高考物理试题及答案解析全国卷二.docx

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高考物理试题及答案解析全国卷二

绝密★启用前

2021年普通高等学校招生全国统一考试

理科综合能力测试

物理试题

考前须知:

1•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•答复选择题时，选出每题答案后，用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，再选涂其它答案标号。

答复非选择题时，将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。

3•考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

二、选择题：

此题共8小题，每题6分，共48分。

在每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，有选错的得0分。

14•管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。

焊机的原理如下图，圆

管通过一个接有高频交流电源的线圈,

线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,

电流

产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。

焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为〔〕

C.洛伦兹D.法拉第

15.假设一均匀球形星体的密度为

P，引力常量为G，那么在该星体外表附近沿圆轨道绕其

运动的卫星的周期是〔〕

B「Gn

16.如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水

平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高。

假设摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点，c与a的水平距离和高度差均为h；假设经过a点时的动能为E，该摩托车恰

能越过坑到达b点。

―2等于〔

Ei

17.CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称，CT扫描机可用于对多种病情的探测。

图〔a〕是某种CT机主要局部的剖面图，其中X射线产生局部的示意图如图〔b〕所示。

图〔b〕

中M、N之间有一电子束的加速电场，虚线框内有匀强偏转磁场；经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进，打到靶上，产生X射线〔如图中带箭头的虚线所示〕后将

电子束打到靶上的点记为P点。

那么〔〕

目标耙环

A.M处的电势高于N处的电势

B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移

C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外

D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使P点左移

2

18.氘核iH可通过一系列聚变反响释放能量，其总效果可用反响式

2411

6iH2iHe+21H+2o

表示。

海水中富含氘，1kg海水中含有的氘核约为X1022个，假设全都发生聚变反响，

其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；1kg标准煤燃烧释放的热量约为X107J,1MeV=1.6x10-13J,那么M约为〔〕

A.40kgB.100kgC.400kgD.1000kg

19.特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。

我国已成功掌握并实际应

用了特高压输电技术。

假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功

率为P，到达B处时电压下降了U。

在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的

条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为P，到达B处时电压下

降了U

。

不考虑其他因素

的影响，那么

（

）

A.

P

1P

B.

P

1

P

4

2

C.

U

1U

D.

