2020年普通高等学校招生全国统一考试理综（物理部分）试题（全国卷3，正式版解析）

2020年普通高等学校招生全国统一考试理综（物理部分）试题（全国卷3，正式版解析）

绝密★启封并使用完毕前 ‎ 试题类型：‎ ‎2020年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试（物理）‎ 注意事项：‎ ‎1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。‎ ‎2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。‎ ‎3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。‎ ‎4.考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。‎ 第Ⅰ卷（选择题共126分）‎ 本卷共21小题，每小题6分，共126分。‎ 可能用到的相对原子质量：‎ 二、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14~17题只有一项是符合题目要求，第18~21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、关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是 A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 ‎【答案】B 考点：考查了物理学史 ‎15、关于静电场的等势面，下列说法正确的是 A.两个电势不同的等势面可能相交 B.电场线与等势面处处相互垂直 C.同一等势面上各点电场强度一定相等 D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：等势面相交，则电场线一定相交，故在同一点存在两个不同的电场强度方向，与事实不符，故A错误；电场线与等势面垂直，B正确；同一等势面上的电势相同，但是电场强度不一定相同，C错误；将负电荷从高电势处移动到低电势处，受到的电场力方向是从低电势指向高电势，所以电场力方向与运动方向相反，电场力做负功，D错误；‎ 考点：考查了电势，等势面，电场力做功 ‎16、.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为s，动能变为原来的9倍。该质点的加速度为 A. B. C. D.‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：设初速度为，末速度为，根据题意可得，解得，根据，可得，解得，代入可得，故A正确；‎ 考点：考查了匀变速直线运动规律的应用 ‎17、‎ 如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上：一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为 ‎【答案】C 考点：考查了共点力平衡条件的应用 ‎18、平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从PM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计重力。粒子离开磁场的射点到两平面交线O的距离为 A. B. C. D.‎ ‎【答案】D 考点：考查了带电粒子在有界磁场中的运动 ‎19、如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是 A.原、副线圈砸数之比为9:1 B. 原、副线圈砸数之比为1:9‎ C.此时a和b的电功率之比为9:1 D.此时a和b的电功率之比为1:9‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 试题分析：设灯泡的额定电压为,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为，副线圈两端电压为，故，根据，A正确B错误；根据公式可得，由于由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式可得两者的电功率之比为1:9，C错误D正确；‎ 考点：考查了理想变压器，电功率的计算 ‎20、‎ 如如，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则 A. B.‎ C. D.‎ ‎【答案】AC 考点：考查了动能定理，圆周运动 ‎21、如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周日T逆时针匀速转动，则 A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.在时，两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 ‎【答案】BC 考点：考查了楞次定律的应用，导体切割磁感线运动 第II卷（非选择题共174分）‎ 三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须做答。第33题~第40题为选考题，考生根据要求做答。‎ ‎（一）必考题（共129分）‎ ‎22、某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨ab和固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁（未画出）的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且两导轨垂直。‎ ‎（1）在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。‎ ‎（2）为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：‎ A.适当增加两导轨间的距离 B.换一根更长的金属棒 C.适当增大金属棒中的电流 其中正确的是（填入正确选项前的标号）‎ ‎【答案】（1）如图所示（2）AC 考点：考查了研究安培力实验 ‎23、某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。途中，置于试验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一段与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为‎0.010kg。实验步骤如下：‎ ‎（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车9（和钩码）可以在木板上匀速下滑。‎ ‎（2）将n（依次取n=1,2,3,4,5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n各钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。‎ ‎（3）对应于不同的n的a值见下表。n=2时的s-t图像如图(b)所示：由图（b）求出此时小车的加速度（保留2位有效数字），将结果填入下表。‎ n ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎0.20‎ ‎0.58‎ ‎0.78‎ ‎1.00‎ ‎（4）利用表中的数据在图（c）中补齐数据点，并作出a-n图像。从图像可以看出：当物体质量一定是=时，物体的加速度与其所受的合外力成正比。‎ ‎（5）利用a–n图像求得小车（空载）的质量为_______kg（保留2位有效数字，重力加速度取g=‎9.8 m·s–2）。