高考北京理综试题及答案解析 2.docx

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1、精品名师归纳总结2021 年一般高等学校招生全国统一考试（北京卷） 理科综合才能测试（物理）第一部分（选择题共 48 分）（ 13）【2021 年北京， 13， 6 分】以下关于热运动的说法正确选项（）（ A ）水流速度越大，水分子的热运动越猛烈（B ）水凝结成冰后，水分子的热运动停止（ C）水的温度越高，水分子的热运动越猛烈（D）水的温度上升，每一个水分子的运动速率都会增大【答案】 C【解析】水流速度是机械运动速度，不能反映热运动情形，A 错误。分子在永不停息的做无规章运动，B 错误。 水的温度上升，水分子的平均速率增大，并非每一个水分子的运动速率都增大，D 错误。选项 C 说法正确，应选

2、C。【点评】温度是分子平均动能的标志，但单个分子做无规章运动，单个分子在高温时速率可能较小。（ 14）【2021 年北京， 14，6 分】如以下图，一束可见光穿过平行玻璃砖后，变为a、b 两束单色光。假如光束 b 是蓝光，就光束 a 可能是（）（ A ）红光（ B）黄光（ C）绿光（ D）紫光【答案】 D【解析】依据题意作出完整光路图，如以下图，a 光进入玻璃砖时间线偏折角较大，依据光的折射定律可知玻璃砖对 a 光的折射率较大，因此a 光的频率应高于b 光，应选 D 。【点评】由教材中白光通过三棱镜时发生色散的演示试验可知，光线在进入棱镜前后偏折角越大， 棱镜对该光的折射率越大，该光的频率越大

3、。（ 15）【2021 年北京， 15， 6 分】某弹簧振子沿x 轴的简谐振动图像如以下图，以下描述正确选项（）（ A ） t=1s 时，振子的速度为零，加速度为负的最大值（ B） t=2s 时，振子的速度为负，加速度为正的最大值（ C） t=3s 时，振子的速度为负的最大值，加速度为零（ D） t=4s 时，振子的速度为正，加速度为负的最大值【答案】 A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【解析】 在 t1s 和 t3s时，振子偏离平稳位置最远， 速度为零， 回复力最大， 加速度最大， 方向指向平稳位置，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A 正确， C 错误。在 t

4、错误，应选 A 。2s 和 t4s 时，振子位于平稳位置，速度最大，回复力和加速度均为零，B 、D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【点评】依据振动图像判定质点振动方向的方法：沿着时间轴看去， 上坡段质点向上振动， 下坡段质点向下振动。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 16）【2021 年北京， 16， 6 分】如以下图，理想变压器的原线圈接在u 2202sintV 的交可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结流电源上，副线圈接有R55的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1 ，电流表、电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结压表均为理想电表。以

5、下说法正确选项（）（ A ）原线圈的输入功率为220 2W （B ）电流表的读数为 1A（ C）电压表的读数为 1102V （ D）副线圈输出沟通电的周期为50s【答案】 B【解析】电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为220V ，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为110V ，C 错误。流过电阻 R 的电流为 2A ，可知负载消耗的公率为 220W ，依据能量守恒可知，原线圈的输入功率为220W ，A 错误。由 PUI 可知，电流表的读数为 1A ，B 正确，由交变电压瞬时值表达式可知，100rad s ，周期 T0.02s， D 错误，应选 B。

6、【点评】理想变压器原副线圈两端电压、电流、功率与匝数的关系需留意因果关系，电压由原线圈准备副线圈， 电流与功率就由副线圈准备原线圈。（ 17）【2021 年北京， 17， 6 分】利用引力常量 G 和以下某一组数据，不能运算出的球质量的是（）（ A ）的球的半径及重力加速度（不考虑的球自转）（ B）人造卫星在的面邻近绕的球做圆周运动的速度及周期（ C）月球绕的球做圆周运动的周期及月球与的球间的距离（ D）的球绕太阳做圆周运动的周期及的球与太阳间的距离【答案】 D可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【解析】在的球表面邻近， 在不考虑的球自转的情形下， 物体所受重力等于的球对物体的万有

7、引力，有GMmmg ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2可得 MR2gR，（ A）能求出的球质量。依据万有引力供应卫星、月球、的球做圆周运动的向心力，由G可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2GMmmv， vT2R ，解得 M3v T。由GMm月22m22 3r24r ，解得 M，由可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2RR2G2月rT月GT月可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结GM日MM2r 2Tr日，会消去两边的 M 。故 B 、C 能求出的球质量， D 不能求出。应选 D。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结日日【点评】利用

