【物理】2020年全国I卷高三最新信息卷（九）（解析版）

【物理】2020年全国I卷高三最新信息卷（九）（解析版）

‎2020年全国I卷高三最新信息卷（九）‎ 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。‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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。‎ ‎1．山东海阳核电站是中国核电AP1000技术的标志性项目，其反应堆的核反应方程为U＋X→Ba＋Kr＋3n，下列说法中正确的是(　　)‎ A．该反应中X是质子 ‎ B．该反应中X是电子 C．Ba中有88个中子 D．Ba的结合能比U的结合能大 ‎2．啄木鸟觅食时，啄木鸟的头部摆动很快，啄木的速度达到每秒十五到十六次。研究发现，啄木鸟的头部很特殊：大脑和头骨之间存在着小小的硬脑膜，头颅坚硬，骨质松而充满气体，似海绵状，从而使啄木鸟不会发生脑震荡。下面哪个物理规律可以很好地解释啄木鸟不会得脑震荡(　　)‎ A．动能定理 B．动量定理 C．机械能守恒定律 D．动量守恒定律 ‎3．如图，用波长为λ的单色光照射某金属，调节变阻器，当电压表的示数为U时，电流表的示数恰好减小为零。已知普朗克常数为h，真空中光速为c。让该金属产生光电效应的截止频率为(　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎4．蛟龙号深潜器在执行某次实验任务时，外部携带一装有氧气的气缸，气缸导热良好，活塞与缸壁间无摩擦且与海水相通。已知海水温度随深度增加而降低，则深潜器下潜过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．每个氧气分子的动能均减小 B．氧气放出的热量等于其内能的减少量 C．氧气分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加 D．氧气分子每次对缸壁的平均撞击力增大 ‎5．一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t＝1.0 s时的波形图，图乙是x＝3.0 m处质点的振动图象，a、b质点在x轴上平衡位置分别为xa＝0.5 m、xb＝2.5 m，下列说法正确的是(　　)‎ A．波沿x轴正方向传播 B．波的传播速变为0.5 m/s C．t＝1.5 s时，a、b两点的速度和加速度均等大反向 D．从t＝1.0 s到t＝1.5 s质点a的路程为10 cm ‎6．如图，水平导轨MM′和NN′平行放置，连接理想变压器的输入端，两导轨间有垂直平面向里的匀强磁场，导体棒垂直导轨放置且与导轨接触良好，变压器输出端连接理想电压表、理想电流表和滑动变阻器。则下列说法正确的是(　　)‎ A．若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀速直线运动，电压表示数逐渐减小 B．若滑动变阻器划片向下移动，导体棒向左匀速直线运动，电流表示数增大 C．若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，电流表示数逐渐增大 D．若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，电流表示数保持不变 ‎7．如图，光滑水平轨道AB长为L，与光滑圆弧轨道BC平滑连接，圆弧BC半径为L，圆心为O，圆心角为60°。空间中存在范围足够大的水平向右的匀强电场。从A点由静止释放质量为m、带电量为q的带电小球，电场强度E＝，重力加速度取g。在小球以后的运动过程中，下列说法正确的是(　　)‎ A．小球通过B点时对轨道的压力为mg B．小球通过C点时对轨道的压力为10mg C．小球能达到的最大高度为L D．当小球达到最高点时，小球的机械能达到最大 ‎8．如图，光滑斜面的倾角θ＝45°，斜面足够长，在斜面上A点向斜上方抛出一小球，初速度方向与水平方向夹角为α，小球与斜面垂直碰撞于D点，不计空气阻力；若小球与斜面碰撞后返回A点，碰撞时间极短，且碰撞前后能量无损失，重力加速度g取10 m/s2。