2021年北京市高考物理试卷(原卷版)下载

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  • 最近更新2022年10月20日



2021年北京市高考真题物理试卷 本试卷共 8页,100分。考试时长 90分钟。考生务必将答案答在答题卡上,在 试卷上作答无效。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共 14题,每题 3分,共 42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合 题目要求的一项。 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( )17342421105 B  0 n  Li  He 151B  He  147 N  0 n A. C. B. D. 41174 N  He  178O  11H 174 N  0 n  164C  11H 22. 如图所示的平面内,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( )A. 这是光的干涉现象 B. 在真空中光束 b 的波长大于光束 c 的波长 C. 玻璃砖对光束 b 的折射率大于对光束 c 的折射率 D. 在玻璃砖中光束 b 的传播速度大于光束 c 的传播速度 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( )A. 该简谐横波沿 x 轴负方向传播 C. 此时 K 质点的速度比 L 质点的小 B. 此时 K 质点沿 y 轴正方向运动 D. 此时 K 质点的加速度比 L 质点的小 第 1 页 共 9 页 4. 比较 45 C 的热水和 100 C 的水蒸汽,下列说法正确的是(  ) A. 热水分子的平均动能比水蒸汽的大 小B. 热水的内能比相同质量的水蒸汽的 C. 热水分子的速率都比水蒸汽的小 D. 热水分子的热运动比水蒸汽的剧烈 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(  ) A. 在 t 0.4 s 时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为 0.5 s 2i = 2cos5πt A C. 该交变电流的表达式为 D. 该交变电流的有效值为 A26. 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 2.8 102 km、远火点距离火星表面 5.9 105 km,则“天问一号” (  ) A. 在近火点的加速度比远火点的小 B. 在近火点的运行速度比远火点的小 C. 在近火点的机械能比远火点的小 D. 在近火点通过减速可实现绕火星做 圆周运动 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、电阻为 r 的导体棒 ab 置于导体框上。不计导体框的电阻、导体棒与框间的摩擦。ab 以水平向右的初速度 v0 开始运动,最终停在导体框上。在此过程中 (  ) A. 导体棒做匀减速直线运动 B. 导体棒中感应电流的方向为 a  b mv02R C. 电阻 R 消耗的总电能为 D. 导体棒克服安培力做的总功小于 2(R  r) 12mv02 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 第 2 页 共 9 页 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(  ) A. 在 ab 段汽车的输出功率逐渐减小 B. 汽车在 ab 段的输出功率比 bc 段的 D. 汽车在 cd 段的输出功率比 bc 段的 大C. 在 cd 段汽车的输出功率逐渐减小 大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(  ) A. M 点的场强比 P 点的场强大 C. N 点的场强与 P 点的场强相同 势能大 B. M 点的电势比 N 点的电势高 D.电子在 M 点的电势能比在 P 点的电 的10. 如图所示,圆盘在水平面内以角速度 ω 绕中心轴匀速转动,圆盘上距轴 r 处 P 点有一 质量为 m 的小物体随圆盘一起转动。某时刻圆盘突然停止转动,小物体由 P 点滑至圆盘上 的某点停止。下列说法正确的是(  ) A. 圆盘停止转动前,小物体所受摩擦力的方向沿运动轨迹切线方向 2m r B. 圆盘停止转动前,小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为 C 圆盘停止转动后,小物体沿圆盘半径方向运动 m r D. 圆盘停止转动后,小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为 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(  ) 第 3 页 共 9 页 A. 未接导线时,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 B. 未接导线时,表针晃动剧烈是因为表内线圈受到安培力的作用 C. 接上导线后,表针晃动过程中表内线圈不产生感应电动势 D. 接上导线后,表针晃动减弱是因为表内线圈受到安培力的作用 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(  ) A. 带电粒子在磁场中运动的轨迹方程 B. 带电粒子在磁场中运动的速率 C. 带电粒子在磁场中运动的时间 D. 该匀强磁场的磁感应强度 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( )A. 30cm 刻度对应的加速度为 – 0.5g C. 50cm 刻度对应的加速度为 2g B. 40cm 刻度对应的加速度为 g D. 各刻度对应加速度的值是不均匀的 第 4 页 共 9 页 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(  ) A. 