2021年【高考】物理（福建卷）含解析版

2021年【高考】物理（福建卷）含解析版2021年【高考】物理（福建卷）含解析版2021年【高考】物理（福建卷）含解析版2021年福建省高考物理試題一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共6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。1.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，途經(jīng)雙乳峰附近的M點和玉女峰附近的N點，如圖所示。已知該游客從M點漂流到N點的路程為，用時，M、N間的直線距離為，則從M點漂流到N點的過程中（）A.該游客的位移大小為B.該游客的平均速率為C.該游客的平均速度大小為D.若以所乘竹筏為參考系，玉女峰的平均速度為0【答案】C【解析】【詳解】A．位移指的是從M點漂流到N點的有向線段，故位移大小為，故A錯誤；B．從M點漂流到N點的路程為，用時，則平均速率為故B錯誤；C．該游客的平均速度大小為故C正確；D．以玉女峰為參考系，所乘竹筏的平均速度為，若以所乘竹筏為參考系，玉女峰的平均速度也為，故D錯誤；故選C。2.一對平行金屬板中存在勻強電場和勻強磁場，其中電場的方向與金屬板垂直，磁場的方向與金屬板平行且垂直紙面向里，如圖所示。一質(zhì)子（）以速度自O(shè)點沿中軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運動。下列粒子分別自O(shè)點沿中軸線射入，能夠做勻速直線運動的是（）（所有粒子均不考慮重力的影響）A.以速度的射入的正電子B.以速度射入的電子C.以速度射入的核D.以速度射入的a粒子【答案】B【解析】【詳解】質(zhì)子（）以速度自O(shè)點沿中軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運動，將受到向上洛倫茲力和電場力，滿足解得即質(zhì)子的速度滿足速度選擇器的條件；A．以速度的射入的正電子，所受的洛倫茲力小于電場力，正電子將向下偏轉(zhuǎn)，故A錯誤；B．以速度射入的電子，依然滿足電場力等于洛倫茲力，而做勻速直線運動，即速度選擇題不選擇電性而只選擇速度，故B正確；C．以速度射入的核，以速度射入的a粒子，其速度都不滿足速度選器的條件，故都不能做勻速直線運動，故CD錯誤；故選B。3.某住宅小區(qū)變壓器給住戶供電的電路示意圖如圖所示，圖中R為輸電線的總電阻。若變壓器視為理想變壓器，所有電表視為理想電表，不考慮變壓器的輸入電壓隨負載變化，則當(dāng)住戶使用的用電器增加時，圖中各電表的示數(shù)變化情況是（）A.A1增大，V2不變，V3增大B.A1增大，V2減小，V3增大C.A2增大，V2增大，V3減小D.A2增大，V2不變，V3減小【答案】D【解析】【詳解】不考慮變壓器的輸入電壓隨負載變化，即變壓器原線圈的輸入電壓不變，根據(jù)可知，變壓器副線圈的輸出電壓不變；當(dāng)住戶使用的用電器增加時，即用戶的總電阻變小，由可知，副線圈電流變大，而由可知V3減??；由理想變壓器的原理可知原線圈的電流變大；故綜合上述分析可知A1增大，A2增大，V2不變，V3減??；故選D。4.福建屬于臺風(fēng)頻發(fā)地區(qū)，各類戶外設(shè)施建設(shè)都要考慮臺風(fēng)影響。已知10級臺風(fēng)的風(fēng)速范圍為，16級臺風(fēng)的風(fēng)速范圍為。若臺風(fēng)迎面垂直吹向一固定的交通標(biāo)志牌，則16級臺風(fēng)對該交通標(biāo)志牌的作用力大小約為10級臺風(fēng)的（）A.2倍 B.4倍 C.8倍 D.16倍【答案】B【解析】【詳解】設(shè)空氣的密度為，風(fēng)迎面垂直吹向一固定的交通標(biāo)志牌的橫截面積為，在時間的空氣質(zhì)量為假定臺風(fēng)迎面垂直吹向一固定的交通標(biāo)志牌的末速度變?yōu)榱?，對風(fēng)由動量定理有可得10級臺風(fēng)的風(fēng)速，16級臺風(fēng)的風(fēng)速，則有故選B。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24.