2020年物理高考真題卷-天津（含答案解析）

天津市2020年普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試

物理

本試卷分為第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分,共100分,考試用時60分鐘。

第I卷

一、單項選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）

1.在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究,獲得正確的理論認(rèn)識。下列圖

示的實驗中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是

C

2.北斗問天,國之夙愿。我國北斗三號系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道衛(wèi)星,其軌道半徑約為地球半徑的7

倍。與近地軌道衛(wèi)星相比，地球靜止軌道衛(wèi)星

A.周期大B.線速度大

C.角速度大D.加速度大

3.新冠肺炎疫情突發(fā)，中華兒女風(fēng)雨同舟、守望相助,筑起了抗擊疫情的巍峨長城。志愿者用非接觸式體溫

測量儀,通過人體輻射的紅外線測量體溫,防控人員用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒,為人民健康保駕

護(hù)航。紅外線和紫外線相比較

A.紅外線的光子能量比紫外線的大

B.真空中紅外線的波長比紫外線的長

C.真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大

D.紅外線能發(fā)生偏振現(xiàn)象,而紫外線不能

4.一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播,周期為T,時的波形如圖所示。t=:時

A.質(zhì)點a速度方向沿y軸負(fù)方向

B.質(zhì)點。沿x軸正方向遷移了1m

C.質(zhì)點c的加速度為零

D.質(zhì)點d的位移為-5cm

5.水槍是孩子們喜愛的玩具,常見的氣壓式水槍儲水罐示意如圖。從儲水罐充氣口充入氣體,達(dá)到一定壓強(qiáng)

后,關(guān)閉充氣口。扣動扳機(jī)將閥門”打開，水即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體溫度始終

保持不變,則氣體

A.壓強(qiáng)變大B.對外界做功

C.對外界放熱D.分子平均動能變大

二、不定項選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個選項中，都有多個選項是正確的。全部選對的

得5分,選對但不全的得3分,選錯或不答的得0分）

6.手機(jī)無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示，電磁感應(yīng)式無線充電的原理與變壓器類似,通過分別安

裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈,利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量。當(dāng)充電基座上的送電線圈通入正弦式

交變電流后,就會在鄰近的受電線圈中感應(yīng)出電流,最終實現(xiàn)為手機(jī)電池充電。在充電過程中

受電線圈

送電纜圈

A.送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化

B.受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場恒定不變

C.送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)能量傳遞

D.手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接,這樣傳遞能量沒有損失

7.如圖所示，在。叱平面的第一象限內(nèi)存在方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為6的勻強(qiáng)磁場。一帶電

粒子從y軸上的M點射入磁場，速度方向與y軸正方向的夾角，=45°。粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后在“點（圖中

未畫出）垂直穿過x軸。已知OM=a,粒子電荷量為q,質(zhì)量為m,重力不計。則

XXX

幺XX

W

XXX

A.粒子帶負(fù)電荷

B.粒子速度大小為理

m

C.粒子在磁場中運動的軌道半徑為a

D./V與0點相距（遮+Da

8.復(fù)興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標(biāo)志性成

果。一列質(zhì)量為勿的動車，初速度為如以恒定功率一在平直軌道上運動，經(jīng)時間力達(dá)到該功率下的最大速

度%，設(shè)動車行駛過程所受到的阻力廠保持不變。動車在時間大內(nèi)

A.做勻加速直線運動

B.加速度逐漸減小

C.牽引力的功率?才%

D.牽引力做功用二-y說

第n卷

9.（12分）（1）某實驗小組利用圖1所示裝置測定平拋運動的初速度。把白紙和復(fù)寫紙疊放一起固定在豎直

木板上,在桌面上固定一個斜面,斜面的底邊與桌子邊緣及木板均平行。每次改變木板和桌邊之間的距

離,讓鋼球從斜面頂端同一位置滾下,通過碰撞復(fù)寫紙,在白紙上記錄鋼球的落點。

①為了正確完成實驗，以下做法必要的是

圖2

A.實驗時應(yīng)保持桌面水平

B.每次應(yīng)使鋼球從靜止開始釋放

C.使斜面的底邊aZ?與桌邊重合

D.選擇對鋼球摩擦力盡可能小的斜面

②實驗小組每次將木板向遠(yuǎn)離桌子的方向移動0.2m,在白紙上記錄了鋼球的4個落點,相鄰兩點之間的距

離依次為15.0cm、25.0cm,35.0cm,示意如圖2。重力加速度g=

10m/s）鋼球平拋的初速度為m/s。

③圖1裝置中，木板上懸掛一條鉛垂線,其作用是。

（2）某實驗小組選用以下器材測定電池組的電動勢和內(nèi)阻,要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確。

