絕密★啟用前考試時(shí)間：2021年6月9日08:00-09:30

2021年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試真題（北京卷）

（北京市2021年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試）

物理試題

本試卷共8頁(yè)，100分。考試時(shí)長(zhǎng)90分鐘。考生務(wù)必將答案答在答題卡上，

在試卷上作答無(wú)效。考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

第一部分

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.硼（B）中子俘獲治療是目前最先進(jìn)的癌癥治療手段之一。治療時(shí)先給病人注

射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的a粒

子和鋰（Li）離子。這個(gè)核反應(yīng)的方程是

A.+；Li+；HeB.」B+：Hef1N+

C.*O+；HD.號(hào)N+；n->[C+；H

2.如圖所示的平面內(nèi)，光束。經(jīng)圓心。射入半圓形玻璃磚，出射光為。、c兩束

單色光。下列說(shuō)法正確的是

A.這是光的干涉現(xiàn)象^

B.在真空中光束b的波長(zhǎng)大于光束c的波長(zhǎng)/一

C.玻璃磚對(duì)光束b的折射率大于對(duì)光束c的折射率"

D.在玻璃磚中光束匕的傳播速度大于光束c的傳播速度

3.一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖如圖所示。此后K質(zhì)點(diǎn)比L質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位

置。下列判斷正確的是

A.該簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播

B.此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)

C.此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)的速度比乙質(zhì)點(diǎn)的小

D.此時(shí)K質(zhì)點(diǎn)的加速度比L質(zhì)點(diǎn)的小

4.比較45℃的熱水和100℃的水蒸汽，下列說(shuō)法正確的是

A.熱水分子的平均動(dòng)能比水蒸汽的大

B.熱水的內(nèi)能比相同質(zhì)量的水蒸汽的小

C.熱水分子的速率都比水蒸汽的小

D.熱水分子的熱運(yùn)動(dòng)比水蒸汽的劇烈

5.一正弦式交變電流的i-r圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.在1=0.4s時(shí)電流改變方向

B.該交變電流的周期為0.5s

C.該交變電流的表達(dá)式為i=2cos5mA

D.該交變電流的有效值為*A

2

6.2021年5月，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功在火星軟著陸，我國(guó)成為世界上第一個(gè)首

次探測(cè)火星就實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”三項(xiàng)任務(wù)的國(guó)家?！疤靻?wèn)一號(hào)”在火星停

泊軌道運(yùn)行時(shí)，近火點(diǎn)距離火星表面2.8x102km、遠(yuǎn)火點(diǎn)距離火星表面5.9xl05

km,則“天問(wèn)一號(hào)”

A.在近火點(diǎn)的加速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小

B.在近火點(diǎn)的運(yùn)行速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小

C.在近火點(diǎn)的機(jī)械能比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小

D.在近火點(diǎn)通過(guò)減速可實(shí)現(xiàn)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)

7.如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平U型導(dǎo)體框左端連接一阻值為R的

電阻，質(zhì)量為機(jī)、電阻為「的導(dǎo)體棒外置于導(dǎo)體框上。不計(jì)導(dǎo)體框的電阻、導(dǎo)

2

體棒與框間的摩擦。ah以水平向右的初速度的開(kāi)始運(yùn)動(dòng),最終停在導(dǎo)體框上。

在此過(guò)程中

A.導(dǎo)體棒做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)a

B.導(dǎo)體棒中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍f〃

C.電阻R消耗的總電能為」皿

2(/?+r)b

D.導(dǎo)體棒克服安培力做的總功小于gm若

8.如圖所示，高速公路上汽車(chē)定速巡航(即保持汽車(chē)的速率不變)通過(guò)路面。曲&

其中如段為平直上坡路面，從段為水平路面,cd段為平直下坡路面。不考慮整

個(gè)過(guò)程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化。下列說(shuō)法正確的是

號(hào)k.....

