超级全能生2020高考物理全国卷24省1月联考试卷（Word版附答案）

秘密★启用前 “超级全能生”2020 高考全国卷 24 省 1 月联考甲卷 物理 注意事项： 1.本试题卷共 14 页，满分 300 分，考试时间 150 分钟。 2.答题前。考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡的相应位置。 3.全部答案在答题卡上完成，答在本试题卷上无效。 4.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 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，再选涂其他答案标号。 5.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回。 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 题只有一个选项符合题目要求，第 19～21 题有多个选项符合题目要求。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.关于卢瑟福的 α 粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是 A.绝大多数 α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进 B.只有少数 α 粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很 小的核上 C.卢瑟福依据 α 粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论 D.卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了氧原子光谱的实验 15.完全相同的两列高铁在直铁轨上相向行使，速度为 350km/h，两列车迎面交错而过时，双 方驾驶员看到对方列车从眼前划过的时间大约是 2s，以下说法正确的是 A.由以上数据可以估算出每列车总长约为 200m B.由以上数据可以估算出每列车总长约为 400m C.坐于车尾的乘客看到对方列车从身边划过的时间大约是 4s D.坐于车尾的乘客看到对方列车从身边划过的时间大约是 1s 16.我国自主研发的北斗卫星导航系统由 35 颗卫星组成，包括 5 颗地球静止同步轨道卫星和 3 颗倾斜同步轨道卫星，以及 27 颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为 2.15× 104km，同步轨道卫星的高度约为 3.60×104km，己知地球半径为 6.4×103km，这些卫星都在 圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，则下列说法正确的是 A.中轨道卫星的动能一定小于静止同步轨道卫星的动能B.静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 C.中轨道卫星的运行周期约为 20h D.中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为 17.2019 年 9 月 29 日下午在第十三届女排世界杯中，中国女子排球队以十一战全胜的战绩卫 冕世界杯冠军，如图所示为运动员朱婷在后排强攻。若运动员朱婷此时正在后排离球网 3m 处 强攻，速度方向水平。设矩形排球场的长为 2L，宽为 L(实际 L 为 9m)，若排球(排球可视为质 点)离开手时正好在 3m 线(即 线)中点 P 的正上方高 h1 处，球网高 H，对方运动员在近网处 拦网，拦网高度为 h2，且有 h1>h2 >H，不计空气阻力。为了使球能落到对方场地且不被对方 运动员拦住，则球离开手的速度 v 的最大范围是(排球压线不算犯规) A. B. C. D. 18.如图，质量为 m、带电荷量为＋2q 的金属块 a，在绝缘光滑水平台面上以水平初速度 v0 向 右匀速运动，正碰完全相同的不带电的静止金属块 b，碰后金属块 b 从高台上水平飞出，金属 块 a 恰好无初速度下落(金属块 a，b 均可视为质点)。已知在足够高的光滑高台边缘右边空间 中存在水平向左的匀强电场(电场区域足够大)。场强大小 E＝ ，碰撞前后两金属块之间 的库仑力不计，空气阻力不计。则 2360 215      3 L 1 1 4 3 2( ) 3 2 L g L gvh H h ⋅ < ≤ ⋅− 2 2 1 1 4 3 2( ) 3 2 2 L g L L gvh H h    ⋅ < ≤ + ⋅   −     1 2 1 4 3 2( ) 3 2 L g L gvh h h ⋅ < ≤ ⋅− 2 2 1 2 1 4 3 2( ) 3 2 2 L g L L gvh h h    ⋅ < ≤ + ⋅   −     2mg qA.