2020年北京高考招生改革高中物理学科学业水平等级性考试说明

物理1

Ⅰ.试卷结构试卷满分100分，考试时长90分钟。试卷包括两部分，共20题。第一部分为单项选择题，共14题，42分；第二部分包括实验题、解答题等，共6题，58分。试卷由容易题、中等难度题和难题组成，总体难度适当。2

Ⅱ.考核目标与要求一、考核目标物理学科学业水平等级性考试（以下简称“等级性考试”）以教育部《普通高中物理课程标准（2017年版）》为依据，要能够客观、准确地反映考生物理学科的学业水平，包括对物理观念的理解，分析解决物理问题的科学思维和科学探究能力，并反映出考生的科学态度和责任水平。等级性考试要有利于促进考生学习能力的提高和物理学科核心素养的形成和发展；有利于考生继续学习和终身发展；有利于高校选拔适合学校特色和专业要求的考生，促进中学与高校人才培养的有效衔接。二、考核要求等级性考试通过考查知识及其应用，鉴别考生物理观念的水平，鉴别考生科学思维和科学探究能力的高低，反映考生的科学态度和责核心素养做简单对应。生注重对概念、规律的深入理解，形成物理念；注重自主学习，独立思考会发现问题、分析问题、解决问题；注重物理、技术、社会和环境的联系，关注物理知识在生产、生活等方面的应用。任，但不将知识、能力以及物理学科等级性考试引导考观，学与科学等级性考试对物理学科核心素养的考查主要体现以下方面：解并应用物理观念解释自然现象和解决实际问题，建构关于自然界的物理图景。（1）理3

（2）运用知识和科学思维方法，分析和解决物理问题，并能从不同角度反思、质疑。（3）学习新知识，通过科学探究，解决实际问题，并进行评估和反思。（4）对物理学科本质的认识和理解，对学习和研究物理的好奇心与求知欲，实事求是、勇于创新的科学态度和可持续发展的责任感。等级性考试把对能力的考查放在首要位置，考查的能力主要包括“理解能力”“推理能力”“实验能力”“应用能力”和“探究能力”。各种能力的具体含义如下：（1）理解能力理解能力是指理解知识的意义，把握物理情景的本质特征，并能将知识与情景联系起来的能力。具体要求如下：①理解物理概念和规律的确切含义，明确物理概念和规律的适用对象、②根据研究对律描述物理状态、物理过程。③理解物理学的基本观点和物理学的（2）推理能力指根据给定的情景，适用条件、适用范围，与及其他物理概念和规律的区别和联系。象运动（变化）的特点，正确选用物理量、物理规基本方法。推理能力是利用已有的知识、方法，针对问题进行逻辑推断、归纳和论证，并得出正确结论的能力。具体要求如下：①应用物理概念和规律进行正确推断，明确物理状态的存在条件，程的变化趋势。②根据具体问题，运用数学手段和物理规律确定物理量之间的定定性分析物理过4

量关系，通过运算、估算，进行论证和判断，并能把推理过程和结果正确地表达出来。（3）实验能力实验能力是指针对具体问题，根据已有条件，运用已学过的知识和方法制定方案，通过实验解决问题的能力。能独立完成“知识内容表”中所列的实验。具体要求如下：①了解基本仪器的主要性能和使用方法，根据需要能合理选择和正确使用基本仪器。②理解实验原理和方法，控制实验条件，排除实验故障，正确进行观察、测量、记录实验现象和实验数据。③分析处理实验数据，对实验结果进行描述和解释，对误差进行初步分析和讨论，评价实验结论。（4）应用能力应用能力是指综合运用已有的知识和方法，分析和解决问题的能力。具体要求如下：①将较简单的实际情景抽象为与之对应的状态和过程，找出相关条件和主要因素。②将较复杂的问题分解为几个较简单的问题，并联系。物理问题，弄清其中的找出它们之间的③对问题进行合理的简化，找出物理量之间的关系，利用恰当的数学表达方式进行分析、求解，（5）探究能力探究能力是指通过自主学得出结论。习和独立思考，发现、解决新问题的能力。具体要求如下：5

①通过阅读和观察，获取新知识、新方法。②从物理情景中发现物理问题，提出研究思路或解决方案，建构适当的简化模型，并应用恰当的研究方法得出结论。③依据已有资源，设计简单实验，组合实验器材，拟定实验步骤，探究所要解决的问题。④对探究的过程、方法和结论，做出解释和评价，提出修改和完善的建议。上述五种能力的要求不是孤立的，着重对某一种能力进行考查的同时，在不同程度上也考查了与之相关的其他能力，反映了考生的核心素养水平。6

Ⅲ.考试内容与要求依据2017年颁布的《高中物理学科教学指导意见》,结合北京市高中物理教学的实际，制定本部分内容。等级性考试涉及原教科书的七个模块（物理2，选修3-1、1、物理3-2、3-3、3-4、3-5）的内容。具体模块的考试内容见表1。对各部分2中用数字Ⅰ、Ⅱ标出，其中Ⅰ、的知识内容要求掌握的程度，在表Ⅱ的含义如下：Ⅰ．对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。Ⅱ．对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。7

