2020年普通高等学校招生全国统一考试物理试题（江苏卷，解析版）(1)

2020年普通高等学校招生全国统一考试物理试题（江苏卷，解析版）(1)

‎2020年普通高等学校招生全国统一考试物理试题（江苏卷，解析版） ‎ 一、单项题：本题共5小题，每小题3分，共计15分。每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为α,重力加速度为g，若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为 ‎ A．　　　 B．　‎ C．　　 D．‎ 且一边与导线平行。线框由静止释放，在下落过程中 ‎ A．穿过线框的磁通量保持不变 B．线框中感应电流方向保持不变 C．线框所受安培力的合力为零 D．线框的机械能不断增大 ‎【答案】B ‎【解析】本题考查通电导体周围的磁场分布、电磁感应、楞次定律及功能关系。通电导线周围存在磁场，电流恒定，导线周围磁场恒定，可根据右手定则判断磁场环绕情况，导线下方磁感线向里，且离导线越近磁感应强度越大，故线框下落过程中通过线框磁通量减小，感应电流由楞次定律判断沿顺时针方向保持不变、安培力的合力向上，安培力做负功线框机械能减少，综上B项正确。‎ ‎3．如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA＝OB。若水流速度不变，两人在靜水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为 A．t甲＜t乙 ‎ B．t甲＝t乙 C．t甲＞t乙 D．无法确定 ‎【答案】C ‎5．如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计。匀强磁 场与导轨平面垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置，且与 导轨接触。t=0时，将开关S由1掷到2。q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是 ‎【答案】D ‎【解析】本题考查含电容器电路及电磁感应。开关打到1时，电容器充电，打到2位置，通过右侧回路放电，随着电容器放电，电容器极板电荷量减少，两极间电压减小，电路电流减小，安培力减小，加速度减小，最终电流减为零，此时导体棒做匀速运动，导体棒两端因切割磁感线产生电动势，电容器两极板间电压不为零，极板上仍有电荷，综上，Ｄ项正确。‎ 二、多项选择：本题共4小题，每小题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对得4分，选对不全得2分，错选或不答的得0分。‎ ‎8．一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力。下列说法正确的有 ‎ A．粒子带负电荷 B．粒子的加速度先不变，后变小 C．粒子的速度不断增大 D．粒子的电势能先减小，后增大 ‎　【答案】AB ‎【解析】本题考查带电粒子在电场中的运动。沿电场线方向电势逐渐降低，电场线垂直与等势面，如图所示，画出轨迹上某一点的电场的方向，结合粒子的偏转情况可判断粒子的受力方向与电场线方向相反，故粒子带负电，A项正确；左侧等势面平行等间距，对应电场为匀强电场，右侧等势面间距增大，对应电场强度减小，由左到右的过程电场力先不变后变小，即加速度先不变后变小，B项正确；此过程电场力做负功，粒子电势能不断增大，动能（速度）不断减小。‎ ‎9．如图所示，倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜面间无摩擦。现将质量分别为M、m（M>m）的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上。两物块与绸带间的动摩擦因数相等，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在α角取不同值的情况下，下列说法正确的有 ‎ A．两物块所受摩擦力的大小总是相等 B．两物块不可能同时相对绸带静止 C．M不可能相对绸带发生滑动 D．m不可能相对斜面向上滑动 ‎【答案】AC 三、简答题：本题分必做题（第10、11题）和选做题（第12题）两部分，共计42分。请将解答填写在答题卡相应的位置。‎ ‎10．（8分）某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于 O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。‎ ‎ （1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为______N。‎ ‎（2）下列不必要的实验要求是____。（请填写选项前对应的字母）‎ ‎（A）应测量重物M所受的重力 ‎（B）弹簧测力计应在使用前校零 ‎（C）拉线方向应与木板平面平行 ‎（D）改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 ‎（3）某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。‎ ‎11．（10分） 某同学利用如图所示的实验电路来测量电阻的阻值。‎ ‎（1）将电阻箱接入a、b之间，闭合开关。适当调节滑动变阻 器R′后保持其阻值不变。改变电阻箱的阻值R，得到 一组电压表的示数U与R的数据如下表：‎ 请根据实验数据作出U-R关系图象。‎ ‎（2）用待测电阻RX替换电阻箱，读得电压表示数为2.00V。‎ 利用（1）中测绘的U-R图象可得RX=_______Ω。‎ ‎（3）使用较长时间后，电池的电动势可认为不变，但内阻增大。‎ 若仍用本实验装置和（1）中测绘的U-R图象测定某一电阻，‎ 则测定结果将_________（选填“偏大”或“偏小”）。现将 一已知阻值为10Ω的电阻换接在a、b之间，你应如何调节 滑动变阻器，便仍可利用本实验装置和（1）中测绘的U-R 图象实现对待测电阻的准确测定？‎ ‎【答案】（1）（见右图）‎ ‎（2）20（19~21都算对）‎ ‎（3）偏小；改变滑动变阻器阻值，使电压表示数为1.50V.‎ ‎【解析】本题考查替代法测电阻（1）根据题目提供的数据在坐标纸上描点，然后用一条平滑的曲线将各点连接起来。（2）根据U-R图线，读出电压对应的电阻值，即为待测电阻的阻值。