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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
和
，相应的电势能分别为
和
，则（ ）
M
F
N
F
pM
E
pN
E
A.
,
M
N
pM
pN
F
F
E
E
B.
,
M
N
pM
pN
F
F
E
E
C.
,
M
N
pM
pN
F
F
E
E
D.
,
M
N
pM
pN
F
F
E
E
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
的带电粒
0
q q
子从圆周上的M 点沿直径
方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为
，离开
MON
1v
磁场时速度方向偏转
；若射入磁场时的速度大小为
，离开磁场时速度方向偏转
，
90
2v
60
不计重力，则
为（ ）
1
2
v
v
A.
B.
C.
D.
1
2
3
3
3
2
3
4. 医学治疗中常用放射性核素
产生
射线，而
是由半衰期相对较长的
衰变
113In
113In
113Sn
产生的。对于质量为
的
，经过时间t 后剩余的
质量为m，其
图线如图
0
m
113Sn
113Sn
0
m
t
m
所示。从图中可以得到
的半衰期为（ ）
113Sn
A.
B.
C.
D.
67.3d
101.0d
115.1d
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
（太阳到地球的距离为
1000AU
）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
1AU
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（ ）
A.
B.
C.
D.
4
4 10 M
6
4 10 M
8
4 10 M
10
4 10 M
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
时，速度的大小为
，此时撤去F，物体继续滑行
的路程后停止运动，重力加速
0s
0v
0
2s
度大小为g，则（ ）
A. 在此过程中F 所做的功为
2
0
1
2 mv
B. 在此过中F 的冲量大小等于
0
3
2 mv
C. 物体与桌面间的动摩擦因数等于
2
0
0
4
v
s g
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
、
、
、
它们先后
(
)
q
m
，
(
2 )
q m
，
( 3 3 )
q m
，
(
)
q
m
，
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.
C.
D.
8. 水平地面上有一质量为
的长木板，木板的左明上有一质量为
的物块，如图（a）所
1
m
2
m
示。用水平向右的拉力F 作用在物块上，F 随时间t 的变化关系如图（b）所示，其中
、
1F
分别为
、
时刻F 的大小。木板的加速度
随时间t 的变化关系如图（c）所示。已知
2
F
1t
2t
1a
木板与地面间的动摩擦因数为
，物块与木板间的动摩擦因数为
，假设最大静摩擦力均
1
2
与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则（ ）
A.
1
1
1
F
m g
B.
2
1
2
2
2
1
1
(
) (
)
m m
m
F
g
m
C.
2
2
1
1
2
m
m
m
D. 在
时间段物块与木板加速度相等
2
0 ~ t
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
发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图
0.05s
（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
。该同学在实验中测得
5cm
的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。
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___________
，竖直分
m/s
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___________
。
2
m/s
10. 一实验小组利用图（a）所示的电路测量—电池的电动势E（约
）和内阻r（小于
1.5V
）。图中电压表量程为
，内阻
：定值电阻
；电阻箱R，最
2Ω
1V
380.0Ω
V
R
0
20.0Ω
R
大阻值为
；S 为开关。按电路图连接电路。完成下列填空：
999.9Ω
（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___________
（填
Ω
“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；
（3）根据图（a）所示电路，用R、
、
、E 和r 表示
，得
___________；
0
R
V
R
1
U
1
U
（4）利用测量数据，做
图线，如图（b）所示：
1
R
U
（5）通过图（b）可得
___________V（保留2 位小数），
___________
（保留1 位
E
r
Ω
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
，由此产生的误差为
E
___________%。
100%
E
E
E
11. 一篮球质量为
，一运动员使其从距地面高度为
处由静止自由落
0.60kg
m
1
1.8m
h
下，反弹高度为
。若使篮球从距地面
的高度由静止下落，并在开始下落
2
1.2m
h
3
1.5m
h
的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为
。假设运动员拍球时对球的作用力为恒
1.5m
力，作用时间为
；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
0.20s
t
取
，不计空气阻力。求：
2
10m/s
g
（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
的U 型导体框，导体框
0.06kg
M
的电阻忽略不计；一电阻
的金属棒
的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回
3Ω
R
CD
路
；
与斜面底边平行，长度
。初始时
与
相距
，金属
CDEF
EF
0.6m
L
CD
EF
0
0.4m
s
棒与导体框同时由静止开始下滑，金属棒下滑距离
后进入一方向垂直于斜面的匀
1
3 m
16
s
强磁场区域，磁场边界（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
边正好进入磁场，并在匀速运动一段
EF
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
，
1T
B
重力加速度大小取
。求：
2
10m/s ,sin
0.6
g
（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
经热力学过程
、
、
后又回到状
0
0
0
a p
V
T
，，
ab
bc
ca
态a。对于
、
、
三个过程，下列说法正确的是（ ）
ab
bc
ca
A.
过程中，气体始终吸热
ab
B.
过程中，气体始终放热
ca
C.
过程中，气体对外界做功
ca
D.
过程中，气体的温度先降低后升高
bc
E.
过程中，气体的温度先升高后降低
bc
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
，
。将水银从C 管缓慢注入，直至B、C 两管内水银柱的高度差
1
13.5cm
l
2
32cm
l
。已知外界大气压为
。求A、B 两管内水银柱的高度差。
5cm
h
0
75cmHg
p
【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
后，其波形曲线如图中虚线
0.3s
所示。已知该波的周期T 大于
，若波是沿x 轴正方向传播的，则该波的速度大小为
0.3s
___________
，周期为___________s，若波是沿x 轴负方向传播的，该波的周期为
m/s
___________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
分别是入射点和出射点，如图（a）所示。
O
测得玻璃砖厚度为
，A 到过O 点的法线
的距离
，M 到玻璃
15.0mm
h
OM
10.0mm
AM
砖的距离
，
到
的距离为
。
20.0mm
MO
O
OM
5.0mm
s
（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
时、玻璃砖下表面的出射光线恰好
45
消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。
