2021年新高考北京物理卷及答案解析（原卷+解析卷）

這是一份2021年新高考北京物理卷及答案解析（原卷+解析卷），文件包含2021年北京普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試物理試卷北京卷解析版doc、2021年北京普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試物理試卷北京卷原卷版doc等2份試卷配套教學(xué)資源，其中試卷共30頁， 歡迎下載使用。
北京市2021年普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試物理本試卷共8頁，100分?？荚嚂r長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無效。考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。第一部分本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。1. 硼（B）中子俘獲治療是目前最先進的癌癥治療手段之一、治療時先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰（Li）離子。這個核反應(yīng)的方程是（   ）A.  B. C.  D. 2. 如圖所示的平面內(nèi)，光束a經(jīng)圓心O射入半圓形玻璃磚，出射光為b、c兩束單色光。下列說法正確的是（   ）A. 這是光干涉現(xiàn)象B. 在真空中光束b的波長大于光束c的波長C. 玻璃磚對光束b的折射率大于對光束c的折射率D. 在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度3. 一列簡諧橫波某時刻的波形圖如圖所示。此后K質(zhì)點比L質(zhì)點先回到平衡位置。下列判斷正確的是（   ）
 A. 該簡諧橫波沿x軸負方向傳播 B. 此時K質(zhì)點沿y軸正方向運動C. 此時K質(zhì)點的速度比L質(zhì)點的小 D. 此時K質(zhì)點的加速度比L質(zhì)點的小4. 比較45?C的熱水和100?C的水蒸汽，下列說法正確的是（　　）A. 熱水分子的平均動能比水蒸汽的大 B. 熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸汽的小C. 熱水分子的速率都比水蒸汽的小 D. 熱水分子的熱運動比水蒸汽的劇烈5. 一正弦式交變電流i - t圖像如圖所示。下列說法正確的是（　?。?/span>
 A. 在t0.4 s時電流改變方向 B. 該交變電流的周期為0.5 sC. 該交變電流的表達式為 D. 該交變電流的有效值為6. 2021年5月，“天問一號”探測器成功在火星軟著陸，我國成為世界上第一個首次探測火星就實現(xiàn)“繞、落、巡”三項任務(wù)的國家?！疤靻栆惶枴痹诨鹦峭２窜壍肋\行時，近火點距離火星表面2.8?102 km、遠火點距離火星表面5.9?105 km，則“天問一號” （　?。?/span>A. 在近火點的加速度比遠火點的小 B. 在近火點的運行速度比遠火點的小C. 在近火點的機械能比遠火點的小 D. 在近火點通過減速可實現(xiàn)繞火星做圓周運動7. 如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中，水平U型導(dǎo)體框左端連接一阻值為R的電阻，質(zhì)量為m、電阻為r的導(dǎo)體棒ab置于導(dǎo)體框上。不計導(dǎo)體框的電阻、導(dǎo)體棒與框間的摩擦。ab以水平向右的初速度v0開始運動，最終停在導(dǎo)體框上。在此過程中 （　?。?/span>
 A. 導(dǎo)體棒做勻減速直線運動 B. 導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向為C. 電阻R消耗的總電能為 D. 導(dǎo)體棒克服安培力做的總功小于8. 如圖所示，高速公路上汽車定速巡航（即保持汽車的速率不變）通過路面abcd，其中ab段為平直上坡路面，bc段為水平路面，cd段為平直下坡路面。不考慮整個過程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化。下列說法正確的是（　?。?/span>
 A. 在ab段汽車的輸出功率逐漸減小 B. 汽車在ab段的輸出功率比bc段的大C. 在cd段汽車的輸出功率逐漸減小 D. 汽車在cd段的輸出功率比bc段的大9. 如圖所示的平面內(nèi)，有靜止的等量異號點電荷，M、N兩點關(guān)于兩電荷連線對稱，M、P兩點關(guān)于兩電荷連線的中垂線對稱。下列說法正確的是（　?。?/span>A. M點的場強比P點的場強大 B. M點的電勢比N點的電勢高C. N點的場強與P點的場強相同 D. 電子在M點的電勢能比在P點的電勢能大10. 如圖所示，圓盤在水平面內(nèi)以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，圓盤上距軸r處的P點有一質(zhì)量為m的小物體隨圓盤一起轉(zhuǎn)動。某時刻圓盤突然停止轉(zhuǎn)動，小物體由P點滑至圓盤上的某點停止。