2020年上海高考物理等級(jí)考

2020年上海高考物理等級(jí)考2020年上海市普通高中學(xué)業(yè)水平等級(jí)性考試物理試卷考生注意：1.試卷滿分100分，考試時(shí)間60分鐘。2.試卷包括三部分，第一部分為選擇題，第二部分為填空題，第三部分為綜合題。第I卷（共40分）一、選擇題（共40分。第1-8小題，每小題3分，第9-12小題，每小題4分。每小題只有一個(gè)正確答案。）1.關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，正確的說法是：A.布朗運(yùn)動(dòng)反映了花粉顆粒內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。B.懸浮在水中的花粉顆粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)就越明顯。C.溫度升高，布朗運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)都會(huì)變得劇烈。D.布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體各個(gè)部分的溫度不同引起的。2.在2016年的夏季奧運(yùn)會(huì)上，我國(guó)跳水運(yùn)動(dòng)員獲得多枚獎(jiǎng)牌，為祖國(guó)贏得榮譽(yù)。高臺(tái)跳水比賽時(shí)，運(yùn)動(dòng)員起跳后在空中做出各種動(dòng)作，最后沿豎直方向進(jìn)入水中。若此過程中運(yùn)動(dòng)員頭部連續(xù)的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖如圖2中虛線所示，a、b、c、d為運(yùn)動(dòng)軌跡上的四個(gè)點(diǎn)。關(guān)于運(yùn)動(dòng)員頭部經(jīng)過這四個(gè)點(diǎn)時(shí)的速度方向，正確的說法是：A.經(jīng)過a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)的速度方向均可能豎直向下。B.只有經(jīng)過a、c兩個(gè)點(diǎn)的速度方向可能豎直向下。C.只有經(jīng)過b、d兩個(gè)點(diǎn)的速度方向可能豎直向下。D.只有經(jīng)過c點(diǎn)的速度方向可能豎直向下。3.飛機(jī)起飛后在某段時(shí)間內(nèi)斜向上加速直線飛行，用F表示此時(shí)空氣對(duì)飛機(jī)的作用力，正確的示意圖是：FFFABCDF4.月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3”(32He)的化學(xué)元素，是核聚變的重要原料之一。科學(xué)家初步估計(jì)月球上至少有100萬噸“氦3”，如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功，將可為地球帶來取之不盡的能源。關(guān)于“氦3”與氘核(21H)聚變生成“氦4”(2He)，正確的說法是：A.該核反應(yīng)方程式為32He＋1H→2He＋1H。B.該核反應(yīng)生成物的質(zhì)量大于參加反應(yīng)物的質(zhì)量。C.該核反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，吸收能量。D.因?yàn)椤昂?”比“氦4”的比結(jié)合能小，所以“氦3”比“氦4”穩(wěn)定。5.一小滑塊以初速度v沿足夠長(zhǎng)、粗糙程度均勻的固定斜面減速下滑，直至停止。若用a、x、h、v分別表示滑塊在此過程中加速度、位移、下降高度和速度的大小，t表示時(shí)間，則正確的圖像是：A.圖O-A。B.圖O-B。C.圖O-C。D.圖O-D。6.火星探測(cè)器繞火星近地圓軌道飛行，其周期和軌道半徑分別為T和R，火星的一顆衛(wèi)星在其圓軌道上的周期和軌道半徑分別也為T和R。下列哪個(gè)關(guān)系式正確？A.lg(T^3/R)=lg(T^2/R)B.lg(R/T)=2lg(T/R)C.lg(T^3/R)=lg(T^2/R)D.lg(R/T)=2lg(T/R)7.一輛貨車運(yùn)載若干相同的光滑圓柱形空油桶，質(zhì)量均為m。如圖所示，底層油桶平整排列、相互緊貼。上層只有一只桶油C，自由擺放在油桶A、B之間，且與汽車一起處于靜止?fàn)顟B(tài)。重力加速度為g。若汽車向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)（C始終與汽車相對(duì)靜止），則以下哪個(gè)說法正確？A.A對(duì)C的支持力增大B.B對(duì)C的支持力減小C.當(dāng)加速度a=3g時(shí)，B對(duì)C的支持力為mg/3D.當(dāng)加速度a=3g時(shí)，C對(duì)A、B的壓力均為mg/38.如圖6所示，一輕質(zhì)彈簧下端系一質(zhì)量為m的物塊，組成一豎直懸掛的彈簧振子，在物塊上裝有一記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有記錄紙。