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2021年高考物理真题名师评析(全国甲卷)

发布时间:2024-03-29 14:07:45 影响了:

 2021 年高考物理真题名师评析(全国甲卷)

 【试题评析】

 2021 年高考物理基于课程标准,依托高考评价体系,贴近中学物理教学实际,贯彻落实《深化新时代教育评价改革总体方案》要求,强化基础性考查,优化情境设计,增强试题灵活性,注重综合能力 加强学以致用,深化关键能力考查,充分发挥高考命题的育人功能和积极导向作用。

 一、 考查学生对物理基本概念和基本技能的掌握 ,引导 教学回归课标和教材

 2021 年高考物理进一步丰富基础性考查的内涵,拓展考查的方式方法。物理概念和规律是高中物理的基础性内容,是学生形成和深化物理观念的重要途径。2021 年高考物理创设典型的问题情境,考查学生对基本物理概念、物理规律全面深刻地理解和掌握,引导教学遵循教育规律,回归课程标准和教材,注重概念和规律的形成过程,引导学生加强对基础内容的融会贯通,促进学生物理观念的形成和深化。比如,全国甲卷第 17 题创新试题呈现方式,给出某原子核经过 α、β 衰变后的中子数和质子数的图像,考查学生对 α、β 衰变机制的理解;第 19 题以电场中的等势面为情境,考查学生对电场力做功、电势能等内容的系统理解。第 24 题设计无动力小车通过减速带的情境,考查学生对机械能、功、动能定理等核心物理概念、规律的理解和运用。

 物理试题还突出对基础实验的考查。比如,全国甲卷第 23 题探究小灯泡的伏安特性。加强基础实验的考查,有利于考教衔接,引导中学教学认真开展基础性实验,注重培养学生扎实的实验能力。

 二、 加强理论联系实际, 引导学生加强学以致用

 2021 年高考物理 创设真实问题情境,设计与生产实践、体育运动、科技前沿等方面紧密联系的实际情境,考查学生灵活运用所学物理知识分析解决问题的能力,激发学生学习物理的兴趣,引导学生注重学以致用,在真实问题的解决中促进物理学科核心素养的达成。比如,全国甲卷第 15 题以一种传统游戏“旋转纽扣”为情境,贴近生活实际,考查学生对圆周运动规律的理解与应用;第 18 题以

 执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器进入环绕火星椭圆形停泊轨道为情境,考查学生运用开普勒第三定律等知识解决实际问题的能力,鼓励学生拓展学科视野,关注国家科技进展,增强民族自信心与自豪感。

 三、 设置新颖的问题角度, 引导学生培养关键能力

 高考物理通过丰富试题的呈现形式、等方式,增强试题的灵活性,考查学生推理能力、分析综合能力、应用数学处理物理问题的能力等,引导学生培养关键能力和学科素养,提高人才选拔质量。比如,全国甲卷第 16 题提供了一根无限长通电直导线所产生磁场的磁感应强度与距离的关系,考查学生利用所学的叠加原理解决此新信息中的问题,对学生的迁移能力有一定要求;第 21 题设计了质量相等、横截面积不同、匝数不同的两线圈,在常规的情境中有所变化,考查学生综合运用法拉第电磁感应定律、安培力公式、电阻率公式、密度公式等解决复杂问题的能力,要求学生对相关考查内容融会贯通;第 25 题以带电粒子在磁场中的偏转为情境,要求学生能够将题干的约束条件用数学公式表达,对学生应用数学处理物理问题的能力要求较高;第 34(2)题要求学生理解“此后每隔?t=0.6s 两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相同”的含义,能够分析质点 A、B振动的关系,对学生推理能力要求较高。

 二、选择题: 本题共 8 小题,每小题 6 分,共 8 分。在每小题给出的四个选项中,第 14 ~18第 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,选对但得 不全的得 3 分,有选错的得 0 分。

 14. (2021 高考全国甲卷)如图,将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板 P 处,上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角 θ 可变。将小物块由平板与竖直杆交点 Q 处静止释放,物块沿平板从 Q 点滑至 P 点所用的时间 t 与夹角θ 的大小有关。若由 30°逐渐增大至 60°,物块的下滑时间 t 将

  A.逐渐增大

 B.逐渐减小

 C.先增大后减小

 D.先减小后增大 【参考答案】D 【名师解析】设 QP 在水平面的投影长度为 L,则 QP 长度为 L/cosθ,物块光滑长木板上下滑的加速度 a=gsinθ,由 L/cosθ=12at 2 ,解得 t=2sin cosLg ? ?=2sin2Lg ?,显然在 θ=45°时,t 最小,所以平板与水平面的夹角由 30°逐渐增大至 60°,物块的下滑时间 t 将先减小后增大,选项 D 正确。

 【名师点评】本题以横杆的位置可在竖直杆上调节,使得平板与底座之间的夹角 θ 可变,为情景,考查运动和力的物理观念、利用数学知识解决物理问题。

 15. (2021 )