A.在"段汽車(chē)的輸出功率逐漸減小B.汽車(chē)在帥段的輸出功率比慶段

的大

C.在〃段汽車(chē)的輸出功率逐漸減小D.汽車(chē)在cd段的輸出功率比反段

的大

9.如圖所示的平面內(nèi),有靜止的等量異號(hào)點(diǎn)電荷,M、N兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線(xiàn)對(duì)

稱(chēng),M、P兩點(diǎn)關(guān)于兩電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)對(duì)稱(chēng)。下列說(shuō)法正確的是

A.M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)比尸點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大;.P

I

B.M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)高十_______L-------一

C.N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)與P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)相同N，\

D.電子在M點(diǎn)的電勢(shì)能比在P點(diǎn)的電勢(shì)能大

10.如圖所示，圓盤(pán)在水平面內(nèi)以角速度①繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)上距軸r處的P

點(diǎn)有一質(zhì)量為根的小物體隨圓盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。某時(shí)刻圓盤(pán)突然停止轉(zhuǎn)動(dòng),小物體

由P點(diǎn)滑至圓盤(pán)上的某點(diǎn)停止。下列說(shuō)法正確的是

A.圓盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，小物體所受摩擦力的方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡切線(xiàn)二?

3

A.30cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為-0.5g

B.40cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為g

C.5（）cm刻度對(duì)應(yīng)的加速度為2g

D.各刻度對(duì)應(yīng)加速度的值是不均勻的

14.北京高能光源是我國(guó)首個(gè)第四代同步輻射光源,計(jì)劃于2025年建成。同步輻

射光具有光譜范圍寬（從遠(yuǎn)紅外到X光波段，波長(zhǎng)范圍約為105m?10"m,

對(duì)應(yīng)能量范圍約為10%V?105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點(diǎn)，在

基礎(chǔ)科學(xué)研究、應(yīng)用科學(xué)和工藝學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。

速度接近光速的電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)沿圓弧軌道切線(xiàn)發(fā)出電磁輻射，這

個(gè)現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱(chēng)為“同步輻射”。以接近光速運(yùn)動(dòng)

的單個(gè)電子能量約為109eV,回旋一圈輻射的總能量約為IO,eV。下列說(shuō)法正確

的是

A.同步輻射的機(jī)理與氫原子發(fā)光的機(jī)理一樣

B.用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離

C.蛋白質(zhì)分子的線(xiàn)度約為lO^m,不能用同步輻射光得到其衍射圖樣

D.盡管向外輻射能量，但電子回旋一圈后能量不會(huì)明顯減小

第二部分

本部分共6題，共58分。

15.（8分）

物理實(shí)驗(yàn)一般都涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操

作、數(shù)據(jù)分析等。例如：

（1）實(shí)驗(yàn)儀器。用游標(biāo)卡尺測(cè)某金屬管的內(nèi)徑，示數(shù)如圖1所示。則該金屬管

的內(nèi)徑為mmo

5

（2）數(shù)據(jù)分析。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在隨物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的紙帶上打點(diǎn),其中一

部分如圖2所示,8、C、。為紙帶上標(biāo)出的連續(xù)3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之

間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源

上。貝I」打。點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的速度uc=m/s（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)

后兩位）。

910II121314

（3）實(shí)驗(yàn)原理。圖3為“探究加速度與力的關(guān)系”—Q

的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。認(rèn)為桶和砂所受的重力PIIII1

等于使小車(chē)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合力。實(shí)驗(yàn)

中平衡了摩擦力后,要求桶和砂的總質(zhì)量m[]

比小車(chē)質(zhì)量M小得多。請(qǐng)分析說(shuō)明這個(gè)要求圖3

的理由。

16.（10分）

在“測(cè)量金屬絲的電阻率”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用電流表和電壓表測(cè)量一金屬絲

的電阻。

（1）該同學(xué)先用歐姆表“X1”擋粗測(cè)該金屬絲的電阻，示數(shù)如圖1所示,對(duì)應(yīng)的

讀數(shù)是__________

（2）除電源（電動(dòng)勢(shì)3.0V,內(nèi)阻不計(jì)）、電壓表（量程0~3V,內(nèi)阻約3kQ）、

開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線(xiàn)若干外，還提供如下實(shí)驗(yàn)器材：