表1考试范围模块基本内容质点的直线运动物理1相互作用与牛顿运动定律机械能物理2抛体运动与圆周运动万有引力定律电场电路磁场3-13-23-33-4电磁感应交变电流传感器分子动理论与统计观点热力学定律固体、液体和气体机械振动与机械波电磁振荡与电磁波光碰撞与动量守恒原子结构3-5原子核波粒二象性8表2物理知识内容表一、机械运动与物理模型内容要求说明1．机械运动．参考系．质点2．位移．速度．加速度3．匀速直线运动ⅠⅡⅡⅡ4．匀变速直线运动二、相互作用与牛顿运动定律内容要求说明5．形变．6．滑动摩擦力．动摩擦因数7．静摩擦力．弹力．胡克定律ⅡⅡ1．不要求知道静摩擦因数最大静摩擦力ⅠⅡⅡⅡ2．能够运用牛顿运动定8．矢量和标量律解决包括共点力平衡、超重和失重等问题9．力的合成和分解10．牛顿运动定律及其应用三、曲线运动与万有引力定律内容要求说明11．运动的合成和分解ⅠⅠⅡⅡⅠⅠⅡ1．斜抛运动只作定性要12．曲线运动13．抛体运动中质点的速度、加速度求2．能够应用万有引力定律解决包括人造地球卫星、宇宙速度等问题14．匀速圆周运动．圆周运动的向心力15．离心现象16．重力．万有引力17．万有引力定律及其应用9四、机械能、动量内容要求说明18．功．功率Ⅱ能灵活应用机械能、动量19．动能．动能定理20．重力势能Ⅱ等知识解决一维碰撞问Ⅱ题，以及反冲和火箭等问21．弹性势能Ⅰ题22．功能关系．机械能守恒定律及其应用Ⅱ23．动量．冲量．动量定理24．动量守恒定律及其应用ⅡⅡ五、机械振动与机械波内容要求说明25．简谐运动．动中的能量转化26．单摆．27．受迫振动．共振28．机械29．横波的图像．简谐运动的公式和图像．振Ⅱ单摆周期公式ⅡⅠ波．横波和纵波Ⅰ波速、波长和频率（周期）Ⅱ的关系30．波的叠加．波的干涉、衍射现象ⅠⅠ31．多普勒效应10六、静电场内容要求说明32．两种电荷．点电荷Ⅰ1．能够分析带电粒子在33．真空中的库仑定律．电荷量．电荷守恒Ⅱ电场中的相互作用、运34．电场．匀强电场．电场力．电势能Ⅱ动、能量转化等问题35．电场强度．点电荷的场强．电场线36．电势．电势差．等势面Ⅱ2．带电粒子在匀强电场Ⅱ中运动的计算，只限于37．匀强电场中电势差跟电场强度的关系Ⅱ带电粒子进入电场时38．静电现象Ⅰ速度平行或垂直于电情况39．电容器的电容．平行板电容器的电容．常Ⅰ场强度的用电容器七、电路及其应用内容要求说明40．电流．欧姆定律．电阻ⅡⅠⅠⅡ1.了解金属导体的电阻41．电阻率与材料、长度和横截42．半导体．超导面积的定量关系43．电44．电45．电阻的串、并联2.了解电阻率与温度的功和电功率．焦耳定律Ⅱ关系源的电动势和内电阻．闭合电路的欧Ⅱ姆定律．路端电压46．电流、电压和电阻的测量．电流表、电Ⅱ压表和多用电表的使用．47．常用传感器的工作原理Ⅰ11八、磁场内容要求说明48．磁场．地磁场．电流的磁场Ⅰ49．磁感应强度．磁感线Ⅱ1．安培力的计算限于直导线与B平行或垂直50．磁场对通电直导线的作用．安培力．左Ⅱ手定则的两种情况2．能够运用所学知识，综合分析带电粒子在51．磁场对运动电荷的作用．洛伦兹力Ⅱ52．质谱仪．回旋加速器Ⅰ匀强磁场中的运动．涉及洛伦兹力的计算限于v与B平行或垂直的两种情况九、电磁感应及其应用内容要求说明1．能分析电磁感应现象中相互作用和能量转化问题53．电磁感应现象．磁通量Ⅱ54．法拉第电磁感应定律．楞次定律．右手Ⅱ定则2．导体切割磁感线时感55．反电动56．自感57．交流正弦交变电流的描述势ⅠⅠ应电动势的计算，只限于l垂直于B与v的情况现象．涡流发电机及其产生正弦交变电流的原Ⅱ理．3．在电磁感应现象里不要求判断内电路中各点电势的高低58．变压器的原理．原、副线圈电压、电流Ⅰ的关系59．电能的输送Ⅰ4．对变压器只要求讨论单相理想情况60．发电机、电动机工作过程中的能量转化Ⅰ12十、热学内容要求Ⅰ说明61.分子动理论的基本观点62．阿伏加德罗常数．温度和气体压强的微Ⅰ观意义．热力学温度63．分子运动速率分布的统计规律64．固体的微观结构ⅠⅠⅠⅡ65．液体的表面张力现象66．气体实验定律．理想气体67．分子间的相互作用势能．物体的内能Ⅰ68．热力学第一定律69．能量守恒定律70．热力学第二定律ⅠⅠⅠ十一、光的折射内容要求说明71．光的折射定律．折射率ⅡⅡⅠⅠ相对折射率不作考试要求72．全反射．临界角73．光导纤维74．光的色散13十二、光的本性、近代物理知识内容要求说明75．电磁场．电磁波76．无线电波的发射和接收ⅠⅠ77．光的干涉现象．双缝干涉的条纹间距与Ⅰ波长的关系78．光的衍射现象79．光的偏振现象ⅠⅠ80．光谱和光谱分析．光的电磁本性．电磁Ⅰ波谱81．激光的特性及应用Ⅰ82．能量量子化．光电效应．光子．爱因斯Ⅰ坦光电效应方程83．光的波粒二象性．粒子的波粒二象性．Ⅰ物质波84．电子的发现．电子比荷的测定85．α粒子散射实验．原子的核式结构86．氢原子光谱．氢原子的能级结构87．原子核的组成．核力．核反应方程88．放射性．衰变．半衰期ⅠⅠⅠⅠⅠ89．原子核的结合能．质量亏损．爱因斯坦Ⅰ的质能方程90．核裂变反应．核聚变反应Ⅰ14十三、实验内容要求说明91．研究匀变速直线运动的特点92．探究弹簧形变与弹力的关系93．探究两个互成角度力的合成规律1．要求会正确使用的仪器主要有:刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、天平、秒表、电火花计时器或电磁打点计94．探究加速度与物体受力、物体质量的关系95．验证机械能守恒定律时器、弹簧测力计、96．探究97．探究98．验证动99．用单摆测量重力加速度的大小100．观察电容101．长度的测量及其测量工具的选用平抛运动的特点电流表、电压表、多影响向心力大小的因素用电表、示波器、滑量守恒定律动变阻器、电阻箱、计等2．要求认识误差问题在实验中的重要性，了温度器的充、放电现象102．测量金属丝的电阻率解误差的概念，知道系统误差和偶然误差；知道用多次测量求平均值的方法减小偶然误差；能在某些实验中分析误差的主要来源；不要求计算误差103．用多用电表测量电学中的物理量104．测量电源的105．探究影响感应电流方向的因素106．探究变圈电压与匝数的关电动势和内阻压器原、副线系107．利用传感器制作简单的108．用油膜法估测油酸分子的大小109．探究自动控制装置等温情况下一定质量气体压强与3．要求知道有效数字的概念，会用有效数字表达直接测量的结果。