2020年北京高中學(xué)業(yè)水平合格考物理試題

2020年北京高中學(xué)業(yè)水平合格考物理試題1.描述蘋果運(yùn)動(dòng)的下列物理量中，屬于標(biāo)量的是位移和加速度，因?yàn)樗鼈冎挥写笮](méi)有方向。速度是矢量，因?yàn)樗写笮『头较颉?.由圖1可知，蘋果自由下落的速度先變小后變大，因?yàn)樵谧杂上侣溥^(guò)程中，蘋果受到的重力作用不斷增大，而空氣阻力作用不斷減小，導(dǎo)致速度先減小后增大。3.進(jìn)一步研究可知，蘋果在自由下落過(guò)程中加速度保持不變。從受力的角度分析，這是因?yàn)樘O果只受到重力作用，而重力是一個(gè)恒定的力，所以加速度也是恒定的。4.我們還可以從能量的角度分析蘋果的自由下落過(guò)程。在自由下落過(guò)程中，蘋果的動(dòng)能越來(lái)越大，重力勢(shì)能越來(lái)越小，因?yàn)樘O果的速度不斷增加，而高度不斷減小。5.根據(jù)題目所給數(shù)據(jù)，自動(dòng)人行道的運(yùn)行速度的大小約為0.5m/s，因?yàn)樾∶鲝囊粚拥蕉拥木嚯x為20m，時(shí)間為40s，所以平均速度為0.5m/s。6.在小明隨自動(dòng)人行道做勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，他只受到重力和支持力的作用，因?yàn)樗麤](méi)有發(fā)生加速度，所以沒(méi)有摩擦力的作用。7.在小明隨自動(dòng)人行道做勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，人行道對(duì)小明支持力的反作用力是小明對(duì)人行道的支持力，因?yàn)楦鶕?jù)牛頓第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反。8.運(yùn)動(dòng)員在空中的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有水平方向的力作用，所以速度大小和方向不變。豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橹皇苤亓ψ饔?，速度不斷增加，高度不斷減小。9.運(yùn)動(dòng)員在滑行過(guò)程中受到重力和支持力的作用，支持力的方向垂直于斜坡表面，大小等于運(yùn)動(dòng)員在斜坡表面的壓力，因?yàn)橹С至椭亓Υ笮∠嗟?，方向相反，所以運(yùn)動(dòng)員沒(méi)有發(fā)生加速度。10.運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)滑出后，重力作用的方向是豎直向下的，支持力的方向是垂直于斜坡表面的，都不與運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)方向相同，所以它們對(duì)運(yùn)動(dòng)員的水平分運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響。17.電容器的電容與兩極板間電勢(shì)差成反比，即電勢(shì)差越小，電容越大。18.在該衛(wèi)星遠(yuǎn)離地球的過(guò)程中，地球?qū)πl(wèi)星的引力越來(lái)越小。19.根據(jù)軌道運(yùn)動(dòng)的基本公式，v1=v2(T2/T1)，因此B選項(xiàng)正確，即v1>v2，T1<T2。21.帶電小球N帶負(fù)電荷，導(dǎo)體球M靠近帶電小球N時(shí)，絲線與豎直方向的夾角θ將變小。22.彈簧1的勁度系數(shù)為k1=F/x1，彈簧2的勁度系數(shù)為k2=F/x2。23.當(dāng)光線從真空中入射到介質(zhì)中時(shí)，其傳播速度會(huì)減小，折射角會(huì)發(fā)生變化。23.實(shí)驗(yàn)小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車直線運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。他們選取了一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖12所示。圖中O、A、B、C、D是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔相同。他們發(fā)現(xiàn)，紙帶上由O點(diǎn)到D點(diǎn)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離逐漸增大，則可判斷小車做加速直線運(yùn)動(dòng)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)時(shí)，小車速度的大小用vA表示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)到打下C點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)，小車平均速度的大小用vAC表示，則vA>vACCDAB24.如圖13所示，用水平拉力F=3.0N，使質(zhì)量m=1.0kg的物體由靜止開(kāi)始沿光滑水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。求：（1）物體加速度的大小a；（2）物體在前2.0s內(nèi)位移的大小x。解：（1）根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度a=F/m=3.0N/1.0kg=3.0m/s^2。