2021年高考真題——理綜物理(北京卷)解析版

2021年高考真題——理綜物理(北京卷)解析版 2021年高考真題,附具體解析,為你講解并描述高考背后的故事,帶你領會高考的考點熱點,助你升學一臂之力! 絕密★啟封前 機密★用法完畢前 2021年一般高等學校招生全國統(tǒng)一考試 理科綜合力量測試-物理（北京卷） 本試卷共16頁，共300分?？荚嚂r長150分鐘?？忌鷦毡貙⒋鸢复鹪诖痤}卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y束后，將本試卷和答題卡一并交回。 以下數(shù)據(jù)可供解題時參考： 可能用到的相對原子質(zhì)量：H1 C12 O16 Cl35.5 Ca40 第一部分 （選擇題 共120分） 本部分共20小題，每小題6分，共120分。在每小題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。 13.下列說法正確的是 A.液體中懸浮顆粒的無規(guī)章運動稱為布朗運動 B.液體分子的無規(guī)章運動稱為布朗運動 C.物體從外界汲取熱量，其內(nèi)能肯定增加 D.物體對外界做功，其內(nèi)能肯定削減 【答案】A 布朗運動是指液體中懸浮固體小顆粒的運動，不是液體分子的運動，故A正確B錯誤；物體從外界汲取熱量，有可能同時對外做功，其內(nèi)能不肯定增加，同理，物體對外做功，有可能同時從外界汲取熱量，其內(nèi)能不肯定削減，故CD錯誤。本題選A。 14.如圖所示，一束可見光射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后分為兩束 單色光a和b。下列推斷正確的是 A．玻璃對a光的折射率小雨對b光的折射率 B．a(chǎn)光的頻率大于b光的頻率 C．在真空中a光的波長大于b光的波長 D．a(chǎn)光光子能量小于b光光子能量 【答案】B 由題圖可知a光在玻璃磚中的偏折程度較大，故玻璃磚對a光的折射率大，可假設a光是紫光，b光是紅光，結合所學易知選項A、C 錯誤， B正確；由E h 可知a光光子能量大于b光光子能量，D錯誤。本題選B。 15. 一列沿x軸正方向傳播的間諧機械橫波，波速為4m/s。某時 刻波形如圖所示，下列說法正確的是 A． 這列波的振幅為4cm B． 這列波的周期為1s C． 此時x=4m處質(zhì)點沿y軸負方向運動 D． 此時x=4m處質(zhì)點的加速度為0 【答案】D 2021年高考真題,附具體解析,為你講解并描述高考背后的故事,帶你領會高考的考點熱點,助你升學一臂之力! 由題圖可看出該橫波的振幅是2cm，波長是8m，則周期T v=2s，此時x=4m處的質(zhì)點處于 平衡位置，速度最大，加速度為0，由質(zhì)點振動方向和波的傳播方向的關系可知此時x=4m處質(zhì)點正沿y軸正方向運動，本題選D。 16。傾角為a、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m 的木塊靜止在斜面體上。下列結論正確的是 A.木塊收到的摩擦力大小是mgcosa B.木塊對斜兩體的壓力大小是mg sin a C.桌面對斜面體的摩擦力大小是mg sin acosa D.桌面對斜面體的支持力大小是（M+m）g 【答案】D 隔離木塊分析，可知木塊受重力、斜面體的支持力N和靜摩擦力f三個力的作用而靜止，將重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解可知f mgsin ,N mgcos ，故A錯誤，由牛頓第三定律可知木塊對斜兩體的壓力大小是mgcosa，故B錯誤。以木塊和斜面體整體為討論對象，整體受重力和桌面的支持力兩個力的作用而靜止，合力為零，依據(jù)平衡條件可知，水平方向沒有其他外力，則桌面對斜面體沒有摩擦力，故C錯誤D正確． 17. 