每小題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。5.以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國載人潛水器“奮斗者”號創(chuàng)造了10909米深潛紀(jì)錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示。下列說法正確的是（）A.“奮斗者”號與“探索一號”通信的信息載體屬于橫波B.“奮斗者”號與“滄?！碧柾ㄐ诺男畔⑤d體屬于橫波C.“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信可以通過機械波實現(xiàn)D.“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程【答案】BD【解析】【詳解】A．由題知，“奮斗者”號與“探索一號”通信是通過水聲音通信，由下而上，故信息載體屬于縱波，故A錯誤；B．由題知，“奮斗者”號與“滄?！碧柾ㄐ攀峭ㄟ^水聲音通信，由左向右，故信息載體屬于橫波，故B正確；C．因為太空中沒有介質(zhì)，故機械波無法傳播，所以“探索一號”與通信衛(wèi)星的實時通信只能通過電磁通信來實現(xiàn)，故C錯誤；D．在傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程，故“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程，故D正確。故選BD。6.如圖，四條相互平行的細長直導(dǎo)線垂直坐標(biāo)系xOy平面，導(dǎo)線與坐標(biāo)平面的交點為a、b、c、d四點。已知a、b、c、d為正方形的四個頂點，正方形中心位于坐標(biāo)原點O，e為的中點且在y軸上；四條導(dǎo)線中的電流大小相等，其中過a點的導(dǎo)線的電流方向垂直坐標(biāo)平面向里，其余導(dǎo)線電流方向垂直坐標(biāo)平面向外。則（）

A.O點的磁感應(yīng)強度為0B.O點的磁感應(yīng)強度方向由O指向cC.e點的磁感應(yīng)強度方向沿y軸正方向D.e點的磁感應(yīng)強度方向沿y軸負方向【答案】BD【解析】【詳解】AB．由題知，四條導(dǎo)線中的電流大小相等，且到O點的距離相等，故四條導(dǎo)線在O點的磁感應(yīng)強度大小相等，根據(jù)右手螺旋定則可知，四條導(dǎo)線中在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向，如圖所示

由圖可知，與相互抵消，與合成，根據(jù)平行四邊形定則，可知O點的磁感應(yīng)強度方向由O指向c，其大小不為零，故A錯誤，B正確；CD．由題知，四條導(dǎo)線中的電流大小相等，a、b到e點的距離相等，故a、b在e點的磁感應(yīng)強度大小相等，c、d到e點的距離相等，故c、d在e點的磁感應(yīng)強度大小相等，根據(jù)右手螺旋定則可知，四條導(dǎo)線中在O點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向，如圖所示

由圖可知與大小相等，方向相反，互相抵消；而與大小相等，方向如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則，可知兩個磁感應(yīng)強度的合磁感應(yīng)強度沿y軸負方向，故C錯誤，D正確。故選BD。7.如圖，P、Q是兩根固定在水平面內(nèi)的光滑平行金屬導(dǎo)軌，間距為L，導(dǎo)軌足夠長且電阻可忽略不計。圖中矩形區(qū)域有一方向垂直導(dǎo)軌平面向上、感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場。在時刻，兩均勻金屬棒a、b分別從磁場邊界、進入磁場，速度大小均為；一段時間后，流經(jīng)a棒的電流為0，此時，b棒仍位于磁場區(qū)域內(nèi)。已知金屬棒a、b相同材料制成，長度均為L，電阻分別為R和，a棒的質(zhì)量為m。在運動過程中兩金屬棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，a、b棒沒有相碰，則（）

