北京市2021年高中物理第一次学业水平合格性考试试题(含解析)

优质资料\word可编辑・1・/1•优质资料\word可编辑・1・/1•北京市2021年高中物理第一次学业水平合格性考试试（含解析）考生要认真填写考场号和座位序号。本试卷共7页，分为三道大题，共100。第一道大题为单项选择题，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）。试题所有答案必须填涂或写在答题卡上，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。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、单项选择题（本题共20小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个。选项是符合题意••••的。每小题3分，共60分）如图苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于。点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于A.B、Q三点。已知AB=xz,OA=為，BC=及，频闪仪的闪光周期为咒描述苹果运动的下列物理量中，属于标量的是（）位移B.时间C.速度D.加速度【答案】B【解析】【详解】A.位移是示物体位置变化的物理量，有大小和方向，是矢量，故A错误：时间只有大小，没有方向，是标量，故B正确；速度是表示物体位置变化快慢的物理量，有大小和方向，是矢量，故C错误；加速度是表示物体速度变化快慢的物理量，有大小和方向，是矢疑，故D错误。故选B。如图苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于。点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于A.B、C三点。已知AB=魁，OA=為，BC=及，频闪仪的闪光优质资料\word可编辑-3-/3-优质资料\word可编辑-3-/3-优质资料Word可编辑・2・/18・2-周期为咒由图可知弘＜上＜及，则苹果自由下落的速度（）BA•越来越大B.保持不变C.越来越小D.先变小后变大【答案】A【解析】【详解】相同时间内，苹果的位移越来越大，可知苹果下落的速度越来越大，故选A。如图，苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于0点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于余B、C三点、。已知AB=xz,Q4二烁BC*频闪仪的闪光周期为咒进一步研究可知，苹果在自由下落过程中加速度保持不变。从受力的角度，这是因为苹果所受的合力（）—A・越来越大B•保持不变C.越来越小D.先变小后变大【答案】B【解析】可知，这是因为苹果所受的合力保持不变。故ACD错误，B正确；【详解】由题知，苹果自由下落过程中加速度保持不变，根据牛顿第二泄律故选B。如图苹果自由下落时频闪照片的效果图，第一次闪光时苹果位于0点，第二、第三、第四次闪光时苹果分别位于A.B、Q三点。已知AB=xz,OA=為，BC=及，频闪仪的闪光周期为T.我们还可以从能量的角度分析苹果的自由下落过程，关于苹果的动能和重力势能,下列说法正确的是（）OB动能保持不变B.动能越来越小C.重力势能保持不变D.重力势能越来越小【答案】D【解析】【详解】AB.苹果下落的过程，重力势能转化为动能，动能增大，A错误，B错误；CD.苹果下落的过程，重力势能转化为动能，重力势能越来越小，C错误，D正确。故选D。小明陪妈妈去超市购物，他在从一层到二层的过程中，站立在自动人行道上，并随自动人行道做匀速运动。自动人行道为如图所示的坡面平整的斜面，从侧面看可简化为如图所示的示意图。若该超市一层和二层之间自动人行道的长度约为20m,小明测得他从一层到二层所用的时间约为40s,则自动人行道运行速度的大小约为（）A.2m/sB.Im/sC.0.5m/sD.0.2m/s【答案】C【解析】优质资料Word可编辑A.lm/sB.2m/sC.10m/sD.20m/s优质资料Word可编辑A.lm/sB.2m/sC.10m/sD.20m/s优质资料Word可编辑・4・/18-4-【详解】人行道做匀速运动，由速度公式20m40T=0.5m/sC正确，ABD错误。故选C。小明陪妈妈去超市购物，他在从一层到二层的过程中，站立在自动人行道上，并随自动人行道做匀速运动。