2020届北京市2017级高三第二次普通高中学业水平合格性考试理科综合物理试卷及解析.pdf

2020届北京市 2017 级高三第二次普通高中学业水平合格性考试理科综合物理试卷祝考试顺利第一部分选择题（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A点出发，先向东走了一段距离到达B点，然后又向北走了一段距离到达C点；乙同学从 A点出发沿直线到达 C 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G 沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G，这两个方向上的分力分别为1F和2F则分力1F的大小为（）A.sinGB.cosGC.sinGD.cosG【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：1sinFG，2cosFG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S掷向 1 端，电源 E 对电容器 C充电；经过一段时间，把开关S掷向 2 端，电容器 C 与电阻 R相连，电容器放电在开关S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4200mA h，充电完毕后其储存的电能约为45.6 10 J这个能量相当于将一定质量的物体举高1m的过程中重力势能的变化量，取重力加速度210m/sg，这个物体的质量约为（）A.5.6kgB.56kgC.25.6 10 kgD.35.6 10 kg【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：Emgh电则435.610kg5.6 10 kg10 1Emgh电故 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0.2kg的苹果从距离地面 20m高处由静止下落，取重力加速度210m/sg，落地时苹果的动能约为（）A.10JB.20JC.40JD.80J【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k0.220 1040JEmgh故 C正确，ABD 错误。8.在如图所示的电路中，电源的内阻1.0r，电阻9.0R，不计电流表的内阻闭合开关S后，电流表的示数0.20AI在通电时间4.0st内，通过电阻 R的电荷量q为（）A.0.20CB.0.40CC.0.60CD.0.80C【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0.20AI，故通过电阻 R的电荷量0.204.00.80CqIt故 D正确 ABC错误。9.在如图所示的电路中，电源的内阻1.0r，电阻9.0R，不计电流表的内阻闭合开关S后，电流表的示数0.20AI电源的电动势 E 为（）A.2.0VB.3.0VC.4.0VD.5.0V【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：()0.20(9.01.0)2.0VEI Rr故 A正确 BCD 错误。10.在如图所示的电路中，电源的内阻1.0r，电阻9.0R，不计电流表的内阻闭合开关S后，电流表的示数0.20AI电阻 R的电功率P为（）A.0.40WB.0.36WC.4.0WD.3.6W【答案】B【解析】【详解】由焦耳定律可得，电阻R消耗的功率22(0.20)9.00.36WPI R故 B正确 ACD 错误。11.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.abcEEEB.abcEEEC.abcEEED.abcEEE【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abcEEE故 C正确 ABD错误。12.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a、b、c的比较，下列判断正确的是（）A.abcB.abcC.abcD.abc【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abc故 D正确 ABC错误。13.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把一个检验电荷先后放在a、b、c三点，它受到的电场力大小分别为aF、bF、cF，下列判断正确的是（）A.abcFFFB.abcFFFC.abcFFFD.abcFFF【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abcEEE电场力FqE故有abcFFF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O将小球拉至位置 A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放释放后，小球从A第一次运动到 O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O将小球拉至位置 A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放释放后，小球从A第一次运动到 O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O将小球拉至位置 A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放释放后，小球从A第一次运动到 O的过程中下图的各示意图中正确反映小球速度v随时间t变化关系的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】小球从A第一次运动到 O过程中，弹簧弹力逐渐减小，速度逐渐增大，v t图像的斜率越来越小，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O将小球拉至位置 A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放释放后，小球从A第一次运动到 O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O将小球拉至位置 A（弹簧处于弹性限度内），然后由静止释放释放后，小球从A第一次运动到 O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Q，在球外 A点放置一个电荷量为q的检验电荷，A点到球心 O的距离为r可以证明，检验电荷受到的带电球体对它的电场力大小为2kQqFr，其中 k 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A点的电场强度大小E为（）A.2kQqrB.2rkQqC.2kQrD.2kqr【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2kQqFr可知，带电球体在 