【精校版】2019年全國統(tǒng)一高考(北京卷)物理試題及答案解析

1、2021年全國統(tǒng)一高考北京卷物理試題第I卷選擇題、單項(xiàng)選擇題1 .一列簡諧橫波某時(shí)刻的波形如下圖,比擬介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c,那么A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.假設(shè)波沿x軸正方向傳播,此刻b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D.假設(shè)波沿x軸負(fù)方向傳播,a比c先回到平衡位置2 .利用圖1所示的裝置示意圖,觀察光的干預(yù)、衍射現(xiàn)象,在光屏上得到如圖2中甲和乙兩種圖樣.以下關(guān)于P處放置的光學(xué)元件說法正確的選項(xiàng)是A,甲對應(yīng)單縫,乙對應(yīng)雙縫B,甲對應(yīng)雙縫,乙對應(yīng)單縫C.都是單縫,甲對應(yīng)的縫寬較大d.都是雙縫,甲對應(yīng)的雙縫間距較大hijhinmi3 .以下說法正確的選項(xiàng)是甲乙圖2A.溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分

2、子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能的總和C.氣體壓強(qiáng)僅與氣體分子的平均動(dòng)能有關(guān)D.氣體膨脹對外做功且溫度降低,分子的平均動(dòng)能可能不變4.如下圖,正方形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場.一帶電粒子垂直磁場邊界從a點(diǎn)射入,從b點(diǎn)射出.以下說法正確的選項(xiàng)是r,A.粒子帶正電aB.粒子在b點(diǎn)速率大于在a點(diǎn)速率Nx黑1C.假設(shè)僅減小磁感應(yīng)強(qiáng)度,那么粒子可能從b點(diǎn)右側(cè)射出xxbx|D.假設(shè)僅減小入射速率,那么粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短'Q(Q>0)為球5.如下圖,a、b兩點(diǎn)位于以負(fù)點(diǎn)電荷心的球面上,c點(diǎn)在球面外,那么A.a點(diǎn)場強(qiáng)的大小比b點(diǎn)大B. b點(diǎn)場強(qiáng)的大小比c點(diǎn)小C

3、. a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)高D.b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)低6.2021年5月17日,我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星同步衛(wèi)星.該衛(wèi)星A.入軌后可以位于北京正上方B.入軌后的速度大于第一宇宙速度C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度D.假設(shè)發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少7 .光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置,當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí),可能形成光電流.表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果.組次入射光子的能量/eV相對光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動(dòng)能/eV第14.0弱290.9一24.0中430.9組34.0強(qiáng)600.9第46.0弱272.9一56.0中402.9組66.0強(qiáng)552.9由表中數(shù)據(jù)得出

4、的論斷中不正確的選項(xiàng)是A.兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光8 .兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C,假設(shè)入射光子的能量為5.0eV,逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eVD.假設(shè)入射光子的能量為5.0eV,相對光強(qiáng)越強(qiáng),光電流越大8.國際單位制縮寫SI定義了米m、秒s等7個(gè)根本單位,其他單位均可由物理關(guān)系導(dǎo)出.例如,由m和s可以導(dǎo)出速度單位mS1O歷史上,曾用米原器定義米,用平均太陽日定義秒.但是,以實(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來定義根本單位會(huì)受到環(huán)境和測量方式等因素的影響,而采用物理常量來定義那么可防止這種困擾.1967年用葩T33原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級間躍遷輻射的頻率？v=9192631770Hz定義s；1983年

5、用真空中的光速c=299792458ms1定義m.2021年第26屆國際計(jì)量大會(huì)決定,7個(gè)根本單位全部用根本物理常量來定義對應(yīng)關(guān)系如圖,例如,s對應(yīng)？丫,m對應(yīng)c.新SI自2021年5月20日國際計(jì)量日正式實(shí)施,這將對科學(xué)和技術(shù)開展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響.以下選項(xiàng)不正確的選項(xiàng)是A.7個(gè)根本單位全部用物理常量定義,保證了根本單位的穩(wěn)定性B,用真空中的光速c(msb定義m,由于長度l與速度v存在l=vt,而s已定義C.用根本電荷e(C)定義安培(A),由于電荷量與電流I存在I=q/t,而s已定義D.由于普朗克常量h(Js)的單位中沒有kg,所以無法用它來定義質(zhì)量單位第II卷(非選擇題)二、實(shí)驗(yàn)題9.用如圖1

