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2020 年第三次诊断性考试理科综合能力测试
物理参考答案和评分意见
二、选择题:本题共 8 小题,每小题 6 分。在每小题给出的四个选项中,第 14~17 题只有
一项符合题目要求,第 18~21 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.A 15.B 16.B 17.C 18.BC 19.AD 20.BC 21.BD
三、非选择题:本卷包括必考题和选考题两部分。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.(5 分)
(1)A(2 分)。(2)50.0(1 分,50 也给分)。(3)>(2 分)。
23. (10 分,每空 2 分)
(1)2.150。(2)静止。(3)3.92,3.85。(4)D。
24.(12 分)
(1)探险者先做匀加速,再匀速,最后做匀减速直线运动到达直升机处。设加速度阶
段绳拉力 F1=840 N,时间 t1=10 s,探险者加速度大小为 a1,上升高度为 h1,则
1 1ma F mg (1 分)
2
1 1 1
1
2h a t (1 分)
解得 a1=0.5m/s2,h1=25 m
设匀速阶段时间 t2=15 s,探险者运动速度大小为为 v,上升高度为 h2,则
1 1=a t (1 分)
2 2h t (1 分)
解得 v=5m/s,h2=75 m
设减速阶段绳拉力 F3=720 N,探险者加速度大小为 a3,时间为 t3,上升高度为 h3,则
3 3ma mg F (1 分)
3 3=a t (1 分)
2
3 3 3
1
2h a t 或 3 3
1
2h t (1 分)
解得 a3=1m/s2,t3=5 s,h3=12.5 m
人上升的总位移即为直升机悬停处距谷底的距离 h,有
1 2 3h h h h (1 分)
解得 h=112.5 m (1 分)
(2)设在探险者从山谷底部到达直升机的过程中,牵引绳索拉力做功为 W,则
W mgh (1 分)
1 2 3
= WP t t t
(1 分)
解得 =3000WP (1 分)
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25.(20 分)
(1)设 a 杆刚进入磁场时的速度为 v1,回路中的电动势为 E1,电流为 I1,b 杆所受安
培力大小为 F,则
2
1
12 22mgh m (1 分)
1 1E BL (1 分)
1
1 2
EI R R
(1 分)
1F BI L (1 分)
解得
2 2 2
3
B L ghF R
(2 分)
(2)最后 a、b 杆速度相同,设速度大小都是 v2,整个过程中产生的焦耳热为 Q,则
1 22 (2 )m m m (2 分)
2 2 2
1 2 2
1 1 12 ( 2 )2 2 2Q m m m (2 分)
解得 2
3Q mgh (1 分)
(3)设 b 杆初始位置与水平导轨左端间的距离为 x 时,a 杆从距水平导轨高度 h 释放
进入磁场,两杆速度相等为 v2 时两杆距离为零,x 即为与高度 h 对应的最小距离。设从 a 杆
进入磁场到两杆速度相等经过时间为Δt,回路中平均感应电动势为
,平均电流为
,则
BLxE t t
(2 分)
2
EI R R
(1 分)
对 b 杆,由动量定理有
=m BIL t 2 (2 分)
或者对 a 杆,有 12 2 =m m BIL t 2
2 2
2 2mR gx hB L
(2 分)
图线如图所示(直线,延长线过坐标原点)。 (2 分)
O h1
乙
x2
h2 h
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(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)ADE(5 分,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 0 分)
(2)(10 分)解:
(i)以 cmHg 为压强单位,设 A 侧空气柱长 l=10.0cm 时压强为 p,当两侧水银面高度
差 h1=10.0cm 时,A 侧空气柱长为 l1,压强为 p1,则
pl=p1l1 (1 分)
p=p0+ph (1 分)
打开开关放出水银的过程中,直至 B 侧水银面低于 A 侧水银面 h1 为止,有
p1=p0-ph1 (2 分)
解得 l1=12 cm (1 分)
(ii)向 B 侧注入水银,当 A、B 两侧水银面达同一高度时,设 A 侧空气柱的长度为 l2,
压强为 p2,有
pl=p2l2 (1 分)
p2=p0 (1 分)
解得 l2=10.4cm
设注入水银在管内的长度为Δh,有
Δh=2(l1-l2)+h1 (2 分)
解得 Δh=13.2 cm (1 分)
33.【物理选修 3—4】(15 分)
(1)BCE(5 分,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 0 分)
(2)(10 分)解:
(i)当入射角 i=45°时,设折射角为 r,透明材料对该光的折射率为 n,ΔABO 为直角
三角形,则
sin 2
Rr R
(2 分)
sin
sin
in r
(1 分)
解得 r=30°。 2n (1 分)
(ii)光在 A 点入射角为 i'时,设折射角为 r',折射光射到内球面上的 D 点刚好发生全
反射,则折射光完全不能从内球面射出半球壳,折射光在内球面的入射角等于临界角为 C,
如图所示,在ΔADO 中,由正弦定理有
2
sin sin(180 )
R R
r C
(2 分)
1sinC n
(1 分)
sin
sin
in r
(1 分)
解得 2sin 4r , 1sin 2i
解得 i'=30° (1 分)
要使从 A 点射入光的折射光能从内球面射出半球壳,则光在 A 点入射角 i 应满足:
i