北京东直门

2021-2022学年高考物理模拟试卷

考生请注意：

1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。

2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的

位置上。

3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1．原子核的比结合能与原子序数的关系图所示，大多数恒星内部温度非常高，可进行轻核聚变，核反应方程为

A

+

B

→

C

。

但对于金、铂等重金属产生，目前科学界有一种理论认为，两颗中子星合成过程中会释放巨大的能量，在能量的作用

下能够合成金、铂等重金属，其核反应为

D

+

E

→

F

，下列说法正确的是（）

A

．重核

F

裂变成

D

和

E

的过程中，会产生质量亏损

B

．较轻的核

A

和

B

聚合成

C

的过程中核子平均质量变大

C

．较重的核

D

和

E

聚合成

F

的过程中，会释放较大能量

D

．

A

和

B

聚合成

C

的过程中，

C

的结合能小于

A

和

B

的结合能之和

2．如图所示，一直角三角形

acd

在竖直平面内，同一竖直面内的

a

、

b

两点关于水平边

cd

对称，点电荷

Q

1、

Q

2固定

在

c

、

d

两点上。一质量为

m

、带负电的小球

P

在

a

点处于静止状态，取重力加速度为

g

，下列说法正确的是（）

A

．

Q

2对

P

的静电力大小为

3

2

mg

B

．

Q

1、

Q

2的电荷量之比为

3

3

C

．将

P

从

a

点移到

b

点，电场力做正功

D

．将

P

从

a

点沿直线移到

b

点，电势能先增大后减小

3．如图所示，顶端附有光滑定滑轮的斜面体静止在粗糙水平地面上，三条细绳结于

0

点，一条绳跨过定滑轮平行于斜

面连接物块

P

，一条绳连接小球

Q，P、Q

两物体处于静止状态，另一条绳

OA

在外力

F

的作用下处于水平状态。现保

持结点

O

位置不变，使

OA

绳逆时针缓慢旋转至竖直方向，在此过程中，

P、Q

及斜面均保持静止，则（）

A

．斜面对物块

P

的摩擦力一直减小

B

．斜面对物块

P

的支持力一直增大

C

．地面对斜面体的摩擦力一直减小

D

．地面对斜面体的支持力一直增大

4．如图所示，在竖直向下的匀强磁场中有两根水平放置的平行粗糙金属导轨

CD

、

EF

，导轨上放有一金属棒

MN

．现

从

t

=0

时刻起，给金属棒通以图示方向的电流且电流

I

的大小与时间

t

成正比，即

I

=

kt

，其中

k

为常量，不考虑电流对

匀强磁场的影响，金属棒与导轨始终垂直且接触良好．下列关于金属棒的加速度

a

、速度

v

随时间

t

变化的关系图象，

可能正确的是

A

．

B

．

C

．

D

．

5．如图所示，圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，三个带电粒子

A

、

B

、

C

先后从

P

点以相同的速度沿

PO

方向射入磁场，分别从

a

、

b

、

c

三点射出磁场，三个粒子在磁场中运动的时间分别用

t

A、

t

B、

t

C表示，三个粒子的比

荷分别用

k

A、

k

B、

k

C表示，三个粒子在该磁场中运动的周期分别用

T

A、

T

B、

T

C表示，下列说法正确的是（）

A

．粒子

B

带正电

B

．

t

A＜

t

B＜

t

CC

．

k

A＜

k

B＜

k

CD

．

T

A＞

T

B＞

T

C

6．在物理学研究过程中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限法、理想模型法、

微元法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是

()

A

．牛顿采用微元法提出了万有引力定律，并计算出了太阳和地球之间的引力

B

．根据速度定义式

v

＝

x

t





，当

Δ

t

非常小时，

x

t





就可以表示物体在

t

时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法

C

．将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水，用力捏玻璃瓶，通过细管内液面高度的变化，来反映玻璃瓶发生了形变，

该实验采用了放大的思想

D

．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把

各小段的位移相加，这里采用了微元法

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7．下列说法正确的是（）

A

．悬浮颗粒的无规则运动并不是分子的运动，但能间接地反映液体分子运动的无规则性

B

．一种物质温度升高时，所有分子热运动的动能都要增加

C

．液体能够流动说明液体分子间的相互作用力比固体分子间的作用力要小

D

．一定质量的物质，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等

E.

