2020年全国卷Ⅱ高考压轴卷物理试题（解析版）

2020 新课标 2 高考压轴卷物理 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 题只有一项符合题目要求，第 19～21 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．下列说法正确的是（ ） A．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象 B．天然放射性现象说明原子核具有复杂的结构 C．一个氘核的质量等于一个质子和一个中子的质量和 D．已知钴 60 的半衰期为 5.27 年，则任一个钴 60 原子核都将在 5.27 年内发生衰变 15．背越式跳高采用弧线助跑，距离长，速度快，动作舒展大方。如图所示是某运动员背越 式跳高过程的分解图，由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度大约为(　　) A．2 m/s B.5 m/s C．8 m/s D．11 m/s 16．如图所示，AC 是四分之一圆弧，O 为圆心，D 为圆弧中点，A、D、C 处各有一垂直纸 面的通电直导线，电流大小相等，方向垂直纸面向里，整个空间还存在一个大小为 B 的匀 强磁场，O 处的磁感应强度恰好为零。如果将 D 处电流反向，其他条件都不变，则 O 处的 磁感应强度大小为(　　) A．2( 2－1)B B．2( 2＋1)B C．2B D．0 17．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人 们的视线。小到手表、手机，大到电脑、 电动汽车的充电，都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。下图给出了某品牌的无线充 电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是(　　)A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应” B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电 C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电 18．随着科幻电影《流浪地球》的热映，“引力弹弓效应”进入了公众的视野。“引力弹弓效 应”是指在太空运动的探测器，借助行星的引力来改变自己的速度。为了分析这个过程，可 以提出以下两种模式：探测器分别从行星运动的反方向或同方向接近行星，分别因相互作用 改变了速度。如图所示，以太阳为参考系，设行星运动的速度为 u，探测器的初速度大小为 v0，在图示的两种情况下，探测器在远离行星后速度大小分别为 v1 和 v2。探测器和行星虽然 没有发生直接的碰撞，但是在行星的运动方向上，其运动规律可以与两个质量不同的钢球在 同一条直线上发生的弹性碰撞规律作类比。那么下列判断中正确的是(　　) A．v1>v0 B．v1＝v0 C．v2>v0 D．v2＝v0 19．2018 年 6 月 14 日 11 时 06 分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功 进入地月拉格朗日 L2 点的 Halo 使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”。如图所示， 该 L2 点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与 月球同步绕地球做圆周运动。已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为 Me、Mm、m，地球和 月球之间的平均距离为 R，L2 点离月球的距离为 x，则(　　) A．“鹊桥”的线速度大于月球的线速度 B．“鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度C．x 满足 Me (R＋x)2 ＋Mm x2 ＝Me R3(R＋x) D．x 满足 Me (R＋x)2 ＋Me x2 ＝m R3(R＋x) 20．如图所示，匀强电场方向水平向右，带负电的小球从斜面顶端的 O 点水平向右抛出， 初速度大小为 v0。小球带电量为－q，质量为 m，运动轨迹如图中曲线所示，小球打到斜面 上 P 点的速度方向竖直向下，已知斜面与小球初速度方向的夹角为 60°，重力加速度为 g， 不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A．匀强电场的场强大小为 3mg q B．小球做曲线运动的加速度大小为 2 3 3 g C．小球由 O 点到 P 点用时 3v0 g D．小球通过 P 点时的速度大小为 3v0 2 21．如图所示，某次足球训练，守门员将静止的足球从 M 点踢出，球斜抛后落在 60 m 外地 面上的 P 点。发球的同时，前锋从距 P 点 11.5 m 的 N 点向 P 点做匀加速直线运动，其初速 度为 2 m/s，加速度为 4 m/s2，当其速度达到 8 m/s 后保持匀速运动。