高考全国乙卷：《物理》2021年考试真题与答案解析

选择性必修第一册 光学（解析版）

—2021年高考物理真题（6套）分类解析

1.全国甲卷第15题. 如图，单色光从折射率n=1.5、厚度d=10.0cm的玻璃板上表面射入。已知真空中的光速为8310m/s，则该单色光在玻璃板内传播的速度为___________m/s；对于所有可能的入射角，该单色光通过玻璃板所用时间t的取值范围是___________s≤t<___________s（不考虑反射）。

2.全国乙卷第16题. 用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B两个大头针确定入射光路、C、D两个大头针确定出射光路，O和O分别是入射点和出射点，如图（a）所示。测得玻璃砖厚度为15.0mmh，A到过O点的法线OM的距离10.0mmAM，M到玻璃砖的距离20.0mmMO，O到OM的距离为5.0mms。

（ⅰ）求玻璃砖折射率；

（ⅰ）用另一块材料相同，但上下两表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的截面如图（b）所示。光从上表面入射，入时角从0逐渐增大，达到45时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。

3.湖南卷第18题. 我国古代著作《墨经》中记载了小孔成倒像的实验，认识到光沿直线传播。身高1.6m的人站在水平地面上，其正前方0.6m处的竖直木板墙上有一个圆柱形孔洞，直径为1.0cm、深度为1.4cm，孔洞距水平地面的高度是人身高的一半。此时，由于孔洞深度过大，使得成像不完整，如图所示。现在孔洞中填充厚度等于洞深的某种均匀透明介质，不考虑光在透明介质中的反射。

（i）若该人通过小孔能成完整的像，透明介质的折射率最小为多少？

（ii）若让掠射进入孔洞的光能成功出射，透明介质的折射率最小为多少？

4.广东卷第18题. 如图所示，一种光学传感器是通过接收器Q接收到光的强度变化而触发工作的。光从挡风玻璃内侧P点射向外侧M点再折射到空气中，测得入射角为，折射角为；光从P点射向外侧N点，刚好发生全反射并被Q接收，求光从玻璃射向空气时临界角的正弦值表达式。

二零二一年（乙卷）

第1页共17页理科数学（乙卷）答案详解

适用地区为：河南、安徽、江西、山西、陕西、黑龙江、吉林、甘肃、内蒙

古、青海、宁夏、新疆。

一、选择题：本题共12小题，每小题5分，共60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。

1.（复数）设2()3()46zzzzi，则z＝

A.1－2iB.1＋2iC.1＋iD.1－i

【答案】C

【解析】设zabi，则22324646abiabiai，

∴1ab，∴1zi.

2.（集合）已知集合S＝｛s|s＝2n＋1,n∈Z｝，T＝｛t|t＝4n＋1,n∈Z｝，则S∩T＝

A.∅B.SC.TD.Z

【答案】C

【解析】∵ST，∴STT.

3.（简单逻辑）已知命题p：∃x∈R，sinx＜1；命题q：∀x∈R，1xe，则下列命题中为真

命题的是

A.p∧qB.¬p∧qC.p∧¬qD.¬(p∨q)

【答案】A

【解析】①根据正弦函数的性质可知，命题p是真命题；②对于任意x∈R，0x，根据

指数函数的性质可知，1xe，故q是真命题，

∴p∧q是真命题，¬p∧q是假命题，p∧¬q是假命题，¬(p∨q)是假命题.

4.（函数）设函数1

()

1x

fx

x



，则下列函数中为奇函数的是

A.f(x－1)－1B.f(x－1)＋1C.f(x＋1)－1D.f(x＋1)＋1二零二一年（乙卷）

第2页共17页【答案】B【解析】12

()1

11x

fx

xx



，由此可知原函数()fx是由奇函数2

()gx

x向左平移1

个单位再向下平移1个单位得到，故原函数()fx向右平移1个单位再向上平移1个单位即可得到2

()gx

x，故选B.

5.（立体几何）在正方体ABCD－A

1B

1C

1D

1中，P为B

1D

1的中点，则直线PB与AD

1所成的

角为A.π

2B.π

3C.π

4D.π

6

【答案】D

【解析】解法一：建立图A5左的直角坐标系，设AB为一个单位，A为原点，AB

为x轴

试卷第1页，共4页 高考物理全国甲、乙卷3年（2021-2023）真题汇编-02力学解答题

一、解答题

1．（2021·全国·高考真题）一篮球质量为0.60kgm，一运动员使其从距地面高度为11.8mh处由静止自由落下，反弹高度为21.2mh。若使篮球从距地面31.5mh的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为1.5m。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为0.20st；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取210m/sg，不计空气阻力。求：

（1）运动员拍球过程中对篮球所做的功；

（2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。

2．（2021·全国·高考真题）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A=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

（1）从t1时刻开始，质点B最少要经过多长时间位于波峰；

（2）t1时刻质点B偏离平衡位置的位移。

3．（2021·全国·高考真题）如图，一倾角为的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的距离均为d，减速带的宽度远小于d；一质量为m的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。

（1）求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能；

(2021年全国乙卷24题)一篮球质量为0.60kgm

，一运动员使其从距地面高度为

11.8mh

处由静止自由落下，反弹高度为

21.2mh

。若使篮球从距地面

31.5mh

的高度

由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为1.5m

。假设运动员

拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为0.20st；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比

值不变。重力加速度大小取210m/sg

，不计空气阻力。求：

（

1）运动员拍球过程中对篮球所做的功；

（

2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。

【解析】

（1）第一次篮球下落，由动能定理可得

11Emgh

篮球反弹后向上运动的过程由动能定理可得

220Emgh

第二次从

1.5m的高度静止下落，同时向下拍球，

33WmghE

第二次从

1.5m的高度静止下落，在篮球反弹上升的过程中，由动能定理可

4400Emgh因篮球每次和地面撞击的前后动能的比值不变，则有比例关系

24

13EE

EE

代入数据可得4.5JW

（

2）在恒力作用下篮球向下做匀加速直线运动，因此有牛顿第二定律可得Fmgma在拍球时间内运动的位移为21

2xat

做得功为WFx

联立可得9NF

（-15NF

舍去）

【分析】本题是体育运动类的题目。考查学生运用能量观点解决实际问题。通过阅读题目感

知想象题目中所叙述的的现象、在脑子中勾勒出问题的情境，从而定性判断原始问题在物理

上是哪方面的问题。面对这样的试题，学生需要在头脑中想象出打篮球的情境，然后运用运

动和相互作用观念思考篮球的运动，还需要学生运用能量的观念去解决做功的问题。

本题所考查的知识点是相对基础的物体运动过程，但是学生解题的难点在于将生活实际抽象

成物理模型的。对于今后的教学过程中，应该是多对学生的构建物理模型上注重训练。即通

过对生活情境问题，学生需要忽略哪方面的问题，抓住那些方面的问题从而构建物理模型，

并能依据相应的物理规律解决问题。(2022年全国乙卷24题)如图，一不可伸长的细绳的上端固定，下端系在边长为0.40ml