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 圓盤停止轉(zhuǎn)動前，小物體所受摩擦力的方向沿運動軌跡切線方向B. 圓盤停止轉(zhuǎn)動前，小物體運動一圈所受摩擦力的沖量大小為C. 圓盤停止轉(zhuǎn)動后，小物體沿圓盤半徑方向運動D. 圓盤停止轉(zhuǎn)動后，小物體整個滑動過程所受摩擦力的沖量大小為11. 某同學(xué)搬運如圖所示的磁電式電流表時，發(fā)現(xiàn)表針晃動劇烈且不易停止。按照老師建議，該同學(xué)在兩接線柱間接一根導(dǎo)線后再次搬運，發(fā)現(xiàn)表針晃動明顯減弱且能很快停止。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 未接導(dǎo)線時，表針晃動過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢B. 未接導(dǎo)線時，表針晃動劇烈是因為表內(nèi)線圈受到安培力作用C 接上導(dǎo)線后，表針晃動過程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動勢D. 接上導(dǎo)線后，表針晃動減弱是因為表內(nèi)線圈受到安培力的作用12. 如圖所示，在xOy坐標系的第一象限內(nèi)存在勻強磁場。一帶電粒子在P點以與x軸正方向成60?的方向垂直磁場射入，并恰好垂直于y軸射出磁場。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，OP = a。不計重力。根據(jù)上述信息可以得出（　?。?/span>
 A. 帶電粒子在磁場中運動的軌跡方程B. 帶電粒子在磁場中運動的速率C. 帶電粒子在磁場中運動的時間D. 該勻強磁場的磁感應(yīng)強度13. 某同學(xué)使用輕彈簧、直尺鋼球等制作了一個“豎直加速度測量儀”。如圖所示，彈簧上端固定，在彈簧旁沿彈簧長度方向固定一直尺。不掛鋼球時，彈簧下端指針位于直尺20cm刻度處；下端懸掛鋼球，靜止時指針位于直尺40cm刻度處。將直尺不同刻度對應(yīng)的加速度標在直尺上，就可用此裝置直接測量豎直方向的加速度。取豎直向上為正方向，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（   ）
 A. 30cm刻度對應(yīng)的加速度為 - 0.5g B. 40cm刻度對應(yīng)的加速度為gC. 50cm刻度對應(yīng)的加速度為2g D. 各刻度對應(yīng)加速度的值是不均勻的14. 北京高能光源是我國首個第四代同步輻射光源，計劃于2025年建成。同步輻射光具有光譜范圍寬（從遠紅外到X光波段，波長范圍約為10-5m～10-11m，對應(yīng)能量范圍約為10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點，在基礎(chǔ)科學(xué)研究、應(yīng)用科學(xué)和工藝學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。速度接近光速的電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，會沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。以接近光速運動的單個電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV。下列說法正確的是（　?。?/span>A. 同步輻射的機理與氫原子發(fā)光的機理一樣B. 用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離C. 蛋白質(zhì)分子的線度約為10-8 m，不能用同步輻射光得到其衍射圖樣D. 盡管向外輻射能量，但電子回旋一圈后能量不會明顯減小第二部分本部分共6題，共58分。15. 物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實驗儀器。用游標卡尺測某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管的內(nèi)徑為_______mm。（2）數(shù)據(jù)分析。打點計時器在隨物體做勻變速直線運動的紙帶上打點，其中一部分如圖2所示，B、C、D為紙帶上標出的連續(xù)3個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點之間還有4個計時點沒有標出。打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點時，紙帶運動的速度vC = ________m/s（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。（3）實驗原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置示意圖。認為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運動的合力。實驗中平衡了摩擦力后，要求桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多。請分析說明這個要求的理由。（       ）16. 在“測量金屬絲的電阻率”實驗中，某同學(xué)用電流表和電壓表測量一金屬絲的電阻。（1）該同學(xué)先用歐姆表“”擋粗測該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示，對應(yīng)的讀數(shù)是_______。