A点的电场力大小为2kQqFr，根据电场强度的定义可得：22kQqkQrFEqrq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M，地球外B点有一质量为m的质点，B点到球心 O的距离为r已知该质点受到地球对它的万有引力大小为2GMmFr，其中 G 为引力常量类比电场强度的定义式，可以推知地球在B点的引力场强度大小E为（）A 2rGMmB.2GMmrC.2GmrD.2GMr【答案】D【解析】【详解】由题意，地球在B点的引力场强度大小22GMmFEmmGMrr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 M 放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球N 挂在横杆上的P处当小球 N 静止时，丝线与竖直方向的夹角为，如图所示可判断球体 M 与小球 N 所带电荷的电性 _（选填“相同”或“不同”）若仅将球体 M 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122q qFkr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 12.0V 时，电流表的示数为 0.30A，根据测量数据可计算出电阻R_由于电表内阻的影响，电阻R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：12.0400.30URI2 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O、A、B、C、D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T他们发现，纸带上由 O点到D点相邻计数点之间的距离逐渐增大，用A和B分别表示打点计时器打下 A点和B点时小车运动的速度，可判断A_B（选填“大于”或“小于”）测得 O、B两点间距离为x，打点计时器打下A点时小车运动的速度A_【答案】(1).小于 (2).2xT【解析】【详解】1 小车做匀变速直线运动，纸带上由O点到D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AB，即A小于B；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2AxT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6.0NF的水平拉力，使质量3.0kgm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a；（2）物体在前 4.0s内位移的大小x【答案】（1）2m/s2（2）16m【解析】【详解】（1）物体的加速度的大小22.0m/sFam（2）前 4.0s内物体的位移大小2116m2xat25.如图所示，某匀强电场的电场强度42.0 10 N/CE，A、B为同一条电场线上的两点（1）现将电荷量82.0 10Cq的检验电荷放在电场中的A点，求该检验电荷在 A点所受电场力的大小F；（2）若 A、B两点相距0.10md，求 A、B两点间的电势差ABU【答案】（1）410-4V (2)2103V【解析】【详解】（1）该点电荷在 A点所受的电场力大小44.0 10NFqE（2）A、B两点间的电势差32.010 VABUEd26.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A、B两个餐锅间的距离为L，如图所示；又测出传送带上的一个餐盘从A锅前沿直线运动到B锅前所用时间为t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v；（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)Lt (2)不对，见解析【解析】【详解】（1）传送带运行速度的大小Lvt（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350km/h 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100st内，速度由060m/sv增加到80m/sv（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a；（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41.0 10 kgm，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 W【答案】（1）0.2m/s2（2）14107J【解析】【详解】（1）动车组在这段时间内加速度的大小2080600.2m/s100vvat（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2201122Wmvmv解得71.4 10 JW28.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，a、b两平行极板间的加速电场，M、N 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a板上的小孔O 与b板上小孔O 的连线垂直于a、b 两板已知a、b 两板间距为d、电压为 U；M、N 间的无场漂移区的长度为L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a板上的小孔 O进入电场，从 b 板上小孔O 射出，沿OO 方向进入无场漂移区，然后到达探测器忽略带电粒子进入a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 O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 O到达探测器的总飞行时间为t，求该粒子的比荷qm；（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a、b 两板间电压 U 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）2222dLUt（3）增大d或增大L【解析】【详解】（1）从 O到O，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O 时的速度最大；从O 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O 时的速度为v，根据动能定理则212qUmv粒子在a、b板间飞行的时间1/2dtv粒子在 M、N 板间飞行的时间2Ltv粒子总的飞行时间12ttt解得2222dLqmUt（3）根据带电粒子在质谱仪中的飞行时间22mtdLqU增大d或增大L，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。2020届北京市 2017级高三第二次普通高中学业水平合格性考试物理试卷