1、 1 1 / 9 9 2020 全国卷全国卷(物理物理) 14.L12020 全国卷 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 ( ) 图- 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 14.B 解析 开关 S由断开状态拨至 M端或 N端,穿过圆环的磁通量都增大,由楞次定律可知感应电流的磁场要 阻碍引起感应电流的磁通量的变化,故圆
2、环都要向右运动,故 B 正确. 15.A5、E6、F22020 全国卷 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 ( ) 图- A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J 15.A 解析 甲、乙相碰过程系统动量守恒,有 m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲+m乙v乙,代入图像数据得 m乙=6 kg,碰撞过 程两物块损失的机械能为 E= m 甲 甲 + m 乙 乙 - m 甲v 甲 - m 乙v 乙 ,得 E=3 J,故 A项正确. 16.D52020 全国卷“
3、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. B. C. D. 16.D 解析 “嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动,其向心力由月球的万有引力提供,有 月 =m ,在地球上有 地 =mg,且由题意知 r= R,M 地=QM月,联立解得 v= ,故 D 正确. 2 2 / 9 9 17.B4、B72020 全国卷 如图-所示,悬挂甲物体的细线拴牢在一不
4、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 和 .若 =70 ,则 等于 ( ) 图- A.45 B.55 C.60 D.70 17.B 解析 对 O点受力分析,拉力 F1、F2大小相等,则这三个力构成的矢量三角形为等腰三角形,如图所示,顶角 为 =70 ,所以 2=110 ,=55 .故 B正确. 18.D4、K22020 全国卷 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
5、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 ( ) 图- A. B. C. D. 18.C 解析 电子从圆心沿半径方向进入磁场,在磁场中做匀速圆周运动,当其圆周轨迹恰好与磁场外圆边界相切 时,磁场的磁感应强度最小,如图所示.由几何关系得 a2+r2=(3a-r)2,得 r= ;电子的向心力由洛伦兹力提供,eBv=m , 得 B= ,故 C 正确. 19.O2(多选)2020 全国卷 1934年,约里奥-居里夫妇用 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 He AlX n.X 会衰变成原子
6、核 Y,衰变方程为 XY e.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 Al的电荷数多 2 3 3 / 9 9 D.X的质量数与 Al的质量数相等 19.AC 解析 在核反应中,反应前后质量数守恒、电荷数守恒,所以 X为 P,Y 为 Si,A、C正确. 20.J1、M2(多选)2020 全国卷 在图-甲所示的交流电路中,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 101,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乙所示.下列
7、说法正确的是 ( ) 图- A.所用交流电的频率为 50 Hz B.电压表的示数为 100 V C.电流表的示数为 1.0 A D.变压器传输的电功率为 15.0 W 20.AD 解析 由图像知 f= =50 Hz,故 A正确.R2中电流的有效值为 IR2= A=1 A,得 R2两端电压为 UR2=I2R2=10 V,R2、R3并联,则 R3两端电压为 UR3=10 V,可得电流表的示数 I=IR3= =0.5 A,故 C错误.变压器传输的电功率 P=PR2+PR3=15.0 W,D正确.理想变压器原、副线圈的匝数比为 101,副线圈两端电压 U2=UR2=10 V,根据 = 可 得原线圈两端
8、电压 U1=100 V,故电压表的示数 U=220 V-100 V=120 V,故 B 错误. 21.I1、I2(多选)2020 全国卷 如图-所示,M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 ( ) 图- 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 21.BC 解析 根据已知条件M 是锐角三角形最大的内角,可知 PNPM,从 M点到 N点,与 P点间距离 r先减小
9、 后增大,根据 E=k ,可知场强先增大后减小,选项 A错误;根据点电荷周围的等势面分布可知,从 M点到 N点,电势 先增大后减小,且 MN,选项 B 正确;正电荷在电势高的地方电势能大,所以 EpMEpN,选项 C 正确;正电荷从 M 点 移动到 N 点,电势能减小,电场力做的总功为正,选项 D错误. 4 4 / 9 9 22.A7、E42020 全国卷 某同学利用图-甲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乙所示. 图- 已知打出图乙中相邻两点的时间间隔为 0.02 s,从图乙给出的数据中可以得到,
10、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,还需要从图乙给出的数据中求得的物理量 为 . 22.0.36 1.80 B、P之间的距离 解析 打点计时器每隔 0.02 s 打一个点,即 T=0.02 s,根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的 平均速度,有 vB= = - - m/s=0.36 m/s,vP= = - - m/s=1.8 m/s. 验证动能定理,即合力的功等于小车动能的变化量,求合力的功还需要测量小车的位移,所以需要从图乙数据中求 得 B、P
11、 之间的距离. 23.J92020 全国卷 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 、电压表(可视为 理想电表)和毫安表(内阻约为 100 . (1)在图-中所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图. 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 k 保留 2 位有效 数字).实验中得到的该热敏电
12、阻阻值 R随温度 t变化的曲线如图-甲所示. 5 5 / 9 9 图- (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.由图甲求得,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乙所示.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 k 保留 2 位有效数字). 23.(1)如图所示 (2)1.8 (3)25
