精确度，在实验中
239－4＝235，电荷数为94－2＝92，则中子数为235－92＝143，故B错误；半衰期是指大量的原 改变几次摆长l、测出相应的周期T，得出几组l和对应的T的数值，再以l为横坐标。T2为纵坐标，
将所得数据连成直线如图乙所示，则测得的重力加速度大小约为( )A．变压器原、副线圈的匝数比为55∶9
A．9.70 m/s2 B．9.80 m/s2 C．9.86 m/s2 D．10.00 m/s2
【答案】C
B．变压器原线圈输入电压的有效值为 V
C．小灯泡L两端电压的最大值为36 V
【解析】由公式T＝2π得T2＝，则图乙中图线的斜率 ，则g≈9.86 m/s2，故C正确。
D．0～1 s内小灯泡L电流方向改变的次数为33
7．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
【答案】BCD
角线的交点， B点的电势为φ，则下列说法正确的是( )
【解析】由公式 ，解得 V，即原线圈电压的有效值为 V，
A．D点电势为φ
B正确；由公式 ，得 ，U ＝36 V，A错误，C正确；交变电流的周期T＝
2m
B．B、D两点的场强大小相等，方向相反
0.06 s，每周期内电流的方向改变2次，所以0～1 s内小灯泡L电流方向改变的次数为33，D正确。
C．B、D两点的场强大小相等，方向相同
10．一物体从距离地面h＝3.2 m的高度水平抛出，落地时的水平位移x＝4.8 m，记录下该平
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
抛运动的轨迹，并按照1∶1的比例制作成了一条钢制抛物线轨道，如图所示。现让一个铁环从抛
【答案】C
物线轨道顶端从静止滑下，不计运动过程中摩擦阻力和空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，则下面
【解析】电场线由A指向C，等势线与电场线垂直，顺着电场线的方向电势逐渐降低，所以B
说法正确的是( )
点的电势比D点的高，故A错误；根据点电荷的电场线分布特点可知，B、D两点的场强大小相等，
方向相同，故B错误，C正确；将一质子从B点沿直线移到D点，电场力先做负功后做正功，故D
错误。
8．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 A．铁环滑落到抛物线轨道末端时的水平速度大小为6 m/s
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( ) B．铁环滑落到抛物线轨道末端时的竖直速度大小为6.4 m/s
C．铁环在抛物线轨道中的运动时间为0.8 s
D．铁环下滑到轨道末端时的加速度大小为8 m/s2
【答案】BD
A．a中的电流一定在增大
【解析】铁环做平抛运动时有x＝vt，h＝gt2，解得v＝6 m/s，t＝0.8 s，v＝gt＝8 m/s，着地
B．a中的电流可能在增大，也可能在减小 0 0 y
时速度方向与水平方向夹角θ满足tan θ＝＝。铁环在抛物线轨道中运动时机械能守恒，则有mgh
C．b中产生逆时针方向的感应电流，且感应电流在减小
＝mv2，解得v＝8 m/s，因此铁环滑落到抛物线轨道末端时的水平速度大小为vcos θ＝4.8 m/s，竖
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
直速度大小为vsin θ＝6.4 m/s，故A错误，B正确；铁环在抛物线轨道中运动时竖直方向加速度小
【答案】D
于g，故运动时间大于0.8 s，C错误；铁环下滑到轨道末端时由牛顿第二定律得mgsin θ＝ma，a＝
【解析】由右手螺旋定则可判断，通过电导线a在圆环中的合磁通量方向向里，又因导线a受
8 m/s2，故D正确。
到的安培力向上，则说明圆环中向里的磁通量在减弱，即a中的电流在减小，故AB错误；由右手