自动人行道为如图所示的坡面平整的斜面，从侧而看可简化为如图所示的示意图。在小明随自动人行逍做匀速运动的过程中，关于他的受力情况，下列说法正确的是（）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】D【解析】【详解】人随自动人行道做匀速运动，受力平衡，合力为零，可知，小明受到重力、垂直接触而的弹力，沿斜而向上的摩擦力，D正确，ABC错気故选D°小明陪妈妈去超币购物，他在从一层到二层的过程中，站立在自动人行道上，并随自动人行道做匀速运动。自动人行道为如图所示的坡面平整的斜面，从侧面看可简化为如图所示的示意图。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()A.小明受到的重力B.小明对人行道的压力C.人行道对小明的摩擦力D.小明对人行道的摩擦力【答案】B【解析】【详解】由牛顿第三立律可知，人行道对小明支持力的反作用力是小明对人行道的压力，B正确，ACD错误。故选B。第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的0点水平滑岀（运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响），落到斜坡Q上的疋点。运动员滑出后，可以将他在空中的运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。关于这两个分运动，下列说法正确的是（）水平方向和竖直方向均为匀速直线运动水平方向和竖直方向均为匀加速直线运动水平方向为匀速直线运动，竖直方向为匀加速宜线运动水平方向为匀加速直线运动，竖直方向为匀速宜线运动【答案】C【解析】【详解】平抛运动的水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，因此C正确，ABD错误。故选C。第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的0点水平滑岀（运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响），落到斜坡Q上的氏点。若测得运动员在空中飞行的时间约为4s,0、疋两点间的水平距离约为80m,则运动员从0点滑出时的速度大小约为（）优质资料\word可编辑-PAGE\*MERGEFORMAT#-/18-8-优质资料\word可编辑-PAGE\*MERGEFORMAT#-/18-8-优质资料Word可编辑-PAGE\*MERGEFORMAT#-/18-7-A.EaEaEcC.EqEfEc【答案】A【解析】【详解】由点电荷的场强公式12•真空中有一个静止的、带正电的点电荷，其周用的电场线分布如图所示，a、b、c是同一条电场线上的三个点，它们的电场强度大小分别为匕、瓦、農，电势分别为如、如、么。关于叽、仇、仪，下列说法正确的是()A.(PA(pA>収B.5，(P尸哄C.(p,=(pa=D.cpp(pi,(p*<(p<【答案】A【解析】【详解】沿电场线方向电势降低，可知(pa3,A正确，BCD错误。故选A®13•电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值用10.0Q时，电流表示数为0.50A。当电阻箱接入电路的阻值用10.0Q时，电阻箱两端的电压等于()A.20VB.10VC.9.5VD.5.0V【答案】D【解析】【详解】根据欧姆泄律，有U=/r=0.5x10V=5V故ABC错误，D正确。故选D。14•电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值用10.0Q时，电流表示数为0.50A。当电阻箱接入电路的阻值斥10.0Q时，电阻箱的热功率等于（）A.50WB.20W【答案】D【解析】【详解】电阻箱的热功率为故选D。C.5.0WP=M=2.5WD.2.5W15.电源、电阻箱、电流表与开关连接成如图所示的电路。闭合开关S后，当电阻箱接入电路的阻值斥10.0Q时，电流表示数为0.50Ao当电阻箱接入电路的阻值增大时，电流表的示数（）A.增大B.不变C.减小D.先增大后优质资料\word可编辑-16-/18-PAGE\*MERGEFORMAT#-优质资料\word可编辑-16-/18-PAGE\*MERGEFORMAT#-优质资料Word可编辑・PAGE\*MERGEFORMAT#・/18-9-减小【答案】C【解析】【详解】根据欧姆定律£=/(/?+r)所以当电阻箱接入电路的阻值增大时，即丘增大，/减小。