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2020年北京市等级考（高考）物理试题，注重联系生产、生活实际，关注科技最新发展成果，突出对模型建构等科学思维的考查，增加了中等难度题目数量的占比，提高了试题的区分度，并且命制了很多原创性的试题，这有利于考出考生的真实水平，提高试题的信度，下面举例说明。
一、试题联系实际，关注我国科技最新发展成果
试题注重以真实的情境呈现问题，引导考生观察身边的自然现象，把学过的物理知识应用到实际问题中。使得考生感到物理就在身边，学习物理能解释自己身边发生的物理现象，能使人类的生活变得更美好。
例1 （第14题）在无风的环境里，某人在高处释放静止的篮球，篮球竖直下落;如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图1所示）再释放，则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是，转动的篮球在运动过程中除受重力外，还受到空气施加的阻力f1和偏转力f2。这两个力与篮球速度。的关系大致为：f1=k1v2，方向与篮球运动方向相反;f2 =k2v，方向与篮球运动方向垂直。下列说法中正确的是（
）。
A.k1、k2是与篮球转动角速度无关的常量
B.篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C.人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动
D.释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
审题：转动的篮球在运动过程中，受到方向与运动方向垂直的偏转力f2=k2v作用。
思路：采用排除法，根据题目给出的信息结合已有知识，通过去伪存真，排除错误的选项，得出正确选项。
解析：如果篮球转动的角速度为零，则篮球不会受到偏转力f2，因此f2=k2v中的k2和角速度有关，选项A错误。假设篮球可以回到原高度且角速度与释放时的角速度相同，则篮球具有与释放时一样的机械能。这与篮球因受阻力f1，导致其机械能减少相矛盾，因此假设不成立，选项B错误。假设篮球可以沿水平方向做直线运动，则篮球受到沿水平方向的阻力f1，篮球只可能沿水平方向做减速直线运动，根据f2=k2v可知，v变小，偏转力f2也变小，这样沿竖直方向的重力和f2就不能保持平衡，因此篮球不可能沿水平方向做减速直线运动，选项D错误。由排除法可知，本题选C。
答案：C
正确选项C的推导：在篮球下落的过程中，某时刻的受力情况如图2所示。如果人站得足够高，那么随着篮球速度v不断增大，篮球受到的f1和f2的合力沿竖直方向的分力可能超过重力G，使得篮球竖直向下的分速度减小为零后变成竖直向上，即篮球向上运动。
点评：本题是一道信息题，它以考生熟悉的篮球下落为背景，考查受力分析、力和运动的分解、能量守恒等知识，考查运动和相互作用、能量等物理观念和科学思维。另外，本套试卷的第3题以5G为背景，第5题以我国首次火星探测任务命名的“天问一号”为背景，第17题通过无人机投放包裹这一真实案例，引导考生密切关注我国的科技前沿，激发考生的爱国热情、民族自豪感和使命感，培养考生的科学思想与责任。
二、试题加强了对实验探究能力的考查
同往年试卷相比，本套试卷中的实验题分值占比最高，涉及四个学生实验。
例2 （第13题）在同一竖直平面内，3个完全相同的小钢球（1号、2号、3号）悬挂于同一高度，静止时小球恰能接触且悬线平行，如图3所示。在下列实验中，悬线始终保持绷紧状态，碰撞均为对心碰撞。以下分析正确的是（ ）。
A.将1号移至高度h释放，碰撞后，观察到2号静止、3号摆至高度h。若2号换成质量不同的小钢球，重复上述实验，3号仍能摆至高度h
B.将1、2号一起移至高度h释放，碰撞后，观察到1号静止，2、3号一起摆至高度h，释放后整个过程机械能和动量都守恒
C.将右侧涂胶的1号移至高度h释放，1、2号碰后粘在一起，根据机械能守恒，3号仍能摆至高度h
D.将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度h释放，碰撞后，2、3号粘在一起向右运动，未能摆至高度h，释放后整个过程机械能和动量都不守恒
审题：选项C中的1号右侧涂胶，选项D中的2号右侧涂胶。
思路：两球碰撞后交换速度的条件是质量相等、弹性碰撞，这两条缺一不可。机械能守恒的条件是只有重力和弹力做功，动量守恒的条件是合力为零。
