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    2021年高考物理真题名师评析（全国乙卷）

    时间：2021-06-20 10:08:07 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人 蒲公英阅读网手机站

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    　1 2021 年高考物理真题名师评析（全国 乙 卷）

    　【试题评析】

    　2021 年高考物理贯彻落实《深化新时代教育评价改革总体方案》要求，依托高考评价体系，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，引导教学减少死记硬背和“机械刷题”的现象，助力高中育人方式改革。

    　一、强化基础性考查，引导教学回归课标和教材

    　高考评价体系提出了基础性、综合性、应用性和创新性的考查要求，2021 年高考物理以高考评价体系为依托，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 年高考物理依据课程标准，贴近中学物理教学实际，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，全国乙卷第 14 题以小车、弹簧和滑块组成的系统为研究对象，考查学生对多质点系统的动量和机械能是否守恒的理解和掌握；第 15 题设置一负电荷固定在接地金属平板上方的情境，考查学生对电场强度、等势面、电势能等概念的深刻理解；第 20 题设计不同荷质比带电粒子在电场中的偏转情境，考查学生对类平抛运动规律的掌握。

    　物理试题还突出对基础实验的考查。比如，全国乙卷第 23 题测量电池的电动势和内阻，这些实验均是教材中的基础实验。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、创设真实问题情境，引导学生加强学以致用

    　高考物理加强理论联系实际，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，全国乙卷第 17 题以医学治疗中常用放射性核素为背景，考查学生对半衰期的理解和应用；第 18题以 2020 年诺贝尔物理学奖为情境，呈现出银河系中心附近的恒星多年的运动轨迹，考查学

    　生从图像中获取运动的周期，以及利用开普勒第三定律、万有引力定律等知识综合解决实际问题的能力，引导学生关注前沿科技领域；第 24 题以运动员拍篮球创设情境，考查学生对动能、功、牛顿第二定律、匀变速直线运动等概念和规律的理解与应用，引导学生增强体育锻炼，渗透健康第一的理念。

    　三、增强试题的灵活性，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、设置新颖的问题角度等方式，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，全国乙卷第 21 题通过呈现拉力随时间的变化图像以及木板加速度随时间的变化图像，要求学生综合分析两幅图像的特点，建立物块和木板的整个运动过程，从而提取图像中的关键信息进行逻辑推理，对学生信息加工能力、推理能力、分析综合能力要求较高；第 25 题对常规的金属棒在导体框上运动的情境进行了创新，呈现导体框和金属棒在斜面上下滑经过磁场区域的情境，研究对象、研究过程和受力情况更为复杂，考查学生在复杂的情境中解决问题的能力，对学生分析综合能力要求较高。

    　 二、选择题：本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，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.如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板有摩擦。用力向右推动车厢，使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（

    　）

    　 A. 动量守恒，机械能守恒

    　B. 动量守恒，机械能不守恒

    　C. 动量不守恒，机械能守恒

    　D. 动量不守恒，机械能不守恒 【参考答案】：B

    　【关键能力】

    　本题以小车、弹簧和滑块组成的系统为情景，考查考生对动量守恒定律和机械能守恒定律满足的条件的理解能力。

    　【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念中的运动和相互作用观念，动量和能量的观念，考生要能够分析系统受力，用动量守恒定律和机械能守恒定律满足的条件去分析，能从物理学的运动和相互作用、动量和能量的视角分析生活中的简单问题。

    　【必备知识】本题考查的知识有动量守恒定律和机械能守恒定律满足的条件等，需要考生根据题给信息和所学知识分析解答。凡是系统中存在滑动摩擦力的情景，其系统的机械能不守恒。

    　【解题思路】撤去推力后，小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零，满足动量守恒定律条件，系统动量守恒；由于滑块与车厢的水平底板之间有摩擦，系统机械能不守恒，所以选项 B 正确。

    　【名师点评】动量守恒定律和机械能守恒定律是力学的两大定律，它们满足的条件不同，要注意区分。一般情况下，系统动量守恒机械能不一定守恒；系统机械能守恒而动量不一定守恒。

    　15. 如图（a），在一块很大的接地金属平板的上方固定一负电荷。由于静电感应，在金属平板上表面产生感应电荷，金属板上方电场的等势面如图（b）中虚线所示，相邻等势面间的电势差都相等。若将一正试探电荷先后放于 M 和 N 处，该试探电荷受到的电场力大小分别是 和 ，相应的电势能分别为和 ，则（

