2021-2022学年北京市第二次普通高中学业水平合格性考试物理试题(解析版)
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这是一份2021-2022学年北京市第二次普通高中学业水平合格性考试物理试题(解析版),共17页。试卷主要包含了计算论证题共5小题,第24题等内容,欢迎下载使用。
2021北京第二次普通高中学业水平合格性考试物 理考生须知1考生要认真填写考场号和座位序号。2.本试卷共7页,分为三道大题,共100分。第一道大题为选择题,20小题(共60分);第二道大题为填空题,3小题(共12分);第三道大题为计算论证题,5小题(共28分)。3.试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。第一道大题必须用2B铅笔作答;第二道、第三道大题必须用黑色字迹的签字笔作答,作图时必须使用2B铅笔。4.考试结束后,考生应将试卷和答题卡放在桌面上,待监考员收回。第一部分(选择题共60分)一、选择题共20小题,每小题3分,共60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。1. 高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”,是一种极不文明的行为,由于落地速度很大,可能造成很大的危害。若一个鸡蛋从15层楼的高处无初速下落,大约经过3s落到地面,不计空气阻力。下列描述鸡蛋运动的物理量中,属于矢量的是( )A. 质量 B. 路程 C. 时间 D. 位移【答案】D【解析】【详解】质量、路程和时间都是标量,位移是矢量,故选D。2. 高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”,是一种极不文明的行为,由于落地速度很大,可能造成很大的危害。若一个鸡蛋从15层楼的高处无初速下落,大约经过3s落到地面,不计空气阻力。鸡蛋下落过程中速度的大小( )A. 保持不变 B. 先变大后变小 C. 越来越小 D. 越来越大【答案】D【解析】【详解】鸡蛋下落过程中做自由落体运动,根据可知鸡蛋速度的大小越来越大,故选D。3. 高空抛物被称为“悬在城市上方的痛”,是一种极不文明的行为,由于落地速度很大,可能造成很大的危害。若一个鸡蛋从15层楼的高处无初速下落,大约经过3s落到地面,不计空气阻力。鸡蛋下落过程中加速度的大小( )A. 越来越小 B. 越来越大 C. 保持不变 D. 先变大后变小【答案】C【解析】【详解】由题意可知鸡蛋做自由落体运动,所以鸡蛋下落过程中加速度大小始终等于重力加速度的大小,即加速度的大小保持不变,故选C。4. 我国的科技发展日新月异,在许多重要领域取得了令人瞩目的成就。如图所示,世界上第一条商业运行的磁悬浮列车(“上海磁浮”)线路,已于2003年10月1日正式运营,列车运行的最高速度可达430km/h。在列车以最高速度匀速行驶的过程中,置于车内水平桌面上的书本( )
A. 只受重力 B. 只受重力和支持力C. 只受重力和摩擦力 D. 受重力、支持力和摩擦力【答案】B【解析】【详解】置于车内水平桌面上的书本与列车一起做匀速直线运动,二者之间没有相对运动或相对运动趋势,所以书本不受摩擦力,只受重力和支持力,故选B。5. 我国的科技发展日新月异,在许多重要领域取得了令人瞩目的成就。如图所示,世界上第一条商业运行的磁悬浮列车(“上海磁浮”)线路,已于2003年10月1日正式运营,列车运行的最高速度可达430km/h。在减速进站的过程中,列车的动能( )A. 保持不变 B. 逐渐增大C. 逐渐减小 D. 先减小后增大【答案】C【解析】【详解】根据动能的表达式可知列车在减速进站的过程中动能逐渐减小,故选C。6. 我国的科技发展日新月异,在许多重要领域取得了令人瞩目的成就。如图所示,世界上第一条商业运行的磁悬浮列车(“上海磁浮”)线路,已于2003年10月1日正式运营,列车运行的最高速度可达430km/h。在列车行驶的过程中,车内乘客对座椅的压力和座椅对乘客的支持力( )A 大小相等,方向相同 B. 大小相等,方向相反C. 大小不等,方向相同 D. 大小不等,方向相反【答案】B【解析】【详解】乘客对座椅的压力和座椅对乘客的支持力为一对相互作用力,大小相等、方向相反。故选B。7. 刀削面是人们喜欢的面食之一,全凭刀削得名。如图1所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用刀片飞快地削下一片片很薄的面片,使面片飞向旁边的锅里。若一面片获得了水平方向的初速度,飞出时离锅内水面的竖直距离约0.80m,如图2所示。