2020年普通高等学校招生全国统一考试物理Ⅲ卷.pdf
物理in卷1 4.如图所示，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（）MN 1A.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B 将开关S 由断开状态拨至 端或N 端，都会使线圈中的电流突然增大,穿过右边圆环的磁通量突然增大，由楞次定律可知，圆环都会向右运动以阻碍磁通量的增大，选项B 正确，A、C、D 均错误。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 k g,则碰撞过程两物块损失的机械能为（）A 设乙物块的质量为m,由动量守恒定律有m cv c=m甲v 甲+机匕。S 代入图中数据解得机匕=6 k g,进而可求得碰撞过程中两物块损失的机械能为E 投=3 甲 4+%/匕迫一白/n 甲 0，*一5/匕/1，代入图中数据解得E=3 J,选项A正确。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。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穆 B.得C A/W D.KRD 由题意可知“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为r=设月球的质量为M,“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的速率为m“嫦娥四号”的质量为m,则地球的质量为QM,一质量为的物体在地球表面满足G爷 式=山,且，而，嫦娥四号，绕月球做匀速圆周运动满足G=机手，解得。=穆，选项D 正确。17.如图所示，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上0 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，。点两侧绳与竖直方向的夹角分别为a 和夕。若 a=70,则/等于（）B 设甲、乙两物体的质量均为机，对。点进行受力分析，右侧细绳上的拉力大小为ZMg,左侧细绳上的拉力大小为凡。点下方的细线上的拉力大小为m g,系统平衡时对力进行水平和竖直方向的正交分解可得JF sin/3=mg sin a,F cos+/ng cos a=m g,解得 0=55,选项 B 正确。18.真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为。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。已知电子质量为机，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（）2x yTx（义.力Ax X/Za/X XX X*_V X X7 xX x x xZC 为使电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，电子进入匀强磁场中做匀速圆周运动的半径最大时轨迹如图所示，设其轨迹半径为r,轨迹圆圆心为Af,磁场的磁感应强度最小为5,由几何关系有f n+r=3 a,解得r=；02 3tnva,电子在匀强磁场中做匀速圆周运动有e v B=m ,解得选项C 正确。19.1934年，约里奥一居里夫妇用a 粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为犯e+Al-X+M。X 会衰变成原子核Y,衰变方程为X f Y+?e。贝！）（）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1C.X 的电荷数比弘A 1的电荷数多2D.X 的质量数与召A 1的质量数相等A C 根据电荷数守恒和质量数守恒，可知2He+若 Al-X+标 方程中X 的质量数为3 0,电荷数为1 5,再根据X-Y+?e方程可知Y 的质量数为3 0,电荷数为1 4,故 X 的质量数与Y 的质量数相等，X 的电荷数比Y 的电荷数多1,X的电荷数比召AI的电荷数多2,X 的质量数比弘A1的质量数多3,选项A、C 正确，B、D 错误。20.在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1,Ri、&、R3均为固定电阻，/?2=10。，犬 3=20。，各电表均为理想电表。已知电阻及中电流i2随时间，变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（）3A.所用交流电的频率为50 HzB.电压表的示数为100 VC.电流表的示数为1.0 AD.变压器传输的电功率为15.0 WA D 由变压器不会使交流电的周期改变和图(b)可知所用交流电的周期为2X10-2 s,可求得所用交流电的频率为50 H z,选 项A正确；由图(b)可知通过R2的电流的有效值为1 A,由串并联特点可知通过76的电流(即通过电流表的电流)为0.5A,故副线圈的总电流为/2=1.5A,由欧姆定律可得副线圈两端的电压172=1X10 v=10 V,由变压器原、副线圈两端电压比与原、副线圈匝数比的关系可得，原线圈两端的电压s=Si=io o v,再根据原线圈电路的串联关系可112得用两端的电压为Uv=220 V-100 V=120 V,选 项B、C均错误；根据变压器原理可得变压器传输的电功率为P=U2/2=10X1.5 W=15.0W,选 项D正确。2 1.如图所示，是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q(q0)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BC 如图所示，找 出。点，使。点与尸点的距离等于M点 与P点的距离,4L点 为MN上 到P点距离最短的点，根据三角形边角关系、点电荷的电场强度公式后=脸和正点电荷形成电场中的电势特点可知，沿着MN边，从M点到N点，到P点的距离，先减小后增大，电场强度先增大后减小，电势也先增大后减小，选 项B正确，A错误；根据电势能与电势的关系Ep=e可知，正电荷在 点 的 电 势 能 比 在N点的电势能大，故将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为正，选 项C正确，D错误。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0B=m/s,打 出P点时小车的速度大 小vP=m/so(结果均保留2位小数)3 22 J 单位:c m-4.00-50.66-V-54.20-*-57.86-图(b)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 o 解析 打 下5点的时刻为打下与5点相邻左、右两点的中间时刻，则打下B点时小车的速度应为这两点间小车的平均速度，即 加=4,席j6X IOm/s=0.36 m/s;同 理 打 下 尸 点 时 小 车 的 速 度 为 力。丁 义10-2 m/s=1.80m/So在验证动能定理时，除了需测量钩码的质量机和小车的质量M外，如果选 取8到P的过程，则由/ngXBp=；(M+m)冰一可知，票验证动能定5理还需要求得5、P 两点间的距离。答案 0.36（2 分）1.80（2 分）5、P 之间的距离Q 分）23.（9 分）已知一热敏电阻当温度从10 C 升至60 C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。）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100 O）。（1）在方框中所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。热敏电阻 尸、t 令应一 N 一（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 m A,则此时热敏电阻的阻值为 k。