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- 2021-05-26 发布
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- 1 -
2020 年北京市第二次普通高中学业水平合格性考试物理试卷
第一部分(选择题共 60 分)
一、选择题共 20 小题,每小题 3 分,共 60 分。在每小题列出的四个选项中,选
出最符合题目要求的一项。
1. 下列物理量中,描述汽车运动快慢的是( )
A. 位移 B. 时间 C. 路程 D. 速度
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】描述汽车运动快慢的物理量是速度。
故选 D。
2. 一辆汽车行驶在平直公路上,从 t=0 时开始制动,汽车在第 1s、第 2s、第 3s 前进的距离分
别是 9m、7m、5m,如图所示。汽车在第 1s 内平均速度的大小为( )
A. 3 m/s B. 5 m/s C. 7 m/s D. 9 m/s
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】汽车在第 1s 内平均速度的大小为
1
1
9 m/s=9m/s1
xv t
故选 D。
3. 一辆汽车行驶在平直公路上,从 t=0 时开始制动,汽车在第 1s、第 2s、第 3s 前进的距离分
别是 9m、7m、5m,如图所示。某同学根据题目所提供的信息,猜想汽车在制动后做匀减速
直线运动。如果他的猜想是正确的,可进一步推断汽车所受的合力( )
- 2 -
A. 越来越大 B. 保持不变 C. 越来越小 D. 先变大后
变小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】若汽车在制动后做匀减速直线运动,则加速度不变,根据
F=ma
可知,汽车受的合力保持不变。
故选 B。
4. 北京某公园在冬季设置了如图 1 所示的“雪圈滑雪”游乐项目。游客坐在雪圈上从倾斜滑
道的顶端由静止开始下滑,然后在水平滑道上继续滑行一段距离后停止运动。倾斜滑道可视
为斜面,水平滑道可视为水平面,侧视图如图 2 所示。不计空气阻力。沿倾斜滑道向下运动
的过程中,游客和雪圈的速度( )
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 先增大后
减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在斜坡上下滑时,设倾斜滑道和水平面夹角为 ,由牛顿第二定律可知
fsinmg F ma
垂直斜坡分析合力为零得
N cos 0F mg
由摩擦力的公式得
- 3 -
f NF F
解得
sin cosa g g
即加速度是一个定值,沿着倾斜滑道向下,根据
v at
则游客和雪圈的速度逐渐增大。
故选 A。
5. 沿北京某公园在冬季设置了如图 1 所示的“雪圈滑雪”游乐项目。游客坐在雪圈上从倾斜
滑道的顶端由静止开始下滑,然后在水平滑道上继续滑行一段距离后停止运动。倾斜滑道可
视为斜面,水平滑道可视为水平面,侧视图如图 2 所示。倾斜滑道向下运动的过程中,游客
和雪圈的重力势能( )
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 先增大后
减小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】游客和雪圈沿倾斜滑道向下运动的过程,重力做正功,由 G PW E 可知重力势能
逐渐减小。
故选 B。
6. 北京某公园在冬季设置了如图 1 所示的“雪圈滑雪”游乐项目。游客坐在雪圈上从倾斜滑道
的顶端由静止开始下滑,然后在水平滑道上继续滑行一段距离后停止运动。倾斜滑道可视为
斜面,水平滑道可视为水平面,侧视图如图 2 所示。不计空气阻力。在水平滑道上运动的过
程中,雪圈对滑道的压力和滑道对雪圈的支持力( )
- 4 -
A. 大小相等,方向相同
B. 大小相等,方向相反
C. 大小不等,方向相同
D 大小不等,方向相反
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】雪圈对滑道的压力和滑道对雪圈的支持力是一对相互作用力,根据牛顿第三定律可
知,两者大小相等,方向相反。
故选 B。
7. 如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。在某时刻,无人机将小球沿水平方向投出。
该同学测得小球从投出到落到水平地面所用的时间约为 2s。不计空气阻力,取重力加速度
g=10m/s,以地面为参考系,小球沿水平方向被投出后,在空中做( )
A. 平抛运动 B. 自由落体运动 C. 匀速直线运动 D. 匀减速直
线运动
