2020年北京高中学业水平合格考物理试题

2020年北京高中学业水平合格考物理试题1.描述苹果运动的下列物理量中，属于标量的是位移和加速度，因为它们只有大小没有方向。速度是矢量，因为它有大小和方向。2.由图1可知，苹果自由下落的速度先变小后变大，因为在自由下落过程中，苹果受到的重力作用不断增大，而空气阻力作用不断减小，导致速度先减小后增大。3.进一步研究可知，苹果在自由下落过程中加速度保持不变。从受力的角度分析，这是因为苹果只受到重力作用，而重力是一个恒定的力，所以加速度也是恒定的。4.我们还可以从能量的角度分析苹果的自由下落过程。在自由下落过程中，苹果的动能越来越大，重力势能越来越小，因为苹果的速度不断增加，而高度不断减小。5.根据题目所给数据，自动人行道的运行速度的大小约为0.5m/s，因为小明从一层到二层的距离为20m，时间为40s，所以平均速度为0.5m/s。6.在小明随自动人行道做匀速运动的过程中，他只受到重力和支持力的作用，因为他没有发生加速度，所以没有摩擦力的作用。7.在小明随自动人行道做匀速运动的过程中，人行道对小明支持力的反作用力是小明对人行道的支持力，因为根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反。8.运动员在空中的水平分运动是匀速直线运动，因为没有水平方向的力作用，所以速度大小和方向不变。竖直分运动是自由落体运动，因为只受重力作用，速度不断增加，高度不断减小。9.运动员在滑行过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，大小等于运动员在斜坡表面的压力，因为支持力和重力大小相等，方向相反，所以运动员没有发生加速度。10.运动员从跳台滑出后，重力作用的方向是竖直向下的，支持力的方向是垂直于斜坡表面的，都不与运动员的运动方向相同，所以它们对运动员的水平分运动没有影响。17.电容器的电容与两极板间电势差成反比，即电势差越小，电容越大。18.在该卫星远离地球的过程中，地球对卫星的引力越来越小。19.根据轨道运动的基本公式，v1=v2(T2/T1)，因此B选项正确，即v1>v2，T1<T2。21.带电小球N带负电荷，导体球M靠近带电小球N时，丝线与竖直方向的夹角θ将变小。22.弹簧1的劲度系数为k1=F/x1，弹簧2的劲度系数为k2=F/x2。23.当光线从真空中入射到介质中时，其传播速度会减小，折射角会发生变化。23.实验小组利用打点计时器探究小车直线运动的速度随时间变化的规律。他们选取了一条点迹清晰的纸带，如图12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相同。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，则可判断小车做加速直线运动。打点计时器打下A点时，小车速度的大小用vA表示，打点计时器打下A点到打下C点这段时间内，小车平均速度的大小用vAC表示，则vA>vACCDAB24.如图13所示，用水平拉力F=3.0N，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）物体加速度的大小a；（2）物体在前2.0s内位移的大小x。解：（1）根据牛顿第二定律，物体的加速度a=F/m=3.0N/1.0kg=3.0m/s^2。（2）根据运动学公式，物体在前2.0s内的位移x=1/2*a*t^2=1/2*3.0m/s^2*(2.0s)^2=6.0m。25.如图14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E=2.0×10^4N/C，A、B两点间的距离d=0.20m。将电荷量q=+1.0×10^-8C的试探电荷由A点移到B点。求：（1）该试探电荷在电场中所受静电力的大小F；（2）在此过程中静电力对试探电荷所做的功W。解：（1）根据库仑定律，试探电荷在电场中所受静电力的大小F=qE=+1.0×10^-8C×2.0×10^4N/C=2.0×10^-4N。（2）在此过程中静电力对试探电荷所做的功W=F×d=2.0×10^-4N×0.20m=4.0×10^-5J。26.如图15所示，一辆质量为m=2.0×10^3kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶，速度的大小v=10m/s，其轨迹可视为半径r=50m的圆弧。（1）求这辆汽车转弯时需要向心力的大小F；（2）请你从道路设计者或驾驶员的角度，提出一条可避免汽车在弯道处侧滑的措施。解：（1）根据向心加速度的公式a=v^2/r，汽车转弯时需要向心力的大小F=ma=mv^2/r=2.0×10^3kg×(10m/s)^2/50m=4.0×10^3N。（2）为了避免汽车在弯道处侧滑，道路设计者应该在弯道处增加半径，使得向心力足够大，而驾驶员应该减速，以降低向心力的大小。27.如图16所示，空间某区域存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，电场强度为E，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B。一电荷量为+q的粒子以某一速度水平向右射入该区域，恰好能够做匀速直线运动。不计粒子重力。（1）求该粒子射入该区域时速度的大小v；（2）若一电荷量为-q的粒子，以相同的速度v从同一位置射入该区域，不计粒子重力。解：（1）由于粒子能够做匀速直线运动，所以电场力和磁场力相互平衡。根据洛伦兹力的公式F=qE+q(v×B)，其中v为粒子的速度，B为磁感应强度，F为合力。因为粒子水平向右运动，所以v垂直于B，合力的方向竖直向上。所以F=qE，即qE=qvB，解得v=E/B。（2）对于电荷量为-q的粒子，它的电荷和速度方向相反，所以F=-qE，即-qE=qvB，解得v=-E/B。注：图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16见原题。-1：把笔竖直倒立于水平硬桌面上，下压外壳使其下端接触桌面；-2：把笔由静止释放，外壳竖直上升，速度达到v时，与静止的内芯碰撞，碰撞过程时间极短，碰后瞬间，内芯与外壳具有竖直向上的共同速度v；-3：然后，内芯与外壳以相同速度一起向上运动。给定笔的外壳和内芯质量分别为m1和m2，重力加速度为g，不考虑弹簧质量和空气阻力。1.求外壳与内芯碰撞后一起上升的最大高度h。解析：碰撞前外壳速度为0，内芯速度为v，由动量守恒可得：m1v=(m1+m2)u其中，u为碰撞后内芯和外壳的共同速度。由能量守恒可得：1/2(m1+m2)u^2=m1gh其中，h为最大上升高度。解得：h=u^2/2g=v^2/2g*m1/(m1+m2)2.求外壳与内芯组成的系统在碰撞过程中损失的动能Ek损。解析：由动能守恒可得：1/2m1v^2=1/2(m1+m2)u^2+Ek损其中，Ek损为损失的动能。代入上一问的结果，解得：Ek损=1/2m1v^2*m2/(m1+m2)3.若将内芯与外壳间的撞击力等效为恒力，且可认为此恒力远大于笔所受的重力，请证明：m1v=(m1+m2)v。证明：由牛顿第二定律可得：F=(m1+m2)a其中，a为内芯和外壳的加速度。由动力学方程可得：F=(m1+m2)u/t其中，t为碰撞时间。由此可得：a=u/t由上一问的结果可知：u=v*m1/(m1