    　）

    　图（a）

    　 图（b）

    　A. ＜ ， ＞

    　 B. ＞ ， ＞

    　 C. ＜ ， ＜

    　 D. ＞ ， ＜

    　【参考答案】A 【关键能力】

    　本题以负点电荷与很大的接地金属平板之间的电场为情景，结合等差等势面，考查考生对点电荷电场的电场强度和电场力、电势和电势能的理解能力。

    　【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念中电场的观念，考生要能够利用电场的相关知识分析，能从物理学的电场的视角分析问题。

    　【必备知识】（每套 4-5 个试题有就可）本题考查的知识有等，需要考生根据题给信息和所学知识分析解答。

    　【解题思路】根据等差等势面越密处电场强度越大，可知 N 处的电场强度 E N 大于 M 处的电场强度 E M ，由电场力公式 F=qE 可知，试探电荷在 N 处所受的电场力 F N 大于在 M 处受到的电场力 F M 。根据越靠近负电荷处电势越低，可知 N 点的电势 φ N 低于 M 点电势 φ M ，根据电势能公式 Ep=qφ ， 可知正试探电荷在 N 处的电势能 E pN 低于在 M 处的电势能 E pM ，所以选项 A 正确。

    　【 一题多解】本题负点电荷与很大的接地金属平板之间的电场可以等效为等量异种点电荷电场的一部分，然后利用等量异种点电荷连线上中点的电场强度最小，在等量异种点电荷连线的中垂线上，点电荷连线上中点的电场强度最大，判断出 N 处的电场强度 E N 大于 M 处的电场强度 E M ，然后利用电场力公式判断出试探电荷在 N 处所受的电场力 F N 大于在 M 处受到的电场力 F M 。

    　16. 如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为 、电荷量为 （ ＞0）的带电粒子从圆周上的M 点沿直径 MON 方向射入磁场。若粒子射入磁场时的速度大小为 ，离开磁场时速度方向偏转 90°；若射入磁场时的速度大小为 ，离开磁场时速度方向偏转 60°。不计重力，则 为（

    　）

    　 A.

    　 B.

    　 C.

    　 D.

    　【参考答案】B【关键能力】

    　本题以带电粒子以不同的速度沿半径方向射入圆形匀强磁场区域为情景，考查考生对带电粒子在有界匀强磁场中的运动及其相关知识的掌握和分析解决问题的能力。

    　【学科素养】（每套 4-5 个试题有就可）本题考查的学科素养主要是物理观念中的运动和相互作用观念，磁场的观念，考生要能够用洛伦兹力和牛顿运动定律分析，能从物理学的运动和相互作用的视角分析解决带电粒子在有界匀强磁场中的运动问题。

    　【解题思路】设圆形区域的半径为 R，沿半径 MON 方向以速度 v1 射入圆形匀强磁场区域的粒子离开磁场时速度方向偏转 90°，其轨迹半径为 r 1 =R，由洛伦兹力提供向心力，qv 1 B=m211vr，可得 v 1 =qBRm；沿半径MON 方向以速度 v2 射入圆形匀强磁场区域的粒子离开磁场时速度方向偏转 60°，由 tan30°=R/r2，解得其轨迹半径为 r 2 = 3 R，由洛伦兹力提供向心力，qv 2 B=m222vr，可得 v 2 =3qBRm；则12vv=13=33，选项 B正确。

    　【 一题多解】解答本题可以通过分析两种情景下得出的轨迹半径直接应用带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式 r=mv/qB，得出粒子速度之比等于轨迹半径之比，即12vv=12rr=13=33，选项 B 正确。

    　17. 医学治疗中常用放射性核素 产生 γ 射线，而 是由半衰期相对较长的 衰变产生的。对于质量为 的 ，经过时间 后剩余的 质量为 ，其 图线如图所示。从图中可以得到 的半衰期为（

    　）

    　 A. 67.3d

    　B. 101.0d

    　C. 115.1d

    　D. 124.9d

    　【参考答案】C【关键能力】

    　本题通过题中给出的0mm——t 图像，考查考生对0mm——t 图像和半衰期的理解能力。

    　【解题思路】题中给出的0mm——t 图像是向下凹的曲线，0mm=1/2 对应的时间小于67.3 182.42d=124.94d，且与 124.94d 相差不会太大，所以可以排除 ABD 选项，选择 C。

    　【 一题多解】解答本题可以在0mm——t 图像上作出0mm=1/2 直线，该直线与0mm——t 图像的交点对应的横坐标即为半衰期，可以判断出选项 C 正确。

    　18.科学家对银河系中心附近的恒星 S2 进行了多年的持续观测，给出 1994 年到 2002 年间 S2 的位置如图所示。科学家认为 S2 的运动轨迹是半长轴为 1000AU（太阳到地球的距离为 1AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了 2020 年诺贝尔物理学奖。若认为 S2 所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为 ，可以推测出该黑洞质量约为（

    　）

    　A.