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】以地面为参考系,小球沿水平方向被投出后,在空中因为只受重力作用,故小球做
平抛运动。
- 5 -
故选 A。
8. 如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。在某时刻,无人机将小球沿水平方向投出。
该同学测得小球从投出到落到水平地面所用的时间约为 2s。不计空气阻力,取重力加速度
g=10m/s,小球被投出时,距地面的高度约为( )
A. 4m B. 10m C. 20m D. 40m
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】小球水平抛出,只受重力而不受空气阻力,故做平抛运动,竖直方向为自由落体运
动,有
21
2h gt
可得
20mh
故选 C。
9. 如图所示,某同学利用无人机玩“投弹”游戏。在某时刻,无人机将小球沿水平方向投出。
该同学测得小球从投出到落到水平地面所用的时间约为 2s。不计空气阻力,取重力加速度
g=10m/s,在空中运动的过程中,小球的动能( )
A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 先减小后
增大
【答案】A
【解析】
- 6 -
【分析】
【详解】小球在空中运动的过程中做平抛运动,水平速度不变,竖直速度逐渐变大,则小球
的速度逐渐变大,其动能逐渐变大。
故选 A。
10. 图为某静电场的电场线, a 、b 、 c 是同一条电场线上的三个点,这三个点的电场强度大
小分别为 aE 、 bE 、 cE ,电势分别为 a 、 b 、 c .关于 aE 、 bE 、 cE 的比较,下列判断正
确的是( )
A. a b cE E E B. a b cE E E
C. a b cE E E D. a b cE E E
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据电场线的特点可知,电场线越密电场强度越大,故
a b cE E E
故 C 正确 ABD 错误。
11. 如图为描述某静电场的电场线,a、b、c 是同一条电场线上的三个点,其电场强度大小分
别为 aE 、 bE 、 cE ,电势分别为 a 、 b 、 c 。把带正电的点电荷沿电场线由 a 点移至 c 点
的过程中,该点电荷所受的静电力( )
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
- 7 -
【解析】
【分析】
【详解】因为 a 点的电场线比 c 点密集,可知从 a 到 c 场强逐渐减小,根据
F=Eq
可知把带正电的点电荷沿电场线由 a 点移至 c 点的过程中,该点电荷所受的静电力越来越小。
故选 B。
12. 如图所示,a、b、c 是电场中的三个点,其电场强度大小分别为 aE 、 bE 、 cE ,电势分别
为 a 、 b 、 c ;关于 a 、 b 、 c 的比较,下列说法中正确的是( )
A. a b c B. a b c C. a b c D.
a b c
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】在静电场中,根据电场线的疏密可以判断电场强度的大小,电势的高低可以根据电
场线的走势判断。沿着电场线,电势降低,所以
a b c
故 A 正确,BCD 错误。
故选 A。
13. 在如图所示的电路中,电源的内阻 r=2.0Ω,电阻 R=8.0Ω,不计电流表的内阻。闭合开关
S 后,电流表的示数 I=0.30A。电源的电动势 E 为( )
- 8 -
A. 1.0V B. 2.4V C. 3.0V D. 6.0V
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据闭合电路的欧姆定律
E IR Ir
解得
3.0VE
故选 C。
14. 在如图所示的电路中,电源的内阻 r=2.0Ω,电阻 R=8.0Ω,不计电流表的内阻。闭合开关
S 后,电流表的示数 I=0.30A。电源内阻 r 上产生的热功率 P 为( )
A 0.18W B. 0.72W C. 3.0W D. 9.0W
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】电源内阻 r 为纯电阻,由热功率的定义有
2 0.18WrP I r
故选 A。
15. 在如图所示的电路中,电源的内阻 r=2.0Ω,电阻 R=8.0Ω,不计电流表的内阻。闭合开关
- 9 -
S 后,电流表的示数 I=0.30A。在通电时间 2.0s 内,通过电阻 R 的电荷量 q 为( )
A. 0.15C B. 0.60C C. 1.20C D. 1.60C
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】通电时间 2.0s 内,通过电阻 R 的电荷量
