2021年高考真題—— 物理（廣東卷） (解析版）

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1、 2021年廣東省普通高中學業(yè)水平選擇性考試 物理 一、單項選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。 1. 科學家發(fā)現銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為，下列說法正確的是（　?。? A. Y是氦核 B. Y是質子 C. 再經過72萬年，現有的鋁26衰變一半 D. 再經過144萬年，現有的鋁26全部衰變 【答案】C 【解析】 【分析】 【詳解】AB．根據核反應的質量數和電荷數守恒可知，該核反應是 即Y是正電子，選項AB錯誤； CD．因72萬年是一個半衰期，可知再過72萬

2、年，現有的鋁26衰變一半；再過144萬年，即兩個半衰期，現有的鋁26衰變四分之三，選項C正確，D錯誤； 故選C。 2. 2021年4月，我國自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙成功發(fā)射并入軌運行，若核心艙繞地球的運行可視為勻速圓周運動，已知引力常量，由下列物理量能計算出地球質量的是（　?。? A. 核心艙的質量和繞地半徑 B. 核心艙的質量和繞地周期 C. 核心艙的繞地角速度和繞地周期 D. 核心艙的繞地線速度和繞地半徑 【答案】D 【解析】 【分析】 【詳解】根據核心艙做圓周運動向心力由地球的萬有引力提供，可得 可得 可知已知核心艙的質量和繞地半徑、已知核心艙的質量和

3、繞地周期以及已知核心艙的角速度和繞地周期，都不能求解地球的質量；若已知核心艙的繞地線速度和繞地半徑可求解地球的質量。 故選D。 3. 唐代《來耜經》記載了曲轅犁相對直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力，設牛用大小相等的拉力F通過耕索分別拉兩種犁，F與豎直方向的夾角分別為和，，如圖所示，忽略耕索質量，耕地過程中，下列說法正確的是（ ） A. 耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大 B. 耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大 C. 曲轅犁勻速前進時，耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力 D. 直轅犁加速前進時，耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力 【答案】B 【解析】 【分析】

4、 詳解】A．將拉力F正交分解如下圖所示 則在x方向可得出 Fx曲 = Fsinα Fx直 = Fsinβ 在y方向可得出 Fy曲 = Fcosα Fy直 = Fcosβ 由題知α < β則 sinα < sinβ cosα > cosβ 則可得到 Fx曲 < Fx直 Fy曲 > Fy直 A錯誤、B正確； CD．耕索對犁的拉力與犁對耕索的拉力是一對相互作用力，它們大小相等，方向相反，無論是加速還是勻速，則CD錯誤。 故選B。 4. 由于高度限制，車庫出入口采用圖所示的曲桿道閘，道閘由轉動桿與橫桿鏈接而成，P、Q為橫桿的兩個端點。在道閘抬起過程中，桿始終保持

5、水平。桿繞O點從與水平方向成30°勻速轉動到60°的過程中，下列說法正確的是（ ） A. P點的線速度大小不變 B. P點的加速度方向不變 C. Q點在豎直方向做勻速運動 D. Q點在水平方向做勻速運動 【答案】A 【解析】 【分析】 【詳解】A．由題知桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉動到60°，則P點繞O點做勻速圓周運動，則P點的線速度大小不變，A正確； B．由題知桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉動到60°，則P點繞O點做勻速圓周運動，P點的加速度方向時刻指向O點，B錯誤； C．Q點在豎直方向的運動與P點相同，位移y關于時間t的關系為 y = l

6、OP×sin( + ωt) 則可看出Q點在豎直方向不是勻速運動，C錯誤； D．Q點在水平方向的位移x關于時間t的關系為 x = lOP×cos( + ωt) + lPQ 則可看出Q點在水平方向也不是勻速運動，D錯誤。 故選A。 5. 截面為正方形的絕緣彈性長管中心有一固定長直導線，長管外表面固定著對稱分布的四根平行長直導線，若中心直導線通入電流，四根平行直導線均通入電流，，電流方向如圖所示，下列截面圖中可能正確表示通電后長管發(fā)生形變的是（　?。? A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【詳解】因，則可不考慮四個邊上的直導線之

7、間的相互作用；根據兩通電直導線間的安培力作用滿足“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”，則正方形左右兩側的直導線要受到吸引的安培力，形成凹形，正方形上下兩邊的直導線要受到排斥的安培力，形成凸形，故變形后的形狀如圖C。 故選C。 6. 圖是某種靜電推進裝置的原理圖，發(fā)射極與吸極接在高壓電源兩端，兩極間產生強電場，虛線為等勢面，在強電場作用下，一帶電液滴從發(fā)射極加速飛向吸極，a、b是其路徑上的兩點，不計液滴重力，下列說法正確的是（　?。? A. a點的電勢比b點的低 B. a點的電場強度比b點的小 C. 液滴在a點的加速度比在b點的小 D. 液滴在a點的電勢能比在b點的大 【答

8、案】D 【解析】 【分析】 【詳解】A．高壓電源左為正極，則所加強電場的場強向右，而沿著電場線電勢逐漸降低，可知 故A錯誤； B．等差等勢線的疏密反映場強的大小，由圖可知a處的等勢線較密，則 故B錯誤； C．液滴的重力不計，根據牛頓第二定律可知，液滴的加速度為 因，可得 故C錯誤； D．液滴在電場力作用下向右加速，則電場力做正功，動能增大，電勢能減少，即 故D正確； 故選D。 7. 某同學設計了一個充電裝置，如圖所示，假設永磁鐵的往復運動在螺線管中產生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V，理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電

9、路，原、副線圈匝數比為1∶60，下列說法正確的是（　?。? A. 交流電的頻率為10Hz B. 副線圈兩端電壓最大值為3V C. 變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關 D. 充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率 【答案】B 【解析】 分析】 【詳解】A．周期是T=0.2s，頻率是 故A錯誤； B．由理想變壓器原理可知 解得，副線兩端的最大電壓為 故B正確； C．根據法拉第電磁感應定律可知，永磁鐵磁場強，線圈中產生的感應電動勢越大，變壓器的輸入電壓會越大，故C錯誤； D．由理想變壓器原理可知，充電電路的輸入功率等于變壓器的輸入功率，故D錯誤。 故

10、選B。 二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。 8. 賽龍舟是端午節(jié)的傳統活動。下列和圖像描述了五條相同的龍舟從同一起點線同時出發(fā)、沿長直河道劃向同一終點線的運動全過程，其中能反映龍舟甲與其它龍舟在途中出現船頭并齊的有（　?。? A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【分析】 【詳解】A．此圖是速度圖像，由圖可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出現甲乙船頭并齊，故A錯誤； B．此圖是速度圖像，由圖可知，開始丙的速度大，后來

11、甲的速度大，速度圖像中圖像與橫軸圍成的面積表示位移，由圖可以判斷在中途甲、丙位移會相同，所以在中途甲丙船頭會并齊，故B正確； C．此圖是位移圖像，由圖可知，丁一直運動在甲的前面，所以中途不可能出現甲丁船頭并齊，故C錯誤； D．此圖是位移圖像，交點表示相遇，所以甲戊在中途船頭會齊，故D正確。 故選BD 9. 長征途中，為了突破敵方關隘，戰(zhàn)士爬上陡銷的山頭，居高臨下向敵方工事內投擲手榴彈，戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的有（　?。? A. 甲在空中的運動時

12、間比乙的長 B. 兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等 C. 從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少 D. 從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為 【答案】BC 【解析】 【分析】 【詳解】A．由平拋運動規(guī)律可知，做平拋運動的時間 因為兩手榴彈運動的高度差相同，所以在空中運動時間相等，故A錯誤； B．做平拋運動的物體落地前瞬間重力的功率 因為兩手榴彈運動的高度差相同，質量相同，所以落地前瞬間，兩手榴彈重力功率相同，故B正確； C．從投出到落地，手榴彈下降的高度為h，所以手榴彈重力勢能減小量 故C正確； D．從投出到落地，手榴彈做平拋運動，只有重力做功，機

13、械能守恒，故D錯誤。 故選BC。 10. 如圖所示，水平放置足夠長光滑金屬導軌和，與平行，是以O為圓心的圓弧導軌，圓弧左側和扇形內有方向如圖的勻強磁場，金屬桿的O端與e點用導線相接，P端與圓弧接觸良好，初始時，可滑動的金屬桿靜止在平行導軌上，若桿繞O點在勻強磁場區(qū)內從b到c勻速轉動時，回路中始終有電流，則此過程中，下列說法正確的有（　?。? A. 桿產生的感應電動勢恒定 B. 桿受到的安培力不變 C. 桿做勻加速直線運動 D. 桿中的電流逐漸減小 【答案】AD 【解析】 【分析】 【詳解】A．OP轉動切割磁感線產生的感應電動勢為 因為OP勻速轉動，所以桿OP產生的感

14、應電動勢恒定，故A正確； BCD．桿OP勻速轉動產生的感應電動勢產生的感應電流由M到N通過MN棒，由左手定則可知，MN棒會向左運動，MN棒運動會切割磁感線，產生電動勢與原來電流方向相反，讓回路電流減小，MN棒所受合力為安培力，電流減小，安培力會減小，加速度減小，故D正確，BC錯誤。 故選AD。 三、非選擇題：共54分，第11~14題為必考題，考生都必須作答。第15~16題為選考題，考生根據要求作答。 （一）必考題：共42分。 11. 某興趣小組測量一緩沖裝置中彈簧的勁度系數，緩沖裝置如圖所示，固定在斜面上的透明有機玻璃管與水平面夾角為30°，彈簧固定在有機玻璃管底端。實驗過程如下：先

15、沿管軸線方向固定一毫米刻度尺，再將單個質量為200g的鋼球（直徑略小于玻璃管內徑）逐個從管口滑進，每滑進一個鋼球，待彈簧靜止，記錄管內鋼球的個數n和彈簧上端對應的刻度尺示數，數據如表所示。實驗過程中彈簧始終處于彈性限度內。采用逐差法計算彈簧壓縮量，進而計算其勁度系數。 n 1 2 3 4 5 6 8.04 10.03 12.05 14.07 16.11 18.09 （1）利用計算彈簧的壓縮量：，，______cm，壓縮量的平均值______cm； （2）上述是管中增加______個鋼球時產生的彈簧平均壓縮量； （3）忽略摩擦，重力加速度g取，該彈簧的勁度

16、系數為______N/m。（結果保留3位有效數字） 【答案】 (1). 6.04 (2). 6.05 (3). 3 (4). 48.6 【解析】 【分析】 【詳解】（1）[1]根據壓縮量的變化量為 [2]壓縮量的平均值為 （2）[3]因三個是相差3個鋼球的壓縮量之差，則所求平均值為管中增加3個鋼球時產生的彈簧平均壓縮量； （3）[4]根據鋼球的平衡條件有 解得 12. 某小組研究熱敏電阻阻值隨溫度的變化規(guī)律。根據實驗需要已選用了規(guī)格和量程合適的器材。 （1）先用多用電表預判熱敏電阻阻值隨溫度的變化趨勢。選擇適當倍率的歐姆擋，將兩表筆_

17、_____，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指向右邊“”處。測量時觀察到熱敏電阻溫度越高，相同倍率下多用電表指針向右偏轉角度越大，由此可判斷熱敏電阻阻值隨溫度的升高而__________。 （2）再按圖連接好電路進行測量。 ①閉合開關S前，將滑動變阻器的滑片滑到_______端（選填“a”或“b”）。 將溫控室的溫度設置為T，電阻箱調為某一阻值。閉合開關S，調節(jié)滑動變阻器，使電壓表和電流表的指針偏轉到某一位置。記錄此時電壓表和電流表的示數、T和。斷開開關S。 再將電壓表與熱敏電阻C端間的導線改接到D端，閉合開關S。反復調節(jié)和，使電壓表和電流表的示數與上述記錄的示數相同。記錄此時

18、電阻箱的阻值。斷開開關S。 ②實驗中記錄的阻值_____（選填“大于”、“小于”或“等于”）。此時熱敏電阻阻值_____。 【答案】 (1). 短接 (2). 減小 (3). b (4). 大于 (5). 【解析】 【分析】 【詳解】（1）[1][2]選擇倍率適當的歐姆檔，將兩表筆短接；歐姆表指針向右偏轉角度越大，則阻值越小，可判斷熱敏電阻的阻值隨溫度升高而減小。 （2）①[3]閉合開關S前，應將滑動變阻器R1的阻值調到最大，即將滑片滑到b端； ②[4][5]因兩次電壓表和電流表的示數相同，因為 即 可知R01大于R02。 13.

19、算盤是我國古老的計算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導桿上滑動，使用前算珠需要歸零，如圖所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔，乙與邊框a相隔，算珠與導桿間的動摩擦因數?，F用手指將甲以的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為，方向不變，碰撞時間極短且不計，重力加速度g取。 （1）通過計算，判斷乙算珠能否滑動到邊框a； （2）求甲算珠從撥出到停下所需的時間。 【答案】（1）能；（2）0.2s 【解析】 【分析】 【詳解】（1）甲乙滑動時的加速度大小均為 甲與乙碰前的速度v1，則 解得 v1=0.3m/s 甲乙碰撞時

20、由動量守恒定律 解得碰后乙的速度 v3=0.2m/s 然后乙做減速運動，當速度減為零時則 可知乙恰好能滑到邊框a； （2）甲與乙碰前運動的時間 碰后甲運動的時間 則甲運動的總時間為 14. 圖是一種花瓣形電子加速器簡化示意圖，空間有三個同心圓a、b、c圍成的區(qū)域，圓a內為無場區(qū)，圓a與圓b之間存在輻射狀電場，圓b與圓c之間有三個圓心角均略小于90°的扇環(huán)形勻強磁場區(qū)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ。各區(qū)感應強度恒定，大小不同，方向均垂直紙面向外。電子以初動能從圓b上P點沿徑向進入電場，電場可以反向，保證電子每次進入電場即被全程加速，已知圓a與圓b之間電勢差為U，圓b半徑為R，圓

