2020年全国卷Ⅲ高考压轴卷理综物理部分（解析版）

2020年普通高等学校招生全国卷Ⅲ统一考试

理科综合物理部分

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答选择题时，选出每小题答案后，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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、选择题：每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

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. 原子的核式结构模型是汤姆逊最早提出的

B. 一群氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子

C. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小

D. 考古专家发现某一骸骨中的含量为活着的生物体中的，已知的半衰期为5730年，则确定该生物死亡时距今约11460年

15.2019年初，《流浪地球》的热映激起了人们对天体运动的广泛关注。木星的质量是地球的317. 89倍，已知木星的一颗卫星甲的轨道半径和地球的卫星乙的轨道半径相同，且它们均做匀速圆周运动，则下列说法正确的是

A. 卫星甲的周期可能大于卫星乙的周期

B. 卫星甲的线速度可能小于卫星乙的线速度

C. 卫星甲的向心加速度一定大于卫星乙的向心加速度

D. 卫星甲所受的万有引力一定大于卫星乙所受的万有引力

16.如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的7倍时，两灯泡均能正常发光。则灯泡a与b的功率之比为（  ）

A. 3:1   B. 1:3    C. 6:1   D. 1:6

17．如图所示，两块长方体滑块A和B叠放在倾角为θ的斜面体C上。已知A、B质量分别为m1和m2，A与C的动摩擦因数为μ1，B与A的动摩擦因数为µ2．两滑块AB在斜面体上以相同加速度自由下滑，斜面体C在水平地面上始终保持静止，则下列说法正确的是（　　）

A．斜面C受到地面的静摩擦力方向水平向右

B．滑块A与斜面间的动摩擦因数µ1＝tanθ 

C．滑块A受到斜面对其摩擦力的大小为µ1（m1+m2）gcosθ 

D．滑块B所受的摩擦力大小为µ2m2gcosθ

18.目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破。为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m的汽车沿一山坡直线行驶。测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s时速度刚好达到最大值vm。设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是

A. 关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒

B. 关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零

C. 上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间可能等于

D. 上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度vm，所用时间一定小于

19.一上表面水平的小车在光滑水平面上匀速向右运动，在t＝0时刻将一相对于地面静止的质量m＝1kg的物块轻放在小车前端，以后小车运动的速度﹣时间图象如图所示。已知物块始终在小车上，重力加速度g取10m/s2．则下列判断正确的是（　　）

A. 小车与物块间的动摩擦因数为0.2，小车的最小长度为1.25m

B. 物块最终动能E1＝0.5J，小车动能的减小量△E＝3J

C. 小车与物块间摩擦生热3J

D. 小车的质量为0.25kg

20.如图所示，电阻为R的金属棒从图示位置ab分别以v1，v2的速度沿光滑导轨（电阻不计）匀速滑到a′b′位置，若v1：v2=1：2，则在这两次过程中（　　）

A. 回路电流：：2

B. 产生的热量：：2

C. 通过任一截面的电量：：2

D. 外力的功率：：2

21.如图所示,在空间中存在竖直向上的匀强电场,质量为,电荷量为+q的物块从A点由静止开始下落,加速度为,下落高度H到B点后与一绝缘轻弹簧接触,又下落h到达最低点C,整个过程中不计空气阻力,且弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,则带电物块在由A点运动到C点的过程中,下列说法正确的是（    ）

A. 物块在B点速度最大

B. 弹簧的弹性势能的增加量为

C. 带电物块电势能增加量为

D. 带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为

三、非选择题

22.(6分)气垫导轨上相隔一定距离的两处安装有两个光电传感器A、B，AB间距为L，滑块P上固定一遮光条，P与遮光条的总质量为M，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

（1）实验前，按通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t1______t2（选填“>”、“=”或“<”）时，说明气垫导轨已经水平。

（2）用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图丙所示，则d =_______mm。

（3）将滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示。利用测定的数据，当关系式 =_____成立时，表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。（重力加速度为g，用题中给定的物理量符号表达）

23.（9分）电动自行车是一种环保，便利的交通工具，越来越受大众的青睐，为了测定电动车电池组的电动势和内电阻，某同学设计了如图1所示的实验电路，所用实验器材有：

A．电池组(电动势约为12 V，内阻未知)

B．电流表(量程为300 mA，内阻忽略不计)

C．电阻箱R(0～999.9 Ω)

D．定值电阻R0(阻值为10 Ω)

