2021全国I高考理综试卷和答案(有答案)

普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试 物理部分二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。

在每小题输出的四个选择中，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、高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能（ B ） A ．与它所经历的时间成正比 B ．与它的位移成正比 C ．与它的速度成正比 D ．与它的动量成正比解析：抓住题干的关键字眼：“初速度为零”“匀加速直线运动”，由此可知：列车做初速度为零的匀加速直线运动。

则此时列车的动能ma S ma at at m mv E K ⨯=⨯===22221)(2121，ma F =为合力，为定值，故列车的动能与它的位移S 成正比，B 正确。

易错点：不能让动能跟各物理量联系起来考点：匀变速直线运动；根据题目意思进行公式的简单变换 难度：简单15、如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P ，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F 作用在P 上，使其向上做匀加速直线运动，以x 表示P 离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F 和x 之间关系的图像可能正确的是（ A ）解析：由题可知，物块P 在拉力F 、重力与弹簧的弹力kx 三个力的作用下向上做匀变速直线运动，且由静止运动到弹簧伸长到原长。

此时由牛顿第二定律可得：ma x h k mg F =-+-）（，变形得：ma mg kh kx F ++-=，即为：b kx F +=形式，为一次函数关系，故选A 正确。

易错点：弹簧弹力为变力，不能用牛顿第二定律列式解题 考点：牛顿第二定律 难度：简单16、如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab=5cm ，bc=3cm ，ca=4cm 。

小球c 所受库仑力的合力的方向平衡于a 、b 的连线。

设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ，则（ D ） A ．a 、b 的电荷同号，169k =B ．a 、b 的电荷异号，169k =C ．a 、b 的电荷同号，6427k =D ．a 、b 的电荷异号，6427k =解析：由题可知，三个小球的电性都是未知，但小球c 所受库仑力合力的方向平衡于a 、b 的连线，由此我们可以假设c 带正电或负电，从而能够简单的得到a 、b 为异种电荷，故A 、C 错误。

此题虽然讲的是库仑力，但从场的叠加会更好理解。

对a ：2ac a ac r Q K E =，即：K r E Q ac ac a 2=；对b ：2bc bbc r Q K E =，即：Kr E Q bc bc b 2=。

又小球a 、b所带电荷量的比值的绝对值为k ，则：2222bcbc ac ac bc bc acac b a r E r E Kr E K r E Q Q k ===，又a 、b 在c 处产生的场强平行于a 、b 的连线，如下图：由图可知，bc ac bc ac r r E E =，故276434333322====bc ac bc bc ac ac r r r E r E k ，即选D 正确。

易错点：难于判断电性及通过电场的合成来找几何关系 考点：静电场 难度：一般17、如图，导体OPQS 固定，其中PQS 是半圆弧，Q 为半圆弧的中心，O 为圆心。

轨道的电阻忽略不计。

OM 是有一定电阻。

可绕O 转动的金属杆。

M 端位于PQS 上，OM 与轨道接触良好。

空间存在半侧落在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，现使OQ 位置以恒定的角速度逆时针转到OS 位置并固定（过程I ）：再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B 增加到B '（过程II ）。

在过程I 、II 中，流过OM 的电荷量相等，则BB '等于（ B ）A ．54 B ．32 C ．74D ．2解析：由题可知，过程I 流过OM 的电荷量：224141r R B t t R r B t R E It q ππ⨯=⨯⨯⨯===；过程II 流过OM 的电荷量：2221)(21)(r R B B t t R r B B t R E It q ππ⨯-'=⨯⨯⨯-'===。

两次流过OM 的电荷量相等，故：2221)(41r R B B r R B ππ⨯-'=⨯，化简后得：23='B B ，故B 选项正确。

易错点：不能准确地判断有效面积 考点：电磁感应的应用 难度：一般18、如图，abc 是垂直面内的光滑固定轨道，ab 水平，长度为2R ：bc 是半径为R 的四分之一的圆弧，与ac 相切于b 点。

一质量为m 的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a 点从静止开始向右运动，重力加速度大小为g 。

小球从a 点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为（ C ）A ．2mgRB ．4mgRC ．5mgRD ．6mgR解析：由题可知，小球由a 运动到c ，由动能定理得：2213mv mgR R mg =-，由此可知，小球在c 点还有速度，故还没有达到最高点。

c 点之后，小球竖直方向上做竖直上抛运动，水平方向上做匀加速直线运动，则竖直方向有：gt v v t -=；水平方向：221gt S =。

联立以上式子可得：R S 2=。

机械能的增量，即为除了重力以外的其它力所做的功，才会改变物体的机械能，故机械能的增量为：mgR R R R mg E 5)22(=++=∆，其中第一个R 2为ab 的距离，中间这个R 为圆弧的半径，第二个R 2为小球过c 点后在小球到最高点时水平运动的距离。

