1、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试题卷-物理14大亚湾核电站位于珠三角地区，是中国大陆第一座商用核电站。大亚湾核电站利用的是核反应。一种典型的核反应方程为，则A该核反应为原子核的衰变Bm=36，n=89CX的中子数比Ba少55个D该反应前后质量守恒15如图，一粗糙斜面固定在地面上，倾角为=30，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N，质量为m，另一端与斜面上的物块M相连，质量为3m，系统处于静止状态。现用竖直向下的恒力F=2mg拉N，N物体开始匀速下降，则AM、N物体各受到三个力作用B绳上拉力大小为2mgCM与斜面间的动摩擦因数为D增大F，
2、斜面对M的摩擦力大小一定增加16人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸伤眼睛的情况。若手机质量约为200g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为0.1s，g取。下列说法正确的是A手机落到眼睛处的速度大小约为1m/sB手机对眼睛的冲量方向竖直向上C手机对眼睛的冲量大小约为0.6NsD眼睛对手机的平均作用力大小约为4N17在如图所示的电路中，定值电阻R1=3、R2=2、R3=1、R4=3，电容器的电容，电源的电动势E=10V，内阻不计。闭合开关S1、S2，电路稳定后，则Aa、b两点的电势差Uab=3.5VB电容器所带电荷量为
3、CC断开开关S2，稳定后流过电阻R3的电流与断开前相比将发生变化D断开开关S2，稳定后电容器上极板所带电荷量与断开前相比的变化量为C18中国首次火星探测任务“天问一号”已于2021年2月10日成功环绕火星。火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的，火星的半径为地球半径的，火星的质量为地球质量的，火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动（探测器可视为火星的近地卫星），探测器绕火星运行周期为T。已知火星和地球绕太阳公转的轨道都可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，地球半径为R，则A地球的质量为B火星表面的重力加速度为C火星的公转周期和地球的公转周期之比为D探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表
4、面运行速度之比为19银川市某路段限速54km/h。某同学骑自行车沿直线匀速前行，某时刻发现正前方21m处有辆公交车，此时公交车由静止沿直线同方向前进。该同学与公交车的v-t图象如图所示，二者均可视为质点，则At=10s时，该同学追上公交车B该同学追上公交车时公交车速度大小为3m/sC该同学在公交车前面骑行的时间持续有8sD如果公交车一直匀加速，反超该同学时一定超速甲乙20如图甲所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。线框与理想升压变压器相连，变压器副线圈接入一额定电压为的电灯泡，电灯泡恰好正常发光且电流表的示数为2A，R1=3，导线框电阻不计，电流表为理想电流表
5、，则 A原线圈上的电压 B原副线圈的匝数比为1:10C一个周期内灯泡产生的热量为1.76J D电灯泡两端的最大电压为V21如图所示，坐标平面内的第一、二象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，第三、四象限内有沿轴负方向的匀强电场。一带电粒子自点以大小为的速度沿轴正方向射出，恰好从原点进入第一象限。已知匀强电场的电场强度为点的坐标为，匀强磁场的磁感应强度B=，带电粒子的重力忽略不计，则A粒子带负电，比荷B粒子在磁场中运动的半径为4LC粒子第一次经过轴的坐标为(0,4L)D带电粒子自开始到刚回到第三象限的时间为三、非选择题：共174分。第2232题为必考题，每个试题考生都必须作答。第3338题为选考题，考
6、生根据要求作答。（一）必考题（共129分）22（6分）如图甲所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。乙甲（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d=_cm。测出小车静止时遮光条到光电门的距离为s，光电计时器读出遮光条通过光电光门的时间是t，重物质量为，小车质量为。（2）若探究加速度与合外力、质量的关系，则小车的加速度是_。（用测量量的符号表示）（3）若通过描点作出线性图象来反映小车所受合力做的功与小车动能改变的关系则下图中符合实验事实的是_A B C D下列实验操作能够减小实验误差的是_A必须保证小车由静止状态开
7、始释放B必须满足重物的质量远小于小车的质量C保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变D调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动（4）若利用此装置验证系统机械能守恒，则需要验证的关系式为_（用测量量的符号表示，不考虑摩擦阻力）23（9分）在描绘小灯泡伏安特性曲线的实验中，已知小灯泡的额定电压为2.5V，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择A电源E（电动势3.0V，内阻可忽略）B电压表V（量程3V，内阻约为2k；量程15V，内阻约为10k）C电流表A（量程0.6A，内阻约为1；量程3A，内阻约为0.2）D滑动变阻器R1（阻值不清，允许通过最大电流2A）E滑动变阻器R2