 高考全国甲卷)“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达 50r/s,此时纽扣上距离中心 1cm 处的点向心加速度大小约为

 A.10m/s 2

 B. 100m/s 2

  C.1000m/s 2

  D.10000m/s 2 【参考答案】C 【名师解析】根据纽扣绕其中心的转速可达 50r/s,可知角速度ω=2π×50rad/s=100πrad/s,此时纽扣上距离中心 1cm 处的点向心加速度大小约为 a=ω2 r=(100π)

 2 ×0.01m/s 2 =1000m/s 2 ,选项 C 正确。

 【名师点评】本题题以一种传统游戏“旋转纽扣”为情境,贴近生活实际,考查学生对圆周运动规律的理解与应用。

 16. (2021 高考全国甲卷)两足够长直导线均折成直角,按图示方式放置在同一平面内,E外力 外力

 O 与 O"Q 在一条直线上,PO"与 OF 在一条直线上,两导线相互绝缘,通有相等的电流 I,电流方向如图所示。若一根无限长直导线通过电流 I 时,所产生的磁场在距离导线 d 处的磁感应强度大小为 B,则图中与导线距离均为 d 的 M、N 两点处的磁感应强度大小分别为 A.B、0

  B.0、2B

 C.2B、2B

  D.B、B

 【参考答案】B 【名师解析】由安培定则可判断出 M 点处磁感应强度为零,N 点处磁感应强度为 2B 如图,选项 B 正确。

 【名师点评】本题提供了一根无限长通电直导线所产生磁场的磁感应强度与距离的关系,考查学生利用所学的叠加原理解决此新信息中的问题,对学生的迁移能力有一定要求。

 17. (2021 高考全国甲卷)如图,一个原子核 X 经图中所示的一系列 a、β 衰变后,生成稳定的原子核 Y,在此过程中放射出电子的总个数为 A.6

 B.8

 C.10

  D.14

 【参考答案】A 【名师解析】根据 α 衰变规律,每进行一次 α 衰变中子数减少 2,不放出电子;根据 β 衰变规律,每进行一次 β 衰变,减少一个中子,放射出一个电子,总共进行了 6 次 β 衰变,减少 6 个中子,放射出 6 个电子,选项 A 正确。

 【名师点评】本题创新试题呈现方式,给出某原子核经过 α、β 衰变后的中子数和质子数的图像,考查学生对 α、β 衰变机制的理解。

 18. (2021 高考全国甲卷)2021 年 2 月,执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后,进入运行周期约为 1.8×10 5 s 的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为 2.8×10 5 m。已知火星半径约为 3.4×10 6 m,火星表面处自由落体的加速度大小约为 3.7m/s 2 ,则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为 A.6×10 5 m

  B.6×10 6 m

  C.6×10 7 m

 D.6×10 8 m 【参考答案】C 【名师解析】“天问一号”探测器在椭圆形轨道上运动,G2Mmr=mr(2T?)

 2 ,又 G2MmR=mg,联立解得 r=3.3×10 7 m。由 2r=2R+2.8×10 5 m +h,解得 h=6×10 7 m,选项 C 正确。

 【名师点评】本题以执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器进入环绕火星椭圆形停泊轨道为情境,考查学生运用开普勒第三定律等知识解决实际问题的能力,鼓励学生拓展学科视野,关注国家科技进展,增强民族自信心与自豪感。

 19. (2021 高考全国甲卷)某电场的等势面如图所示,图中 a、b、c、d、e 为电场中的 5 个点,则

 A.一正电荷从 b 点运动到 e 点,电场力做正功 B.一电子从 a 点运动到 d 点,电场力做功为 4eV C.b 点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向右 D.a、b、c、d 四个点中,b 点的电场强度大小最大 【参考答案】BD

 【名师解析】一正电荷从 b 点运动到 e 点,电场力不做功,选项 A 错误;一电子从 a 点运动到 d 点,电势能减小 4eV,电场力做功为 4eV,选项 B 正确;根据电场线垂直于等势面,沿电场线方向电势逐渐降低,所以 b 点电场强度垂直于该点所在等势面,方向向左,选项 C错误;根据等差等势面密处电场强度较大,可知 a、b、c、d 四个点中,b 点的电场强度大小最大,选项 D 正确。

 【名师点评】本题以电场中的等势面为情境,考查学生对电场力做功、电势能等内容的系统理解。

 20. (2021 高考全国甲卷)一质量为 m 的物体自倾角为 α 的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为 E k ,向上滑动一段距离后速度减小为零,此后物体向下滑动,到达斜面底端时动能为 E k /5。已知 sinα=0.6,重力加速度大小为 g。则 A.物体向上滑动的距离为 E k /2mg B.物体向下滑动时的加速度大小为 g/5 C.物体与斜面间的动摩擦因数等于 0.5 D.物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长 【参考答案】CD 【名师解析】设物体向上滑动的距离为 x,由动能定理,对上滑过程,-mgxsinα-μmgcosα·x=- E k ,对上滑和下滑的全过程,- μ mgcosα·2x= E k /5- E k ,联立解得:x=E k /mg, μ= 0.5,选项 A 错误 C 正确;物体向下滑动,由牛顿第二定律,mgsinα+ μ mgcosα=ma,物体向下滑动时的加速度大小为 a=g , 选项 B 错误;由于向下滑动的加速度大于向上滑动的加速度,由x=12at 2 ,可知物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长,选项 D 正确。

