天津市2020年普通高中學業(yè)水平等級性考試

物理本試卷分為第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分,共100分,考試用時60分鐘。一、單項選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）.在物理學發(fā)展的進程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究,獲得正確的理論認識。下列圖示的實驗中導致發(fā)現原子具有核式結構的是B射路發(fā)電電磁液B射路發(fā)電電磁液.北斗問天，國之夙愿。我國北斗三號系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道衛(wèi)星,其軌道半徑約為地球半徑的7倍。與近地軌道衛(wèi)星相比，地球靜止軌道衛(wèi)星A.周期大B.線速度大C.角速度大D.加速度大.新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風雨同舟、守望相助,筑起了抗擊疫情的巍峨長城。志愿者用非接觸式體溫測量儀,通過人體輻射的紅外線測量體溫,防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒,為人民健康保駕護航。紅外線和紫外線相比較A.紅外線的光子能量比紫外線的大B.真空中紅外線的波長比紫外線的長C.真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D.紅外線能發(fā)生偏振現象,而紫外線不能4.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T,t=G時的波形如圖所示。t=:時A.質點a速度方向沿y軸負方向B.質點6沿x軸正方向遷移了1mC.質點c的加速度為零D.質點d的位移為-5cm.水槍是孩子們喜愛的玩具,常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐充氣口充入氣體,達到一定壓強后,關閉充氣口?？蹌影鈾C將閥門"打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內氣體溫度始終保持不變,則氣體

A.壓強變大A.壓強變大B.對外界做功C.對外界放熱D.分子平均動能變大二、不定項選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個選項中，都有多個選項是正確的。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,選錯或不答的得0分）.手機無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示，電磁感應式無線充電的原理與變壓器類似，通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈,利用產生的磁場傳遞能量。當充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后,就會在鄰近的受電線圈中感應出電流,最終實現為手機電池充電。在充電過程中受電線圈送電線圖受電線圈送電線圖A.送電線圈中電流產生的磁場呈周期性變化B.受電線圈中感應電流產生的磁場恒定不變C.送電線圈和受電線圈通過互感現象實現能量傳遞D.手機和基座無需導線連接,這樣傳遞能量沒有損失7.如圖所示，在平面的第一象限內存在方向垂直紙面向里，磁感應強度大小為6的勻強磁場。一帶電粒子從y軸上的機點射入磁場，速度方向與y軸正方向的夾角6=45°。粒子經過磁場偏轉后在1點（圖中未畫出）垂直穿過x軸。已知例7=a,粒子電荷量為°,質量為勿,重力不計。則XXX

幺XX