间接测量的有效数字运算不作要求体积的关系110．测量玻璃的折射率111．用双缝干涉实验测量光的波长15十四、单位制内容要求说明112．单位制．中学物理中涉及到的国际单位Ⅰ知道国际单位制中规定制的基本单位和其他物理量的单位，包的单位符号，了解单位制在物理学中的重要意义，能通过分析等式两边物检验推导过括摄氏度（℃）、小时、分、千瓦时、电子伏特（eV）等理量的单位，程是否正确16Ⅳ.参考样题第一部分：在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。【试题1】（2009第13题）做布朗运动实验，得到某个观测记录如图。图中记录的是A．分子无规则运动的情况B．某个C．某个微粒做布朗运动的速度—时间图D．按等时间间隔依次记录微粒做布朗运动的轨迹线的某个运动微粒位置的连线【答案】D【试题2】（2017年第13题）以下关于热运动的说法正确的是A.水流速度越大，B.水凝结成冰后，水分子的热运动停止C.水的温度越高，水分子的热运动越剧烈D.水的温度升高，水分子的运动速率都会增大水分子的热运动越剧烈每一个【答案】C17【试题3】（2004年第18题）已知一束可见光a是由m、n、p三种单色光组成的。检测发现三种单色光中，n、p两种色光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效应，而p色光不能使该金属发生光电效应。那么，光束a通过三棱镜的情况是ABCD【答案】A【试题4】（2006年第13题）目前核电站利用的核反应是A．裂变，核燃料为铀C．裂变，核燃料为氘AB．聚变，核燃料为铀D．聚变，核燃料为氘【答案】【试题5】（2009年第14题）下列现象中，与原子核内部变化有关的是A．α粒子散射现象C．光电效应现象B．天然放射现象D．原子发光现象【答案】B18【试题6】（2007年第17题）电阻R、R与交流电源按照图1方式连接，R=10Ω，R=20Ω。1212合上开关S后，通过电阻R的正弦交变电流i随时间t变化的情况如2图2所示。则图1图2A．通过R的电流有效值是1.2AB．R两端的电压有效值是6VC．通过R的电流最大值是1.22AD．R两端的电压最大值是62V1122【答案】B【试题7】（2012年第17题）振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是A．B．C．D．【答案】A19【试题8】（2017年第17题）利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是．．A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离D【答案】【试题9】（2007年第18题）图示为高速摄影机拍摄到的子弹穿透苹果瞬间的照片。该照片经放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离度的1%～2%。已知子弹度约为500m/s，由此可估算出这幅约为子弹长飞行速照片的曝光时间最接近A.10-3sC.10-9sBB.10-6sD.10-12s【答案】【试题10】（2010年第用控制变量设两极板正对面积为S，极板间的距离为实验中，极板所带电荷量不18题）可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图)。d，静电计指针偏角为θ。法，变，若20A．保持S不变，增大d，则θ变大B．保持S不变，增大d，则θ变小C．保持d不变，减小θ变小D．保持d不变，减小θ不变S，则S，则【答案】A【试题11】（2011年第18题）“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为A．gB．2gD．4gC．3g【答案】B【试题12】（2013年第18题）某原子电离后其核外只有一个电子，若该电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么电子运动A．半径越大，加速度越大B．半径越小，周期越大C．半径越大，角速度越小D．半径越小，线速度越小【答案】C21【试题13】（2017年第18题）2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100nm（1nm=109m）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用。一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎。据此判断，能够电离一个分子的能量约为（取普朗克常量h=6.61034J∙s，真空光速c=3108m/s）A．1021JJB．1018JC．1015D．1012J【答案】【试题B14】（2012年第19题）物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”。如图，她把一个带铁芯的线圈L、开关S电和源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。闭合某同学另找来器材再探究此实验。他连接好电路，经重复试验，套环均未动。对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是A．线圈接在了直流电源上B．电源电压过高S的瞬间，套环立刻跳起。线圈上的C．所选线圈的匝数过多D．