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2020年天津市普通高中学业水平等级性考试物理试卷详解
一、单项选择题（每题4分，共20分）
1. 在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的
理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（ ）
答案：D
解析：
选项A是双缝干涉实验，证明了光具有波动性，与原子结构无关。
选项B是光电效应实验，说明了光的粒子性，不涉及原子核式结构。
选项C是电磁波的发射与接收实验，与原子核无关。
选项D是卢瑟福的α粒子散射实验，该实验通过α粒子轰击金箔，发现大部分粒子穿过，少数发生大角度偏转，
从而提出原子具有核式结构（即原子中心存在小而重的核）。
因此，正确答案是D。
2. 北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径
约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星（ ）
答案：A
解析：
卫星绕地球运动时，万有引力提供向心力，公式为：解得线速度 、角速度 、周期 、加速度 。
轨道半径r越大，v、ω、a均减小，T增大。地球静止轨道卫星半径大于近地卫星半径，因此其周期较大，线速
度、角速度、加速度较小。
故选项A正确。
3. 新冠肺炎疫情突发，红外线和紫外线相比较（ ）
答案：B
解析：
光子能量公式 ，红外线频率低于紫外线，因此红外线光子能量较小，A错误。
真空中光速相同，但波长 ，红外线频率低，故波长较长，B正确。
真空中所有电磁波传播速度均为c，C错误。
光都具有偏振现象，D错误。
因此B正确。
4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T， 时的波形如图所示。 时（ ）
答案：C
解析：
波向右传播 后，波形向前平移 。
质点a此时在平衡位置，速度方向沿y轴正方向（非负方向），A错误。
质点b只在y方向振动，不随波迁移，B错误。
质点c运动到平衡位置，加速度为零，速度最大，C正确。
质点d的位移为5cm（非-5cm），D错误。
故C正确。
5. 水枪储水罐中气体在喷水过程中（温度不变），则气体（ ）
答案：B
解析：
温度不变，喷水时体积增大，由玻意耳定律 恒量，压强减小，A错误。
体积膨胀，对外界做功，B正确。
由热力学第一定律 ，内能不变，W为负，故Q为正（吸热），C错误。温度不变，分子平均动能不变，D错误。
因此B正确。
二、不定项选择题（每题6分，共18分；全对得6分，部分选对得3分，有选错得0
分）
6. 手机无线充电过程中（ ）
答案：A、C
解析：
送电线圈通入交变电流，产生周期性变化的磁场，A正确。
受电线圈感应电流的磁场也周期性变化，B错误。
送电和受电线圈通过互感传递能量，C正确。
无线充电有电磁辐射损失，能量传递有损耗，D错误。
故AC正确。
7. 带电粒子在磁场中运动，已知θ=45°，OM=a，则（ ）
答案：A、D
解析：
粒子向下偏转，由左手定则判断带负电，A正确。
轨迹如图，由几何关系：∠OMO₁ = ∠OO₁M = 45°，OM = OO₁ = a，轨道半径 ，故C错误。
洛伦兹力提供向心力： ，解得 ，B错误。
N与O点距离 ，D正确。
故AD正确。
8. 复兴号动车以恒定功率运动，经时间t达到最大速度 ，则（ ）答案：B、C
解析：
牵
功率P恒定，由 牵 ，v增大时牵引力减小，加速度 减小，做变加速运动，A错误、B正确。
最大速度时加速度为零，牵引力等于阻力， ，C正确。
牵引力做功 ，由动能定理 ，D错误。
故BC正确。
三、解答题（共62分）
9. 平抛运动实验（共12分）
答案：
(1) A、B
(2) 2 m/s
(3) 方便调整木板保持在竖直平面上
解析：
①实验必要措施：
A正确：桌面水平保证钢球水平抛出。
B正确：每次从静止释放确保初速度相同。
C错误：斜面底边ab无需与桌边重合。
D错误：钢球与斜面摩擦力对实验无显著影响。
故选AB。
②初速度计算：
木板每次移动0.2m，落点间距差为10cm（15cm、25cm、35cm），由 ：
水平方向匀速运动：
③铅垂线作用：确保木板竖直，方便调整。
实验装置如图：落点示意图：
10. 电池组电动势和内阻测量（共12分）
答案：
(1) 导线5连接不当，应改为从电压表正接线柱接电流表正接线柱
(2) 滑片P应置于a端
(3) 电动势2.9V，内阻0.80Ω
解析：
①电路修正：
电源内阻较小，应采用电流表外接法。图中导线5连接错误，应调整使电压表直接测量电源电压。
②滑片位置：闭合开关前，滑片置于a端使滑动变阻器阻值最大，保护电路。
③数据处理：
U-I图像与纵轴交点即电动势 。
短路电流 ，等效内阻 等效 。
串联5Ω电阻后，电源实际内阻 。
实物电路图：U-I图像：
11. 金属框在变化磁场中的感应问题（共10分）
答案：
(1) 0.08V
(2) 0.016N，方向垂直于ab向左
(3) 0.064W
解析：
(1) 感应电动势E：
磁通量变化量 。
电动势 。
(2) 安培力F：
电流 。
时， ，安培力 。
由左手定则，方向垂直于ab向左。
(3) 电功率P：
。
12. 小球碰撞与圆周运动（共14分）答案：
(1)
(2)
解析：
(1) 冲量I的大小：
最高点临界条件： ，解得 。
机械能守恒： ，得 。
冲量 。
(2) 碰撞前B的动能：
碰撞后粘合体恰能通过最高点，需 。
动量守恒（以B方向为正）： 。
解得 。
动能 。
13. 多反射飞行时间质谱仪（共14分）
答案：
(1)
(2)
(3)
解析：
(1) 第一次通过漂移管时间：
离子加速： ，得 。
漂移管匀速运动： 。
(2) 反射区最大距离x：
动能定理： ，得 。
(3) 待测离子质量：
总飞行时间 总 ，故 。
解得 。
