2021年北京市高考物理壓軸試卷

一、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．以下現(xiàn)象能顯著表現(xiàn)出光的波動(dòng)性的是（　　）

  A．單色光經(jīng)過(guò)楊氏雙縫后在屏上得到明暗相間的圖樣

  B．紫外線(xiàn)照射鋅板，使電子從鋅板表面逸出

  C．光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線(xiàn)傳播

  D．光經(jīng)過(guò)三棱鏡后發(fā)生偏折
  組卷：355引用：4難度：0.6

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• 2．下列說(shuō)法中正確的是（　　）

  A．布朗運(yùn)動(dòng)是指液體分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

  B．物體對(duì)外做功，其內(nèi)能一定減小

  C．兩分子間距離減小，分子間的引力和斥力都增大

  D．用打氣筒往自行車(chē)輪胎內(nèi)打氣時(shí)需要用力，說(shuō)明氣體分子間存在斥力
  組卷：182引用：4難度：0.8

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• 3．氫原子的能級(jí)圖如圖所示。如果大量氫原子處于n=3能級(jí)的激發(fā)態(tài)，則下列說(shuō)法正確的是（　　）

  A．這群氫原子只可能輻射1種頻率的光子

  B．氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)，輻射光子的能量最大

  C．這群氫原子輻射光子的最小能量為12.09eV

  D．處于n=3能級(jí)的氫原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能電離
  組卷：310引用：3難度：0.3

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• 4．火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”的標(biāo)識(shí)如圖所示。若火星和地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火星公轉(zhuǎn)軌道半徑與地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為3：2，則火星與地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的（　　）

  A．軌道周長(zhǎng)之比為2：3

  B．線(xiàn)速度大小之比為 3 ： 2

  C．角速度大小之比為2 2 ：3 3

  D．向心加速度大小之比為9：4
  組卷：2095引用：11難度：0.4

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• 5．一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波，其周期T=0.20s,在t=0時(shí)的波形圖象如圖所示。其中P、Q是介質(zhì)中平衡位置分別處在x=1.0m和x=4.0m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，若此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P在正向最大位移處，質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，則（　　）

  A．該波沿x軸正方向傳播

  B．該波的傳播速度為2.0m/s

  C．當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波谷時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P位于平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)

  D．經(jīng)過(guò)0.50s,質(zhì)點(diǎn)Q通過(guò)的路程為10cm
  組卷：459引用：2難度：0.3

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• 6．一根細(xì)線(xiàn)上端固定，下端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球。給小球施加拉力F，使小球平衡后細(xì)線(xiàn)跟豎直方向的夾角為θ，如圖所示。則拉力F（　　）

  A．方向可能在圖中Ⅰ區(qū)內(nèi)	B．方向可能在圖中Ⅱ區(qū)內(nèi)
  C．最小值為mgcosθ	D．最小值為mgtanθ
  組卷：1957引用：5難度：0.3

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二、本部分共6題，共58分。

• 19．某研學(xué)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)輔助列車(chē)進(jìn)站時(shí)快速剎車(chē)的方案。如圖所示，在站臺(tái)軌道下方埋一勵(lì)磁線(xiàn)圈，通電后形成豎直方向的磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)）。在車(chē)身下方固定一矩形線(xiàn)框，利用線(xiàn)框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的安培力，輔助列車(chē)快速剎車(chē)。
  已知列車(chē)的總質(zhì)量為m,車(chē)身長(zhǎng)為s,線(xiàn)框的短邊ab和cd分別安裝在車(chē)頭和車(chē)尾，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)（L小于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度），整個(gè)線(xiàn)框的電阻為R．站臺(tái)軌道上勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)（大于車(chē)長(zhǎng)s），車(chē)頭進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度為v₀，假設(shè)列車(chē)停止前所受鐵軌及空氣阻力的合力恒為f。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，車(chē)尾進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間，列車(chē)恰好停止。
  （1）求列車(chē)車(chē)頭剛進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間線(xiàn)框中的電流大小I和列車(chē)的加速度大小a；
  （2）求列車(chē)從車(chē)頭進(jìn)入磁場(chǎng)到停止所用的時(shí)間t；
  （3）請(qǐng)你評(píng)價(jià)該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。（優(yōu)、缺點(diǎn)至少各寫(xiě)一條）
  
  組卷：132引用：3難度：0.5

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• 20．能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律、電荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的規(guī)律，在微觀粒子的相互作用過(guò)程中也同樣適用。
  盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子之后，他猜測(cè)：原子核內(nèi)可能還存在一種不帶電的粒子。
  （1）為尋找這種不帶電的粒子，他的學(xué)生查德威克用α粒子轟擊一系列元素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)他用α粒子（

  4

  2

  He）轟擊鈹原子核（

  9

  4

  Be）時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種未知射線(xiàn)，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確定這就是中子，從而證實(shí)了盧瑟福的猜測(cè)。請(qǐng)你完成此核反應(yīng)方程為

  4

  2

  He+

  9

  4

  Be→

  +

  1

  0

  n。
  （2）為了測(cè)定中子的質(zhì)量m_n，查德威克用初速度相同的中子分別與靜止的氫核與靜止的氮核發(fā)生彈性正碰。實(shí)驗(yàn)中他測(cè)得碰撞后氮核的速率與氫核的速率關(guān)系是v_N=

  1

  7

  v_H．已知氮核質(zhì)量與氫核質(zhì)量的關(guān)系是m_N=14m_H，將中子與氫核、氮核的碰撞視為完全彈性碰撞。請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算中子質(zhì)量m_n與氫核質(zhì)量m_H的比值。
  （3）以鈾235為裂變?nèi)剂系摹奥凶印焙朔磻?yīng)堆中，裂變時(shí)放出的中子有的速度很大，不易被鈾235俘獲，需要使其減速。在討論如何使中子減速的問(wèn)題時(shí)，有人設(shè)計(jì)了一種方案：讓快中子與靜止的粒子發(fā)生碰撞，他選擇了三種粒子：鉛核、氫核、電子。以彈性正碰為例，僅從力學(xué)角度分析，哪一種粒子使中子減速效果最好，請(qǐng)說(shuō)出你的觀點(diǎn)并說(shuō)明理由。
  組卷：195引用：4難度：0.3

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