A.時刻a棒加速度大小為B.時刻b棒的速度為0C.時間內(nèi)，通過a棒橫截面的電荷量是b棒的2倍D.時間內(nèi)，a棒產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】AD【解析】【詳解】A．由題知，a進入磁場的速度方向向右，b的速度方向向左，根據(jù)右手定則可知，a產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是E到F，b產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向是H到G，即兩個感應(yīng)電流方向相同，所以流過a、b的感應(yīng)電流是兩個感應(yīng)電流之和，則有對a，根據(jù)牛頓第二定律有解得故A正確；B．根據(jù)左手定則，可知a受到的安培力向左，b受到的安培力向右，由于流過a、b的電流一直相等，故兩個力大小相等，則a與b組成的系統(tǒng)動量守恒。由題知，時刻流過a的電流為零時，說明a、b之間的磁通量不變，即a、b在時刻達到了共同速度，設(shè)為v。由題知，金屬棒a、b相同材料制成，長度均為L，電阻分別為R和，根據(jù)電阻定律有，解得已知a的質(zhì)量為m，設(shè)b的質(zhì)量為，則有，聯(lián)立解得取向右為正方向，根據(jù)系統(tǒng)動量守恒有解得故B錯誤；C．在時間內(nèi)，根據(jù)因通過兩棒的電流時刻相等，所用時間相同，故通過兩棒橫截面的電荷量相等，故C錯誤；D．在時間內(nèi)，對a、b組成的系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒有解得回路中產(chǎn)生的總熱量為對a、b，根據(jù)焦耳定律有因a、b流過的電流一直相等，所用時間相同，故a、b產(chǎn)生的熱量與電阻成正比，即又解得a棒產(chǎn)生的焦耳熱為故D正確。故選AD。8.兩位科學(xué)家因為在銀河系中心發(fā)現(xiàn)了一個超大質(zhì)量的致密天體而獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎。他們對一顆靠近銀河系中心的恒星的位置變化進行了持續(xù)觀測，記錄到的的橢圓軌道如圖所示。圖中O為橢圓的一個焦點，橢圓偏心率（離心率）約為0.87。P、Q分別為軌道的遠銀心點和近銀心點，Q與O的距離約為（太陽到地球的距離為），的運行周期約為16年。假設(shè)的運動軌跡主要受銀河系中心致密天體的萬有引力影響，根據(jù)上述數(shù)據(jù)及日常的天文知識，可以推出（）

A.與銀河系中心致密天體的質(zhì)量之比B.銀河系中心致密天體與太陽的質(zhì)量之比C.在P點與Q點的速度大小之比D.在P點與Q點的加速度大小之比【答案】BCD【解析】【詳解】A．設(shè)橢圓的長軸為2a，兩焦點的距離為2c，則偏心率且由題知，Q與O的距離約為，即由此可得出a與c，由于是圍繞致密天體運動，根據(jù)萬有定律，可知無法求出兩者的質(zhì)量之比，故A錯誤；B．根據(jù)開普勒第三定律有式中k是與中心天體的質(zhì)量M有關(guān)，且與M成正比；所以，對是圍繞致密天體運動有對地球圍繞太陽運動有兩式相比，可得因的半長軸a、周期，日地之間的距離，地球圍繞太陽運動的周期都已知，故由上式，可以求出銀河系中心致密天體與太陽的質(zhì)量之比，故B正確；C．根據(jù)開普勒第二定律有解得因a、c已求出，故可以求出在P點與Q點的速度大小之比，故C正確；D．不管是在P點，還是在Q點，都只受致密天體的萬有引力作用，根據(jù)牛頓第二定律有解得因P點到O點的距離為a+c,，Q點到O點的距離為a-c，解得因a、c已求出，故在P點與Q點的加速度大小之比，故D正確。故選BCD。三、非選擇題：共60分，其中9、10題為填空題，11、12為實驗題，13～15題為計算題?？忌鶕?jù)要求作答。9.核污水中常含有氚等放射性核素，處置不當(dāng)將嚴(yán)重威脅人類安全。氚衰變的半衰期長達12.5年，衰變方程為，其中是質(zhì)量可忽略不計的中性粒子，Z=___________，A=___________。