2020年天津市普通高中學(xué)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．第Ⅰ卷1至3頁，第Ⅱ卷4至7頁．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號、考場號和座位號填寫在答題上，并在規(guī)定位置粘貼考試用條形碼．答卷時，考生務(wù)必將答案涂寫在答題卡上．答在試卷上的無效．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回．祝各位考生考試順利！第Ⅰ卷注意事項：1．每題選出答案后，用鉛筆將答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑．如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號．2．本卷共8題，每題5分，共40分．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)(2020·天津理綜卷，1）在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)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(rèn)識．下列圖示的實驗中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是()答案D解析由題圖可知，A、B、C、D四幅圖分別代表雙縫干涉實驗、光電效應(yīng)實驗、電磁波的發(fā)射和接收實驗、α粒子散射實驗，其中α粒子散射實驗導(dǎo)致盧瑟福發(fā)現(xiàn)了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故選項D正確．(2020·天津理綜卷，2）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()圖1A．周期大 B．線速度大C．角速度大 D．加速度大答案A解析根據(jù)萬有引力提供向心力有GMmr2＝m(2πT)2r、GMmr2＝mv2r、GMmr2＝mω2r、GMmr2＝ma可知T＝2πr3GM、v(2020·天津理綜卷，3）新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風(fēng)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(hù)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(xiàn)象，而紫外線不能答案B解析紅外線的頻率比紫外線的小，由ε＝hν可知，紅外線的光子能量比紫外線的光子能量?。挥搔耍絚v可知，紅外線的波長比紫外線的波長長，故A錯誤，B正確；紅外線和紫外線在真空中速度相同(均等于光速)，故C錯誤；紅外線和紫外線都是電磁波，都是橫波，均能發(fā)生偏振現(xiàn)象，故D錯誤(2020·天津理綜卷，4）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，周期為T，t＝0時的波形如圖1所示．t＝T4時(圖1A．質(zhì)點a速度方向沿y軸負(fù)方向B．質(zhì)點b沿x軸正方向遷移了1mC．質(zhì)點c的加速度為零D．質(zhì)點d的位移為－5cm答案C解析t＝T4時，此列簡諧橫波的波形如圖所示質(zhì)點a正在經(jīng)過平衡位置，速度方向沿y軸正方向，故A錯誤；波傳播過程中，質(zhì)點只能在平衡位置附近振動，不會隨波遷移，故B錯誤；質(zhì)點c處在平衡位置，加速度a＝0，故C正確；質(zhì)點d的位移為5cm，故D錯誤．(2020·天津理綜卷，5）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1.從儲水罐充氣口充入氣體，達(dá)到一定壓強后，關(guān)閉充氣口．扣動扳機將閥門M打開，水即從槍口噴出．若水在不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終保持不變，則氣體()圖1A．壓強變大 B．對外界做功C．對外界放熱 D．分子平均動能變大答案B解析儲水罐中封閉的氣體可看作理想氣體，溫度不變，體積增大，由pV＝C可知，壓強變小，故A錯誤；氣體體積增大，對外界做功，故B正確；由于一定質(zhì)量的某種理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)，溫度不變，故內(nèi)能也不變，即ΔU＝0.由于氣體對外界做功，即W<0，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，Q>0，因此氣體吸熱，故C錯誤；溫度不變，分子平均動能不變，故D錯誤．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)(2020·天津理綜卷，6）手機無線充電是比較新穎的充電方式．如圖1所示，電磁感應(yīng)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(chǎn)生的磁場傳遞能量．當(dāng)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(yīng)出電流，最終實現(xiàn)為手機電池充電．在充電過程中()圖1A．送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化B．