1. 硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（ ）
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A
2021年高考物理真题及答案解析
2021 年高考物理真题 265 道，覆盖 30 套试卷。在线查看题干、答案解析与考点标签，从题目进入原卷或同科历年真题，适合学生订正复习和老师备课、讲评与组卷。
2. 如图所示 平面内，光束a经圆心O 射入半圆形玻璃砖，出射光为b、c两束单色光。下列说法正确的的是（ ）
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C
3. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K质点比L 质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（ ）
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D
4. 比较 $4 5 \mathrm { { ^ \circ C } }$ 的热水和 $1 0 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ 的水蒸汽，下列说法正确的是（ ）
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B
5. 一正弦式交变电流的i - t图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
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C
6. 2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面 $2 . 8 \times 1 0 ^ { 2 } { \mathrm { k m } }$ 、远火点距离火星表面 $5 . 9 { \times } 1 0 ^ { 5 } \mathrm { k m }$ ，则“天问一号” （ ）
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D
7. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，水平U型导体框左端连接一阻值为R的电阻，质量为 $m \cdot$ 、电阻为r的导体棒 $a b$ 置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。 $a b$ 以水平向右的初速度 $\nu _ { 0 }$ 开始运动，最终停在导体框上。在此过程中 （ ）
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C
8. 如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是（ ）
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B
11. 某同学搬运如图所示的磁电式电流表时，发现表针晃动剧烈且不易停止。按照老师建议，该同学在两接线柱间接一根导线后再次搬运，发现表针晃动明显减弱且能很快停止。下列说法正确的是（ ）
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D
12. 如图所示，在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P点以与x轴正方向成 $6 0 ^ { \circ }$ 的方向垂直磁场射入，并恰好垂直于y轴射出磁场。已知带电粒子质量为 m、电荷量为 q， $O P = a$ 。不计重力。根据上述信息可以得出（ ）
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A
13. 某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
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A
14. 北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X 光波段，波长范围约为 $1 0 ^ { - 5 } \mathrm { m } { \sim } 1 0 ^ { - 1 1 } \mathrm { m }$ ，对应能量范围约为 $1 0 ^ { - 1 } \mathrm { e V } \mathrm { \sim } 1 0 ^ { 5 } \mathrm { e V } )$ ）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为 $1 0 ^ { 9 } \mathrm { e V }$ ，回旋一圈辐射的总能量约为 $1 0 ^ { 4 } \mathrm { e V }$ 。下列说法正确的是（ ）
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D
17. 如图所示，小物块A、B的质量均为 $m { = } 0 . 1 0 \mathrm { k g }$ ，B静止在轨道水平段的末端。A 以水平速度 $\nu _ { 0 }$ 与B碰撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为 $h = 0 . 4 5 \mathrm { m }$ ，两物块落地点距离轨道末端的水平距离为 $s = 0 . 3 0 \mathrm { m }$ ，取重力加速度 $g = 1 0 \mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。求：
（1）两物块在空中运动的时间t；
（2）两物块碰前A 的速度 $\nu _ { 0 }$ 的大小；
（3）两物块碰撞过程中损失的机械能 $\Delta E$
Answer key
(1) 0.30 s; (2) 2.0 m/s; (3) 0.10 J
20. 秋千由踏板和绳构成，人在秋千上的摆动过程可以简化为单摆的摆动，等效“摆球”的质量为 m，人蹲在踏板上时摆长为 $l _ { 1 }$ ，人站立时摆长为 $l _ { 2 }$ 。不计空气阻力，重力加速度大小为 $g .$
（1）如果摆长为 $l _ { 1 }$ ，“摆球”通过最低点时的速度为v，求此时“摆球”受到拉力T的大小。
（2）在没有别人帮助的情况下，人可以通过在低处站起、在高处蹲下的方式使“摆球”摆得越来越高。
a.人蹲在踏板上从最大摆角 $\theta _ { 1 }$ 开始运动，到最低点时突然站起，此后保持站立姿势摆到另一边的最大摆角为$\theta _ { 2 }$ 。假定人在最低点站起前后“摆球”摆动速度大小不变，通过计算证明 $\theta _ { 2 } > \theta _ { 1 }$ 0
b.实际上人在最低点快速站起后“摆球”摆动速度的大小会增大。随着摆动越来越高，达到某个最大摆角 $\theta$ 后，如果再次经过最低点时，通过一次站起并保持站立姿势就能实现在竖直平面内做完整的圆周运动，求在最低点“摆球”增加的动能 $\Delta E _ { \mathrm { k } }$ 应满足的条件。
Answer key
