2021年北京市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理試卷及答案

1、物理第2頁(yè)(共12頁(yè))物理第 頁(yè)（共12頁(yè)）北京市2021年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理本試卷共8頁(yè)，100分?？荚嚂r(shí)長(zhǎng)90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效?？荚嚱Y(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(gè)選項(xiàng)中，選出最符合題目要求的一項(xiàng)。1.硼（B）中子俘獲治療是目前最先進(jìn)的癌癥治療手段之一。治療時(shí)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a粒子和鋰（Li）離子。這個(gè)核反應(yīng)的方程是A.10B+mT7Li+4HeB.11B+4HeT14N+m50325270C.14N+4Het17O+1HD.1

2、4N+mt14C+1H728170612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(shuō)法正確的是這是光的干涉現(xiàn)象在真空中光束b的波長(zhǎng)大于光束c的波長(zhǎng)玻璃磚對(duì)光束b的折射率大于對(duì)光束c的折射率在玻璃磚中光束b的傳播速度大于光束c的傳播速度一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示。此后K質(zhì)點(diǎn)比L質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置。下列判斷正確的是該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)的速度比L質(zhì)點(diǎn)的小此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)的加速度比L質(zhì)點(diǎn)的小比較45OC的熱水和100C的水蒸汽，下列說(shuō)法正確的是熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸汽的大熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸汽的小熱水分子的速率都

3、比水蒸汽的小熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸汽的劇烈正弦式交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是在t=0.4s時(shí)電流改變方向該交變電流的周期為0.5s該交變電流的表達(dá)式為i=2cos5nA該交變電流的有效值為亠A22021年5月，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功在火星軟著陸，我國(guó)成為世界上第一個(gè)首次探測(cè)火星就實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”三項(xiàng)任務(wù)的國(guó)家?！疤靻?wèn)一號(hào)”在火星停泊軌道運(yùn)行時(shí)，近火點(diǎn)距離火星表面2.8x102km、遠(yuǎn)火點(diǎn)距離火星表面5.9x105km，則“天問(wèn)一號(hào)”在近火點(diǎn)的加速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小在近火點(diǎn)的運(yùn)行速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小在近火點(diǎn)的機(jī)械能比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小在近火點(diǎn)通過(guò)減速可實(shí)現(xiàn)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)如圖所示，在豎直向下

4、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(jì)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勺開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，最終停在導(dǎo)體框上。在此過(guò)程中A導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B.導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍TbnxxHIIIdiXX!；XC.電阻R消耗的總電能為mV0R2(R+r)TxxhlXXIIXL.ID導(dǎo)體棒克服安培力做的總功小于2吧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(guò)路面abed，其中ab段為平直上坡路面，be段為水平路面，ed段為平直下坡路面。不考慮整個(gè)過(guò)程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化。下列說(shuō)法正確的是C在ab

5、段汽車的輸出功率逐漸減小B.汽車在ab段的輸出功率比be段的大C.在ed段汽車的輸出功率逐漸減小D.汽車在ed段的輸出功率比be段的大如圖所示的平面內(nèi)，有靜止的等量異號(hào)點(diǎn)電荷，M、N兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線對(duì)稱，M、P兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線的中垂線對(duì)稱。下列說(shuō)法正確的是M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高,N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同電子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)的電勢(shì)能大如圖所示，圓盤(pán)在水平面內(nèi)以角速度e繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)上距軸r處的P點(diǎn)有一質(zhì)量為m的小物體隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。某時(shí)刻圓盤(pán)突然停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小物體由P點(diǎn)滑至圓盤(pán)上的某點(diǎn)停止。下列說(shuō)法正確的是圓盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，小物體所受摩擦力的方向沿運(yùn)動(dòng)軌

6、跡切線方向圓盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，小物體運(yùn)動(dòng)一圈所受摩擦力的沖量大小為2mw圓盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，小物體沿圓盤(pán)半徑方向運(yùn)動(dòng)圓盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，小物體整個(gè)滑動(dòng)過(guò)程所受摩擦力的沖量大小為mwr某同學(xué)搬運(yùn)如圖所示的磁電式電流表時(shí)，發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)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(yùn)，發(fā)現(xiàn)表針晃動(dòng)明顯減弱且能很快停止。下列說(shuō)法正確的是A未接導(dǎo)線時(shí)，表針晃動(dòng)過(guò)程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)未接導(dǎo)線時(shí)，表針晃動(dòng)劇烈是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用C接上導(dǎo)線后，表針晃動(dòng)過(guò)程中表內(nèi)線圈不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D.接上導(dǎo)線后，表針晃動(dòng)減弱是因?yàn)楸韮?nèi)線圈受到安培力的作用物理第 頁(yè)（共12頁(yè)）物理第 頁(yè)（共12頁(yè)）如