13、.5 (4)R1 1.2 解析 (1)为了测量热敏电阻阻值随温度的变化关系,应尽量使其两端电压由 0开始变化,则滑动变阻器应采用分压 接法;由于电压表可视为理想电表,故毫安表应外接.电路图如图所示. (2)根据欧姆定律得 R= = =1.8 k. (3)从图像读出,纵坐标为 2.2 k的点的横坐标为 25.5 . (4)由图甲知热敏电阻温度越高,阻值越小,根据串联电路规律,当 R1变小时,输出电压升高,触发报警器,符合题意,所 以 R1应使用热敏电阻.根据图甲,环境温度为 50 时,R1=0.8 k,由串联电路规律得 - = ,解得 R2=1.2 k. 24.K1、L2、L32020 全国卷
14、如图-所示,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 l0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 0 x l0)变化的关系式. 图- 24.f= , - , 6 6 / 9 9 解析 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 由欧姆定律,
15、流过导体棒的感应电流为 I= 式中,R为这一段导体棒的电阻.按题意有 R=rl 此时导体棒所受安培力大小为 f=BlI 由题设和几何关系有 l= , - , 联立式得 f= , - , 25.C5、E2、F12020 全国卷 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 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 =0.10,重力加速度 g取 10 m/s2. (1)若 v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带
16、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 t= s 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. 图- 25.(1)2.75 s (2)4 m/s m/s (3)0 解析 (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 mg=ma 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- =-2as1 联立式,代入题给数据得 s1=4.5 m 因此,载物箱在到达右侧平台前,速度先减小至 v
17、,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 t1,由运动学公式有 v=v0-at1 t1=t1+ - 联立式并代入题给数据得 7 7 / 9 9 t1=2.75 s (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 -mgL= m - m mgL= m - m 由式并代入题给条件得 v1= m/s,v2=4 m/s (3)传送带的速度为 v=6.0 m/s 时,由于 v0vmg(L-s 2-s3),即载物箱运动
18、到右侧平台时速度大于零,设为 v3.由运动学公式有 -v2=-2a(L-s2-s3) 设载物箱通过传送带的过程中,传送带对它的冲量为 I,由动量定理有 I=m(v3-v0) 联立式并代入题给数据得 I=0 33.2020 全国卷 物理选修 3-3 (1)H3如图-所示,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). 图- 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
19、变 E.外界对气体做功,气体吸收热量 (2)H2如图-所示,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. 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? 8 8 / 9 9 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? 图- 33.(1)BCD (2)12.9 cm 363 K 解析
20、 (1)环境温度保持不变,气缸导热,活塞缓慢下降,气体体积变小,温度不变,由理想气体状态方程知,气体压强逐 渐增大,内能不变,所以 B 正确;外界对气体做功,气体内能不变,由热力学第一定律可知,气体放出热量,所以 C、D 正确. (2)设密封气体初始体积为 V1,压强为 p1,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 V2,压强 变为 p2,由玻意耳定律有 p1V1=p2V2 设注入水银后水银柱高度为 h,水银的密度为 ,按题设条件有 p1=p0+gh0 p2=p0+gh V1=(2H-l-h0)S,V2=HS 联立式并代入题给数据得 h=12.9 cm 密封气体再经等压膨胀
21、过程体积变为 V3,温度变为 T2,由盖-吕萨克定律有 = 按题设条件有 V3=(2H-h)S 联立式并代入题给数据得 T2=363 K 34.2020 全国卷 物理选修 3-4 (1)G4如图-所示,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 0.1 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” . 图- (2)N1如图-所示,一折射率为 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 B
22、C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. 图- 34.(1)0.4 10 负方向 (2)2 9 9 / 9 9 解析 (1)平衡位置在 x=6 m处的质点,在 0 到 0.1 s 时间内运动方向不变,即从波峰运动至平衡位置,则 0.1 s= ,得 T=0.4 s.由波形图知,波长 =4 m,则波速 v= =10 m/s.0.1 s 时刻此质点正向 y 轴负方向运动,由同侧法知,简谐波传 播方向沿 x 轴负方向. (2)如图甲所示,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 1,折射角为 2,由折射定律
23、 有 sin 1=nsin 2 设从 DB 范围入射的光折射后在 BC边上的入射角为 ,由几何关系 =30 +2 由式并代入题给数据得 2=30 nsin 1 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 ,如图乙所示.由几何关系 =90 -2 由式和已知条件可知 nsin 1 甲 乙 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 sin 30 AC 边与 BC边有光出射区域的长度的比值为 =2
