上海高考物理等级考.docx
《上海高考物理等级考.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海高考物理等级考.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
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、选题题（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，下列说法中正确的是
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，下列说法中正确的是
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，下列关于F的示意图正确的是
4.月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3”（
He）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（
H）聚变生成“氦4”（
He），下列说法中正确的是
A．该核反应方程式为
He＋
H→
He＋
H
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v0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，则下列图像正确的是
6.火星探测器沿火星近地圆轨道飞行，其周期和相应的轨道半径分别为T0和R0，火星的一颗卫星在其圆轨道上的周期和相应的轨道半径分别为T和R，则下列关系正确的是
A.
B.
C.
D.
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
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
时，B对C的支持力为
D．当加速度
时，C对A、B的压力均为
8.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、x0、2x0、3x0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
A．该弹簧振子的振动周期为x0/v
B．该弹簧振子的振幅为y1-y2
C．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，下列说法中正确的是（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.用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时，可采用试触的方法。
如图所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点。
他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化。
则下列说法中正确的是
A．R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路
B．R与电压表阻值接近，应选择电流表外接电路
C．R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路
D．R与电流表阻值接近，应选择电流表内接电路
年11月5日，我国成功发射了“北斗三号卫星导航系统”的第3颗倾斜地球同步轨道卫星。
“北斗三号卫星导航系统”由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星组成。
“同步轨道”卫星的轨道周期等于地球自转周期，卫星运行轨道面与地球赤道面的夹角叫做轨道倾角。
根据轨道倾角的不同，可将“同步轨道”分为静止轨道（倾角为零）、倾斜轨道（倾角不为零）和极地轨道。
根据以上信息，下列说法中正确的是
A．倾斜地球同步轨道卫星的高度大于静止地球同步轨道卫星的高度
B．倾斜地球同步轨道卫星的线速度小于静止地球同步轨道卫星的线速度
C．可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，静止在北京上空
D．可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，每天同一时间经过北京上空
12.如图所示，一个电荷量为-Q的点电荷甲，固定在绝缘水平面上的O点。
另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙，从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动，运动到B点时速度为v，且为运动
过程中速度的最小值。
已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f，AB间距离为L0，静电力常量为k，则下列说法正确的是
A．点电荷乙从A点向甲运动的过程中，加速度逐渐增大
B．点电荷乙从A点向甲运动的过程中，其电势能先增大再减小
C．OB间的距离为
D．在点电荷甲形成的电场中，AB间电势差
第II卷（共60分）
二、填空题（20分，每小题4分）
13.已知质量为m的木块、在大小为T的水平拉力作用下，沿粗糙水平地面作匀加速直线运动，加速度为a，则木块与地面之间的动摩擦因数为。
若在木块上再加一个与水平拉力T在同一竖直平面内的推力，而不改变加速度的大小和方向，则此推力与水平拉力T的夹角为。
14.如图所示，质点O从t＝0时刻开始作简谐振动，图中Ox代表一弹性绳，OA＝14m，AB＝BC＝10m。
在第2秒内A比B多振动2次，B比C多振动5次，第2秒末，波已经过C点，则波中质点的振动频率是________Hz，绳上的波速是________m/s。
15.如图，粗细均匀的长玻璃管竖直放置且开口向下，管内的水银柱封闭了一部分体积的空气柱。
当外界大气压缓慢减小，水银柱将（上升、不动、下降）；若大气压减小△p，水银柱移动L1，大气压再减小△p，水银柱又移动L2，则：
L1L2（选填“>”、“<”、“=”）。
（保持温度不变）
16.如图所示，有一边长为L，电阻为R的正方形导线框，以水平向右的速度v匀速穿过宽度为2L的磁场。
该磁场左半部为磁感应强度等于B的匀强磁场，右半部为磁感应强度等于2B的匀强磁场，方向均垂直纸面向里。
在答题纸规定（未给出，需自行作图）的坐标系上画出从0到4L/v时间内，a、b两点间电压随时间t的变化图线。
17.两个定值电阻，把它们串联起来，等效电阻为4Ω，把它们并联起来，等效电阻是1Ω，如果把这两个电阻串联后接入一个电动势为E，内电阻为r的电源两极间，两电阻消耗的总功率等于P1；如果把这两个电阻并联后接入同一个电源的两极间，两电阻消耗的总功率等于P2，若要求P1=9W，且P2≥P1，求满足这一要求的E和r的所有值.