8、（阻值不清，允许通过最大电流2A）（1）因两个滑动变阻器铭牌上标注的电阻值看不清楚，组内同学对滑动变阻器的选择展开讨论。甲同学提出：先用电源E、小灯泡、电压表和滑动变阻器组成如图甲所示电路，分别接入滑动变阻器R1和R2，移动滑动变阻器滑动触头调整小灯泡的两端电压，获得电压表示数U随aP间距离x的变化图线。按甲同学的意见，实验得到的Ux图线如图乙所示，则说明R2的总阻值_（填“大于”“小于”或“等于”）R1的总阻值，为方便调节应选用滑动变阻器_（填“R1”或“R2”）。（2）正确选择滑动变阻器后，根据实验要求用笔画线代替导线在图丙中完成余下导线的连接；某次测量时电流表和电压表的示数如图丁所示，则
9、电流_A，电压_V丙丁戊（3）实验测得该小灯泡的伏安特性曲线如图戊所示。由实验曲线可知，随着电流的增加小灯泡的阻值_（选填“增大”、“减小”或“不变”）；（4）若将该小灯泡直接与电动势为2.5V、内阻为5的电源组成闭合回路。根据图象判断，小灯泡的实际功率为_W（结果保留两位有效数字）。24（14分）如图，半径为R=20cm的四分之一圆弧与水平地面平滑连接，圆弧内表面光滑，与圆弧连接的水平面有一段是光滑的。质量为M=3g的物块P（可看成质点）放在水平轨道光滑与粗糙的连接处，P左侧光滑，P右侧粗糙。质量为 m=1g的小物块 Q（可看成质点）自圆弧顶端静止释放，已知P、Q与粗糙水平面的动摩擦因数均为
10、0.1，P、Q碰撞时间极短，碰完两物体粘连在一起向前运动，重力加速度为g=10m/s2。求：(1)碰撞前Q速度的大小；(2)碰撞时损失的机械能的大小；(3)P、Q停止运动时距碰撞点的距离。25（18分）距离为l的两根轨道ABEF、CDGH平行放置，AB、CD与水平面的夹角为=30，、为两段光滑绝缘圆弧轨道（长度可忽略），除BE、DG两段外其余部分均为金属，电阻可忽略不计，EF、GH均光滑、足够长且二者在同一水平面上，轨道的AC端接一个电阻R0，阻值大小为0.5R，EH端接一个电阻恒为的小灯泡，ABCD所在平面内的磁场方向垂直于平面向下，磁感应强度的大小为，EG右侧的水平内的磁场方向竖直向上，磁
11、感应强度的大小为3。长为l、质量为、电阻为0.5R的导体棒从靠近AC端的位置由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面中点处时恰好稳定运动。导体棒刚进入水平磁场时灯泡正常发光。棒的初始位置离水平面的高度为，导体棒与倾斜轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为，导体棒在运动过程中始终与轨道垂直且接触良好。求：（1）导体棒运动至斜面中点处时流过R0的电流大小；（2）导体棒从静止至运动到斜面底端过程中回路中产生的焦耳热；（3）小灯泡的额定功率及导体棒P在水平磁场中运动的距离。R0h33物理选修3-3（15分）(1)（5分）一定质量的理想气体，从状态A经ABC循环后又回到状态A，其变化过程的VT图象如图。若状态A时的
12、气体压强为Pa，则AB过程中，气体 （填“吸热”或“放热”）；BC过程中，气体内能 （填“增大”、“减小”或“不变”）；CA过程中，外界对气体做功做功大小W= 。(2)（10分）如图所示，一粗细均匀的玻璃瓶，瓶口处有气压计（图中未画出）且带有阀门K，瓶内封闭有A、B两部分用活塞分开的体积均为V的一定质量的理想气体。开始时，活塞处于静止状态，气压计显示瓶内气体压强为2p0。现因阀门封闭不严，A中气体缓慢向外漏气，经过一段时间，气压计显示瓶内气体压强为1.5p0 。已知大气压为p0，活塞与玻璃瓶壁气密性良好且无摩擦。活塞重力不计，整个过程中气体温度不变，瓶口处气体体积可忽略不计。求：(1)阀门漏气
13、后B中气体的体积；(2)A中剩余气体与漏气前A中气体的质量比。34物理选修34（15分）5-55-5（1）（5分）一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图（a）所示，简谐横波沿x轴正方向传播。P、Q、M为介质中三个质点，图（b）是质点P的振动图像，则质点Q起振方向为 (填“沿y轴正方向”或“沿y轴负方向”)；若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为_Hz；从t=0时刻开始经过 s此波传到平衡位置在x=24m的质点M处； （2）（10分）如图所示，等腰三角形ABC为一棱镜的横截面，ABACl，B30。一细束单色光平行于底边BC从AB边上的D点（BDl）射入棱镜，从AC边上的
14、E点平行底边BC射出棱镜，且CEl，已知光在真空中的传播速度为c。求：（1）该棱镜的折射率；（2）光在该棱镜中传播的时间。物理试卷参考答案1415161718192021BCCDBBCBCDAD22.（1）1.140 (2) (3) D ； AD (4)23.（1）小于；R2（2） 0.20 ； 0.50（3） 增大 (4) 0.300.0224.答案：（1） ；（2） ；（3）【解析】（1）Q由静止下滑根据机械能守恒： ，得：（2） P、Q碰撞时根据动量守恒： ，得： 该过程根据能量守恒： ，则损失的机械能（3） P、Q一起运动，根据动能定理： 得：25.答案：（1）；（2）；（3） ，【解
15、析】（1）导体棒稳定时受力平衡：，则：（2） 导体棒稳定时： ， 则： 根据能量守恒： 则：（3） 导体棒刚进入水平磁场时： ， 则小灯泡的额定功率：对导体棒根据动量定理有设导体棒在水平导轨上运动的位移为x，则 联立解得33.（1）吸热；增大； （2） ；50%【解析】对B气体分析，根据等温方程可得解得阀门漏气后B中气体的体积：气体A的体积为对A气体，根据等温方程A中剩余气体与漏气前A中气体的质量比34.（1）沿y轴负方向；0.5；21.5 （2）；【解析】光路如图所示由几何知识可知，DF平行AE，AD平行FE，则光束从D点射入时的入射角60，折射角30，由折射定律有n光在该棱镜中传播的时间: