【物理】2020年全国I卷高三最新信息卷（七）（解析版）

【物理】2020年全国I卷高三最新信息卷（七）（解析版）

‎2020年全国I卷高三最新信息卷 （七）‎ 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18只有一项是符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14．2020年1月10日，中国核潜艇之父黄旭华获国家最高科学技术奖，他为核潜艇研制和跨越式发展作出巨大贡献。物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下列说法正确的是 A．1896年贝克勒尔发现天然放射现象揭开原子核内部信息，认为原子核是可分的，从原子核内部释放的射线有α射线、β射线、X射线、γ射线 B．汤姆孙通过α粒子轰击铍核(Be)获得碳核(C)的实验发现了中子 C．玻尔理论成功解释了大量原子光谱规律，其局限性在于保留了经典粒子的观念 D．卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过实验发现了中子 ‎15．如图所示，光滑水平桌面上固定一竖直粗糙挡板，现将一长方体物块A与截面为三角形的光滑垫块B叠放在一起，用水平外力F缓慢向左推动B，使A缓慢升高，则该过程中 A．A受三个力作用，B受四个力作用 B．推力F的大小恒定，A与墙的摩擦力恒定 C．桌面受到的压力变大 D．A对B压力做正功 ‎16．某同学在练习投篮，篮球第一次击中篮板上的a点，第二次击中a点正上方的b点，若两次篮球抛出点的位置相同，且都是垂直击中篮板，不计空气阻力，与第一次相比，第二次 A．篮球击中篮板时，速度较大 B．在篮球从投出到击中篮板的过程中，所用时间较多 C．在篮球从投出到击中篮板的过程中，速度变化率较大 D．在投出过程中，手对篮球的冲量一定较大 ‎17．如图所示，两个等量异种点电荷分别位于P、Q两点，P、Q两点在同一竖直线上，水平面内有一正三角形ABC，且PQ连线的中点O为三角形ABC的中心，M、N为PQ连线上关于O点对称的两点，则下列说法中正确的是 A．A、B、C三点的电势相等 B．电子在O点具有的电势能大于在B点具有的电势能 C．M点场强大于N点场强 D．将一正点电荷从A点移到O点，电场力做正功 ‎18．英国知名科学杂志《自然》发表文章，展望了2020年可能会对科学界产生重大影响的事件，其中包括中国的嫦娥五号任务。若嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月球表面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G。不考虑月球的自转，则下列说法正确的是 A．嫦娥五号的发射速度大于地球的第二宇宙速度 B．嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度 C．由题可知月球的平均密度ρ＝ D．嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的周期 19． 如图所示，在光滑的斜面上放置 3个相同的小球（可视为质点），小球1、2、3距斜面底端A点的距离分别为x1，x2，x3，现将它们分别从静止释放，以相同的加速度向下运动，到达A点的时间分别为t1，t2，t3。则下列说法正确得是 ‎ ‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎20．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为4∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。从某时刻开始单刀双掷开关掷向a，在原线圈两端加上如图乙所示交变电压，则下列说法中正确的是 A．当开关与a连接时，电压表的示数为55 V B．当开关与a连接时，滑动变阻器触片向下移，电压表示数不变，电流表的示数变大 C．开关由a扳到b时，副线圈电流表示数变为原来的2倍 D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为原来2倍 ‎21．如图所示，在y轴的右方有一方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的下方有一方向平行x轴向左的匀强电场。现有一个氕核和一个氘核分别以相同的动量从y轴上的P点垂直y轴进入第一象限，经x轴后分别到达y轴上的某一点（图中未画出）。不考虑粒子受到的重力。则 A．两粒子在第一象限中运动的半径之比为1∶1‎ B．两粒子在第一象限中运动的半径之比为1∶2‎ C．氕核到达y轴时的速度较大 D．氘核到达y轴时的速度较大 三、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第22题～第25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题～第34题为选考题，考生根据要求做答)‎ ‎(一)必考题 ‎22．