2020年全国Ⅰ卷高考物理理综真题试卷（含答案）

2020年全国Ⅰ卷高考物理理综真题试卷（含答案）

2020年全国Ⅰ卷高考物理理综真题试卷（含答案） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 Cl 35.5 Ar 40 V 51 Fe 56 二、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．行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后汽车的速度在 很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是 A．增加了司机单位面积的受力大小 B．减少了碰撞前后司机动量的变化量 C．将司机的动能全部转换成汽车的动能 D．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 15．火星的质量约为地球质量的 1/10，半径约为地球半径的 1/2，则同一物体在火星表面与在地球表面受到 的引力的比值约为 A．0.2 B．0.4 C．2.0 D．2.5 16．如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为 10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为 50 kg。绳 的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为 8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉 力约为 A．200 N B．400 N C．600 N D．800 N 17．图（a）所示的电路中，K 与 L 间接一智能电源，用以控制电容器 C 两端的电压 UC。如果 UC 随时间 t 的变化如图（b）所示，则下列描述电阻 R 两端电压 UR 随时间 t 变化的图像中，正确的是 18．一匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示， ab 为半圆，ac、 bd 与直径 ab 共线，ac 间的距离等于半圆的半径。一束质量为 m、电荷量为 q（q>0）的粒子，在纸面 内从 c 点垂直于 ac 射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间 最长的粒子，其运动时间为 A． 7 6 m qB  B． 5 4 m qB  C． 4 3 m qB  D． 3 2 m qB  19．下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4 代表 α 粒子的有 A． 2 2 1 1 1 0 1H + H n + X→ B． 2 3 1 1 1 0 2H + H n + X→ C． 235114489 92056363U +nBa +Kr + 3X→ D． 163 0314n +LiH + X→ 20．一物块在高 3.0 m、长 5.0 m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离 s 的变 化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取 10 m/s2。则 A．物块下滑过程中机械能不守恒 B．物块与斜面间的动摩擦因数为 0.5 C．物块下滑时加速度的大小为 6.0 m/s2 D．当物块下滑 2.0 m 时机械能损失了 12 J 21．如图，U 形光滑金属框 abcd 置于水平绝缘平台上，ab 和 dc 边平行，和 bc 边垂直。ab、dc 足够长，整 个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒 MN 置于金属框上，用水平恒力 F 向右拉动金属框， 运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN 与金属框保持良好接触，且与 bc 边保持平行。 经过一段时间后 A．金属框的速度大小趋于恒定值 B．金属框的加速度大小趋于恒定值 C．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值 D．导体棒到金属框 bc 边的距离趋于恒定值 三、非选择题：共 174 分，第 22~32 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33~38 题为选考题，考生 根据要求作答。 （一）必考题：共 129 分。 22．（ 6 分） 某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻 Rx，所用电压表的内阻为 1 kΩ，电流表内阻为 0.5 Ω。该 同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a）所示电路的 O、P 两点之间，另一种是跨接在 O、 Q 两点之间。测量得到如图（b）所示的两条 U–I 图线，其中 U 与 I 分别为电压表和电流表的示数。 回答下列问题： （1）图（b）中标记为 II 的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量 得到的。 （2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻 的真实值，结果为________Ω（保留 1 位小数）。 （3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为 ________Ω（保留 1 位小数）。 23．（ 9 分） 某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为 d 的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。 实验步骤如下： （1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时， 可认为气垫导轨水平； （2）用天平测砝码与砝码盘的总质量 m1、滑块（含遮光片）的质量 m2； （3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块； （4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过 A、 B 两处的光电门的遮光时间 Δt1、Δt2 及遮光片从 A 运动到 B 所用的时间 t12； （5）在遮光片随滑块从 A 运动到 B 的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力 冲量的大小 I=________，滑块动量改变量的大小 Δp=________；（用题中给出的物理量及重力加速度 g 表示） （6）某次测量得到的一组数据为：d=1.000 cm，m1=1.50  10-2 kg，m2=0.400 kg，△t1=3.900 10-2 s， Δt2=1.270 10-2 s，t12=1.50 s，取 g=9.80 m/s2。计算可得 I=________N·s，Δp=____ kg·m·s-1；（结果均保留 3 位有效数字） （7）定义 Δ=100%Ip I   ，本次实验 δ=________%（保留 1 位有效数字）。 24．（ 12 分） 我国自主研制了运-20 重型运输机。飞机获得的升力大小 F 可用 2F kv 描写，k 为系数；v 是飞机在平 直跑道上的滑行速度，F 与飞机所受重力相等时的 v 称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为 51.2110kg 时，起飞离地速度为 66 m/s；装载货物后质量为 51.6910kg ，装载货物前后起飞离地时的 k 值可视为不变。 （1）求飞机装载货物后的起飞离地速度； （2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行 1 521 m 起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的 大小和所用的时间。 25．