如圖，在磁感應強度為B、方向垂直紙面對里的勻強磁 場中，金屬桿MN在平行金屬導軌上以速度V向右勻速滑動, MN中產(chǎn)生的感應電動勢為El;若磁感應強度增為2B,其他條件 不變，MN中產(chǎn)生的感應電動勢變?yōu)镋2。則通過電阻R的電流 方向及E1與E2之比El: E2分別為 A. C→a，2：1 B. a→c，2：1 C. a→c，1：2 D. c→a，1：2 【答案】C 據(jù)右手定則可挺直推斷出感應電流的方向為a→c，由導體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢的表達式E BLv可知若磁感應強度增為2B,其他條件不變，MN中產(chǎn)生的感應電動勢變?yōu)樵瓉淼?倍，本題選C。 18. 某原子電離后其核外只有一個電子， 若該電子在核的經(jīng)典力作用下繞核做勻速圓周運動， 那么電子運動 A.半徑越大，加速度越大 B.半徑越小，周期越大 C.半徑越大，角速度越小 D.半徑越小，線速度越小 【答案】C 電子繞原子核做勻速圓周運動，庫侖力充當向心力，有 kv22 F向 2 m mr 2 mr()2 ma，結合以上關系式分析各選項可知半徑越大，rrT 加速度越小，角速度越?。话霃皆叫?，周期越小，線速度越大， 只有選項C正確。 19.在試驗操作前應當對試驗進行適當?shù)姆治?。討論平拋運動的 2021年高考真題,附具體解析,為你講解并描述高考背后的故事,帶你領會高考的考點熱點,助你升學一臂之力! 試驗裝置示意如圖。小球每次都從斜槽的同一位置無初速度釋放，并從斜槽末端水平飛出。轉變水平板的高度，就轉變了小球在板上落點的位置，從而可描繪出小球的運動軌跡。某同學設想小球先后三次做平拋，將水平板依次放在如圖1、2、3的位置，且1與2的間距等于2與3的間距。若三次試驗中，小球從拋出點到落點的水平位移依次是x1，x2，x3，機械能的改變量依次為△E1，△E2，△E3，忽視空氣阻力的影響，下面分析正確的是 A．x2- x1= x3- x2,, △E1=△E2=△E3 B．x2- x1x3- x2,, △E1=△E2=△E3 C．x2- x1x3- x2,, △E1△E2△E3 D．x2- x1 x3- x2,, △E1△E2△E3 【答案】B 由平拋運動的特點可知，小球在豎直方向做自由落體運動，水平方向做勻速直線運動，由于水平板豎直方向上的間距相等，故小球經(jīng)過板1-2的時間大于經(jīng)過板2-3的時間，故x2- x1x3- x2，由于小球做平拋運動的過程中只有重力做功，機械能守恒，故△E1=△E2=△ E3=0，本題選B。 20.以往我們認識的光電效應是單光子光電效應，即一個電子在短時 間內(nèi)能汲取到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的消失豐富了人 們對于光電效應的認識，用強激光照耀金屬，由于其光子密度極大， 一個電子在短時間內(nèi)汲取多個光子成為可能，從而形成多光子電效 應，這已被試驗證明。 光電效應試驗裝置示意如圖。用頻率為v的一般光源照耀陰極 k，沒有發(fā)生光電效應，換同樣頻率為v的強激光照耀陰極k，則發(fā) 生了光電效應；此時，若加上反向電壓U，即將陰極k接電源正極，陽極A接電源負極，在kA之間就形成了使光電子減速的電場，漸漸增大U，光電流會漸漸減??；當光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量） A.U=- B U=- C.U=2hv-W D. U= 【答案】B - 由題意可知，用強激光照耀發(fā)生光電效應時有Ek nh W（n=2,3,4,5,6------），在kA之間漸漸增大U，當光電流恰好減小到零時，由動能定理可得 eU 0 Ek，聯(lián)立可得U nh W，對比各選項可知選B。 （n=2,3,4,5,6------）ee 2021年高考真題,附具體解析,為你講解并描述高考背后的故事,帶你領會高考的考點熱點,助你升學一臂之力! 其次部分 （非選擇題 共180分） 本部分共11小題 ，共180分。 