0.30 2.0C=0.60Cq It
故选 B。
16. 电容器是一种重要的电学元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电
容器,它能储存电荷。可用如图所示的电路对电容器充电。电容表征了电容器储存电荷的特
性。在国际单位制中,电容的单位是( )
A. 伏特(V) B. 安培(A) C. 法拉(F) D. 欧姆(Ω)
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】在国际单位制中,电容的单位是法拉(F)。
故选 C。
17. 电容器是一种重要的电学元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,都可以看成一个电
容器,它能储存电荷。可用如图所示的电路对电容器充电。电容表征了电容器储存电荷的特
- 10 -
性。在电容器充电过程中,下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量逐渐增大
B. 电容器所带的电荷量逐渐减小
C. 电容器两极间的电压保持不变
D. 电容器两极间的电压逐渐减小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】电容器充电时,所带的电荷量 Q 逐渐增大,根据
Q=CU
可知,电容器两极间的电压 U 逐渐变大。
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。其中,2018 年 10 月 15 日发
射的第 39 颗卫星属于“中圆轨道卫星”;2020 年 3 月 9 日发射的第 54 颗卫星属于“静止轨
道卫星”。这两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知第 39 颗和第 54 颗卫星的
轨道半径分别为 1r 、 2r ,且 1 2r r 。第 54 颗卫星的轨道平面与地球赤道平面一致,从地面上
看,卫星在赤道上空一定的高度处静止不动。这颗卫星运行的周期约为( )
A. 6h B. 12h C. 24h D. 48h
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】因为第 54 颗卫星的轨道平面与地球赤道平面一致,且从地面上看卫星在赤道上空一
定的高度处静止不动,则该卫星为同步轨道卫星,这颗卫星运行的周期与地球的自转周期相
同,为 24h。
故选 C。
- 11 -
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。其中,2018 年 10 月 15 日发
射的第 39 颗卫星属于“中圆轨道卫星”;2020 年 3 月 9 日发射的第 54 颗卫星属于“静止轨
道卫星”。这两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知第 39 颗和第 54 颗卫星的
轨道半径分别为 1r 、 2r ,且 1 2r r 。第 39 颗和第 54 颗卫星绕地球运动的线速度大小分别为 1v 、
2v ,周期分别为 1T 、 2T ,下列关系式正确的是( )
A. 1 2v v , 1 2T T> B. 1 2v v , 1 2T T> C. 1 2v v , 1 2T T D. 1 2v v ,
1 2T T
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】根据
2
2
Mm vG mr r
解得
GMv r
因为 1 2r r ,所以, 1 2v v
根据
2
2 2
4MmG mrr T
解得
2 34 rT GM
因为 1 2r r ,所以, 1 2T T
故选 D。
20. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统。其中,2018 年 10 月 15 日发射
的第 39 颗卫星属于“中圆轨道卫星”;2020 年 3 月 9 日发射的第 54 颗卫星属于“静止轨道卫星”。
这两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知第 39 颗和第 54 颗卫星的轨道半径分
- 12 -
别为 1r 、 2r ,且 1 2r r 。卫星受到地球的引力,是因为它们处在地球周围的引力场中。就像用
电场强度来描述电场的强弱那样,也可以用引力场强度来描述引力场的强弱。仿照电场强度
的定义式 FE q
,可以得到引力场强度的表达式。第 39 颗和第 54 颗卫星的轨道所在处的引
力场强度大小之比为( )
A. 1
2
r
r B.
2
1
2
2
r
r
C. 2
1
r
r D.