一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行

8．

2019

年

6

月

25

日

02

时

09

分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第

46

颗北斗导航卫星。

北斗导航系统中包含多颗地球同步卫星，下列关于地球同步卫星的说法正确的是

A

．所有同步卫星的轨道半径都相同

B

．同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度

C

．同步卫星相对地面静止，所以它处于平衡状态

D

．同步卫星的向心加速度小于地球表面处的重力加速度

9．

2019

年

4

月

10

日晚，数百名科学家参与合作的

“

事件视界望远镜

(EHT)”

项目在全球多地同时召开新闻发布会，发

布了人类拍到的首张黑洞照片．理论表明：黑洞质量

M

和半径

R

的关系为

2

2

Mc

RG

，其中

c

为光速，

G

为引力常量．若

观察到黑洞周围有一星体绕它做匀速圆周运动，速率为

v

，轨道半径为

r

，则可知

()

A

．该黑洞的质量

M

＝

2

2

vr

G

B

．该黑洞的质量

M

＝

2vr

G

C

．该黑洞的半径

R

＝

2

2

2vr

c

D

．该黑洞的半径

R

＝

2

2

vr

c

10．如图所示，两个光滑挡板之间夹了一个质量一定的小球，右侧挡板竖直，左侧挡板与竖直方向夹角为

θ

。若

θ

减

小，小球始终保持静止，下列说法正确的是（）

A

．左侧挡板对小球的作用力将增大

B

．右侧挡板对小球的作用力不变

C

．小球受到的合力不变，两挡板对小球的作用力的合力不变

D

．若将左侧挡板撤走，小球在右侧挡板作用下做平拋运动

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11．（6分）多用电表欧姆挡可以直接测量电阻。如图所示，虚线框内的电路为欧姆挡的内部电路，

a

、

b

为红、黑表笔

的插孔。

G

是表头，满偏电流为

I

g，内阻为

R

g，

R

0是调零电阻，

R

1、

R

2、

R

3、

R

4分别是挡位电阻，对应挡位分别是

“×1”“×10”“×100”“×1000”

，

K

是挡位开关。

(1)

红黑表笔短接进行欧姆调零时，先选定挡位，调节滑片

P

，使得表头达到满偏电流。设滑片

P

下方电阻为

R'

，满偏

电流

I

g与流经电源的电流

I

的关系是

_____

（用题设条件中的物理量表示）。

(2)

已知表头指针在表盘正中央时，所测电阻的阻值等于欧姆表的总内阻的值，又叫做中值电阻。在挡位开关由低挡位

调到高一级挡位进行欧姆调零时，调零电阻

R

0的滑片

P

应向

______

（填

“

上

”

或

“

下

”

）滑动，调零后，滑片

P

下方的

电阻

R'

为原来挡位的

______

倍。

(3)

把挡位开关调到

“×100”

，调零完毕，测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大。要更准确测量该电阻的阻值，

请写出接下来的操作过程

_____________________________

。

(4)

要用欧姆挡测量某二极管的反向电阻，红表笔应接二极管的

______

极。

12．（12分）如图甲所示为由半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线，图乙为用此热敏电阻

t

R

和继电器

设计的温控电路。设继电器的线圈电阻

20

x

R

，当继电器线圈中的电流

C

I

大于或等于20mA时，继电器的衔铁被

吸合。

（

1

）实验过程中发现，开关K闭合后电路不工作。某同学为排查电路故障用多用电表测量各接入点间的电压，则应

将如图丙所示的选择开关旋至

__________

（选填

“A”“B”“C”

或

“D”

）。

（

2

）用调节好的多用电表进行排查，在图乙电路中，断开开关K时，发现表笔接入

a

、b时指针发生偏转，多用表

指针偏转如图丁所示，示数为

__________V；闭合开关K，接入

a

、b和接入

a

、

c

时指针均发生偏转，接入

c

、b时

指针不发生偏转，则电路中

__________

（选填

“

ac

”“cb”

或

“ab”

）段发生了断路。

（

3

）故障排除后，在图乙电路中，闭合开关K若左侧电源电动势为6.5V内阻可不计，滑动变阻器接入电路的阻值为

30，则温度不低于

__________°C时，电路右侧的小灯泡就会发光。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13．（10分）

“∟”