则可以求出的物理量是(　　)‎ A．α的值 B．小球的初速度v0‎ C．小球在空中运动时间 D．小球初动能 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9．如图所示，两单色光a、b分别沿半径方向由空气射入半圆形玻璃砖，出射光合成一束复色光P，已知单色光a、b与法线间的夹角分别为45°和30°，则a光与b光(　　)‎ A．在玻璃砖中的折射率之比为∶1‎ B．在玻璃砖中的传播时间之比为1∶ C．在玻璃砖中的波长之比为∶1‎ D．由该玻璃砖射向真空时临界角之比为∶1‎ ‎10．随着超轻、超强度材料的出现，有科学家设想将空间站A与卫星B用一根超强度材料绳连起来与地球同步运行，或地球与空间站A之间连接一绳梯进行物资运送。如图，C为地球同步轨道，根据所学知识，判断可以实现的是(　　)‎ ‎11．如图，长度l＝1 m、质量M＝1 kg的车厢静止于光滑的水平面上。车厢内有一质量m＝1 kg可视为质点的物块以速度v0＝10 m/s从车厢中点处向右运动，与车厢壁来回弹性碰撞n次后，与车厢相对静止，物块与车厢底板间动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度取g＝10 m/s2。下列说法正确的是(　　)‎ A．n＝26‎ B．系统因摩擦产生的热量为25 J C．物块最终停在小车右端 D．小车最终运动的速度为5 m/s，方向水平向右 ‎12．如图，等腰梯形abcd区域内，存在垂直该平面向外的匀强磁场，ab＝cd＝2L，bc＝L，∠bad＝30°，磁感应强度大小为B，磁场外有一粒子源O，能沿同一方向发射速度大小不等的同种带电粒子，带电粒子的质量为m，电荷量为q，不计重力。现让粒子以垂直于ad的方向正对b射入磁场区域，发现带电粒子恰好都能从cd之间飞出磁场。则(　　)‎ A．粒子源发射的粒子均为带正电的粒子 B．粒子在磁场中运动的最短时间为 C．带电粒子的发射速度取值范围为 D．带电粒子的发射速度取值范围为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。‎ ‎13．(6分)伽利略曾用滴水计时器研究物体的运动规律，我们可以利用输液瓶滴液等时性的特点，借助医院打点滴的输液瓶设计滴水计时器，固定在电动车靠近地面处，来研究电动车启动过程速度随时间变化的规律，如图所示。经过测量得知：在某一状态下，输液瓶滴下21滴水用时4.00 s（从第1滴落地开始计时到第21滴落地结束计时）。从清晰可见的位置开始测量，前12滴水的落点到“第1滴”落点的距离如表所示。‎ 回答下列问题（计算结果均保留三位有效数字）：‎ ‎(1)从滴水计时器第1滴水落地，到第5滴水落地的过程中，电动车的平均速度为v1＝_______m/s；‎ ‎(2)滴水计时器第4滴水落地时，电动车的瞬时速度v4＝________m/s；‎ ‎(3)如果电动车启动过程可以看作匀加速直线运动，则电动车的加速度a＝________m/s2。‎ ‎14．(8分)“新冠疫情”期间，用电子体温计监测体温成为检测人体是否感染冠状病毒的重要手段。电子体温计利用某些物质的物理参数，如电阻、电压、电流等，与环境温度之间存在的确定关系，将体温以数字的形式显示出来。如图，甲图为某同学设计的电路图，用以测量25.0 °C～80.0 °C范围内环境的温度。所用器材有：热敏电阻RT，（其标称值25.0 ℃时的阻值为900.0 Ω）；电源20 V，内阻可忽略；滑动变阻器（最大阻值为10 Ω）；电阻箱R2（阻值范围0～999.9 Ω）；单刀开关S1，单刀双掷开关S2，图中圆圈为电表。实验时，按电路图连好电路，将热敏电阻放在温控箱内，先将温度调为80.0 °C，将S2与1端接通，闭合S1，调节R1的滑片位置，电路中电表示数为某一定值X；保持R1的滑片位置不变，将R2置于最大值，将S2与2端接通，调节R2，使电表读数仍为X；断开S1，记下此时R2的读数，逐步降低温控室的温度t，得到相应温度下R2的阻值，直至温度降到25.0 °C实验得到R2－t的数据见表。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)实验室中提供有以下规格电表：①电流表A1（0～0.6 A，0.2 Ω），②电流表A2（0～3 A，0.04 Ω），③电压表V（10 V，1000 Ω）。