E．导线和开关

该同学部分操作步骤如下

(1)当闭合开关后，无论怎样调节电阻箱，电流表都没有示数，反复检查确认电路连接完好，该同学利用多用电表，又进行了如下操作：断开电源开关S.将多用电表选择开关置于“×1Ω”挡，调零后，将红、黑表笔分别接在R0两端，读数为10Ω.将多用电表选择开关置于“×10 Ω”挡，调零后，将红，黑表笔分别接电阻箱两接线柱，指针位置如图2所示，则所测电阻箱阻值为________ Ω.用多用电表分别对电源和开关进行检测，发现电源，开关均完好．由以上操作可知，发生故障的元件是________．

(2)在更换规格相同的元件后重新连接好电路．

(3)改变电阻箱R的阻值，分别测出电路中相应的电流I.为了保证实验顺利进行且使测量结果更准确些，电阻箱R的取值范围应为________．

A．100Ω～300Ω

B．40Ω～100Ω

C．15Ω～40Ω

(4)根据实验数据描点，绘出的－R图象如图3所示．若直线的斜率为k，在坐标轴上的截距为b，则该电池组的电动势E＝________，内阻r＝________(用k，b和R0表示)．

24.（12分）2020年新年伊始，人们怀着对新一年的美好祝愿和期盼，在广场的水平地面上竖立了“2020”数字模型，该模型是由较细的光滑管道制造而成，每个数字高度相等，数字“2”上半部分是半径R1=1m的圆形管道，数字“0”是半径R2=1.5m的圆形管道，“2”与“0”之间分别由导轨EF和HM连接，最右侧数字“0”管道出口处与四分之一圆轨道MN连接。从轨道AB上某处由静止释放质量为m=1kg的小球，若释放点足够高，小球可以顺着轨道连续通过“2020”管道并且可以再次返回“2020”管道。D、G分别为数字“2”和“0”管道想的最高点，水平轨道BC与小球间的动摩擦因数μ=0.5，且长度为L=1m，其余轨道均光滑，不计空气阻力且小球可以当作质点，g=10m/s2 。

（1）若小球恰好能通过“2020”管道，则小球在AB轨道上静止释放处相对地面的高度h为多少？

（2）若小球从h1=5m高处静止释放，求小球第一次经过D点时对管道的压力？

25.（20分）如图所示，在不考虑万有引力的空间里，有两条相互垂直的分界线MN、PQ，其交点为O。MN一侧有电场强度为E的匀强电场（垂直于MN），另一侧有匀强磁场（垂直纸面向里）。宇航员（视为质点）固定在PQ线上距O点为h的A点处，身边有多个质量均为m、电量不等的带负电小球。他先后以相同速度v0、沿平行于MN方向抛出各小球。其中第1个小球恰能通过MN上的C点第一次进入磁场，通过O点第一次离开磁场，OC=2h。求：

（1）第1个小球的带电量大小；

（2）磁场的磁感强度的大小B；

（3）磁场的磁感强度是否有某值，使后面抛出的每个小球从不同位置进入磁场后都能回到宇航员的手中？如有，则磁感强度应调为多大。

33．[物理——选修3–3]（15分）

（1）下列说法正确的是（  5分   ）（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．若一种液体不浸润某种固体，则一定也不浸润其他固体

B．当液体与固体之间表现为浸润时，附着层内分子间距离小于液体内部分子间距离

C．液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，表面层分子力表现为引力，引力的方向垂直于液面指向液体内部

D．不同晶体的熔化热不同，而非晶体没有固定的熔化热

E.一定质量的物质，在一定的温度和压强下，汽化时吸收的热量与液化放出的热量相等

（2）（10分）如图所示,哑铃状玻璃容器由两段粗管和一段细管连接而成,容器竖直放置.容器粗管的截面积为S1=2cm2,细管的截面积S2=1cm2,开始时粗细管内水银长度分别为h1=h2=2cm.整个细管长为h=4cm.封闭气体长度为L=6cm.大气压强为p0=76cmHg,气体初始温度为27°C．求:

（1）若要使水银刚好离开下面的粗管,封闭气体的温度应为多少K；

（2）若在容器中再倒入同体积的水银,且使容器中封闭气体长度L仍为6cm不变,封闭气体的温度应为多少K．

34．[物理——选修3–4]（15分）

（1）如图所示为一列沿轴正方向传播的简谐横波时刻波形图，该时刻点开始振动，再过，点开始振动。下列判断正确的是（5分）（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．波的传播速度  

