2020年泄露天机高考【原创】押题卷 物理（一）（解析版）

绝密 ★ 启用前 2020 年普通高等学校招生全国统一考试 物 理 （一） 注意事项： 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答题前，考生务必将自 己的姓名、考生号填写在答题卡上。 2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题的答案后，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，再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。 3．回答第Ⅱ卷时，将答案填写在答题卡上，写在试卷上无效。 4．考试结束，将本试卷和答题卡一并交回。 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 14～18 只有一项 是符合题目要求，第 19～21 题有多项符合题目要求，全部选对得 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．汤姆孙证实了 β 射线是高速电子流，其电离作用较强，穿透能力较弱 B．卢瑟福用 α 粒子轰击氮核，发现了质子，该反应的方程式为 147 N＋42He→178 O＋11H C．爱因斯坦发现了光电效应，某材料发生光电效应时，遏止电压与入射光的频率成正比 D．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，该理论能解 释大多数原子光谱的实验规律 【答案】B 【解析】β 射线电离作用较弱，穿透能力较强，A 错误；卢瑟福用 α 粒子轰击氮核，发现了质 子，核反应方程为 147 N＋42He→178 O＋11H，故 B 正确；由 hv＝eUc＋W0 可知，遏止电压与入射光的频 率成一次函数关系，C 错误；玻尔的原子理论只能解释氢原子光谱，D 错误。 15．如图，倾角 θ＝30°的光滑斜面固定在水平地面上，a 滑块从斜面顶端由静止释放，同时 b 滑块从斜面底端以初速度 v0＝5 m/s 沿斜面向上滑出，两滑块恰好在斜面中点相遇，重力加速度 g ＝10 m/s2，两滑块均可视为质点。则斜面的长度为 A．1 m B．2 m C．5 m D．10 m 【答案】C 【解析】由运动学公式可知： ，得 t＝1 s，所以 ，C 项正确。 16．如图所示，在等腰直角三角形 ABC 的 A 点和 B 点分别固定一垂直纸面向外和向里的无限 长通电直导线，其电流强度分别为 IA 和 IB，∠BAC＝45°，通电直导线形成的磁场在空间某点处的 磁感应强度大小 ，k 为比例系数，r 为该点到导线的距离，I 为导线中的电流强度。当一小 磁针在 C 点 N 极所受磁场力方向沿 BC 方向时，两直导线的电流强度 IB 与 IA 之比为 A．1 2 B． 3 4 C． 2 2 D．1 4 【答案】A 【解析】由题意可知 C 点处磁场的磁感应强度 B 合的方向平行 BC 向右，设 A 点处导线和 B 点 处导线在 C 点处形成的磁场的磁感应强度大小分別为 BA 和 BB，方向分别与 AC 和 BC 垂直，如图 所示： 由图可知 ，又由于 ，计算可得 ，故 A 正确。 17．2018 年 11 月 19 日凌晨，我国第四十二、四十三颗北斗导航卫星以“一箭双星”的方式发射 成功。若这两颗卫星绕地球做匀速圆周运动轨道半径分别为 r1、r2，如图所示。则下列判断正确的 是 A．a、b 两颗卫星的质量大小之比为 r2∶r1 B．a、b 两颗卫星运行的线速度大小之比为 r2∶r1 C．a、b 两颗卫星运行的角速度大小之比为 r23∶r13 D．a、b 两颗卫星运行的向心加度大小之比为 r22∶r12 【答案】D 2 2 0 1 1sin30 sin302 2g t v t g t° = − ° 212 sin30 5 m2x g t= × ° = IB k r = 2sin45 2 B A B B = ° = / / B BCB A A AC kI lB B kI l = 1 2 B A I I = 此 卷 只 装 订 不 密 封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 【解析】根据题目条件两颗卫星的质量无法比较，故 A 错误；由公式 GMm r2 ＝mv2 r ＝mω2r＝ma 可知，a、b 两颗卫星运行的线速度大小之比为 ，角速度大小之比为 ，a、b 两颗 卫星运行的向心加度大小之比为 ，故 BC 错误，D 正确。 18．如图所示，间距为 d 两根足够长平行金属导轨竖直放置于纸面内，两导轨上端接有阻值为 R 的电阻，一金属棒 ab 与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整 个装置放于磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里匀强磁场中，棒在竖直向上的恒力 F 作用下向 上运动，则 A．