实验中应选择的电表为_________（填器材前的数字编号）；‎ ‎(2)在闭合S1前，图甲中R1的滑片应移动到_________（填“左”或“右”）端；‎ ‎(3)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t的曲线；‎ ‎(4)将RT握于手心，手心温度下R2的相应读数如图丙所示，该读数为_________Ω，则手心温度为_________°C。‎ ‎15．(7分)某简易火情报警装置如图所示，导热良好的玻璃管竖直放置，管内用水银柱封闭一定质量的理想气体，当环境温度升高，水银柱上升到一定高度时，电路接通，蜂鸣器发出火情警报。已知玻璃管中的导线下端距离玻璃管底部60 cm，环境温度为27 °C时，玻璃管中封闭气柱长度为10 cm；当环境温度上升到177 °C时，蜂鸣器发出火情警报。‎ ‎(1)求水银柱的长度；‎ ‎(2)请分析说明在环境温度升高过程中，管中封闭气体是吸热还是放热。‎ ‎16．(10分)图甲中滑索巧妙地利用了景区的自然落差，为滑行提供了原动力。游客借助绳套保护，在高空领略祖国大好河山的壮美。其装置简化如图乙所示，倾角为30°的轨道上套一个质量为m的滑轮P，质量为3m的绳套和滑轮之间用不可伸长的轻绳相连。某次检修时，工人对绳套施加一个拉力F，使绳套从滑轮正下方的A点缓慢移动，运动过程中F与轻绳的夹角始终保持120°，直到轻绳水平，绳套到达B点，如图所示。整个过程滑轮保持静止，重力加速度为g，求：‎ ‎(1)绳套到达B点时，轨道对滑轮的摩擦力大小和弹力大小；‎ ‎(2)绳套从A缓慢移动到B的过程中，轻绳上拉力的最大值。‎ ‎17．(13分)如图，倾角为θ＝37°的斜面内有两根足够长的平行导轨L1、L2，其间距L＝0.5 m，左端接有电容C＝20000 μF的平行板电容器。质量m＝40 g的导体棒可在导轨上滑动，导体棒和导轨的电阻不计。整个空间存在着垂直导轨所在平面的匀强磁场，磁感应强度B＝2 T。现使导体棒以速度vA＝10 m/s从A点开始沿导轨向上运动，经过时间t速度恰好为0，再经时间t，回到A点，重力加速度取g＝10 m/s2。求：‎ ‎(1)导体棒从A点开始运动时，电容器上的电荷量QA；‎ ‎(2)导体棒与导轨间动摩擦因数的大小μ和返回A点时的速度vA′。‎ ‎18．(16分)如图所示，质量M＝1 kg的木板（木板足够长）静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.04，在木板的右端放置一个质量m＝5 kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.05，重力加速度取g＝10 m/s2，在木板上加一个水平向右的恒力F＝6 N。‎ ‎(1)在外力F作用过程中，铁块和木板运动的加速度分别是多少？‎ ‎(2)经t＝9 s撤掉F，至铁块和木板停止运动，铁块的总位移x多大？‎ ‎【参考答案】‎ 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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。‎ ‎1．【答案】C ‎【解析】设反应物的电荷数为x，则92＋x＝36＋56＋0，解得x＝0，根据质量数守恒可知m＝139＋94＋3－235＝1，所以反应物为中子，故A、B错误；Ba中的中子数为144－56＝88，故C正确；U是重核，其原子核质量大于Ba，结合能也更大，故D错误。‎ ‎2．【答案】B ‎【解析】“骨质松而充满气体，似海绵状；从而使啄木鸟不会发生脑震荡”说明啄木鸟大脑和头骨作用有缓冲，使用大脑受力变小，所以可以用动量定理来解释，故B正确。‎ ‎3．【答案】C ‎【解析】根据爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0＝h－W0，电流刚好为零时，最大动能Ekm＝eU，该金属产生光电效应的截止频率，得，故C正确。‎ ‎4．【答案】C ‎【解析】海水温度随深度增加而降低，气缸导热良好，氧气分子平均动能降低，但不是每个氧气分子的动能均减小，故A错误；根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q，内能的减少量等于氧气放出的热量和外界对氧气做功之和，故B错误；根据液体压强公式p＝ρgh，可知随下潜深度增加，海水压强增大，由于活塞与缸壁间无摩擦且与海水相通，氧气压强增加，即氧气分子单位时间撞击缸壁单位面积的次数增加，故C正确；根据冲量定理Ft＝mv，氧气分子平均动能降低，氧气分子每次对缸壁的平均撞击力减小，故D错误。‎ ‎5．【答案】C ‎【解析】由图乙可知，t＝1.0 s时刻质点速度向上，由波形平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故A错误；由图知λ＝4 m，T＝2 s，则波速v＝＝2 m/s，故B错误；xa＝0.5 m、xb＝2.5 m，则xab＝2 m，可知a、b相距半个波长，故此两点为反相点，两点的速度和加速度均等大反向，故C正确；从1.0 s到1.5 s，质点a经过个周期，经过平衡点时的速度大，则s>4×10×＝10 m，故D错误。‎ ‎6．【答案】D ‎【解析】导体棒向左匀速直线运动，导体棒切割磁场产生感应电动势，大小为E＝BLv 恒定，变压器只对交流电起作用，对直流电不起作用，故变压器输出端电压恒为零，滑动变阻器滑片向下移动，电流还是零，不变，故A、B错误；若保持滑动变阻器阻值不变，导体棒向左匀加速直线运动，产生的感应电动势E＝BL(v0＋at)＝BLv0＋BLat，其电动势随时间均匀增大，根据E＝可知，在变压器原线圈内形成均匀增大的磁场，副线圈内的磁场也是均匀增大的，故在副线圈内产生恒定的电压，根据I＝可知，电流表的示数不变，故C错误，D正确。‎ ‎7．【答案】B ‎【解析】A到B根据动能定理得qE‧L＝mvB2，在B点有，解得NB＝7mg，所以小球通过B点时对轨道的压力NB′＝NB＝7mg，故A错误；A到C，qE(L＋Lsin 60°)－mg(L－Lcos 60°)＝mvC2， ，解得vC＝2，NC＝10mg，所以小球通过B点时对轨道的压力NC′＝NC＝10mg，故B正确；小球从C点飞出轨道后，竖直方向做竖直上抛运动，当竖直方向的速度为零时，小球运动到最高点，从C点到最高点，小球在竖直方向的位移，所以小球能够上升的最大高度为4L，故C错误；根据题意可知，小球到达最高点后仍要继续向右运动，电场力仍然要对小球做正功，小球的机械能继续增加，所以在最高点小球的机械能不是最大的，故D错误。‎ ‎8．【答案】A ‎【解析】设初速度v0与竖直方向夹角为β，由A点斜抛至至最高点时，水平位移为x1，竖直位移为y1，则β＝90°−α，vx＝v0sin β，vy1＝v0cos β，vy12＝2gy1；由最高点至碰撞点D的平抛过程中水平位移为x2，竖直位移y2，水平方向速度保持vx＝v0sin β不变，斜面倾角θ＝45°，则vy2＝vxtan 45°，vy22＝2gy2，可得。根据平抛运动规律可知，则，同理，，，，故Δy＝x，即cos β－sin β＝2sin β， 由此得tan β＝，α＝90°−β， 故可求得α的值，其他选项无法求出。‎ 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9．【答案】BCD ‎【解析】假设两单色光a、b折射角为θ，则a光折射率，则b光折射率，解得na∶nb＝1∶，故A错误；根据v＝，，可得ta∶tb＝1∶ ‎，故B正确；，从一种介质进入另一种介质的波，频率不变，光速一样，可得λa∶λb＝∶1，故C正确；临界角公式sin C＝，可得sin Ca∶sin Cb＝∶1，故D正确。‎ ‎10．【答案】AD ‎【解析】在用一根绳子连接空间站A和卫星B与地球同步运行的情形中，空间站A、卫星B均满足万有引力与拉力的合力提供向心力，，，对同步卫星，根据万有引力提供向心力，，而TC＝TA＝TB，所以rArC，跟空间站A比地球同步卫星离地面远，故C错误，D正确。‎ ‎11．【答案】BD ‎【解析】由动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v，解得小车最终运动的速度为v＝5 m/s，方向水平向右，由能量守恒定律得，系统因摩擦产生的热量Q＝mv02－(M＋m)v2＝25 J，故BD正确；根据Q＝μmgL，可得物块在车厢中滑行的距离L＝25 m，车厢壁来回弹性碰撞次数次，物块最终停在车厢中点处，故AC错误。