8、万有引力定率求出天体质量时，只能求中心天体的质量，无法求环绕天体的质量。（18） 【2021 年北京， 18， 6 分】 2021 年年初，我国研制的 “大连光源 ”极紫外自由电子激光装置，发出了波可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结长在 100 nm 1 nm109 m 邻近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲，大连光源因其光子的能量大、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结34密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的争论中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判定，能够电离一个分子的能量约为（）可编辑资料

9、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结（取普朗克常量 h6.610J s，真空光速 c3108 m s ）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ A ） 10【答案】 B21 J（ B ） 1018 J （ C） 1015 J （ D） 1012 J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【解析】一个处于极紫外波段的光子的能量约为Ehc21018J，由题意可知，光子的能量应比电离一个分子可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的能量稍大，因此数量级应相同，应选B 。【点评】 依据题意可知光子的能量足以电离一个分子，因此该光子的能量应比该分子的电离能大，同时又不能把分子

10、打碎，因此两者能量具有相同的数量级，不能大太多。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 19）【2021 年北京， 19，6 分】图 1 和图 2 是教材中演示自感现象的两个电路图，L1 和 L2 为电感线圈。 试验时，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结断开开关S1 瞬时，灯A1突然闪亮，随后逐步变暗。闭合开关S2 ，灯A2逐步变亮，而另一个相同的灯A3 立可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结即变亮，最终（ A ）图 1 中，A2 与 A3 的亮度相同。以下说法正确选项（） A1与 L1 的电阻值相同可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ B）

11、图 1 中，闭合S1 ，电路稳固后，A1 中电流大于L1 中电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ C）图 2 中，变阻器 R 与L2 的电阻值相同可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ D）图 2 中，闭合【答案】 CS2 瞬时，L2 中电流与变阻器 R 中电流相等可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【解析】断开开关S1 瞬时，灯A1突然闪亮，由于线圈L1 的自感，通过L1 的电流逐步减小，且通过A1 ，即自感电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结流会大于原先通过A1 的电流，说明闭合S1 ，电路稳固时，通过A1 的电流小于通过L1 的电流

12、，L1 的电阻可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结小于 A1的电阻， A 、B 错误。闭合S2 ，电路稳固时，A2 与A3 的亮度相同，说明两支路的电流相同，因可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结此变阻器 R与L2 的电阻值相同， C 正确。闭合开关S2 ，A2 逐步变亮，而A3 马上变亮，说明L2 中电流可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结与变阻器 R中电流不相等，D 错误，应选 C。【点评】线圈在电路中发生自感现象，依据楞次定律可知，感应电流要阻碍使原磁场变化的电流变化情形。电流突然增大时，会感应出逐步减小的反向电流，使电流逐步增大。电流突然减小时，会感

13、应出逐步减小的正向电流，使电流逐步减小。（ 20）【2021 年北京， 20， 6 分】物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如以下图，两个可发射无线电波的天线对称的固定于飞机跑道两侧，它们类似可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结于杨氏干涉试验中的双缝。两天线同时都发出波长为1 和2 的无线电波。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结飞机降落过程中，当接收到1 和 2 的信号都保持最强时，说明飞机已对准跑道。以下说法正确选项（）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品

14、名师归纳总结（ A ）天线发出的两种无线电波必需一样强（B）导航利用了1 与2 两种无线电波之间的干涉（ C）两种无线电波在空间的强弱分布稳固（D）两种无线电波各闲适空间的强弱分布完全重合【答案】 C【解析】由于两无线电波波源对称分布在跑道两侧，两种波长的无线电波各自发生干涉，在跑道处干涉均加强，两种无线电波各闲适空间的强弱分布稳固，但不重合，当接收到的1 和2 的信号都保持最强时，说明可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结飞机已对准跑道。由题意，天线发出的两种无线电波不必一样强，A 错误。导航利用了两种波长的无线电波电波各自的稳固干涉，B 错误。 如两种无线电波各闲适空间的强弱分布

