北京市2020届高三普通高中学业水平合格性考试物理试题
展开2019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、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.下列物理量中，属于矢量的是（ ）
A. 时间 B. 速度
C. 功率 D. 电阻
【答案】B
【解析】
【详解】ACD．时间、功率和电阻只有大小，没有方向，是标量，故ACD错误；
B．速度有大小，有方向，合成遵守平行四边形定则，是矢量，故B正确。
2.如图所示，甲同学从操场上点出发，先向东走了一段距离到达点，然后又向北走了一段距离到达点；乙同学从点出发沿直线到达点．甲、乙两位同学的（ ）
A. 路程相同，位移相同
B 路程相同，位移不同
C. 路程不同，位移相同
D. 路程不同，位移不同
【答案】C
【解析】
【详解】甲同学从A出发，经过B点到达C点，路程等于AB段长度与BC段长度之和，位移等于AC段长度，方向从A指向C；乙同学的路程与位移均等于AC段长度，方向从A指向C，故C正确，ABD错误。
3.2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆，这是人类制造的探测器第一次登陆月球背面．如图所示，当着陆后的“嫦娥四号”探测器静止在月球表面时，下列说法正确的是（ ）
A. 探测器对月球表面的压力大于月球表面对探测器的支持力
B. 探测器对月球表面的压力小于月球表面对探测器的支持力
C. 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力大小相等
D. 探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】探测器对月球表面的压力与月球表面对探测器的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，是相互作用力和反作用力；故ABD错误，C正确。
4.如图所示，一物块静止在倾角为的固定斜面上，物块所受的重力为．沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力，这两个方向上的分力分别为和．则分力的大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】斜面上物体的重力，按效果分解的力如题目图所示。根据数学知识可知：
，
故A正确BCD错误。
5.下图为研究电容器充、放电的实验电路图．实验时，先使开关掷向1端，电源对电容器充电；经过一段时间，把开关掷向2端，电容器与电阻相连，电容器放电．在开关接通2端后的极短时间内，下列说法正确的是（ ）
A. 电容器带电量和两板间电压都增大
B. 电容器带电量和两板间电压都减小
C. 电容器带电量增大，两板间电压减小
D. 电容器带电量减小，两板间电压增大
【答案】B
【解析】
【详解】开关S与“l”端相连时，电源向电容器充电，电流先增大，电容器带电量不断增多，两板间电压也不断增大；开关S与“2”端相连时，电容器放电，电流减小，电容器带电量减小，两板间电压也在减小。故ACD错误，B正确。
6.某手机电池的容量为，充电完毕后其储存的电能约为．这个能量相当于将一定质量的物体举高的过程中重力势能的变化量，取重力加速度，这个物体的质量约为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】电池储存的电能等于一定质量的物体举高1m的重力势能变化量，有：
则
故D正确ABC错误。
7.物体从高空坠落到地面，即使质量较小，也可能会造成危害．设一质量为的苹果从距离地面高处由静止下落，取重力加速度，落地时苹果的动能约为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】苹果下落的过程中，重力势能转化为动能，故苹果落地时的动能
故C正确，ABD错误。
8.在如图所示的电路中，电源的内阻，电阻，不计电流表的内阻．闭合开关后，电流表的示数．在通电时间内，通过电阻的电荷量为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】该电路为串联电流，电流处处相等，故通过电阻R的电流为，故通过电阻R的电荷量
故D正确ABC错误。
9.在如图所示的电路中，电源的内阻，电阻，不计电流表的内阻．闭合开关后，电流表的示数．电源的电动势为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据如图所示电路，由闭合电路欧姆定律得：
故A正确BCD错误。
10.在如图所示的电路中，电源的内阻，电阻，不计电流表的内阻．闭合开关后，电流表的示数．电阻的电功率为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由焦耳定律可得，电阻R消耗的功率
故B正确ACD错误。
11.图为某静电场的电场线，、、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、、，电势分别为、、．关于、、的比较，下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据电场线的特点可知，电场线越密电场强度越大，故
故C正确ABD错误。
12.图为某静电场的电场线，、、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、、，电势分别为、、．关于、、的比较，下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据电场线的特点可知，沿着电场线的方向，电势越来越低，故
故D正确ABC错误。
13.图为某静电场的电场线，、、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、、，电势分别为、、．把一个检验电荷先后放在、、三点，它受到的电场力大小分别为、、，下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据电场线的特点可知，电场线越密电场强度越大，故
电场力
故有
故A正确BCD错误。