當(dāng)彈簧振子沿豎直方向上下自由振動(dòng)時(shí)，以速率v水平向左勻速拉動(dòng)記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖所示余弦型函數(shù)曲線形狀的印跡，圖中的y1、y2、x、2x、3x為記錄紙上印跡的位置坐標(biāo)值，P、Q分別是印跡上縱坐標(biāo)為y1和y2的兩個(gè)點(diǎn)。若空氣阻力、記錄筆的質(zhì)量及其與紙之間的作用力均可忽略不計(jì)，則以下哪個(gè)說法正確？A.該彈簧振子的振動(dòng)周期為x/vB.該彈簧振子的振幅為y1-y2C.在記錄筆留下PQ段印跡的過程中，物塊所受合力的做功為零D.在記錄筆留下PQ段印跡的過程中，彈力對(duì)物塊做功為零9.有人根據(jù)條形磁鐵的磁場(chǎng)分布情況制作了一個(gè)用塑料制成的模具，模具的側(cè)邊界剛好與該條形磁鐵的磁感線重合，如圖所示。另取一個(gè)柔軟的彈性導(dǎo)體線圈套在模具上方某位置，線圈貼著模具上下移動(dòng)的過程中，以下哪個(gè)說法正確？（地磁場(chǎng)很弱，可以忽略）A.線圈切割磁感線，線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電流B.線圈緊密套在模具上移動(dòng)過程中不出現(xiàn)感應(yīng)電流C.由于線圈所在處的磁場(chǎng)是不均勻的，故而不能判斷線圈中是否有電流產(chǎn)生D.若線圈平面放置不水平，則移動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流10.在用伏安法測(cè)電阻時(shí)，如果對(duì)被測(cè)電阻的阻值一無所知而無法選擇用何種接法時(shí)，可采用試觸。1.在第2秒內(nèi)，A比B多振動(dòng)2次，B比C多振動(dòng)5次。因此，A到B的距離為BC的1/7，B到C的距離為BC的6/7。根據(jù)波的速度公式v=fλ，其中λ為波長(zhǎng)，v為波速，f為頻率。因?yàn)椴ㄒ呀?jīng)過了C點(diǎn)，所以可以計(jì)算出波長(zhǎng)為BC的長(zhǎng)度，即10m。由于A比B多振動(dòng)2次，所以A的頻率比B高2倍，同理，B的頻率比C高5倍。設(shè)A的頻率為f，則B的頻率為f/2，C的頻率為f/10。因此，波中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為f/2，即B點(diǎn)的頻率，為5Hz。根據(jù)v=fλ，可以計(jì)算出波速為50m/s。2.當(dāng)外界大氣壓緩慢減小時(shí)，水銀柱會(huì)上升。因?yàn)樗y柱封閉了一部分體積的空氣柱，所以水銀柱上升的高度與空氣柱受到的壓強(qiáng)差有關(guān)。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程P=ρRT，其中P為氣體壓強(qiáng)，ρ為氣體密度，R為氣體常數(shù)，T為氣體溫度。在保持溫度不變的情況下，空氣柱受到的壓強(qiáng)與大氣壓力成正比，因此水銀柱上升的高度也與大氣壓力成正比。所以L1/L2=△p/△p=1，即L1=L2。3.根據(jù)洛倫茲力公式F=q(v×B)，其中F為電荷所受的力，q為電荷量，v為電荷運(yùn)動(dòng)的速度，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)受到洛倫茲力的作用，從而產(chǎn)生電勢(shì)差。在本題中，正方形導(dǎo)線框以水平向右的速度v勻速穿過磁場(chǎng)，因此電子在導(dǎo)線中運(yùn)動(dòng)的速度和方向也是勻速和垂直紙面向里的。在左半部的磁場(chǎng)中，電子受到的洛倫茲力大小為F=qvB，方向垂直紙面向下；在右半部的磁場(chǎng)中，電子受到的洛倫茲力大小為F=qv2B，方向垂直紙面向上。因此，在左半部的磁場(chǎng)中，電子會(huì)被向下偏轉(zhuǎn)，在右半部的磁場(chǎng)中，電子會(huì)被向上偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電子從a點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，它會(huì)被向下偏轉(zhuǎn)，從而在a點(diǎn)和b點(diǎn)之間產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差；當(dāng)電子從c點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，它會(huì)被向上偏轉(zhuǎn)，從而在c點(diǎn)和b點(diǎn)之間產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差。因此，a點(diǎn)和b點(diǎn)之間的電勢(shì)差隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)出一定的規(guī)律，可以畫出隨時(shí)間變化的圖線。4.設(shè)兩個(gè)電阻分別為R1和R2，則它們的串聯(lián)等效電阻為R1+R2=4Ω，它們的并聯(lián)等效電阻為R1R2/(R1+R2)=1Ω。