2020年上海高考物理等级考

2020年上海高考物理等级考2020年上海市普通高中学业水平等级性考试物理试卷考生注意：1.试卷满分100分，考试时间60分钟。2.试卷包括三部分，第一部分为选择题，第二部分为填空题，第三部分为综合题。第I卷（共40分）一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）1.关于布朗运动，正确的说法是：A.布朗运动反映了花粉颗粒内部分子的无规则运动。B.悬浮在水中的花粉颗粒越大，布朗运动就越明显。C.温度升高，布朗运动和分子热运动都会变得剧烈。D.布朗运动是由于液体各个部分的温度不同引起的。2.在2016年的夏季奥运会上，我国跳水运动员获得多枚奖牌，为祖国赢得荣誉。高台跳水比赛时，运动员起跳后在空中做出各种动作，最后沿竖直方向进入水中。若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图2中虚线所示，a、b、c、d为运动轨迹上的四个点。关于运动员头部经过这四个点时的速度方向，正确的说法是：A.经过a、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下。B.只有经过a、c两个点的速度方向可能竖直向下。C.只有经过b、d两个点的速度方向可能竖直向下。D.只有经过c点的速度方向可能竖直向下。3.飞机起飞后在某段时间内斜向上加速直线飞行，用F表示此时空气对飞机的作用力，正确的示意图是：FFFABCDF4.月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3”(32He)的化学元素，是核聚变的重要原料之一。科学家初步估计月球上至少有100万吨“氦3”，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3”与氘核(21H)聚变生成“氦4”(2He)，正确的说法是：A.该核反应方程式为32He＋1H→2He＋1H。B.该核反应生成物的质量大于参加反应物的质量。C.该核反应出现质量亏损，吸收能量。D.因为“氦3”比“氦4”的比结合能小，所以“氦3”比“氦4”稳定。5.一小滑块以初速度v沿足够长、粗糙程度均匀的固定斜面减速下滑，直至停止。若用a、x、h、v分别表示滑块在此过程中加速度、位移、下降高度和速度的大小，t表示时间，则正确的图像是：A.图O-A。B.图O-B。C.图O-C。D.图O-D。6.火星探测器绕火星近地圆轨道飞行，其周期和轨道半径分别为T和R，火星的一颗卫星在其圆轨道上的周期和轨道半径分别也为T和R。下列哪个关系式正确？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)7.一辆货车运载若干相同的光滑圆柱形空油桶，质量均为m。如图所示，底层油桶平整排列、相互紧贴。上层只有一只桶油C，自由摆放在油桶A、B之间，且与汽车一起处于静止状态。重力加速度为g。若汽车向左加速运动时（C始终与汽车相对静止），则以下哪个说法正确？A.A对C的支持力增大B.B对C的支持力减小C.当加速度a=3g时，B对C的支持力为mg/3D.当加速度a=3g时，C对A、B的压力均为mg/38.如图6所示，一轻质弹簧下端系一质量为m的物块，组成一竖直悬挂的弹簧振子，在物块上装有一记录笔，在竖直面内放置有记录纸。当弹簧振子沿竖直方向上下自由振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示余弦型函数曲线形状的印迹，图中的y1、y2、x、2x、3x为记录纸上印迹的位置坐标值，P、Q分别是印迹上纵坐标为y1和y2的两个点。若空气阻力、记录笔的质量及其与纸之间的作用力均可忽略不计，则以下哪个说法正确？A.该弹簧振子的振动周期为x/vB.该弹簧振子的振幅为y1-y2C.在记录笔留下PQ段印迹的过程中，物块所受合力的做功为零D.在记录笔留下PQ段印迹的过程中，弹力对物块做功为零9.有人根据条形磁铁的磁场分布情况制作了一个用塑料制成的模具，模具的侧边界刚好与该条形磁铁的磁感线重合，如图所示。另取一个柔软的弹性导体线圈套在模具上方某位置，线圈贴着模具上下移动的过程中，以下哪个说法正确？（地磁场很弱，可以忽略）A.线圈切割磁感线，线圈中出现感应电流B.线圈紧密套在模具上移动过程中不出现感应电流C.由于线圈所在处的磁场是不均匀的，故而不能判断线圈中是否有电流产生D.若线圈平面放置不水平，则移动过程中会产生感应电流10.在用伏安法测电阻时，如果对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时，可采用试触。1.在第2秒内，A比B多振动2次，B比C多振动5次。因此，A到B的距离为BC的1/7，B到C的距离为BC的6/7。根据波的速度公式v=fλ，其中λ为波长，v为波速，f为频率。因为波已经过了C点，所以可以计算出波长为BC的长度，即10m。由于A比B多振动2次，所以A的频率比B高2倍，同理，B的频率比C高5倍。设A的频率为f，则B的频率为f/2，C的频率为f/10。因此，波中质点的振动频率为f/2，即B点的频率，为5Hz。根据v=fλ，可以计算出波速为50m/s。2.当外界大气压缓慢减小时，水银柱会上升。