所用套环的材料与老师的不同【答案】D22【试题15】（2014年第19题）伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小【答案】A【试题16】（2016年第某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合。为使实验结果尽可能准确，最．19题）不可．．．取的一组器材是A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B．一个伏特表和多个定值电阻C．一个安培表和一个电阻箱D．两个安培表和一个滑动变阻器【答案】D23【试题17】（2006第20题）如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿曲线dpa打到屏MN上的a点，通过pa段用时为t。若该微粒经过p点时，与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最终打到屏MN上。两个微粒所受重力均忽略。新微粒运动的A．轨迹为pb，至屏幕的时间将小于tB．轨迹为pc，至屏幕的时间将大于tC．轨迹为pb，至屏幕的时间将等于tD．轨迹为pa，至屏幕的时间将大于t【答案】【试题D18】（2008年第20题）有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一些特殊条件下的结果等方面进行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。举例如下：如图所示，质量为M、倾角为θ的滑块A放于水平地面上。把质量为m的滑块B放在A的斜面上，忽略一切摩擦，有人求Mm得B相对地面的加速度agsin，式中g为重力加速Mmsin2度。对于上述解，某同学首先分析了等号右侧他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都量的单位，没发现问题。是“解可能是对的”。但是，其中有一项是错误的。请你指出该项。24A．当θ=0°时，该解给出a=0，这符合常识，说明该解可能是对的B．当θ=90°时，该解给出a=g，这符合实验结论，说明该解可能是对的C．当M>>m时，该解给出a≈gsinθ，这符合预期的结果，说明该解可能是对的gD．当m>>M时，该解给出a，这符合预期的结果，说明sin该解可能是对的【答案】D【试题19】（2012年第20题）“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加恒定电压U，则它会辐射频率为的电磁波，且与U成正比，kU。已知即比例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为hA．2e2eB．h1D．2he2heC．【答案】B【试题20】（2014年第20题）以往，已知材料的折射率都为正值（n>0）。现已有针对某些电磁人材工料，其折射率可以为负值（n<0），称为负折射率sinin，波设计制作的材料。位于空气中的这类材料，入射角i与折射角r依然满足sinr但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。现空气中有一上下表面平行的负折射率材料，一束电磁波从其上表面射入，下表面射出。若该材料对此电磁波的折射率n=−1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是25【答案】B【试题21】（2013年第20题）以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收子成为可能，从而多个光形成多光子光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为的普通光。换用同样频率的强激光K，则发生了压U，即K接电源负极，在KA之间场。逐渐增大U，流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能h为普朗克常，量e为电子电）量源照射阴极K，没有发生光电效应照射阴极光电效应；此时，若加上反向电将阴极源正极，阳极A接电就形成了使光电子减速的电光电是下列的（其中W为逸出功，A．UhWB．U2hWeeee5hWC．U2hWD．Ue2e【答案】B26【试题22】（2016年第20题）雾霾天气是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，是特定气候条件与人类活动相互作用的结果。雾霾中，各种悬浮颗粒物形状不规则，但可视为密度相同、直径不同的球体，并用PM10、PM2.5示球体直径小于或等于10m、2.5m的颗粒物（PM是颗粒物的英文缩写）。分别表某科研机构对北京地区的检测结果表明，在静稳的雾霾天气中，近地面高度百米的范围内，PM10的浓度随高度的增加略有减小，大于PM10的大悬浮颗粒物的浓度随高度的增加明显减小，且两种浓度分布基本不随时间变化。据此材料，以下叙述正确的是A．PM10表示直径小于或等于1.010-6m的悬浮颗粒物B．PM10气空分子作用力的合力始终大于其所重力C．PM10和大悬浮颗粒物都在做布朗运动D．PM2.5的浓度随高度的增加逐渐增大【答案】C【试题23】（2017年第20题）物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两线同时都发出波长为．．．1侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天和的无线电波。飞机降落过程中，2当接收到和的信号都保持最强12时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是27A．天线发出的两种无线电波必须一样强B．导航利用了与两种无线电波之间的干涉12C．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合【答案】C28