(3)由闭合电路欧姆定律，在待测电阻不变的情况下，内阻增大，内电压增大，外电压减小，再用原来的U-R图线读数，结果偏小；图中10Ω，对应电阻为1.5V，可以通过调节滑动变阻器的大小，使电压表的示数达到1.5V，此时可以根据原来作出的U-I图线准确测定待测电阻的阻值，此过程实际相当与“校表”。‎ ‎12．【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，‎ 并在相应的答题区域内作答。若三题都做，则按AB两题评分。‎ A．（选修模块3－3）（12分）‎ ‎ （1）如题‎12A-1图所示，一演示用的“永动机”转轮由5根轻杆和转轴构成，轻杆的末端装有形状记忆合金制成的叶片，轻推转轮后，进入热水的叶片因伸展面“划水”，推动转轮转动。离开热水后，叶片形状迅速恢复，转轮因此能较长时间转动。下列说法正确的是 A．转轮依靠自身惯性转动，不需要消耗外界能量 B．转轮转动所需能量来自形状记忆合金自身 C．转动的叶片不断搅动热水，水温升高 D．叶片在热水中吸收的热量一定大于在空气中释放的热量 ‎（2）如题‎12A-2图所示，内壁光滑的气缸水平放置。一定质量的 理想气体被密封在气缸内，外界大气压强为P0。现对气缸缓 慢加热，气体吸收热量Q后，体积由V1增大为V2。则在 此过程中，气体分子平均动能_____（选增“增大”、“不变”或“减小”），气体内能变化了_____________。‎ ‎（3）某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=‎0.283kg·mol-1，密度ρ=0.895×‎103kg·m-3．若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取NA=6.02×1023mol-1．球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字）‎ B．（选修模块3－4）（12分）‎ ‎ （1）如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是 ‎（A）同时被照亮 ‎（B）A先被照亮 ‎（C）C先被照亮 ‎（D）无法判断 ‎（2）一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反向光线与折射光线垂直，则入射角为__________。真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为________________ ．‎ ‎（3）将一劲度系数为K的轻质弹簧竖直悬挂，下湍系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。‎ ‎12.B ‎【答案】（1）C （2）60°；‎ ‎（1）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是 ‎（2）按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量__________（选填“越大”或“越小”）。已知氢原子的基态能量为E1（E1‎ ‎<0），电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为γ的光子被电离后，电子速度大小为___________（普朗克常量为h ）．‎ ‎（3）有些核反应过程是吸收能量的。例如在中，核反应吸收的能量，在该核反应中，X表示什么粒子？X粒子以动能EK轰击静止的，若EK=Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由。‎ ‎12.C ‎【答案】（1）C （2）60°；‎ ‎ （3）单摆周期公式 解得 四、计算题：本题共3小题，共计47分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎13．（15分）题13-1图为一理想变压 器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只Rce=400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。‎ ‎（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；‎ ‎（2）求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；‎ ‎（3）求ce和de 间线圈的匝数比。‎ ‎14．（16分）如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。（重力加速度为g）‎ ‎（1）求小物块下落过程中的加速度大小；‎ ‎（2）求小球从管口抛出时的速度大小；‎ ‎（3）试证明小球平抛运动的水平位移总小于 ‎【答案】（1）；（2）；（3）。‎ ‎【解析】（1）设细线中的张力为T，根据牛顿第二定律 且 解得 ‎15．（16分）某种加速器的理想模型如题15-1图所示：两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔a、b，两极板间电压uab的变化图象如图15-2‎ 图所示，电压的最大值为U0、周期为T0，在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为m0、电荷量为q的带正电的粒子从板内a孔处静止释放，经电场加速后进入磁场，在磁场中运动时间T0后恰能再次从a 孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了。（粒子在两极板间的运动时间不计，两极板外无电场，不考虑粒子所受的重力）‎ ‎（1）若在t=0时刻将该粒子从板内a孔处静止释放，求其第二次加速后从b孔射出时的动能；‎ ‎（2）现在利用一根长为L的磁屏蔽管（磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场，忽略其对管外磁场的影响），使题15-1图中实线轨迹（圆心为O）上运动的粒子从a孔正下方相距L处的c孔水平射出，请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管；‎ ‎（3）若将电压uab的频率提高为原来的2倍，该粒子应何时由板内a孔处静止开始加速，才能经多次加速后获得最大动能？最大动能是多少？‎ 粒子由静止开始时加速的时刻 最大动能 解得