電壓表（量程0~3V,內(nèi)阻約為3kC）

電流表（量程0-0.6A,內(nèi)阻約為1Q）

滑動變阻器（0~20Q,額定電流1A）

待測電池組（電動勢約為3V,內(nèi)阻約為1Q）

開關(guān)、導(dǎo)線若干

①該小組連接的實物電路如圖所示,經(jīng)仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)電路中有一條導(dǎo)線連接不當(dāng),這條導(dǎo)線對應(yīng)的編號

是o

②改正這條導(dǎo)線的連接后開始實驗，閉合開關(guān)前,滑動變阻器的滑片產(chǎn)應(yīng)置于滑動變阻器的端(填

“a”或者"b”)o

③實驗中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)滑動變阻器時，電流表讀數(shù)變化明顯但電壓表讀數(shù)變化不明顯。為了解決這個問題，在電

池組負(fù)極和開關(guān)之間串聯(lián)一個阻值為5。的電阻,之后該小組得到了幾組電壓表讀數(shù)〃和對應(yīng)的電流表讀

數(shù)I,并作出〃-/圖像,如圖所示。根據(jù)圖像可知，電池組的電動勢為V,內(nèi)阻為Qo(結(jié)果

均保留兩位有效數(shù)字)

10.(14分)如圖所示,垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度6隨時間f均勻變化。正方形硬質(zhì)金屬框

a6cd放置在磁場中，金屬框平面與磁場方向垂直，電阻#=0.1。，邊長片0.2m0求

(1)在t=0至1Jt=0.1s時間內(nèi)，金屬框中的感應(yīng)電動勢E-,

(2)t=0.05s時,金屬框a。邊受到的安培力下的大小和方向；

(3)在tO到tO.1s時間內(nèi)，金屬框中電流的電功率A

11.(16分)長為/的輕繩上端固定，下端系著質(zhì)量為面的小球4處于靜止?fàn)顟B(tài)。4受到一個水平瞬時沖量后

在豎直平面內(nèi)做圓周運動，恰好能通過圓周軌跡的最高點。當(dāng)A回到最低點時,質(zhì)量為您的小球6與之迎面

正碰,碰后48粘在一起,仍做圓周運動，并能通過圓周軌跡的最高點。不計空氣阻力，重力加速度為g,求:

(1)力受到的水平瞬時沖量/的大小；

(2)碰撞前瞬間8的動能笈至少多大？

12.(18分)多反射飛行時間質(zhì)譜儀是一種測量離子質(zhì)量的新型實驗儀器，其基本原理如圖所示,從離子源A

處飄出的離子初速度不計,經(jīng)電壓為〃的勻強(qiáng)電場加速后射入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器由兩個反射區(qū)和長

為1的漂移管(無場區(qū)域)構(gòu)成,開始時反射區(qū)1、2均未加電場,當(dāng)離子第一次進(jìn)入漂移管時,兩反射區(qū)開始

加上電場強(qiáng)度大小相等、方向相反的勻強(qiáng)電場，其電場強(qiáng)度足夠大，使得進(jìn)入反射區(qū)的離子能夠反射回漂移

管。離子在質(zhì)量分析器中經(jīng)多次往復(fù)即將進(jìn)入反射區(qū)2時,撤去反射區(qū)的電場,離子打在熒光屏8上被探測

到,可測得離子從A到8的總飛行時間。設(shè)實驗所用離子的電荷量均為q,不計離子重力。

(1)求質(zhì)量為卬的離子第一次通過漂移管所用的時間方；

(2)反射區(qū)加上電場，電場強(qiáng)度大小為E,求離子能進(jìn)入反射區(qū)的最大距離x：

(3)已知質(zhì)量為加的離子總飛行時間為to,待測離子的總飛行時間為力,兩種離子在質(zhì)量分析器中反射相同

次數(shù)，求待測離子質(zhì)量⑶。

題號12345678

答案DABCBACADBC

1.D【命題意圖】本題考查對教材有關(guān)插圖的理解、物理學(xué)史及其相關(guān)知識點,考查的核心素養(yǎng)是科

學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

【解題思路】發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是盧瑟福的a粒子轟擊金箔發(fā)生散射的實驗,選項D正確。

【回歸教材】此題的四幅圖均來自人教版教材,A圖為雙縫干涉實驗示意圖,B圖是光電效應(yīng)實驗圖,C圖

是赫茲實驗證實電磁波的示意圖,D圖是a粒子散射實驗示意圖。

2.A【命題意圖】本題考查萬有引力定律、牛頓運動定律、勻速圓周運動及其相關(guān)知識點，體現(xiàn)的核

心素養(yǎng)是物理觀念和科學(xué)思維。

【解題思路】近地軌道衛(wèi)星的軌道半徑稍大于地球半徑，由萬有引力提供向心力,可得冷￡,解得線速

rzr

度片秒,由于地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑大于近地軌道衛(wèi)星的軌道半徑，所以地球靜止軌道衛(wèi)星的線速