故ABD错误，C正确。故选C。16・电容藩是一种重要的电学元件，有广泛的应用。它能够储存电荷，其储存电荷的特性可以用电容来描述。关于电容器的电容，下列说法正确的是()电容器的电容只由它本身决左电容器不带电时，英电容为零电容器所带电荷量越多，英电容越大电容器两极板间电势差越小，其电容越大【答案】A【解析】【详解】电容是描述电容器储存电量本领的物理量，其决泄式为C亠4兀kd电容的大小与带不带电、两极板的电压、带电量多少均无关，故选A。电容器是一种重要的电学元件，有广泛的应用。它能够储存电荷，其储存电荷的特性可以用电容来描述。一个固上电容器在充电过程中，两个极板间的电压Z/随电容器所带电荷量D.【解析】【详解】由电容定义式C皀U可知，一个固泄电容器两个极板的电压和电荷量成正比，A正确，BCD错误。故选Ao“北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，同步卫星是英重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2,川点在轨逍1上，B、Q两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。在该卫星远离地球的过程中，地球对卫星的引力（）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】地球对卫星的引力等于万有引力，则戸「MmF=G——广由于2*变大，则尸减小，故选B。“北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，同步卫星是英重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1.然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2,月点在轨道1上，B、C两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨逍2上的运动均可视为匀速圆周运动。卫星在轨道1上做匀速圆周运动的速度大小为仏周期为％卫星在轨道2上做匀速圆周运动的速度大小为仏周期为乙下列关系正确的是（）2:A.c.MmG^=m^=mfyrrrTB・ViV：故ABD错误，C正确:故选C。统，同步卫星是其重要组成部T匕斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道b然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2,A点在轨道1上，从C两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。在电荷的周困存在电场，我们用电场强度来描述电场的强弱：类似地，在地球的周围存在引力场，我们可以用引力场强度描述引力场的强弱。类比电场强度的定义式，可以立义引力场强度。A.B、C三点引力场强度的大小分別为£、弘耳，下列关系正确的是（）BA.EfEsB.EfEcC.Ea瓦【答案】D【解析】【详解】由万有引力宅律，可知厂GMmF=—=mgr类比电场强度的左义式，可以左义引力场强度厂FGME=—=^^=gntr~可知，离地而越近，引力场强度越大，所以EqEfEb,D正确，ABC错渓。故选D。第二部分非选择题（共40分）二、填空题（本题共3小题。每小题4分，共12分）如图所示，一带正电的导体球"放在绝缘支架上，把系在绝缘丝线上的带电小球"挂在横杆上。当小球A•静止时，丝线与竖直方向成0角，由此推断小球M带电荷（选填“正”或“负”）«若把导体球"靠近带电小球皿则丝线与竖直方向的夹角〃将（选填“变大”或"变小”）。r【答案】(1).正(2).变大【解析】【详解】［1］带电小球根拯同性相斥，异性相吸原理，可知小球“带正电。［2］根据库仑力F=k^r可知当导体球”靠近带电小球再时，r减小，尸增大，对小球川受力分析得门Ftan0=——mg故线线与竖直方向的夹角〃将变大。利用如图所示的装置可探究弹簧的弹力尸与伸长量x的关系。某同学选取了1、2两根不同的弹簧分别进行探究。在实验过程中，弹簧始终在弹性限度内，弹簧质量可忽略不计。根据实验数据，他在同一个坐标系内作岀了Fx图像，如图所示，据此可知：在弹性限度内，弹簧的弹力尸与其伸长量x成(选填“正比”或“反比”)；弹簧1、2的劲度系数分别为k\和沧则厶民(选填“才或)0【答案】(1).正比【解析】【详解】［1］尸x图像是过原点的直线，故弹簧的弹力尸与英伸长量x成正比。