第二部分【试题24】（2018年1月测试卷第15题）某同学用图1所示的实验装置研究小车做匀变速直线运动的特点。（1）实验中，除打点计时器（含交流电源、纸带、复写纸）、小车、平板和重物外，在下面的器材中，必须使用的是_______（选填选项前的字母）。A．刻度尺C．天平B．秒表（2）下列实验步骤的正确顺序是_______（用字母填写）。A．关闭电源，取下纸带B．接通电源后，放开小车C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔（3）实验中获得的一条纸带如图2所示，在纸带上依次取O、A、B、、……若干个计数点，利用实验数据计算出打点时小车的速CD度v。29以v为纵坐标，t为横坐标，做出如图3所示的a=_______m/s。（保留2位有效数2v-t图像。根据图像求出小车的加速度字）【参考答案】（1）A（2）DCBA（3）1.4~1.5【试题25】（2018年1月测试卷第16题）在设计“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验电路时，要思考以下两个问题：（1）电流表内接还是外接？1所示，某同学采用试接的方法，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。灯泡的阻值与_______（填如图他发现电压表示数有明显变化，而电流表示数无明显变化，说明小写“电流表”或“电压表”）的阻值接近，应选择电流表_______（填写“内接”或“外接”）的电路。LVPRNLACBAML图2图130（2）如何选择滑动变阻器？有三种规格的滑动变阻器，它们的最大阻值分别是R=20Ω，1R=200Ω，R=1750Ω。将它们分别接入图2所示电路。保持M、P，研究小灯泡两端的电压L（滑片从左向右滑动的最大距离为L）的关23N间电压恒定，从左向右移动滑片U与滑片的滑动距离0系，下图中“”为根据实验数据描出的点，请你结合下图判断×该实验中选择哪一种规格的滑动变阻器最合适，并简要说明理由。UUUOOO0.211L/L00.60.20.61L/LL/L0.20.600R=20ΩR=200ΩR=1750Ω312【参考答案】（1）电流表，外接（2）选择R；1由U-L图可知，将R接入电路时，从左向右移动滑片，1小灯泡两端的电压U与滑片滑动的距离L更接近线性关系，这样更便于实验操作和采集多组数据。31【试题26】（2015年第21题）（1）“测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖，aa'和bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面，如图1所示。在玻璃砖的一侧插上两枚大头针P1和P2，用“+”表示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察，并依次插上大头针P3和P4。在插P3和P4时，应使（选填选项前的字母）。A．P3只挡住P1的像B．P4只挡住P2的像C．P3同时挡住P1、P2的像（2）用单摆测定重力加速度的实验装置如图2所示。①组装单摆时，应在下列器材中选用（选填选项前的字母）。A．长度为1m左右的细线B．长度为30cm左右的细线C．直径为1.8cm的塑料球D．直径为1.8cm的铁球②测出悬点O到小球球心的距离（摆长）动所用的时间t，则重力加速度g=t表示）L及单摆完成n次全振（用L、n、。③下表是某同学记录的3组实验数，据并做了部分计算处理。32组次摆长L/cm12380.0090.01.8090.0095.51.91100.00100.550次全振动时间t/s振动周期T/s重力加速度g/(ms2)9.749.73请计算出第3组实验中的T=④用多组实验-L图像，重力加速度g。已知三位同-L图线的示意图如图3a、b、c所示，a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值值。则相对于图线b，下列分析正确的s，g=。m/s2数据做出T2也可以求出学做出的T2中的其中最接近当地重力加速度的是（选填选项前的字母）。A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值⑤某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图４所示。由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺33量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、AO、A间细线的长度l、l时，测得相应单摆的周期为T、T。由此可间细线长度以改变摆长。实验中，当分别为1212得重力加速度g=（用l、l、T1、T2表示）。12【参考答案】（1）C（2）①A、D4πnL22②t2③2.01④B9.764π(ll)⑤2122TT212【试题27】（2013年第21题）5的电阻R的阻值。x某同学通过实验测定一个阻值约为4V，内阻可不计）、滑动变阻器（0～50，额定（1）现有电源（电流2A）、开关和导线若干，以及下列电表：A．