2020年天津高考物理试题及答案

这是一份2020年天津高考物理试题及答案，共12页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．（5分）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（ ）
A． B．
C． D．
2．（5分）北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星（ ）
A．周期大B．线速度大C．角速度大D．加速度大
3．（5分）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（ ）
A．红外线的光子能量比紫外线的大
B．真空中红外线的波长比紫外线的长
C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
4．（5分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。t＝时（ ）
A．质点a速度方向沿y轴负方向
B．质点b沿x轴正方向迁移了1m
C．质点c的加速度为零
D．质点d的位移为﹣5cm
5．（5分）水枪是孩子们喜爱的玩具，常见的气压式水枪储水罐示意如图。从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口。扣动板机将阀门M打开，水即从枪口喷出。若在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，则气体（ ）
A．压强变大B．对外界做功
C．对外界放热D．分子平均动能变大
二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6．（5分）手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（ ）
A．送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化
B．受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变
C．送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递
D．手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失
7．（5分）如图所示，在Oxy平面的第一象限内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B的匀强磁场。一带电粒子从y轴上的M点射入磁场，速度方向与y轴正方向的夹角θ＝45°．粒子经过磁场偏转后在N点（图中未画出）垂直穿过x轴。已知OM＝a，粒子电荷量为q，质量为m，重力不计。则（ ）
A．粒子带负电荷
B．粒子速度大小为
C．粒子在磁场中运动的轨道半径为a
D．N与O点相距（+1）a
8．（5分）复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为v0，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度vm，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（ ）
A．做匀加速直线运动场
B．加速度逐渐减小
C．牵引力的功率P＝Fvm
D．牵引力做功W＝mvm2﹣mv02
三、非选择题（共5小题，共60分。）
9．（6分）某实验小组利用图1所示装置测定平抛运动的初速度。把白纸和复写纸叠放一起固定在竖直木板上，在桌面上固定一个斜面，斜面的底边ab与桌子边缘及木板均平行。每次改变木板和桌边之间的距离，让钢球从斜面顶端同一位置滚下，通过碰撞复写纸，在白纸上记录钢球的落点。
①为了正确完成实验，以下做法必要的是 。
A．实验时应保持桌面水平
B．每次应使钢球从静止开始释放
C．使斜面的底边ab与桌边重合
D，选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
②实验小组每次将木板向远离桌子的方向移动0.2m，在白纸上记录了钢球的4个落点，相邻两点之间的距离依次为15.0cm、25.0cm、35.0cm，示意如图2．重力加速度g＝10m/s2，钢球平抛的初速度为 m/s。
③图1装置中，木板上悬挂一条铅垂线，其作用是 。
10．（6分）某实验小组选用以下器材测定电池组的电动势和内阻，要求测量结果尽量准确。
电压表（量程0～3V，内阻约为3kΩ）
电流表（量程0～0.6A，内阻约为1Ω）
滑动变阻器（0～20Ω，额定电流1A）
待测电池组（电动势约为3V，内阻约为1Ω）
开关、导线若干。
①该小组连接的实物电路如图所示，经仔细检查，发现电路中有1条导线连接不当，这条导线对应的编号是 。
②改正这条导线的连接后开始实验，闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应置于滑动变阻器的 端。（填“a”或者“b”）
③实验中发现调节滑动变阻器时，电流表读数变化明显但电压表读数变化不明显。为了解决这个问题，在电池组负极和开关之间串联一个阻值为5Ω的电阻，之后该小组得到了几组电压表读数U和对应的电流表读数I，并作出U﹣I图象，如图所示。根据图象可知，电池组的电动势为 V，内阻为 Ω．（结果均保留两位有效数字）