‎ ‎12．【答案】AC ‎【解析】粒子在电场中向右偏转，根据左手定则可知，粒子带正电，故A正确；当粒子从c点飞出时，其运动的速度最大，轨迹所对应的圆心角最小，则运动时间最短，运动轨迹如图甲所示，根据几何知识可知，粒子在磁场中运动的半径R1＝L，其轨迹对应的圆心角为90°，因为洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m，所以R＝，则粒子的速度，粒子在磁场中运动的最短时间，故B错误。‎ 当粒子的运动轨迹和cd相切时，粒子的速率是最小的，其运动轨迹如图乙所示，令粒子的半径为R2，根据几何知识有R2＋2R2＝L＋L，则，所以粒子的速度 ‎，则要使粒子从cd之间射出带电粒子的发射速度取值范围为，故C正确，D错误。‎ 三、非选择题：本题共6小题，共60分。‎ ‎13．(6分)‎ ‎【答案】(1)1.18 (2)1.58 (3)1.94‎ ‎【解析】(1)相邻液滴的时间间隔，从滴水计时器第1滴水落地，到第5滴水落地的过程中，电动车的平均速度为。‎ ‎(2)滴水计时器第4滴水落地时，电动车的瞬时速度等于第3、5滴之间的平均速度，所以滴水计时器第4滴水落地时，电动车的瞬时速度。‎ ‎(3)如果电动车启动过程可以看作匀加速直线运动，根据逐差法可知，电动车的加速度 ‎。‎ ‎14．(8分)‎ ‎【答案】(1)③ (2)左 (3)如图所示 (4)580.0 34或35‎ ‎【解析】(1)如果接电流表，热敏电阻RT其标称值25.0 °C时的阻值为900.0 Ω，电源20 V，可得通过热敏电阻的电流约为，比两电流表的量程小得多，不易准确测量，故不选①②；电压表V内阻与热敏电阻的阻值相差不多，而量程为电源一半，可以准确测量，故选③。‎ ‎(2)为了安全，在闭合S1前，分压电路的电压应该为0，所以图甲中R1的滑片应移动到左端。‎ ‎(3)在图乙的坐标纸上补齐数据表中所给数据点，并作出R2－t的曲线，如图所示。‎ ‎(4)该读数为R＝(5×100＋8×10＋0×1＋0×0.1) Ω＝580.0 Ω，当R2＝580.0 Ω时，由(3)中图可知，手心温度为34 °C或35 °C。‎ ‎15．(7分)‎ ‎【解析】(1)设T1＝300 K，T2＝450 K，L＝60 cm，l＝10 cm，玻璃管截面积为S，有 解得：h＝45 cm。‎ ‎(2)封闭气体温度升高，内能增大，气体膨胀对外做功，据热力学第一定律，封闭气体吸热。‎ ‎16．(10分)‎ ‎【解析】(1)绳套到达B点时，对质量为3m的绳套，有：‎ F1＝3mgtan 30°＝mg 对滑轮m：‎ FN－F1sin 30°－mgcos 30°＝0‎ f＋mgsin 30°－F1cos 30°＝0‎ 解得：FN＝mg，f＝mg。‎ ‎(2)在绳套的动态平衡过程中，当F与mg垂直时软绳中的弹力最大，则有：‎ ‎。‎ ‎17．(13分)‎ ‎【解析】(1)导体棒从A点开始运动时的感应电动势E＝BLvA 电容器两极板间电压U＝E 电容器所带电荷量QA＝CU 解得：QA＝0.2 C。‎ ‎(2)电容器的充电电流 上升过程，根据牛顿第二定律有：mgsin θ＋μmgcos θ－BIL＝ma1‎ 又 联立得mgsin θ＋μmgcos θ－CB2L2a1＝ma1‎ 下降过程，根据牛顿第二定律有：mgsin θ－μmgcos θ－BIL＝ma2‎ 同理可得mgsin θ－μmgcos θ－CB2L2a2＝ma2‎ 金属棒向上与向下都做匀变速直线运动，则有 向上运动过程：x＝vAt＋a1t2‎ 向下运动过程：x＝a2(t)2‎ 联立解得：μ＝0.5，a1＝5 m/s2，a2＝1 m/s2，t＝2 s。‎ 导体棒返回A点时的速度vA′＝a2‧t ＝2 m/s。‎ ‎18．(16分)‎ ‎【解析】(1)假设在木板上加一个水平向右的恒力F＝6 N时二者分离，根据牛顿第二定律，对铁块，则有：‎ μ2mg＝mam 解得：am＝0.5 m/s2‎ 对木板，则有：F－μ2mg－μ1(M＋m)g＝MaM 解得：aM＝1.1 m/s2‎ 由于am

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