因为水银柱封闭了一部分体积的空气柱，所以水银柱上升的高度与空气柱受到的压强差有关。根据理想气体状态方程P=ρRT，其中P为气体压强，ρ为气体密度，R为气体常数，T为气体温度。在保持温度不变的情况下，空气柱受到的压强与大气压力成正比，因此水银柱上升的高度也与大气压力成正比。所以L1/L2=△p/△p=1，即L1=L2。3.根据洛伦兹力公式F=q(v×B)，其中F为电荷所受的力，q为电荷量，v为电荷运动的速度，B为磁感应强度。在磁场中运动的电荷会受到洛伦兹力的作用，从而产生电势差。在本题中，正方形导线框以水平向右的速度v匀速穿过磁场，因此电子在导线中运动的速度和方向也是匀速和垂直纸面向里的。在左半部的磁场中，电子受到的洛伦兹力大小为F=qvB，方向垂直纸面向下；在右半部的磁场中，电子受到的洛伦兹力大小为F=qv2B，方向垂直纸面向上。因此，在左半部的磁场中，电子会被向下偏转，在右半部的磁场中，电子会被向上偏转。当电子从a点进入磁场时，它会被向下偏转，从而在a点和b点之间产生一个电势差；当电子从c点进入磁场时，它会被向上偏转，从而在c点和b点之间产生一个电势差。因此，a点和b点之间的电势差随时间的变化呈现出一定的规律，可以画出随时间变化的图线。4.设两个电阻分别为R1和R2，则它们的串联等效电阻为R1+R2=4Ω，它们的并联等效电阻为R1R2/(R1+R2)=1Ω。解得R1=2Ω，R2=2Ω。当这两个电阻串联后接入电源两极间时，两电阻消耗的总功率为P1=I2(R1+R2)2，其中I为电路中的电流。当这两个电阻并联后接入电源两极间时，两电阻消耗的总功率为P2=I22(R1+R2)，其中I2为电路中的电流。根据题意，P1=9W，P2≥P1，因此I2≥3A。当I2=3A时，P2=I22(R1+R2)=27W，满足P2≥P1。根据欧姆定律和基尔霍夫定律，可以列出下列方程组：E=3(I1+I2)+rI2R1I1+R2I2=E-rI2将R1=2Ω，R2=2Ω，I2=3A代入方程组中，解得E=21V，r=6Ω。因此，满足要求的E和r的所有值为E=21V，r≥6Ω。(3)若在连接电路时，将AB间的导线接到了AC之间，合上电键后，无论如何滑动滑片，小灯泡都无法完全熄灭。求此时小灯泡可能获得的最小功率，电压表和电流表均视为理想电表，结果保留2位有效数字。19.已知地球的质量为M，引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体。在以下问题的讨论中，空气阻力及地球自转的影响均忽略不计。（1）物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫做第一宇宙速度。请证明第一宇宙速度的大小为v1=GM/R。（2）某同学设想从地面以第一宇宙速度v1竖直上抛一可视为质点的物体。他的解答过程中，设物体的质量为m，上升的最大高度为h，重力加速度为g，由机械能守恒定律得出一个错误的式子。正确的式子应该是：GMm/R=mgh+1/2mv1^2，又因为v1=gR^2/GM，所以h>R/2。因此，物体上升的最大高度h应该比R/2大。（3）在第（2）问中，以第一宇宙速度v1竖直上抛至落回抛出点的整个过程中，物体的速度和加速度的变化情况如下图所示。其中，物体从抛出到达最高点时速度逐渐减小，到达最高点后速度逐渐增大，落回抛出点时速度等于抛出时的速度。加速度始终指向质心，大小等于重力加速度g，因此在整个过程中加速度大小不变。根据竖直向上为正方向，可以画出物体从抛出到落回抛出点的整个过程中速度随时间变化的v-t图像。vOt图1820.构建理想化模型是处理物理问题常见的方法。在研究平行板电容器的相关问题时，我们可以从研究理想化模型——无限大带电平面开始。真空中无限大带电平面的电场是匀强电场，电场强度为E=2kπσ，其中k是静电力常量，σ为电荷分布在平面上的面密度，单位为C/m^2。如图1所示，无限大平面带正电，电场指向两侧。若带负电则电场指向中央（图中未画出）。在实际问题中，当两块相同的带等量异种电荷的较大金属板相距很近时，其中间区域可以看作是两个无限大带电平面所产生的匀强电场叠加。如果再忽略边缘效应，平行板电容器两板间的电场就可以看作是匀强电场，如图2所示。已知平行板电容器所带电量为Q，极板面积为S，板间距为d，求：a.两极板间电场强度的大小E；b.在真空中，该平行板电容器的电容C，根据电容的定义式求得；c.图2中左极板所受电场力的大小F。由于物体在上升过程中受到减速运动的影响，其加速度逐渐减小，因此物体上升的最大高度应该大于做匀减速上升的高度，即大于R/2。在上升过程中，物体的速度与加速度方向相反，因此速度不断减小。同时，万有引力也随着距离的增加而减小，导致加速度逐渐减小。相反，在下降过程中，速度与加速度方向相同，速度不断增大，同时万有引力也随着距离的减小而增大，导致加速度逐渐增大。这一过程如图1所示。在物体运动到最高点时，其速度为零，但加速度不为零。因此，在v-t图像中间时刻的斜率不为零。电容器两极板间的电势差可以表示为U=Ed，其中E为电场强度，d为两极板间距离。根据题意，可得E=2k，因此U=4kπd。进而可以得到电容器的电容量为C=Q/U=2kπ/4kπd=k/d，左极板受到的力为F=Q=2kπQ=2kπCdV/dt。取距离微小面