11．（14分）如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abcd放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R＝0.1Ω，边长l＝0.2m。求
（1）在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中的感应电动势E；
（2）t＝0.05s时，金属框ab边受到的安培力F的大小和方向；
（3）在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中电流的电功率P。
12．（16分）长为l的轻绳上和固定，下端系着质量为m1的小球A，处于静止状态。A受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A回到最低点时，质量为m2的小球B与之迎面正碰，碰后A、B粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力，重力加速度为g，求
（1）A受到的水平瞬时冲量I的大小；
（2）碰撞前瞬间B的动能Ek至少多大？
13．（18分）多反射飞行时间质谱仪是一种测量离子质量的新型实验仪器，其基本原理如图所示，从离子源A处飘出的离子初速度不计，经电压为U的匀强电场加速后射入质量分析器。质量分析器由两个反射区和长为1的漂移管（无场区域）构成，开始时反射区1、2均未加电场，当离子第一次进入漂移管时，两反射区开始加上电场强度大小相等、方向相反的匀强电场，其电场强度足够大，使得进入反射区的离子能够反射回漂移管。离子在质量分析器中经多次往复即将进入反射区2时，撤去反射区的电场，离子打在荧光屏B上被探测到，可测得离子从A到B的总飞行时间。设实验所用离子的电荷量均为q，不计离子重力。
（1）求质量为m的离子第一次通过漂移管所用的时间T1；
（2）反射区加上电场，电场强度大小为E，求离子能进入反射区的最大距离x；
（3）已知质量为m0的离子总飞行时间为t0，待测离子的总飞行时间为t1，两种离子在质量分析器中反射相同次数，求待测离子质量m。
2020年天津市高考物理试卷
试题解析
一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1．解：A、此实验为双缝干涉实验，和原子核式结构无关，故A错误。
B、此实验为光电效应实验，和原子核式结构无关，故B错误。
C、此实验为电磁波的发射和接收实验，和原子核式结构无关，故C错误。
D、此实验为α散射实验，卢瑟福通过这个实验提出了原子的核式结构模型，故D正确。
故选：D。
2．解：地球对卫星的万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力：G ＝m ＝m＝mω2r＝man
得：T＝2π； v＝；；an＝
由表达式可知，半径越大，运行的周期越大，线速度、角速度、向心加速度越小；地球静止轨道卫星的运行半径大于近地轨道卫星的运行半径，故与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星的周期大，线速度、角速度、向心加速度都小，故A正确，BCD错误；
故选：A。
3．解：A、红外线的频率比紫外线的小，根据光子能量公式E＝hv，可知红外线的光子能量比紫外线的小，故A错误；
B、根据电磁波谱可知，真空中红外线的波长比红光要长，而紫外线的波长比紫光要短，所以真空中红外线的波长比紫外线的长，故B正确；
C、因为红外线和紫外线都属于电磁波，所以在真空中红外线的传播速度与紫外线的一样大，都是光速c，故C错误；
D、因为红外线和紫外线都属于电磁波，而电磁波是横波，所以红外线和紫外线都能发生偏振现象，故D错误。
故选：B。
4．解：A、根据图象可知，经过后质点a到达平衡位置且向上运动，所以t＝时，质点a的速度方向沿着y轴正方向，故A错误；
B、在机械波中，各质点不会随波迁移，只会在平衡位置附近做机械振动，故B错误；
C、经过后质点c到达平衡位置且向下运动，所以t＝时，质点c的加速度为零，故C正确；
D、根据平移法可知，0时刻质点d的振动方向沿着y轴的正方向，所以t＝时，质点d在波峰，位移为5cm，故D错误。
故选：C。
5．解：A、在水不断喷出的过程中，罐内气体温度始终保持不变，根据＝C可知体积增加、压强减小，故A错误；
B、气体膨胀，体积增大，则气体对外界做功，故B正确；
C、根据热力学第一定律△U＝W+Q，气体温度不变则内能不变，气体对外做功、则吸收热量，故C错误；
D、温度是分子平均动能的标志，温度不变则分子的平均动能不变，故D错误。
故选：B。
二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
6．解：A、由于送电线圈中通入正弦式交变电流，根据麦克斯韦理论可知送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化，故A正确；
B、周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，所以受电线圈中感应电流仍是正弦交流电，产生的磁场也是周期性变化的，故B错误；
C、无线充电利用的是电磁感应原理，所以送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故C正确；
D、无线充电器的优点之一是不用传统的充电线连接到需要充电的终端设备上的充电器，但充电过程中仍有电能量损失，故D错误。