14.如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小球，小球放置在光滑水平地面上．弹簧处于原长时，小球在位置．将小球拉至位置（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放．释放后，小球从第一次运动到的过程中弹簧的弹力（ ）
A. 保持不变 B. 逐渐减小
C. 逐渐增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】小球从A第一次运动到O的过程中，弹簧的伸长量逐渐减小，故弹簧的弹力逐渐减小，故B正确，ACD错误。
15.如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小球，小球放置在光滑水平地面上．弹簧处于原长时，小球在位置．将小球拉至位置（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放．释放后，小球从第一次运动到的过程中弹簧的弹力（ ）
A. 保持不变 B. 逐渐减小
C. 逐渐增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】小球从A第一次运动到O的过程中，弹簧的伸长量逐渐减小，故弹簧的弹力逐渐减小，故B正确，ACD错误。
16.如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小球，小球放置在光滑水平地面上．弹簧处于原长时，小球在位置．将小球拉至位置（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放．释放后，小球从第一次运动到的过程中下图的各示意图中正确反映小球速度随时间变化关系的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小球从第一次运动到过程中，弹簧弹力逐渐减小，速度逐渐增大，图像斜率越来越小，故A正确，BCD错误。
17.如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小球，小球放置在光滑水平地面上．弹簧处于原长时，小球在位置．将小球拉至位置（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放．释放后，小球从第一次运动到的过程中弹簧的弹力（ ）
A. 保持不变 B. 逐渐减小
C. 逐渐增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】小球从A第一次运动到O的过程中，弹簧的伸长量逐渐减小，故弹簧的弹力逐渐减小，故B正确，ACD错误。
18.如图所示，一轻弹簧的左端固定在墙壁上，右端连接一个小球，小球放置在光滑水平地面上．弹簧处于原长时，小球在位置．将小球拉至位置（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放．释放后，小球从第一次运动到的过程中弹簧的弹力（ ）
A. 保持不变 B. 逐渐减小
C. 逐渐增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】小球从A第一次运动到O的过程中，弹簧的伸长量逐渐减小，故弹簧的弹力逐渐减小，故B正确，ACD错误。
19.如图所示，一个均匀带电球体所带电荷量为，在球外点放置一个电荷量为的检验电荷，点到球心的距离为．可以证明，检验电荷受到的带电球体对它的电场力大小为，其中为静电力常量．根据电场强度的定义式，可以推知带电球体在点的电场强度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由检验电荷受到的带电球体对它的电场力大小为可知，带电球体在A点的电场力大小为，根据电场强度的定义可得：
故C正确，ABD错误。
20.如图所示，假设地球质量分布均匀，其质量为，地球外点有一质量为的质点，点到球心的距离为．已知该质点受到地球对它的万有引力大小为，其中为引力常量．类比电场强度的定义式，可以推知地球在点的引力场强度大小为（ ）
A B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意，地球在B点的引力场强度大小
故D正确，ABC错误。
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）
21.一个带电的球体放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球挂在横杆上的处．当小球静止时，丝线与竖直方向的夹角为，如图所示．可判断球体与小球所带电荷的电性______（选填“相同”或“不同”）．若仅将球体所带电荷量增大，绝缘丝线与竖直方向的夹角将______（选填“变大”或“变小”）．
【答案】 (1). 相同 (2). 变大
【解析】
【详解】[1]由图可知，M、N球体之间的电场力为斥力，根据同种电荷相互排斥可知，M、N球体带同种电荷；
[2]若仅将球体M带电荷量增大，根据库伦定律可知，M、N球体之间库伦斥力将增大，故绝缘丝线与竖直方向的夹角将变大。
22.下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，电压表的示数为时，电流表的示数为，根据测量数据可计算出电阻______．由于电表内阻的影响，电阻的测量值______（选填“大于”或“小于”）真实值．
【答案】 (1). 40 (2). 大于
【解析】
【详解】[1]在该电路中，由欧姆定律可得：
[2]考虑电表的内阻，电流表有分压作用，故R两端电压偏大，电阻R的测量值偏大。
23.某实验小组利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动时的瞬时速度．该实验小组选取了一条点迹清晰的纸带，如图所示．图中、、、、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为．他们发现，纸带上由点到点相邻计数点之间的距离逐渐增大，用和分别表示打点计时器打下点和点时小车运动的速度，可判断______（选填“大于”或“小于”）．测得、两点间距离为，打点计时器打下点时小车运动的速度______．
【答案】 (1). 小于 (2).