受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場恒定不變C．送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)能量傳遞D．手機和基座無需導(dǎo)線連接，這樣傳遞能量沒有損失答案AC解析送電線圈中通入的是正弦式交變電流，故產(chǎn)生的磁場也是周期性變化的，受電線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流也是周期性變化的，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場也是周期性變化的，故A正確，B錯誤；送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)能量傳遞，故C正確；有一部分能量會以電磁波的形式散發(fā)到周圍的空間中損失掉，也有一部分能量轉(zhuǎn)化為手機的內(nèi)能損失掉，故D錯誤．(2020·天津理綜卷，71）如圖1所示，在Oxy平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．一帶電粒子從y軸上的M點射入磁場，速度方向與y軸正方向的夾角θ＝45°.粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后在N點(圖中未畫出)垂直穿過x軸．已知OM＝a，粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，重力不計．則()圖1A．粒子帶負(fù)電荷B．粒子速度大小為qBaC．粒子在磁場中運動的軌道半徑為aD．N與O點相距(2＋1)a答案AD解析由題意可知，粒子在磁場中做順時針圓周運動，根據(jù)左手定則可知粒子帶負(fù)電荷，故A正確；粒子的運動軌跡如圖所示，O′為粒子做勻速圓周運動的圓心，其軌道半徑R＝2a，故C錯誤；由洛倫茲力提供向心力可得qvB＝mv2R，則v＝2qBam，故B錯誤；由圖可知，ON＝a＋2a＝(2＋1)a(2020·天津理綜卷，8）復(fù)興號動車在世界上首次實現(xiàn)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(biāo)志性成果．如圖1所示，一列質(zhì)量為m的動車，初速度為v0，以恒定功率P在平直軌道上運動，經(jīng)時間t達(dá)到該功率下的最大速度vm，設(shè)動車行駛過程所受到的阻力F保持不變．動車在時間t內(nèi)()圖1A．做勻加速直線運動B．加速度逐漸減小C．牽引力的功率P＝FvmD．牽引力做功W＝12mvm2－12mv答案BC解析由P＝F牽v知，P不變，v變大，則F牽變小，由F牽－F＝ma知，a變小，故A錯誤，B正確；當(dāng)F牽＝F時，動車的速度最大，可得牽引力的功率P＝F牽vm＝Fvm，故C正確；由動能定理可知W－W阻＝12mvm2－12mv02，所以牽引力做功W＝12mvm2－12mv02＋W阻第Ⅱ卷三、非選擇題(共60分)(2020·天津理綜卷，9）(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(fù)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ab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(fù)寫紙，在白紙上記錄鋼球的落點．圖1①為了正確完成實驗，以下做法必要的是________．A．實驗時應(yīng)保持桌面水平B．每次應(yīng)使鋼球從靜止開始釋放C．使斜面的底邊ab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(yuǎn)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/s2，鋼球平拋的初速度為________m/s.圖2③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(nèi)阻，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確．電壓表(量程0～3V，內(nèi)阻約為3kΩ)電流表(量程0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω)滑動變阻器(0～20Ω，額定電流1A)待測電池組(電動勢約為3V，內(nèi)阻約為1Ω)開關(guān)、導(dǎo)線若干圖3①該小組連接的實物電路如圖3所示，經(jīng)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng)，這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號是________．②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗，閉合開關(guān)前，滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于滑動變阻器的________端(填“a”或者“b”)③實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯．為了解決這個問題，在電池組負(fù)極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為5Ω的電阻，之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)U和對應(yīng)的電流表讀數(shù)I，并作出U－I圖像，如圖4所示．