(6分)物理小组的同学在实验室用打点计时器研究小车的匀变速直线运动，他们将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。他们在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，在这个点下标明A；然后每隔4个点选一个计数点，依次标为B、C、D、E；最后用刻度尺正确测量，结果如图所示。则打C点时小车的瞬时速度大小为__________m/s，小车运动的加速度大小为__________m/s2，AB间的距离为__________cm。（保留三位有效数字）‎ ‎23．(9分)用下列器材组装成一个电路，既能测量出电池组的电动势E和内阻r，又能同时描绘小灯泡的伏安特性曲线。‎ A．电压表V1（量程6 V、内阻很大）‎ B．电压表V2（量程3 V、内阻很大）‎ C．电流表A（量程3 A、内阻很小）‎ D．滑动变阻器R（最大阻值10 Ω）‎ E．小灯泡（2 A、5 W）‎ F．电池组（电动势E、内阻r）‎ G．开关一只，导线若干 ‎(1)某同学设计的实验电路图如图甲，实验时调节滑动变阻器的滑动片向右滑动，则电压表V1的示数________，电压表V2的示数________。（填“变大”“变小”或“不变”）‎ ‎(2)每一次操作后，同时记录电流表A、电压表V1和电压表V2的示数，组成两个坐标点（I，U1）、（I，U2），标到U－I坐标中，经过多次测量，最后描绘出两条图线，如图乙所示，则电池组的电动势E＝________V、内阻r＝________Ω。（结果保留两位有效数字）‎ ‎(3)在U－I图象中两条图线在P点相交，此时滑动变阻器连入电路的阻值应为________Ω，电池组的效率为________。‎ ‎24．(12分)如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角α＝30°，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计。整个装置处于方向垂直斜面向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g。现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm。求：‎ ‎(1)匀强磁场的磁感应强度大小；‎ ‎(2)金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热。‎ ‎25．(20分)如图(a)，两端分别为M、N的长木板A静止在水平地面上，木板上长0.5 m的PN段上表面光滑，N端上静止着一个可视为质点的滑块B。给木板施加一个水平向右的力F，F与木板的位移x的关系如图(b)，当x＝1.5 m时撤去力F，撤力F前B仍在木板上。已知A、B的质量均为m＝1 kg，A的MP段上表面与B及A与地面间的动摩擦因数均为μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2。求：‎ ‎(1)当x1＝0.5 m时，木板A的速度大小；‎ ‎(2)木板A的最小长度；‎ ‎(3)整个运动过程中，A与地面间因摩擦产生的热量。‎ ‎(二)选考题 ‎33．【物理——选修3－3】(15分)‎ ‎(1)(5分)下列说法正确的是 。（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．液体中的布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的运动 B．晶体均有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点 C．反映宏观自然过程的方向性的定律是热力学第二定律的一种表述 D．一定质量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 E．在绝热条件下压缩气体，气体的内能可能增加，也可能减少 ‎(2)(10分)如图1所示，两个完全相同的导热性能良好的汽缸P、Q放在水平地面上，分别用相同的活塞封闭相同质量的理想气体，汽缸足够长，活塞不会脱离汽缸。已知话塞的质量为m，横截面积为S，汽缸的质量为M，外界大气压为P0，外界温度保持不变，密封气体的长度为L0，重力加速度为g。现将两汽缸按如图2所示的方式悬挂起来，不计活塞与汽缸之间的摩擦，求稳定时两汽缸密封气体的长度。‎ ‎34．【物理——选修3－4】(15分)‎ ‎(1)(5分)关于机械振动和机械波，下列说法正确的是 。（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．机械波的传播过程是大量介质质点依次重复波源振动的过程 B．单个物体的振动在介质中不会产生波 C．