U

1

U

4

2

20.如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。

a、b为

圆环水平直径上的两个点，c、d为竖直直径上的两个点，它们与圆心的距离均相等。

贝U〔〕

A.a、b两点的场强相等

B.a、b两点的电势相等

C.c、d两点的场强相等

D.c、d两点的电势相等

21.水平冰面上有一固定的竖直挡板。

滑冰运发动面对挡板静止在冰面上，他把一质量

为4.0kg的静止物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运发动获得退

行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运发动时，运发动又把物块推向挡板，使其

再一次以大小为

5.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。

总共经过8次这样推物块后，运发动退行

速度的大小大于

5.0m/s，反弹的物块不能再追上运发动。

不计冰面的摩擦力，该运发动的

质量可能为〔

）

A.48kg

B.53kgC.58kgD.63kg

三、非选择题：

共174分。

第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作第33~38题为选考题，考生根据要求作答。

〔一〕必考题：

共129分。

22.〔5分〕

一细绳跨过悬挂的定滑轮，两端分别系有小球A和B，如下图。

一实验小组用此装

置测量小球B运动的加速度。

令两小球静止，细绳拉紧，然后释放小球，测得小球B释放

时的高度为h°=0.590m，下降一段距离后的高度h=0.100m;由ho下降至h所用的时间T

=0.730s。

由此求得小球B加速度的大小为a=m/s2〔保存3位有效数字〕。

从实验室提供的数据得知，小球A、B的质量分别为100.0g和150.0g，当地重力加速

度大小为g=9.80m/s2。

根据牛顿第二定律计算可得小球B加速度的大小为a'=m/s2

〔保存3位有效数字〕。

可以看出，a'与a有明显差异，除实验中的偶然误差外，写出一条可能产生这一结果的原因：

。

23.〔10分〕

某同学要研究一小灯泡L〔3.6V，0.30A〕的伏安特性。

所用器材有：

电流表Ai〔量程

200mA，内阻Rgi=10.0Q〕、电流表A2〔量程500mA，内阻Rg2=1.0Q〕、定值电阻R0〔阻值

R0=10.0Q〕、滑动变阻器R〔最大阻值10Q〕、电源E〔电动势，内阻很小〕、开关S和假设干导线。

该同学设计的电路如图〔a〕所示。

〔1〕根据图⑻，在图〔b〕的实物图中画出连线。

⑵假设11、12分别为流过电流表A1和A2的电流。

利用11、12、Rg1和R0写出：

小灯泡两

端的电压U=，流过小灯泡的电流I=。

为保证小灯泡的平安，11不能超

过mA。

⑶实验时，调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。

逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相应的11和12。

所得实验数据在下表中给出。

l〃mA

32

55

85

125

144

173

I2/mA

171

229

299

379

424

470

根据实验数据可算得，当Ii=173mA时，灯丝电阻R=Q（保存1位小数）。

⑷如果用另一个电阻替代定值电阻Ro,其他不变，为了能够测量完整的伏安特性曲线，

所用电阻的阻值不能小于Q（保存1位小数）。

24.（12分）如图，在OWx

一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以速度vo从磁场区

域左侧沿x轴进入磁场，不计重力。

1

1

||

N*:

|<

P

1*

1

1

1

（1）假设粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场，分析说明磁场的方向，并求在这种

情况下磁感应强度的最小值Bm；

（2）如果磁感应强度大小为旦丄，粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场。

求粒子

2

在该点的运动方向与x轴正方向的夹角及该点到x轴的距离。

25.（20分）如图，一竖直圆管质量为M，下端距水平地面的高度为H，顶端塞有一质

量为m的小球。

圆管由静止自由下落，与地面发生屡次弹性碰撞，且每次碰撞时间均极短；

在运动过程中，管始终保持竖直。

M=4m，球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg，g为

重力加速度的大小，不计空气阻力。

（1）求管第一次与地面碰撞后的瞬间，管和球各自的加速度大小；

（2）管第一次落地弹起后，在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度；

（3）管第二次落地弹起的上升过程中，球仍没有从管中滑出，求圆管长度应满足的条件。

〔二〕选考题：

共45分。

请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选

题作答。

如果多做，那么每科按所做的第一题计分。

33.[物理一一选修3-3]〔15分〕

〔1〕〔5分〕以下关于能量转换过程的表达，违背热力学第一定律的有，不违背热

力学第一定律、但违背热力学第二定律的有。

〔填正确答案标号〕

A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热

B.冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低

C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响

D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内

〔2〕〔10分〕潜水钟是一种水下救生设备，它是个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟

相似。

潜水钟在水下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。

为计算

方便，将潜水钟简化为截面积为S、高度为h、开白向下的圆筒；工作母船将潜水钟由水面

上方开口向下吊放至深度为H的水下，如下图。

水的密度为p，重力加速度大小为g,

〔ii〕保持H不变，压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为po时的体

积。

〔i〕光线在BC边上是否会发生全反射？

说明理由。

〔ii〕不考选屡次反射，求从AC边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。

5。

，那么开始

单摆被拉开

11个周期的

/A=30°。

BC边上。

34.[物理一一选修3-4]〔15分〕

〔1〕〔5分〕用一个摆长为80.0cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于

时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过cm〔保存1位小数〕。

〔提示:

小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。

〕

某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动时间相等，新单摆的摆长应该取为cm。

〔2〕〔10分〕直角棱镜的折射率，其横截面如下图，图中/C=90°,

截面内一细束与BC边平行的光线，从棱镜AB边上的D点射入，经折射后射到

14.D

2021年普通高等学校招生全国统一考试

理科综合能力测试

物理试题参考答案及解析

【解析】线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,

利用了电磁感应的原理，电磁

感应现象的规律是法拉第发现的，故D正确。

15.A

【解析】设星体的质量为M，半径为R，那么其密度为

。

在该星体外表

nR3

附近沿圆轨道绕星体运动的卫星的向心力由其所受万有引力提供,

那么有

Mm

2

4n

m〒R,

T2

23

T4GML害，故A正确。

16.B

【解析】设摩托车的速度为vi时，落在c点，运动时间为ti，那么有

丄时h,wtih,-mvi2

22

Ei，联立解得Ei

詈。

设摩托车的速度为v2时，落在

b点，运动

i

时间为t2,那么有严2

h

V2t2

2

3h,-mv22

2

£，联立解得£|mgh。

所以三i8，故B正

Ei

确。

【解析】M、N之间为电子束的加速电场，所以M处的电势低于N处的电势，A错误;

增大M、N之间的加速电压，电子离开加速电场后进入偏转磁场的运动轨道半径变大，那么

离开偏转电场时速度偏转角更小，所以P点右移，B错误；由左手定那么可以判断偏转磁场的

方向垂直纸面向里，C错误；增大偏转磁场磁感应强度的大小，可使电子在磁场中的偏转半

径变小，电子离开磁场时