（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，物體在前2.0s內(nèi)的位移x=1/2*a*t^2=1/2*3.0m/s^2*(2.0s)^2=6.0m。25.如圖14所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，A、B為同一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。已知電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.0×10^4N/C，A、B兩點(diǎn)間的距離d=0.20m。將電荷量q=+1.0×10^-8C的試探電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)。求：（1）該試探電荷在電場(chǎng)中所受靜電力的大小F；（2）在此過(guò)程中靜電力對(duì)試探電荷所做的功W。解：（1）根據(jù)庫(kù)侖定律，試探電荷在電場(chǎng)中所受靜電力的大小F=qE=+1.0×10^-8C×2.0×10^4N/C=2.0×10^-4N。（2）在此過(guò)程中靜電力對(duì)試探電荷所做的功W=F×d=2.0×10^-4N×0.20m=4.0×10^-5J。26.如圖15所示，一輛質(zhì)量為m=2.0×10^3kg的汽車（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平公路的彎道上行駛，速度的大小v=10m/s，其軌跡可視為半徑r=50m的圓弧。（1）求這輛汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要向心力的大小F；（2）請(qǐng)你從道路設(shè)計(jì)者或駕駛員的角度，提出一條可避免汽車在彎道處側(cè)滑的措施。解：（1）根據(jù)向心加速度的公式a=v^2/r，汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要向心力的大小F=ma=mv^2/r=2.0×10^3kg×(10m/s)^2/50m=4.0×10^3N。（2）為了避免汽車在彎道處側(cè)滑，道路設(shè)計(jì)者應(yīng)該在彎道處增加半徑，使得向心力足夠大，而駕駛員應(yīng)該減速，以降低向心力的大小。27.如圖16所示，空間某區(qū)域存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向下，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一電荷量為+q的粒子以某一速度水平向右射入該區(qū)域，恰好能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)。不計(jì)粒子重力。（1）求該粒子射入該區(qū)域時(shí)速度的大小v；（2）若一電荷量為-q的粒子，以相同的速度v從同一位置射入該區(qū)域，不計(jì)粒子重力。解：（1）由于粒子能夠做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力相互平衡。根據(jù)洛倫茲力的公式F=qE+q(v×B)，其中v為粒子的速度，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，F(xiàn)為合力。因?yàn)榱Ｗ铀较蛴疫\(yùn)動(dòng)，所以v垂直于B，合力的方向豎直向上。所以F=qE，即qE=qvB，解得v=E/B。（2）對(duì)于電荷量為-q的粒子，它的電荷和速度方向相反，所以F=-qE，即-qE=qvB，解得v=-E/B。注：圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16見(jiàn)原題。-1：把筆豎直倒立于水平硬桌面上，下壓外殼使其下端接觸桌面；-2：把筆由靜止釋放，外殼豎直上升，速度達(dá)到v時(shí)，與靜止的內(nèi)芯碰撞，碰撞過(guò)程時(shí)間極短，碰后瞬間，內(nèi)芯與外殼具有豎直向上的共同速度v；-3：然后，內(nèi)芯與外殼以相同速度一起向上運(yùn)動(dòng)。給定筆的外殼和內(nèi)芯質(zhì)量分別為m1和m2，重力加速度為g，不考慮彈簧質(zhì)量和空氣阻力。1.求外殼與內(nèi)芯碰撞后一起上升的最大高度h。解析：碰撞前外殼速度為0，內(nèi)芯速度為v，由動(dòng)量守恒可得：m1v=(m1+m2)u其中，u為碰撞后內(nèi)芯和外殼的共同速度。由能量守恒可得：1/2(m1+m2)u^2=m1gh其中，h為最大上升高度。解得：h=u^2/2g=v^2/2g*m1/(m1+m2)2.求外殼與內(nèi)芯組成的系統(tǒng)在碰撞過(guò)程中損失的動(dòng)能Ek損。解析：由動(dòng)能守恒可得：1/2m1v^2=1/2(m1+m2)u^2+Ek損其中，Ek損為損失的動(dòng)能。代入上一問(wèn)的結(jié)果，解得：Ek損=1/2m1v^2*m2/(m1+m2)3.若將內(nèi)芯與外殼間的撞擊力等效為恒力，且可認(rèn)為此恒力遠(yuǎn)大于筆所受的重力，請(qǐng)證明：m1v=(m1+m2)v。證明：由牛頓第二定律可得：F=(m1+m2)a其中，a為內(nèi)芯和外殼的加速度。由動(dòng)力學(xué)方程可得：F=(m1+m2)u/t其中，t為碰撞時(shí)間。由此可得：a=u/t由上一問(wèn)的結(jié)果可知：u=v*m1/(m1