【解析】
【详解】[1]小车做匀变速直线运动，纸带上由点到点相邻计数点之间的距离逐渐增大，说明从O到D的过程中，速度在逐渐增大，故有，即小于；
[2]匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故有
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）
24.如图所示，用的水平拉力，使质量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；
（2）物体在前内位移的大小．
【答案】（1）2m/s2 （2）16m
【解析】
【详解】（1）物体的加速度的大小
（2）前内物体位移大小
25.如图所示，某匀强电场的电场强度，、为同一条电场线上的两点．
（1）现将电荷量的检验电荷放在电场中的点，求该检验电荷在点所受电场力的大小；
（2）若、两点相距，求、两点间的电势差．
【答案】（1）4×10-4V (2)2×103V
【解析】
【详解】（1）该点电荷在点所受的电场力大小
（2）、两点间的电势差
26.小明利用假期到餐馆进行社会实践，他发现餐馆有一种可以自动运送食物的水平传送带．传送带可将餐盘盛放的各种食物传送到顾客面前，顾客根据自已的需要取用．
（1）小明想估测传送带的运行速度大小，于是他测出在传送带旁的餐台上、两个餐锅间的距离为，如图所示；又测出传送带上的一个餐盘从锅前沿直线运动到锅前所用时间为．假设这个过程中传送带的运行速度大小不变，请估测传送带运行速度的大小；
（2）关闭传送带的电源，传送带逐渐停下来．小明观察到在这个过程中，随传送带做直线运动的餐盘始终相对传送带静止，因此他认为餐盘所受合力始终为零．请判断小明的观点是否正确，并分析说明．
【答案】(1) (2)不对，见解析
【解析】
【详解】（1）传送带运行速度的大小
（2）小明的观点不对。
关闭电源后，传送带减速运动直至停止．这个过程中餐盘相对传送带静止，所以餐盘也在做减速运动．由牛顿第二定律可知，餐盘所受合力不为零．
27.“复兴号”动车组是我国在“和谐号”动车组基础上研制的新一代高速列车，具有完全自主知识产权，其运营速度可以达到．如图所示，一列“复兴号”动车组正在某段平直轨道上加速行驶，在时间内，速度由增加到．
（1）若在上述过程中动车组的运动可视为匀变速直线运动，求动车组在这段时间内加速度的大小；
（2）动车组运行中载重越大，消耗的能量越多．若动车组所载行李的总质量，行李与车厢之间始终保持相对静止．求在这段加速过程中动车组对行李所做的功．
【答案】（1）0.2m/s2 （2）14×107J
【解析】
【详解】（1）动车组在这段时间内加速度的大小
（2）根据动能定理，在这段加速过程中动车组对行李所做的功
解得
28.近年来，京津冀地区加大了对大气污染治理工作的力度，空气质量进一步好转，2018年北京地区空气质量为优良的天数达到了227天．空气中的污染颗粒可用飞行时间质谱仪来研究．质谱仪通过测量带电粒子的飞行时间，可以得到粒子的比荷，从而进一步研究污染颗粒的特性．
某种型号的飞行时间质谱仪结构简图如图所示：主要由脉冲阀，激光器，、两平行极板间的加速电场，、间的无场漂移区（该区域不存在电场）以及紧邻无场漂移区的探测器组成，探测器可以接收和观察带电粒子．板上的小孔与板上小孔的连线垂直于、两板．已知、两板间距为、电压为；、间的无场漂移区的长度为．
测量时，仪器内部处于真空状态，脉冲阀释放微量气体，经激光照射，气体微粒成为带电粒子，带电粒子从板上的小孔进入电场，从板上小孔射出，沿方向进入无场漂移区，然后到达探测器．忽略带电粒子进入板时的速度，不计粒子所受重力和粒子间的相互作用．
（1）试定性描述从小孔到达探测器过程中，带电粒子的速度变化情况；
（2）若某带电粒子从小孔到达探测器的总飞行时间为，求该粒子的比荷；
（3）增大带电粒子在质谱仪中的飞行时间，可以提高测量粒子比荷的准确程度．为了提高测量的准确程度，在、两板间电压不变的情况下，请根据仪器的工作原理，提出一个改进仪器结构的合理设想．
【答案】(1)先匀加速后匀速 （2） （3）增大或增大
【解析】
【详解】（1）从到，带电粒子做初速度为0的匀加速直线运动，速度随时间均匀增大，到达时的速度最大；从到探测器，带电粒子做匀速直线运动，速度保持不变。
（2）设粒子到达时的速度为，根据动能定理则
粒子在、板间飞行的时间
粒子在、板间飞行的时间
粒子总的飞行时间
解得
（3）根据带电粒子在质谱仪中的飞行时间
增大或增大，可以增大带电粒子在质谱仪中的飞行时间，以提高测量粒子比荷的准确程度。