不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。以地面为参考系,沿水平方向飞出的面片做( )A. 匀速直线运动 B. 自由落体运动C. 平抛运动 D. 匀减速直线运动【答案】C【解析】【详解】由题意可知,面片只受重力作用,且初速度沿水平方向,所以面片做平抛运动,故选C。8. 刀削面是人们喜欢的面食之一,全凭刀削得名。如图1所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用刀片飞快地削下一片片很薄的面片,使面片飞向旁边的锅里。若一面片获得了水平方向的初速度,飞出时离锅内水面的竖直距离约0.80m,如图2所示。不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。面片在空中运动的时间约为( )A. 0.10s B. 0.40s C. 8.0s D. 16s【答案】B【解析】【详解】面块在竖直方向做自由落体运动,根据解得故选B。9. 刀削面是人们喜欢的面食之一,全凭刀削得名。如图1所示,将一锅水烧开,拿一块面团放在锅旁边较高处,用刀片飞快地削下一片片很薄的面片,使面片飞向旁边的锅里。若一面片获得了水平方向的初速度,飞出时离锅内水面的竖直距离约0.80m,如图2所示。不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2。在空中运动的过程中,面片的重力势能( )A. 先增大后减小 B. 逐渐增大C. 保持不变 D. 逐渐减小【答案】D【解析】【详解】在空中运动的过程中,重力对面片做正功,面片的重力势能逐渐减小,故选D。10. 如图为描述某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,其电场强度大小分别为Ea、Eb、Ec,电势分别为φa、φb、φc。关于Ea、Eb、Ec的比较,下列说法正确的是( )
A. B. C. D. ,【答案】A【解析】【分析】【详解】根据电场线的特点可知,电场线越密电场强度越大,则故选A。11. 如图为描述某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,其电场强度大小分别为、、,电势分别为、、。把带正电的点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中,该点电荷所受的静电力( )A. 越来越大 B. 越来越小 C. 保持不变 D. 先变大后变小【答案】B【解析】【详解】因为a点的电场线比c点密集,可知从a到c场强逐渐减小,根据F=Eq可知把带正电的点电荷沿电场线由a点移至c点的过程中,该点电荷所受的静电力越来越小。故选B。12. 如图为描述某静电场的电场线,a、b、c是同一条电场线上的三个点,其电势分别为φa、φb、φc关于、、的比较,下列说法正确的是( ) A. , B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】题目给出负点电荷产生电场的电场线分布图象,沿电场线方向电势降低,电场线依次经、、指向负点电荷,故点电势最低,点最高,故有,故选D。13. 电源、电阻、电流表与开关连接成如图所示的电路。已知电阻R=2.0Ω,电源的内阻r=1.0Ω,闭合开关S后,电流表示数I=0.50A。电阻R两端的电压U为( )A. 2.0V B. 1.5VC. 1.0V D. 0.5V【答案】C【解析】【详解】根据部分电路欧姆定律可知电阻R两端的电压为故选C。14. 电源、电阻、电流表与开关连接成如图所示的电路。已知电阻R=2.0Ω,电源的内阻r=1.0Ω,闭合开关S后,电流表示数I=0.50A。电阻R两端的电压U为( )A. 2.0V B. 1.5VC. 1.0V D. 0.5V【答案】C【解析】【详解】根据部分电路欧姆定律可知电阻R两端的电压为故选C。15. 电源、电阻、电流表与开关连接成如图所示的电路。已知电阻R=2.0Ω,电源的内阻r=1.0Ω,闭合开关S后,电流表示数I=0.50A。电阻R产生的热功率P为( )
A. 0.25W B. 0.50W C. 0.75W D. 1.0W【答案】B【解析】【详解】根据焦耳定律可得电阻R产生的热功率为故选B。16. 电容器是一种重要的电学元件,它能储存电荷,电容器储存电荷的特性用电容C来表征。可用如图所示的电路对电容器进行充电。在对电容器充电的过程中,下列说法正确的是( )