通过棒的电流方向从 a 到 b B．棒先做加速运动，后做减速运动 C．棒运动的最大速度大小为 D．棒受到重力和恒力 F 做功的代数和等于棒的动能 【答案】C 【解析】由楞次定律可知通过棒的电流方向从 b 到 a，A 错误；由公式 ， ，得 ，所以随着棒速度的增大，其加速度减小，最后做匀速运动，且 ，B 错误、C 正确；棒受到重力、恒力 F 及安培力做功的代数和等于棒的动能，D 错误。 19．如图所示，理想变压器的原线圈接在 u＝110sin 60πt(V)的交流电源上，副线圈接有 R＝55 Ω 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 1∶2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是 A．电流表的读数为 2 2 A B．电压表的读数为 110 2 V C．原线圈的输入功率为 440 2 W D．副线圈输出交流电的频率为 30 Hz 【答案】BD 【解析】变压器输入电压的有效值 U1＝50 2 V，由U1 U2＝n1 n2可知电压表的读数 U2＝100 2 V， B 项正确；通过电阻的电流 ，由I1 I2＝n2 n1，得 I1＝4 2 A，A 项错误；P＝U2I2＝440 W，C 项错误； ，D 项正确。 20．如图所示，ABC 和 ABD 为两个光滑固定轨道，A、B、E 在同一水平面，C、D、E 在同一 竖直线上，D 点距水平面的高度为 5 m，C 点高度为 10 m，一滑块从 A 点以某一初速度 v0 分别沿 两轨道滑行到 C 或 D 处后水平抛出。要求从 C 点抛出时的射程比从 D 点抛出时的小，g＝10 m/s2，则滑块在 A 点的初速度大小可能为 A．10 m/s B．12 m/s C．15 m/s D．16 m/s 【答案】CD 【解析】滑块能运动到 C 点抛出，则有 1 2mv02＞mghC，即 v0＞10 2 m/s；从 A 到 C，根据机械 能守恒有 1 2mv02＝mghC＋1 2mvC2，从 C 点抛出后有 hC＝1 2gtC2，sC＝vCtC，联立解得 ，同理可得 ，要求 sC＜sD，可得 v0＜10 3 m/s，所以 10 2 m/s ＜v0＜10 3 m/s，即 C、D 项正确。 21．质量为 m 的带正电小球由空中 A 点无初速度自由下落，在 t 秒末加上竖直向上、范围足够 大的匀强电场，再经过 2t 秒小球又回到 A 点。重力加速度为 g，不计空气阻力且小球从未着地。下 列判断正确的是 A．小球所受重力与电场力之比为 4∶9 B．整个过程中小球电势能增加了 C．整个过程中小球动能增加了 D．从 A 点到最低点小球重力势能减小 【答案】ACD 【解析】小球只在重力作用下运动时，h＝1 2gt2，v1＝gt；小于在重力和电场力作用下运动时，h ＝－v1‧2t＋1 2a(2t)2， qE－mg＝ma，解得 ，选项 A 正确；整个过程电场力做正功，电势能 2 1:r r 2 2 1 1:r r r r 2 2 2 1:r r 2 2 ( )F mg R B d − F BId mg ma− − = BdvI R = 2 2B d vF mg maR − − = m 2 2 ( )F mg Rv B d −= 2 2 2 2AUI R = = 1 30 Hz2πf T ω= = = 2 202 4C C C v hs hg = − 2 202 4D D D v hs hg = − 2 29 8 mg t 2 29 8 mg t 2 29 10 mg t 4 9 mg qE =减小，动能增加， ，选项 B 错误，C 正确；从 A 点到最低点小球重力 势能减小 ，选项 D 正确。 第Ⅱ卷（非选择题，共 174 分） 三、非选择题(包括必考题和选考题两部分。第 22 题～第 25 题为必考题，每个试题考生都必 须作答。第 33 题～第 34 题为选考题，考生根据要求做答) (一)必考题(共 47 分) 22．(6 分)某实验小组研究小车的匀变速直线运动，他们使用 50 Hz 交流电源为电磁打点计时 器供电。实验时得到一条纸带。某位同学在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，并在这个点 下标明 A，在第 6 个点下标明 B，在第 11 个点下标明 C，在第 16 个点下标明 D，在第 21 个点下标 明 E。但测量时发现 B 点已模糊不清，于是只测得 AC 长为 14.50 cm、AD 长为 27.02 cm、AE 长为 43.01 cm。请根据以上测得的数据计算。(计算结果均保留三位有效数字) (1)C 点时小车的瞬时速度大小为 m/s； (2)小车运动的加速度大小为 m/s2； (3)AB 的距离应为 cm。 【答案】(1)1.08（2 分） (2)3.50 （2 分） (3)9.00(8.99 也正确)（2 分） 【解析】(1) 。 (2)由公式 ，解得 a＝3.50 m/s2。 (3)由公式 xBC－xAB＝aT2，xAB＋xBC＝14.50 cm，可得 xAB＝9.00 cm。 23．(9 分)将满偏电流 Ig＝100 μA、内阻未知的微安表改装成电压表并进行核对。 (1)某同学设计了如图甲所示电路测量该表的内阻，所用电源的电动势为 4 V。请帮助该同学按 图甲电路图完成图乙实物图的连接。 (2)测量过程：先闭合开关 S1，调节 R2，使微安表指针偏转到满刻度；再闭合 S2，保持 R2 不 变，调节 R1，当微安表指针偏转到满刻度的2 3时，R1 的示数如图丙所示，则该表内阻的测量 Rg＝ Ω，该测量值 (填“大小”或“等于”或“小于”)真实值。 (3)将该表改装成量程为 1 V 的电压表，需 (填“串联”或“并联”)阻值为 Ω 的电阻。 【答案】(1)如图所示（2 分） (2)142（2 分） 小于（2 分） (3)串联（1 分） 9858（2 分） 【解析】(2) R1 与微安表并联，则有：2 3IgRg＝1 3IgR1，解得 Rg＝142 Ω，电路中并入 R1 后总电阻 变小，总电流变大，所以通过电阻 R1 的实际电流大于 1 3Ig，所以 Rg 的测量值小于真实值。 (3)将该表改装成电压表，则要串联电阻分压，U＝(R＋Rg)Ig，解得 R＝9858 Ω。 24．(13 分)如图所示，竖直固定在地面的透气圆筒中有一劲度系数 k＝50 N/m 的轻质弹簧，弹 簧下端固定，上端连接一质量 m＝2 kg 的薄板，圆筒内壁涂有一层 ER 流体，它对薄板的阻力可 调。起初薄板静止，ER 流体对其阻力为 0，弹簧的长度 l＝1 m。现有一质量 M＝2 kg 的物体从距 地面 h＝2 m 处自由落下，与薄板碰撞后粘在一起向下做匀减速运动，当薄板下移距离 s＝0.5 m 时 速度减为 0。忽略空气阻力，重力加速度 g＝10 m/s2。试求： (1)下落物体与薄板碰撞过程中系统损失的机械能； (2)薄板下移距离 s0＝0.1 m 时 ER 流体对其阻力的大小。 【解析】(1)物体下落与薄板作用之前做自由落体运动，与薄板碰撞时动量守恒，则有： v02＝2g(h－l)（2 分） Mv0＝(M＋m)v1（2 分） （2 分） 解得：v1＝ 5 m/s，ΔE＝10 J（2 分） (2)薄板做匀减速运动时有：0－v12＝－2as（1 分） f＋k(s0＋x0)－(M＋m)g＝(M＋m)a（1 分） 且 kx0＝mg （1 分） 解得：f＝35 N（2 分） 25．(19 分)如图所示，竖直线 MN 左侧存在水平向右的匀强电场，右侧存在垂直纸面向外的均 匀磁场，磁感应强度 B＝π×10－2 T，P 点下方竖直距离 处有一垂直于 MN 的足够大的挡 板。现将一重力不计、比荷q m＝1.0×106 C/kg 的正电荷从 P 点由静止释放，经过 Δt＝1.0×10－4 s，电 荷以 v0＝1.0×104 m/s 的速度通过 MN 进入磁场。求： 2 2 2 p k 1 9 2 8E qE gt mg t E−∆ = × = =∆ 2 2 2 211 9( )2 2 10 vmg gt mg ta + = 243.01 10 m/s 1.08 m/s4 4 0.1 AE C xv T −×= = =× 2(2 ) CE ACx xa T −= 2 2 0 1 1 1( )2 2Mv M m v E− + = ∆ 7 m2πd =(1) P 点到 MN 的距离及匀强电场的电场强度 E 的大小； (2)电荷打到挡板的位置到 MN 的距离； (3)电荷从 P 点出发运动到挡板所需时间 t。 【解析】(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，由 P 点到 MN 的距离为 x＝1 2v0Δt （2 分） 得：x＝0.5 m（1 分） 由公式：v0＝aΔt（1 分），qE＝ma（1 分） 得：E＝100 N/C（1 分） (2)电荷在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可知： qv0B＝mv02 r （2 分） 得： m（1 分） 运动周期 （1 分） 电荷在电场、磁场中的运动轨迹如图，O 点到挡板的距离为 m（2 分） 所以 ，即 （1 分） A 点到 MN 的距离 m（1 分） (3)电荷在电场中运动的总时间 t1＝3Δt＝3.0×10－4 s（1 分） 电荷在磁场中运动圆弧所对应的圆心角 （1 分） 电荷在磁场中运动的总时间 （1 分） 解得：t2＝5 3×10－4 s（1 分） 所以电荷从 P 点出发运动到挡板所需时间 （1 分）。 (二)选考题(共 15 分。请考生从给出的 2 道物理题中任选一题作答，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)一定质量的理想气体从状态 a 开始，其变化过程如 V－T 图所示，对此气体，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．在过程 ab 中气体的压强增大 B．在过程 bc 中气体对外做功，内能减小 C．