若將含有質(zhì)量為m的氚的核污水排入大海，即使經(jīng)過50年，排入海中的氚還剩___________m（用分?jǐn)?shù)表示）。【答案】①.2②.3③.【解析】【詳解】[1][2]根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得[3]經(jīng)過50年，排入海水中的氚的剩余質(zhì)量為10.如圖，一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，該過程氣體對外___________（填“做正功”“做負功”或“不做功”），氣體的溫度___________（填“升高”“降低”“先升高后降低”“先降低后升高”或“始終不變”）?！敬鸢浮竣?做正功②.先升高后降低【解析】【詳解】[1]該過程氣體體積增大，對外做正功[2]由題圖可知，從狀態(tài)A到狀態(tài)B，p與V的乘積先增大后減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知氣體的溫度先升高后降低。11.某實驗小組使用多用電表和螺旋測微器測量一長度為電阻絲的電阻率，該電阻絲的電阻值約為，材料未知。實驗過程如下：

（1）用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑，示數(shù)如圖（a）所示。該電阻絲的直徑為___________。（2）對多用電表進行機械調(diào)零。（3）將多用電表選擇開關(guān)旋至___________倍率的電阻擋（填“”“”“”或“”）。（4）將黑、紅表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指在電阻擋零刻度線。（5）將黑、紅表筆并接在待測電阻絲兩端，多用電表的示數(shù)如圖（b）所示。該電阻絲的電阻值為___________。（6）測量完成之后，將表筆從插孔拔出，并將選擇開關(guān)旋到“OFF”位置。（7）實驗測得的該電阻絲電阻率為___________（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）?！敬鸢浮竣?1.414②.③.160④.【解析】【詳解】（1）[1]該電阻絲的直徑為（3）[2]使用多用電表歐姆擋測電阻時，為了減小誤差，應(yīng)盡可能使指針偏轉(zhuǎn)至刻度盤中央附近，由于該電阻絲的阻值在100~200Ω，而表盤中央刻度在15~20左右，所以應(yīng)選擇×10倍率的電阻擋；（5）[3]15~20之間的分度值為1，所以該電阻絲的電阻值為（7）[4]根據(jù)電阻定律有解得該電阻絲的電阻率為12.某實驗小組利用圖（a）所示的實驗裝置探究空氣阻力與速度的關(guān)系，實驗過程如下：（1）首先將未安裝薄板的小車置于帶有定滑輪的木板上，然后將紙帶穿過打點計時器與小車相連。（2）用墊塊將木板一端墊高，調(diào)整墊塊位置，平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調(diào)整過程中打出的紙帶如圖（b）所示（紙帶上的點由左至右依次打出），則墊塊應(yīng)該___________（填“往左移”“往右移”或“固定不動”）。（3）在細繩一端掛上鉤碼，另一端通過定滑輪系在小車前端。（4）把小車靠近打點計時器，接通電源，將小車由靜止釋放。小車拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖（c）所示。已知打點計時器所用交流電的頻率為，紙帶上標(biāo)出的每兩個相鄰計數(shù)點之間還有4個打出的點未畫出。打出F點時小車的速度大小為___________（結(jié)果保留2位小數(shù)）。（5）保持小車和鉤碼的質(zhì)量不變，在小車上安裝一薄板。實驗近似得到的某時刻起小車v-t圖像如圖（d）所示，由圖像可知小車加速度大小___________（填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”）。據(jù)此可以得到的實驗結(jié)論是___________。【答案】①.往右移②.0.15③.逐漸變?、?