21、c半徑為，電子質量為m，電荷量為e，忽略相對論效應，取。 （1）當時，電子加速后均沿各磁場區(qū)邊緣進入磁場，且在電場內相鄰運動軌跡的夾角均為45°，最終從Q點出射，運動軌跡如圖中帶箭頭實線所示，求Ⅰ區(qū)的磁感應強度大小、電子在Ⅰ區(qū)磁場中的運動時間及在Q點出射時的動能； （2）已知電子只要不與Ⅰ區(qū)磁場外邊界相碰，就能從出射區(qū)域出射。當時，要保證電子從出射區(qū)域出射，求k的最大值。 【答案】（1），，；（2） 【解析】 【分析】 【詳解】（1）電子在電場中加速有 在磁場Ⅰ中，由幾何關系可得 聯立解得 在磁場Ⅰ中的運動周期為 由幾何關系可得，電子在磁場Ⅰ中運動的

22、圓心角為 在磁場Ⅰ中的運動時間為 聯立解得 從Q點出來的動能為 （2）在磁場Ⅰ中的做勻速圓周運動的最大半徑為，此時圓周的軌跡與Ⅰ邊界相切，由幾何關系可得 解得 由于 聯立解得 （二）選考題：共12分，請考生從2道題中任選一題作答。如果多做，則按所做的第一題計分。 15. 在高空飛行的客機上某乘客喝完一瓶礦泉水后，把瓶蓋擰緊。下飛機后發(fā)現礦泉水瓶變癟了，機場地面溫度與高空客艙內溫度相同。由此可判斷，高空客艙內的氣體壓強______（選填“大于”、“小于”或“等于”）機場地面大氣壓強：從高空客艙到機場地面，礦泉水瓶內氣體的分子平均動能_____

23、_（選填“變大”、“變小”或“不變”）。 【答案】 (1). 小于 (2). 不變 【解析】 【分析】 【詳解】[1]機場地面溫度與高空客艙溫度相同，由題意知瓶內氣體體積變小，以瓶內氣體為研究對象，根據理想氣體狀態(tài)方程 故可知高空客艙內的氣體壓強小于機場地面大氣壓強； [2]由于溫度是平均動能的標志，氣體的平均動能只與溫度有關，機場地面溫度與高空客艙溫度相同，故從高空客艙到機場地面，瓶內氣體的分子平均動能不變。 16. 為方便抽取密封藥瓶里的藥液，護士一般先用注射器注入少量氣體到藥瓶里后再抽取藥液，如圖所示，某種藥瓶的容積為0.9mL，內裝有0.5mL的藥液，瓶內

24、氣體壓強為，護士把注射器內橫截面積為、長度為0.4cm、壓強為的氣體注入藥瓶，若瓶內外溫度相同且保持不變，氣體視為理想氣體，求此時藥瓶內氣體的壓強。 【答案】 【解析】 【分析】 【詳解】以注入后的所有氣體為研究對象，由題意可知瓶內氣體發(fā)生等溫變化，設瓶內氣體體積為V1,有 注射器內氣體體積為V2，有 根據理想氣體狀態(tài)方程有 代入數據解得 17. 如圖所示，一個輕質彈簧下端掛一小球，小球靜止?，F將小球向下拉動距離A后由靜止釋放，并開始計時，小球在豎直方向做簡諧運動，周期為T。經時間，小球從最低點向上運動的距離_____（選填“大于”、“小于”或“等于”）

25、；在時刻，小球的動能______（選填“最大”或“最小”）。 【答案】 (1). 小于 (2). 最大 【解析】 【分析】 【詳解】[1]根據簡諧振動的位移公式 則時有 所以小球從最低點向上運動的距離為 則小球從最低點向上運動的距離小于。 [2]在時，小球回到平衡位置，具有最大的振動速度，所以小球的動能最大。 18. 如圖所示，一種光學傳感器是通過接收器Q接收到光的強度變化而觸發(fā)工作的。光從擋風玻璃內側P點射向外側M點再折射到空氣中，測得入射角為，折射角為；光從P點射向外側N點，剛好發(fā)生全反射并被Q接收，求光從玻璃射向空氣時臨界角的正弦值表達式。 【答案】 【解析】 【分析】 【詳解】根據光的折射定律有 根據光的全反射規(guī)律有 聯立解得