度較小,選項B錯誤；由萬有引力提供向心力,可得喈="（學(xué)）2,解得周期TCn后,所以地球靜止軌道衛(wèi)

星的周期較大,選項A正確；由

3g可知地球靜止軌道衛(wèi)星的角速度較小,選項C錯誤；由萬有引力提供向心力,可得年二ma,解得加速

度a=吟,所以地球靜止軌道衛(wèi)星的加速度較小,選項D錯誤。

【方法歸納】對于衛(wèi)星繞地球或其他天體運動類問題,一般利用萬有引力提供向心力,選擇合適表達(dá)式列

方程解答。

3.B【命題意圖】本題考查電磁波譜、紅外線和紫外線、光子能量、偏振現(xiàn)象及其相關(guān)知識點，考查

的核心素養(yǎng)是科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

【解題思路】根據(jù)電磁波譜可知,紅外線的頻率小于紫外線的頻率,真空中紅外線的波長大于紫外線的波

長，由光子能量公式可知，紅外線光子能量小于紫外線光子能量,選項A錯誤,B正確;真空中任何光的傳播速

度都相等,所以真空中紅外線的傳播速度等于紫外線的傳播速度,選項C錯誤；由于光是橫波,都能夠發(fā)生偏

振現(xiàn)象,所以紅外線和紫外線都能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象,選項D錯誤。

4.C【命題意圖】本題考查波動圖像及其相關(guān)知識點，考查的核心素養(yǎng)是物理觀念和科學(xué)思維。

【解題思路】t=:時，質(zhì)點a沿y軸正方向運動到平衡位置,其速度方向沿y軸正方向,選項A錯誤;根據(jù)

簡諧橫波的傳播特點可知,質(zhì)點只在平衡位置附近上下振動,不沿傳播方向遷移,選項B錯誤；t=制,質(zhì)點c

運動到平衡位置,所受合外力為零,加速度為零,選項C正確；t=削寸,質(zhì)點，運動到正的最大位移處,位移為

5cm,選項D錯誤。

5.B【命題意圖】本題考查玻意耳定律、溫度的微觀含義、氣體做功及其相關(guān)知識點,考查的核心素

養(yǎng)是科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。

【解題思路】在水向外不斷噴出的過程中，罐內(nèi)氣體體積增大,則氣體對外做功,根據(jù)玻意耳定律可知,罐

內(nèi)氣體的壓強(qiáng)減小,選項A錯誤,B正確；由于罐內(nèi)氣體溫度不變,不對外放熱,選項C錯誤;根據(jù)溫度是分子

平均動能的標(biāo)志可知,溫度不變,分子平均動能不變,選項D錯誤。

6.AC【命題意圖】本題考查了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，意在考查考生綜合分析問題的能力,體現(xiàn)的核心素養(yǎng)是物

理觀念。

【解題思路】由題意可知送電線圈中通入了正弦式交變電流,可知電流產(chǎn)生的磁場也呈周期性變化,A正

確；由變壓器的工作原理可知,受電線圈中輸出的電流按余弦規(guī)律變化,因此受電線圈中感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁

場隨電流的變化而變化,B錯誤;送電線圈和受電線圈的能量傳遞是通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)的,C正確；由于送電

