2020年北京市第二次普通高中学业水平合格性考试物理试题 解析版

2020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、选择题共20小题，每小题3分，共60分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

1. 下列物理量中，描述汽车运动快慢的是（ ） A. 位移 【答案】D 【解析】 【分析】

【详解】描述汽车运动快慢的物理量是速度。 故选D。

2. 一辆汽车行驶在平直公路上，从t=0时开始制动，汽车在第1s、第2s、第3s前进的距离分别是9m、7m、5m，如图所示。汽车在第1s内平均速度的大小为（ ）

B. 时间

C. 路程

D. 速度

A. 3 m/s 【答案】D 【解析】 【分析】

B. 5 m/s C. 7 m/s D. 9 m/s

【详解】汽车在第1s内平均速度的大小为

v故选D。

x19m/s=9m/s t113. 一辆汽车行驶在平直公路上，从t=0时开始制动，汽车在第1s、第2s、第3s前进的距离分别是9m、7m、5m，如图所示。某同学根据题目所提供的信息，猜想汽车在制动后做匀减速直线运动。如果他的猜想是正确的，可进一步推断汽车所受的合力（ ）

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A. 越来越大 变小 【答案】B 【解析】 【分析】

B. 保持不变 C. 越来越小 D. 先变大后

【详解】若汽车在制动后做匀减速直线运动，则加速度不变，根据

F=ma

可知，汽车受的合力保持不变。 故选B。

4. 北京某公园在冬季设置了如图1所示的“雪圈滑雪”游乐项目。游客坐在雪圈上从倾斜滑道的顶端由静止开始下滑，然后在水平滑道上继续滑行一段距离后停止运动。倾斜滑道可视为斜面，水平滑道可视为水平面，侧视图如图2所示。不计空气阻力。沿倾斜滑道向下运动的过程中，游客和雪圈的速度（ ）

A. 逐渐增大 减小 【答案】A 【解析】 【分析】

B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 先增大后

【详解】在斜坡上下滑时，设倾斜滑道和水平面夹角为 ，由牛顿第二定律可知

mgsinFfma

垂直斜坡分析合力为零得

FNmgcos0

由摩擦力的公式得

- 2 -

FfFN

解得

agsingcos

即加速度是一个定值，沿着倾斜滑道向下，根据

vat

则游客和雪圈的速度逐渐增大。 故选A。

5. 沿北京某公园在冬季设置了如图1所示的“雪圈滑雪”游乐项目。游客坐在雪圈上从倾斜滑道的顶端由静止开始下滑，然后在水平滑道上继续滑行一段距离后停止运动。倾斜滑道可视为斜面，水平滑道可视为水平面，侧视图如图2所示。倾斜滑道向下运动的过程中，游客和雪圈的重力势能（ ）

A. 逐渐增大 减小 【答案】B 【解析】 【分析】

B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 先增大后

【详解】游客和雪圈沿倾斜滑道向下运动的过程，重力做正功，由WGEP可知重力势能逐渐减小。 故选B。

6. 北京某公园在冬季设置了如图1所示的“雪圈滑雪”游乐项目。游客坐在雪圈上从倾斜滑道的顶端由静止开始下滑，然后在水平滑道上继续滑行一段距离后停止运动。倾斜滑道可视为斜面，水平滑道可视为水平面，侧视图如图2所示。不计空气阻力。在水平滑道上运动的过程中，雪圈对滑道的压力和滑道对雪圈的支持力（ ）

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A. 大小相等，方向相同 B. 大小相等，方向相反 C. 大小不等，方向相同 D 大小不等，方向相反 【答案】B 【解析】 【分析】

【详解】雪圈对滑道的压力和滑道对雪圈的支持力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，两者大小相等，方向相反。 故选B。

7. 如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。在某时刻，无人机将小球沿水平方向投出。该同学测得小球从投出到落到水平地面所用的时间约为2s。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s，以地面为参考系，小球沿水平方向被投出后，在空中做（ ）

A. 平抛运动 线运动 【答案】A 【解析】 分析】

B. 自由落体运动 C. 匀速直线运动 D. 匀减速直

【详解】以地面为参考系，小球沿水平方向被投出后，在空中因为只受重力作用，故小球做平抛运动。

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故选A。

8. 如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。在某时刻，无人机将小球沿水平方向投出。该同学测得小球从投出到落到水平地面所用的时间约为2s。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s，小球被投出时，距地面的高度约为（ ）