A.電流表（量程0?0.6A,內(nèi)阻約0.1C）

B.電流表（量程。?3.0A,內(nèi)阻約0.02C）

6

C.滑動(dòng)變阻器（最大阻值10Q,額定電流2A）

D.滑動(dòng)變阻器（最大阻值IkC,額定電流0.5A）

為了調(diào)節(jié)方便、測(cè)量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用，滑動(dòng)變阻

器應(yīng)選用。（選填實(shí)驗(yàn)器材前對(duì)應(yīng)的字母）

（3）該同學(xué)測(cè)量金屬絲兩端的電壓U和通過(guò)金屬絲的電流/,得到多組數(shù)據(jù),

并在坐標(biāo)圖上標(biāo)出，如圖2所示。請(qǐng)作出該金屬絲的U-1圖線(xiàn)，根據(jù)圖線(xiàn)得

出該金屬絲電阻/?=C（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

UN

圖2

（4）用電流傳感器測(cè)量通過(guò)定值電阻的電流，電流隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)如圖3

所示。將定值電阻替換為小燈泡，電流隨時(shí)間變化的圖線(xiàn)如圖4所示，請(qǐng)

分析說(shuō)明小燈泡的電流為什么隨時(shí)間呈現(xiàn)這樣的變化。

o4（閉合開(kāi)關(guān)），0（閉合開(kāi)關(guān)）

圖3圖4

17.（9分）

如圖所示，小物塊4、8的質(zhì)量均為機(jī)=0.10kg,8靜止在軌道水平段的

末端。A以水平速度內(nèi)與8碰撞，碰后兩物塊粘在一起水平拋出。拋出點(diǎn)

距離水平地面的豎直高度為人二0.45m,兩物塊落A

地點(diǎn)距離軌道末端的水平距離為s=0.30m,取重力加速度g=1（）m*。求:

（1）兩物塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間f;

（2）兩物塊碰前A的速度%的大?。?/p>

（3）兩物塊碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能AE。

18.（9分）

如圖所示，M為粒子加速器；N為速度選擇器，兩平行導(dǎo)體板之間有方向

相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度為以

從S點(diǎn)釋放一初速度為0、質(zhì)量為m、電荷量為夕的帶正電粒子，經(jīng)M加速

后恰能以速度。沿直線(xiàn)（圖中平行于導(dǎo)體板的虛線(xiàn)）通過(guò)N。不計(jì)重力。

（1）求粒子加速器M的加速電壓U；U---------

（2）求速度選擇器N兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；S-

MN

（3）仍從S點(diǎn)釋放另一初速度為0、質(zhì)量為2加、電荷量為夕的帶正電粒子，

離開(kāi)N時(shí)粒子偏離圖中虛線(xiàn)的距離為d,求該粒子離開(kāi)N時(shí)的動(dòng)能4。

19.（10分）

類(lèi)比是研究問(wèn)題的常用方法。

（1）情境1：物體從靜止開(kāi)始下落，除受到重力作用外，還受到一個(gè)與運(yùn)

動(dòng)方向相反的空氣阻力/=如（Z為常量）的作用。其速率。隨時(shí)間f

的變化規(guī)律可用方程G-n一〃.（①式）描述，其中“為物體質(zhì)量，G

△/

為其重力。求物體下落的最大速率。m。

（2）情境2：如圖1所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E,線(xiàn)圈自感系數(shù)為￡,電路中的總

電阻為R。閉合開(kāi)關(guān)S,發(fā)現(xiàn)電路中電流I隨時(shí)間t的變化規(guī)律與情境1

中物體速率少隨時(shí)間t的變化規(guī)律類(lèi)似。類(lèi)比①式，寫(xiě)出電流1隨時(shí)間/

變化的方程；并在圖2中定性畫(huà)出/一圖線(xiàn)。

8

___

L

R

E

圖1圖2

（3）類(lèi)比情境1和情境2中的能量轉(zhuǎn)化情況，完成下表。

情境1情境2

物體重力勢(shì)能的減少量

物體動(dòng)能的增加量

電阻R上消耗的電能

20.（12分）

秋千由踏板和繩構(gòu)成，人在秋千上的擺動(dòng)過(guò)程可以簡(jiǎn)化為單擺的擺動(dòng)，等

效“擺球”的質(zhì)量為〃z,人蹲在踏板上時(shí)擺長(zhǎng)為人，人站立時(shí)擺長(zhǎng)為不計(jì)