線圈產(chǎn)生的磁場并沒有全部穿過受電線圈，即有磁通的損失,因此該充電過程存在能量的損失,D錯誤。

7.AD【命題意圖】本題考查了帶電粒子在磁場中的運動，意在考查考生綜合幾何關(guān)系處理問題的能力，

體現(xiàn)的核心素養(yǎng)是科學(xué)思維。

【解題思路】由左手定則可知,帶電粒子帶負(fù)電荷,A正確;做出粒子的軌跡示意圖，如圖所示，假設(shè)軌跡的

圓心為0',則由幾何關(guān)系得粒子的軌道半徑為R=無a,則由qvB=碣得片跡=畫眨BC錯誤；由以上分

Rmm

析可知，ON=R+a=(&+。a,D正確。

8.BC【命題意圖】本題以機(jī)車啟動為背景考查了功率、動能定理等知識,意在考查考生綜合分析問題

的能力，構(gòu)建物理模型的能力。

【解題思路】由于動車以恒定功率啟動,則由尸于奉史力-可知動車的速度增大則牽引力減小，由牛頓第二

定律廠制力/二沖得動車的加速度逐漸減小,A錯誤,B正確；當(dāng)動車的加速度為零時;即牽引力等于阻力時,動

車的速度最大，即尸％C正確;設(shè)動車在時間t內(nèi)的位移為X,由動能定理得W-Fx=|〃就，-則牽引力

所做的功為時錯嗚_刎仃錯誤。

【易錯警示】機(jī)車啟動問題的三點注意

（1）在機(jī)車功率片■尸「中,尸是機(jī)車的牽引力而不是機(jī)車所受合力或阻力,所以。可淪，只體現(xiàn)了一種數(shù)量關(guān)系

用于計算,即牽引力與阻力平衡時達(dá)到最大運行速度；（2）恒定功率下的啟動過程一定不是勻加速直線運動，

勻變速直線運動的公式不再適用,啟動過程發(fā)動機(jī)做的功可用修t計算,不能用7計算（因為尸為變

力）；（3）以恒定加速度啟動只能維持一段時間,之后要經(jīng)歷非勻變速直線運動,所以勻變速直線運動的公式

只適用于前一段時間,不可生搬硬套。

9.（1）【答案】①AB（2分）②2（2分）③方便將木板調(diào)整到豎直平面（2分）

【命題意圖】本題考查測定平拋運動初速度的實驗,體現(xiàn)的核心素養(yǎng)是科學(xué)探究。

【解題思路】①為了使鋼球離開桌面做平拋運動,實驗時應(yīng)保持桌面水平,A項正確;為了使鋼球做平拋運

動的初速度相同,每次應(yīng)使鋼球從同一位置由靜止釋放,B項正確;實驗與斜面是否光滑無關(guān),D項錯誤;若ab

邊與桌邊重合,則鋼球在空中做的不是平拋運動,C項錯誤。②鋼球在水平方向做勻速直線運動,每次向右移

動0.2m,鋼球做平拋運動的時間均勻增大;豎直方向上,鋼球做自由落體運動，有得7=0.1s,所以

鋼球平拋的初速度片—二

2m/so③木板上懸掛鉛垂線是為了調(diào)整木板使其處于豎直狀態(tài)。

（2）【答案】①5（1分）②a（l分）③2.9（2分）0.80（2分）

【命題意圖】本題考查測量電源電動勢和內(nèi)阻實驗，體現(xiàn)的核心素養(yǎng)是科學(xué)探究。

【解題思路】①應(yīng)用伏安法測電源電動勢和內(nèi)阻，電壓表應(yīng)測量電源兩端的電壓,故導(dǎo)線5接滑動變阻器

的一端應(yīng)改接到電源的正極;②滑動變阻器起保護(hù)電路的作用，因此閉合開關(guān)前,應(yīng)將其接入電路的電阻調(diào)

為最大值，故滑片〃應(yīng)置于a端;③在電池組負(fù)極和開關(guān)間串聯(lián)一個阻值為5。的電阻，由閉合電路歐姆定

律有U=必/（「蘇），所以〃-/圖線的縱截距表示電源電動勢,￡N9V,圖線斜率的絕對值表示電源內(nèi)阻與定

值電阻串聯(lián)的總電阻，所以電源內(nèi)阻為r=（言T）04）.80Q。

10.【命題意圖】本題考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力、電功率等,體現(xiàn)的核心素

養(yǎng)是物理觀念和科學(xué)思維。

解：（1）在到匚）.1s的時間△t內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量2T,設(shè)穿過金屬框的磁通量變化量為A

有

AXB1”①（2分）

由于磁場均勻變化,金屬框中產(chǎn)生的電動勢是恒定的,有《=F②（2分）

△t

聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù),解得￡=0.08V③（1分）

（2）設(shè)金屬框中的電流為/,由閉合電路歐姆定律，有

/=*④（2分）

由圖可知，i^.05s時，磁感應(yīng)強(qiáng)度為臺=0.1T,金屬框劭邊受到的安培力

F=I1B、⑤（2分）

聯(lián)立①②④⑤式，代入數(shù)據(jù),解得F=Q016N⑥（1分）

方向垂直于助向左。⑦（1分）

（3）在LO到1=0.1s時間內(nèi)，金屬框中電流的電功率

P=fR⑧（2分）

聯(lián)立①②④⑧式，代入數(shù)據(jù),解得

PR.064W⑨（1分）

11.【命題意圖】本題考查動量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、動量定理等，體現(xiàn)的核心素養(yǎng)是科學(xué)思維。

解：（1）力恰好能通過圓周軌跡的最高點,此時輕繩的拉力剛好為零，設(shè)力在最高點時的速度大小為匕由牛頓

第二定律，有

?2.

nhgf①（2分）

A從最低點到最高點的過程中機(jī)械能守恒,取軌跡最低點處重力勢能為零,設(shè)A在最低點的速度大小為小有

/嗯11rhgl②（2分）

由動量定理，有/口以③（2分）

聯(lián)立①②③式,得I=mly/5gl④（2分）

（2）設(shè)兩球粘在一起時的速度大小為匕4、8