MXXX,xA.粒子帶負電荷B.粒子速度大小為陋mC.粒子在磁場中運動的軌道半徑為aD.N與0點相距（&+l）a8.復興號動車在世界上首次實現速度350km/h自動駕駛功能,成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性成果。一列質量為勿的動車，初速度為的，以恒定功率P在平直軌道上運動,經時間t達到該功率下的最大速度后,設動車行駛過程所受到的阻力尸保持不變。動車在時間t內A.做勻加速直線運動.加速度逐漸減小C.牽引力的功率4戶%D.牽引力做功獷=加短-第II卷.（12分）（1）某實驗小組利用圖1所示裝置測定平拋運動的初速度。把白紙和復寫紙疊放一起固定在豎直木板上,在桌面上固定一個斜面,斜面的底邊a6與桌子邊緣及木板均平行。每次改變木板和桌邊之間的距離,讓鋼球從斜面頂端同一位置滾下,通過碰撞復寫紙,在白紙上記錄鋼球的落點。①為了正確完成實驗，以下做法必要的是.A.實驗時應保持桌面水平B.每次應使鋼球從靜止開始釋放C.使斜面的底邊與桌邊重合D.選擇對鋼球摩擦力盡可能小的斜面②實驗小組每次將木板向遠離桌子的方向移動0.2m,在白紙上記錄了鋼球的4個落點,相鄰兩點之間的距離依次為15.0cm、25.0cm、35.0cm,示意如圖2。重力加速度g=10m/s；鋼球平拋的初速度為m/so③圖1裝置中，木板上懸掛一條鉛垂線,其作用是。（2）某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內阻,要求測量結果盡量準確。電壓表（量程0~3V,內阻約為3kQ）電流表（量程0~0.6A,內阻約為1C）滑動變阻器（0~20Q,額定電流1A）待測電池組（電動勢約為3V,內阻約為1Q）開關、導線若干①該小組連接的實物電路如圖所示,經仔細檢查,發(fā)現電路中有一條導線連接不當,這條導線對應的編號是O②改正這條導線的連接后開始實驗,閉合開關前,滑動變阻器的滑片尸應置于滑動變阻器的端(填“a”或者abn)。③實驗中發(fā)現調節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數變化明顯但電壓表讀數變化不明顯。為了解決這個問題，在電池組負極和開關之間串聯一個阻值為5。的電阻,之后該小組得到了幾組電壓表讀數〃和對應的電流表讀數I,并作出〃-/圖像,如圖所示。根據圖像可知，電池組的電動勢為V,內阻為Q。(結果均保留兩位有效數字)(14分)如圖所示,垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度6隨時間t均勻變化。正方形硬質金屬框放置在磁場中，金屬框平面與磁場方向垂直，電阻/?=0.1。，邊長1-0.2m,,求(1)在t=0至t=0.1s時間內，金屬框中的感應電動勢發(fā)(2)t=0.05s時,金屬框邊受到的安培力尸的大小和方向；(3)在t=O到t=O.1s時間內，金屬框中電流的電功率P。0 0.05 0.1小(16分)長為1的輕繩上端固定，下端系著質量為0的小球A,處于靜止狀態(tài)。A受到一個水平瞬時沖量后在豎直平面內做圓周運動,恰好能通過圓周軌跡的最高點。當A回到最低點時,質量為破的小球5與之迎面正碰，碰后4、占粘在一起,仍做圓周運動，并能通過圓周軌跡的最高點。不計空氣阻力，重力加速度為g,求:(1)4受到的水平瞬時沖量/的大小；(2)碰撞前瞬間6的動能笈至少多大？(18分)多反射飛行時間質譜儀是一種測量離子質量的新型實驗儀器,其基本原理如圖所示,從離子源A處飄出的離子初速度不計,經電壓為〃的勻強電場加速后射入質量分析器。質量分析器由兩個反射區(qū)和長為)的漂移管(無場區(qū)域)構成,開始時反射區(qū)1、2均未加電場，當離子第一次進入漂移管時,兩反射區(qū)開始加上電場強度大小相等、方向相反的勻強電場,其電場強度足夠大，使得進入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移管。離子在質量分析器中經多次往復即將進入反射區(qū)2時,撤去反射區(qū)的電場,離子打在熒光屏8上被探測到,可測得離子從/到8的總飛行時間。