解析：若2号换成质量不同的小钢球，则1号与质量不同的2号相碰后，1號的速度不为零，2号与3号相碰后，3号获得的动能小于1号碰2号前瞬间的动能，因此3号不可能摆至高度h，选项A错误。由三个小球组成的系统只有重力做功，系统的机械能守恒，但除碰撞过程外，在释放后的下落过程及碰撞后的摆起过程中，系统受到的合力均不为零，动量均不守恒，选项B错误。右侧涂胶的1号与2号碰撞后粘在一起，属于完全非弹性碰撞，存在机械能损失，因此1、2号再与3号相碰后，3号获得的动能不足以使其摆至高度h，选项C错误。右侧涂胶的2号碰3号与3号粘在一起，属于完全非弹性碰撞，存在机械能损失，由三个小球组成的系统在释放后的下落过程，以及碰后摆起的过程中，受到的合力均不为零，动量均不守恒，选项D正确。
答案：D
点评：本题由牛顿摆演示实验改编而成，创新点是分析其中一个小球一侧涂胶后再与其他小球碰撞的情况。考查碰撞、动量守恒条件、机械能守恒条件等知识点，考查的核心素养是科学思维和科学探究。需要特别注意的是不能根据碰撞过程满足动量守恒定律，而错误地认为整个过程满足动量守恒定律。
三，试卷突出了对模型建构等科学思维的考查
例3 （第19题）如图4甲所示，真空中有一长直细金属导线MN，与导线同轴放置一半径为R的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀辐射出速率相同的电子，已知电子质量为m，电荷量为e。不考虑出射电子间的相互作用力。 （1）可以用下面两种实验方案测量出射电子的初速度。
a.在柱面和导线之间，只加恒定电压。
b.在柱面内，只加与导线MN平行的匀强磁场。
当电压为Uo或磁感应强度为Bo时，刚好没有电子到达柱面，分别计算出射电子的初速度vo。
（2）撤去柱面，沿柱面原位置放置一个弧长为a、长度为6的金属片，如图4乙所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为I，电子流对该金属片的压强为p。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。
审题：（1）问中“刚好没有电子到达柱面”;（2）问中“在该金属片上检测到出射电子形成的电流为I”。
思路：（1）问，电压为Uo时刚好没有电子到达柱面，说明电子的末速度为零;磁感应强度为Bo时刚好没有电子到达柱面，说明电子的运动轨迹与柱面相切。（2）问，需要把时间t内射到金属片上的电子作为研究对象，利用电流的微观意义分析求解。
点评：本题的创新点是（2）问，确定单位长度导线单位时间内出射的电子数。这需要建立全新的圆形模型，它不同于我们平常做过的：地面上某一面积接受太阳辐射功率的球形模型。
例4 （第20题）某试验列车按照设定的直线运动模式，利用计算机控制制动装置，实现安全准确地进站停车。制动装置包括电气制动和机械制动两部分。如图5所示为该列车在进站停车过程中设定的加速度大小a车 随速度v的变化曲线。
（1）求列车速度从20 m/s降至3 m/s经过的时间￡及行进的距离z。
（2）有关列车电气制动，可以借助如图6所示的模型来理解。图中水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，回路中的电阻阻值为R，不计金属棒MN及导轨的电阻。金属棒MN沿导轨向右运动的过程，对应列车的电气制动过程，可假设金属棒MN的运动速度与列车的速度、金属棒MN的加速度与列车电气制动产生的加速度成正比。列车开始制动时，其速度和电气制动产生的加速度大小对应图5中的P点。论证电气制动产生的加速度大小随列车速度变化的关系，并在图5中画出图像。
（3）制动过程中，除机械制动和电气制动外，列车还会受到随车速减小而减小的空气阻力。分析说明：在列车速度从100 m/s减到3 m/s的过程中，在哪个速度附近所需机械制动最强？
（注意：解题过程中需要用到但是题目中没有给出的物理量，在解题时做必要的说明）
审题：（1）问，列车速度从20 m/s降至3 m/s的过程中，由a-v图像可知，列车做加速度a0=-0.7 m/s2的匀减速直线运动;（2）问，电气制动产生的力相当于图6中金属棒MN受到的安培力;（3）问，制动过程中，列车受到机械制动力、电气制动力和空气阻力的作用。
点评：本题把列车电气制动的原理简化为金属棒在磁場中的运动模型。本题的创新点在于给出的a-v图像是考生陌生的，且（3）问考查考生定性解答物理问题的能力。另外，本套试卷的第2题考查氢原子的结构模型，第7题考查点电荷形成的电场模型，第10题考查分子间的作用力模型，第17题考查平抛运动模型等。