（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，变化的曲线如图所示。（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2.2 k。由图（a）求得，此 时 室 温 为 C（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10V,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“拈”或“火 2”）应使用热敏电阻，另一固定电阻的 解析（1）由于滑动变阻器的最大阻值比待测电阻的阻值小得多，因此滑动6变阻器应用分压式接法，由于电压表可视为理想电表，则电流表应用外接法,电路图如答案图所示。由欧姆定律得R=*3 0若0与 n1.8X103。=1.8kfto（3）由题图（a）可直接读出热敏电阻的阻值为2.2 k。时，室温为25.5 C。（4）由题意可知随温度的升高Ri两端的输出电压应增大，又由串联电路的特点可知，Ri的阻值应减小或R2的阻值应增大，而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，因此Ri应为热敏电阻；当环境温度为50 C时，热敏电阻的阻值为0.8 k。，则由串联电路的特点有豆大=丁，解得及=1.2 k。K1-TK2 A 2 答案（1）如图所示（3 分）（2）1.8（1 分）（3）25.5（1 分）（4）Ri（2 分）1.2（2分）24.（12分）如图所示，一边长为/o的正方形金属框N ed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6/o的均匀导体棒以速率。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 点之间的距离记为刈 求导体棒所受安培力的大小随x（OWxW&/o）变化的关系式。解析 当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为/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（2 分）由欧姆定律，流过导体棒的感应电流为P/=万（2 分）式中，R 为这一段导体棒的电阻。按题意有7R=rl（2 分）此时导体棒所受安培力大小为F=BII(2 分)由题设和几何关系有2x,厂 （2 分）2（巾A x）,当loxW木lo联立式得尸=5f2B2v.7 也-X,0 0 拳而1*/（小lo-x）,哗IqVxW巾 1。、/*乙r2B2v-7 g-x,（X W 拳/o7,-4（2 分）答案 F=S2B2v,r、r（/2Zo-x）,乎10Vx W巾 lo25.(20分)如图所示，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。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0o=5.O 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4=0 0,重力加速度取g=10 m/s2fimg(LS2 S3)9即载物箱运动到右侧平台时速度大于零，设为03。由运动学公式有vlv2=2 a(LS2 S3)(1 分)设载物箱通过传送带的过程中，传送带对它的冲量为1,由动量定理有I=m(V3v o)(1 分)联立式并代入题给数据得/=0,(1 分)答案(1)2.75 s最大速度473 m/s最小速度也m/s(3)033.物理选修3-3 (15分)(1)(5分)如图所示，一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。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 o(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，内能增加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)如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高加=4 cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离/=12 cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为Ti=283 K,大气压强 po=76 cmHg。1()(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？解析(1)外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变，则气体的内能保持不变，气体的体积逐渐减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知,气体向外界放出热量，又由玻意耳定律可知，气体体积减小，气体的压强增大,由以上分析可知B、C、D正确，A、E错误。(2)(i)设密封气体初始体积为V i,压强为p i,左、右管的截面积均为S,密封 气 体 先 经 等 温 压 缩 过 程 体 积 变 为 压 强 变 为P2。由玻意耳定律有piVi=p2V2(2 分)设注入水银后水银柱高度为区 水银的密度为,按题设条件有pi=po+pgho p2=po+pgk Vi=(2H-lhn)S,V2=HS(2 分)联立式并代入题给数据得人=12.9 cm。(1 分)(ii)密封气体再经等压膨胀过程体积变为内,温 度 变 为T i,由盖-吕萨克定律有(2分)按题设条件有V3=(2Hh)S(1 分)联立式并代入题给数据得72=363 Ko(2 分)答案(l)BCD(2)(i)12.9 cm(ii)363 K34.物理选 修34(15分)1 1(1)(5分)如图所示，一列简谐横波平行于*轴传播，图中的实线和虚线分别为 f=0 和 f=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 0.1s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”)。y0 八1一展 5 6、+/m(2)(10分)如图所示，一折射率为由的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形A 5C,ZA =90,ZB=30 0 一束平行光平行于5C 边从4 3 边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求 4C 边与5C 边上有光出射区域的长度的比值。C 解析(1)由题意x=6 m 处的质点在0 到0.1 s 时间内的运动方向不变，知该质点在该时间内振动的时间小于半个周期，结合波形图可知该时间应为:个周期，显然该时间内x=6 m 处的质点沿y 轴负方向运动，则由波的传播方向以及质点振动方向的关系可判断，该简谐横波沿x 轴负方向传播；又由:T=0.1s得；4T=0.4 s,由波速与波长、周 期 的 关 系 得 瓦 m/s=10 m/s。(2)如图(a)所示，设从D点入射的光线经折射后恰好射向C 点,光在AB边上的入射角为例，折射角为仇，由折射定律有sin 0=n s i n，2 Q 分)设从D B范围入射的光折射后在B C边上的入射角为由几何关系有9=30+仇(1 分)由式并代入题给数据得12。2=30（1 分）n sin 0 1（1 分）所以，从。5 范围入射的光折射后在5。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4 0 范围入射的光折射后在4C 边上的入射角为 ，如图（b）所示。由几何关系有8=90-01（1 分）由式和已知条件可知“sin 0 1（1 分）即从A D范围入射的光折射后在A C边上发生全反射，反射光线垂直射到边上。设 5C 边上有光线射出的部分为。尸，由几何关系得CF=A C sin 30（1 分）AC边与5 c 边有光出射区域的长度的比值为箸AC=2。（2 分）答案（1）0.4 1 0 负方向（2）213