故选：AC。
7．解：A、粒子进入磁场后沿顺时针方向做圆周运动，由左手定则可知，粒子带负电，故A正确；
C、粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可知，粒子做圆周运动的轨道半径：r＝＝a，故C错误；
B、粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB＝m
解得：v＝，故B错误；D、N点与O点的距离：d＝r+rsinθ＝（+1）a，故D正确。
故选：AD。
8．解：AB、根据牛顿第二定律得：F牵﹣F＝ma，而F牵v＝P，动车的速度在增大，则牵引力在减小，故加速度在减小，故A错误，B正确；
C、当加速度为零时，速度达到最大值为vm，此时牵引力的大小等于阻力F，故功率P＝Fvm，故C正确；
D、根据动能定理得：牵引力做功W﹣克服阻力做的功WF＝mvm2﹣mv0，故D错误；
故选：BC。
三、非选择题（共5小题，共60分。）
9．解：①A、钢球离开桌面后做平抛运动，实验时应保持桌面水平，故A正确；
B、为保证钢球做平抛运动的初速度相等，每次应使钢球从静止开始释放，故B正确；
C、只要桌面水平即可保证小球离开桌面后做平抛运动，只要使钢球从同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等，斜面的底边ab与桌边不必重合，故C错误；
D、只要使钢球从同一位置由静止释放即可保证小球的初速度相等，钢球与桌面间的摩擦力对实验没有影响，故D错误。
故选：AB。
②小球在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论可知：△y＝gt2
则有：t＝s＝0.1s
小球的初速度为：v0＝m/s＝2m/s
③实验过程应使木板在竖直面内，木板上悬挂的铅垂线作用是方便将木板调整到竖直平面内。
故答案为：①AB；②2；③方便将木板调整到竖直平面内。
10．解：①电源内阻较小，为减小实验误差，相对于电源来说电流表应采用外接法，由图示电路图可知，连线5连接错误。
②由图示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前滑片要置于a端。
③由闭合电路的欧姆定律可知，路端电压：U＝E﹣I（r+R）
由图示图象可知，图象纵轴截距：b＝E＝2.9V
图象斜率的绝对值：k＝r+R＝Ω＝5.80Ω
电源内阻：r＝0.80Ω
故答案为：①5；②a；③2.9，0.80。
11．解：（1）在t＝0到t＝0.1s的时间△t内，磁感应强度的变化量△B＝0.2T，设穿过金属框的磁通量变化量△Φ，则有：△Φ＝△Bl2…①
由于磁场均匀变化，金属棒中产生的感应电动势恒定，有：E＝…②
联立①②代入数据有：E＝0.08V…③；
（2）设金属框中电流I，由闭合电路欧姆定律，有：
I＝…④
由图知t＝0.05s时，磁感应强度B1＝0.1T，金属框ab边受到的安培力为：F＝B1Il…⑤
联立①②④⑤式，代入数据得：F＝0.016N…⑥
方向垂直ab向左…⑦
（3）在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中电流的电功率为：
P＝I2R…⑧
联立①②④⑧式，代入数据得：P＝0.064W…⑨
答：（1）在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中的感应电动势为0.08V；
（2）t＝0.05s时，金属框ab边受到的安培力大小为0.016N，方向方向垂直ab向左；
（3）在t＝0到t＝0.1s时间内，金属框中电流的电功率为0.064W。
12．解：（1）A恰好能通过圆周运动最高点，此时轻绳拉力恰好为零，设A在最高点的速度为v，由牛顿第二定律，有
①
A从最低点到最高点过程机械能守恒，取轨迹最低点处重力势能为零，设A在最低点的速度为vA，有
②
由动量定理，有
I＝m1vA③
联立①②③式，得
I＝④
（2）设两球粘在一起是速度v′，AB粘在一起恰能通过圆周运动轨迹最高点，需满足
v′＝v ⑤
要达到上述条件，碰撞后两球速度方向必须与碰前B的速度方向相同，以此方向为正方向，设B碰前瞬时速度大小为vB，由动量守恒定律，有
m2vB﹣m1vA＝（m1+m2）v′⑥
又
⑦
联立①②⑤⑥⑦
⑧
答：（1）A受到的水平瞬时冲量的大小为；
（2）碰撞前瞬间B的动能Ek至少。
13．解：（1）设离子经加速电场加速后的速度大小为v，根据动能定理可得：qU＝mv2 …①
离子在漂移管中做匀速直线运动，则：T1＝…②
联立①②式，得：T1＝…③
（2）从开始加速到反射区速度为零过程中，根据动能定理，有：qU﹣qEx＝0…④
解得：x＝…⑤
（3）离子在加速电场中运动和反射区电场中每次单向运动均为匀变速直线运动，平均速度大小均相等，设其为，有：＝…⑥
通过⑤式可知，离子在反射区的电场中运动路程是与离子本身无关的，所以不同离子在电场区运动的总路程相等，设为L1，在无场区的总路程设为L2，根据题目条件可知，离子在无场区速度大小恒为v，设离子的总飞行时间为t总，有：
t总＝+…⑦
联立①⑥⑦式，得：t总＝（2L1+L2）…⑧
可见，离子从A到B的总飞行时间与成正比，依题意可得：
＝
解得：m1＝0
所以待测离子质量为：m＝m1＝0
答：（1）质量为m的离子第一次通过漂移管所用的时间为；
（2）反射区加上电场，电场强度大小为E，离子能进入反射区的最大距离为；
（3）待测离子质量为0。