（ 20分） 在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O为圆心，半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示。 质量为m，电荷量为q（q>0）的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方 向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角θ=60°。运 动中粒子仅受电场力作用。 （1）求电场强度的大小； （2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？ （3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv0，该粒子进入电场时的速度应为多大？ （二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题作答。如果多做， 则每科按所做的第一题计分。 33．[物理——选修 3-3]（15 分） （1）（ 5 分）分子间作用力 F 与分子间距 r 的关系如图所示，r= r1 时，F=0。分子间势能由 r 决定，规 定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点 O，另一分子从距 O 点很远处向 O 点运动， 在两分子间距减小到 r2 的过程中，势能_____（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由 r2 减小到 r1 的过程中， 势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）； 在间距等于 r1 处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。 （2）（ 10 分）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐的容积为 V，罐中气体的压 强为 p；乙罐的容积为 2V，罐中气体的压强为 1 2 p 。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐 中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后 （i）两罐中气体的压强； （ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。 34．[物理——选修3-4]（15分） （1）（5分）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有__________。（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．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声 B．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化 C．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低 D．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同 E．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光谱随时间的周期 性变化 （2）（ 10分）一振动片以频率f做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a、 b两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c是水面上的一点，a、b、c间的距离均为l，如图所 示。已知除c点外，在ac连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c的距离为 3 8 l 。求： （i）波的波长： （ii）波的传播速度。 2020 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合参考答案 14．D 15．B 16．B 17．A 18．C 19．BD 20．AB 21．BC 22．（ 1）O、P （2）I 50.5 （3）50.0 23．（ 1）大约相等 （5）m1gt12 （5） 2 21 ddm tt  （6）0.221 0.212 （7）4 24．解：（1）设飞机装载货物前质量为 m1，起飞离地速度为 v1；装载货物后质量为 m2，起飞离地速度为 v2，重力加速度大小为 g。飞机起飞离地应满足条件 2 11 kvgm = ① 2 22 kvgm = ② 由①②式及题给条件得 2 7 8 m / sv  ③ （2）设飞机滑行距离为 s，滑行过程中加速度大小为 a，所用时间为 t。由匀变速直线运动公式有 2 2 2v as ④ v2=at⑤ 联立③④⑤式及题给条件得 a=2.0 m/s2⑥ t=39 s⑦ 25．解：（1）粒子初速度为零，由 C 点射出电场，故电场方向与 AC 平行，由 A 指向 C。由几何关系和电 场强度的定义知 AC=R① F=qE② 由动能定理有 F·AC= 2 0 1 2 mv ③ 联立①②③式得 2 0 2 mvE qR ④ （2）如图，由几何关系知 AC⊥BC，故电场中的等势线与 BC 平行。作与 BC 平行的直线与圆相切于 D 点，与 AC 的延长线交于 P 点，则自 D 点从圆周上穿出的粒子的动能增量最大。由几何关系知 ∠PAD=30°，AP= 3 2 R，DP= 3 2 R ⑤ 设粒子以速度 v1 进入电场时动能增量最大，在电场中运动的时间为 t1。粒子在 AC 方向做加速度为 a 的匀加速运动，运动的距离等于 AP；在垂直于 AC 的方向上做匀速运动，运动的距离等于 DP。由牛顿 第二定律和运动学公式有 F=ma⑥ 2 1 1 2=A atP ⑦ DP=v1t1⑧ 联立②④⑤⑥⑦⑧式得 10 2 4vv ⑨ （3）设粒子以速度 v 进入电场时，在电场中运动的时间为 t。以 A 为原点，粒子进入电场的方向为 x 轴正方向，电场方向为 y 轴正方向建立直角坐标系。由运动学公式有 21 2y a t ⑩ x=v t ○11 粒子离开电场的位置在圆周上，有 2 2 231 22xRyRR ○12 粒子在电场中运动时，其 x 方向的动量不变，y 方向的初始动量为零。设穿过电场 前后动量变化量的大小为 mv0 的粒子，离开电场时其 y 方向的速度分量为 v2，由题给条 件及运动学公式有 mv2=mv0=mat ○13 联立②④⑥⑩○11○12○13式得 v=0 ○14 和 0 3 2vv ○15 另解： 由题意知，初速为 0 时，动量增量的大小为 mv0，此即问题的一个解。自 A 点以不同的速率垂直于电场 方向射入电场的粒子，沿 y 方向位移相等时，所用时间都相同。因此，不同粒子运动到线段 CB 上时， 动量变化都相同，自 B 点射出电场的粒子，其动量变化也为 mv0，由几何关系及运动学规律可得，此时 入射速率 。 33．（1）减小 减小 小于 （2）解：（i）假设乙罐中的气体被压缩到压强为 p，其体积变为 V1，由玻意耳定律有 1 1 (2 ) =2 p V pV ① 现两罐气体压强均为 p，总体积为(V+V1)。设调配后两罐中气体的压强为 p′，由玻意耳定律有 p（V+V1）=p′（V+2V）② 联立①②式可得 2 3pp  ③ （ⅱ）若调配后甲罐中的气体再被压缩到原来的压强 p 时，体积为 V2，由玻意耳定律 p′V=pV2④ 设调配后甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比为 k，由密度的定义有 2Vk V ⑤ 联立③④⑤式可得 2 3k  ⑥ 34．（1）BCE （2）解：（i）如图，设距 c 点最近的振幅极大的点为 d 点，a 与 d 的距离为 r1，b 与 d 的距离为 r2，d 与 c 的距离为 s，波长为 λ。则 r2–r1=λ① 由几何关系有 r1=l–s② 2 2 2 2 1 1sin 60 + cos60r r l r   （ ） （ ）③ 联立①②③式并代入题给数据得 1= 4 l ④ （ⅱ）波的频率为 f，设波的传播速度为 v，有 v=fλ⑤ 联立④⑤式得 = 4 flv ⑥