根據(jù)圖像可知，電池組的電動勢為________V，內(nèi)阻為________Ω.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)圖4答案(1)①AB②2③方便將木板調(diào)整到豎直平面(2)①5②a③2.90.80解析(1)①要測定平拋運動的初速度，首先要保證初速度水平，即保持桌面水平，故A正確；實驗要保證每次拋出時的速度大小相同，所以要從同一位置由靜止釋放鋼球，故B正確；若斜面底邊與桌邊重合，則鋼球拋出后將做斜下拋運動，故C錯誤；因每次從同一斜面同一位置由靜止釋放鋼球，鋼球經(jīng)歷相同運動過程，則到達(dá)斜面底端的速度相同，故不需要選擇對鋼球摩擦力盡可能小的斜面，故D錯誤．②如圖所示，鋼球水平速度不變，木板每次沿水平方向移動0.2m，由平拋運動特點知：相鄰兩點間的運動時間相等，設(shè)為T，鋼球在豎直方向上做自由落體運動，有Δh＝h3－h(huán)2＝h2－h(huán)1＝gT2，得T＝0.1s，鋼球平拋的初速度v0＝LT＝2③本實驗要保證木板豎直，鉛垂線可方便將木板調(diào)整到豎直平面．(2)①按原電路測量，測得的電源內(nèi)阻包含了電流表的內(nèi)阻(電流表內(nèi)接法)，導(dǎo)致測量結(jié)果偏大．導(dǎo)線5一端接電壓表正極，另一端應(yīng)接電流表正極或電源正極．②為保護(hù)電路，在閉合開關(guān)前，電路總電阻應(yīng)最大，滑片應(yīng)置于滑動變阻器的a端．③根據(jù)閉合電路的歐姆定律，串聯(lián)R0＝5Ω的電阻后，有E＝Ir＋I(xiàn)R0＋U，得U＝E－(r＋R0)I，所以縱軸截距為E＝2.9V，斜率k＝－(r＋R0)＝－2.90.5Ω＝－5.80Ω.故電源內(nèi)阻r＝0.80(2020·天津理綜卷，10）如圖1所示，垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t均勻變化．正方形硬質(zhì)金屬框abcd放置在磁場中，金屬框平面與磁場方向垂直，電阻R＝0.1Ω，邊長l＝0.2m．求：圖1(1)在t＝0到t＝0.1s時間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動勢E；(2)t＝0.05s時，金屬框ab邊受到的安培力F的大小和方向；(3)在t＝0到t＝0.1s時間內(nèi)，金屬框中電流的電功率P.答案(1)0.08V(2)0.016V垂直于ab向左(3)0.064W解析(1)在t＝0到t＝0.1s的時間內(nèi)，Δt＝0.1s，磁感應(yīng)強度的變化量ΔB＝0.2T，設(shè)穿過金屬框的磁通量變化量為ΔΦ，有ΔΦ＝ΔBl2①由于磁場均勻變化，金屬框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是恒定的，有E＝?Φ?t聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)，解得E＝0.08V③(2)設(shè)金屬框中的感應(yīng)電流為I，由歐姆定律有I＝ER由題圖可知，t＝0.05s時，磁感應(yīng)強度為B1＝0.1T，金屬框ab邊受到的安培力F＝IlB1⑤聯(lián)立③④⑤式，代入數(shù)據(jù)，解得F＝0.016N⑥方向垂直于ab向左．⑦(3)在t＝0到t＝0.1s時間內(nèi)，金屬框中電流的電功率P＝I2R⑧聯(lián)立③④⑧式，代入數(shù)據(jù)，解得P＝0.064W(2020·天津理綜卷，11）長為l的輕繩上端固定，下端系著質(zhì)量為m1的小球A，處于靜止?fàn)顟B(tài)．A受到一個水平瞬時沖量后在豎直平面內(nèi)做圓周運動，恰好能通過圓周軌跡的最高點．當(dāng)A回到最低點時，質(zhì)量為m2的小球B與之迎面正碰，碰后A、B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)A受到的水平瞬時沖量I的大??；(2)碰撞前瞬間B的動能Ek至少多大？答案(1)m15gl(2)解析(1)A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(shè)A在最高點時的速度大小為v，由牛頓第二定律，有m1g＝m1vA從最低點到最高點的過程中機械能守恒，取軌跡最低點處重力勢能為零，設(shè)A在最低點的速度大小為vA，有12m1vA2＝12m1v2＋2m聯(lián)立解得vA＝5gl由動量定理，有I＝m1vA＝m15gl(2)設(shè)兩球粘在一起時速度大小為v′，若A、B粘在一起后恰能通過圓周軌跡的最高點，需滿足v′＝vA要達(dá)到上述條件，碰后兩球速度方向必須與碰前B的速度方向相同，設(shè)以此方向為正方向，B碰前瞬間的速度大小為vB，由動量守恒定律，有m2vB－m1vA＝(m1＋m2)v′聯(lián)立解得vB＝5gl又Ek＝12m2vB可得碰撞前瞬間B的動能Ek至少為Ek＝5gl(2020·天津理綜卷，12）多反射飛行時間質(zhì)譜儀是一種測量離子質(zhì)量的新型實驗儀器，其基本原理如圖1所示，從離子源A處飄出的離子初速度不計，經(jīng)電壓為U的勻強電場加速后射入質(zhì)量分析器．質(zhì)量分析器由兩個反射區(qū)和長為l的漂移管(無場區(qū)域)構(gòu)成，開始時反射區(qū)1、2均未加電場，當(dāng)離子第一次進(jìn)入漂移管時，兩反射區(qū)開始加上電