2020年北京市第一次普通高中学业水平合格性考试物理试卷 Word版含解析

2020年北京市第一次普通高中学业水平合格性考试物理试卷 Word版含解析

‎2020年北京市第一次普通高中学业水平合格性考试物理试卷 ‎1.考生要认真填写考场号和座位序号。‎ ‎2.本试卷共7页，分为三道大题，共100。第一道大题为单项选择题，20小题（共60分）；第二道大题为填空题，3小题（共12分）；第三道大题为计算论证题，5小题（共28分）。‎ ‎3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一道大题必须用2B铅笔作答；第二道、第三道大题必须用黑色字迹的签字笔作答，作图时必须使用2B铅笔。‎ ‎4.考试结束后，考生应将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。‎ 第一部分 选择题（共60分）‎ 一、单项选择题（本题共20小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个。选项是符合题意的。每小题3分，共60分）‎ ‎1. 如图 苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于 O 点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于 A、B、C 三点。已知A B = x2，OA = x1，BC = x3，频闪仪的闪光周期为 T。描述苹果运动的下列物理量中，属于标量的是（　　）‎ A. 位移 B. 时间 C. 速度 D. 加速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．位移是表示物体位置变化的物理量，有大小和方向，是矢量，故A错误；‎ B．时间只有大小，没有方向，是标量，故B正确；‎ C．速度是表示物体位置变化快慢的物理量，有大小和方向，是矢量，故C错误；‎ D．加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，有大小和方向，是矢量，故D错误。‎ 故选B。‎ - 18 -‎ ‎2. 如图 苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于 O 点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于 A、B、C 三点。已知A B = x2，OA = x1，BC = x3，频闪仪的闪光周期为 T。由图可知 x1 Eb> Ec B. Ea> Eb， Eb= Ec C. Ea= Eb= Ec D. Ea= Eb， Eb< Ec ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由点电荷的场强公式 可知Ea> Eb> Ec，故选A ‎12. 真空中有一个静止的、带正电的点电荷，其周围的电场线分布如图所示，a、b、c 是同一条电场线上的三个点，它们 的电场强度大小分别为 Ea、Eb、Ec，电势分别为 φa、φb、φc。关于 φa、φb、φc，下列说法正确的是（　　）‎ A. ja> jb> jc B. ja> jb，jb= jc C. ja = jb= jc D. ja= jb，jb< jc ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】沿电场线方向电势降低，可知ja> jb> jc，A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎13. 电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S - 18 -‎ 后，当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时，电流表示数为0.50A。当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时，电阻箱两端的电压等于（　　）‎ A. 20V B. 10V C. 9.5V D. 5.0V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据欧姆定律，有 故ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎14. 电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时，电流表示数为0.50A。当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时，电阻箱的热功率等于（　　）‎ ‎ ‎ A. 50W B. 20W C. 5.0W D. 2.5W ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】电阻箱的热功率为 故选D。 ‎ ‎15. 电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值R=10.0Ω时，电流表示数为0.50A - 18 -‎ ‎。当电阻箱接入电路的阻值增大时，电流表的示数（　　）‎ A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 先增大后减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据欧姆定律 所以 当电阻箱接入电路的阻值增大时，即R增大，I减小。