7、圖所示，在xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一帶電粒子在P點(diǎn)以與x軸正方向成60的方向垂直磁場(chǎng)射入，并恰好垂直于y軸射出磁場(chǎng)。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電荷量為q，OP=a。不計(jì)重力。根據(jù)上述信息可以得出帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡方程帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的速率帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度某同學(xué)使用輕彈簧、直尺、鋼球等制作了一個(gè)“豎直加速度測(cè)量?jī)x”如圖所示，彈簧上端固定，在彈簧旁沿彈簧長(zhǎng)度方向固定一直尺。不掛鋼球時(shí)，彈簧下端指針位于直尺20cm刻度處；下端懸掛鋼球，靜止時(shí)指針位于直尺40cm刻度處。將直尺不同刻度對(duì)應(yīng)的加速度標(biāo)在直尺上，就可用此裝置直接測(cè)量豎直方向的加速度。取

8、豎直向上為正方向，重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是30cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為-0.5g40cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為g50cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為2g各刻度對(duì)應(yīng)加速度的值是不均勻的北京高能光源是我國(guó)首個(gè)第四代同步輻射光源，計(jì)劃于2025年建成。同步輻射光具有光譜范圍寬（從遠(yuǎn)紅外到X光波段，波長(zhǎng)范圍約為10-5m10-11m,對(duì)應(yīng)能量范圍約為10-1eV105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點(diǎn)，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(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個(gè)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(yùn)動(dòng)的單個(gè)電子能量約

9、為109eV,回旋一圈輻射的總能量約為104eV。下列說(shuō)法正確的是同步輻射的機(jī)理與氫原子發(fā)光的機(jī)理一樣用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離蛋白質(zhì)分子的線度約為10-8m,不能用同步輻射光得到其衍射圖樣盡管向外輻射能量，但電子回旋一圈后能量不會(huì)明顯減小物理第 頁(yè)（共12頁(yè)）第二部分本部分共6題，共58分。15.（8分）物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：（1）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測(cè)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(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的紙帶上打點(diǎn)，其中一部分如圖2所示，B、C、D為紙帶上標(biāo)出

10、的連續(xù)3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源上。則打C點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的速度vC=m/s（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。寫(xiě)“，？6789101112宀W加23（3）實(shí)驗(yàn)原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。認(rèn)為桶和砂所受的重力等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力。實(shí)驗(yàn)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(qǐng)分析說(shuō)明這個(gè)要求的理由。16.（10分）在“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用電流表和電壓表測(cè)量一金屬絲的電阻。（1）該同學(xué)先用歐姆表“xl”擋粗測(cè)該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示，對(duì)應(yīng)的讀數(shù)是圖1物理第5頁(yè)（共12頁(yè)）

11、（2）除電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）、電壓表（量程03V,內(nèi)阻約3kQ）、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干外，還提供如下實(shí)驗(yàn)器材：電流表（量程00.6A,內(nèi)阻約0.1Q）電流表（量程03.0A,內(nèi)阻約0.02Q）滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Q額定電流2A）D滑動(dòng)變阻器（最大阻值1kQ,額定電流0.5A）為了調(diào)節(jié)方便、測(cè)量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用。（選填實(shí)驗(yàn)器材前對(duì)應(yīng)的字母）3)該同學(xué)測(cè)量金屬絲兩端的電壓U和通過(guò)金屬絲的電流I,得到多組數(shù)據(jù)，并在坐標(biāo)圖上標(biāo)出，如圖2所示。請(qǐng)作出該金屬絲的U-1圖線，根據(jù)圖線得出該金屬絲電阻R=Q（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。UNTTTT；TTTr工口Eill!II；

12、Izri:m:#:mtT-4i44i一口:!1-;14二二44-*-二H口吐-TZ4-Bmmls舊1丁H土H:tHhM4mx亠一一一-X*T-t-二二-4-!-_士士134npr|44-二二TX-T-n-h-F-T-tw71:TH!-!s-t_i-*iriij-irl*tr-L:TL-trrrr;工4十44工-srHIntxir-l十工:H:l-i-r8tF土I:4)用電流傳感器測(cè)量通過(guò)定值電阻的電流,電流隨時(shí)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(shí)間變化的圖線如圖4所示,請(qǐng)分析說(shuō)明小燈泡的電流為什么隨時(shí)間呈現(xiàn)這樣的變化。JI門(mén)心閉仔幵爻）17.（9分）如圖所示，小物塊A、B的

