全国3卷2020年高考物理真题试卷（含答案和解析）

2020·全国卷Ⅲ(物理)14.L1[2020·全国卷Ⅲ]如图-所示,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 (　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　图-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14.B　[解析]开关S由断开状态拨至M端或N端,穿过圆环的磁通量都增大,由楞次定律可知感应电流的磁场要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故圆环都要向右运动,故B正确.15.A5、E6、F2[2020·全国卷Ⅲ]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 (　　)图-A.3J B.4J C.5J D.6J15.A　[解析]甲、乙相碰过程系统动量守恒,有m甲v甲+m乙v乙=m甲v'甲+m乙v'乙,代入图像数据得m乙=6kg,碰撞过程两物块损失的机械能为ΔE=m甲+m乙-m甲v-m乙v,得ΔE=3J,故A项正确.16.D5[2020·全国卷Ⅲ]“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. B.C. D.16.D　[解析]“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动,其向心力由月球的万有引力提供,有=m,在地球上有=mg,且由题意知r=R,M地=QM月,联立解得v=,故D正确.17.B4、B7[2020·全国卷Ⅲ]如图-所示,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 (　　)图-A.45° B.55° C.60° D.70°17.B　[解析]对O点受力 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,拉力F1、F2大小相等,则这三个力构成的矢量三角形为等腰三角形,如图所示,顶角为α=70°,所以2β=110°,β=55°.故B正确.18.D4、K2[2020·全国卷Ⅲ]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 (　　)图-A. B.C. D.18.C　[解析]电子从圆心沿半径方向进入磁场,在磁场中做匀速圆周运动,当其圆周轨迹恰好与磁场外圆边界相切时,磁场的磁感应强度最小,如图所示.由几何关系得a2+r2=(3a-r)2,得r=;电子的向心力由洛伦兹力提供,eBv=m,得B=,故C正确.19.O2(多选)[2020·全国卷Ⅲ]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HeAl→Xn.X会衰变成原子核Y,衰变方程为X→Ye.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Al的电荷数多2D.X的质量数与Al的质量数相等19.AC　[解析]在核反应中,反应前后质量数守恒、电荷数守恒,所以X为P,Y为Si,A、C正确.20.J1、M2(多选)[2020·全国卷Ⅲ]在图-甲所示的交流电路中,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乙所示.下列说法正确的是 (　　)图-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15.0W20.AD　[解析]由图像知f==50Hz,故A正确.R2中电流的有效值为IR2=A=1A,得R2两端电压为UR2=I2R2=10V,R2、R3并联,则R3两端电压为UR3=10V,可得电流表的示数I=IR3==0.5A,故C错误.变压器传输的电功率P=PR2+PR3=15.0W,D正确.理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,副线圈两端电压U2=UR2=10V,根据=可得原线圈两端电压U1=100V,故电压表的示数U=220V-100V=120V,故B错误.21.I1、I2(多选)[2020·全国卷Ⅲ]如图-所示,∠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 (　　)图-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21.BC　[解析]根据已知条件∠M是锐角三角形最大的内角,可知PN>PM,从M点到N点,与P点间距离r先减小后增大,根据E=k,可知场强先增大后减小,选项A错误;根据点电荷周围的等势面分布可知,从M点到N点,电势先增大后减小,且φM>φN,选项B正确;正电荷在电势高的地方电势能大,所以EpM>EpN,选项C正确;正电荷从M点移动到N点,电势能减小,电场力做的总功为正,选项D错误.22.A7、E4[2020·全国卷Ⅲ]某同学利用图-甲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乙所示.图-已知打出图乙中相邻两点的时间间隔为0.02s,从图乙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,还需要从图乙给出的数据中求得的物理量为　　　　　　　　　　. 22.0.36　1.80　B、P之间的距离[解析]打点计时器每隔0.02s打一个点,即T=0.02s,根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,有vB==m/s=0.36m/s,vP==m/s=1.8m/s.验证动能定理,即合力的功等于小车动能的变化量,求合力的功还需要测量小车的位移,所以需要从图乙数据中求得B、P之间的距离.23.J9[2020·全国卷Ⅲ]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)在图-中所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图.图-(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录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-甲所示. 图-(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.由图甲求得,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乙所示.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). 23.(1)如图所示　(2)1.8　(3)25.5　(4)R1　1.2[解析](1)为了测量热敏电阻阻值随温度的变化关系,应尽量使其两端电压由0开始变化,则滑动变阻器应采用分压接法;由于电压表可视为理想电表,故毫安表应外接.