設實驗所用離子的電荷量均為17,不計離子重力。(1)求質量為〃的離子第一次通過漂移管所用的時間(2)反射區(qū)加上電場，電場強度大小為￡求離子能進入反射區(qū)的最大距離x；(3)已知質量為汲的離子總飛行時間為內待測離子的總飛行時間為力,兩種離子在質量分析器中反射相同次數，求待測離子質量題號12345678答案DABCBACADBCD 【命題意圖】本題考查對教材有關插圖的理解、物理學史及其相關知識點,考查的核心素養(yǎng)是科學態(tài)度與責任。［解題思路】發(fā)現原子具有核式結構的是盧瑟福的a粒子轟擊金箔發(fā)生散射的實驗,選項D正確?！净貧w教材】此題的四幅圖均來自人教版教材,A圖為雙縫干涉實驗示意圖,B圖是光電效應實驗圖,C圖是赫茲實驗證實電磁波的示意圖,D圖是a粒子散射實驗示意圖。A【命題意圖】本題考查萬有引力定律、牛頓運動定律、勻速圓周運動及其相關知識點，體現的核心素養(yǎng)是物理觀念和科學思維。【解題思路】近地軌道衛(wèi)星的軌道半徑稍大于地球半徑，由萬有引力提供向心力,可得”二/,解得線速rzr度片怪,由于地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑大于近地軌道衛(wèi)星的軌道半徑，所以地球靜止軌道衛(wèi)星的線速Yr度較小,選項B錯誤；由萬有引力提供向心力,可得隼加（羊）2,解得周期72n店,所以地球靜止軌道衛(wèi)星的周期較大，選項A正確；由。岑，可知地球靜止軌道衛(wèi)星的角速度較小,選項C錯誤；由萬有引力提供向心力,可得號叫解得加速T rz度a=*,所以地球靜止軌道衛(wèi)星的加速度較小,選項D錯誤?！痉椒w納】對于衛(wèi)星繞地球或其他天體運動類問題，一般利用萬有引力提供向心力，選擇合適表達式列方程解答。B【命題意圖】本題考查電磁波譜、紅外線和紫外線、光子能量、偏振現象及其相關知識點，考查的核心素養(yǎng)是科學態(tài)度與責任。【解題思路】根據電磁波譜可知,紅外線的頻率小于紫外線的頻率,真空中紅外線的波長大于紫外線的波長，由光子能量公式可知,紅外線光子能量小于紫外線光子能量,選項A錯誤,B正確;真空中任何光的傳播速度都相等,所以真空中紅外線的傳播速度等于紫外線的傳播速度,選項C錯誤；由于光是橫波,都能夠發(fā)生偏振現象,所以紅外線和紫外線都能夠發(fā)生偏振現象,選項D錯誤。C【命題意圖】本題考查波動圖像及其相關知識點，考查的核心素養(yǎng)是物理觀念和科學思維?！窘忸}思路】t=:時,質點a沿y軸正方向運動到平衡位置,其速度方向沿y軸正方向,選項A錯誤;根據簡諧橫波的傳播特點可知,質點只在平衡位置附近上下振動,不沿傳播方向遷移,選項B錯誤；右即寸,質點c運動到平衡位置,所受合外力為零,加速度為零,選項C正確；片工時，質點d運動到正的最大位移處,位移為45cm,選項D錯誤。B【命題意圖】本題考查玻意耳定律、溫度的微觀含義、氣體做功及其相關知識點,考查的核心素養(yǎng)是科學態(tài)度與責任?！窘忸}思路】在水向外不斷噴出的過程中，罐內氣體體積增大,則氣體對外做功,根據玻意耳定律可知,罐內氣體的壓強減小,選項A錯誤,B正確；由于罐內氣體溫度不變,不對外放熱,選項C錯誤;根據溫度是分子平均動能的標志可知,溫度不變,分子平均動能不變,選項D錯誤。AC【命題意圖】本題考查了電磁感應現象，意在考查考生綜合分析問題的能力,體現的核心素養(yǎng)是物理觀念?！窘忸}思路】由題意可知送電線圈中通入了正弦式交變電流,可知電流產生的磁場也呈周期性變化,A正確；由變壓器的工作原理可知,受電線圈中輸出的電流按余弦規(guī)律變化,因此受電線圈中感應電流產生的磁場隨電流的變化而變化,B錯誤;送電線圈和受電線圈的能量傳遞是通過互感現象實現的,C正確；由于送電線圈產生的磁場并沒有全部穿過受電線圈，即有磁通的損失,因此該充電過程存在能量的損失,D錯誤。AD【命題意圖】本題考查了帶電粒子在磁場中的運動，意在考查考生綜合幾何關系處理問題的能力，體現的核心素養(yǎng)是科學思維?！