A. 电容器所带的电荷量逐渐增大B. 电容器所带的电荷量保持不变C. 电容器两极间的电压保持不变D. 电容器两极间的电压逐渐减小【答案】A【解析】【详解】AB.在对电容器充电的过程中,电容器所带的电荷量逐渐增大,故A正确,B错误;CD.根据电容的定义式变形可知电容器两极间的电压为在对电容器充电过程中,Q逐渐增大,则U逐渐增大,故CD错误。故选A。17. 电容器是一种重要的电学元件,它能储存电荷,电容器储存电荷C的特性用电容C来表征。可用如图所示的电路对电容器进行充电。某电容器在充电过程中,其电压U与所带电荷量Q之间的关系是( )
A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】根据电容的定义式变形可得所以某电容器在充电过程中,U与Q成正比,即U-Q图像为过原点的倾斜直线,故选B。18. 2020年11月24日,长征五号运载火箭将嫦娥五号探测器成功送入预定轨道,开启了中国首次地外天体采样之旅。经过约112h的奔月飞行,嫦娥五号探测器在距离月面约400km处成功实施发动机点火制动,顺利进入环绕月球的椭圆轨道。11月29日20时23分,嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”,从椭圆轨道变为近似的圆形轨道(如图所示),为顺利落月做好了准备。探测器在圆形轨道运动过程中,下列物理量保持不变的是( )A. 周期 B. 向心力 C. 向心加速度 D. 线速度【答案】A【解析】【详解】探测器在圆形轨道运动过程中,周期不变,线速度大小不变,方向总是不断不变化,所以线速度不断变化,向心力方向总是和线速度方向垂直,所以向心力总是在变化,由牛顿第二定律知向心加速度的方向也不断变化,所以向心加速度也在不断变化,故A正确,BCD错误。故选A。19. 2020年11月24日,长征五号运载火箭将嫦娥五号探测器成功送入预定轨道,开启了中国首次地外天体采样之旅。经过约112h的奔月飞行,嫦娥五号探测器在距离月面约400km处成功实施发动机点火制动,顺利进入环绕月球的椭圆轨道。11月29日20时23分,嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”,从椭圆轨道变为近似的圆形轨道(如图所示),为顺利落月做好了准备。探测器进入椭圆轨道后,在由近月点向远月点运动的过程中,始终受到月球的引力作用,这个引力的大小( )A. 保持不变 B. 越来越大 C. 越来越小 D. 先变大后变小【答案】C【解析】【详解】根据万有引力定律可知探测器所受月球引力的大小为探测器在由近月点向远月点运动的过程中,它到月心的距离r越来越大,所以F越来越小,故选C。20. 2020年11月24日,长征五号运载火箭将嫦娥五号探测器成功送入预定轨道,开启了中国首次地外天体采样之旅。经过约112h的奔月飞行,嫦娥五号探测器在距离月面约400km处成功实施发动机点火制动,顺利进入环绕月球的椭圆轨道。11月29日20时23分,嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”,从椭圆轨道变为近似的圆形轨道(如图所示),为顺利落月做好了准备。引力场的强弱可以用引力场强度来描述,类比电场强度定义式可以得到月球引力场强度表达式。已知月球质量为M,物体质量为m,当物体到月球中心的距离为r时,受到月球的引力为F,则物体所在处的月球引力场强度为( )
A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】由题意知引力场的强弱可以用引力场强度来描述,类比电场强度定义式可以得到月球引力场强度表达式,可得物体所在处的月球引力场强度为,故C正确,ABD错误。故选C。第二部分(非选择题共40分)二、填空题共3小题,每小题4分,共12分。21. 如图所示,为研究气垫导轨上滑块的运动规律,在滑块上安装宽度为d的遮光条。启动气泵后,滑块在牵引力作用下由静止开始先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间Δt1,通过光电门2的时间Δt2,根据以上信息,可以推断滑块经过光电门1时的速度大小为___________(选填“”或“”)。滑块经过光电门2时的速度大小___________(选填“大于”或“小于”)经过光电门1时的速度大小。【答案】 ①. ②. 大于【解析】【详解】[1]由于通过光电门的时间极短,所以通过光电门的平均速度等于瞬时速度为[2]由题意知滑块在牵引力作用下做加速运动,则滑块经过光电门2时的速度大小大于经过光电门1时的速度大小。22. 图为某同学用电流表和电压表测量电阻的部分实验电路图。在某次测量中,电压表的示数为14.0V,电流表的示数为0.20A,根据测量数据,可计算出电阻Rx=______Ω。若仅考虑电流表内阻的影响,实验中电压表的测量值______(选填“大于”或“小于”)电阻Rx两端的电压。
