2021年高考物理(福建卷)含解析版.pdf
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1、20212021 年福建省高考年福建省高考 物理试题物理试题 一、单项选择题:本题共一、单项选择题:本题共 4 小题,每小题小题,每小题 4 分,共分,共 6 分。在每小题给出的四个分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。选项中,只有一项是符合题目要求的。1.一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途经双乳峰附近的 M 点和玉女峰附近的 N 点,如图所示。已知该游客从 M 点漂流到 N 点的路程为,用时,M、N 间的直线距离5.4km1h为,则从 M 点漂流到 N 点的过程中()1.8km A.该游客的位移大小为 5.4kmB.该游客的平均速率为 5.4m/sC.该游客的平均速度大小为
2、 0.5m/sD.若以所乘竹筏为参考系,玉女峰的平均速度为 0【答案】C【解析】【详解】A位移指的是从 M 点漂流到 N 点的有向线段,故位移大小为,故 A 错1.8km误;B从 M 点漂流到 N 点的路程为,用时,则平均速率为 5.4km1h 5.4=km/h1svt率故 B 错误;C该游客的平均速度大小为 1.8=km/h=0.5m/s1xvt故 C 正确;D以玉女峰为参考系,所乘竹筏的平均速度为,若以所乘竹筏为参考系,玉女峰0.5m/s的平均速度也为,故 D 错误;0.5m/s故选 C。2.一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与金属板垂直,磁场的方向与金属板平行且垂直纸
3、面向里,如图所示。一质子()以速度自 O 点沿中轴线射11H0v入,恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自 O 点沿中轴线射入,能够做匀速直线运动的是()(所有粒子均不考虑重力的影响)A.以速度的射入的正电子 02v01()eB.以速度射入的电子 0v01()eC.以速度射入的核 02v21(H)D.以速度射入的 a 粒子 04v41(He)【答案】B【解析】【详解】质子()以速度自 O 点沿中轴线射入,恰沿中轴线做匀速直线运动,将受11H0v到向上的洛伦兹力和电场力,满足 0qv BqE解得 0EvB即质子的速度满足速度选择器的条件;A以速度的射入的正电子,所受的洛伦兹力小于电场力,正电子
4、将向下偏转,故02v01()eA 错误;B以速度射入的电子,依然满足电场力等于洛伦兹力,而做匀速直线运动,即速0v01()e度选择题不选择电性而只选择速度,故 B 正确;C以速度射入的核,以速度射入的 a 粒子,其速度都不满足速度选02v21(H)04v41(He)器的条件,故都不能做匀速直线运动,故 CD 错误;0EvB故选 B。3.某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示,图中 R 为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器,所有电表视为理想电表,不考虑变压器的输入电压随负载变化,则当住户使用的用电器增加时,图中各电表的示数变化情况是()A.A1增大,V2不变,V3增大 B.A1增大,
5、V2减小,V3增大 C.A2增大,V2增大,V3减小 D.A2增大,V2不变,V3减小【答案】D【解析】【详解】不考虑变压器的输入电压随负载变化,即变压器原线圈的输入电压不1V1UU变,根据 1122UnUn可知,变压器副线圈的输出电压不变;当住户使用的用电器增加时,即用户的总2V2UU电阻变小,由 R灯 22UIRR灯可知,副线圈的电流变大,而由 2A2II V322=UUI R可知 V3减小;由理想变压器的原理 1 122U IU I可知原线圈的电流变大;故综合上述分析可知 A1增大,A2增大,V2不变,V3减1A1II小;故选 D。4.福建属于台风频发地区,各类户外设施建设都要考虑台风影
6、响。已知 10 级台风的风速范围为,16 级台风的风速范围为。若台风迎面垂24.5m/s 28.4m/s51.0m/s 56.0m/s直吹向一固定的交通标志牌,则 16 级台风对该交通标志牌的作用力大小约为 10 级台风的()A.2 倍 B.4 倍 C.8 倍 D.16 倍【答案】B【解析】【详解】设空气的密度为,风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的横截面积为,在时S间的空气质量为 t mSvt假定台风迎面垂直吹向一固定的交通标志牌的末速度变为零,对风由动量定理有 0Ftmv 可得 2FSv10 级台风的风速,16 级台风的风速,则有 125m/sv 250m/sv 2222114FvFv故选
7、B。二、多项选择题:本题共二、多项选择题:本题共 4 小题,每小题小题,每小题 6 分,共分,共 24.每小题有多项符合题目每小题有多项符合题目要求,全部选对的得要求,全部选对的得 6 分,选对但不全的得分,选对但不全的得 3 分,有选错的得分,有选错的得 0 分。分。5.以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020 年 11 月 10 日,中国载人潜水器“奋斗者”号创造了 10909 米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换,如图所示。下列说法正确的是()A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波 B.“奋斗者”号与“
8、沧海”号通信的信息载体属于横波 C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现 D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程【答案】BD【解析】【详解】A由题知,“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信,由下而上,故信息载体属于纵波,故 A 错误;B由题知,“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过水声音通信,由左向右,故信息载体属于横波,故 B 正确;C因为太空中没有介质,故机械波无法传播,所以“探索一号”与通信卫星的实时通信只能通过电磁通信来实现,故 C 错误;D在传递信息的过程也是传递能量的过程,故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程,故 D 正确。