备考建议 2020年北京市等级考（高考）物理试题注重考查考生的物理观念，体现了基础性;关注我国科技最新发展成果，联系生产、生活实际，体现了应用性;加强了对科学探究能力的考查，体现了创新性;突出了模型建构等科学思维的考查，体现了综合性。很好地落实了教育部考试中心提出的“一体四层四翼”的命题要求。同学们在高三复习备考的过程中，一定要在牢固掌握基础知识、基本规律的前提下，适时关注生活、生产、科技创新等，逐步培养灵活运用理论知识解决实际问题的能力。
（责任编辑 张巧）
一、试题联系实际，关注我国科技最新发展成果
试题注重以真实的情境呈现问题，引导考生观察身边的自然现象，把学过的物理知识应用到实际问题中。使得考生感到物理就在身边，学习物理能解释自己身边发生的物理现象，能使人类的生活变得更美好。
例1 （第14题）在无风的环境里，某人在高处释放静止的篮球，篮球竖直下落;如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图1所示）再释放，则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是，转动的篮球在运动过程中除受重力外，还受到空气施加的阻力f1和偏转力f2。这两个力与篮球速度。的关系大致为：f1=k1v2，方向与篮球运动方向相反;f2 =k2v，方向与篮球运动方向垂直。下列说法中正确的是（
）。
A.k1、k2是与篮球转动角速度无关的常量
B.篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C.人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动
D.释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
审题：转动的篮球在运动过程中，受到方向与运动方向垂直的偏转力f2=k2v作用。
思路：采用排除法，根据题目给出的信息结合已有知识，通过去伪存真，排除错误的选项，得出正确选项。
解析：如果篮球转动的角速度为零，则篮球不会受到偏转力f2，因此f2=k2v中的k2和角速度有关，选项A错误。假设篮球可以回到原高度且角速度与释放时的角速度相同，则篮球具有与释放时一样的机械能。这与篮球因受阻力f1，导致其机械能减少相矛盾，因此假设不成立，选项B错误。假设篮球可以沿水平方向做直线运动，则篮球受到沿水平方向的阻力f1，篮球只可能沿水平方向做减速直线运动，根据f2=k2v可知，v变小，偏转力f2也变小，这样沿竖直方向的重力和f2就不能保持平衡，因此篮球不可能沿水平方向做减速直线运动，选项D错误。由排除法可知，本题选C。
答案：C
正确选项C的推导：在篮球下落的过程中，某时刻的受力情况如图2所示。如果人站得足够高，那么随着篮球速度v不断增大，篮球受到的f1和f2的合力沿竖直方向的分力可能超过重力G，使得篮球竖直向下的分速度减小为零后变成竖直向上，即篮球向上运动。
点评：本题是一道信息题，它以考生熟悉的篮球下落为背景，考查受力分析、力和运动的分解、能量守恒等知识，考查运动和相互作用、能量等物理观念和科学思维。另外，本套试卷的第3题以5G为背景，第5题以我国首次火星探测任务命名的“天问一号”为背景，第17题通过无人机投放包裹这一真实案例，引导考生密切关注我国的科技前沿，激发考生的爱国热情、民族自豪感和使命感，培养考生的科学思想与责任。
二、试题加强了对实验探究能力的考查
同往年试卷相比，本套试卷中的实验题分值占比最高，涉及四个学生实验。
例2 （第13题）在同一竖直平面内，3个完全相同的小钢球（1号、2号、3号）悬挂于同一高度，静止时小球恰能接触且悬线平行，如图3所示。在下列实验中，悬线始终保持绷紧状态，碰撞均为对心碰撞。以下分析正确的是（ ）。
A.将1号移至高度h释放，碰撞后，观察到2号静止、3号摆至高度h。若2号换成质量不同的小钢球，重复上述实验，3号仍能摆至高度h
B.将1、2号一起移至高度h释放，碰撞后，观察到1号静止，2、3号一起摆至高度h，释放后整个过程机械能和动量都守恒
C.将右侧涂胶的1号移至高度h释放，1、2号碰后粘在一起，根据机械能守恒，3号仍能摆至高度h
D.将1号和右侧涂胶的2号一起移至高度h释放，碰撞后，2、3号粘在一起向右运动，未能摆至高度h，释放后整个过程机械能和动量都不守恒
审题：选项C中的1号右侧涂胶，选项D中的2号右侧涂胶。
思路：两球碰撞后交换速度的条件是质量相等、弹性碰撞，这两条缺一不可。机械能守恒的条件是只有重力和弹力做功，动量守恒的条件是合力为零。