6、所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng).將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上.鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出,落在水平擋板MN上.由于擋板靠近硬板一側(cè)較低,鋼球落在擋板上時(shí),鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn).移動(dòng)擋板,重新釋放鋼球,如此重復(fù),白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn).(1)以下實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有.A.斜槽軌道光滑B.斜槽軌道末段水平C.擋板高度等間距變化D.每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球(2)為定量研究,建立以水平方向?yàn)閤軸、豎直方向?yàn)閥軸的坐標(biāo)系.a.取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),將鋼球靜置于Q點(diǎn),鋼球的(選填最上端、最下端或者球心)對應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)；在確定y軸時(shí)(選填需要或者不

7、需要)y軸與重二代不?。荷蟞.=.=JI錘線平行.：IHj：Ib.假設(shè)遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn),也可按下述方法處理數(shù)i：!IlI、y據(jù)：如圖2所示,在軌跡上取A、B、C三點(diǎn),AB和BC的汽一.一八圖2水平間距相等且均為x,測得AB和BC的豎直間距分別是yi和Y2,那么也-(選填大于"、等于“或者小于").可求得鋼球平拋的初速度y23大小為(當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,結(jié)果用上述字母表示).(3)為了得到平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,同學(xué)們還提出了以下三種方案,其中可行的是OA.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱,拍攝照片,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置,平

8、滑連接各位置,即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置,筆尖緊靠白紙板,鉛筆以一定初速度水平拋出,將會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡(4)伽利略曾研究過平拋運(yùn)動(dòng),他推斷：從同一炮臺水平發(fā)射的炮彈,如果不受空氣阻力,不管它們能射多遠(yuǎn),在空中飛行的時(shí)間都一樣.這實(shí)際上揭示了平拋物體A.在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)C.在下落過程中機(jī)械能守恒(5)牛頓設(shè)想,把物體從高山上水平拋出,速度一次比一次大,落地點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn),如果速度足夠大,物體就不再落回地面,它將繞地球運(yùn)動(dòng),成為人造地球衛(wèi)星.同樣是受地球引力,隨著拋出速度增大,物體會(huì)從做平拋運(yùn)動(dòng)逐漸變?yōu)樽鰣A周運(yùn)動(dòng),

9、請分析原因.10.電容器作為儲能器件,在生產(chǎn)生活中有廣泛的應(yīng)用.對給定電容值為C的電容器充電,無論采用何種充電方式,其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化圖像都相同.(1)請?jiān)趫D1中畫出上述up圖像.類比直線運(yùn)動(dòng)中由vd圖像求位移的方法,求兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲存的電能Ep=(2)在如圖2所示的充電電路中,R表示電阻,U.E表示電源(忽略內(nèi)阻).通過改變電路中元件的參數(shù)對同一電容器進(jìn)行兩次充電,對應(yīng)的q式曲線如圖3中所示.>a.兩條曲線不同是(選填E或R)的°4圖1改變造成的；b.電容器有時(shí)需要快速充電,有時(shí)需要均勻充電.依據(jù)a中的結(jié)論,說明實(shí)現(xiàn)這兩種充電方式的途徑.(3)設(shè)想

10、使用理想的恒流源替換(2)中電源對電容器充電,可實(shí)現(xiàn)電容器電荷量隨時(shí)間均勻增加.請思考使用恒流源和(2)中電源對電容器的充電過程,填寫下表(選填增大、藏小“或不變).恒流源(2)中電源電源兩端電壓通過電源的電流三、解做題11.如下圖,垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長為L,總電阻為R,ad邊與磁場邊界平行.從ad邊剛進(jìn)入磁場直至bc邊剛要進(jìn)入的過程中,線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng),求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢的大小E;(2)拉力做功的功率P;(3)ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q.12.雨滴落到地面的速度通常僅為幾米每秒,這與雨滴下落過程中受到空氣阻力有關(guān).