‎ ‎（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是_______（填入正确选项钱的标号）‎ A．a–n图线不再是直线 B．a–n图线仍是直线，但该直线不过原点 C．a–n图线仍是直线，但该直线的斜率变大 ‎【答案】（3）0.39（4）如图所示（5）0.45（6）BC ‎（4）根据描点法可得如图所示图线 ‎（5）根据牛顿第二定律可得，代入m=‎0.010kg，n=1、2、3、4、5，以及相应的加速度求可得 考点：验证牛顿第二定律的应用 ‎24、如图，在竖直平面内由圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R，BC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。‎ ‎（1）求小球在B、A两点的动能之比；‎ ‎（2）通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。‎ ‎【答案】（1）（2）小球恰好可以沿轨道运动到C点 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）设小球的质量为m，小球在A点的动能为，由机械能守恒可得 ‎①‎ 设小球在B点的动能为，同理有②‎ 由①②联立可得③‎ 考点：考查了机械能守恒，牛顿运动定律，圆周运动，‎ ‎25、如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度打下B1随时间t的变化关系为，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B0，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t0时刻恰好以速度v0越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求 ‎（1）在t=0到t=t0时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；‎ ‎（2）在时刻t（t>t0）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ 试题分析：在金属棒未超过MN之前，t时刻穿过回路的磁通量为①‎ 设在从t时刻到的时间间隔内，回路磁通量的变化量为，流过电阻R的电荷量为 根据法拉第电磁感应有②‎ 根据欧姆定律可得③‎ 根据电流的定义可得④‎ 联立①②③④可得⑤‎ 根据⑤可得在t=0到t=的时间间隔内，流过电阻R的电荷量q的绝对值为⑥‎ 考点：考查了导体切割磁感线运动 ‎（二）选考题：共45分。请考生从给出的3道物理题、3道化学题、2道生物题中每科任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所选题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一题计分。‎ ‎33【物理选修3-3】（1）关于气体的内能，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．质量和温度都相同的气体，内能一定相同 B．气体温度不变，整体运动速度越大，其内能越大 C．气体被压缩时，内能可能不变 D．一定量的某种理想气体的内能只与温度有关 E．一定量的某种理想气体在等压膨胀过程中，内能一定增加 ‎【答案】CDE 考点：考查了分子热运动 ‎（2）一U形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞。初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示。用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止。求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离。已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强p0=75.0 cmHg。环境温度不变。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 试题分析：设初始时，右管中空气柱的压强为，长度为；左管中空气柱的压强为，长度为。活塞被推下h后，右管中空气柱的压强为，长度为；左管中空气柱的压强为，长度为。以cmHg为压强单位，由题给条件得 根据玻意耳定律 联立解得 根据题意可得，‎ 根据玻意耳定律可得，解得 考点：考查了理想气体状态方程的应用 ‎34【物理选修3-4】（1）由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。波源振动的频率为20 Hz，波速为‎16 m/s。已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧，且P、Q和S的平衡位置在一条直线上，P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为‎15.8 m、‎14.6 m，P、Q开始震动后，下列判断正确的是_____。（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．P、Q两质点运动的方向始终相同 B．P、Q两质点运动的方向始终相反 C．当S恰好通过平衡位置时，P、Q两点也正好通过平衡位置 D．当S恰好通过平衡位置向上运动时，P在波峰 E．当S恰好通过平衡位置向下运动时，Q在波峰 ‎【答案】BDE 考点：考查了机械波的传播 ‎（2）如图，玻璃球冠的折射率为，其底面镀银，底面的半径是球半径的倍；在过球心O且垂直于底面的平面（纸面）内，有一与底面垂直的光线射到玻璃球冠上的M点，该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。求该光线从球面射出的方向相对于其初始入射方向的偏角。‎ ‎【答案】‎ 考点：‎ ‎35【物理选修3-5】（1）一静止的铝原子核俘获一速度为m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是_________（填正确的答案标号，选对一个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分，没错选1个扣3分，最低得分为零分）‎ A、核反应方程为 B、核反应方程过程中系统动量守恒 C、核反应过程中系统能量不守恒 D、核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 E、硅原子核速度的数量级为m/s，方向与质子初速度方向一致 ‎【答案】ABE ‎【解析】‎ 试题分析：根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程，A正确；过程中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B正确；核反应过程中系统能量守恒，C错误；由于反应过程中，要释放大量的能量，即伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误；由动量守恒可知，，解得，故数量级约为‎105 m/s．故E正确；‎ 考点：考查了动量守恒，能量守恒，核反应方程，‎ ‎（2）、如图所示，水平地面上有两个静止的小物块a和b，其连线与墙垂直：a和b相距l；b与墙之间也相距l；a的质量为m，b的质量为m，两物块与地面间的动摩擦因数均相同，现使a以初速度向右滑动，此后a与b发生弹性碰撞，但b没有与墙发生碰撞，重力加速度大小为g，求物块与地面间的动摩擦力因数满足的条件。‎ ‎【答案】‎ 考点：考查了动量守恒定律和能量守恒定律的应用