若前锋恰好在 P 点追上 足球，球员和球均可视为质点，忽略球在空中运动时的阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2。下 列说法正确的是(　　) A．前锋加速的距离为 7.5 m B．足球在空中运动的时间为 2.3 s C．足球运动过程中的最小速度为 30 m/sD．足球上升的最大高度为 10 m 三、非选择题：共 62 分，第 22～25 题为必考题，每个试题考生都必须作答。第 33～34 题 为选考题，考生根据要求作答。 (一)必考题：共 47 分。 22．(6 分)用如图 1 实验装置验证 m1、m2 组成的系统机械能守恒。m2 从高处由静止开始下 落，m1 上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验 证机械能守恒定律。图 2 给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两 计数点间还有 4 个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图 2 所示。已知 m1＝50 g、m2＝150 g，则：(结果保留两位有效数字) (1)在纸带上打下计数点 5 时的速度 v＝________ m/s。 (2)在打 0～5 计数点的过程中系统动能的增量 ΔEk________ J，系统势能的减少量 ΔEp＝ ________ J(计算时 g 取 10 m/s2)。由此得 出的结论是：______________。 (3)若某同学作出v2 2­h 图象如图 3，则当地的重力加速度 g＝________ m/s2。 23．(9 分)LED 灯的核心部件是发光二极管。某同学欲测量一只工作电压为 2.9 V 的发光二 极管的正向伏安特性曲线，所用器材有：电压表(量程 3 V，内阻约 3 kΩ)，电流表(用多用 电表的直流 25 mA 挡替代，内阻约为 5 Ω)，滑动变阻器(0～20 Ω)，电池组(内阻不计)，开 关和导线若干。他设计的电路如图 a 所示。回答下列问题：(1)根据图 a，在实物图 b 上完成连线。 (2)调节变阻器的滑片至最________(填“左”或“右”)端，将多用电表选择开关拨至直流 25 mA 挡，闭合开关。 (3)某次测量中，多用电表示数如图 c，则通过二极管的电流为________ mA。 (4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图 d 所示。由曲线可知，随着两端电压增加，二 极管的正向电阻________(填“增大”“减小”或“不变”)；当两端电压为 2.9 V 时，正向电阻为 ________ kΩ(结果取两位有效数字)。 (5)若实验过程中发现，将变阻器滑片从一端移到另一端，二极管亮度几乎不变，电压 表 示 数 在 2.7 ～ 2.9 V 之 间 变 化 ， 试 简 要 描 述 一 种 可 能 的 电 路 故 障 ： ______________________________。 24．(12 分)翼型飞行器有很好的飞行性能，其原理是通过对降落伞的调节，使空气升力和空 气阻力都受到影响，同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力 F 始终与飞行方向相同，空气升力 F1 与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，即 F1＝ C1v2；空气阻力 F2 与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，即 F2＝C2v2。其中 C1、C2 相互影响，可由飞行员调节，满足如图甲所示的关系。飞行员和装备的总质量为 m＝90 kg。 (重力加速度取 g＝10 m/s2)(1)若飞行员使飞行器以速度 v1＝10 3 m/s 在空中沿水平方向匀速飞行，如图乙所示。 结合甲图计算，飞行器受到的动力 F 为多大？ (2)若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动，如图丙所示，在此过程 中调节 C1＝5.0 N·s2/m2，机翼中垂线和竖直方向夹角为 θ＝37°，求飞行器做匀速圆周运动 的半径 r 和速度 v2 大小。(已知 sin37°＝0.6，cos37°＝0.8) 25．(20 分)如图所示，在坐标系 xOy 的第一象限内有方向竖直向上的匀强电场，第二象限内 有磁感应强度大小为 B1(未知)、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，第三、四象限内有磁感应 强度大小为 B2(未知)、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一电荷量为 q、质量为 m 的带负电 的粒子，从 x 轴上的 P 点(－L，0)，沿与 x 轴负方向成 37°角的方向向上射出，射出时的初 速度大小为 v0，经磁场偏转后，垂直通过 y 轴，粒子运动过程中第一次通过 x 轴时，速度方 向与 x 轴的正方向刚好成 37°角，又经过一段时间刚好从 P 点第二次通过 x 轴．不计粒子的 重力．