故ABD错误，C正确。‎ 故选C。‎ ‎16. 电容器是一种重要的电学元件，有广泛的应用。它能够储存电荷，其储存电荷的特性可以用电容来描述。关于电容器的电容，下列说法正确的是（　　）‎ A. 电容器的电容只由它本身决定 B. 电容器不带电时，其电容为零 C. 电容器所带电荷量越多，其电容越大 D. 电容器两极板间电势差越小，其电容越大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】电容是描述电容器储存电量本领的物理量，其决定式为 电容的大小与带不带电、两极板的电压、带电量多少均无关，故选A。‎ ‎17. 电容器是一种重要的电学元件，有广泛的应用。它能够储存电荷，其储存电荷的特 性可以用电容来描述。一个固定电容器在充电过程中，两个极板间的电压 U 随电容器所带电荷量 Q 的变化而变化。图中正确反映 U 随 Q 变化关系的是（　　）‎ - 18 -‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】由电容定义式 可知，一个固定电容器两个极板的电压和电荷量成正比，A正确，BCD错误。‎ 故选A。‎ ‎18. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，同步卫星是其重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2，A点在轨道1上，B、C两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。在该卫星远离地球的过程中，地球对卫星的引力（　　）‎ A. 越来越大 B. 越来越小 C. 保持不变 D. 先变大后变小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】地球对卫星的引力等于万有引力，则 - 18 -‎ 由于r变大，则F减小，故选B。‎ ‎19. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，同步卫星是其重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2，A点在轨道1上，B、C两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。卫星在轨道1上做匀速圆周运动的速度大小为v1，周期为T1；卫星在轨道2上做匀速圆周运动的速度大小为v2，周期为T2，下列关系正确的是（　　）‎ A. v1>v2，T1>T2 B. v1T2‎ C. v1>v2，T1v2‎ T1 EC ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由万有引力定律，可知 类比电场强度的定义式，可以定义引力场强度 可知，离地面越近，引力场强度越大，所以EA> EC= EB，D正确，ABC错误。‎ 故选D。‎ 第二部分 非选择题（共40分）‎ 二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）‎ ‎21. 如图所示，一带正电的导体球M放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N挂在横杆上。当小球N静止时，丝线与竖直方向成θ角，由此推断小球N带_____电荷（选填“正”或“负”）。若把导体球M靠近带电小球N，则丝线与竖直方向的夹角θ将_____（选填“变大”或“变小”）。‎ - 18 -‎ ‎【答案】 (1). 正 (2). 变大 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]带电小球根据同性相斥，异性相吸原理，可知小球N带正电。‎ ‎[2]根据库仑力 可知当导体球M靠近带电小球N时，r减小，F增大，对小球N受力分析得 故丝线与竖直方向的夹角θ将变大。‎ ‎22. 利用如图所示的装置可探究弹簧的弹力 F 与伸长量 x 的关系。某同学选取了1、2两根不同的弹簧分别进行探究。在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，弹簧质量可忽略 不计。根据实验数据，他在同一个坐标系内作出了 F-x图像，如图 所示，据此可知： 在弹性限度内，弹簧的弹力 F 与其伸长量 x 成_____（选填“正比”或“反比”）；弹簧1、2 的劲度系数分别为 k1 和 k2，则 k1_____k2（选填“>”或“<”）。‎ ‎【答案】 (1). 正比 (2). >‎ ‎【解析】‎ - 18 -‎ ‎【详解】[1] F-x图像是过原点的直线，故弹簧的弹力F与其伸长量x成正比。‎ ‎[2] F-x图像的斜率反映劲度系数的大小，故k1 >k2。‎ ‎23. 某实验小组利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。该实验小组选取了一条点迹清晰的纸带，如图所示。图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔相同。他们发现，纸带上由O点到D点相邻计数点之间的距离逐渐增大，则可判断小车做_______（选填“加速”或“匀速”）直线运动。