A. 4m 【答案】C 【解析】 【分析】

B. 10m C. 20m D. 40m

【详解】小球水平抛出，只受重力而不受空气阻力，故做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，有

h可得

12gt 2h20m

故选C。

9. 如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。在某时刻，无人机将小球沿水平方向投出。该同学测得小球从投出到落到水平地面所用的时间约为2s。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s，在空中运动的过程中，小球的动能（ ）

A. 逐渐增大 增大 【答案】A 【解析】

B. 逐渐减小 C. 保持不变 D. 先减小后

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【分析】

【详解】小球在空中运动的过程中做平抛运动，水平速度不变，竖直速度逐渐变大，则小球的速度逐渐变大，其动能逐渐变大。 故选A。

10. 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Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c．关于Ea、Eb、Ec的比较，下列判断正确的是（ ）

A. EaEbEc C. EaEbEc 【答案】C 【解析】 【分析】

B. EaEbEc D. EaEbEc

【详解】根据电场线的特点可知，电场线越密电场强度越大，故

EaEbEc

故C正确ABD错误。

11. 如图为描述某静电场的电场线，a、b、c是同一条电场线上的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c。把带正电的点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，该点电荷所受的静电力（ ）

A. 越来越大 变小 【答案】B

B. 越来越小 C. 保持不变 D. 先变大后

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【解析】 【分析】

【详解】因为a点电场线比c点密集，可知从a到c场强逐渐减小，根据

F=Eq

可知把带正电的点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中，该点电荷所受的静电力越来越小。 故选B。

12. 如图所示，a、b、c是电场中的三个点，其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec，电势分别为a、b、c；关于a、b、c的比较，下列说法中正确的是（ ）

A. abc

abc

【答案】A 【解析】 【分析】

的

B. abc

C. abc

D.

【详解】在静电场中，根据电场线的疏密可以判断电场强度的大小，电势的高低可以根据电场线的走势判断。沿着电场线，电势降低，所以

abc

故A正确，BCD错误。 故选A。

13. 在如图所示的电路中，电源的内阻r=2.0Ω，电阻R=8.0Ω，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数I=0.30A。电源的电动势E为（ ）

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A. 1.0V 【答案】C 【解析】 【分析】

B. 2.4V C. 3.0V D. 6.0V

【详解】根据闭合电路的欧姆定律

EIRIr

解得

E3.0V

故选C。

14. 在如图所示的电路中，电源的内阻r=2.0Ω，电阻R=8.0Ω，不计电流表的内阻。闭合开关S后，电流表的示数I=0.30A。电源内阻r上产生的热功率P为（ ）

A 0.18W 【答案】A 【解析】 【分析】

B. 0.72W C. 3.0W D. 9.0W

【详解】电源内阻r为纯电阻，由热功率的定义有

PrI2r0.18W

故选A。

15. 在如图所示的电路中，电源的内阻r=2.0Ω，电阻R=8.0Ω，不计电流表的内阻。闭合开关

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S后，电流表的示数I=0.30A。在通电时间2.0s内，通过电阻R的电荷量q为（ ）

A. 0.15C 【答案】B 【解析】 【分析】

B. 0.60C C. 1.20C D. 1.60C

【详解】通电时间2.0s内，通过电阻R的电荷量

qIt0.302.0C=0.60C

故选B。

16. 电容器是一种重要的电学元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器，它能储存电荷。可用如图所示的电路对电容器充电。电容表征了电容器储存电荷的特性。在国际单位制中，电容的单位是（ ）

A. 伏特（V） 【答案】C 【解析】 【分析】

B. 安培（A） C. 法拉（F） D. 欧姆（Ω）

【详解】在国际单位制中，电容的单位是法拉（F）。 故选C。

17. 电容器是一种重要的电学元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，都可以看成一个电容器，它能储存电荷。可用如图所示的电路对电容器充电。电容表征了电容器储存电荷的特

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性。在电容器充电过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 电容器所带的电荷量逐渐增大 B. 电容器所带的电荷量逐渐减小 C. 电容器两极间的电压保持不变 D. 电容器两极间的电压逐渐减小 【答案】A 【解析】 【分析】

【详解】电容器充电时，所带的电荷量Q逐渐增大，根据

Q=CU

可知，电容器两极间的电压U逐渐变大。 故选A。

18. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统。其中，2018年10月15日发射的第39颗卫星属于“中圆轨道卫星”；2020年3月9日发射的第54颗卫星属于“静止轨道卫星”。这两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知第39颗和第54颗卫星的轨道半径分别为r1、r2，且r1r2。第54颗卫星的轨道平面与地球赤道平面一致，从地面上看，卫星在赤道上空一定的高度处静止不动。这颗卫星运行的周期约为（ ） A. 6h 【答案】C 【解析】 【分析】