在水平台面上碰后金属块 b 带电荷量为＋2q B.在水平台面上碰撞后金属块 b 的速度为 C.第一次碰撞后两金属块不可能发生第二次碰撞 D.碰撞后运动过程中金属块 b 距高台边缘的最大水平距离 19.科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小 ，式中常量 k>0，I 为电 流强度，l 为距导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线 a、b、c， 其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c 通过的恒定电流大小分别为 Ia、Ib、Ic，b、c 位 于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则 A.a、b 通有同向的恒定电流 B.导线 a 受的合磁场力竖直向上 C.导线 a、b 所受的合磁场力大小相等、方向相反 D.导线 a、b、c 上通有的电流大小关系为 Ia＝2Ib＝2Ic 20.质量为 m 的物块在 t＝0 时刻受沿固定斜面向上的恒力 F1 作用，从足够长的倾角为 θ 的光 滑斜面底端由静止向上滑行，在 t0 时刻撤去恒力 F1 加上反向恒力 F2(F1、F2 大小未知)，物块 的速度－时间(v－t)图象如图乙所示，2t0 时刻物块恰好返回到斜面底端，已知物体在 t0 时刻的 速度为 v0，重力加速度为 g，则下列说法正确的是 0 2 v 2 0 4 v g IB k l =A.物块从 t＝0 时刻开始到返回斜面底端的过程中重力的冲量大小为 2mgt0sinθ B.物块从 t0 时刻到返回斜面底端的过程中动量的变化量大小为 3mv0 C.F1 的冲量大小为 mgt0sinθ＋mv0 D.F2 的冲量大小为 3mgt0sinθ－3mv0 21.如图所示的光滑导轨，由倾斜和水平两部分在 MM'处平滑连接组成。导轨间距为 L，水平 部分处于竖直向上、磁感应强度为 B 的匀强磁场中，倾斜导轨连接阻值为 R 的电阻。现让质 量为 m、阻值为 2R 的金属棒 a 从距离水平面高度为 h 处静止释放。金属棒 a 到达磁场中 OO' 时，动能是该金属棒运动到 MM'时动能的 ，最终静止在水平导轨上。金属棒 a 与导轨接触 良好且导轨电阻不计，重力加速度 g＝10m/s2。以下说法正确的是 A.金属棒 a 运动到 MM'时回路中的电流大小为 B.金属棒 a 运动到 OO'时的加速度大小为 C.金属棒 a 从 h 处静止下滑到在水平导轨上静止过程中，电阻上产生的焦耳热为 mgh D.金属棒 a 若从 h 处静止释放，在它运动的整个过程中，安培力的冲量大小是 ，方向 向左 三、非选择题(包括必考题和选考题两部分，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(本题共 11 题，共 129 分) 22.(6 分)如图所示，梁老师在课堂做“验证力的平行四边形定则”实验时，橡皮条的一端固定 在黑板上方的 A 点，另一端被两个弹簧测力计拉到 O 点。 1 4 23 BL ghR 2 2 2 3 B L gha mR = 1 3 2m gh(1)下列原因可能会导致实验结果不准确的是 。 A.弹簧测力计在实验前没有调零 B.弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧侧力计刻度 C.弹簧测力计自身的重力对拉力大小有影响 D.拉橡皮条的细绳套粗一些且短一些，实验效果较好 (2)为了提高实验的准确性，减少误差，请提出合理的解决办法(一条即可) 。 (3)两弹簧测力计的读数分别为 F1 和 F2，两细绳的方向分别与橡皮条延长线的夹角为 α1 和 α2， 如图所示，以下说法正确的是 A.为了验证力的平行四边形定则，只需作力的图示来表示分力与合力 B.实验中用平行四边形定则求得的合力 F 一定与 OA 在一条直线上 C.若保持 O 点的位置和夹角 α1 不变，夹角 α2 可变，若 F1 增大，则 F2 可能减小 D.两弹簧测力计间的夹角 α1 和 α2 之和必须取 90° 23.(9 分)课外兴趣小组在一次拆装晶体管收音机的过程中，发现一只发光二极管，同学们决定 测绘这只二极管的伏安特性曲线。 (1)由于不能准确知道二极管的正负极，同学们用多用电表的欧姆挡对其进行侧量，当红表笔 接 A 端、黑表笔同时接 B 端时，指针几乎不偏转，则可以判断二极管的正极是 端。 (2)选用下列器材设计电路并测绘该二极管的伏安特性曲线，要求准确测出二极管两端的电压 和电流。有以下器材可供选择： A.二极管 Rx B.电源电压 E＝4V(内电阻可以忽略) C.电流表 A1(量程 0～50mA，内阻为 r1＝0.5Ω)D.电流表 A2(量程 0～0.5A，内阻为 r2＝1Ω) E.电压表 V(量程 0～15V，内阻约 2500Ω) F.滑动变服器 R1(最大阻值 20Ω) C.滑动变阻器 R2(最大阻值 1000Ω) H.定值电阻 R3＝7Ω I.