2
2
2
1
r
r
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】电场强度的定义式为 FE q
,电场力类比为万有引力,电荷量类比为质量,故地表
引力场强度为
2
2
GMm
F GMrg m m r
则 39 颗和第 54 颗卫星的轨道所在处的引力场强度大小之比为
2
2
2
1
r
r
故选 D。
第二部分(非选择题共 40 分)
二、填空题共 31 题,每小题 4 分,共 12 分。
21. 在一个两端封闭的玻璃管内,有质量不等的铁片和羽毛。玻璃管的一端有一个开关。实验
一:打开开关,使玻璃管内部与外界相通,将玻璃管竖直放置,让铁片和羽毛从玻璃管上方
同时由静止开始下落。实验二:把玻璃管内部抽成真空,关闭开关,再次将玻璃管竖直放置,
让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。两次实验中,某时刻铁片和羽毛的下落情
况如图中的甲、乙所示,其中管内抽成真空的是图______(选填“甲”或“乙”)。对比两次
实验现象,可以得出的结论是:如果没有空气阻力,质量不等的物体下落快慢______(选填
“相同”或“不同”)。
- 13 -
【答案】 (1). 乙 (2). 相同
【解析】
【分析】
【详解】[1]乙图中铁片和羽毛下落的同样快,则其中管内抽成真空的是图乙。
[2]对比两次实验现象,可以得出的结论是:如果没有空气阻力,质量不等的物体下落快慢相
同。
22. 如图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。在某次测量中,电压表的示
数为 9.0V,电流表的示数为 0.30A,根据测量数据可计算出电阻 R=______Ω。由于电流表内
阻的影响,实验中电阻的测量值______(选填“大于”或“小于”)它的真实值。
【答案】 (1). 30 (2). 大于
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据欧姆定律可得电阻
9.0 Ω 30Ω0.30
UR I
[2]由于电压表的读数大于待测电阻两端的电压,则电阻的测量值大于真实值。
23. 某同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。某次实验中,得到如图乙所示的一条
纸带。在纸带上选取三个连续打出的点 A、B、C,测得它们到起始点 O 的距离分别为 Ah 、 Bh 、
Ch 。已知重物的质量为 m,重力加速度为 g。从打下 O 点到打下 B 点的过程中,重物的重力
- 14 -
势能减少量 pE =______。为了验证机械能守恒定律,需要比较重物自由下落过程中重力势能
的减少量与______(选填“动能的增加量”或“重力做功”)的关系。
【答案】 (1). mghB (2). 动能的增加量
【解析】
【分析】
【详解】[1]从打下 O 点到打下 B 点的过程中,重物的重力势能减少量
p = BE mgh
[2]为了验证机械能守恒定律,需要比较重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加
量的关系。
三、计算论证题共 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。
24. 如图所示,用 F=2.0N 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)物体运动的加速度大小 a;
(2)物体在前 2.0s 内运动的位移大小 x。
【答案】(1)2.0m/s2;(2)4.0m
【解析】
【分析】
- 15 -
【详解】(1)根据牛顿第二定律
22.0m/sFa m
(2)前 2.0s 内物体位移的大小
21 4.0m2x at
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大小
44.0 10 V/mE ,A、B 两点相距 d=0.10m。
(1)求 A、B 两点之间的电势差 UAB;
(2)将电荷量 82.0 10 Cq 的试探电荷沿电场线由 A 点移至 B 点,求在此过程中静电力对
试探电荷所做的功 W。
【答案】(1)4.0 103V;(2)8.0 10-5J
【解析】
【分析】
【详解】(1)A、B 两点之间的电势差