形轻杆两边互相垂直、长度均为

l

，可绕过

O

点的水平轴在竖直平面内自由转动，两端各固定一个

金属小球

A

、

B

，其中

A

球质量为

m

，带负电，电量为

q

，

B

球的质量为

2

3

m

，

B

球开始不带电，整个装置处于竖直向

下的匀强电场中，电场强度。现将

“∟”

形杆从

OB

位于水平位置由静止释放：

(1)

当

“∟”

形杆转动的角速度达到最大时，

OB

杆转过的角度为多少？

(2)

若使小球

B

也带上负电，仍将

“∟”

形杆从

OB

位于水平位置由静止释放，

OB

杆顺时针转过的最大角度为

90°

，则小

球

B

带的电量为多少？转动过程系统电势能的最大增加值为多少？

14．（16分）滑雪者从高处沿斜面直线雪道下滑。雪道总长度为

200m

，倾角为10。甲、乙两滑雪者的滑雪板不同，

与雪面的动摩擦因数分别为

1

0.15

，

2

0.10

。二人下滑过程中不使用雪杖加力，由静止从雪道顶端自由下滑。

g

取210m/s

，sin100.17，cos100.98。求：（计算结果保留

2

位有效数字）

（

1

）甲滑雪者到达雪道底端时的速度；

（

2

）若乙在甲之后下滑且不能撞到甲，乙开始下滑应迟于甲多长时间？

15．（12分）在纸面平面内有一平面直角坐标系

xOy

，

A

为

y

轴上到

O

距离为

d

的点、

C

为

x

轴上到

O

距离为

2

d

的点，

在

A

沿

x

轴正向以速度

v

0发射一个带负电荷的带电粒子，粒子质量为

m

、电荷量为

-

q

。在第一象限内存在沿

y

轴正方

向的匀强电场，在第四象限存在垂直纸面向里、磁场感应强度大小为0

mv

B

qd



的匀强磁场，带电粒子从

A

点发出后，

经过

x

轴上的

C

点进入磁场，进入磁场经过一段时间后从

y

轴的下半轴飞出磁场，不计重力，求：

(1)

电场场强大小；

(2)

