2020年物理高考真题卷--全国3（含答案解析）

PAGE\*MERGEFORMAT12020全国卷Ⅲ·2020年普通高等学校招生全国统一考试·全国Ⅲ卷物理一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。14.如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到A.拨至M端或N端,圆环都向左运动B.拨至M端或N端,圆环都向右运动C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动15.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为A.3JB.4JC.5JD.6J16.“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间可认为绕月做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍,地球质量是月球质量的Q倍,地球 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面重力加速度大小为g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为A.RKgQPB.RPKgQC.RQgKPD.RPgQK17.如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°,则β等于A.45°B.55°C.60°D.70°18.真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为A.3mv2aeB.mvaeC.3mv4aeD.3mv5ae19.1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为 24He+ 1327Al→X+ 01n。X会衰变成原子核Y,衰变方程为X→Y+ 10e。则A.X的质量数与Y的质量数相等B.X的电荷数比Y的电荷数少1C.X的电荷数比 1327Al的电荷数多2D.X的质量数与 1327Al的质量数相等20.在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10Ω,R3=20Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是A.所用交流电的频率为50HzB.电压表的示数为100VC.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W21.如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说法正确的是A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负二、非选择题:共62分。第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题,考生根据要求作答。(一)必考题:共47分。22.(6分)某同学利用图(a)所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示。已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02s,从图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小vB=　　　　m/s,打出P点时小车的速度大小vP=　　　　m/s。(结果均保留2位小数) 若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为　　　　　　　　　　。 23.(9分)已知一热敏电阻当温度从10℃升至60℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100Ω)。(1)在虚线框中所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1716216824858_2不同温度下电压表和毫安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5V和3.0mA,则此时热敏电阻的阻值为　　　　kΩ(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示。 (3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图(a)求得,此时室温为　　　　℃(保留3位有效数字)。 (4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图(b)所示。图中,E为直流电源(电动势为10V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50℃,则图中　　　　(填“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为　　　　kΩ(保留2位有效数字)。 24.