2020年全国Ⅲ卷高考理综物理真题试卷（含答案） 10页

2020 年全国Ⅲ卷高考理综物理真题试卷（含答案） 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．如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图 中开关 S 由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到 A．拨至 M 端或 N 端，圆环都向左运动 B．拨至 M 端或 N 端，圆环都向右运动 C．拨至 M 端时圆环向左运动，拨至 N 端时向右运动 D．拨至 M 端时圆环向右运动，拨至 N 端时向左运动 15．甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的 速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为 1 kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为 A．3 J B．4 J C．5 J D．6 J 16．“嫦娥四号”探测器于 2019 年 1 月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月 做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的 K 倍。已知地球半径 R 是月球半径的 P 倍，地球质量是月球 质量的 Q 倍，地球表面重力加速度大小为 g．则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为 A． RKg QP B． RPKg Q C． RQg KP D． RPg QK 17．如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上 O 点处；绳的一端固定在墙上，另一端通过 光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O 点两侧绳与竖直方向的夹角分别 为 α 和 β。若 α=70°，则 β 等于 A．45° B．55° C．60° D．70° 18．真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为 a 和 3a 的同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行， 其横截面如图所示。一速率为 v 的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为 m，电荷量为 e， 忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为 A． 3 2 mv ae B． mv ae C． 3 4 mv ae D． 3 5 mv ae 19．1934 年，约里奥—居里夫妇用 α 粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素 X，反应方程为： 4271 2130He +AlXn → 。X 会衰变成原子核 Y，衰变方程为 XYe  ０ １→ ，则 A．X的质量数与Y的质量数相等 B．X的电荷数比Y的电荷数少1 C．X的电荷数比 27 13 Al 的电荷数多2 D．X的质量数与 的质量数相等 20．在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为 220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1， R1、R2、R3 均为固定电阻，R2=10  ，R3=20 ，各电表均为理想电表。已知电阻 R2 中电流 i2 随时间 t 变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是 A．所用交流电的频率为50Hz B．电压表的示数为100V C．电流表的示数为1.0A D．变压器传输的电功率为15.0W 21．如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是 A．沿MN边，从M点到N点，电场强度的大小逐渐增大 B．沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小 C．正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大 D．将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负 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） 某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落， 带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。 已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为 0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出 B 点时小 车的速度大小 vB=________m/s，打出 P 点时小车的速度大小 vP=________m/s。（结果均保留 2 位小数） 若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物 理量为________________________。 23．（9 分） 已知一热敏电阻当温度从 10 ℃升至 60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其 阻值随温度的变化关系。所用器材：电源 E、开关 S、滑动变阻器 R（最大阻值为 20 Ω）、电压表（可视 为理想电表）和毫安表（内阻约为 100 Ω）。 （1）在答题卡上所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。 （2）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的 热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 5.5 V 和 3.0 mA，则此时热敏电阻的阻值为__ ______kΩ（保留 2 位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值 R 随温度 t 变化的曲线如图（a）所示。 （3）将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为 2.2kΩ。由图（a）求 得，此时室温为_______℃（保留 3 位有效数字）。 （4）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E 为直流电 源（电动势为 10 V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过 6.0 V 时，便触发报警器（图中未画出） 报警。