11．如图所示，正方形abcd区域内有沿ab方向的匀强电场，一不计重力的粒子以速度v 从ab
螺旋定则可判断圆环b中产生顺时针方向的电流，因不知a中电流变化的快慢程度，所以b中感应 0
边的中点沿ad方向射入电场，恰好从c点离开电场。若把电场换为垂直纸面向里的匀强磁场，粒
电流的大小可能恒定不变，故C错误，D正确。
子也恰好从c点离开磁场。则下列说法正确的是( )
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图甲所示电路中，理想变压器原线圈的输入电压按图乙所示规律变化，图中曲线为正弦
曲线的一部分, 负线圈中接有规格为“36 V 30 W”的灯泡L恰好正常发光。则下列说法正确的
是( ) A．粒子在电场和磁场中运动的加速度大小之比为4∶5B．匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度大小之比为5∶4 (1)该同学用螺旋测微器测出遮光片的宽度d如图乙所示，则d＝ mm。
C．粒子离开电场时和离开磁场时的速度大小之比为∶1 (2)实验中多次改变释放点，测出多组数据，描点连线，做出的图象为一条倾斜直线，如图丙所
D．粒子离开电场时和离开磁场时速度偏向角的正切之比为3∶4 示。图象的横坐标x表示释放点到光电门的距离，则纵坐标表示的是 。
【答案】CD
【解析】粒子在电场中运动时l＝vt，l＝at2，qE＝ma，粒子在磁场中运动时r2＝l2＋(r－l)2， A． B． C．t D．t2
0
(3)已知钩码的质量为m，图丙中图线的斜率为k，重力加速度为g。根据实验测得的数据，写
0
qvB＝m，联立解得 ，B错误；粒子在电场中运动离开c点时由类平抛运动规律可知v＝ 出滑块质量的表达式m＝ 。（用字母表示）
0 c
v，粒子在磁场中运动时速度大小不变，所以粒子离开电场时和离开磁场时的速度大小之比为
0
【答案】(1)3.152 (2) A (3) （每空2分）
∶1，C正确；粒子在电场中运动时a＝，速度偏向角为45°，粒子在磁场中运动时 ，速 【解析】(1)d＝3 mm＋15.2×0.01 mm＝3.152 mm。
1
度偏向角正切为，则 ， ，A错误，D正确。 (2)由公式v2＝2ax， 得 ，即纵坐标为 。
12．如图甲所示，一质量m＝1 kg的木块被水平向左的力F压在竖直墙上，木块初始位置离地
(3)由公式mg＝(m＋m)a， 得 。
面的高度H＝4 m，木块与墙面间的动摩擦因数μ＝0.2，力F与木块距离地面距离h间的关系如图 0 0
14．(8分)一同学利用下列实验器材测量电源的电动势和内阻：
乙所示，重力加速度g＝10 m/s2。则( )
A．待测电源
B 电阻箱R（最大电阻值30 Ω）
C．灵敏电流计G（内阻不计）
D．定值电阻R（电阻值为3000 Ω）
0
A．木块下滑过程一直做加速运动
E．开关、导线若干
B．木块下滑过程克服摩擦阻力所做的功为10 J
C．木块下滑到地面前瞬间的速度大小为8 m/s
D．木块下滑过程用时为1 s
【答案】AC
【解析】木块下滑过程重力一直大于摩擦力，所以木块下滑过程一直做加速运动，A正确；木
(1)请你帮助该同学设计电路图并在图甲中完成实物图的连线。(电路图不必画出)
块下滑过程克服摩擦阻力所做的功 J，B错误；木块下滑过程摩擦力的大小与下 (2)该实验可以近似认为流过电源内部的电流等于流过电阻箱的电流，则电阻箱电阻值R、灵敏
电流计的示数I、电源的电动势E、内电阻r和定值电阻R 之间的关系为E＝ 。
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滑位移成线性关系，则有 ，得v＝8 m/s，C正确；木块下滑过程速度增加得越来越 (3)多次改变电阻箱的阻值R，读出对应灵敏电流计的读数I，作出－图象如图乙所示，则电源
慢，则vt