15、完全重合，就接收到 1 和 2 的信号都保持最强的位置，不愿定在跑道上，D 错误，应选 C。【点评】波长相等的两列波可以产生稳固的干涉，类似双缝干涉试验， 在两波源连线的中垂线上干涉始终加强（波长差为零）。其次部分（非选择题共72 分）（ 21）【2021 年北京， 21， 18 分】如以下图，用质量为m 的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情形。利用该装置可以完成“探究动能定理 ”的试验。（ 1）打点计时器使用的电源是（选填选项前的字母）。A 直流电源 B沟通电源（ 2）试验中，需要平稳摩擦力和其它阻力。正确操作方法是（选填选项前的字母） 。A 把长木

16、板右端垫高B转变小车的质量在不挂重物且（选填选项前的字母）的情形下，轻推一下小车，如小车拖着纸带做匀速运动， 说明已经排除了摩擦力和其它阻力的影响。A 计时器不打点B 计时器打点（ 3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O 。在纸带上依次取 A 、B 、C 如干个计数点， 已知相邻计数点间的时间间隔为T 。测得 A 、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结B 、 C 各点到 O 点的距离为x1 、x2 、 x3 ，如图 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2所示。 试验中， 重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为 mg

17、，从打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功W，打 B 点时小车的速度 v。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 4）以v 为纵坐标， W 为横坐标，利用试验数据做出如图3 所示的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2vW 图像。由此图像可得22v 随 W 变化的表达式为。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结依据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v 这个因子。分可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结析试验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是 。2（ 5）假设已经完全排除了摩擦力和其它阻力的影响，如重物质量不中意远小于小车质量的条件

18、，就从理论上分析，图4 中正确反映vW 关系的是。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【答案】（ 1） B 。（ 2） A 。（ 3）mgx2 ，x3x1 。（ 4） v 2kW ， k 2T24.5 5.0 ms21J，质量。（5） A 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【解析】（ 1）打点计时器均使用沟通电源，选B。（2） 平稳摩擦和其他阻力，是通过垫高木板右端，构成斜面，使重力沿斜面对下的分力跟它们平稳，选A 。平稳摩擦力时需要让打点计时器工作，纸带跟打点计时器限位孔间会有摩擦力，且可以通过纸带上打出的点迹判定小车的运动是否为匀速直线运动，选B。（3） 小车拖

19、动纸带移动的距离等于重物下落的距离，又小车所受拉力约等于重物重力，因此 Wmgx2 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结小车做匀变速直线运动，因此打B 点时小车的速度为打AC 段的平均速度，就 vx3x1 。2T可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（4） 由图 3 可知，图线斜率 k24.7kg1 ，即 v24.7kg 1W 。设小车质量为 M ，依据动能定理有可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结WMv 2，变形得v22MW ，即 k2 ，因此与图线斜率有关的物理量为质量。MMm v2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（5） 如 m 不中意远

20、小于 M ，就由动能定理有 W20 ，可得v22Mm2W ， v 与W 仍然成可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结正比关系，选A 。【点评】试验总存在确定的误差，数据处理过程中，图像读数一样存在误差，因此所写函数表达式的比例系数在确定范畴内即可。第（5）问有确定的困惑性，应明确写出函数关系，再进行判定。（ 22）【2021 年北京， 22， 16 分】如以下图，长 l1 m 的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角37。已可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结知小球所带电荷量q1.0106 C，匀强电场的场强

21、E3.0103 NC ，取重力加速度可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2g10m s ， sin370.6 ， cos370.8 ，求：可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 1）小球所受电场力 F 的大小。（ 2）小球的质量 m 。（ 3）将电场撤去，小球回到最低点时速度v 的大小。解：（ 1）依据电场强度定义式可知，小球所受电场力大小为FqE61.010333.010 N3.010 N 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）小球受 mg 、绳的拉力 T 和电场力 F 作用处于平稳状态， 如以下图。依据几何关系有Fmgtan 37 ，可编辑资料

22、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结4得 m4.010kg 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 3）撤去电场后，小球将绕悬点摇摆，依据动能定理有mgl1cos371 mv2 ，2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结得 v2gl 1cos372.0m s 。【点评】此题力电综合问题，但电场力与对小球施加水平向右的恒力F 作用成效相同，因此可以用相关的力学学问来解答。2（ 23）【2021 年北京， 23，18 分】在磁感应强度为 B 的匀强磁场中， 一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。放射出的粒子4 H 在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R 。以 m 、

23、 q 分别表示粒子的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结质量和电荷量。（ 1）放射性原子核用XZA表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该衰变的核反应方程。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。（ 3）设该衰变过程释放的核能都转为为粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损m 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：（ 1）依据核反应中国质量数与电荷数守恒可知，该衰变的核反应方程为XY+He 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结A44AZZ 222可编辑资