在波的传播过程中，介质质点只振动不随波迁移 D．在波的传播过程中，介质质点均做受迫振动 E．横波和纵波都能出现偏振现象 ‎(2)(10分)某游泳池底部粘有一与池边垂直的米尺，其零刻线恰好位于池底边缘，小明同学站在泳池边上，所处位置与米尺共线在同一竖直平面内，如图所示，小明到泳池边的距离等于其身体高度时，恰好能看到米尺的刻度值为2 m，当池中注满水时，小明向后移动到距泳池边的距离为其身高的倍时，恰好能看到米尺的刻度值为1.5 m，不计人眼到头顶的距离，求：‎ ‎(i)游泳池的深度；‎ ‎(ii)泳池中水的折射率。‎ ‎ ‎ ‎【参考答案】‎ 二、选择题：本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14～18只有一项是符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。‎ ‎14．【答案】D ‎【解析】1896年贝克勒尔发现天然放射现象揭开原子核内部信息，认为原子核是可分的，从原子核内部释放的射线有α射线、β射线和γ射线，没有X射线，A错误；查德威克通过α粒子轰击铍核（Be）获得碳核（C）的实验发现了中子，B错误；玻尔理论只成功解释了氢原子光谱规律，其局限性在于保留了经典粒子的观念，C错误；卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过实验发现了中子，D正确。‎ ‎15．【答案】B ‎【解析】先以A为研究对象，分析受力情况：重力、墙的弹力、斜面的支持力和墙的摩擦力四个力，B受到重力、A的压力、地面的支持力和推力F四个力，故A错误；对整体分析受力如图所示：‎ 由平衡条件得知F＝N1，推力F恒定不变，则挡板对A的支持力N1不变，根据滑动摩擦力公式可得A与墙的摩擦力恒定，B正确；桌面对整体的支持力N＝G总，保持不变，则B对桌面的压力不变，故C错误；A对B的压力垂直斜面向下，B的位移水平向左，所以A对B压力做负功，故D错误。‎ ‎16．【答案】B ‎【解析】篮球在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，但第二次用的时间较长，第二次运动水平分速度较小，故篮球击中篮板时，第二次运动速度较小，故A错误；将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，第二次运动过程中的高度较高，所以运动时间较长，故B正确；速度变化率为加速度，在篮球从投出到击中篮板的过程中，篮球受到的合力为重力，加速度都为重力加速度，故C错误；根据动量定理I＝Ft＝mΔv，第二次运动水平分速度较小，但第二次运动竖直分速度较大，无法判断两次运动篮球出手时初速度的大小，故无法判断两次在投出过程中，手对篮球的冲量，故D错误。‎ ‎17．【答案】A ‎【解析】根据空间几何的位置关系可知，A、B、C三点到P、Q两点的距离均相等，三点的场强和电势均相等，故A正确；电子带负电，电势小的地方电势能大，由于O点电势大于B点的电势，电子在O点具有的电势能小于在B 点具有的电势能，故B错误；根据等量异种电荷电场线的分布，可知电场线的疏密程度是关于O点所在的中垂线对称的，所以M点场强等于N点场强，故C错误；A点电势小于O点电势，正点电荷从A点移到O点，电势升高，电势能升高，电场力做负功，故D错误。‎ ‎18．【答案】C ‎【解析】发射速度大于第二宇宙速度就能脱离太阳束缚，飞到太阳系外进入银河系，而嫦娥五号还是在地月系内运动，故其发射速度大于地球的第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故A错误；星球的第一宇宙速度v＝，因g地＞g月，R地＞R月，则月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，而嫦娥五号的运行速度小于月球的第一宇宙速度，故嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度一定小于地球的第一宇宙速度，故B错误；对月表的物体，有mg0＝G，M＝ρ·πR3，联立解得ρ＝，故C正确；对嫦娥五号做匀速圆周运动，有，mg0＝G，联立可得，故D错误。‎ ‎19．【答案】BC ‎【解析】小球做初速度为0的匀加速直线运动，x1＜x2＜x3，根据v2＝2ax可知，则到达A点的速度v1＜v2＜v3，根据平均速度的推论知，则，故A错误，B正确；因为加速度相等，由x＝at2得，故 C 正确，D 错误。‎ ‎20．【答案】ABC ‎【解析】根据输入电压的图象，可读出变压器原线圈两端的电压有效值U1＝220 V，而变压器两端的电压比等于匝数比，有U2＝U1＝55 V，电压表测量的是副线圈输出电压的有效值为55 V，故A正确；当开关与a连接时，滑动变阻器触片向下移，因U1＝220 V不变，则U2＝55 V不变，即电压表的示数不变，负载电阻变小，则副线圈的电流变大，即电流表的示数变大，故B正确；开关由a扳到b时，副线圈的电压变为U2′＝110 V，电压变为原来的2倍，负载电阻不变，则电流表的示数变为原来的2倍，故C正确；变压器能改变电压和电流，但不改变交流电的频率，则当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率不变，故D错误。