故选C 正确。

易错点：不加判断把c 点当成小球的最高点；不能很好的理解机械能的增量的求法，易加上重力势能和动能。

考点：机械能守恒定律；一般运动学规律 难度：一般19、如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另外一线圈与远处沿南北向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。

将一小磁针悬挂在直导线正上方，开关未闭合时小磁针池处于静止状态。

下列说法正确的是（ AD ）A ．开关闭合后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直纸面向里的方向转动B ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向里的方向C ．开关闭合并保持一段时间后，小磁针的N 极指向垂直纸面向外的方向D ．开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间，小磁针的N 极朝垂直面向外的方向转动易错点：忽略了地磁场的存在；右手定则使用错误 考点：电磁感应；磁现象 难度：简单20、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波，根据科学家们复原的过程，在两颗中星合并前约100s 时，它们相距约400km ，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子（ BC ）A ．质量之积B ．质量之和C ．速率之和D ．各自的自转角速度解析：本题为双星问题。

设两中子星质量为1m 、2m ，环绕半径为1r 、2r ，两星间距为r ，则：121221r m r m m Gω= 222221r m rm m G ω= 解得：Gr r m 2221ω=；Gr r m 2122ω=所以：Gr m m 3221ω=+，故B 正确。

设两星速率分别为1v 、2v ，则：r r r v v ωω=+=+)(2121 由题意可得ω、r ，故C 选项正确。

易错点：本题引入引力波这个概念，易让考生恐惧 考点：万有引力；双星问题21、图中虚线a 、b 、c 、d 、f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b 上的电势为2V 。

一电子经过a 时的动能为10eV ，从a 到d 的过程中克服电场力所做的功为6eV 。

下列说法正确的是（ AB ）A ．平面c 上的电势为零B ．该电子可能到达不了平面fC ．该电子经过平面d 时，其电势能为4eVD ．该电子经过平面b 时的速率是经过d 时的2倍解析：本题为动能和势能的相互转换，在场中各点上下根据题目意思标上动能和势能，如下图所示：先确定平面a 的动能为10eV ，平面b 的电势能ϕe E =为-2eV 。

又从a 到d 的过程中克服电场力所做的功为6eV ，易错点：不会确定各平面动能和势能的具体值 考点：静电场 难度：一般三、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答。

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）如图（a ），一弹簧上端固定支架顶端，下端悬挂一托盘：一标尺由游标和主尺构成，主尺竖直固定在弹簧左边；托盘上方固定有一能与游标刻度线准确对齐的装置，简化为图中的指针。

现要测量图（a ）中弹簧的劲度系数，当托盘内没有砝码时，移动游标，使其零刻度线对准指针，此时标尺读数为1.950cm ；当托盘内放有质量为0.100kg 的砝码时，移动游标，再次使其零刻度线对准指针，标尺示数如图（b ）所示，其读数为 3.775 cm 。

当地的重力加速度大小为9.80m/s 2，此弹簧的劲度系数为 53.7 N/m （保留3位有效数字）。

解析：（1）第一空为游标卡尺的读数，由图可知：cm mm mm mm l 775.375.37)2011537(==⨯+= （2）由x k F ∆=得： m N m N b a x x mg x F k /7.53/10)950.1775.3(8.9100.0212=⨯-⨯==-=∆=- 易错点：不会游标卡尺读数；分度值易弄错；易不化单位 考点：游标卡尺读数；弹簧测力计动能/eV电势能/eV 10 -2 -4 0 2 48 6 4 223、(10分) 某实验小组利用如图(a)所示的电路探究在25℃-80℃范围内某热敏电阻的温度特性，所用器材有：置于温控室(图中虚线区域)中的热敏电阻R1，其标称值(25℃时的阻值)为900.0Ω：电源E(6V，内阻可忽略):电压表(量程150mV)，定值电阻R1(阻值20.0Ω)，滑动变阻器R3(最大阻值为1000Ω)：电阻箱R2(阻值范围0-999.9Ω)：单刀开关S1，单刀双掷开关S2。

实验时，先按图(a)连接好电路，再将温控室的温度t升至80.0℃，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，使电压表读数为某一值U s：保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电压表读数仍为U s：断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t+1到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0°C，实验得到的R2-t数据见下表。