解析：若2号换成质量不同的小钢球，则1号与质量不同的2号相碰后，1號的速度不为零，2号与3号相碰后，3号获得的动能小于1号碰2号前瞬间的动能，因此3号不可能摆至高度h，选项A错误。由三个小球组成的系统只有重力做功，系统的机械能守恒，但除碰撞过程外，在释放后的下落过程及碰撞后的摆起过程中，系统受到的合力均不为零，动量均不守恒，选项B错误。右侧涂胶的1号与2号碰撞后粘在一起，属于完全非弹性碰撞，存在机械能损失，因此1、2号再与3号相碰后，3号获得的动能不足以使其摆至高度h，选项C错误。右侧涂胶的2号碰3号与3号粘在一起，属于完全非弹性碰撞，存在机械能损失，由三个小球组成的系统在释放后的下落过程，以及碰后摆起的过程中，受到的合力均不为零，动量均不守恒，选项D正确。
答案：D
点评：本题由牛顿摆演示实验改编而成，创新点是分析其中一个小球一侧涂胶后再与其他小球碰撞的情况。考查碰撞、动量守恒条件、机械能守恒条件等知识点，考查的核心素养是科学思维和科学探究。需要特别注意的是不能根据碰撞过程满足动量守恒定律，而错误地认为整个过程满足动量守恒定律。
三，试卷突出了对模型建构等科学思维的考查
例3 （第19题）如图4甲所示，真空中有一长直细金属导线MN，与导线同轴放置一半径为R的金属圆柱面。假设导线沿径向均匀辐射出速率相同的电子，已知电子质量为m，电荷量为e。不考虑出射电子间的相互作用力。 （1）可以用下面两种实验方案测量出射电子的初速度。
a.在柱面和导线之间，只加恒定电压。
b.在柱面内，只加与导线MN平行的匀强磁场。
当电压为Uo或磁感应强度为Bo时，刚好没有电子到达柱面，分别计算出射电子的初速度vo。
（2）撤去柱面，沿柱面原位置放置一个弧长为a、长度为6的金属片，如图4乙所示。在该金属片上检测到出射电子形成的电流为I，电子流对该金属片的压强为p。求单位长度导线单位时间内出射电子的总动能。
审题：（1）问中“刚好没有电子到达柱面”;（2）问中“在该金属片上检测到出射电子形成的电流为I”。
思路：（1）问，电压为Uo时刚好没有电子到达柱面，说明电子的末速度为零;磁感应强度为Bo时刚好没有电子到达柱面，说明电子的运动轨迹与柱面相切。（2）问，需要把时间t内射到金属片上的电子作为研究对象，利用电流的微观意义分析求解。
点评：本题的创新点是（2）问，确定单位长度导线单位时间内出射的电子数。这需要建立全新的圆形模型，它不同于我们平常做过的：地面上某一面积接受太阳辐射功率的球形模型。
例4 （第20题）某试验列车按照设定的直线运动模式，利用计算机控制制动装置，实现安全准确地进站停车。制动装置包括电气制动和机械制动两部分。如图5所示为该列车在进站停车过程中设定的加速度大小a车 随速度v的变化曲线。
（1）求列车速度从20 m/s降至3 m/s经过的时间￡及行进的距离z。
（2）有关列车电气制动，可以借助如图6所示的模型来理解。图中水平平行金属导轨处于竖直方向的匀强磁场中，回路中的电阻阻值为R，不计金属棒MN及导轨的电阻。金属棒MN沿导轨向右运动的过程，对应列车的电气制动过程，可假设金属棒MN的运动速度与列车的速度、金属棒MN的加速度与列车电气制动产生的加速度成正比。列车开始制动时，其速度和电气制动产生的加速度大小对应图5中的P点。论证电气制动产生的加速度大小随列车速度变化的关系，并在图5中画出图像。
（3）制动过程中，除机械制动和电气制动外，列车还会受到随车速减小而减小的空气阻力。分析说明：在列车速度从100 m/s减到3 m/s的过程中，在哪个速度附近所需机械制动最强？
（注意：解题过程中需要用到但是题目中没有给出的物理量，在解题时做必要的说明）
审题：（1）问，列车速度从20 m/s降至3 m/s的过程中，由a-v图像可知，列车做加速度a0=-0.7 m/s2的匀减速直线运动;（2）问，电气制动产生的力相当于图6中金属棒MN受到的安培力;（3）问，制动过程中，列车受到机械制动力、电气制动力和空气阻力的作用。
点评：本题把列车电气制动的原理简化为金属棒在磁場中的运动模型。本题的创新点在于给出的a-v图像是考生陌生的，且（3）问考查考生定性解答物理问题的能力。另外，本套试卷的第2题考查氢原子的结构模型，第7题考查点电荷形成的电场模型，第10题考查分子间的作用力模型，第17题考查平抛运动模型等。
备考建议 2020年北京市等级考（高考）物理试题注重考查考生的物理观念，体现了基础性;关注我国科技最新发展成果，联系生产、生活实际，体现了应用性;加强了对科学探究能力的考查，体现了创新性;突出了模型建构等科学思维的考查，体现了综合性。很好地落实了教育部考试中心提出的“一体四层四翼”的命题要求。同学们在高三复习备考的过程中，一定要在牢固掌握基础知识、基本规律的前提下，适时关注生活、生产、科技创新等，逐步培养灵活运用理论知识解决实际问题的能力。
（责任编辑 张巧）