2020年高考全國卷III物理試題(答案解析)

2020年高考全國卷III物理試題(答案解析)1、一列簡(jiǎn)諧橫波平行于x軸傳播，已知平衡位置在x=6m處的質(zhì)點(diǎn)，在到0.1s時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向不變。周期為0.2s，波速為30m/s，傳播方向沿正方向。2、水平放置的圓柱形光滑玻璃棒左邊繞有一線圈，右邊套有一金屬圓環(huán)。圓環(huán)初始時(shí)靜止。將圖中開關(guān)S由斷開狀態(tài)撥至連接狀態(tài)，電路接通的瞬間，圓環(huán)向右運(yùn)動(dòng)。3、甲、乙兩個(gè)物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運(yùn)動(dòng)，碰撞前后甲、乙的速度隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示。已知甲的質(zhì)量為1kg，則碰撞過程兩物塊損失的機(jī)械能為4J。4、“嫦娥四號(hào)”繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為$\sqrt{\frac{gKP^3}{3a}}$。5、懸掛甲物體的細(xì)線拴牢在一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩上O點(diǎn)處；繩的一端固定在墻上，另一端通過光滑定滑輪與物體乙相連。甲、乙兩物體質(zhì)量相等。系統(tǒng)平衡時(shí)，O點(diǎn)兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若α=70°，則β等于45°。6、真空中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)邊界為兩個(gè)半徑分別為a和3a的同軸圓柱面，磁場(chǎng)的方向與圓柱軸線平行，其橫截面如圖所示。一速率為v的電子從圓心沿半徑方向進(jìn)入磁場(chǎng)。為使該電子的運(yùn)動(dòng)被限制在圖中實(shí)線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小為$\frac{mv}{e3a}$。7、1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為：$4_2^He+^{27}_{13}Al\rightarrow^{30}_{15}X+n$。X會(huì)衰變成原子核Y，衰變方程為$^{30}_{15}X\rightarrow^{30}_{14}Y+e^++\nu_e$。則X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1，X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等。選項(xiàng)BCD均不正確。8、在圖(a)所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2=10，R3=20，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時(shí)間t變化的正弦曲線如圖(b)所示。正確的說法有：A.所用交流電的頻率為50Hz。B.電壓表的示數(shù)為100V。C.電流表的示數(shù)為1.0A。D.變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W。9、如圖，∠M是銳角三角形PMN最大的內(nèi)角，電荷量為q（q>0）的點(diǎn)電荷固定在P點(diǎn)。正確的說法有：A.沿MN邊，從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小逐漸增大。B.沿MN邊，從M點(diǎn)到N點(diǎn)，電勢(shì)先增大后減小。C.正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能比其在N點(diǎn)的電勢(shì)能大。D.將正電荷從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力所做的總功為負(fù)。10、如圖，一開口向上的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)。用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸壁間無摩擦?，F(xiàn)用外力作用在活塞上，使其緩慢下降。環(huán)境溫度保持不變，系統(tǒng)始終處于平衡狀態(tài)。在活塞下降過程中，正確的說法有：A.氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加。B.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，內(nèi)能不變。C.氣體壓強(qiáng)逐漸增大，放出熱量。D.外界對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能不變。E.外界對(duì)氣體做功，氣體吸收熱量。實(shí)驗(yàn)、探究題：11、某同學(xué)利用圖(a)所示裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理。調(diào)整木板的傾角平衡摩擦阻力后，掛上鉤碼，鉤碼下落，帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)并打出紙帶。某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶及相關(guān)數(shù)據(jù)如圖(b)所示。已知打出圖(b)中相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，從圖(b)給出的數(shù)據(jù)中可以得到，打出B點(diǎn)時(shí)小車的速度大小vB=_____m/s，打出P點(diǎn)時(shí)小車的速度大小vP=_____m/s（結(jié)果均保留2位小數(shù)）。若要驗(yàn)證動(dòng)能定理，除了需測(cè)量鉤碼的質(zhì)量和小車的質(zhì)量外，還需要從圖(b)給出的數(shù)據(jù)中求得的物理量為時(shí)間間隔Δt。12、已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時(shí)阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測(cè)量其阻值隨溫度的變化關(guān)系。所用器材：電源E、開關(guān)S、滑動(dòng)變阻器R（最大阻值為20Ω）、電壓表（可視為理想電表）和毫安表（內(nèi)阻約為100Ω）。(1)在答題卡上所給的器材符號(hào)之間畫出連線，組成測(cè)量電路圖。