13、質(zhì)量均為m=0.10kg,B靜止在軌道水平段的末端。A以水平速度勺與B碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點(diǎn)距離水平地面的豎直高度為h=0.45m，兩物塊落地點(diǎn)距離軌道末端的水平距離為s=0.30m，取重力加速度g=10m/s2。求:（1）兩物塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；（2）兩物塊碰前A的速度v0的大??；（3）兩物塊碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能aE。18.（9分）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(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。從S點(diǎn)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

14、線）通過(guò)N。不計(jì)重力。（1）求粒子加速器M的加速電壓U；uif（2）求速度選擇器N兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；廠一丄仝_上_上_上.（3）仍從S點(diǎn)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(kāi)N時(shí)粒子偏離圖中虛線的距離為d求該粒子離開(kāi)N時(shí)的動(dòng)能E。k19.（10分）類比是研究問(wèn)題的常用方法。（1）情境1：物體從靜止開(kāi)始下落，除受到重力作用外，還受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的空氣阻力f=kv（k為常量）的作用。其速率v隨時(shí)間t的變化規(guī)律可用方程G-kv=m竺（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At速率v。m（2）情境2：如圖1所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E,線圈自感系數(shù)為

15、L電路中的總電阻為R。閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電路中電流I隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1中物體速率v隨時(shí)間t的變化規(guī)律類似。類比式，寫(xiě)出電流I隨時(shí)間t變化的方程；并在圖2中定性畫(huà)出I-1圖線。7+0。21實(shí)際上人在最低點(diǎn)快速站起后“擺球”擺動(dòng)速度的大小會(huì)增大。隨著擺動(dòng)越來(lái)越高，達(dá)到某個(gè)最大擺角0后，如果再次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，通過(guò)一次站起并保持站立姿勢(shì)就能實(shí)現(xiàn)在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求在最低點(diǎn)“擺球”增加的動(dòng)能齊應(yīng)滿足的條件?？忌鷦?wù)必將答案答在答題卡上，在試卷上作答無(wú)效）物理第9頁(yè)（共12頁(yè)）物理第 頁(yè)（共12頁(yè)）3）物理第 頁(yè)（共12頁(yè)）北京市2021年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理參考答案第一部分共1

16、4題，每題3分，共42分。1A2C3D4B5C6D7C8B9C10D11D12A13A14D第二部分共6題，共58分。15（8分）（1）31.4（2）0.44（3）設(shè)繩的拉力為T(mén)小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a。對(duì)桶和砂，有mg-T=ma;對(duì)小車，有T=Ma。得T=mg。小車受到細(xì)繩的拉力T等于小車受到的合力F,即M+mF=Mmg=mg?？梢?jiàn)，只有桶和砂的總質(zhì)量m比小車質(zhì)量M小得多時(shí)，M+mm1HM才能認(rèn)為桶和砂所受的重力mg等于使小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合力F。16（10分）（1）6（2）A;C（3）如答圖1;5.804）剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，燈絲溫度較低，電阻較小，電流較大;隨著燈絲溫度升高，電阻逐漸增大，電流

17、逐漸減小;當(dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，溫度不變，電阻不變，電流保持不變。17（9分）（1）豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，由h=丄gt22t=0.30s2）設(shè)A、B碰后速度為v，水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，由s=vtv=1.0m/s根據(jù)動(dòng)量守恒定律，由得3）兩物體碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能mv=2mv0v0=2.0m/sAE=1mv2-202mv22AE=0.10J18（9分）1）根據(jù)功能關(guān)系得2）電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡得方向垂直導(dǎo)體板向下。3）電場(chǎng)力做正功，根據(jù)功能關(guān)系得qUmv22qEq=qvBEk=qU+EqdkE=丄mv2+qBvdk21910分）1）當(dāng)物體下落速度達(dá)到最大速度v時(shí)，mG=kvmGv=mk2）a如答圖2b情境1情境2電源提供的電能線圈磁場(chǎng)能的增加量克服阻力做功消耗的機(jī)械能20.（12分）1）根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得2）aT-mg=V2ml1V2T=mg+m設(shè)人在最低點(diǎn)站起前后“擺球”的擺動(dòng)速度大