9、故选 BD。6.如图,四条相互平行的细长直导线垂直坐标系 xOy 平面,导线与坐标平面的交点为 a、b、c、d 四点。已知 a、b、c、d 为正方形的四个顶点,正方形中心位于坐标原点 O,e 为的中点且在 y 轴上;四条导线中的电流大小相等,其中过 a 点的导线的电流方向垂直坐cd标平面向里,其余导线电流方向垂直坐标平面向外。则()A.O 点的磁感应强度为 0 B.O 点的磁感应强度方向由 O 指向 c C.e 点的磁感应强度方向沿 y 轴正方向 D.e 点的磁感应强度方向沿 y 轴负方向【答案】BD【解析】【详解】AB由题知,四条导线中的电流大小相等,且到 O 点的距离相等,故四条导线在 O
10、 点的磁感应强度大小相等,根据右手螺旋定则可知,四条导线中在 O 点产生的磁感应强度方向,如图所示 由图可知,与相互抵消,与合成,根据平行四边形定则,可知 O 点的磁感应bBcBaBdB强度方向由 O 指向 c,其大小不为零,故 A 错误,B 正确;CD由题知,四条导线中的电流大小相等,a、b 到 e 点的距离相等,故 a、b 在 e 点的磁感应强度大小相等,c、d 到 e 点的距离相等,故 c、d 在 e 点的磁感应强度大小相等,根据右手螺旋定则可知,四条导线中在 O 点产生的磁感应强度方向,如图所示 由图可知与大小相等,方向相反,互相抵消;而与大小相等,方向如图所cBdBbBaB示,根据平
11、行四边形定则,可知两个磁感应强度的合磁感应强度沿 y 轴负方向,故 C 错误,D 正确。故选 BD。7.如图,P、Q 是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨,间距为 L,导轨足够长且电阻可忽略不计。图中矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为 B 的EFGH匀强磁场。在时刻,两均匀金属棒 a、b 分别从磁场边界、进入磁场,速度1ttEFGH大小均为;一段时间后,流经 a 棒的电流为 0,此时,b 棒仍位于磁场区域内。已0v2tt知金属棒 a、b 相同材料制成,长度均为 L,电阻分别为 R 和,a 棒的质量为 m。在运2R动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好,a、b 棒没有相碰,则(
12、)A.时刻 a 棒加速度大小为 1t22023B L vmRB.时刻 b 棒的速度为 0 2tC.时间内,通过 a 棒横截面的电荷量是 b 棒的 2 倍 21ttD.时间内,a 棒产生的焦耳热为 21tt2029m v【答案】AD【解析】【详解】A由题知,a 进入磁场的速度方向向右,b 的速度方向向左,根据右手定则可知,a 产生的感应电流方向是 E 到 F,b 产生的感应电流方向是 H 到 G,即两个感应电流方向相同,所以流过 a、b 的感应电流是两个感应电流之和,则有 023BLvIR对 a,根据牛顿第二定律有 BILma解得 22023B L vamR故 A 正确;B根据左手定则,可知 a
13、 受到的安培力向左,b 受到的安培力向右,由于流过 a、b 的电流一直相等,故两个力大小相等,则 a 与 b 组成的系统动量守恒。由题知,时刻流过 a2t的电流为零时,说明 a、b 之间的磁通量不变,即 a、b 在时刻达到了共同速度,设为2tv。由题知,金属棒 a、b 相同材料制成,长度均为 L,电阻分别为 R 和,根据电阻定2R律有,LRs2LRs解得 12ss 已知 a 的质量为 m,设 b 的质量为,则有 m,mVsL密密mVs L密密联立解得 12mm 取向右为正方向,根据系统动量守恒有 001122mvmvmm v解得 013vv故 B 错误;C在时间内,根据 21tt qI t 因
14、通过两棒的电流时刻相等,所用时间相同,故通过两棒横截面的电荷量相等,故 C 错误;D在时间内,对 a、b 组成的系统,根据能量守恒有 21tt 222200111111222222mvm vmvm vQ总解得回路中产生的总热量为 2023Qmv总对 a、b,根据焦耳定律有 2QI R t因 a、b 流过的电流一直相等,所用时间相同,故 a、b 产生的热量与电阻成正比,即 :1:2abQQ 又 2023abQQQmv总解得 a 棒产生的焦耳热为 2029aQmv故 D 正确。故选 AD。8.两位科学家因为在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体而获得了 2020 年诺贝尔物理学奖。他们对一颗靠近
15、银河系中心的恒星的位置变化进行了持续观测,记录到的2S的椭圆轨道如图所示。图中 O 为椭圆的一个焦点,椭圆偏心率(离心率)约为 0.87。2SP、Q 分别为轨道的远银心点和近银心点,Q 与 O 的距离约为(太阳到地球的距离120AU为),的运行周期约为 16 年。假设的运动轨迹主要受银河系中心致密天体的万1AU2S2S有引力影响,根据上述数据及日常的天文知识,可以推出()A.与银河系中心致密天体的质量之比 2SB.银河系中心致密天体与太阳的质量之比 C.在 P 点与 Q 点的速度大小之比 2SD.在 P 点与 Q 点的加速度大小之比 2S【答案】BCD【解析】【详解】A设椭圆的长轴为 2a,两
16、焦点的距离为 2c,则偏心率 20.872ccaa且由题知,Q 与 O 的距离约为,即 120AU 120AUac由此可得出 a 与 c,由于是围绕致密天体运动,根据万有定律,可知无法求出两者的质2S量之比,故 A 错误;B根据开普勒第三定律有 32akT式中 k 是与中心天体的质量 M 有关,且与 M 成正比;所以,对是围绕致密天体运动有 2S 232sakMT致致对地球围绕太阳运动有 32rkMT地太太地两式相比,可得 23232sMa TMr T致地太地因的半长轴 a、周期,日地之间的距离,地球围绕太阳运动的周期都已知,故2S2sTr地地T由上式,可以求出银河系中心致密天体与太阳的质量之
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