(12分)如图,一边长为l0的正方形金属框abcd固定在水平面内,空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一长度大于2l0的均匀导体棒以速率v自左向右在金属框上匀速滑过,滑动过程中导体棒始终与ac垂直且中点位于ac上,导体棒与金属框接触良好。已知导体棒单位长度的电阻为r,金属框电阻可忽略。将导体棒与a点之间的距离记为x,求导体棒所受安培力的大小随x(0≤x≤2l0)变化的关系式。25.(20分)如图,相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10kg的载物箱(可视为质点),以初速度v0=5.0m/s自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数μ=0.10,重力加速度取g=10m/s2。(1)若v=4.0m/s,求载物箱通过传送带所需的时间;(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度;(3)若v=6.0m/s,载物箱滑上传送带Δt=1312s后,传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中,传送带对它的冲量。(二)选考题:共15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。33.[物理——选修3-3](15分)(1)(5分)如图,一开口向上的导热汽缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上,使其缓慢下降。环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中　　　　。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分) A.气体体积逐渐减小,内能增加B.气体压强逐渐增大,内能不变C.气体压强逐渐增大,放出热量D.外界对气体做功,气体内能不变E.外界对气体做功,气体吸收热量(2)(10分)如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0=4cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l=12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1=283K,大气压强p0=76cmHg。(i)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?(ii)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?34.[物理——选修3-4](15分)(1)(5分)如图,一列简谐横波平行于x轴传播,图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.1s时的波形图。已知平衡位置在x=6m处的质点,在0到0.1s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为　　　　s,波速为　　　m/s,传播方向沿x轴　　　　(填“正方向”或“负方向”)。 (2)(10分)如图,一折射率为3的材料制作的三棱镜,其横截面为直角三角形ABC,∠A=90°,∠B=30°。一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射,求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。题号1415161718192021答案BADBCACADBC14.B　【命题意图】　本题考查楞次定律的相关 知识点 高中化学知识点免费下载体育概论知识点下载名人传知识点免费下载线性代数知识点汇总下载高中化学知识点免费下载 ,体现的核心素养是物理观念。【解题思路】　将开关S由断开状态拨至M端或N端,都会使线圈中的电流突然增大,穿过右边圆环的磁通量突然增大,由楞次定律可知,圆环都会向右运动以阻碍磁通量的增大,选项B正确,A、C、D均错误。【光速解法】　根据楞次定律中“增反减同”“来拒去留”等结论可迅速得出将开关S由断开状态拨至M端或N端时,圆环都向右运动以“阻碍”磁通量的增大。15.A　【命题意图】　本题考查动量守恒定律及v-t图象,体现的核心素养是科学思维。【解题思路】　设乙物块的质量为m,由动量守恒定律有m甲v甲+m乙v乙=m甲v'甲+m乙v'乙,代入图中数据解得m乙=6kg,进而可求得碰撞过程中两物块损失的机械能为E损=12m甲v甲2+12m乙v乙2-12m甲v'甲2-12m乙v'乙2,代入图中数据解得E损=3J,选项A正确。【据图析题】　根据v-t图象可知甲、乙碰撞前后的速度信息,再结合碰撞满足动量守恒定律求得乙物块的质量,然后可求得碰撞过程中两物块损失的机械能。16.D　【命题意图】　本题考查万有引力定律,体现的核心素养是科学思维。【解题思路】　由题意可知“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为r=KRP,设月球的质量为M,“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的速率为v,“嫦娥四号”的质量为m,则地球的质量为QM,一质量为m'的物体在地球表面满足GQMm'R2=m'g,而“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动满足GMmr2=mv2r,解得v=RPgQK,选项D正确。