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將熱敏電阻放置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的讀數(shù)，并計(jì)算相應(yīng)的熱敏電阻阻值。例如，當(dāng)電壓表和毫安表的讀數(shù)分別為5.5V和3.0mA時(shí)，熱敏電阻的阻值為_____kΩ（保留2位有效數(shù)字）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以繪制出熱敏電阻阻值R隨溫度t變化的曲線，如圖（a）所示。(3)將熱敏電阻從溫控室取出，放置在室溫下等待達(dá)到熱平衡，測(cè)得其阻值為2.2kΩ。根據(jù)圖（a）可以求出此時(shí)的室溫為_____℃（保留3位有效數(shù)字）。(4)利用實(shí)驗(yàn)中得到的熱敏電阻可以制作溫控報(bào)警器，其電路的一部分如圖（b）所示。其中，E為直流電源（電動(dòng)勢(shì)為10V，內(nèi)阻可忽略）；當(dāng)輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時(shí)，報(bào)警器會(huì)觸發(fā)報(bào)警（圖中未畫出）。如果要求在環(huán)境溫度為50℃時(shí)開始報(bào)警，那么圖中應(yīng)使用熱敏電阻的是_________（填“R1”或“R2”），另一固定電阻的阻值應(yīng)為_________kΩ（保留2位有效數(shù)字）。五、計(jì)算題13、如圖，一邊長為l的正方形金屬框abcd固定在水平面內(nèi)，空間存在方向垂直于水平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一長度大于l的均勻?qū)w棒以速率v自左向右在金屬框上勻速滑過，滑動(dòng)過程中導(dǎo)體棒始終與ac垂直且中點(diǎn)位于ac上，導(dǎo)體棒與金屬框接觸良好。已知導(dǎo)體棒單位長度的電阻為r，金屬框電阻可忽略。將導(dǎo)體棒與a點(diǎn)之間的距離記為x，求導(dǎo)體棒所受安培力的大小隨x的變化關(guān)系式。14、如圖，相距L=11.5m的兩平臺(tái)位于同一水平面內(nèi)，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運(yùn)動(dòng)，其速度的大小v可以由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定。質(zhì)量m=10kg的載物箱（可視為質(zhì)點(diǎn)），以初速度v=5.0m/s自左側(cè)平臺(tái)滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.10，重力加速度取g=10m/s2。(1)若v=4.0m/s，求載物箱通過傳送帶所需的時(shí)間；(2)求載物箱到達(dá)右側(cè)平臺(tái)時(shí)所能達(dá)到的最大速度和最小速度；(3)若v=6.0m/s，載物箱滑上傳送帶后，傳送帶速度突然變?yōu)榱?。求載物箱從左側(cè)平臺(tái)向右側(cè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的過程中，傳送帶對(duì)它的沖量。15、如圖，兩側(cè)粗細(xì)均勻、橫截面積相等、高度均為H=18cm的U型管，左管上端封閉，右管上端開口。右管中有高h(yuǎn)=4cm的水銀柱，水銀柱上表面離管口的距離l=12cm。管底水平段的體積可以忽略。環(huán)境溫度為T1=283K，大氣壓強(qiáng)為p=76cmHg。1、現(xiàn)從右側(cè)口緩慢注入水銀，使得水銀柱下端到達(dá)右管底部，求此時(shí)水銀柱的高度。2、將左管中密封氣體加熱，使得水銀柱上表面恰好與右管口平齊，求此時(shí)密封氣體的溫度。3、一折射率為n的材料制作的三棱鏡，橫截面為直角三角形ABC，其中∠A=90°，∠B=30°。一束平行光從AB邊射入棱鏡，不考慮光線在棱鏡內(nèi)的多次反射，求AC邊與BC邊上有光出射區(qū)域的長度的比值。4、一個(gè)質(zhì)量為m的物體以速度v撞擊一個(gè)質(zhì)量為M的靜止物體，碰撞后兩物體粘在一起并以速度V共同運(yùn)動(dòng)，求碰撞前兩物體間的動(dòng)能損失。5、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在地球表面和月球表面的重力作用下，分別有g(shù)和g/6的重力加速度，求該物體在地球和月球之間的Lagrange點(diǎn)的位置。6、一個(gè)帶電的電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑的關(guān)系為B∝1/r，求限制電子運(yùn)動(dòng)軌跡的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度。7、下列哪些選項(xiàng)可以用來描述光的偏振？A.偏振方向B.偏振角C.偏振面D.偏振強(qiáng)度1、現(xiàn)從右側(cè)口緩慢注入水銀，使得水銀柱下端到達(dá)右管底部，求此時(shí)水銀柱的高度。2、將左管中密封氣體加熱，使得水銀柱上表面恰好與右管口平齊，求此時(shí)密封氣體的溫度。3、一個(gè)折射率為n的材料制作的三棱鏡，橫截面為直角三角形ABC，其中∠A=90°，∠B=30°。一束平行光從AB邊射入棱鏡，不考慮光線在棱鏡內(nèi)的多次反射，求AC邊與BC邊上有光出射區(qū)域的長度的比值。4、一個(gè)質(zhì)量為m的物體以速度v撞擊一個(gè)質(zhì)量為M的靜止物體，碰撞后兩物體粘在一起并以速度V共同運(yùn)動(dòng)，求碰撞前兩物體間的動(dòng)能損失。5、一個(gè)質(zhì)量為m的物體在地球表面和月球表面的重力作用下，分別有g(shù)和g/6的重力加速度，求該物體在地球和月球之間的Lagrange點(diǎn)的位置。6、一個(gè)帶電的電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑的關(guān)系為B∝1/r，求限制電子運(yùn)動(dòng)軌跡的最小磁感應(yīng)強(qiáng)度。7、下列哪些選項(xiàng)可以用來描述光的偏振？A.偏振方向C.偏振面【詳解】（i）假設(shè)初始密封氣體體積為V1，壓強(qiáng)為p1，左右管截面積均為S。經(jīng)過等溫壓縮過程后，體積變?yōu)閂2，壓強(qiáng)變?yōu)閜2。根據(jù)玻意耳定律，有：設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ。根據(jù)題設(shè)條件，有：聯(lián)立以上式子并代入數(shù)據(jù)，得到：h=12.9cm（ii）在等壓膨脹過程中，密封氣體體積變?yōu)閂3，溫度變?yōu)門2。根據(jù)蓋一呂薩克定律，有：根據(jù)題設(shè)條件，有：代入數(shù)據(jù)，解得：T2=363K在光學(xué)問題中，設(shè)從點(diǎn)入射的光線經(jīng)折射后恰好射向點(diǎn)，光在邊上的入射角為i，折射角為r，由折射定律得到：設(shè)從范圍入射的光折射后在邊上的入射角為i'，由幾何關(guān)系得到：代入已知條