窘忸}思路】由左手定則可知,帶電粒子帶負電荷,A正確;做出粒子的軌跡示意圖,如圖所示,假設軌跡的圓心為0',則由幾何關系得粒子的軌道半徑為R=疙a,則由qvB=點得片跡=星,BC錯誤；由以上分R mm析可知，0N=R+a=71+。a,D正確。BC【命題意圖】本題以機車啟動為背景考查了功率、動能定理等知識,意在考查考生綜合分析問題的能力，構建物理模型的能力。【解題思路】由于動車以恒定功率啟動，則由2方和““可知動車的速度增大則牽引力減小，由牛頓第二定律F的得動車的加速度逐漸減小,A錯誤,B正確；當動車的加速度為零時，即牽引力等于阻力時,動車的速度最大,即0二尸外,（；正確;設動車在時間t內的位移為x,由動能定理得W-FX=三唱則牽引力所做的功為用=邑+］哧-D錯誤?！疽族e警示】機車啟動問題的三點注意（1）在機車功率P=Fv中,尸是機車的牽引力而不是機車所受合力或阻力,所以人右％只體現了一種數量關系用于計算，即牽引力與阻力平衡時達到最大運行速度；（2）恒定功率下的啟動過程一定不是勻加速直線運動，勻變速直線運動的公式不再適用，啟動過程發(fā)動機做的功可用計算,不能用厘計算（因為尸為變力）；（3）以恒定加速度啟動只能維持一段時間,之后要經歷非勻變速直線運動,所以勻變速直線運動的公式只適用于前一段時間,不可生搬硬套。9.（1）【答案】①AB（2分）②2（2分）③方便將木板調整到豎直平面（2分）【命題意圖】本題考查測定平拋運動初速度的實驗,體現的核心素養(yǎng)是科學探究?！窘忸}思路】①為了使鋼球離開桌面做平拋運動,實驗時應保持桌面水平,A項正確;為了使鋼球做平拋運動的初速度相同,每次應使鋼球從同一位置由靜止釋放,B項正確;實驗與斜面是否光滑無關,D項錯誤;若數邊與桌邊重合,則鋼球在空中做的不是平拋運動,C項錯誤。②鋼球在水平方向做勻速直線運動,每次向右移動0.2m,鋼球做平拋運動的時間均勻增大;豎直方向上,鋼球做自由落體運動，有Ay/7a，得7次.1s,所以鋼球平拋的初速度--二2m/s。③木板上懸掛鉛垂線是為了調整木板使其處于豎直狀態(tài)。（2）【答案】①5（1分）②a（l分）③2.9（2分）0.80（2分）【命題意圖】本題考查測量電源電動勢和內阻實驗，體現的核心素養(yǎng)是科學探究。【解題思路】①應用伏安法測電源電動勢和內阻，電壓表應測量電源兩端的電壓,故導線5接滑動變阻器的一端應改接到電源的正極;②滑動變阻器起保護電路的作用，因此閉合開關前,應將其接入電路的電阻調為最大值，故滑片一應置于a端;③在電池組負極和開關間串聯一個阻值為5C的電阻，由閉合電路歐姆定律有U=E-Kr+心，所以〃-/圖線的縱截距表示電源電動勢,￡2.9V,圖線斜率的絕對值表示電源內阻與定值電阻串聯的總電阻，所以電源內阻為r=（梏T）04）.80Q。0.50.【命題意圖】本題考查法拉第電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、安培力、電功率等,體現的核心素養(yǎng)是物理觀念和科學思維。解：（1）在t4到t4）.1s的時間A1內，磁感應強度的變化量A8R.2T,設穿過金屬框的磁通量變化量為A有△\B12①（2分）由于磁場均勻變化,金屬框中產生的電動勢是恒定的,有6毛②（2分）At聯立①②式，代入數據,解得￡=0.08V③（1分）（2）設金屬框中的電流為I,由閉合電路歐姆定律,有1=^④（2分）由圖可知，r-0.05s時，磁感應強度為臺R.lT,金屬框數邊受到的安培力F=HB\⑤（2分）聯立①②④⑤式，代入數據,解得F=Q.016N⑥（1分）方向垂直于a6向左。 ⑦（1分）（3）在14）到tR.1s時間內，金屬框中電流的電功率P=fR⑧（2分）聯立①②④⑧式，代入數據,解得尸0.064W⑨（1分）.【命題意圖】 本題考查動量守恒定律、機械能守恒定律、動量定理等，體現的核心素養(yǎng)是科學思維。解：（1）4恰好能通過圓周軌跡的最高點，此時輕繩的拉力剛好為零，設4在最高點時的速度大小為%由牛頓第二定律，有nhg=*①（2分）71從最低點到最高點的過程中機械能守