求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)磁感应强度 B1 的大小及粒子第一次通过 y 轴的位置； (2)电场强度 E 及磁感应强度 B2 的大小； (3)粒子从 P 点出发再回到 P 点所用的时间．(二)选考题：共 15 分。请考生从 2 道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一 题计分。 33．[物理——选修 3－3](15 分) (1)(5 分)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．当分子之间表现为斥力时，分子间距离越小，分子势能越大 B．物体的温度升高，分子的热运动加剧，每个分子的动能都增大 C．外界对封闭气体做功，气体的温度可能降低 D．从单一热源吸收热量，不可能使之完全变成功 E．气体向真空自由膨胀的过程是不可逆过程 (2)(10 分)如图所示，某同学设计了一个压力送水装置，由 A、B、C 三部分组成，A 为 打气筒，B 为压力储水容器，导热良好，C 为细管，通过细管把水送到 h＝5 m 高处，细管 的容积忽略不计。k1 和 k2 是单向密闭阀门，k3 是放水阀门，打气筒活塞和筒壁间不漏气， 其容积为 V0＝0.5 L，储水器总容积为 10 L，开始储水器内有 V1＝4 L 的气体，气体压强为 p0。已知大气压强为 p0＝1.0×105 Pa，水的密度为 ρ＝1.0×103 kg/m3，求： ①打气筒第一次打气后储水器内的压强； ②通过打气筒给储水器打气，打气结束后打开阀门 k3，水全部流到 5 m 高处，求打气 筒至少打气多少次。34．[物理——选修 3－4](15 分) (1)(5 分)有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为 A、传播方向互相垂直的平面波相 遇发生干涉。如图所示，图中实线表示波峰，虚线表示波谷，a 为波谷与波谷相遇点，b、c 为波峰与波谷相遇点，d 为波峰与波峰相遇点，e、g 是 a、d 连线上的两点，其中 e 为连线 的中点，则________。(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．a、d 处的质点振动加强，b、c 处的质点振动减弱 B．从图示时刻经过半个周期，e 处质点通过的路程为 4A C．从图示时刻经过半个周期，g 处质点加速向平衡位置运动 D．从图示时刻经过四分之一周期，d 处的质点振幅恰好为零 E．从图示时刻经过半个周期，b 处质点通过的路程为 2A (2)(10 分)如图所示是横截面为1 4圆周的柱状玻璃棱镜 AOB，现有一束单色光垂直于 OA 面从 AB 弧的中点射入时恰好发生全反射现象，现将入射光线向下平移一段距离，经 AB 面 折射后与 OB 延长线相交于 P 点，已知玻璃砖半径 R＝5 cm，P 到 O 的距离 d2＝5( 3＋1) cm， 求平移后的光线到 OB 的距离 d。 物理答案 14．答案　B 解析　光电效应是原子核外电子得到能量，而跑到原子的外部，向外释放电 子的现象，选项 A 错误；天然放射性现象说明原子核具有复杂的结构，选项 B 正确；一个 质子和一个中子结合成氘核，向外辐射能量，有质量亏损，知一个质子和一个中子的质量大于一个氘核的质量，故 C 错误；半衰期是大量原子衰变的统计规律，对少数原子是不适应 的，选项 D 错误。 15．答案　B 解析　运动员跳高过程可以看成竖直上抛运动，当重心达到横杆时速度恰好 为零，运动员重心升高高度约为：h≈1.3 m，根据机械能守恒定律可知：1 2mv2＝mgh；解得： v＝ 2gh＝ 26 m/s≈5 m/s，故 B 正确，A、C 、D 错误。 16．答案　A 解析　因为 O 为圆心，且三根导线中电流大小相等，故设 A、D、C 处电流在 O 点产生的磁场的磁感应强度大小均为 B0，根据矢量合成，EA＋EC ＋ED＝( 2＋1)B0，依题 意 B＝( 2＋1)B0，得 B0＝ B 2＋1 ，所以将 D 处电流反向，其他条件都不变，O 处磁感应强度： B＝2B0＝2( 2－1)B，故选 A。 17．答案　C 解析　无线充电的原理是电磁感应，而不是电流的磁效应，故 A 错误；发生 电磁感应的条件是电流要发生变化，故不能接到直流电源上，B 错误；发生互感时，两个线 圈中交流电的频率应该相同，故 C 正确；有无线充电底座，当手机内部的线圈与底座上的 线圈频率相同时才可以进行充电，故 D 错误。 18．答案　A 解析　设探测器的质量为 m，行星的质量为 M，探测器和行星发生弹性碰撞。 对于模型一：设向左为正方向，由动量守恒定律：Mu－mv0＝mv1＋Mu1，由机械能守恒定律： 1 2Mu2＋1 2mv20＝1 2mv21＋1 2Mu21，联立解得探测器碰后的速度 v1＝2Mu＋Mv0－mv0 M＋m ，因 M≫m， 则 v1≈2u＋v0>v0，故 A 正确，B 错误；对于模型二：设向左为正方向，由动量守恒定律：Mu ＋mv0＝－mv2＋Mu2，由机械能守恒定律：1 2Mu2＋1 2mv20＝1 2mv22＋1 2Mu22，联立解得探测器碰后 的速度 v2＝Mv0－2Mu－mv0 M＋m ，因 M≫m，则 v2≈v0－2u