    　B.

    　C.

    　D.

    　【参考答案】B 【关键能力】

    　本题通过由 1994 年到 2002 年对恒星 S2 观测位置图，结合万有引力提供向心力，考查考生都天体运动的估算能力和灵活运用知识能力。（

    　【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念中的运动和相互作用观念，考生要能够用万有引力提供

    　向心力列方程分析，能从物理学的运动和相互作用的视角分析天文观测数据，解决相关问题。

    　【解题思路】由 1994 年到 2002 年对恒星 S2 观测位置图可知，恒星 S2 绕黑洞运动的周期大约为 T 2 =36 年，半长轴为 a=1000AU，设黑洞的质量为 M 黑 ，恒星 S2 质量为 m2，由万有引力提供向心力，可得 G22M ma黑=m 2 a（22T）2 ；设地球质量为 m，地球绕太阳运动的轨道半径为 r=1AU，周期 T 1 =1 年，由万有引力提供向心力，可得 G12Mmr=mr（12T）

    　2 ，联立解得黑洞质量 M 黑 =10 6 M，选项 B 正确。

    　【解题指导】由 1994 年到 2002 年对恒星 S2 观测位置图得出恒星 S2 绕黑洞运动的周期，把天体的椭圆轨道运动简化为圆周运动，列方程估算得出银河系中黑洞的质量。

    　19.水平桌面上，一质量为 的物体在水平恒力 拉动下从静止开始运动。物体通过的路程等于 时，速度的大小为 ，此时撤去 ，物体继续滑行 2 的路程后停止运动。重力加速度大小为 。则（

    　）

    　A. 在此过程中 所做的功为

    　B. 在此过程中 的冲量大小等于

    　C. 物体与桌面间的动摩擦因数等于

    　D. 的大小等于物体所受滑动摩擦力大小的 2 倍 【参考答案】BC【关键能力】

    　本题通过水平恒力作用下的运动考查考生灵活运用知识的能力。

    　【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念中的运动和相互作用观念，动量的观念，考生要能够用功、牛顿运动定律和动量定理分析，能从物理学的运动和相互作用的视角分析问题。

    　【解题思路】根据功的定义，可知在此过程中，F 做的功为 W F =Fs 0 ，选项 A 错误；水平桌面上质量为 m 的物体在恒力 F 作用下从静止开始做匀加速直线运动，，通过路程 s 0 时，速度大小为 v 0 ，撤去 F 后，由牛顿第二定律，μmg=ma 2 ， 根据匀变速直线运动规律，v 0 2 =2a 2 ·2s 0 ，联立解得：μ=2004vs g，选项 C 正确；由 v 0 2 =2a 2 ·2s 0 ，v 0 2 =2a 1 s 0 ，可得 a 1 =2 a 2 ，设物体在水平桌面上运动所受摩擦力为 f ， 由 F-f=ma 1 ， f=ma 2 ， 可得 F=3f ， 即 即 F的大小等于物体所受滑动摩擦力 f 大小的 3 倍，选项 D 错误；对 F 作用下物体运动的过程，由动量定理，

    　Ft-ft=mv 0 ，解得 F 的冲量大小为 I F =Ft=2032mv ，选项 B 正确。

    　20.四个带电粒子的电荷量和质量分别为（ ）、（ ）、（ ）、（ ），它们先后以相同的速度从坐标原点沿 x 轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与 y 轴平行。不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（

    　）

    　A

    　B

    　 C

    　D 【参考答案】AD【关键能力】

    　本题通过四个带电粒子以相同的速度从坐标原点射入方向与 y 轴平行的匀强电场为情景，考查考生对相关知识的理解运用能力。

    　【学科素养】（每套 4-5 个试题有就可）本题考查的学科素养主要是物理观念中的运动和相互作用观念，考生要能够用牛顿运动定律分析，能从物理学的运动和相互作用的视角分析问题。

    　【解题思路】四个带电粒子以相同的速度从坐标原点射入方向与 y 轴平行的匀强电场中，由牛顿第二定律，qE=ma 1 ，qE=2ma 2 ，3qE=3ma 3 ，-qE=ma 4 ，解得 a 1 =qE/m，a 2 =qE/2m，a 3 =qE/m，a 4 =-qE/m，因此三个带正电的粒子的轨迹为两条，在同一方向，带负电的粒子轨迹在 y 轴另一方向，可排除图像 C；由于四个带电粒子以相同的速度从坐标原点射入，水平方向位移相同，所以图像 B 不可能，所以可能正...

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