打点计时器打下A点时，小车速度的大小用vA表示，打点计时器打下A点到打下C点这段时间内，小车平均速度的大小用vAC表示，则vA_____vAC（选填“>”或“<”）。‎ ‎【答案】 (1). 加速 (2). <‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]由纸带的点的轨迹可以看出，在同样时间内，小车运动的位移越来越大，故小车是加速运动的。‎ ‎[2]由于小车是加速运动，从A点到C点的过程中，小车在A点时速度是最小的，因此。‎ 三、计算论证题（本题共5小题。第24题、第25题各5分，第26题、第27题、第28题各6分，共28分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题，结果必须明确写出数值和单位。‎ ‎24. 如图 所示，用 F= 3.0N 的水平拉力，使质量 m= 1.0kg 的物体由静止开始沿光滑水平面 做匀加速直线运动。求：‎ ‎(1)物体加速度的大小 a；‎ ‎(2)物体在前 2.0s 内位移的大小 x。‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由牛顿第二定律 可得物体的加速度 - 18 -‎ ‎（2）由运动学公式 ‎ ‎ ‎25. 如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度E=2.0´104N/C，A、B两点间的距离d=0.20m。将电荷量q=+1.0´10-8C的试探电荷由A点移到B点。求：‎ ‎(1)该试探电荷在电场中所受静电力的大小F；‎ ‎(2)在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)试探电荷在电场中所受静电力的大小为 ‎(2)此过程中静电力对试探电荷所做的功为 ‎26. 汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不 允许超过规定的速度。 如图所示， 一辆质量 m = 2.0 ´103kg 的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上 行驶，速度的大小 v =10m/s，其轨迹可视为半径 r= 50m 的圆弧。‎ ‎(1)求这辆汽车转弯时需要向心力的大小F；‎ ‎(2)请你从道路设计者或驾驶员的角度，提出一条可避免汽车在弯道处侧滑的措施。‎ ‎【答案】(1)4000N ；(2) ‎ - 18 -‎ 从驾驶员的角度：汽车在水平道路上转弯时，向心力由静摩擦力提供，为了防止最大静摩擦力小于所需的向心力，发生侧滑，转弯时要减速。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 汽车转弯时需要向心力的大小 ‎(2)从驾驶员的角度：汽车在水平道路上转弯时，向心力由静摩擦力提供，为了防止最大静摩擦力小于所需的向心力，发生侧滑，转弯时要减速。‎ ‎27. 如图所示，空间某区域存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，电场强度为 E，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。一电荷量为+q的粒子以某一速 度水平向右射入该区域，恰好能够做匀速直线运动。不计粒子重力。‎ ‎(1)求该粒子射入该区域时速度的大小 v；‎ ‎(2)若一电荷量为 -q 的粒子，以相同的速度 v 从同一位置射入该区域，不计粒子重力。请判断该粒子能否做匀速直线运动，并说明理由。‎ ‎【答案】(1) ；(2)见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)粒子进入复合场后受到向下的电场力和向上的洛伦兹力，二力平衡，根据平衡条件得 解得 ‎(2) 若一电荷量为 -q 的粒子，以相同的速度 v ‎ - 18 -‎ 从同一位置射入该区域，不计粒子重力，与正电荷相比，电场力大小不变，方向相反；洛伦兹力大小不变，方向相反。电场力与洛伦兹力仍然是一对平衡力，故粒子做匀速直线运动。‎ ‎28. 某种型号的笔由弹簧、内芯和外壳三部分构成。小明同学在探究这种笔的弹跳问题时，发现笔的弹跳过程可简化为三个阶段：把笔竖直倒立于水平硬桌面上，下压外壳使其 下端接触桌面（如图所示）；把笔由静止释放，外壳竖直上升，速度达到 v0时，与静止的内芯碰撞，碰撞过程时间极短，碰后瞬间，内芯与外壳具有竖直向上的共同速度v（如图所示）；然后，内芯与外壳以相同速度一起向上运动（如图所示）。已知笔的外壳和内芯质量分别为 m1 和 m2。不计弹簧质量和空气阻力，重力加速度为 g。‎ ‎(1)求外壳与内芯碰撞后一起上升的最大高度 h；‎ ‎(2)求外壳与内芯组成的系统在碰撞过程中损失的动能 Ek损；‎ ‎(3)若将内芯与外壳间的撞击力等效为恒力，且可认为此恒力远大于笔所受的重力，请证明： m1v0=（m1+m2）v。‎ ‎【答案】（1）；（2）；（3）见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 外壳与内芯碰撞后一起上升，由机械能守恒定律，可得 解得 ‎（2）由能量守恒定律，可知 解得外壳与内芯组成的系统在碰撞过程中损失的动能 - 18 -‎ ‎（3）将内芯与外壳间的撞击力等效为恒力F，且可认为此恒力远大于笔所受的重力，对内芯分析，设力的作用时间为t，由牛顿第二定律，可知 即 对外壳分析，由牛顿第二定律及运动学公式，可得 即 所以 即 - 18 -‎