21．（18分） 某同學通過試驗測定一個阻值約為5Ω的電阻Rx的阻值。 （1）現(xiàn)有電源（4V，內(nèi)阻可不計），滑動變阻器（0~50Ω，額定電流2A），開關和導線若干，以及下列電表 A.電流表(0~3A，內(nèi)阻約0.025Ω) B.電流表(0~0.6A，內(nèi)阻約0.125Ω) C.電壓表(0~3V，內(nèi)阻約3kΩ) D.電壓表(0~15V，內(nèi)阻約15kΩ) 為減小測量誤差，在試驗中，電流表應選用 ，電壓表應選用 _(選填器材前的字母)；試驗電路應采納圖1中的 （選填“甲”或“乙”） （2）圖2是測最Rx的試驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線.請請依據(jù)在(1)問中所選 的電路圖，補充完成圖2中實物間的連線. （3）接通開關，轉變滑動變阻器畫片P的位置，并記錄對應的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如圖3所示，可得該電阻的測量值RX== Ω(保留兩位有效數(shù)字)。 （4）若在（1）問中選用甲電路，產(chǎn)生誤差的主要緣由是 ;若在（1）問中選用乙電路殘生誤差的主要緣由是 。（選填選項前的字母） 2021年高考真題,附具體解析,為你講解并描述高考背后的故事,帶你領會高考的考點熱點,助你升學一臂之力! A. 電流表測量值小于流經(jīng)RX的電流值 B. 電流表測量值大于流經(jīng)RX的電流值 C. 電壓表測量值小于RX兩端的電壓值 D. 電壓表測量值大于RX兩端的電壓值 （5）在不損壞電表的前提下，將滑動變阻器滑片P從一端滑向另一端，隨滑片P移動距離x的增加，被測電阻RX兩端的電壓U也隨之增加，下列反映U-x關系的示意圖中正確的是 。 【答案】(1)B C 甲 (2)如圖所示 (3)5.2 （4）B D （5）A （1）電流表、電壓表在試驗中指針能達到半偏附近，讀數(shù)誤差小、較 精確，由于電源電動勢為4V，待測電阻阻值約為5Ω，則電路中的最 大電流為0.8A，故電流表應選B，電壓表選C；由于 Rx 故試驗中電流表應采納外接法。 （2）電流表外接即可，連線圖見答案。 （3）由第（1）問已確定電表的兩程，在此挺直讀數(shù)即可，電流表示數(shù)為0.5A，電壓表示數(shù)為2.6V，則Rx=5.2Ω。 （4）圖甲電流表外接，測得的電流事實上是流過Rx和電壓表的電流之和；圖乙電流表內(nèi)接，電壓表的示數(shù)事實上是Rx和電流表兩端的電壓之和。 （5）由閉合電路歐姆定律可知R x 兩端的電壓與滑動變阻器兩端的電壓之和等于電源的電動 勢，隨著x的增大，滑動變阻器接入電路的有效電阻減小，電路中的電流漸漸增大，故U-x圖線是斜率漸漸增大的曲線。選A。 22．（16分） 如圖所示，兩平行金屬板間距為d，電勢差為U，板間電場可視 為勻強電場；金屬板下方有一磁感應強度為B的勻強磁場。帶電量為 +q、質(zhì)量為m的粒子，由靜止開頭從正極板動身，經(jīng)電場加速后射出， 并進入磁場做勻速圓周運動。忽視重力的影響，求： （1） 勻強電場場強E的大小； （2） 粒子從電場射出時速度ν的大?。? 2021年高考真題,附具體解析,為你講解并描述高考背后的故事,帶你領會高考的考點熱點,助你升學一臂之力! （3） 粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑R。 【答案】見解析 （1）由平行板電容器電場強度的定義式可知，電場強度的大小為E U； d （2）依據(jù)動能定理，有qU 12； mv，解得v 2 v2 （3）粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力供應向心力，有qvB m，解得RR 23.（18分） 蹦床競賽分成預備運動和競賽動作。最初，運動員靜止站在蹦床上在預備運動階段，他經(jīng)過若干次蹦跳，漸漸增加上上升度，最終達到完成競賽動作所需的高度；此后，進入競賽動作階段。 