带电粒子在电场和磁场中运动的总时间。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1、

A

【解析】

AC

．重核

F

裂变成

D

和

E

的过程中要释放处能量，会产生质量亏损；相反，较重的核

D

和

E

聚合成

F

的过程中，会

吸收较大能量，选项

A

正确，

C

错误；

BD

．较轻的核

A

和

B

聚合成

C

的过程也要释放能量，有质量亏损，则核子平均质量变小，

C

的结合能大于

A

和

B

的

结合能之和，选项

BD

错误；

故选

A

。

2、

B

【解析】

A

．由于

P

处于平衡状态，可知

Q

2对

P

的静电力大小为

2

1

cos60

2

Fmgmg

选项

A

错误；

B

．同理可知

Q

1对

P

的静电力大小为

1

3

cos30

2

Fmgmg

设

ac

=

L

，则3adL由库仑定律

1

1

2

Qq

Fk

L



2

2

23

Qq

Fk

L



联立解得

Q

1、

Q

2的电荷量之比为

1

2

3

3

Q

Q



选项

B

正确；

CD

．将

P

从

a

点移到

b

点，电场力先做正功，后做负功，电势能先减小后增加，选项

CD

错误；

故选

B

。

3、

C

【解析】

缓慢逆时针转动绳

OA

的方向至竖直的过程中，

OA

拉力的方向变化如图从

1

位置到

2

位置再到

3

位置，如图所示，

可见绳

OA

的拉力先减小后增大，绳

OB

的拉力一直减小。

A

．由于不清楚刚开始绳子拉力与重力沿斜面向下的分力大小关系，所以当连接

P

物体的绳子拉力一直减小，不能判

断斜面对物块

P

的摩擦力变化情况，故

A

错误；

B

．

P

物体一直在斜面上处于静止状态，则斜面对

P

的支持力等于重力在垂直斜面向下的分力，保持不变，故

B

错误；

C

．以斜面体和

P

的整体为研究对象受力分析，根据平衡条件：斜面受地面的摩擦力与

OB

绳子水平方向的拉力等大

反向，因绳

OB

的拉力一直减小，与水平方向的夹角不变，故其水平分力一直减小，则地面向左的摩擦力一直减小，

故

C

正确；

D

．以斜面体和

P

整体为研究对象受力分析，由于绳

OB

的拉力一直减小，其竖直向下的分力一直减小，根据竖直方

向受力平衡，知地面对斜面体的支持力不断减小，故

D

错误。

故选

C

。

4、

D

【解析】

AB

、由题，棒中通入的电流与时间成正比，

I=kt

，棒将受到安培力作用，当安培力大于最大静摩擦力时，棒才开始运

动，根据牛顿第二定律得：

F-f=ma

，而

F=BIL

，

I=kt

，得到

BkL•t-f=ma

，可见，

a

随

t

的变化均匀增大。当

t=0

时，

f=-ma

，根据数学知识可知

AB

错误，故

AB

错误。

CD

、速度图象的斜率等于加速度，

a

增大，则

v-t

图象的斜率增大。故

C

错误，

D

正确。

故选

D

。

5、

B

【解析】

根据题意做出

ABC

三种粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，

A

．根据左手定则，可以判断

B

粒子带的电荷为负电荷，

A

错误；

C

．由图可知，三粒子做圆周运动的半径

C

最大，

A

最小，根据

mv

r

qB



又粒子的速度都相等，所以比荷的大小关系是：

k

A＞

k

B＞

k

C，故

C

错误；

D

．根据周期公式

2m

T

qB





及比荷的大小关系可知：

T

C＞

T

B＞

T

A，故

D

错误；

B

．由图，

ABC

三个粒子形成的图象在磁场区域留下的弧长

C

最长，

A

最短，而三个粒子的速度相同，根据

l

t

v



，所

以有：

t

A＜

t

B＜

t

C，故

B

正确。

故选

B

。

6、

A

【解析】

A

．牛顿采用理想模型法提出了万有引力定律，没有计算出太阳和地球之间的引力，故

A

符合题意；

B

．根据速度定义式

v

＝

x

t





，当

Δ

t

非常小时，

x

t





就可以表示物体在

t

时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法，故

B

不符合题意

C

．将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水，用力捏玻璃瓶，通过细管内液面高度的变化，来反映玻璃瓶发生了形变，

该实验采用了放大的思想，故

C

不符合题意；

D

．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把

各小段的位移相加，这里采用了微元法，故

D

不符合题意。

故选

A

。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7、

AE

【解析】

A

．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动并不是分子的运动，但能间接地反映液体分子运动的无规则性，

A

正确；

B

．一种物质温度升高时，分子的平均动能增加，这是一种统计规律，可能有的分子热运动的动能要增加，有的反而

要减少，

B

错误；

C

．液体能够流动与液体分子间作用力无必然联系，固体有固定形状也与固体间分子作用力无必然联系，

C

错误；

D

．一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等，

D

错误；

E

．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行，

E

正确。

故选

AE

。

8、

AD

【解析】

A

．所有地球同步卫星的周期相同，由

2

22

4Mm

Gmr

rT





可知，所有地球同步卫星的轨道半径都相同，故

A

正确；

B

．由

2

2

Mmv

Gm

rr



可知，轨道半径越大，线速度越小，故

B

错误；

C

．卫星虽然相对地面静止，但在做匀速圆周运动，不是平衡状态，故

C

错误；

D

．同步卫星的向心加速度

2

M

aG

r



地球表面的重力加速度

2

M

gG

R

，rR

所以

ag

，故

D

正确。

9、

BC

【解析】

AB.

设黑洞的质量为M，环绕天体的质量为

m

，根据万有引力提供环绕天体做圆周运动的向心力有：

2

2

Mmv

Gm

rr

，

化简可得黑洞的质量为

2vr

M

G

，故

B

正确，

A

错误；

CD.

根据黑洞的质量M和半径R的关系

2

2

Mc

RG

，可得黑洞的半径为

2

2

222

2

22

vr

G

GMvr

G

R

ccc



，故

C

正确，

D

错误．

10、

AC

【解析】

AB

．对小球受力分析，如图

共点力平衡

N

1

=

N

2

cos

θ

，

mg

=

N

2

sin

θ

随着

θ

减小，根据公式可知

N

1、

N

2都在增大，

A

正确，

B

错误；

C

．根据共点力平衡可知，两挡板对小球的作用力的合力始终不变，大小等于小球的重力，所以作用力的合力不变，

C

正确；

D

．若将左侧挡板撤走，右侧挡板对小球的作用力也为零，小球做自由落体运动，

D

错误。

故选

AC

。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、g

0g

R

II

RR







上

10

把挡位开关调到

“10”

