2021 全国甲卷 物理

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（　　）

“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（　　）

如图，一个原子核X经图中所示的一系列a、b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（　　）

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1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火
星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（　　
）

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（　　）

。

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（　　
）

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a的斜面（已知$sina=0.34$，$cosa=0.94$），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si（$i=1$，2，3，4，5），如下表所示。

s1 s2 s3 s4 s5
5.87cm 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/s2，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/s2）

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300 Ω）
【

电流表（量程300mA，内阻0.27 Ω）
定值电阻R0
滑动变阻器R1（阻值0-20 Ω）
电阻箱R2（最大阻值9999.9 Ω）
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）有3个阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω的定值电阻可供选择，为了描绘小灯泡电流在0~300mA的U-
I曲线，R0应选取阻值为___________ Ω的定值电阻；
（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于变阻器的___________（填“ a”或“ b”）端；
（3）在流过电流表的电流较小时，将电阻箱R2的阻值置零，改变滑动变阻器滑片的位置，读取电压表和
电流表的示数U、I，结果如图（b）所示。当流过电流表的电流为10mA时，小灯泡的电阻为___________
Ω（保留1位有效数字）；

（4）为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V，该同学经计算知，应将R2的阻值调整为_____
__ Ω。然后调节滑动变阻器R1，测得数据如下表所示：
U/mV 24.0 46.0 76.0 110.0 128.0 152.0 184.0 216.0 250.0
I/mA 140.0 160.0 180.0 200.0 220.0 240.0 260.0 280.0 300.0
（5）由图（b）和上表可知，随流过小灯泡电流的增加，其灯丝的电阻___________（填“增大”“减小
”或“不变”）；
（6）该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA，可得此时小灯泡电功率$W1=_______$
W（保留2位有效数字）；当流过电流表的电流为300mA时，小灯泡的电功率为W2，则 $21WW=_______$（保
留至整数）。

均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和$xB=16cm$。某简谐横波沿x轴正方向传播，波
速为$v=20cm/s$，波长大于20cm，振幅为$y=1cm$，且传播时无衰减。$t=0$时刻A、B偏离平衡位置的位移大小
相等、方向相同，运动方向相反，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。已知在
t1时刻（t1>0），质点A位于波峰。求
（i）从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；

（ii）t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。