【答案】 ①. 70 ②. 大于【解析】【详解】[1]由欧姆定律可得[2]由于电流表的分压作用,实验中电压表的测量值大于电阻Rx两端的电压。23. 某同学利用如图1所示的装置验证机械能守恒定律。实验中,得到如图2所示的一条点迹清晰的纸带。在纸带上选取连续打出的三个点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知重物的质量为m,重力加速度为g,打点计时器打下两个相邻点迹的时间间隔为T。根据纸带上的点迹可以判断纸带___________(选填“左”或“右”)端与重物相连。为了验证机械能守恒定律,需要对比重物自由下落过程中重力势能的减少量与动能的增加量。在打点计时器打下B点时,重物的动能_________(选填“”或“”)【答案】 ①. 左 ②. 【解析】【详解】[1]由图可知,从左向右相等时间内位移越来越大,所以纸带左端与重物相连;[2]由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度得动能表达式为联立可得三、计算论证题共5小题,第24题、第25题各5分,第26题、第27题、第28题各6分,共28分。解题要求:写出必要的文字说明、方程式和结果。有数值计算的题,结果必须明确写出数值和单位。24. 如图所示,用F=4.0N的水平拉力,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)物体运动的加速度大小a;(2)物体在前2.0s内运动的位移大小x。【答案】(1);(2)【解析】【详解】(1)根据牛顿第二定律(2)前2.0s内物体位移的大小25. 如图所示,在某电场中的A点,电荷量q=+1.0×10-8C的试探电荷受到静电力的大小F=2.0×10-4N。(1)求A点的电场强度大小E;(2)若将该试探电荷取走,A点的电场强度是否发生变化?请说明理由。【答案】(1);(2)见解析【解析】【详解】(1)根据电场强度的定义式可知A点的电场强度大小为(2)若将该试探电荷取走,A点电场强度不变,因为空间某点的电场强度只和场源电荷有关,与试探电荷无关。26. 公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面,也叫“过水路面”。如图所示,一辆汽车经过凹形路面时的运动可近似看作半径为R的圆周运动,汽车到达路面最低处时的速度大小为v。已知汽车质量为m,重力加速度为g。(1)求这辆汽车经过凹形路面最低处时,路面对汽车的支持力大小F;(2)小明认为,汽车通过凹形路面最低处时的速度越大,其对路面的压力越大。你认为小明的说法是否正确?请说明理由。【答案】(1);(2)见解析【解析】【详解】(1)汽车经过凹形路面最低处时,根据牛顿第二定律有解得(2)由(1)题结论可知,汽车通过凹形路面最低处时的速度越大,凹形路面对汽车的支持力越大,根据牛顿第三定律可知汽车对凹形路面的压力越大。所以小明的说法正确。27. 在现代科学实验和技术设备中,常常利用电场来控制带电粒子的运动。利用电场使带电粒子加速,就是其中的一种情况。可利用图中的装置使带电粒子加速。已知真空中平行金属板M、N间的电场为匀强电场,两板间电压为U,带电粒子的质量为m,电荷量为+q。(1)求带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度大小v;(2)改变M、N两板的形状,两板之间的电场不再均匀,其他条件保持不变,那么带电粒子从M板由静止开始运动到达N板时的速度大小是否改变?请说明理由。
【答案】(1);(2)见解析【解析】【详解】(1)带电粒子从M到N的运动过程中,根据动能定理有解得(2)即使M、N改变为其他形状,中间的电场不再均匀,M、N两板间的电势差仍为U,带电粒子从M到N的运动过程中,电场力做功不变,所以带电粒子到达N板时的速度大小不变。28. 如图所示,一位滑雪者沿倾角θ=30°的山坡滑下,将他的运动看作匀加速直线运动。已知滑雪者的初速度v0=1m/s,在t=5s时间内滑下的距离x=55m,滑雪者与装备的总质量m=80kg,取重力加速度g=10m/s2。(1)求滑雪者在5s末速度的大小v;(2)求滑雪者在下滑过程中所受阻力大小Ff;(3)力在空间上的累积效应可以用功表示。力在时间上也有累积效应,可以用冲量I表示。冲量是矢量,恒力F在时间Δt内的冲量I=FΔt,其方向与恒力F的方向相同。求滑雪者在下滑5s的过程中,所受合力的冲量大小I合。【答案】(1);(2);(3)1600N·s【解析】【详解】(1)根据匀变速直线运动的规律解得(2)根据牛顿第二定律解得(3)设滑雪者所受重力、支持力、阻力的合力为F合。F合的冲量大小为解得
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