‎ ‎21．【答案】AC ‎【解析】由洛伦兹力提供向心力qvB＝m，可得r＝，根据题意pD＝pH＝mv，qD＝qH，解得rD∶rH＝1∶1，故A正确，B错误；由于两者运动半径相同，所以从x轴射出时的横坐标 x也相同。洛伦兹力不做功，因此当粒子从x轴射出时速度与初速度相同。由于两者初动量相等设为p，且质量比为mH∶mD＝1∶2，因此有vH∶vD＝1∶2，由动能定理得mHvH′2＝mHvH2＋qEx，mDvD′2＝mDvD2＋qEx，化简可得，，联立可知vH′> vD′，即氕核到达y轴时的速度大于氘核，故C正确，D错误。‎ ‎22．(6分)‎ ‎【答案】0.986 2.58 5.99‎ ‎【解析】，由Δx＝aT2可得，因为xAB＋xBC＝14.56cm，xBC－xAB＝xDE－xCD＝2.58 cm，联立解得xAB＝5.99 cm。‎ ‎23．(9分)‎ ‎【答案】(1)变小 变大 (2)4.5 1.0 (3)0 56%‎ ‎【解析】(1)调节滑动变阻器的滑动片向右滑动，滑动变阻器接入电路中的阻值变小，外电路的电阻减小，则路端电压减小，电压表V1的示数变小；因电路的电流变大，则电压表V2的示数变大。‎ ‎(2)由题图乙可知，电池组的电动势E＝4.5 V，内阻r＝1.0 Ω。‎ ‎(3)两图线的交点处，两个电压表的读数相同，故此时滑动变阻器接入电路中的阻值为0；电池组的效率为。‎ ‎24．(12分)‎ ‎【解析】(1)达到平衡时有 mgsin α＝F E＝BLvm F＝BIL 解得。‎ ‎(2)由能量关系mgssin α－Q＝mvm2‎ 解得Q＝mgs－mvm2‎ 电阻R上产生的电热。‎ ‎25．(20分)‎ ‎【解析】(1)由题知，当x1＝0.5 m时，地面对A的滑动摩擦力为 f地＝μ‧2mg＝4 N 对A，根据动能定理有：(F－f地)x1＝mv2‎ 解得：v＝2 m/s。‎ ‎(2)由图可知，从0.5 m到1.5 m，F＝4 N＝f地，故A、B组成的系统合外力零，当B恰好滑到A的左端时两者有共同速度，此时A的长度最小，根据动量守恒定律有：‎ mv＝2mv′‎ 解得：v′＝1 m/s 对A，根据动能定理有：(F－fAB－f地)xA＝mv′2－mv2‎ fAB＝μmg 解得xA＝0.75 m＜x2＝1 m，故假设成立 对B，根据动能定理有：fABxB＝mv′2‎ 解得xB＝0.25 m 故后一段A相对B的位移为Δx＝xA－xB＝0.5 m 故A的最小长度L＝x1＋Δx＝1 m。‎ ‎(3)共速后，对整体根据动能定理有：－f地x3＝0－×2mv′2‎ 解得x3＝0.25 m 故整个运动过程中，A运动的位移x总＝x1＋x2＋x3＝1.75 m 根据Q＝f地x地 代入数据解得Q＝7 J。‎ ‎(二)选考题(共15分。请考生从给出的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)‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体小颗粒(如花粉)的运动，不是分子的运动，故A错误；单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故B正确；热力学第二定律的一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。第二定律说明热的传导具有方向性，故C正确；根据理想气体的状态方程＝C 可知，一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，气体的温度升高；又因为一定质量的理想气体的内能大小只与温度有关，与气体的体积无关，则内能一定增加，故D正确；在绝热条件下压缩气体时，外界对气体做功，但没有热交换，故气体的内能增加，故E错误。‎ ‎(2)(10分)‎ ‎【解析】汽缸内气体初始状态参量：压强，V1＝L0S 悬挂后汽缸Q的压强，设汽缸Q内气体长度为L1，则气体体积V2＝L1S 由于是等温变化，根据玻意耳定律可知：p1V1＝p2V2‎ 联立解得 对汽缸P中的活塞进行受力分析，有p3S＋Mg＋2mg＝p0S。‎ 解得。‎ 设汽缸P内气体长度为L2，则气体体积V3＝L2S。‎ 根据玻意耳定律可知：p3V3＝p1V1‎ 联立解得：。‎ ‎34．【物理——选修3－4】(15分)‎ ‎【解析】(i)小明到泳池边的距离等于其身体高度时，恰好能看到米尺的刻度值为2 m，如图 根据几何关系可知，光线此时与刻度尺夹角为45°，故游泳池的深度为2 m。‎ ‎(ii)当池中注满水时，小明向后移动到距泳池边的距离为其身高的倍时，恰好能看到米尺的刻度值为1.5 m 根据几何关系可知，入射角sin i＝ 因为水深为2 m，故折射角sin r＝ 折射率。‎