电路图如图所示.(2)根据欧姆定律得R===1.8kΩ.(3)从图像读出,纵坐标为2.2kΩ的点的横坐标为25.5℃.(4)由图甲知热敏电阻温度越高,阻值越小,根据串联电路规律,当R1变小时,输出电压升高,触发报警器,符合题意,所以R1应使用热敏电阻.根据图甲,环境温度为50℃时,R1=0.8kΩ,由串联电路规律得=,解得R2=1.2kΩ.24.K1、L2、L3[2020·全国卷Ⅲ]如图-所示,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l0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≤l0)变化的关系式.图-24.f=[解析]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由欧姆定律,流过导体棒的感应电流为I= ②式中,R为这一段导体棒的电阻.按题意有R=rl ③此时导体棒所受安培力大小为f=BlI ④由题设和几何关系有l= ⑤联立①②③④⑤式得f= ⑥25.C5、E2、F1[2020·全国卷Ⅲ]如图-所示,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g取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=s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.图-25.(1)2.75s　(2)4m/s　m/s　(3)0[解析](1)传送带的速度为v=4.0m/s时,载物箱在传送带上先做匀减速运动,设其加速度大小为a,由牛顿第二定律有μmg=ma ①设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s1,由运动学公式有v2-=-2as1 ②联立①②式,代入题给数据得s1=4.5m③因此,载物箱在到达右侧平台前,速度先减小至v,然后开始做匀速运动.设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1,做匀减速运动所用的时间为t'1,由运动学公式有v=v0-at'1 ④t1=t'1+ ⑤联立①③④⑤式并代入题给数据得t1=2.75s⑥(2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时,到达右侧平台时的速度最小,设为v1;当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时,到达右侧平台时的速度最大,设为v2.由动能定理有-μmgL=m-m ⑦μmgL=m-m ⑧由⑦⑧式并代入题给条件得v1=m/s,v2=4m/s⑨(3)传送带的速度为v=6.0m/s时,由于v0<v<v2,载物箱先做匀加速运动,加速度大小仍为a,设载物箱做匀加速运动通过的距离为s2,所用时间为t2,由运动学公式有v=v0+at2 ⑩v2-=2as2 联立①⑩式并代入题给数据得t2=1.0ss2=5.5m因此载物箱加速运动1.0s、向右运动5.5m时,达到与传送带相同的速度.此后载物箱与传送带共同匀速运动(Δt-t2)的时间后,传送带突然停止.设载物箱匀速运动通过的距离为s3,有s3=(Δt-t2)v 由①式可知,mv2>μmg(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-v2=-2a(L-s2-s3) 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) 联立①式并代入题给数据得I=0 33.[2020·全国卷Ⅲ][物理——选修3-3](1)H3如图-所示,一开口向上的导热气缸内,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与气缸壁间无摩擦.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). 图-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)H2如图-所示,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U形管,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.①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?②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?图-33.(1)BCD　(2)①12.9cm　②363K[解析](1)环境温度保持不变,气缸导热,活塞缓慢下降,气体体积变小,温度不变,由理想气体状态方程知,气体压强逐渐增大,内能不变,所以B正确;外界对气体做功,气体内能不变,由热力学第一定律可知,气体放出热量,所以C、D正确.(2)①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联立①②③④式并代入题给数据得h=12.9cm⑤②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= ⑥按题设条件有V3=(2H-h)S ⑦联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得T2=363K⑧34.[2020·全国卷Ⅲ][物理——选修3-4](1)G4如图-所示,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”). 图-(2)N1如图-所示,一折射率为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.图-34.(1)0.4　10　负方向　(2)2[解析](1)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,即从波峰运动至平衡位置,则0.1s=,得T=0.4s.由波形图知,波长λ=4m,则波速v==10m/s.0.1s时刻此质点正向y轴负方向运动,由同侧法知,简谐波传播方向沿x轴负方向.(2)如图甲所示,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θ'=30°+θ2 ①由①②式并代入题给数据得θ2=30°③nsinθ'>1 ④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″,如图乙所示.由几何关系θ″=90°-θ2 ⑤由③⑤式和已知条件可知nsinθ″>1 ⑥甲乙即从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°⑦AC边与BC边有光出射区域的长度的比值为=2 ⑧1/1