【详解】因为第54颗卫星的轨道平面与地球赤道平面一致，且从地面上看卫星在赤道上空一定的高度处静止不动，则该卫星为同步轨道卫星，这颗卫星运行的周期与地球的自转周期相同，为24h。 故选C。

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B. 12h C. 24h D. 48h

19. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统。其中，2018年10月15日发射的第39颗卫星属于“中圆轨道卫星”；2020年3月9日发射的第54颗卫星属于“静止轨道卫星”。这两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知第39颗和第54颗卫星的轨道半径分别为r1、r2，且r1r2。第39颗和第54颗卫星绕地球运动的线速度大小分别为v1、

v2，周期分别为T1、T2，下列关系式正确的是（ ）

A. v1v2，T1T1T2

T2

B. v1v2，T1T2

C. v1v2，T1T2 D. v1v2，

【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据

Mmv2G2m rr解得

v因为r1r2，所以，v1v2 根据

GM rMm42G2mr2

rT解得

42r3 TGM因为r1r2，所以，T1T2 故选D。

20. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统。其中，2018年10月15日发射2020年3月9日发射的第54颗卫星属于“静止轨道卫星”。的第39颗卫星属于“中圆轨道卫星”；

这两颗卫星绕地球的运动均可看作匀速圆周运动。已知第39颗和第54颗卫星的轨道半径分别

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为r1、r2，且r1r2。卫星受到地球的引力，是因为它们处在地球周围的引力场中。就像用电场强度来描述电场的强弱那样，也可以用引力场强度来描述引力场的强弱。仿照电场强度的定义式EF，可以得到引力场强度的表达式。第39颗和第54颗卫星的轨道所在处的引力q场强度大小之比为（ ）

r1A.

r2【答案】D 【解析】 【分析】

r12B. 2

r2r2C.

r1r22D. 2

r1【详解】电场强度的定义式为E引力场强度为

F，电场力类比为万有引力，电荷量类比为质量，故地表qGMm2FGM

gr2mmrr22则39颗和第54颗卫星的轨道所在处的引力场强度大小之比为2

r1故选D。

第二部分（非选择题共40分）

二、填空题共31题，每小题4分，共12分。

21. 在一个两端封闭的玻璃管内，有质量不等的铁片和羽毛。玻璃管的一端有一个开关。实验一：打开开关，使玻璃管内部与外界相通，将玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。实验二：把玻璃管内部抽成真空，关闭开关，再次将玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。两次实验中，某时刻铁片和羽毛的下落情况如图中的甲、乙所示，其中管内抽成真空的是图______（选填“甲”或“乙”）。对比两次实验现象，可以得出的结论是：如果没有空气阻力，质量不等的物体下落快慢______（选填“相同”或“不同”）。

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【答案】 (1). 乙 (2). 相同 【解析】 【分析】

【详解】[1]乙图中铁片和羽毛下落的同样快，则其中管内抽成真空的是图乙。

[2]对比两次实验现象，可以得出结论是：如果没有空气阻力，质量不等的物体下落快慢相同。

22. 如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9.0V，电流表的示数为0.30A，根据测量数据可计算出电阻R=______Ω。由于电流表内阻的影响，实验中电阻的测量值______（选填“大于”或“小于”）它的真实值。

【答案】 (1). 30 (2). 大于 【解析】 【分析】

【详解】[1]根据欧姆定律可得电阻

R[2]由于电压表的读数大于待测电阻两端的电压，则电阻的测量值大于真实值。

的U9.0Ω30Ω I0.3023. 某同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。某次实验中，得到如图乙所示的一条B、C，纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、

hC。已知重物的质量为m，重力加速度为g。从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力

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势能减少量Ep=______。为了验证机械能守恒定律，需要比较重物自由下落过程中重力势能的减少量与______（选填“动能的增加量”或“重力做功”）的关系。

【答案】 (1). mghB (2). 动能的增加量 【解析】 【分析】

【详解】[1]从打下O点到打下B点的过程中，重物的重力势能减少量

Ep=mghB

[2]为了验证机械能守恒定律，需要比较重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量的关系。

三、计算论证题共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F=2.0N的水平拉力，使质量m=1.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求： (1)物体运动的加速度大小a；