 【名师点评】本题经典创新,考查牛顿运动定律、动能定理、匀变速直线运动规律及其相关知识点。

 21. (2021 高考全国甲卷)由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈,两线圈的质量相等,但所用导线的横截面积不同,甲线圈的匝数是乙的 2 倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落,一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域,磁场的上边界水平,如图所示。不计空气阻力,已知下落过程中线圈始终平行于纸面,上、下边保持水平。在线圈下边进入磁场后且上边进入磁场前,可能出现的是

 A.甲和乙都加速运动

 B.甲和乙都减速运动 C.甲加速运动,乙减速运动

 D.甲减速运动,乙加速运动 【参考答案】AB 【名师解析】根据题述,由相同材料的导线绕成边长相同的甲、乙两个正方形闭合线圈,两线圈的质量相等,但所用导线的横截面积不同,甲线圈的匝数是乙的 2 倍,甲线圈导线的横截面积是乙的 1/2,甲线圈导线长度为乙的 2 倍,根据电阻定律可知,甲线圈导线电阻为乙的 4 倍。现两线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落,一段时间后进入一方向垂直于纸面的匀强磁场区域,进入磁场区域时速度相同,甲产生的感应电动势是乙的 2 倍,由闭合电路欧姆定律可知,甲线圈中电流是乙的 1/2,甲线圈受到的安培力与乙相等,所以甲乙两线圈运动情况完全相同,选项 AB 正确 CD 错误。

 【一题多解】定量分析。线圈在竖直平面内从同一高度同时由静止开始下落,由机械能守恒定律,mgh=12mv 2 ,解得 v= 2gh

 产生的感应电动势为 E=nBlv, 两线圈材料相同,质量 m 相同,设材料密度为ρ 0 ,横截面积为 S,则 m=×4nlS 线圈电阻 R= ρ4nlS=2 2016n lm?? 由闭合电路欧姆定律。I=E/R=016mBvnl ?? 甲 乙

 所受安培力 F=nBIl=2016mB v?? 由牛顿第二定律,mg-F=ma, 联立解得:a=g-2016B v?? 由此可知,线圈进入磁场后运动的加速度与线圈的匝数 n、横截面积 S 无关,则甲乙两线圈进入磁场后,具有相同的加速度。当 g>2016B v??时,甲和乙都做加速运动;当 g<2016B v??时,甲和乙都做减速运动;当 g=2016B v??时,甲和乙都做匀速运动。选项 AB 正确 CD 错误。

 【名师点评】本题设计了质量相等、横截面积不同、匝数不同的两线圈,在常规的情境中有所变化,考查学生综合运用法拉第电磁感应定律、安培力公式、电阻率公式、密度公式等解决复杂问题的能力,要求学生对相关考查内容融会贯通 22.(5 分)

 (2021 高考全国甲卷)为测量小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数,一同学将贴有标尺的瓷砖的一端放在水平桌面上,形成一倾角为 α 的斜面(已知 sinα=0.34,cosα=0.94),小铜块可在斜面上加速下滑,如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程,然后解析视频记录的图像,获得 5 个连续相等时间间隔(每个时间间隔△T=0.20s)内小铜块沿斜面下滑的距离 S i (i=1,2,3,4,5),如下表所示。

 S 1

 S

 2

 S

 3

 S

 4

 S

 5

 5.87cn 7.58cm 9.31cm 11.02cm 12.74cm 由表中数据可得,小铜块沿斜面下滑的加速度大小为_______m/s 2 ,小铜块与瓷砖表面间的动摩擦因数为_________。(结果均保留 2 位有效数字,重力加速度大小取 9.80m/s 2 )

 【参考答案】0.43

 0.32 【名师解析】由逐差法和△ x=aT 2 ,解得小铜块沿斜面下滑的加速度大小为 a==0.43m/s 2 ,由牛顿第二定律,mgsinα-μmgcosα=ma,解得:小铜块与瓷砖表面间的动摩擦

 因数为μ=0.32. 23.(10 分)

 某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:小灯泡(额定电压 2.5V,额定电流 0.3A)、电压表(量程 300mV,内阻 300Ω)、电流表(量程 300mA,内阻0.27Ω)、定值电阻 R 0 、滑动变阻器 R 1 (阻值 0~20Ω)、电阻箱 R 2 (最大阻值 9999.9Ω)、 电源 E(电动势 6V,内阻不计)、开关 S、导线若干。完成下列填空::

 (1)...

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