若要求开始报警时环境温度为 50 ℃，则图中_____（填“R1”或“R2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻 的阻值应为_____kΩ（保留 2 位有效数字）。 24．（12 分） 如图，一边长为 l0 的正方形金属框 abcd 固定在水平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大 小为 B 的匀强磁场。一长度大于 02l 的均匀导体棒以速率 v 自左向右在金属框上匀速滑过，滑动过程中导 体棒始终与 ac 垂直且中点位于 ac 上，导体棒与金属框接触良好。已知导体棒单位长度的电阻为 r，金属框 电阻可忽略。将导体棒与 a 点之间的距离记为 x，求导体棒所受安培力的大小随 x（ 002xl ）变化的关 系式。 25．（20 分） 如图，相距 L=11.5 m 的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动，其速 度的大小 v 可以由驱动系统根据需要设定。质量 m=10 kg 的载物箱（可视为质点），以初速度 v0=5.0 m/s 自 左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数 μ=0.10，重力加速度取 g=10 m/s2。 （1）若 v=4.0 m/s，求载物箱通过传送带所需的时间； （2）求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度； （3）若 v=6.0 m/s，载物箱滑上传送带 13s12t 后，传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向 右侧平台运动的过程中，传送带对它的冲量。 （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）如图，一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与气缸壁间 无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变，系统始终处于平衡状态。在活塞下 降过程中___________。（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．气体体积逐渐减小，内能增知 B．气体压强逐渐增大，内能不变 C．气体压强逐渐增大，放出热量 D．外界对气体做功，气体内能不变 E．外界对气体做功，气体吸收热量 （2）（10 分）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为 H=18 cm 的 U 形管，左管上端封闭， 右管上端开口。右管中有高 h0=4 cm 的水银柱，水银柱上表面离管口的距离 l=12 cm。管底水平段的体积可 忽略。环境温度为 T1=283 K。大气压强 p0=76 cmHg。 （i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时 水银柱的高度为多少? （ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少? 34．[物理选修 3–4]（15 分） （1）（5 分）如图，一列简谐横波平行于 x 轴传播，图中的实线和虚线分别为 t=0 和 t=0.1 s 时的波形 图。已知平衡位置在 x=6 m 处的质点，在 0 到 0.l s 时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为_________s， 波速为_________m/s，传播方向沿 x 轴_________（填“正方向”或“负方向”）。 （2）（10 分）如图，一折射率为 3 的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形 ABC，∠A=90°， ∠B=30°。一束平行光平行于 BC 边从 AB 边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求 AC 边与 BC 边上 有光出射区域的长度的比值。 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．B 15．A 16．D 17．B 18．C 19．AC 20．AD 21．BC 22．0.36 1.80 B、P之间的距离 23．（1）如图所示。 （2）1.8 （3）25.5 （4）R1 1.2 24．解：当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为 l 时，由法拉第电磁感应定律知，导体棒上感应电动势 的大小为 =E Blv ① 由欧姆定律，流过导体棒的感应电流为 EI R ② 式中，R 为这一段导体棒的电阻。按题意有 R rl ③ 此时导体棒所受安培力大小为 f BIl ④ 由题设和几何关系有 0 000 22 ,0 2 22( 2),2 2 xxl l lxlxl       ⑤ 联立①②③④⑤式得 2 0 2 000 22,0 2 22(2),2 2 Bvxxlrf Bv lxlxlr      ⑥ 25．解：（1）传送带的速度为 v=4.0 m/s 时，载物箱在传送带上先做匀减速运动，设其加速度大小为 a， 由牛顿第二定律有 μmg=ma ① 设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为 s1，由运动学公式有 v2– v02= –2as1 ② 联立①②式，代入题给数据得 s1=4.5 m ③ 因此，载物箱在到达右侧平台前，速度先减小到 v，然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离 开传送带所用的时间为 t1，做匀减速运动所用的时间为 1t  ，由运动学公式有 v= v0–at1´ ④ 1 1 1 Lst vt  ⑤ 联立①③④⑤式并代入题给数据得 t1=2.75 s ⑥ （2）当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时，到达右侧平台时的速度最小，设为 v1；当载物箱滑 上传送带后一直做匀加速运动时，到达右侧平台时的速度最大，设为 v2。由动能定理有 22 10 11 22mgLmvmv ⑦ 22 20 11 22mgLmvmv  ⑧ 由⑦⑧式并代入题给条件得 1 2v  m/s， 2 43v  m/s ⑨ （3）传送带的速度为 v=6.0 m/s 时，由于 v01 ④ 所以，从 DB 范围入射的光折射后在 BC 边上发生全反射，反射光线垂直射到 AC 边，AC 边上全部有光 射出。 设从 AD 范围入射的光折射后在 AC 边上的入射角为 θ′′，如图（b）所示。由几何关系 θ′′=90°–θ2 ⑤ 由③⑤式和已如条件可知 nsinθ′′>l ⑥ 即从 AD 范围入射的光折射后在 AC 边上发生全反射，反射光线垂直射到 BC 边上。设 BC 边上有光线 射出的部分为 CF，由几何关系得 CF=AC·sin30° ⑦ AC 边与 BC 边有光出射区域的长度的比值为 2AC CF  ⑧