，将红黑表笔短接，调节

0

R滑片P，使指针指到零刻度，

然后再进行电阻测量正

【解析】

（

1

）

[1]

．表头电阻与

0

R的上部分电阻串联，与R

并联，根据电流关系

0gg

g

IRRR

II

R









得

o

g

g

R

I

R

I

R







（

2

）

[2][3]

．高一级挡位内阻是原级别的

10

倍

o

g

ggo

RRE

I

RR

I

RRR









内

所以R

应变为原来的

10

倍，所以应向上调节．

（

3

）

[4]

．指针偏转较大，说明所测量的电阻比较小，应换低一级挡位，即把挡位开关调到

“10”

，将红黑表笔短接，

调节

0

R

滑片P，使指针指到零刻度，然后再进行电阻测量；

（

4

）

[5]

．测量二极管反向电阻，要求电流从二极管负极流入，正极流出，所以红表笔接二极管正极．

12、

C6.1

ac

42

【解析】

(1)[1]A挡位测量电阻值，B挡位测量交流电压，C挡位测量直流电压，D挡位测量电流值，为测量各接入点间的电

压，选择C挡位。

(2)[2][3]

选择

“10V”

电压挡，则每一大格表示2V，每一小格表示0.2V，测量的精确度为0.2V，应估读到0.1V（此

时应为

1

2

估读），指针对应的示数为6.1V。闭合开关K，接入

a

、b和接入

a

、

c

时指针均发生偏转，说明

a

点到电

源的正极、

c

点到电源的负极都是通路，接入

c

、b时指针不发生偏转，是因为电流为零，所以

ac

段发生了断路。

(3)[4]

热敏电阻与继电器串联，若使电流不小于

20mA

C

I

，则总电阻不大于

325

C

E

R

I



总

由于

tx

RRRR

总

则

t

R不大于275。由题甲图可看出，当

1

275R时，温度42Ct，即温度不低于42C。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13、

(1)53°

；

(2)

1

3

q

，

1

2

mgl

。

【解析】

(1)

转速最大时，系统力矩平衡：

AB

sinsincosmglEqlmgl

解得：

4

tan

3



53

(2)

设

B

带的电量为

q'

，转过最大角度时，动能为零，由动能定理得：

BA

'0EqlmglmglEql

解得：

1

3

qq





当转角为

α

时电，势能的增加值等于两球克服电场力的功：

sin1cos

（）WEqlEql

整理得：

1

2

Wmgl

式中当：

m

1

2

Wmgl

，电势能的最大增加值为

1

2

mgl。

14、（

1

）9.6m/s；（

2

）

18s

。

【解析】

（

1

）甲下滑过程，由牛顿第二定律得

11111

sin10cos10mgmgma

由运动规律得

2

11

2vax

解得

1

9.6m/sv

（

2

）乙下滑过程，由牛顿第二定律得

22222

sin10cos10mgmgma

由运动规律得

2

22

2vax

又有

2

22

v

xt

甲又有

1

12

v

xt

甲、乙下滑的时间差为

12

ttt

解得

18st

二人不相撞，乙开始下滑的时刻比甲至少要晚

18

s

15、

(1)

2

0

2

mv

qd

；

(2)

0

2dd

v



【解析】

(1)

带电粒子在第一象限做类平抛运动，经过

x

轴时的速度与

x

轴正方向夹角为

θ

，沿

x

轴正向

2

d

＝

v

0

t

1

沿

y

轴负方向

d

＝

1

2

at

1

2

联立解得

2

0

2

v

a

d

，

1

0

2d

t

v



又

a

＝

qE

m

，

tan

θ

＝

1

0

at

v

粒子经过

x

轴的速度大小为

v

＝0

cos

v



解得

E

＝

2

0

2

mv

qd

，

θ

＝

45°

，

0

2vv

(2)

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力

qvB

＝

2mv

R

，结合0

mv

B

qd

解得运动半径

R

＝2d

做出带电粒子在磁场中的运动轨迹如图

由于带电粒子进入磁场时的速度方向与

x

轴成

45°

，所以带电粒子在磁场中运动半个周期，运动周期

T

＝

2R

v



＝

0

2d

v



粒子在磁场中运动时间

t

2＝

1

2

T

＝

0

d

v



带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为

12

000

22dddd

ttt

vvv



