2021年北京市高考物理试卷（含解析版）

2021年北京市高考真题物理试卷C．由题图可知光束c的折射角大于光束b的折射角，根据折射定律可知ncyKC.玻璃砖对光束b的折射率大于对光束c的折射率则，此时K质点的加速度比L质点的小，D正确。D.在玻璃砖中光束b的传播速度大于光束c的传播速度故选D。【答案】C4.比较45C的热水和100C的水蒸汽，下列说法正确的是（ ）【解析】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【分析】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【详解】A．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，这是光的色散现象，A错误；【答案】B【解析】故D错误。【分析】故选C。【详解】A．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，故热水分子的平均动能比水蒸汽的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、小，故A错误；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B．内能与物质的量、温度、体积有关，相同质量的热水和水蒸汽，热水变成水蒸汽，温度升高，体积增大，吸离火星表面5.9105km，则“天问一号”（ ）收热量，故热水的内能比相同质量的水蒸汽的小，故B正确；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．温度越高，分子热运动的平均速率越大，45C的热水中的分子平均速率比100C的水蒸汽中的分子平均速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率小，由于分子运动是无规则的，并不是每个分子的速率都小，故C错误；【答案】DD．温度越高，分子热运动越剧烈，故D错误。【解析】故选B。【分析】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（ ）【详解】A．根据牛顿第二定律有MmGmar2解得GMar2故在近火点的加速度比远火点的大，故A错误；A.在t0.4s时电流改变方向B.该交变电流的周期为0.5sB．根据开普勒第二定律，可知在近火点的运行速度比远火点的大，故B错误；2C.该交变电流的表达式为i=2cos5πtAD.该交变电流的有效值为A2C．“天问一号”在同一轨道，只有引力做功，则机械能守恒，故C错误；【答案】CD．“天问一号”在近火点做的是离心运动，若要变为绕火星的圆轨道，需要减速，故D正确。【解析】故选D。【分析】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【详解】A．由图可知t0.4s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误；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B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误；终停在导体框上。在此过程中（ ）C．由图可知，电流的最大值为imax2A，角速度为25rad/sT故该交变电流的表达式为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bi=imaxcost2cos5πtA2故C正确；mv0R12C.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mv0D．该交变电流的有效值为2(Rr)2i【答案】Cimax2A2【解析】【分析】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【详解】AB．导体棒向右运动，根据右手定则，可知电流方向为b到a，再根据左手定则可知，导体棒向到向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段的大左的安培力，根据法拉第电磁感应定律，可得产生的感应电动势为【答案】B【解析】EBLv0感应电流为【分析】EBLv【详解】AB．在ab段，根据平衡条件可知，牵引力I0RrRrF1mgsinf故安培力为所以在ab段汽车的输出功率B2L2vPFvFBIL011Rr不变，在bc段牵引力根据牛顿第二定律有F2fFmabc段的输出功率可得PFvPB2L2221avmRr0故A错误B正确；CD．在cd段牵引力随着速度减小，加速度不断减小，故导体棒不是做匀减速直线运动，故AB错误；FfmgsinC．根据能量守恒定律，可知回路中产生的总热量为3汽车的输出12Qmv02P3F3vP2因R与r串联，则产生的热量与电阻成正比，则R产生的热量为在cd段汽车的输出功率不变，且小于bc段，故CD错误。2Rmv0R故选B。QRQRr2Rr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故C正确；的中垂线对称。下列说法正确的是（ ）1D．整个过程只有安培力做负功，根据动能定理可知，导体棒克服安培力做的总功等于mv2，故D错误。20故选C。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。下列说法正确的是（ ）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【答案】C【解析】【分析】2IfTmr22mr【详解】AC．根据等量异种点电荷的电场线分布得：故B错误；C．圆盘停止转动后，小物体沿切线方向运动，故C错误；D．圆盘停止转动后，根据动量定理可知，小物体整个滑动过程所受摩擦力的冲量大小为I'pmvmr故D正确。故选D。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M点的场强与P点的场强大小相等，N点的场强与P点的场强大小相等，方向相同，故A错误C正确；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（ ）BD．根据等量异种点电荷的电势分布特点可知，M点的电势与N点的电势相等，M点的电势高于P点的电势，根据Epq可知，电子在M点的电势能比在P点的电势能小，故BD错误。故选C。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.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【答案】DA.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【解析】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2mr【分析】C.圆盘停止转动后，小物体沿圆盘半径方向运动【详解】A．未接导线时，表针晃动过程中导线切割磁感线，表内线圈会产生感应电动势，故A错误；mrD.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B．未接导线时，未连成闭合回路，没有感应电流，所以不受安培力，故B错误；【答案】DCD．接上导线后，表针晃动过程中表内线圈产生感应电动势，根据楞次定律可知，表针晃动减弱是因为表内线【解析】圈受到安培力的作用，故C错误D正确。【分析】故选D。【详解】A．圆盘停止转动前，小物体随圆盘一起转动，小物体所受摩擦力提供向心力，方向沿半径方向，故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A错误；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B．圆盘停止转动前，小物体所受摩擦力息可以得出（ ）fmr2小物体运动一圈所受摩擦力的冲量大小为qBRvm因轨迹圆的半径R可求出，但磁感应强度B未知，则无法求出带电粒子在磁场中运动的速率，故BD错误；2C．带电粒子圆周的圆心角为，而周期为32R2mA.带电粒子在磁场中运动的轨迹方程TvqBB.带电粒子在磁场中运动的速率则带电粒子在磁场中运动的时间为C.带电粒子在磁场中运动的时间2D.该匀强磁场的磁感应强度2mt3T【答案】A23qB【解析】因磁感应强度B未知，则运动时间无法求得，故C错误；【分析】故选A。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【详解】粒子恰好垂直于y轴射出磁场，做两速度的垂线交点为圆心O1，轨迹如图所示13.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．由几何关系可知3OOatan30=a13a23A.30cm刻度对应的加速度为-0.5gB.40cm刻度对应的加速度为gR=acos303C.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3【答案】A因圆心的坐标为(0,a)，则带电粒子在磁场中运动的轨迹方程为3【解析】34【分析】由题知，不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处，则弹簧的原长l0=0.2m；下端悬挂钢球，x2(ya)2a233静止时指针位于直尺40cm刻度处，则根据受力平衡有故A正确；mg=k(l-l0)BD．洛伦兹力提供向心力，有可计算出v2mgqvBmk=R0.2解得带电粒子在磁场中运动的速率为【详解】A．由分析可知，在30cm刻度时，有F弹-mg=ma（取竖直向上为正方向）【详解】A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时代入数据有辐射光，两者的机理不同，故A错误；a=-0.5gB．用同步辐射光照射氢原子，总