在过程 cd 中气体对外放出热量，内能减小 D．气体在状态 d 的内能是在状态 a 的一半 E．气体在状态 a 的压强是在状态 c 的两倍 【答案】ACD 【解析】在过程 ab 中，体积不变，温度升高，由公式pV T ＝C 可知气体的压强增大，故 A 正 确；在过程 bc 中气体体积减小，外界对气体做功，温度降低，内能减小，故 B 错误；在过程 cd 中，气体温度降低，体积不变，所以气体对外放出热量，内能减小，故 C 正确；气体在状态 d 的体 积是在状态 a 的一半，由公式pV T ＝C 可知气体在状态 d 时的温度是状态 a 时的一半，所以气体在状 态 d 的内能是在状态 a 的一半，故 D 正确；状态 a 的体积比状态 c 的大，温度比状态 c 的低，所以 气体在状态 a 的压强比状态 c 的压强小，故 E 错误。 (2)(10 分)如图所示，用细管连接 A、B 两个绝热的气缸，细管中有一可以自由移动的绝热活塞 M，细管容积不计。A、B 中分别装有完全相同的理想气体，初态的体积均为 V0＝1 m3，压强均为 p0＝1.0×105 Pa，温度均为 t0＝27℃，A 中绝热活塞 N 的横截面积 SA＝1 m2。现通过一装置把 A 中气 体的内能缓缓传给 B 中气体，同时给 N 施加水平向右的推力，使活塞 M 的位置始终保持不变。最 后 A 中气体的温度为－73℃，B 中气体的温度为 127℃。外界大气压 p0＝1.0×105 Pa，不计活塞与缸 壁间的摩擦。求： (i)最后 B 中气体的压强； (ii)活塞 N 移动的距离。 1 πr = 4 0 2π 2 10 srT v −= = × 13 2πd r− = 1cos 2AON∠ = 60AON∠ = ° 3sin 60 2πx r= ° = ππ π 3 θ = + − 2 2πt T θ= 4 1 2 14 10 s3t t t −= + = ×【解析】(i)B 中气体做等容变化，则有： (2 分) 其中 pB1＝p0＝1.0×105 Pa，TB1＝27℃＋273℃＝300 K，TB2＝127℃＋273℃＝400 K (1 分) 解得：pB2＝1.33×105 Pa (2 分) (ii)A 中气体有：pA1＝p0＝1.0×105 Pa，TA1＝300 K，VA1＝1 m3 (1 分) pA2＝pB2＝1.33×105 Pa，TA1＝－73℃＋273℃＝200 K，VA2＝VA1－SΔh (1 分) 由理想气体状态方程可得： (2 分) 解得：Δh＝0.5 m (1 分) 即活塞 N 向右移动的距离为 0.5 m。 34．【物理——选修 3－4】(15 分) (1)(5 分)一列简谐横波沿 x 轴传播， t＝0 时刻的波形如图所示，此时刻质点 Q 位于波峰，质 点 P 沿 y 轴负方向运动，经过 0.04 s 质点 P 第一次到达平衡位置，则下列说法正确的 。 （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．该波沿 x 轴正方向传播 B．P 点的横坐标为 x＝5 m C．该波的波速为 25 m/s D．在 0～1.2 s 内，P 质点运动的路程为 0.2 m E．Q 点的振动方程为 y＝2cos 50πt(cm) 【答案】BCD 【解析】因 t＝0 时刻 P 沿 y 轴负方向运动，所以波沿 x 轴负方向运动，A 错误；P 点再经过 时间回到平衡位置，所以 P 点的横坐标为 x＝5 m，B 正确；由公式 ，得 T＝0.48 s， ，C 正确；在 0～1.2 s 内，P 质点运动的路程为 0.2 m，D 正确；Q 点的振 动方程为 ，E 错误。 (2)(10 分)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为 R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心， 如图所示。玻璃的折射率 n＝ 2。—细束光线在 O 点左侧与 O 相距 3 2 R 处垂直于 AB 从下方入射， 求此光线从玻璃砖射出点的位置。 【解析】光线发生全反射的临界角 C 满足：sin C＝1 n（1 分） 解得：C＝45°（1 分） 设光线在距 O 点 3 2 R 的 D 点射入后，在上表面的入射角为 α，由几何关系知： （2 分） 则 α＝60°＞C（1 分） 由几何关系知光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由 G 点射出，由几何关系可得 OG＝OD＝ 3 2 R（2 分） 射到 G 点的光有一部分被反射，沿原路返回到达 D 点射出（2 分） 所以此光线射出的位置在 O 点两侧，它们到 O 点的距离均为 3 2 R。（1 分） 1 2 1 2 B B B B p p T T = 1 1 2 2 1 2 A A A A A A p V p V T T = 12 T =0.04 s12 T 25 m/sv T λ= = 1.2 4 =0.48 A× 252cos π (cm)6y t= 3cos 2 OD R α = =