三、综合题（共40分）
注意：
第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
18.某同学通过实验研究小灯泡的电压与电流的关系，除小灯泡外，可用的器材如下：
A．电源（电动势3V，内阻为Ω）
B．电压表（0～3V，内阻约为10kΩ）
C．电流表（0～A，内阻约为5Ω）
D．滑动变阻器（0～50Ω，额定电流A）
E．滑动变阻器（0～10Ω，额定电流A）
F．电键S，导线若干
（1）实验中移动滑动变阻器滑片，得到了小灯泡的U－I图象如图甲所示，则可知小灯泡的电阻随电压增大而________（填“增大”、“减小”或“不变”）；实验时应选用的滑动变阻器为________。
（填器材前的字母序号）
（2）根据图甲，将图乙实验电路中缺少的导线补全（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）。
（3）若某次连接时，把AB间的导线误接在AC之间，合上电键，任意滑动滑片发现都不能使小灯泡完全熄灭，则此时的电路中，小灯泡可能获得的最小功率是________W。
（本问中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
。
（2）某同学设想从地面以第一宇宙速度
的大小竖直上抛一可视为质点的物体，关于物体上升的最大高度，他的解答过程如下：
设物体的质量为m，上升的最大高度为h，重力加速度为g，由机械能守恒定律有：
。
又：
，
，所以
联立得：
老师说该同学的上述解答是不正确的，请指出上述错误的原因，并分析说明物体上升的最大高度h应该比
大还是小
（3）试分析说明第
（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，并以竖直向上为正方向，在图18中定性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。
20.构建理想化模型，是处理物理问题常见的方法。
（1）在研究平行板电容器的相关问题时，我们是从研究理想化模型——无限大带电平面开始的。
真空中无限大带电平面的电场是匀强电场，电场强度为E0=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/m2。
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.请根据电容的定义式，求出在真空中，该平行板电容器的电容C；
c.求解图2中左极板所受电场力的大小F。
（提示：
因为带电左极板的存在已经影响到带电右极板单独存在时空间场强的分布，所以不能使用a问中计算出的场强，而是应该将电场强度“还原”到原来右极板单独存在时，在左极板所在位置产生的电场强度。
）
（2）根据以上思路，请求解真空中均匀带电球面（理想化模型，没有厚度）上某微小面元所受电场力。
如图3所示，已知球面半径为R，所带电量为Q，该微小面元的面积为?
S，带电球面在空间的电场强度分布为
，其中r为空间某点到球心O的距离。
（提示：
“无限大”是相对的，在实际研究中，只要被研究点距离带电面足够近，就可认为该带电面为无限大带电平面）
参考答案：
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
2
3
4
5
6
7
8
C
B
A
A
B
A
C
C
9
10
11
12
B
A
D
C
二、填空题
13.T-ma/mg、tg-1（mg/T-ma）
;20
15.下降，<
16.
17.
三、综合题
18.
（1）增大 E
（2）如解析图所示 （3） ～都对）
（2）根据原理可得出对应的实物图，如图所示；
（3）若把AB间的导线误接在AC之间，则当变阻器滑动触头在变阻器中间时阻值最大R＝
Ω＝Ω，此时小灯泡功率最小，把变阻器与电源内阻看成为等效电源的内阻，其电动势为3V，内阻为4Ω，则短路电流I短＝
A＝A，在小灯泡的U－I图象中，连接I＝0，U＝3V与I＝A，U＝0这两点，画出表示电源的U－I图象，读出两图线的交点坐标为U＝V，I＝A，则小灯泡的最小功率为P＝UI＝×W＝W。
19.
（1）设质量为
的物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
……（2分）
解得
…………………………………………………………（1分）
（2）因为随着竖直上抛物体高度的升高，离地球越来越远，万有引力越来越小，重力加速度（或引力场强度）的值会越来越小。
…………………………………（2分）
由于物体上升过程中做减速运动的加速度越来越小，因此物体上升的最大高度应该大于做匀减速上升的高度，即物体上升的最大高度应该大于R/2。
………………………………………（1分）
（3）上升过程速度与加速度方向相反，所以速度不断减小，上升过程中万有引力越来越小，加速度也越来越小；下降过程速度与加速度方向相同，所以速度不断增大，下降过程中万有引力越来越大，加速度也越来越大。
……………………（2分）
如图1所示。
………………………………………………………（2分）
说明：
物体运动到最高点时速度为0，加速度不为0，因此v-t图像中间时刻的斜率不为0。
20.
（1）a.（4分）E=2×2k
=4kπ
b.（6分）电容器两极板间电势差为U=Ed=4kπ
d,所以C=
=
c.（4分）左极板受力为F=
Q=2kπ
Q=
（2）（6分）取距离微小面元无限近的两点M和N，分别位于带电球面的内表面和外表面。
由题意可知：
①微小面元在M、N两点所产生的电场强度的大小为
2k
=2k
=k
方向分别指向球心和背向球心；
②由带电球面在空间的场强分布可知，M点处的场强为零，因此除去小面元△S以外的带电球面在M点产生的场强与小面元在M点产生的场强大小相等，方向相反，即场强大小为
=k
方向背向球心。
（由N点计算的场强也为E=k
）
因此，除去面元△S以外的带电球面在面元△S处所产生的场强为
=k
由此得该面元所受电场力为
F=q
=
Q·k
=k
方向背向圆心向外，表现为扩张力。
升级会员 