［2］尸x图像的斜率反映劲度系数的大小，故比>k2a某实验小组利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。该实验小组选取了一条点迹淸晰的纸带，如图所示。图中0、A.B、C、。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0点到。点相邻计数点之间的距离逐渐增大,则可判断小车做（选填“加速”或“匀速”）直线运动。打点计时器打下月点时，小车速度的大小用s表示，打点计时器打下川点到打下Q点这段时间内，小车平均速度的大小用％表示，则%（选填或"<”）<>（OA5CD~【答案】（1）.加速（2）.<【解析】【详解】［1］由纸带的点的轨迹可以看出，在同样时间内，小车运动的位移越来越大，故小车是加速运动的。［2］由于小车是加速运动，从月点到C点的过程中，小车在月点时速度是最小的，因此vA>【答案】(1)2x10_4N：(2)4x10~5J【解析】【详解】(1)试探电荷在电场中所受静电力的大小为F=^E=lxlO-8x2xlO4N=2xlO-,N(2)此过程中静电力对试探电荷所做的功为|V=FJ=4x10-5J汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规立的速度。如图所示，一辆质量/Z2=2.0xl0:kg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e50m的圆弧。(D求这辆汽车转弯时需要向心力的大小厲(2)请你从道路设汁者或驾驶员的角度，提出一条可避免汽车在弯逍处侧滑的措施。【答案】(1)4000弋:(2)从驾驶员的角度：汽车在水平道路上转弯时，向心力由静摩擦力提供.为了防止最大静摩擦力小于所需的向心力，发生侧滑，转弯时要减速。【解析】2.0x103x10250【详解】(1)汽车转弯时需要向心力的大小N=4000N(2)从驾驶员的角度：汽车在水平道路上转弯时，向心力由静摩擦力提供，为了防止最大静摩擦力小于所需的向心力，发生侧滑，转弯时要减速。如图所示，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，磁感应强度为氏.一电荷量为+g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。求该粒子射入该区域时速度的大小V；若一电荷量为-g的粒子，以相同的速度a从同一位置射入该区域，不计粒子重力。请判断该粒子能否做匀速直线运动，并说明理由。E【答案】(1)v=-：(2)见解析B【解析】【详解】(1)粒子进入复合场后受到向下的电场力和向上的洛伦兹力，二力平衡，根据平衡条件得Bqv=Eq解得Ev=—B⑵若一电荷疑为-G的粒子，以相同的速度v从同一位垃射入该区域，不计粒子重力，与正电荷相比，电场力大小不变，方向相反；洛伦兹力大小不变，方向相反。电场力与洛伦兹优质资料\word可编辑-PAGE\*MERGEFORMAT#・/18-17・优质资料\word可编辑-18-/18-PAGE\*MERGEFORMAT#-力仍然是一对平衡力，故粒子做匀速直线运动。某种型号的笔由弹簧、内芯和外壳三部分构成。小明同学在探究这种笔的弹跳问题时，发现笔的弹跳过程可简化为三个阶段：把笔竖直倒立于水平硬桌面上，下压外壳使其下端接触桌而（如图所示）：把笔由静止释放，外壳竖直上升，速度达到％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y（如图所示）；然后，内芯与外壳以相同速度一起向上运动（如图所示）。已知笔的外壳和内芯质量分別为吗和处不计弹簧质量和空气阻力，重力加速度为®（1）求外壳与内芯碰撞后一起上升的最大髙度A：（2）求外壳与内芯组成的系统在碰撞过程中损失的动能（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:I23y11【洱系】（1）h=_:（2）耳损=牙“一刁（〃《+〃S）芮：（3）见解析【解析】【详解】（1）外壳与内芯碰撞后一起上升，由机械能守恒左律，可得解得2g（2）由能量守恒定律,可知解得外壳与内芯组成的系统在碰撞过程中损失的动能(3)将内芯与外壳间的撞击力等效为恒力尸，且可认为此恒力远大于笔所受的重力，对内芯分析，设力的作用时间为r,由牛顿第二泄律，可知F=■厶in.m2v=Ft对外壳分析，由牛顿第二泄律及运动学公式，可得F=“qv0-v=^r即v0-v=—r/wI(v0-v)=Fr所以,Wl(V0-V)=，W2V即/"M=(〃《+〃?2)卩