解得R1=2Ω，R2=2Ω。當(dāng)這兩個(gè)電阻串聯(lián)后接入電源兩極間時(shí)，兩電阻消耗的總功率為P1=I2(R1+R2)2，其中I為電路中的電流。當(dāng)這兩個(gè)電阻并聯(lián)后接入電源兩極間時(shí)，兩電阻消耗的總功率為P2=I22(R1+R2)，其中I2為電路中的電流。根據(jù)題意，P1=9W，P2≥P1，因此I2≥3A。當(dāng)I2=3A時(shí)，P2=I22(R1+R2)=27W，滿足P2≥P1。根據(jù)歐姆定律和基爾霍夫定律，可以列出下列方程組：E=3(I1+I2)+rI2R1I1+R2I2=E-rI2將R1=2Ω，R2=2Ω，I2=3A代入方程組中，解得E=21V，r=6Ω。因此，滿足要求的E和r的所有值為E=21V，r≥6Ω。(3)若在連接電路時(shí)，將AB間的導(dǎo)線接到了AC之間，合上電鍵后，無論如何滑動(dòng)滑片，小燈泡都無法完全熄滅。求此時(shí)小燈泡可能獲得的最小功率，電壓表和電流表均視為理想電表，結(jié)果保留2位有效數(shù)字。19.已知地球的質(zhì)量為M，引力常量為G。將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體。在以下問題的討論中，空氣阻力及地球自轉(zhuǎn)的影響均忽略不計(jì)。（1）物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，叫做第一宇宙速度。請(qǐng)證明第一宇宙速度的大小為v1=GM/R。（2）某同學(xué)設(shè)想從地面以第一宇宙速度v1豎直上拋一可視為質(zhì)點(diǎn)的物體。他的解答過程中，設(shè)物體的質(zhì)量為m，上升的最大高度為h，重力加速度為g，由機(jī)械能守恒定律得出一個(gè)錯(cuò)誤的式子。正確的式子應(yīng)該是：GMm/R=mgh+1/2mv1^2，又因?yàn)関1=gR^2/GM，所以h>R/2。因此，物體上升的最大高度h應(yīng)該比R/2大。（3）在第（2）問中，以第一宇宙速度v1豎直上拋至落回拋出點(diǎn)的整個(gè)過程中，物體的速度和加速度的變化情況如下圖所示。其中，物體從拋出到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速度逐漸減小，到達(dá)最高點(diǎn)后速度逐漸增大，落回拋出點(diǎn)時(shí)速度等于拋出時(shí)的速度。加速度始終指向質(zhì)心，大小等于重力加速度g，因此在整個(gè)過程中加速度大小不變。根據(jù)豎直向上為正方向，可以畫出物體從拋出到落回拋出點(diǎn)的整個(gè)過程中速度隨時(shí)間變化的v-t圖像。vOt圖1820.構(gòu)建理想化模型是處理物理問題常見的方法。在研究平行板電容器的相關(guān)問題時(shí)，我們可以從研究理想化模型——無限大帶電平面開始。真空中無限大帶電平面的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E=2kπσ，其中k是靜電力常量，σ為電荷分布在平面上的面密度，單位為C/m^2。如圖1所示，無限大平面帶正電，電場(chǎng)指向兩側(cè)。若帶負(fù)電則電場(chǎng)指向中央（圖中未畫出）。在實(shí)際問題中，當(dāng)兩塊相同的帶等量異種電荷的較大金屬板相距很近時(shí)，其中間區(qū)域可以看作是兩個(gè)無限大帶電平面所產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)疊加。如果再忽略邊緣效應(yīng)，平行板電容器兩板間的電場(chǎng)就可以看作是勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖2所示。已知平行板電容器所帶電量為Q，極板面積為S，板間距為d，求：a.兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E；b.在真空中，該平行板電容器的電容C，根據(jù)電容的定義式求得；c.圖2中左極板所受電場(chǎng)力的大小F。由于物體在上升過程中受到減速運(yùn)動(dòng)的影響，其加速度逐漸減小，因此物體上升的最大高度應(yīng)該大于做勻減速上升的高度，即大于R/2。在上升過程中，物體的速度與加速度方向相反，因此速度不斷減小。同時(shí)，萬有引力也隨著距離的增加而減小，導(dǎo)致加速度逐漸減小。相反，在下降過程中，速度與加速度方向相同，速度不斷增大，同時(shí)萬有引力也隨著距離的減小而增大，導(dǎo)致加速度逐漸增大。這一過程如圖1所示。在物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，其速度為零，但加速度不為零。因此，在v-t圖像中間時(shí)刻的斜率不為零。電容器兩極板間的電勢(shì)差可以表示為U=Ed，其中E為電場(chǎng)強(qiáng)度，d為兩極板間距離。根據(jù)題意，可得E=2k，因此U=4kπd。進(jìn)而可以得到電容器的電容量為C=Q/U=2kπ/4kπd=k/d，左極板受到的力為F=Q=2kπQ=2kπCdV/dt。取距離微小面