【关键一步】　“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动,“嫦娥四号”受到月球的万有引力提供“嫦娥四号”做匀速圆周运动的向心力,列式子即可求得“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的速率。17.B　【命题意图】　本题考查受力分析和力的平衡,体现的核心素养是科学思维。【解题思路】　设甲、乙两物体的质量均为m,对O点进行受力分析,右侧细绳上的拉力大小为mg,左侧细绳上的拉力大小为F,O点下方的细线上的拉力大小为mg,系统平衡时对力进行水平和竖直方向的正交分解可得Fsinβ=mgsinα,Fcosβ+mgcosα=mg,解得β=55°,选项B正确。【模型分析】　对O点受力分析,然后对力进行正交分解,结合细绳上的力与物体重力的关系,列好平衡条件的方程,从而快速解典型模型。18.C　【命题意图】　本题考查带电粒子在磁场中的运动,考查的核心素养是物理观念和科学思维。【解题思路】　为使电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,电子进入匀强磁场中做匀速圆周运动的半径最大时轨迹如图所示,设其轨迹半径为r,轨迹圆圆心为M,磁场的磁感应强度最小为B,由几何关系有r2+a2+r=3a,解得r=43a,电子在匀强磁场中做匀速圆周运动有evB=mv2r,解得B=3mv4ae,选项C正确。【模型分析】　带电粒子在有界磁场中运动的临界典型模型问题,要画出粒子运动轨迹半径最大时的运动轨迹,然后根据洛伦兹力提供向心力qvB=mv2r求解。19.AC　【命题意图】　本题考查核反应方程的相关知识点,考查的核心素养是物理观念。【解题思路】　根据电荷数守恒和质量数守恒,可知 24He+1327Al→X+01n方程中X的质量数为30,电荷数为15,再根据X→Y+10e方程可知Y的质量数为30,电荷数为14,故X的质量数与Y的质量数相等,X的电荷数比Y的电荷数多1,X的电荷数比 1327Al的电荷数多2,X的质量数比 1327Al的质量数多3,选项A、C正确,B、D错误。20.AD　【命题意图】　本题考查交变电流和变压器的相关知识点,考查的核心素养是物理观念和科学思维。【解题思路】　由变压器不会使交流电的周期改变和图(b)可知所用交流电的周期为2×10-2s,可求得所用交流电的频率为50Hz,选项A正确;由图(b)可知通过R2的电流的有效值为1A,由串并联特点可知通过R3的电流(即通过电流表的电流)为0.5A,故副线圈的电流为I2=1.5A,由欧姆定律可得副线圈两端的电压U2=1×10V=10V,由变压器原、副线圈两端电压比与原、副线圈匝数比的关系可得,原线圈两端的电压U1=U2n2n1=100V,再根据原线圈电路的串联关系可得R1两端的电压为UV=220V-100V=120V,选项B、C均错误;根据变压器原理可得变压器传输的电功率为P=U2I2=10×1.5W=15.0W,选项D正确。【关键点拨】　本题解题关键是根据图(b)判断电流的有效值,进而求得副线圈的电流,再根据变压器原、副线圈匝数比与电流的关系,结合欧姆定律来求解R1两端的电压。21.BC　【命题意图】　本题考查电场力的性质、电场能的性质和电场力做功的相关知识点,考查的核心素养是物理观念和科学思维。【解题思路】　如图所示,找出Q点,使Q点与P点的距离等于M点与P点的距离,L点为MN上到P点距离最短的点,根据三角形边角关系、点电荷的电场强度 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 E=kqr2和正点电荷形成电场中的电势特点可知,沿着MN边,从M点到N点,到P点的距离r先减小后增大,电场强度先增大后减小,电势也先增大后减小,选项B正确,A错误;根据电势能与电势的关系Ep=qφ可知,正电荷在M点的电势能比在N点的电势能大,故将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为正,选项C正确,D错误。【干扰项分析】　在做题时对正电荷之间的电场力与运动位移的关系理解不到位,误认为将正电荷从M点移动到N点,电场力先做正功后做负功,所做的总功为负,导致错选D。22.【答案】　0.36(2分)　1.80(2分)　B、P之间的距离(2分)【命题意图】　本题考查了验证动能定理的实验,意在考查考生对实验原理的理解以及处理实验数据的能力。【解题思路】　打下B点的时刻为打下与B点相邻左、右两点的中间时刻,则打下B点时小车的速度应为这两点间小车的平均速度,即vB=4.00−2.560.04×10-2m/s=0.36m/s;同理打下P点时小车的速度为vP=57.86−50.660.04×10-2m/s=1.80m/s。在验证动能定理时,如果选取B到P的过程,则由mgxBP=12(M+m)vP2-12(M+m)vB2可知,要验证动能定理还需要求得B、P两点间的距离。23.【答案】　(1)如图所示(3分)　(2)1.8(1分)　(3)25.5(1分)　(4)R1(2分)　1.2(2分)【实验攻略】　第(1)问要求考生了解滑动变阻器的限流式与分压式、电流表的内接法与外接法;第(2)问直接利用欧姆定律求出该状态下的电阻值即可;第(3)问通过解读R-t图象可直接读出2.2kΩ时环境的温度;第(4)问主要是对电路的动态分析,通过R2两端输出电压的变化,确定热敏电阻,再根据串联电路的特点求出固定电阻的阻值。