电流表（0～3A，内阻约0.025）B．电流表（0～0.6A，内阻约0.125）C．电压表（0～3V，内阻约3k）D．电压表（0～15V，内阻约15k）为减小测量误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用（选填器材前的字母）；实验电路应采用图1中的（选填“甲”或“乙”）。34图1（2）图2是测量R的实验器材实物图，图中已连接了部分导线。x请根据在（1）问中所选的电路图，补充完成图2中实物间的连线。图2（3）接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电3所示，可得流表示数I、电U。某次电表示数如图压表示数（保留两位有效数字）。U该电阻的测量值RxI35图3（4）若在（1）问中选用甲电路，产生误差的主要原因是；若在（1）问中选用乙电路，产生误差的主要原因是。（选填选项前的字母）A．电B．电流表测量值大于流经R的电流值C．电压表测量值小于R两端的电压值D．电压表测量值大于R两端的电压值（5）在一端，随滑片P移动距离x的增加，U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中流表测量值小于流经R的电流值xxxx不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另被测电阻R两端的电压x正确的是。图436【参考答案】（1）B，C，甲（2）如答图1（3）5.2（4）B，D（5）A答图1【试题28】（2016年12月测试卷第12题）如图所示，用一个电动势为E、内电阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。请推导电源输出功率最大时需满足的条件。RErS【参考答案】EIRrPI2R由闭合电路欧姆定律电源的输出功率得ER2PRr2E2RP有Rr24Rr当RrP时，有最大值。37【试题29】（2012年第m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上。已知l=1.4m，v=3.0m/s，m=0.10kg，物块间的动摩擦因数μ=0.25，桌面高h=0.45m。不计g取22题）如图所示，质量为经距离与桌面空气阻力，重力加速度10m/s2。求（1）小物块落地（2）小物块落地（3）小物块的点距飞出点的水平距离s；时的动能E；k初速度大小v。0【参考答案】（1）由平抛运动规律，有h1gt2竖直方向水平方向2s=vt2hsgv0.90m得水平距离（2）由机械能守恒定律，动能E1mv2mgh0.90J2kmgl1mv21mv（3）由动能定理，有2022v2glv24.0m/s得初速度大小0【试题30】（2013年第22题）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。38带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：（1）匀强电场场强E的大小；（2）粒子从电场射出时速度v的大小；（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。【参考答案】Ud（1）电场强度E1（2）根据动能定理，有qU2mv22qU得vm（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，有v2qvBmR12mURB得q【试题31】（2008年第23题）风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等，如图所示。39（1）利用总电阻R=10的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P=300kW，输电电压U=10kV，求导线上损失的0功率与输送功率的比值；（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为，气流速度为v，风P；轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能m在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。（3）已知风力发电机的输出电功率P与P成正比。某风力发电机在风速v=9m/s时能出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算m够输1这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。【参考答案】（1）导线上损失的功率为PI2R(P0)2R(30010101033)210W=9kWU损失的功率与输送功率的比值9103P0.03P300103040（2）风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大。单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为vS，Sπr2风能的最大功率可表示为1vv21v21vr2r2v3PS222m采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等。