11、雨滴間無相互作用且雨滴質(zhì)量不變,重力加速度為g.(1)質(zhì)量為m的雨滴由靜止開始,下落高度h時(shí)速度為u,求這一過程中克服空氣阻力所做的功W.(2)將雨滴看作半徑為r的球體,設(shè)其豎直落向地面的過程中所受空氣阻力f=kr2v2,其中v是雨滴的速度,k是比例系數(shù).a.設(shè)雨滴的密度為p,推導(dǎo)雨滴下落趨近的最大速度Vm與半徑r的關(guān)系式；b.示意圖中畫出了半徑為門、r2(r1>r2)的雨滴在空氣中無初速下落的V4圖線,其中對應(yīng)半徑為ri的雨滴(選填、)；假設(shè)不計(jì)空氣阻力,請?jiān)趫D中畫出雨滴無初速下落的v式圖線.(3)由于大量氣體分子在各方向運(yùn)動(dòng)的幾率相等,其對靜止雨滴的作用力為零.將雨滴簡化為垂直于運(yùn)動(dòng)

12、方向面積為S的圓盤,證實(shí)：圓盤以速度v下落時(shí)受到的空氣阻力fecv2(提示：設(shè)單位體積內(nèi)空氣分子數(shù)為n,空氣分子質(zhì)量為m.).2021年全國統(tǒng)一高考北京卷物理試題參考答案與解析1. C【解析】由機(jī)械振動(dòng)特點(diǎn)確定質(zhì)點(diǎn)的加速度和速度大小,由上下坡法確定振動(dòng)方向.由波動(dòng)圖象可知,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a位于波峰處,根據(jù)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)特點(diǎn)可知,質(zhì)點(diǎn)a的加速度最大,故A錯(cuò)誤,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)b位于平衡位置,所以速度為最大,故B錯(cuò)誤,假設(shè)波沿x軸正方向傳播,由上下坡法可知,質(zhì)點(diǎn)b向y軸正方向運(yùn)動(dòng),故C正確,假設(shè)波沿x軸負(fù)方向傳播,由T下坡法可知,a質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),c質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),所以質(zhì)點(diǎn)c比質(zhì)點(diǎn)a先回到平衡位置,故D錯(cuò)

13、誤.2. A【解析】根據(jù)單縫衍射圖樣和雙縫干預(yù)圖樣特點(diǎn)判斷.單縫衍射圖樣為中央亮條紋最寬最亮,往兩邊變窄,雙縫干預(yù)圖樣是明暗相間的條紋,條紋間距相等,條紋寬度相等,結(jié)合圖甲,乙可知,甲對應(yīng)單縫,乙對應(yīng)雙縫,故A正確,BCD錯(cuò)誤.3. A【解析】根據(jù)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志確定氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的程度和分子平均動(dòng)能變化,內(nèi)能是分子平均動(dòng)能和分子勢總和,由氣體壓強(qiáng)宏觀表現(xiàn)確定壓強(qiáng)A.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以溫度標(biāo)志著物體內(nèi)大量分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度,故A正確；B.內(nèi)能是物體中所有分子熱運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢能之和,故B錯(cuò)誤；C.由壓強(qiáng)公式PV=nRT可知,氣體壓強(qiáng)除與分子平均動(dòng)能溫度有關(guān),還與體

14、積有關(guān),故C錯(cuò)誤；D.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志,所以溫度降低,分子平均動(dòng)能一定變小,故D錯(cuò)誤.4. C【解析】2由左手定那么確粒子的電性,由洛倫茲力的特點(diǎn)確定粒子在b、a兩點(diǎn)的速率,根據(jù)qvB=mr確定粒子運(yùn)動(dòng)半徑和運(yùn)動(dòng)時(shí)間.由題可知,粒子向下偏轉(zhuǎn),根據(jù)左手定那么,所以粒子應(yīng)帶負(fù)電,故A錯(cuò)誤；由于洛倫茲力不做功,所以粒子動(dòng)能不變,即粒子在b點(diǎn)速率與a點(diǎn)速率相等,故B錯(cuò)誤；假設(shè)僅減小磁2感應(yīng)強(qiáng)度,由公式qvB=mv-得：r=mv,所以磁感應(yīng)強(qiáng)度減小,半徑增大,所以粒子有rqB可能從b點(diǎn)右側(cè)射出,故C正確,假設(shè)僅減小入射速率,粒子運(yùn)動(dòng)半徑減小,在磁場中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角增大,那么粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定

