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2021 年高考全国乙卷物理试卷
二、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（ ）
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M和N处，该试探电荷受到的电场力大小分别为F 和F ，相应的电势能分别为E 和E ，
M N pM pN
则（ ）
A. F < F ,E > E B. F > F ,E > E
M N pM pN M N pM pN
C F < F ,E < E D. F > F ,E < E
. M N pM pN M N pM pN
3.
如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m、电荷量为qq >0
的带电粒子从圆周上的M
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v ，离开磁场时速度方向偏转90°；若射
1
第1页 | 共9页v
入磁场时的速度大小为v ，离开磁场时速度方向偏转60°，不计重力，则 1 为（ ）
2 v
2
1 3 3
A. B. C. D. 3
2 3 2
4.
医学治疗中常用放射性核素113In产生g射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质
m
量为m 的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其 -t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的
0 m
0
半衰期为（ ）
A. 67.3d B. 101.0d C. 115.1d D. 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M，可以推测出该黑洞质量约为（ ）
第2页 | 共9页A. 4´104M B. 4´106M C. 4´108M D. 4´1010M
6. 水平桌面上，一质量为m的物体在水平恒力F拉动下从静止开始运动，物体通过的路程等于s 时，速度
0
的大小为v ，此时撤去F，物体继续滑行2s 的路程后停止运动，重力加速度大小为g，则（ ）
0 0
1
A. 在此过程中F所做的功为 mv2
2 0
3
B. 在此过中F的冲量大小等于 mv
2 0
v2
C. 物体与桌面间的动摩擦因数等于 0
4s g
0
D. F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(+q，m)、(+q，2m)、(+3q，3m)、(-q，m)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（ ）
A.
B.
第3页 | 共9页C.
D.
8. 水平地面上有一质量为m 的长木板，木板的左端上有一质量为m 的物块，如图（a）所示。用水平向右
1 2
的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F 、F 分别为t 、t 时刻F的大小。
1 2 1 2
木板的加速度a 随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为m，物块与木板间
1 1
的动摩擦因数为m，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（ ）
2
m (m +m )
A. F =mm g B. F = 2 1 2 (m -m)g
1 1 1 2 m 2 1
1
m +m
C. m > 1 2m D. 在0~t 时间段物块与木板加速度相等
2 m 1 2
2
三、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。
（一）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。
第4页 | 共9页完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）
（1）小球运动到图（b）中位置A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/s2。
10. 一实验小组利用图（a）所示的电路测量一电池的电动势E（约1.5V）和内阻r（小于2Ω）。图中电压
表量程为1V，内阻R =380.0Ω：定值电阻R =20.0Ω；电阻箱R，最大阻值为999.9Ω；S为开关。按
V 0
第5页 | 共9页电路图连接电路。完成下列填空：
（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___________Ω（填“5.0”或“15.0”）；
（2）闭合开关，多次调节电阻箱，记录下阻值R和电压表的相应读数U；
1 1
（3）根据图（a）所示电路，用R、R 、R 、E和r表示 ，得 =___________；
0 V U U
1
（4）利用测量数据，做 -R图线，如图（b）所示：
U
（5）通过图（b）可得E =___________V（保留2位小数），r =___________Ω（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
E¢-E
´100% =___________%。
E
11. 一篮球质量为m=0.60kg，一运动员使其从距地面高度为h =1.8m处由静止自由落下，反弹高度为
1
h =1.2m。若使篮球从距地面h =1.5m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
2 3
弹的高度也为1.5m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为t=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。
第6页 | 共9页12. 如图，一倾角为a的光滑固定斜面的顶端放有质量M =0.06kg的U型导体框，导体框的电阻忽略不
计；一电阻R=3Ω的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDEF ；EF 与斜面底边
平行，长度L=0.6m。初始时CD与EF 相距s =0.4m，金属棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下
0
3
滑距离s = m后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界（图中虚线）与斜面底边平行；金属
1 16
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
B =1T，重力加速度大小取g =10m/s2,sina=0.6。求：
（1）金属棒在磁场中运动时所受安培力的大小；
（2）金属棒的质量以及金属棒与导体框之间的动摩擦因数；
（3）导体框匀速运动的距离。
（二）选考题：
[物理—选修 3-3]
13. 如图，一定量的理想气体从状态ap，V，T 经热力学过程ab、bc、ca后又回到状态a。对于
0 0 0
ab、bc、ca三个过程，下列说法正确的是（ ）
A. ab过程中，气体始终吸热
B. ca过程中，气体始终放热
C. ca过程中，气体对外界做功
D. bc过程中，气体的温度先降低后升高
E. bc过程中，气体的温度先升高后降低
第7页 | 共9页14. 如图，一玻璃装置放在水平桌面上，竖直玻璃管A、B、C粗细均匀，A、B两管的上端封闭，C管上端
开口，三管的下端在同一水平面内且相互连通。A、B两管的长度分别为l =13.5cm，l =32cm。将水
1 2
银从C管缓慢注入，直至B、C两管内水银柱的高度差h=5cm。已知外界大气压为 p =75cmHg。求A、
0
B两管内水银柱的高度差。
【物理——选修3-4】
15. 图中实线为一列简谐横波在某一时刻的波形曲线，经过0.3s后，其波形曲线如图中虚线所示。已知该
波的周期T大于0.3s，若波是沿x轴正方向传播的，则该波的速度大小为___________m/s，周期为
___________s，若波是沿x轴负方向传播的，该波的周期为___________s。
16. 用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两
个大头针确定出射光路，O和O¢分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为
h =15.0mm，A到过O点的法线OM 的距离AM =10.0mm，M到玻璃砖的距离MO =20.0mm，O¢
到OM 的距离为s =5.0mm。
（ⅰ）求玻璃砖的折射率；
（ⅱ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上
表面入射，入时角从0逐渐增大，达到45°时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面
的夹角。
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