 B．质点的振动方程

C．质点相位相差是  

 D．时刻，处质点在波峰

E.时刻，质点与各自平衡位置的距离相等

（2）．（10分）如图所示，为折射率的扇形玻璃砖截面，一束单色光照射到面上的点，在点折射后的光线平行于。已知点是的中点，点是延长线上一点，°。

①求入射光在点的入射角；

②通过计算判断光射到弧能否从弧射出。

物理答案

14、【答案】D

【解析】A、原子的核式结构模型是卢瑟福最早提出的，故A错误；

B、一个氢原子从量子数n＝3的激发态跃迁到基态时最多可辐射种不同频率的光子，故B错误；

C、根据光电效应的产生条件可知，一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的频率太小，跟光的强度无关，故C错误；

D、根据半衰期公式知，解得n＝2，即发生两次半衰期，则确定该生物死亡时距今约2×5730＝11460年，故D正确。

15、【答案】C

【解析】根据万有引力提供卫星圆周运动向心力有：；

A、周期，两颗卫星的轨道半径相同，但木星的质量大，故其周期小，即甲卫星的周期小于乙卫星的周期，故A错误；

B、线速度，两颗卫星的轨道半径相同，但木星的质量大，故线速度大，即甲卫星的线速度大于乙卫星的线速度，故B错误；

C、向心加速度，两颗卫星的轨道半径相同，但木星的质量大，故其向心加速度大，即甲卫星的向心加速度大于乙卫星的向心加速度，故C正确；

D、木星的质量大，但不知道两颗卫星的质量大小关系，故无法求得它们间万有引力的大小，无法比较，故D错误。

16、【答案】D

【解析】输入电压为U，则两灯泡正常发光时两端电压均为，变压器的匝数比 ，则，根据P=IU可知灯泡a与b的功率之比为1:6，故选D.

17、【答案】C

【解析】A、把AB看成一个整体，AB对C的压力在水平方向的分力为Nx＝（m1+m2）gcosθ．sinθ，方向水平向右，AB对C的摩擦力在水平方向的分力为fx＝fcosθ，方向水平向左。因为AB一起加速下滑，所以（m1+m2）gsinθ＞f，则Nx＞fx，所以斜面C有向右的运动趋势，则斜面C受到地面的静摩擦力方向水平向左。故A错误；

B，因为AB一起加速下滑，所以μ1（m1+m2）cosθ＜（m1+m2）gsinθ，则μ1＜tanθ，故B错误；

C、把AB看成一个整体，滑块A与斜面之间的摩擦力为f＝μ1（m1+m2）gcosθ，故C正确；

D、滑块AB一起加速下滑，其加速度为a＝gsinθ﹣μ1gcosθ，B与A之间的摩擦力是静摩擦，则AB之间的摩擦力为f′＝m2a＝mg（sinθ﹣μ1cosθ），故D错误。

故选：C。

18【答案】D

【解析】A、关掉油门后的下坡过程，汽车的速度不变、动能不变，重力势能减小，则汽车的机械能减小，故A错误；

B、关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力大小不为零，时间不为零，则冲量不为零，故B错误；

C、上坡过程中，汽车速度由增至，所用的时间为t，根据动能定理可得：，解得，故C错误；

D、上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度，功率不变，则速度增大、加速度减小，所用时间为，则，解得，故D正确。

19、【答案】ABD

【解析】A.由v﹣t图象知，当t＝0.5s时，小车开始做速度v＝1m/s的匀速运动，此时，物块与小车的速度相同，物块与小车间无摩擦力作用，对物块，由v＝at及f＝ma＝μmg得f＝2N，μ＝0.2，在0～0.5s内，小车的位移s=(5+1)/2×0.5m＝1.5 m，物块的位移为x=1/2×0.5m＝0.25m，所以小车的最小长度为1.5m﹣0.25 m＝1.25 m，故A正确；

B.物块的最终动能 ；由动能定理得小车动能的减小量△E＝f•s＝3J，故B正确；

C.系统机械能减少为△E＝3J﹣0.5 J＝2.5J，故C错误；

D.小车的加速度为 而 ，f＝2N，得M＝0.25kg，故D正确。

20、【答案】AB

【解析】回路中感应电流为：，I∝v，则得：I1：I2=v1：v2=1：2．故A正确。产生的热量为：Q=I2Rt=（）2R∙= ，Q∝v，则得：Q1：Q2=v1：v2=1：2．故B正确。