（3）按题意，风力发电机的输出功率为vv13639P2P540kW160kW21最小年发电量约为W=Pt=160×5000kW·h=8×105kW·h2【试题32】（2011年第23题）利用电场和磁场，可以将比荷不同的离子分开，这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域ACDG（AC边足够长）中存在垂直于纸面的匀强磁场，A处有一狭缝。离子源产生的离子，经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于GA边且垂直于磁方向射入磁场，运动到GA边，被相应的收集器收集。整个装置内部为真空。场的41已知被加速的两种正离子的质量分别是m1和m（2m1>m2），电荷量均为q。加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速度可以忽略。不计重力，也不考虑离子间的相互作用。（1）求质量为m1的离子进入磁场时的速率v；1（2）当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点的间距s；（3）在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中狭缝具有一定宽度。若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边上的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离。设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为d，狭缝右边缘在A处。离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向仍垂直于GA边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在GA边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度。【参考答案】（1）加速电场对离子m1做的功W=qU1mv2qU由动能定理2112qUv1得①m1（2）由牛顿第二定律和洛仑兹力公式mv2，Rmv，qvBqBR利用①式得离子在磁场中的轨道半径分别为2mU2mUR，R2②12qB2qB21两种离子在GA上落点的间距8Us2R2R(mm)2③qB212142（3）质量为m的离子，在GA边上的落点都在其入射点左侧2R11处，由于狭缝的宽度为d，因此落点区域的宽度也是d。同理，质量为m的离子在GA边上落点区域的宽度也是d。2为保证两种离子能完全分离，两个区域应无交叠，条件为2(RR)d④12m2R1d利用②式，代入④式得2m11的最大值满足2RLdR11mm(Ld)1d得2m1mmdmL求得最大值122mm12【试题33】（2012年第23题）摩天大楼中一部直通高层的客运电梯，行程超过百米。电梯的简化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等因素，电梯的a是随时间t变化的。a-t图像如图2所示。m=2.0103kg。忽略一切阻力，g取10m/s（1）求电梯在上升过程中受到的最大力拉F1和最小拉力F2；加速度已知电梯在t=0时由静止开始上升，电梯总质量重力加速度2。（2）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，对比加速度第1s内的速度（3）求电梯以最大速率上升时，和速度的定义，根据图2所示a-t图像，求电梯在改变量v和第2s末的速率v2；1力拉做功的功率P；再求在0～11s时间内，力拉和重力对电梯所做的总功W。43图1图2【参考答案】（1）由牛顿第二定律，有Fmgma由a-t图像可知，F和F对应的加速度分别是12a1.0m/s2,a1.0m/s212Fm(ga)2.0103(101.0)N2.2104N11Fm(ga)2.0103(101.0)N1.8104N22（2）类比可得，所求速度变化量等于第1s内a-t图线下的面积v0.50m/s1同理可得vvv1.5m/s2v1.5m/s20，第2s末的速率v002（3）由a-t图像可知，11s～30s内速率最大，其值等于0～11s内a-t图线面积，有10m/s拉力F等于重力mg，所求功率下的此时电梯做匀速运动，vmPFvmgv2.01031010W2.0105Wmm理，总功由动能定WEE1mv2012.0103102J1.0105J22k2k1m44【试题34】（2016年第23题）如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，U0L沿平行于板面的方向射入m,eyU，d偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量为m，e，加速电场电压为U0。偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为L，板间距为d。电荷量为U，极板长度为（1）忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度和从v0电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离y；（2）分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法。在解决（1）问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原因。