空氣阻力，重力加速度大小為g。

（1）如果擺長(zhǎng)為>“擺球”通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度為小求此時(shí)“擺球”受

到拉力T的大小。

（2）在沒(méi)有別人幫助的情況下，人可以通過(guò)在低處站起、在高處蹲下的方式

使“擺球”擺得越來(lái)越高。

a.人蹲在踏板上從最大擺角4開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，到最低點(diǎn)時(shí)突然站起，此后保持

站立姿勢(shì)擺到另一邊的最大擺角為仇o假定人在最低點(diǎn)站起前后“擺球”

擺動(dòng)速度大小不變，通過(guò)計(jì)算證明q>4。

b.實(shí)際上人在最低點(diǎn)快速站起后“擺球”擺動(dòng)速度的大小會(huì)增大。隨著

擺動(dòng)越來(lái)越高，達(dá)到某個(gè)最大擺角。后，如果再次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，通過(guò)

一次站起并保持站立姿勢(shì)就能實(shí)現(xiàn)在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，

求在最低點(diǎn)“擺球”增加的動(dòng)能應(yīng)滿(mǎn)足的條件。

9

絕密★啟用前考試時(shí)間：2021年6月9日08:00-09:30

2021年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試真題(北京卷)

(北京市2021年普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試)

物理試題參考答案

第一部分共14題，每題3分，共42分。

1.A2.C3.D4.B5.C

6.D7.C8.B9.C10.D

11.D12.A13.A14.D

第二部分共6題，共58分。

15.(8分)

(1)31.4

(2)0.44

(3)設(shè)繩的拉力為T(mén),小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為〃。對(duì)桶和砂，有"?g-7=,加；對(duì)

小車(chē)，有了=.。得了=’一砥。小車(chē)受到細(xì)繩的拉力7等于小車(chē)受到

M+m

的合力F,即產(chǎn)=」-感=，加g?？梢?jiàn)，只有桶和砂的總質(zhì)量相比小

M+m]?m

車(chē)質(zhì)量M小得多時(shí)，才能認(rèn)為桶和砂所受的重力mg等于使小車(chē)做勻加速

直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合力凡

16.(10分)

(1)6

(2)A；C

(3)如答圖1；5.80

10

UN

（4）剛閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，燈絲溫度較低，電阻較小，電流較大；隨著燈絲溫度升

高，電阻逐漸增大，電流逐漸減??；當(dāng)燈絲發(fā)熱與散熱平衡時(shí)，溫度不變，

電阻不變，電流保持不變。

17.（9分）

（I）豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)，由h產(chǎn)

得r=0.30s

（2）設(shè)A、3碰后速度為八

水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，由s=vt

得p=LOm/s

根據(jù)動(dòng)量守恒定律，由/河0=2/如

得V。=2.0m/s

⑶兩物體碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能AE=；〃就-;Into2

得A￡：=（）.10J

18.（9分）

（1）根據(jù)功能關(guān)系qU=—mv2

12

11

（2）電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡即-qvB

得七=vB

方向垂直導(dǎo)體板向下。

（3）電場(chǎng)力做正功，根據(jù)功能關(guān)系線(xiàn)=qU+Eqd

得線(xiàn)=加2+qBvd

19.（10分）

（1）當(dāng)物體下落速度達(dá)到最大速度.時(shí)，-G=kVm

得％=G

~k

（2）a.E-RI=L—

4

b.如答圖2

Ot

答圖2

（3）

情境1情境2

電源提供的電能

線(xiàn)圈磁場(chǎng)能的增加量

克服阻力做功消耗的機(jī)

械能

20.（12分）