(2)物体在前2.0s内运动的位移大小x。

【答案】(1)2.0m/s2；(2)4.0m 【解析】 【分析】

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【详解】(1)根据牛顿第二定律

a(2)前2.0s内物体位移的大小

F2.0m/s2 m12at4.0m 2x25. 如图所示，在匀强电场中，A、B为同一条电场线上的两点。已知电场的电场强度大小

E4.0104V/m，A、B两点相距d=0.10m。

(1)求A、B两点之间的电势差UAB；

(2)将电荷量q2.0108C的试探电荷沿电场线由A点移至B点，求在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。

【答案】(1)4.0103V；(2)8.010-5J 【解析】 【分析】

【详解】(1)A、B两点之间的电势差

UAB=Ed4.0103V

(2)静电力所做的功

WqUAB8.0105J

26. 公路上的拱形桥是常见的。如图所示，一辆汽车经过拱形桥时的运动可近似看作轨道半径为R的圆周运动，汽车到达桥面最高处时的速度大小为v。已知汽车质量为m，重力加速度为g。

(1)求这辆汽车经过拱形桥面最高处时，拱形桥对汽车支持力的大小F；

(2)请你根据第(1)问的结果，从安全的角度对桥梁设计者或汽车驾驶员提出一条建议，并说明理由。

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v2【答案】(1)Fmgm；(2)见解析

R【解析】 【分析】

【详解】(1)根据牛顿第二定律

v2mgFm

R解得

v2Fmgm

R(2)由

v2Fmgm

R可知，当汽车的行驶速度v面，出现危险。

对驾驶员的建议：汽车通过桥面时车速不宜过快。 对桥梁设计者的建议：适当增大拱形桥桥面的半径。

27. 我们可以用打点计时器、频闪照相机、速度传感器等器材测量宏观物体的速度。由于电子、质子等微观粒子的运动速度通常比较大，且不易观察，用这些器材难以测量微观粒子的速度。某同学设想根据带电粒子在电场、磁场中的运动来测量它的速度。首先，他通过查阅资料知道某种带电粒子的质量为m，电荷量为+q；然后，他让该带电粒子以某一水平速度射入一个存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场的区域，在这个区域中电场方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，如图所示。调整电场和磁场的强弱，使粒子恰好做匀速直线运动，此时电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B。不计粒子重力。 (1)求粒子射入该区域时速度的大小v；

(2)请你再设计一种测量该带电粒子速度大小的方案。

gR时，拱形桥的桥面对汽车的支持力F0，汽车将脱离桥

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【答案】(1) v【解析】 【分析】

E；(2) 见解析 B【详解】(1)由题意可知，洛伦兹力与静电力平衡 则

qvBqE

解得

vE B(2)方案一：让带电粒子垂直磁场方向摄入磁感应强度为B的匀强磁场，带电粒子做匀速圆周运动，测得粒子轨迹的半径r。设带电粒子的速度为v，由

v2qvBm

r可得

vqBr m方案二：让带电粒子垂直电场方向摄入电场强度为E的匀强电场，带电粒子做匀变速曲线运动，加速度

aqE m经过一段时间t，测得粒子垂直电场方向的位移x和沿电场方向的位移y。设带电粒子的速度为v，则

xvt

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12qEt2 yat22m可得

vxqE 2my28. 在庆祝中华人民共和国成立70周年联欢活动中，精彩的烟花表演分波次、多新意地展现了烟花的艺术魅力，如图所示。假设某种型号的礼花弹从专用炮筒中沿竖直方向射出，到达最高点时炸开。已知礼花弹从炮筒射出时的速度大小为v0，忽略空气阻力，重力加速度为g。 (1)求礼花弹从射出到上升至最高点所用的时间t；

(2)某同学为了研究礼花弹在最高点炸开时弹片的运动情况，对问题做了如下的简化：礼花弹在最高点炸开，分裂为两块弹片，质量为m1的弹片水平向右飞出，速度大小为v1；质量为m2的弹片水平向左飞出，速度大小为v2；礼花弹爆炸时间极短，火药对两弹片的作用力大小相等、方向相反，且远大于弹片的重力。请证明：m1v1m2v20。

【答案】(1) t【解析】 【分析】

v0；(2) 见解析 g【详解】(1)根据匀变速直线运动的规律

0v0gt

解得

tv0 g(2)因为火药对弹片的作用力远大于弹片的重力，所以在爆炸过程中弹片的重力可忽略。

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设任意时刻火药对弹片作用力的大小为F，根据牛顿第二定律，弹片m1的加速度大小

aF1m 1弹片的加速度大小

a2Fm 2在任意时刻都满足

m1a1m2a2

即

a1ma2m 21则经过相同的时间，两弹片速度变化量之比

v1vm2 2m1即

m1(v10)m2(v20)

所以

m1v1m2v20

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