高考北京卷物理试题含答案文档格式.docx
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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B.此时K质点沿y轴正方向运动C.此时K质点的速度比L质点的小D.此时K质点的加速度比L质点的小
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B.热水的内能比相同质量的水蒸汽的小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=0.4s时电流改变方向B.该交变电流的周期为0.5sC.该交变电流的表达式为i=2cos5πtA
D.该交变电流的有效值为2A
2
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⨯102km、远火点距离火星表面5.9⨯105km,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
mv2R
C.电阻R消耗的总电能为0
2(R+r)
D.导体棒克服安培力做的总功小于1mv2
20
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。
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段的大
C.在cd段汽车的输出功率逐渐减小D.汽车在cd段的输出功率比bc段的大
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。
A.M点的场强比P点的场强大B.M点的电势比N点的电势高C.N点的场强与P点的场强相同
D.电子在M点的电势能比在P点的电势能大
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处的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2mωrC.圆盘停止转动后,小物体沿圆盘半径方向运动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mωr
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
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。
A.30cm刻度对应的加速度为-0.5gB.40cm刻度对应的加速度为gC.50cm刻度对应的加速度为2gD.各刻度对应加速度的值是不均匀的
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10-8m,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.(8分)
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)。
(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.(10分)
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“⨯1”挡粗测该金属丝的电阻,示数如图1所示,对应的读数是Ω。
(2)除电源(电动势3.0V,内阻不计)、电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ)、开关、导线若干外,还提供如下实验器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω)
B.电流表(量程0~3.0A,内阻约0.02Ω)
C.滑动变阻器(最大阻值10Ω,额定电流2A)
D.滑动变阻器(最大阻值1kΩ,额定电流0.5A)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.(9分)
如图所示,小物块A、B的质量均为m=0.10kg,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=0.45m,两物块落地点距离轨道末端的水平
距离为s=0.30m,取重力加速度g=10m/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。
18.(9分)
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。
(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时粒子偏离图中虚线的距离为d,求该粒子离开N时的动能Ek。
19.(10分)
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
反的空气阻力f
=kv(k为常量)的作用。
其速率v随时间t的变化规律可用
方程G-kv=m∆v(①式)描述,其中m为物体质量,G为其重力。
求物体下落
∆t
的最大速率vm。
(2)情境2:
如图1所示,电源电动势为E,线圈自感系数为L,电路中的总电阻为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。
(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
物体重力势能的减少量
物体动能的增加量
电阻R上消耗的电能
20.(12分)
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l1,人站立时摆长为l2。
不计空气阻力,重力加速度大小为g。
(1)如果摆长为l1,“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θ1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θ2。
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θ
2>
θ1。
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θ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∆Ek应满足的条件。
北京市2021年普通高中学业水平等级性考试
物理参考答案
第一部分共14题,每题3分,共42分。
1.A
2.C
3.D
4.B
5.C
6.D
7.C
8.B
9.C
10.D
11.D
12.A
13.A
14.D
第二部分共6题,共58分。
15.(8分)
(1)31.4
(2)0.44
(3)设绳的拉力为T,小车运动的加速度为a。
对桶和砂,有mg-T=ma;
对小车,
有T=Ma。
得T=Mmg。
小车受到细绳的拉力T等于小车受到的合力F,即
M+m
F=Mmg=1mg。
可见,只有桶和砂的总质量m比小车质量M小得多时,
1+m
M
才能认为桶和砂所受的重力mg等于使小车做匀加速直线运动的合力F。
(1)6
(2)A;
C
(3)如答图1;
5.80
(4)刚闭合开关时,灯丝温度较低,电阻较小,电流较大;
随着灯丝温度升高,电阻逐
渐增大,电流逐渐减小;
当灯丝发热与散热平衡时,温度不变,电阻不变,电流保持不变。
(1)竖直方向为自由落体运动,由
h=1gt2
得t=0.30s
(2)设A、B碰后速度为v,
水平方向为匀速运动,由s=vt
得v=1.0m/s
根据动量守恒定律,由
mv0=2mv
得
(3)两物体碰撞过程中损失的机械能
v0=2.0m/s
∆E=1mv2-12mv2
202
得∆E=0.10J
(1)根据功能关系
qU=1mv2
得
mv2
U=
2q
(2)电场力与洛伦兹力平衡Eq=qvB
得E=vB
方向垂直导体板向下。
(3)电场力做正功,根据功能关系
Ek=qU+Eqd
E=1mv2+qBvd
k2
(1)当物体下落速度达到最大速度vm时,G=kvm
G
得
(2)a.E-RI=L∆I
vm=
k
b.如答图2
(3)
情境1情境2
电源提供的电能
线圈磁场能的增加量克服阻力做功消耗的机械
能
(1)根据牛顿运动定律
v2
T-mg=m
l1
(2)a.
T=mg+m
设人在最低点站起前后“摆球”的摆动速度大小分别为v1、v2,根据功能关系得
mgl(1-cosθ)=1mv2
1121
mgl(1-cosθ)=1mv2
2222
已知v1=v2,得因为l1>
l2,得所以
mgl1(1-cosθ1)=mgl2(1-cosθ2)cosθ1>
cosθ2
θ2>
θ1
b.
设“摆球”由最大摆角θ摆至最低点时动能为Ek,根据功能关系得
Ek=mgl1(1-cosθ)
“摆球”在竖直平面内做完整的圆周运动,通过最高点最小速度为vm
根据牛顿运动定律得
v2
mg=mm
l2
“摆球”在竖直平面内做完整的圆周运动,根据功能关系得
E+∆E
≥2mgl
+
1mv2
kk22m
∆E≥5mgl
-
mgl(1-cosθ)
得k21
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