【命题意图】　本题考查了电阻的测量以及热敏电阻的特性等知识,意在考查考生的实验能力。【解题思路】　(1)由于滑动变阻器的最大阻值比待测电阻的阻值小得多,因此滑动变阻器应用分压式接法,由于电压表可视为理想电表,则电流表应用外接法,电路图如答图所示。(2)由欧姆定律得R=UI=5.53.0×10-3Ω=1.8×103Ω(或1.8kΩ)。(3)由题图(a)可直接读出热敏电阻的阻值为2.2kΩ时,室温为25.5℃。(4)由题意可知随温度的升高R2两端的输出电压应增大,又由串联电路的特点可知,R1的阻值应减小或R2的阻值应增大,而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,因此R1应为热敏电阻;当环境温度为50℃时,热敏电阻的阻值为0.8kΩ,则由串联电路的特点有ER1+R2=U2R2,解得R2=1.2kΩ。24.【命题意图】　本题考查了电磁感应的相关知识,意在考查考生综合电学知识处理问题的能力。解:当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为l时,由法拉第电磁感应定律知,导体棒上感应电动势的大小为E=Blv　①(2分)由欧姆定律,流过导体棒的感应电流为I=ER　②(2分)式中,R为这一段导体棒的电阻。按题意有R=rl　③(2分)此时导体棒所受安培力大小为f=BlI　④(2分)由题设和几何关系有l=2x,0≤x≤22l02(2l0-x),22l0μmg(L-s2-s3),即载物箱运动到右侧平台时速度大于零,设为v3。由运动学公式有v32-v2=-2a(L-s2-s3)　(1分)设载物箱通过传送带的过程中,传送带对它的冲量为I,由动量定理有I=m(v3-v0)　(1分)联立①式并代入题给数据得I=0　(1分)33.(1)【答案】　BCD(5分)【命题意图】　本题考查了气体的性质以及热力学定律,意在考查考生综合分析问题的能力。【解题思路】　外力使活塞缓慢下降的过程中,由于温度保持不变,则气体的内能保持不变,气体的体积逐渐减小,外界对气体做功,由热力学第一定律可知,气体向外界放出热量,又由玻意耳定律可知,气体体积减小,气体的压强增大,由以上分析可知BCD正确,AE错误。(2)【命题意图】　本题考查了压强的计算以及气体实验定律的知识,意在考查考生综合分析问题的能力。解:(i)设密封气体初始体积为V1,压强为p1,左、右管的截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2。由玻意耳定律有p1V1=p2V2　①(2分)设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为ρ,按题设条件有p1=p0+ρgh0　②p2=p0+ρgh　③V1=(2H-l-h0)S,V2=HS　④(2分)联立①②③④式并代入题给数据得h=12.9cm　⑤(1分)(ii)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3,温度变为T2,由盖-吕萨克定律有V2T1=V3T2　⑥(2分)按题设条件有V3=(2H-h)S　⑦(1分)联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得T2=363K　⑧(2分)34.(1)【答案】　0.4(2分)　10(2分)　负方向(1分)【命题意图】　本题考查了机械波的传播,意在考查考生结合波动图象处理问题的能力。【解题思路】　由题意x=6m处的质点在0到0.1s时间内的运动方向不变,知该质点在该时间内振动的时间小于半个周期,结合波形图可知该时间应为14个周期,显然该时间内x=6m处的质点沿y轴负方向运动,则由波的传播方向以及质点振动方向的关系可判断,该简谐横波沿x轴负方向传播;又由14T=0.1s得T=0.4s,由波速与波长、周期的关系得v=λT=40.4m/s=10m/s。(2)【命题意图】　本题考查了光的折射定律以及全反射的知识,意在考查考生结合几何关系处理问题的能力。解:如图(a)所示,设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点,光在AB边上的入射角为θ1,折射角为θ2,由折射定律有sinθ1=nsinθ2　①(2分)设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为θ',由几何关系有θ'=30°+θ2　②(1分)由①②式并代入题给数据得θ2=30°　③(1分)nsinθ'>1　④(1分)所以,从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射,反射光线垂直射到AC边,AC边上全部有光射出。设从AD范围入射的光折射后在AC边上的入射角为θ″,如图(b)所示。由几何关系有θ″=90°-θ2　⑤(1分)由③⑤式和已知条件可知nsinθ″>1　⑥(1分)即从AD范围入射的光折射后在AC边上发生全反射,反射光线垂直射到BC边上。设BC边上有光线射出的部分为CF,由几何关系得CF=AC·sin30°　⑦(1分)AC边与BC边有光出射区域的长度的比值为ACCF=2　⑧(2分)