24、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2）设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v ，由洛伦兹力供应向心力有vqvBmR。依据圆周运动的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结参量关系有 T22R ，得粒子在磁场中运动的周期v2mT。依据电流强度定义式， 可得环形电流大qB可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结小 Iqq B 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结T（ 3）由 qvB m2m2v，得 vRqBRm。设衰变后新核 Y 的速度大小为 v ，核反应前后系统动量守恒， 有 Mvmv0 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可得 vmvqBR

25、，依据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有mc21 Mv 21 mv2 ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结MM222可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解得 mMmqBR2mMc 2。说明：如利用 MA4 m 解答，亦可。4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结【点评】（ 1）无论哪种核反应方程，都必需遵循质量数、电荷数守恒。 （ 2） 衰变的生成物是两种带电荷量不同的带电粒子，反应前后系统动量守恒，因此反应后的两产物向相反方向运动，在匀强磁场中，受洛伦兹力作用将各自做匀速圆周运动， 且两轨迹圆相外切， 应用洛伦兹力运算公式和向心力公式即可求解运动周期，依据电

26、流强度的定义式可求解电流大小。 （3）核反应中释放的核能应利用爱因斯坦质能方程求解，在结合动量守恒定律即可解得质量亏损。（ 24）【2021 年北京， 24，20 分】发电机和电动机具有装置上的类似性，源于它们机理上的类似性。直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图 2 所示的情形。在竖直向下的磁感应强度为B 的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN 、 PQ 固定在水平面内，相距为L ，电阻不计。电阻为 R 的金属导体棒 ab 垂直于 MN 、 PQ 放在轨道上，与轨道接触良好，以速度v （ v 平行于 MN ）向右做匀速运动。图1 轨道端点 MP 间接有阻值为 r 的电阻，导体棒

27、 ab 受到水平向右的外力作用。图2 轨道端点 MP 间接有直流电源，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结导体棒 ab 通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为I 。（ 1）求在t 时间内，图 1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能。（ 2）从微观角度看，导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力在上述能量转化中起着重要作用。为了便利，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷。a. 请在图 3（图 1 的导体棒 ab ）、图 4（图 2 的导体棒 ab ）中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图。b. 我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功。那么，导体棒ab 中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在

28、能量转化过程中起到作用的了？请以图2“电动机”为例，通过运算分析说明。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解：（ 1）图 1 中，电路中的电流 I 1BLvRr，棒 ab 受到的安培力2 2 2F1BI1L ，在 t 时间内，“发电机”产生的电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结能等于棒 ab 克服安培力做的功E FvtB L vt。图 2 中，棒 ab 受到的安培力F BIL ，在 t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电12Rr可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结时间内，“电动机”输出的机械能等于安培力对棒ab 做的功 E机F2vtBILvt

29、 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（ 2） a图 3 中，棒 ab 向右运动，由左手定就可知其中的正电荷受到ba 方向的洛伦兹力， 在该洛伦兹力作用下，正电荷沿导体棒运动形成感应电流， 有沿 ba 方向的分速度， 受到向左的洛伦兹力作用。图 4 中，在电源形成的电场作用下， 棒 ab 中的正电荷沿ab 方向运动， 受到向右的洛伦兹力作用， 该洛伦兹力使导体棒向右运动，正电荷具有向右的分速度，又受到沿ba 方向的洛伦兹力作用。如图3、图 4。b设自由电荷的电荷量为q ，沿导体棒定向移动的速率为u 。如图 4 所可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结示，沿棒方向的洛伦兹

30、力f1qvB ，做负功 W1f1utqvBut ，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结垂直棒方向的洛伦兹力f2quB ，做正功 W2f 2vtquBvt ，所示 W1W2 ，即导体棒中一可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结个自由电荷所受的洛伦兹力做功为零。f1 做负功，阻碍自由电荷的定向移动，宏观上表现为反电可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结动势，消耗电源的电能。f2 做正功，宏观上表现为安培力做正功，使机械能增加。大量自由电荷可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所受洛伦兹力做功的宏观表现是将电能转化为等量的机械能，在此过程中洛伦兹力通过两个分力做功起到传递能量的作用。【点评】 洛伦兹力永不做功， 此题看似洛伦兹力做功， 实就将两个方向的分运动结合起来，所做正、 负功和为零。可编辑资料 - - - 欢迎下载