2020年全国统一高考物理试题（新课标Ⅰ）（解析版）

2020 年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改 动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在 本试卷上无效。。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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 1~5 题 只有一项符合题目要求，第 6~8 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。 1.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 【答案】D 【解析】 【详解】A．因安全气囊充气后，受力面积增大，故减小了司机单位面积的受力大小，故 A 错误； B．有无安全气囊司机初动量和末动量均相同，所以动量的改变量也相同，故 B 错误； C．因有安全气囊的存在，司机和安全气囊接触后会有一部分动能转化为气体的内能，不能全部转化成汽车 的动能，故 C 错误； D．因为安全气囊充气后面积增大，司机的受力面积也增大，在司机挤压气囊作用过程中由于气囊的缓冲故 增加了作用时间，故 D 正确。 故选 D。 2.火星的质量约为地球质量的 ，半径约为地球半径的 ，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（　　） 1 10 1 2A. 0.2 B. 0.4 C. 2.0 D. 2.5 【答案】B 【解析】 【详解】设物体质量为 m，则在火星表面有 在地球表面有 由题意知有 故联立以上公式可得 故选 B。 3.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 【答案】B 【解析】 【详解】在最低点由 1 1 2 1 M mF G R= 2 2 2 2 M mF G R= 1 2 1 10 M M = 1 2 1 2 R R = 2 1 1 2 2 2 2 1 1 4 0.410 1 F M R F M R = = × =知 T=410N 即每根绳子拉力约为 410N，故选 B。 4.图（a）所示 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（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据电容器的定义式 可知 结合图像可知，图像的斜率为 ，则 内的电流 与 内的电流 关系为 且两段时间中的电流方向相反，根据欧姆定律 可知 两端电压大小关系满足 的 2 2 mvT mg r − = QC U = C Q IU tC C = = I C 1 2s 12I 3 5s 35I 12 352I I= UI R = R 12 352R RU U=由于电流方向不同，所以电压方向不同。 故选 A。 5.一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， 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. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动 ， 可得粒子在磁场中的周期 粒子在磁场中运动的时间 则粒子在磁场中运动的时间与速度无关，轨迹对应的圆心角越大，运动时间越长。采用放缩圆解决该问题， 粒子垂直 ac 射入磁场，则轨迹圆心必在 ac 直线上，将粒子的轨迹半径由零逐渐放大。 当半径 和 时，粒子分别从 ac、bd 区域射出，磁场中的轨迹为半圆，运动时间等于半个周 期。 当 0.5R0）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？ 2 1 1kv m g= 2 2 2kv m g= 2 78m/sv = 2 2 0 2v ax− = 22m/sa = 2 0v vt a a ∆ −= = 39st =【答案】(1) ；(2) ；(3)0 或 【解析】 【详解】（1）由题意知在 A 点速度为零的粒子会沿着电场线方向运动，由于 q>0，故电场线由 A 指向 C， 根据几何关系可知： 所以根据动能定理有： 解得： ； （2）根据题意可知要使粒子动能增量最大则沿电场线方向移动距离最多，做 AC 垂线并且与圆相切，切点 为 D，即粒子要从 D 点射出时沿电场线方向移动距离最多，粒子在电场中做类平抛运动，根据几何关系有 而电场力提供加速度有 联立各式解得粒子进入电场时的速度： ； （3）因为粒子在电场中做类平抛运动，粒子穿过电场前后动量变化量大小为 mv0，即在电场方向上速度变 化为 v0 ，过 C 点做 AC 垂线会与圆周交于 B 点，故由题意可知粒子会从 C 点或 B 点射出。当从 B 点射出 时由几何关系有 电场力提供加速度有 2 0 2 mvE qR = 0 1 2 4 vv = 0 2 3 2 vv = ACx R= 2 0 1 02ACqEx mv= - 2 0 2 mvE qR = 1sin 60x R v t= = 21cos60 2y R R at= + = qE ma= 0 1 2 4 vv = 2 23BCx R v t= = 2 2 1 2ACx R at= = qE ma=联立解得 ；当粒子从 C 点射出时初速度为 0。 （二）选考题：共 15 分。请考生从 2 道物理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。 [物理——选修 3-3] 13.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。 【答案】 (1). 减小 (2). 减小 (3). 小于 【解析】 【详解】[1]从距 点很远处向 点运动，两分子间距减小到 的过程中，分子间体现引力，引力做正功， 分子势能减小； [2]在 过程中，分子间仍然体现引力，引力做正功，分子势能减小； [3]在间距等于 之前，分子势能一直减小，取无穷远处分子间势能为零，则在 处分子势能小于零。 14.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 。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； 的 0 2 3 2 vv = O O 2r 2 1r r→ 1r 1r 1 2 p（ii）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。 【答案】（i） ；（ii） 【解析】 【详解】（i）气体发生等温变化，对甲乙中的气体，可认为甲中原气体有体积 V 变成 3V，乙中原气体体积 有 2V 变成 3V，则根据玻意尔定律分别有 ， 则 则甲乙中气体最终压强 （ii）若调配后将甲气体再等温压缩到气体原来的压强为 p，则 计算可得 由密度定律可得，质量之比等于 [物理——选修 3-4] 15.在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有__________。 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 【答案】BCE 2 3 p 2 3 1 3pV p V= ⋅ 2 1 2 32 p V p V⋅ = ⋅ 1 2 1 2 ( ) 32pV p V p p V+ ⋅ = + × 1 2 2' 3p p p p= + = ' 'p V pV= 2' 3V V= ' 2 3 m V m V = =现 原【解析】 【详解】A．之所以不能同时观察到是因为声音的传播速度比光的传播速度慢，所以 A 错误； B．超声波与血液中的血小板等细胞发生反射时，由于血小板的运动会使得反射声波的频率发生变化，B 正 确； C．列车和人的位置相对变化了，所以听得的声音频率发生了变化，所以 C 正确； D．波动传播速度不一样是由于波的频率不一样导致的， D 错误； E．双星在周期性运动时，会使得到地球的距离发生周期性变化，故接收到的光频率会发生变化，E 正确。 故选 BCE。 16.一振动片以频率 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 。求： （i）波的波长； （ii）波的传播速度。 【答案】（i） ；（ii） 【解析】 【详解】（i）设与 c 点最近的振幅极大点为 d，则 根据干涉加强点距离差的关系： 3 8 l 1 4 l 1 4 fl 3 5 8 8ad l l l= − = 2 2 72 cos 60 8bd cd bc bc cd l= + − × ° = 1 2x x x nλ∆ = − = 1 4bd ad l− =所以波长为 （ii）由于受迫振动的频率取决于受迫源的频率由 知， 1 4 l v fλ= 1 4v fl=