（1） $T = m g + m { \frac { v ^ { 2 } } { l _ { 1 } } }$ ；②a.见解析；b. $\Delta E _ { \mathrm { k } } \geq \frac { 5 } { 2 } m g l _ { 2 } - m g l _ { 1 } ( 1 - \cos \theta )$
1. 硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后
用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的 α 粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（ ）
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A
相关标签核反应、质能方程与核能
2. 如图所示 平面内，光束 a 经圆心 O 射入半圆形玻璃砖，出射光为 b、c 两束单色光。下列说法正确的
是（ ）
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C
3. 一列简谐横波某时刻的波形图如图所示。此后K 质点比 L 质点先回到平衡位置。下列判断正确的是（ ）
Answer key
D
4. 比较 45C 的热水和 100C 的水蒸汽，下列说法正确的是（ ）
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B
5. 一正弦式交变电流的 i - t 图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
Answer key
C
8. 如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）通过路面 abcd，其中 ab 段为平直上坡
路面，bc 段为水平路面，cd 段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列
说法正确的是（ ）
Answer key
B
9. 如图所示的平面内，有静止的等量异号点电荷，M、N 两点关于两电荷连线对称，M、P 两点关于两电荷
连线的中垂线对称。下列说法正确的是（ ）
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C
12. 如图所示，在 xOy 坐标系的第一象限内存在匀强磁场。一带电粒子在P 点以与 x 轴正方向成 60的方向
垂直磁场射入，并恰好垂直于y 轴射出磁场。已知带电粒子质量为m、电荷量为q，$OP = a$。不计重力。根
据上述信息可以得出（ ）
Answer key
A
13. 某同学使用轻弹簧、直尺钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧
旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺 20cm 刻度处；下端悬挂钢球，静止时
指针位于直尺 40cm 刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的
加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是（ ）
Answer key
A
14. 北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于 2025 年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从
远红外到 X 光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV） 、光源亮度高、偏振
性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁
场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐
射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为 104eV。下列说法正确的是
（ ）
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D
17. 如图所示，小物块A、B 的质量均为 $m = 0.10 kg$，B 静止在轨道水平段的末端。A 以水平速度 v0 与 B 碰
撞，碰后两物块粘在一起水平抛出。抛出点距离水平地面的竖直高度为$h = 0.45 m$，两物块落地点距离轨道
末端的水平距离为 $s = 0.30 m$，取重力加速度 $g = 10 m/s2$。求：
（1）两物块在空中运动的时间 t；
（2）两物块碰前 A 的速度 v0 的大小；
（3）两物块碰撞过程中损失的机械能 ED。
Answer key
(1) 0.30 s; (2) 2.0 m/s; (3) 0.10 J
6． （3分）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈
两端的电压为220V，副线圈两端的电压为4.4V，副线圈的电流为1.0A，若将该变压器
视为理想变压器，则（ ）
Answer key
B
7． （3分）质量相同的甲、乙两小球（视为质点）以不同的初速度竖直上抛，某时刻两球发
生正碰。图中实线和虚线分别表示甲、乙两球位置随时间变化的曲线，其中虚线关于t＝
t1 左右对称，实线两个顶点的纵坐标相同，若小球运动中除碰撞外仅受重力，则（ ）
Answer key
C
9． （3分）简谐横波沿x轴正方向传播，题图为某时刻波形图。波源位于x＝0处，其位移
随时间变化的关系为y＝sin（2πt）cm，则（ ）
Answer key
C
14．某兴趣小组使用如图1电路，探究太阳能电池的输出功率与光照强度及外电路电阻的关
系，其中P为电阻箱，R 0 是阻值为37.9kΩ的定值电阻，E是太阳能电池，μA是电流表
（量程0～100μA，内阻2.10kΩ） 。
（1）实验中若电流表的指针位置如题图2所示，则电阻箱P两端的电压是 2.48 V。
（保留3位有效数字）
（2）在某光照强度下，测得太阳能电池的输出电压U与电阻箱P的电阻R之间的关系
如图3中的曲线①所示。不考虑电流表和电阻R 0 消耗的功率，由该曲线可知，M点对
应的太阳能电池的输出功率是 40.5 mW。 （保留3位有效数字）
（3） 在另一更大光照强度下，测得U﹣R关系如图3中的曲线②所示。同样不考虑电流
表和电阻R 0 消耗的功率，与曲线①相比，在电阻R相同的情况下，曲线②中太阳能电
池的输出功率 较大 （选填“较小”、“较大”） ，由图像估算曲线②中太阳能电池的
最大输出功率约为 65.3 mW。 （保留3位有效数字）
Answer key
(1) 2.48; (2) 40.5; (3) 较大；65.3
15．我国规定摩托车、电动自行车骑乘人员必须依法配戴具有缓冲作用的安全头盔。小明对
某轻质头盔的安全性能进行了模拟实验检测。 某次， 他在头盔中装入质量为5.0kg的物体
（物体与头盔密切接触） ，使其从1.80m的高处自由落下（如图） ，并与水平地面发生碰
撞，头盔厚度被挤压了0.03m时，物体的速度减小到零。挤压过程不计物体重力，且视
为匀减速直线运动，不考虑物体和地面的形变，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s 2。
求：
（1）头盔接触地面前瞬间的速度大小；
（2）物体做匀减速直线运动的时间；
（3）物体在匀减速直线运动过程中所受平均作用力的大小。
Answer key
(1) 6m/s; (2) 0.01s; (3) 3000N