通过任一截面的电荷量为：q=It=t=，q与v无关，则得：q1：q2=1：1．故C错误。

由于棒匀速运动，外力的功率等于回路中的功率，即得：P=I2R=（）2R，P∝v2，则得：P1：P2=1：4，故D错误。故选AB。

21【答案】BD

【解析】A.物块由静止开始下落时加速度为，根据牛顿第二定律得，解得，合外力为零时，速度最大，所以B点速度不是最大速度，故A错误；

B.由A到C应用能量守恒定律，弹簧的弹性势能的增加量，故B正确；

C.从A到C的过程中，电场力做功。带电物块电势能的增加量为，故C错误；

D.带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量等于克服电场力做的功，所以带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为，故D正确。

故选：BD

22、【答案】    (1). =；   2分 (2). 8.475；   2分 (3). 2分

【解析】（1）轻推滑块，当图乙中的t1=t2时，说明滑块经过两光电门的速度相等，则气垫导轨已经水平。

（2）螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为0.01×47.5mm=0.475mm。由读数规则可得d =8mm+0.01mm×47.5=8.475mm；

（3）滑块经过两光电门时的速度分别为：；；若机械能守恒则满足：，即满足。

23、【答案】    (1). 70  1分  (2).电流表  1分   (3). B  2分  (4).     2分 (5).    3分

【解析】（1）欧姆表表盘读数为7，倍率为“×10”，故为70Ω；在故障检测时，除电流表其余部分均没有问题，故问题只能出在电流表处；

（2）为减小电流表的读数误差，电流表指针偏转角度应该尽量大于三分之一，即电流范围为：100mA≤I≤300mA，根据欧姆定律，总电阻120Ω≥R总≥40Ω，扣除定值电阻10Ω，即电流表内阻和电源内阻加上电阻箱电阻应该大于等于30Ω而小于等于110Ω，由于电流表内阻不计，故应该选B；

（3）根据闭合电路欧姆定律，有，则，故有：，，联立解得：，。

24.（12分）解：（1）恰好能过管道最高点即最高点速度为0

A-B-C阶段由动能定理： ---------2分

C-D阶段由机械能守恒：  ------------2分

           得： h=3.5m           ------------1分

（2）从释放到运动至C处，由动能定理:

       ---------2分

C-D阶段由机械能守恒：

     -------2分

设小球在D处受到的弹力为FN

D点：           ---------2分

       得：  FN=20N       由牛顿第三定律可知     

  小球在D处对管道的压力大小也为20N，且方向竖直向上  ---------1分

25【答案】(1) ； (2) ；(3)存在，

【解析】（1）设第1球的电量为，研究A到C的运动：

-------2分

-------2分

解得：；-------1分

（2）研究第1球从A到C的运动：

-------1分

解得： -------1分

，，；-------1分

研究第1球从C作圆周运动到达O的运动，设磁感应强度为

由得 -------1分

由几何关系得： Rsin=h-------1分

解得： ；-------1分

（3）后面抛出的小球电量为，磁感应强度

①小球作平抛运动过程

-------2分

-------2分

②小球穿过磁场一次能够自行回到A，满足要求：，变形得： -------3分

解得： 。-------2分

33．（1）BDE-------5分

（2）．(1)开始时， ， ---1分

水银全面离开下面的粗管时，设水银进入上面的粗管中的高度为h3，

则  -------1分

解得此时管中气体的压强为-------1分

管中气体体积为  -------1分

由理想气体状态方程 得-------1分

(2)再倒入同体积的水银，气体的长度仍为6cm不变，-------1分

则此过程为等容变化管里气体的压强为，-------2分

则由 解得-------2分

34．（1）ACE-------5分

（2）①光在介质中传播的光路图如图所示：

设入射光在C点的入射角为i，折射角为r，由于在C点折射后的光线平行于OB，所以∠OCP=∠AOD=60°，r=30°，根据折射定律有：-------3分

代入数据解得：i=60°；-------2分

②在C点折射后的光线射到AB弧上P点，连接O、P，OP是法线，过O点做CP的垂线交CP于Q，则折射光线在AB弧的入射角为i1，玻璃砖临界角为C，扇形半径为L，则：，-------1分

根据几何知识有∠COQ=30°，LOQ＝LOC•cos∠COQ=根据-------2分

可得：，-------1分

则：i1＜C，所以光射到AB弧能从AB弧射出。-------1分