15、變長,故D錯(cuò)誤.5. D【解析】由點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式E=kg確定各點(diǎn)的場強(qiáng)大小,由點(diǎn)電荷的等勢線是以點(diǎn)電荷為球心的r球面和沿電場線方向電勢逐漸降低確定各點(diǎn)的電勢的上下.Q由點(diǎn)電何的場強(qiáng)公式E=k=可知,a、b兩點(diǎn)到場源電荷的距離相等,所以a、b兩點(diǎn)的電r場強(qiáng)度大小相等,故A錯(cuò)誤；由于c點(diǎn)到場源電荷的距離比b點(diǎn)的大,所以b點(diǎn)的場強(qiáng)大小比c點(diǎn)的大,故B錯(cuò)誤；由于點(diǎn)電荷的等勢線是以點(diǎn)電荷為球心的球面,所以a點(diǎn)與b點(diǎn)電勢相等,負(fù)電荷的電場線是從無窮遠(yuǎn)處指向負(fù)點(diǎn)電荷,根據(jù)沿電場線方向電勢逐漸降低,所以b點(diǎn)電勢比c點(diǎn)低,故D正確.6. D【解析】由同步衛(wèi)星的特點(diǎn)和衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道所需的能量越大解答.由于衛(wèi)

16、星為同步衛(wèi)星,所以入軌后一定只能與赤道在同一平面內(nèi),故A錯(cuò)誤；由于第一宇宙速度為衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度,所以衛(wèi)星入軌后的速度一定小于第一宇宙速度,故B錯(cuò)誤；由于第二宇宙速度為衛(wèi)星脫離地球引力的最小發(fā)射速度,所以衛(wèi)星的發(fā)射速度一定小于第二宇宙速度,故C錯(cuò)誤；將衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道克服引力所作的功越大,所以發(fā)射到近地圓軌道所需能量較小,故D正確.7. B【解析】由愛因斯坦質(zhì)能方程Ek=W-Wo比擬兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)的逸出功和光電流與光強(qiáng)的關(guān)系解題由題表格中數(shù)據(jù)可知,兩組實(shí)驗(yàn)所用的入射光的能量不同,由公式E=hv可知,兩組實(shí)驗(yàn)中所用的入射光的頻率不同,故A正確；由愛因斯坦質(zhì)能方程Ek=hv-Wo可得：第一

17、組實(shí)驗(yàn)：0.9=4.0-Wo1,第二組實(shí)驗(yàn)：2.9=6.0-W02,解得：Woi=Wo2=3.1eV,即兩種材料的逸出功相同也即材料相同,故B錯(cuò)誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程Ek=hvW0可得：Ek=(5.03.1)eV=1.9eV,故C正確；由題表格中數(shù)據(jù)可知,入射光能量相同時(shí),相對光越強(qiáng),光電流越大,故D正確.8. D【解析】此題屬于信息題,由題所給信息結(jié)合l=vt和I=q的物理意義解答.t由題意可知,如果以實(shí)物或其運(yùn)動(dòng)來定義根本單位會(huì)受到環(huán)境和測量方式等因素的影響,所以7個(gè)根本單位全部用物理常量定義,保證了根本單位的穩(wěn)定性,故A正確；用真空中的光速定義m,即光在真空中傳播299792458分之一

