2020年普通高等学校招生全国统一考试物理试题(江苏卷,参考版解析)

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2020年普通高等学校招生全国统一考试物理试题(江苏卷,参考版解析)

‎2020年普通高等学校招生全国统一考试物理试题(江苏卷,参考版解析) ‎ 一、单向选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分 ‎1.一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220V交变电流改为110V,已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为 A.200 B.400 C.1600 D.3200‎ ‎【答案】B ‎【解析】:根据变压器的变压规律,可求副线圈匝数为400,所以B正确。‎ ‎2.静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载《春秋纬 考异邮》中有玳瑁吸衣若只说,但下列不属于静电现象的是 A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑 B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引 C.小线圈接近通电线圈过程中,小线圈中产生电流 D.从干燥的地毯走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉 ‎【答案】C ‎【解析】:小线圈接近通电线圈过程中,消息安全中产生感应电流是电磁感应现象,不是静电现象,所以C正确。‎ ‎3.过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径为,该中心恒星与太阳的质量比约为 A. B.1 C.5 D.10‎ ‎【答案】B ‎4.如图所示,用天平测量匀强磁场的磁感应强度,下列各选项所示的载流线圈匝数相同,边长NM相等,将它们分别挂在天平的右臂下方,线圈中通有大小相同的电流,天平处于平衡状态,若磁场发生微小变化,天平最容易失去平衡的是 ‎【答案】A ‎5.如图所示,某“闯关游戏”的笔直通道上每隔8m设有一个关卡,各关卡同步放行和关闭,放行和关闭的时间分别为5s和2s。关卡刚放行时,一同学立即在关卡1处以加速度由静止加速到2m/s,然后匀速向前,则最先挡住他前进的关卡是 A.关卡2 B.关卡3 C.关卡4 D.关卡5‎ ‎【答案】C ‎【解析】:由题意知,该同学先加速后匀速,速度增大到‎2m/s用时t1=1s,在加速时间内通过的位移,t2=4s,x2=vt2=‎8m,已过关卡2,t3=2s时间内x3=‎4m,关卡打开,t4=5s,x4=vt4=‎10m,此时关卡关闭,距离关卡4还有‎1m,到达关卡4还需t5=1/2s,小于2s,所以最先挡在面前的是关卡4,故C正确。‎ 二、多项选择题: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,选对但选不全得2分,错选或不答得0分。‎ ‎6.一人乘电梯上楼,在竖直上升过程中加速度a随时间t变化的图线如图所示,以竖直向上为a的正方向,则人对地板的压力 A.t=2s时最大 B.t=2s时最小C.t=8.5s时最大 D.t=8.5s时最小 ‎【答案】AD ‎7.一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场,电场方向水平向左,不计空气阻力,则小球 A.做直线运动 B.做曲线运动 C.速率先减小后增大,D.速率先增大后减小 ‎【答案】BC ‎【解析】由题意知,小球受重力、电场力作用,合外力的方向与初速度的方向夹角为钝角,故小球做曲线运动,所以A错误;B正确;在运动的过程中合外力先做负功后做正功,所以C正确;D错误。‎ ‎8.两个相同的负电荷和一个正电荷附近的电场线分布如图所示,c时两负电荷连线的中点,d点在正电荷的正上方,c、d到正电荷的距离相等,则 A.a点的电场强度比b点的大 B.a点的电势比b点的高 C.c点的电场强度比d点的大 D.c点的电势比d点的低 ‎【答案】ACD ‎9.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h。圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A;弹簧始终在弹性限度之内,重力加速度为g,则圆环 A.下滑过程中,加速度一直减小 B.下滑过程中,克服摩擦力做功为 C.在C处,弹簧的弹性势能为 D.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度 ‎【答案】BD 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 ‎【必做题】‎ ‎10.(8分)小明利用如题10-1图所示的实验装置测量一干电池的电动势和内阻 ‎(1)题10-1图中电流表的示数为__________A ‎(2)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下 请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出U-I图线 由图线求得:电动势E=_________V;内阻r=_________________Ω ‎(3)实验时,小明进行了多次测量,花费了较长时间,测量期间一直保持电路闭合,其实从实验误差考虑,这样的操作不妥,因为_______________‎ ‎【答案】(1)0.44(2)U-I图像见解析 1. 60 (1. 58 ~ 1. 62 都算对) 1.2(1.18 ~1.26 都算对) (3)干电池长时间使用后,电动势和内阻会发生变化,导致实验误差增大.‎ ‎11.(10分)某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律,实验装置如题11-1图所示,打点计时器的电源为50Hz的交流电 ‎(1)下列实验操作中,不正确的有________‎ A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面 C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落 D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 ‎(2)该同学按照正确的步骤进行试验(记为“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1、2、3…….8,用刻度尺量出各计数点的相邻计时点到O点的距离,记录在纸带上,如题11-2图所示 计算相邻计时点间的平均速度,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表,请将表中的数据补充完整 ‎(3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是________;磁铁受到阻尼作用的变化情况是____________.‎ ‎(4)该同学将装置中的铜管更换为相同尺寸的塑料管,重复上述实验操作(记为实验②),结果表明磁铁下落的运动规律与自由落体运动规律几乎相同,请问实验②是为了说明说明?对比实验①和②的结果得到什么结论?‎ ‎【答案】(1)CD(2)39.0 (3)逐渐增大到‎39.8 cm/ s 逐渐增大到等于重力(4)为了说明磁铁在塑料管中几乎不受阻尼作用,磁铁在铜管中受到的阻尼作用主要是电磁阻尼作用.