同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样 B. 用同步辐射光照射氢原子,不能使氢原子电离 C. 蛋白质分子的线度约为 10-8 m,不能用同步辐射光得到其衍射图样 D. 尽管向外辐射能量,但电子回旋一圈后能量不会明显减小 第二部分 本部分共 6 题,共 58 分。 15. 物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验操作、数据分析 等。例如: (1)实验仪器。用 游标卡尺测某金属 管的内径,示数如图 1 所示。则该金属管 的内径为 _______mm。 (2)数据分析。打点计时器在随物体做匀变速直线运动的纸带上打点,其中一部分如图 2 所示,B、C、D 为纸带上标出的连续 3 个计数点,相邻计数点之间还有 4 个计时点没有标 出。打点计时器接在频率为 50Hz 的交流电源上。则打 C 点时,纸带运动的速度 vC = ________m/s(结果保留小数点后两位)。 第 5 页 共 9 页 (3)实验原理。图 3 为“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图。认为桶和砂所受的 重力等于使小车做匀加速直线运动的合力。实验中平衡了摩擦力后,要求桶和砂的总质量 m 比小车质量 M 小得多。请分析说明这个要求的理由。( )16. 在“测量金属丝的电阻率”实验中,某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。 (1)该同学先用欧姆表“ ”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图 1 所示,对应的读数是 1 _______ 。Ω(2)除电源(电动势 3 0 V,内阻不计)、电压表(量程 0 ~ 3 V,内阻约 3 kΩ)、开关、导 线若干外,还提供如下实验器材: A.电流表(量程 0 ~ 0.6 A,内阻约 0.1 Ω) B.电流表(量程 0 ~ 3.0 A,内阻约 0. 02 Ω) C.滑动变阻器(最大阻值 10 Ω,额定电流 2 A) D.滑动变阻器(最大阻值 1 kΩ,额定电流 0.5 A) 为了调节方便、测量准确,实验中电流表应选用________,滑动变阻器应选用_______。(选 第 6 页 共 9 页 填实验器材前对应的字母) (3)该同学测量金属丝两端的电压 U 和通过金属丝的电流 I,得到多组数据,并在坐标图 上标出,如图 2 所示。请作出该金属丝的 U- I 图线_____,根据图线得出该金属丝电阻 R =________Ω(结果保留小数点后两位)。 (4)用电流传感器测量通过定值电阻的电流,电流随时间变化的图线如图 3 所示。将定值 电阻替换为小灯泡,电流随时间变化的图线如图 4 所示,请分析说明小灯泡的电流为什么随 时间呈现这样的变化。( )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 。E 第 7 页 共 9 页 18. 如图所示,M 为粒子加速器;N 为速度选择器,两平行导体板之间有方向相互垂直的匀 强电场和匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里,磁感应强度为 B。从 S 点释放一初速度为 0、质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子,经 M 加速后恰能以速度 v 沿直线(图中平行于导 体板的虚线)通过 N。不计重力。 (1)求粒子加速器 M 的加速电压 U; (2)求速度选择器 N 两板间的电场强度 E 的大小和方向; (3)仍从 S 点释放另一初速度为 0、质量为 2m、电荷量为 q 的带正电粒子,离开 N 时粒子 E偏离图中虚线的距离为 d,求该粒子离开 N 时的动能 。k19. 类比是研究问题的常用方法。 (1)情境 1:物体从静止开始下落,除受到重力作用外,还受到一个与运动方向相反的空 v f  kv G  kv = m (k 为常量)的作用。其速率 v 随时间 t 的变化规律可用方程 气阻力 t v(①式)描述,其中 m 为物体质量,G 为其重力。求物体下落的最大速率 。m的(2)情境 2:如图 1 所示,电源电动势为 E,线圈自感系数为 L,电路中 总电阻为R。闭 合开关 S,发现电路中电流 I 随时间 t 的变化规律与情境 1 中物体速率 v 随时间 t 的变化规 律类似。类比①式,写出电流 I 随时间 t 变化的方程;并在图 2 中定性画出 I – t 图线。 第 8 页 共 9 页 (3)类比情境 1 和情境 2 中的能量转化情况,完成下表。 情境 1 情境 2 的物体重力势能 减少量 物体动能的增加量 电阻 R 上消耗的电能 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 ll质量为 m,人蹲在踏板上时摆长为 ,人站立时摆长为2 。不计空气阻力,重力加速度大小 1为 g。 l(1)如果摆长为 ,“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 1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 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 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 2 1 。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 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 E 平面内做完整的圆周运动,求在最低点“摆球”增加的动能 k 应满足的条件。 第 9 页 共 9 页

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