2021年普通高等学校招生全国统一考试〔全国1卷〕
物理试卷
二、选择题：本大题共8小题，每题6分．在每题给出的四个选项中，第14～17题只有一项为哪一项符合题目要求，第18～21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．
1．〔6分〕一平行电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上，假设将云母介质移出，那么电容器〔 〕 A．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度变大
B．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度变大
C．极板上的电荷量变大，极板间的电场强度不变
D．极板上的电荷量变小，极板间的电场强度不变
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2．〔6分〕现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其示意图如下图，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．假设某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．此离子和质子的质量比约为〔 〕 A．11 B．12 C．121 D．144
3．〔6分〕一含有理想变压器的电路如下图，图中电阻R1，R2和R3的阻值分别为3Ω，1Ω，4Ω，Ⓐ为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S
断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I．该变压器原、副线圈匝数比为〔 〕
A．2 B．3 C．4 D．5
4．〔6分〕利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，假设仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，那么地球自转周期的最小值约为〔 〕
A．1h B．4h C．8h D．16h
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5．〔6分〕一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，那么〔 〕
A．质点速度的方向总是与该恒力的方向相同
B．质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直
C．质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同
D．质点单位时间内速率的变化量总是不变
6．〔6分〕如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b．外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态．假设F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，那么〔 〕 A．绳OO′的张力也在一定范围内变化
B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化
C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化
D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化
7．〔6分〕如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直平面〔纸面〕内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知〔 〕
A．Q点的电势比P点高
B．油滴在Q点的动能比它在P点的大
C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大
D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小
8．〔6分〕甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v﹣t图象如下图．两车在t=3s时并排行驶，那么〔 〕
A．在t=1s时，甲车在乙车后
B．在t=0时，甲车在乙车前
C．两车另一次并排行驶的时刻是t=2s
宠物屋D．甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m
三、非选择题：包括必考题和选考题两局部．第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第9题～第12题为选考题，考生根据要求作答．〔一〕必考题
9．〔5分〕某同学用图〔a〕所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220Hz、30Hz和40Hz，打出纸带的一局部如图〔b〕所示．
该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算．
〔1〕假设从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图〔b〕中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为 ，打出C点时重物下落的速度大小为 ，重物下落的加速度的大小为 汽车膨胀水箱．
〔2〕已测得s1=，s2=9.5．cm，s3=；当重力加速度大小为/s2，试验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%．由此推算出f为 40 Hz．
10．〔10分〕现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，当要求热敏电阻的温度到达或超过60℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器〔内阻很小，流过的电流超过IC时就会报警〕，电阻箱〔最大阻值为999.9Ω〕，直流电源〔输出电压为U，内阻不计〕，滑动变阻器R1〔最大阻值为1000Ω〕，滑动变阻器R2〔最大阻值为2000Ω〕，单刀双掷开关一个，导线假设干．
在室温下对系统进行调节，U约为18V，IC约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60℃时阻值为650.0Ω．
〔1〕在答题卡上完成待调节的报警系统原理电路图的连线．
〔2〕在电路中应选用滑动变阻器 R2 〔填“R1”或“R2”〕．
〔3〕按照以下步骤调节此报警系统：
①电路接通前，需将电阻箱调到一定的阻值，根据实验要求，这一阻值为444gggg 650.0 Ω；滑动变阻器的滑片应置于 b 〔填“a〞或“b〞〕端附近，不能置于另一端的原因是 保证报警器的平安使用 ．
②将开关向 c 〔填“c〞或“d〞〕端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至 报警器开始报警 ．
〔4〕保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．
节能装置11．〔14分〕如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab〔仅标出a端〕和cd〔仅标出c端〕长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上，两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，金属棒ab匀速下滑．求
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