3= 4.0 10 VABU Ed
(2)静电力所做的功
58.0 10 JABW qU
26. 公路上的拱形桥是常见的。如图所示,一辆汽车经过拱形桥时的运动可近似看作轨道半径
为 R 的圆周运动,汽车到达桥面最高处时的速度大小为 v。已知汽车质量为 m,重力加速度为
g。
(1)求这辆汽车经过拱形桥面最高处时,拱形桥对汽车支持力的大小 F;
(2)请你根据第(1)问的结果,从安全的角度对桥梁设计者或汽车驾驶员提出一条建议,并说明
理由。
- 16 -
【答案】(1)
2vF mg m R
;(2)见解析
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据牛顿第二定律
2vmg F m R
解得
2vF mg m R
(2)由
2vF mg m R
可知,当汽车的行驶速度 v gR 时,拱形桥的桥面对汽车的支持力 0F ,汽车将脱离桥
面,出现危险。
对驾驶员的建议:汽车通过桥面时车速不宜过快。
对桥梁设计者的建议:适当增大拱形桥桥面的半径。
27. 我们可以用打点计时器、频闪照相机、速度传感器等器材测量宏观物体的速度。由于电子、
质子等微观粒子的运动速度通常比较大,且不易观察,用这些器材难以测量微观粒子的速度。
某同学设想根据带电粒子在电场、磁场中的运动来测量它的速度。首先,他通过查阅资料知
道某种带电粒子的质量为 m,电荷量为+q;然后,他让该带电粒子以某一水平速度射入一个
存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域,在这个区域中电场方向竖直向下,磁场方向垂
直纸面向里,如图所示。调整电场和磁场的强弱,使粒子恰好做匀速直线运动,此时电场强
度的大小为 E,磁感应强度的大小为 B。不计粒子重力。
(1)求粒子射入该区域时速度的大小 v;
(2)请你再设计一种测量该带电粒子速度大小的方案。
- 17 -
【答案】(1) Ev B
;(2) 见解析
【解析】
【分析】
【详解】(1)由题意可知,洛伦兹力与静电力平衡
则
qvB qE
解得
Ev B
(2)方案一:让带电粒子垂直磁场方向摄入磁感应强度为 B 的匀强磁场,带电粒子做匀速圆周
运动,测得粒子轨迹的半径 r。设带电粒子的速度为 v,由
2vqvB m r
可得
qBrv m
方案二:让带电粒子垂直电场方向摄入电场强度为 E 的匀强电场,带电粒子做匀变速曲线运
动,加速度
qEa m
经过一段时间 t,测得粒子垂直电场方向的位移 x 和沿电场方向的位移 y。设带电粒子的速度
为 v,则
x vt
- 18 -
2
21
2 2
qEty at m
可得
2
qEv x my
28. 在庆祝中华人民共和国成立 70 周年联欢活动中,精彩的烟花表演分波次、多新意地展现
了烟花的艺术魅力,如图所示。假设某种型号的礼花弹从专用炮筒中沿竖直方向射出,到达
最高点时炸开。已知礼花弹从炮筒射出时的速度大小为 v0,忽略空气阻力,重力加速度为 g。
(1)求礼花弹从射出到上升至最高点所用的时间 t;
(2)某同学为了研究礼花弹在最高点炸开时弹片的运动情况,对问题做了如下的简化:礼花弹
在最高点炸开,分裂为两块弹片,质量为 m1 的弹片水平向右飞出,速度大小为 v1;质量为 m2
的弹片水平向左飞出,速度大小为 v2;礼花弹爆炸时间极短,火药对两弹片的作用力大小相
等、方向相反,且远大于弹片的重力。请证明: 1 1 2 2 0m v m v 。
【答案】(1) 0vt g
;(2) 见解析
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据匀变速直线运动的规律
00 v gt
解得
0vt g
(2)因为火药对弹片的作用力远大于弹片的重力,所以在爆炸过程中弹片的重力可忽略。
- 19 -
设任意时刻火药对弹片作用力的大小为 F,根据牛顿第二定律,弹片 m1 的加速度大小
1
1
Fa m
弹片的加速度大小
2
2
Fa m
在任意时刻都满足
1 1 2 2m a m a
即
1 2
2 1
a m
a m
则经过相同的时间,两弹片速度变化量之比
1 2
2 1
v m
v m
即
1 1 2 2( 0) ( 0)m v m v
所以
1 1 2 2 0m v m v
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