18、秒的距離,且s早已定義,故B正確；由公式I=q可知,安培即為1s時(shí)間內(nèi)通過的電荷量,故C正確；由題意可知,h對應(yīng)的單位為Js,而能量的單位中包含質(zhì)量,故可以對Kg進(jìn)行定義,故D錯(cuò)誤.9. BD球心需要大于丫0=4-gABB利用平拋運(yùn)動(dòng)的V2-y1軌跡的拋物線和圓周運(yùn)動(dòng)知識證實(shí)即可【解析】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng),豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)解答.本實(shí)驗(yàn)中要保證小球飛出斜槽末端時(shí)的速度為水平,即小球做平拋運(yùn)動(dòng),且每次飛出時(shí)的速度應(yīng)相同,所以只要每次將小球從斜槽上同一位置由靜止釋放即可,故BD正確；(2)a.平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)應(yīng)為鋼球靜置于Q點(diǎn)時(shí),鋼球的球心對應(yīng)紙上的位置,由于平拋運(yùn)動(dòng)在豎直

19、方向做自由落體運(yùn)動(dòng),所以在確定y軸時(shí)需要y軸與重錘線平行；b.由初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律即在相等時(shí)間間隔內(nèi)所通過的位移之比為,yi11:3:5：7：.可知,由于A點(diǎn)不是拋出點(diǎn),所以;設(shè)AB,32豎直萬向有：y2-yi=gT,水平萬向有：x=v(jT,聯(lián)立解得:(3)A項(xiàng)：細(xì)管A始終在水面之下,B就會(huì)噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱,故可行.A正確B項(xiàng)：用頻閃照相在同一底片上記錄小球不同時(shí)刻的位置即平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡上的點(diǎn),平滑連接在一起即為平拋運(yùn)動(dòng)軌跡,所以此方案可行；C項(xiàng)：將鉛筆垂直于豎直的白板放軒,以一定初速度水平拋出,BC間所用的時(shí)間為T,V0=X-g-；y2-yi筆尖與白紙間有摩擦阻力的作用,所以鉛

20、筆作的不是平拋運(yùn)動(dòng),故此方案不可行;,、一一.12,、,2h,、(4)由平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向運(yùn)動(dòng)可知,h=gt,時(shí)間t=,所以只要高度相同,時(shí)間相同,2g故B正確；12,g2一(5)由平拋運(yùn)動(dòng)可知,豎直方向：hgt,水平方向：X=vt,聯(lián)立解得：y=2V|X,即拋出物體的軌跡為拋物線,當(dāng)拋出的速度越大,在拋物線上某點(diǎn)的速度足以提供該點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí),物體的軌跡從拋物線變?yōu)閳A.瞰I(xiàn)CU210. Ep=R要快速度充電時(shí),只要減小圖2中的電阻2°TR;要均勻充電時(shí),只要適當(dāng)增大圖2中的電阻R即可增大不變不變減小由電容器電容定義式C=q得到u-q圖象,類比用小圖象求位移求解電量,由圖3斜率

21、解u決兩種充電方式不同的原因和方法；根據(jù)電容器充電過程中電容器兩極板相當(dāng)于電源解答一一一q一1(1)由電容器電容定義式可得：C=,整理得：u=q,所以u-q圖象應(yīng)為過原點(diǎn)的傾uC斜直線,如圖：由題可知,兩極間電壓為U時(shí)電容器所儲存的電能即為圖線與橫軸所圍面積,即EP=UQ,2CU2當(dāng)兩極間電壓為U時(shí),電荷量為Q=CU,所以EP=-；2(2)a.由于電源內(nèi)阻不計(jì),當(dāng)電容器充滿電后電容器兩端電壓即電源的電動(dòng)勢,電容器最終的電量為：Q=CE,由q-1圖可知,兩種充電方式最終的電量相同,只是時(shí)間不同,所以曲線不同是R造成的；b.由圖3可知,要快速度充電時(shí),只要減小圖2中的電阻R,要均勻充電時(shí),只要適當(dāng)增大圖2中的電阻R即可；在電容器充電過程中在電容器的左極板帶正電,右極板帶負(fù)電,相當(dāng)于另一電源,且充電過程中電量越來越大,回路中的總電動(dòng)勢減小,當(dāng)電容器兩端電壓與電源電動(dòng)勢相等時(shí),充電結(jié)束,所以換成恒流源時(shí),為了保證電流不變,所以恒流源兩端電壓要增大,通過電源的電流不變,在(2)電源的電壓不變,通過電源的電流減小.2222|311. (