 （2）除電源（電動勢3.0 V，內(nèi)阻不計）、電壓表（量程0 ~ 3 V，內(nèi)阻約3 kΩ）、開關(guān)、導(dǎo)線若干外，還提供如下實驗器材：A．電流表（量程0 ~ 0.6 A，內(nèi)阻約0.1 Ω）B．電流表（量程0 ~ 3.0 A，內(nèi)阻約0. 02 Ω）C．滑動變阻器（最大阻值10 Ω，額定電流2 A）D．滑動變阻器（最大阻值1 kΩ，額定電流0.5 A）為了調(diào)節(jié)方便、測量準確，實驗中電流表應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用_______。（選填實驗器材前對應(yīng)的字母）（3）該同學(xué)測量金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流I，得到多組數(shù)據(jù)，并在坐標圖上標出，如圖2所示。請作出該金屬絲的U- I圖線_____，根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻R =________Ω（結(jié)果保留小數(shù)點后兩位）。
 （4）用電流傳感器測量通過定值電阻的電流，電流隨時間變化的圖線如圖3所示。將定值電阻替換為小燈泡，電流隨時間變化的圖線如圖4所示，請分析說明小燈泡的電流為什么隨時間呈現(xiàn)這樣的變化。（       ）
 17. 如圖所示，小物塊A、B的質(zhì)量均為m = 0.10 kg，B靜止在軌道水平段的末端。A以水平速度v0與B碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點距離水平地面的豎直高度為h = 0.45 m，兩物塊落地點距離軌道末端的水平距離為s = 0.30 m，取重力加速度g = 10 m/s2。求：（1）兩物塊在空中運動的時間t；（2）兩物塊碰前A的速度v0的大??；（3）兩物塊碰撞過程中損失的機械能。
 18. 如圖所示，M為粒子加速器；N為速度選擇器，兩平行導(dǎo)體板之間有方向相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁場的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度為B。從S點釋放一初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，經(jīng)M加速后恰能以速度v沿直線（圖中平行于導(dǎo)體板的虛線）通過N。不計重力。（1）求粒子加速器M的加速電壓U；（2）求速度選擇器N兩板間的電場強度E的大小和方向；（3）仍從S點釋放另一初速度為0、質(zhì)量為2m、電荷量為q的帶正電粒子，離開N時粒子偏離圖中虛線的距離為d，求該粒子離開N時的動能。
 19. 類比是研究問題的常用方法。（1）情境1：物體從靜止開始下落，除受到重力作用外，還受到一個與運動方向相反的空氣阻力（k為常量）的作用。其速率v隨時間t的變化規(guī)律可用方程（①式）描述，其中m為物體質(zhì)量，G為其重力。求物體下落的最大速率。（2）情境2：如圖1所示，電源電動勢為E，線圈自感系數(shù)為L，電路中總電阻為R。閉合開關(guān)S，發(fā)現(xiàn)電路中電流I隨時間t的變化規(guī)律與情境1中物體速率v隨時間t的變化規(guī)律類似。類比①式，寫出電流I隨時間t變化的方程；并在圖2中定性畫出I - t圖線。
 （3）類比情境1和情境2中的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。情境1情境2物體重力勢能的減少量 物體動能的增加量  電阻R上消耗的電能 20. 秋千由踏板和繩構(gòu)成，人在秋千上的擺動過程可以簡化為單擺的擺動，等效“擺球”的質(zhì)量為m，人蹲在踏板上時擺長為，人站立時擺長為。不計空氣阻力，重力加速度大小為g。（1）如果擺長為，“擺球”通過最低點時的速度為v，求此時“擺球”受到拉力T的大小。（2）在沒有別人幫助的情況下，人可以通過在低處站起、在高處蹲下的方式使“擺球”擺得越來越高。a.人蹲在踏板上從最大擺角開始運動，到最低點時突然站起，此后保持站立姿勢擺到另一邊的最大擺角為。假定人在最低點站起前后“擺球”擺動速度大小不變，通過計算證明。b.實際上人在最低點快速站起后“擺球”擺動速度的大小會增大。隨著擺動越來越高，達到某個最大擺角后，如果再次經(jīng)過最低點時，通過一次站起并保持站立姿勢就能實現(xiàn)在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，求在最低點“擺球”增加的動能應(yīng)滿足的條件。