空氣阻力隨速度增大而增大【解析】【詳解】（2）[1]由題圖（b）可知從左往右點間距逐漸增大，說明小車做加速運動，即平衡摩擦力過度，應(yīng)減小木板的傾角，即將墊塊往右移。（4）[2]打F點時小車的速度大小等于打E、G兩點之間小車的平均速度大小，即（5）[3]v-t圖像的斜率表示加速度，所以由圖像可知小車加速度大小逐漸變小。[4]小車加速度隨速度的增大而變小，根據(jù)牛頓第二定律可知小車所受合外力F隨速度的增大而變小。裝上薄板后，設(shè)小車所受空氣阻力大小為f，則而細繩拉力T不變，故由此得到的結(jié)論是空氣阻力隨速度增大而增大。13.一火星探測器著陸火星之前，需經(jīng)歷動力減速、懸停避障兩個階段。在動力減速階段，探測器速度大小由減小到0，歷時。在懸停避障階段，探測器啟用最大推力為的變推力發(fā)動機，在距火星表面約百米高度處懸停，尋找著陸點。已知火星半徑約為地球半徑的，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，地球表面重力加速度大小取，探測器在動力減速階段的運動視為豎直向下的勻減速運動。求：（1）在動力減速階段，探測器的加速度大小和下降距離；（2）在懸停避障階段，能借助該變推力發(fā)動機實現(xiàn)懸停的探測器的最大質(zhì)量?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)探測器在動力減速階段所用時間為t，初速度大小為，末速度大小為，加速度大小為a，由勻變速直線運動速度公式有①代入題給數(shù)據(jù)得②設(shè)探測器下降的距離為s，由勻變速直線運動位移公式有③聯(lián)立②③式并代入題給數(shù)據(jù)得④（2）設(shè)火星的質(zhì)量、半徑和表面重力加速度大小分別為、和，地球的質(zhì)量、半徑和表面重力加速度大小分別為、和由牛頓運動定律和萬有引力定律，對質(zhì)量為m的物體有⑤⑥式中G為引力常量。設(shè)變推力發(fā)動機的最大推力為F，能夠懸停的火星探測器最大質(zhì)量為，由力的平衡條件有⑦聯(lián)立⑤⑥⑦式并代入題給數(shù)據(jù)得⑧在懸停避障階段，該變推力發(fā)動機能實現(xiàn)懸停的探測器的最大質(zhì)量約為。14.如圖（a），一傾角的固定斜面的段粗糙，段光滑。斜面上一輕質(zhì)彈簧的一端固定在底端C處，彈簧的原長與長度相同。一小滑塊在沿斜面向下的拉力T作用下，由A處從靜止開始下滑，當(dāng)滑塊第一次到達B點時撤去T。T隨滑塊沿斜面下滑的位移s的變化關(guān)系如圖（b）所示。已知段長度為，滑塊質(zhì)量為，滑塊與斜面段的動摩擦因數(shù)為0.5，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度大小取，。求：（1）當(dāng)拉力為時，滑塊的加速度大?。唬?）滑塊第一次到達B點時的動能；（3）滑塊第一次在B點與彈簧脫離后，沿斜面上滑的最大距離。

【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)小滑塊的質(zhì)量為m，斜面傾角為，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，滑塊受斜面的支持力大小為N，滑動摩擦力大小為f，拉力為時滑塊的加速度大小為。由牛頓第二定律和滑動摩擦力公式有①②③聯(lián)立①②③式并代入題給數(shù)據(jù)得④（2）設(shè)滑塊在段運動的過程中拉力所做的功為W，由功的定義有⑤式中、和、分別對應(yīng)滑塊下滑過程中兩階段所受的拉力及相應(yīng)的位移大小。依題意，，，，。設(shè)滑塊第一次到達B點時的動能為，由動能定理有⑥聯(lián)立②③⑤⑥式并代入題給數(shù)據(jù)得⑦（3）由機械能守恒定律可知，滑塊第二次到達B點時，動能仍為。設(shè)滑塊離B點的最大距離為，由動能定理有⑧聯(lián)立②③⑦⑧式并代入題給數(shù)據(jù)得⑨15.如圖（a），同一豎直平面內(nèi)A、B、M、N四點距O點距離均為，O為水平連線的中點，M、N在連線的中垂線上。A、B兩點分別固定有一點電荷，電荷量均為Q（）。以O(shè)為原點，豎直向下為正方向建立x軸。若取無窮遠處為電勢零點，則上的電勢隨位置