‎ ‎12【选做题】本题包括A、B、C三小题,请选定其中两小题,并在相应的答题区域内作答,若多做,则按A、B两小题评分 A、【选修3-3】(12分)‎ ‎(1)对下列几种固体物质的认识,正确的有________‎ A.食盐熔化过程中,温度保持不变,说明食盐时晶体 B.烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡时晶体 C.天然石英表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则 D.石墨和金刚石的物理性质不同,是由于组成它们的物质微粒排列结构不同 ‎(2)在装有食品的包装袋中充入氮气,然后密封进行加压测试,测试时,对包装袋缓慢地施加压力,将袋内的氮气视为理想气体,则加压测试过程中,包装袋内壁单位面积上所受气体分子撞击的作用力_________(选填“增大”、“减小”或“不变”),包装袋内氮气的内能_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)‎ ‎(3)给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45L。请通过计算判断该包装袋是否漏气 ‎【答案】CD ‎【解析】物质熔化过程中,温度不变,可能是吸收热量同时对外做功,即W=Q,如气体;若物体是晶体,则有:熔化过程中,温度保持不变,可见A是错误;烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形 是由于液体的表面张力的作用,又因为受到重力作用,所以呈椭圆形,所以B错误;沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同,这就是晶体的各向异性。所以C正确、D正确。‎ B、【选修3-4】(12分)‎ ‎(1)一渔船向鱼群发出超声波,若鱼群正向渔船靠近,则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_________‎ A.波速变大 B.波速不变 C.频率变高 D.频率不变 ‎(2)用的超声波检查胆结石,该超声波在结石和胆汁中的波速分别为2250m/s和1500m/s,则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短,遇到结石时_______(选填“容易”或者“不容易”)发生衍射 ‎(3)人造树脂时常用的眼镜片材料,如图所示,光线射在一人造树脂立方体上,经折射后,射在桌面上的P点,已知光线的入射角为30°,OA=5cm,AB=20cm,BP=12cm,求该人造树脂材料的折射率n ‎(1)【答案】BC ‎【解析】在同种介质中,超声波的传播速度保持不变,根据多普勒效应可知,频率变高,所以BC正确。‎ ‎(2)【答案】1.5 不容易 C.【选修3-5】(12分)‎ ‎(1)波粒二象性时微观世界的基本特征,以下说法正确的有_______‎ A.光电效应现象揭示了光的粒子性 B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性 C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 D.动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波也相等 ‎(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,是常用的核燃料。‎ 受一个中子轰击后裂变成和两部分,并产生_____个中子。要使链式反应发生,裂变物质的体积要_________(选填“大于”或者“小于”)它的临界体积。‎ ‎(3)取质子的质量,中子的质量,粒子的质量,光速,请计算粒子的结合能,(计算结果保留两位有效数字)‎ ‎(1)【解析】光电效应说明光的粒子性,所以A正确;热中子在晶体上产生衍射图样,即运动的实物粒子具有波的特性,即说明中子具有波动性,所以B正确;黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化,即黑体辐射是不连续的、一份一份的,所以黑体辐射用光的粒子性解释,即C错误;根据的德布罗意波长公式,,又质子的质量大于电子的质量,所以动能相等的质子和电子,质子的德布罗意波较短,所以D错误。‎ ‎(2)由质量数和电荷数守可知:,可见产生了3个中子,链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。‎ ‎(3)根据爱因斯坦质能方程,可求:‎ 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)做磁共振检查时,对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响,将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈,线圈的半径r=5.0cm,线圈导线的横截面积A=,电阻率 ‎,如图所示,匀强磁场方向与线圈平面垂直,若磁感应强度B在0.3s内从1.5T均匀地减小为零,求(计算结果保留一位有效数字)‎ ‎(1)该圈肌肉组织的电阻R;‎ ‎(2)该圈肌肉组织中的感应电动势E;‎ ‎(3)0.3s内该圈肌肉组织中产生的热量Q。‎ ‎【答案】(1)6×103Ω (2)4×10-2V (3)8×10-8J ‎14.(16分)一转动装置如图所示,四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接,轻杆长均为l,球和环的质量均为m,O端固定在竖直的轻质转轴上,套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间,原长为L,装置静止时,弹簧长为,转动该装置并缓慢增大转速,小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g,求:‎ ‎(1)弹簧的劲度系数k;‎ ‎(2)AB杆中弹力为零时,装置转动的角速度;‎ ‎(3)弹簧长度从缓慢缩短为的过程中,外界对转动装置所做的功W。‎ ‎【答案】(1)4mg/L (2) (3)‎ ‎(3)弹簧长度为L/2时,设OA、AB杆中的弹力分别为F3、T3,OA杆与弹簧的夹角为θ3‎ 小环受到弹簧的弹力:‎ 小环受力平衡:且 对小球:;‎ 解得:‎ 整个过程弹簧弹性势能变化为零,则弹力做的功为零,由动能定理:‎ 解得:‎ ‎15.(16分)一台质谱仪的工作原理如图所示,电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为的加速电场,其初速度几乎为零,这些离子经过加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,最后打在底片上,已知放置底片区域已知放置底片的区域MN =L,且OM =L。某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏,检测不到离子,但右侧区域QN仍能正常检测到离子. 在适当调节加速电压后,原本打在MQ的离子即可在QN检测到。‎ ‎(1)求原本打在MN中点P的离子质量m;‎ ‎(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域,求加速电压U的调节范围;‎ ‎(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整,求需要调节U的最少次数。(取;)‎ ‎【答案】(1) (2) (3)3次 ‎【解析】(1)离子在电场中加速:‎ 在磁场中做匀速圆周运动:‎ 解得:‎ 代入,解得 ‎ ‎
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