已知U=2.0×10V，d=4.0×10m，m=9.1×102kg，e=1.6×10C，g=10m/s2。（3）极板间既有静电场也有重力场。电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势的定义式。类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”的概念，并简要说明电势和“重G力势”的共同特点。【参考答案】（1）根据功和能的关，系有eU1mv22002eU电子射入偏转电场的初速度v00m在偏转电场中，电子的运动时间tvLLm2eU0045y1a(t)2UL2偏转距离24Ud0（2）考虑电子所受重力和电场力的数量级，有Gmg~1029N重力eUF电场力~1015Nd由于F>>G，因此不需要考虑电子所受重力。（3）电场中某点电势定义为电荷在该点的电势能E与其电荷量pq的比值，即=Epq由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力势能E与其质量m的比值，GE“重力势”，即G。mG叫做电势和重力势都是反映场的能的性质的物理量，仅G由场自身的因素决定。【试题35】（2014年第23题）万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。（1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M，自转T，万有引力常量为G。将地球视为半径为R、质量影响。设在地球北极地面称读数是F0。周期为均匀分布的球体，不考虑空气的量时，弹簧秤的46a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F，求比1值F1/F的表达式，并就h=1.0%R的情形算出具体数值0（计算结果保留两位有效数字）；b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F，求比值F/F的220表达式。（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径R和地SR三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密球的半径度均匀且不变。仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的1年将变为多长？【参考答案】（1）设小物体质量为m。a．在北极地面GMmFR20Mm在北极上空高出地面h处GF(Rh)21得F1FR2(Rh)201F1F0.98当h=1.0%R(1.01)20b．在赤道地面，小物体随地球自转做匀速圆周运动，受到万有引力和弹簧秤的作用力，有MmFm4π2GRR22T24π2R321GMT得FF20（2）地球绕太阳做匀速圆周运动，受到太阳的万有引力。设太阳质量为M，地球质量为M，地球公转周期为T，有ES4MrTMMSr22G2E474r3πr()3GR23TE得GMSS其中为太阳的密度。由上式可知，地球公转周期T仅与太阳的密度、地球E公转轨道半径与太阳半径之比有关。因此“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同。【试题36】（2013年第24题）对于同一物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究，找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。（1）一段横截面积为l的直导线，单位体积内有n个自由e。该导线通有假设自由电子定v。（a）求导线中的电流I；（b）将该导线放在匀强磁场中，S、长为电子，电子电量为电流时，向移动的速率均为电流方向垂直于磁感应强度B，导线所受安培力大小为，导线内自由电子所受洛F安FF推导=。F伦兹力大小的总和为，安（2）正方体密闭容器中有量大运动粒子，每个粒子质量为m，单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题，我们假定：粒子大小可以忽略；其速率均为v，且与器壁各面碰撞的机会均等；与器壁碰撞前后瞬间，粒子速度方向都与器壁垂直，速率不变。利用所学力学知识，导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的解题时做必要的说明）且系。物理量，要在48【参考答案】Δt（1）（a）设时间内通过导体横截面的电量为Δ，由电流定义，q有IΔqneSvΔtneSvΔΔtt（b）每个自由电子所受的洛伦兹力FevB洛设导体中共有N个自由电子NnSl导体内自由电子所受洛伦兹力大小的总和FNFnSlevB洛FIlBneSvlB安FF安由安培力公式，有得（2）一个粒子每与器壁碰撞一次给器壁的冲量为ΔI2mvvΔt3，以器壁上的面积S为底、以为高构成柱体，由如答图题设可知，其内的粒子Δt在时间内有1/6与器壁S发生碰撞，碰壁粒子总数为N1vΔnSt6Δt时间内粒子给器壁的冲量为答图3INΔI13nSmv2Δt面积为S的器壁受到粒子压力为FIΔt器壁单位面积所受粒子压力为fFS13nmv249【试题37】（2016年第24题）（1）动量定理可以表示为pFt，其中动量p和力F都是矢量。在运用动量定理处理二维问题时，可以在相互垂直的x、y两个方向上分别研究。例如，质量y为m的小球斜射到木板上，入射的角度是θ，碰撞后弹出的角度也是θ，碰撞前后的速度大小都是v，如图1所示。碰撞过程中忽略小球所