把蹦床簡化為一個豎直放置的輕彈簧，彈力大小F=kx (x為床面下沉的距離，k為常量)。質(zhì)量m=50kg的運動員靜止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10m；在預備運動中，假設運動員所做的總功W全部用于其機械能；在競賽動作中，把該運動員視作質(zhì)點，其每次離開床面做豎直上拋運動的騰空時間均為△t=2.0s，設運動員每次落下使床面壓縮的最大深度均為xl。取 2重力加速度g=I0m/s，忽視空氣阻力的影響。 （1） 求常量k，并在圖中畫出彈力F隨x改變的示意圖； （2） 求在競賽動作中，運動員離開床面后上升的最大高度hm; （3） 借助F-x 圖像可以確定彈力做功的規(guī)律，在此基礎上，求 x1 和W的值 【答案】見解析 （1）床面下沉x0 0.1m時，運動員受力平衡， 有mg kx0，解得k mg 5 103N/m, x0 F-x圖線如圖所示。 （2）運動員從x=0處離開床面，開頭騰空，由運動的對稱性知其上升、下落的時間相等， hm 1 t2g()，解得hm 5.0m。 22 11xkx kx 2， 22（3）參照由速度時間圖線求位移的方法可知F-x圖線下的面積等于彈力做的功，從x處到x=0處，彈力做的功WT= 運動員從x1處上升到最大高度hm的過程，依據(jù)動能定理可得 12kx1 mg(x1 hm) 0，解得x1=1.1m 2 對整個預備運動過程分析，由題設條件以及功和能的關系，有W 12kx0 mg(x0 hm) 2 2021年高考真題,附具體解析,為你講解并描述高考背后的故事,帶你領會高考的考點熱點,助你升學一臂之力! 解得W=2525J. 24.（20分） 對于同一物理問題，經(jīng)常可以從宏觀與微觀兩個不同角度進行討論，找出其內(nèi)在聯(lián)系，從而更加深刻地理解其物理本質(zhì)。 （1） 一段橫截面積為S、長為l的直導線，單位體積內(nèi)有n個自由電子，電子電量為e。 該導線通有電流時，假設自由電子定向移動的速率均為V。 （a） 求導線中的電流I （b） 將該導線放在勻強磁場中，電流方向垂直于磁感應強度B，導線所受安培力大 小為F安，導線內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F，推導F安=F。 （2） 正方體密閉容器中有大量運動粒子，每個粒子質(zhì)量為m，單位體積內(nèi)粒子數(shù)量n為 恒量。為簡化問題，我們假定：粒子大小可以忽視；其速率均為V，且與器壁各面碰撞的機會均等；與器壁碰撞前后瞬間，粒子速度方向都與器壁垂直，且速率不變。利用所學力學學問，導出器壁單位面積所受粒子壓力f與m、n和v的關系。 （留意：解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明） 【答案】見解析 （1）（a）設 t時間內(nèi)通過導體橫截面的電荷量為 q，由電流的定義，可得 I qneSv t neSv。 t t （b）每個自由電子所受的洛倫茲力為F洛 evB， 設導體中共有N個自由電子，則N nSl 導體內(nèi)自由電子所受洛倫茲力大小的總和為F NF洛 nSlevB 由安培力的計算公式，有F安 IlB neSvlB 故F F安。 （2）一個粒子每與器壁碰撞一次給器壁的沖量為 I 2mv， 如圖所示，以器壁上的面積S為底，以v t為高構成柱體，由題設可知，其內(nèi)的 11與器壁S發(fā)生碰撞，碰撞粒子總數(shù)為N nSv t 66 1 t時間內(nèi)粒子給器壁的沖量為I N I nSmv2 t 3 I面積為S的器壁受到粒子壓力為F t F1器壁單位面積所受粒子壓力為f nmv2 S3粒子在 t時間內(nèi)有 2021年高考真題,附具體解析,為你講解并描述高考背后的故事,帶你領會高考的考點熱點,助你升學一臂之力! 橡皮網(wǎng)在線組卷系統(tǒng)