开关、导线若干 实验过程中滑动变限器应选 (填“F”或“G”)，在虚线框中画出电路图(填写好仪 器符号)。 (3)假设接入电路中电表的读数：电流表 A1 读数为 I1，电流表 A2 读数为 I2，则二极管两瑞电压 的表达式为 (用题中所给的字母表示)。 (4)同学们用实验方法测得二极管两端的电压 U 和通过它的电流 I 的一系列数据，并作出 I－U 曲线如图乙所示。 (5)若二极管的最佳工作电压为 2.5V，现用 5.0V 的稳压电源(不计内限)供电，则需要在电路中 串联一个电限 R 才能使其处于最佳工作状态，请根据所画出的二极管的伏安特性曲线进行分 析，申联的电阻 R 的阻值为 Ω(结果保留三位有效数字)。 24.(12 分)如图所示，水平传送带与固定斜面平滑连接，质量为 m＝1kg 的小物体放在斜面上， 斜面与水平方向的夹角为 θ＝37°，若小物体受到一大小为 F＝20N 的沿斜面向上的拉力作用， 可以使小物体从斜面底端 A 由静止向上加速滑动。当小物体到达斜面顶端 B 时，撤去拉力 F且水平传送带立即从静止开始以加速度 a0＝1m/s2 沿逆时针方向做匀加速运动，当小物体的速 度减为零时刚好滑到水平传送带的右端 C 处。小物体与斜面及水平传送带间的动摩擦因数均 为 µ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，AB 间距离 L＝5m，导槽 D 可使小物体速度转为 水平且无能量损失，g＝10m/s2。已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，求： (1)小物体运动到 B 点的速度； (2)小物体从 A 点运动到 C 点的时间； (3)小物体从 B 点运动到 C 点的过程中，小物体与传送带间由于摩擦而产生的热量 Q。 25.(20 分)如图所示的坐标系内，直角三角形 OPA 区域内有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场。 在 x 轴上方，三角形磁场区域右侧存在一个与三角形 OP 边平行的匀强电场，电场强度为 E， 方向斜向下并与 x 轴的夹角为 30°，已知 OP 边的长度为 L，有一不计重力、质量为 m、电荷 量为 q 的带正电的粒子从静止开始经加速电场加速后，以 v0 的速度从 A 点垂直于 y 轴射入磁 场；一段时间后，该粒子在 OP 边上某点以垂直于 OP 边方向射入电场，最终速度方向垂直于 x 轴射出电场。求： (1)加速电压及匀强磁场的磁感应强度大小； (2)带电粒子到达 x 轴时的动能与带电粒子刚进入磁场时动能的比值； (3)带电粒子从射入磁场到运动至 x 轴的时间。 (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)物质的气态、液态和固态在一定条件下可以相互转变。在相互转变的过程中会发生能 量交换。晶体在熔化过程中吸收的热量全部用来破坏空间点阵，分子势能 (填“增加” “减少”或“保持不变”)，分子平均动能 (填“增加”“减少”或“保持不变”)。所以，晶体有固定的熔点。非晶体没有空间点阵，吸收的热量主要转化为 (填“分子动 能”或“分子势能”)，不断 (填“吸热”或“放热”)，温度 (填“上升”“下 降”或“保持不变”)。 (2)(10 分)如图所示，竖直放置、上端开口的绝热气缸底部固定一电热丝(图中未画出)，面积为 S 的绝热活塞位于气缸内(质量不计)，下端封闭一定质量的某种理想气体，绝热活塞上放置一 质量为 M 的重物并保持平衡，此时气缸内理想气体的温度为 T0，活塞距气缸底部的高度为 h， 现用电热丝缓慢给气缸内的理想气体加热，活塞上升了 ，封闭理想气体吸收的热量为 Q。 已知大气压强为 p0，重力加速度为 g。求： (i)活塞上升了 时，理想气体的温度是多少： (ii)理想气体内能的变化量。 34.[物理－选修 3－4](15 分) (1)(5 分)如图所示分别是 a 光、b 光各自通过同一单缝衍射仪器形成的图样(灰黑色部分表示亮 纹，保持缝到屏距离不变)，则下列说法正确的是 。(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.在真空中，单色光 a 的波长大于单色光 b 的波长 B.在真空中，a 光的传播速度小于 b 光的传播速度 C.双缝干涉实验时 a 光产生的条纹间距比 b 光的大 D.a 光和 b 光由玻璃棱镜进入空气后频率都变大 E.光由同一介质射入空气，发生全反射时，a 光的临界角比 b 光大 (2)(10 分)小王在实验室做单摆实验时得到如图甲所示的单摆振动情形，O 是它的平衡位置， B、C 是摆球所能到达的左右最远位置，此时的摆动角度为 θ，小王通过实验测得当地重力加 速度为 g＝10m/s2，并且根据实验情况绘制了单摆的振动图象如图乙所示，设图中单摆向右摆 2 h 2 h动为正方向。求： (i)单摆的振幅、摆长约为多少； (ii)估算单摆振动时最大速度 v。(可能用到的公式 1－cosθ＝2sin2 )(计算结果均保留三位有效 数字) 2 θ