2020學(xué)年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（重慶卷）物理

2020年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試(重慶卷)物理一、選擇題(本大題共5小題，每小題6分，共30分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)1.(6分)如圖所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角θ。若此人所受重力為G，則椅子各部分對他的作用力的合力大小為()A.G B.Gsinθ C.Gcosθ D.Gtanθ解析：人受多個力處于平衡狀態(tài)，人受力可以看成兩部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分對他的作用力的合力。根據(jù)平衡條件得椅子各部分對他的作用力的合力與重力等值，反向，即大小是G。答案：A。2.(6分)鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：則a+b可能是()A. B.C. D.解析：核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒，A都不守恒，B質(zhì)量數(shù)不守恒，C電荷數(shù)不守恒，D正確。答案：D3.(6分)如圖所示，高速運(yùn)動的α粒子被位于O點(diǎn)的重原子核散射，實(shí)線表示α粒子運(yùn)動的軌跡，M、N和Q為軌跡上的三點(diǎn)，N點(diǎn)離核最近，Q點(diǎn)比M點(diǎn)離核更遠(yuǎn)，則()A.α粒子在M點(diǎn)的速率比在Q點(diǎn)的大B.三點(diǎn)中，α粒子在N點(diǎn)的電勢能最大C.在重核產(chǎn)生的電場中，M點(diǎn)的電勢比Q點(diǎn)的低D.α粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)，電場力對它做的總功為負(fù)功解析：A：根據(jù)圖線彎曲的方向，可以判定粒子受力的方向大體向上，與粒子和O點(diǎn)的連線的方向相反，故靠近O點(diǎn)的過程電場力做負(fù)功，粒子的速度減小，遠(yuǎn)離的過程電場力做正功，粒子的速度增大。所以Q點(diǎn)的速度最大，N點(diǎn)的速度最小。故A錯誤；B：只有電場力做功，各點(diǎn)的動能與電勢能的和保持不變。N點(diǎn)的速度最小，故電勢能最大，故B正確；C：只有電場力做功，各點(diǎn)的動能與電勢能的和保持不變。Q點(diǎn)的速度最大，故電勢能最小，α粒子帶正電荷，所以Q點(diǎn)的電勢最低。故C錯誤；D：粒子受力的方向大體向上，與粒子和O點(diǎn)的連線的方向相反，故靠近O點(diǎn)的過程電場力做負(fù)功，遠(yuǎn)離的過程電場力做正功，故D錯誤。答案：：B4.(6分)如1圖，為伽利略研究自由落體運(yùn)動實(shí)驗(yàn)的示意圖，讓小球由傾角為θ的光滑斜面滑下，然后在不同的θ角條件下進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，最后推理出自由落體運(yùn)動是一種勻加速直線運(yùn)動。分析該實(shí)驗(yàn)可知，小球?qū)π泵娴膲毫Α⑿∏蜻\(yùn)動的加速度和重力加速度與各自最大值的比值y隨θ變化的圖象分別對應(yīng)圖2中()A.①、②和③ B.③、②和① C.②、③和① D.③、①和②解析：對小球進(jìn)行受力分析，則有：N=mgcosθ，隨著θ的增大，N減小，對應(yīng)③根據(jù)牛頓第二定律得：a=，隨著θ的增大，a增大，對應(yīng)②重力加速度始終為g，恒定不變，對應(yīng)①，故B正確答案：B5.(6分)如圖所示，一段長方體形導(dǎo)電材料，左右兩端面的邊長都為a和b，內(nèi)有帶電量為q的某種自由運(yùn)動電荷。導(dǎo)電材料置于方向垂直于其前表面向里的勻強(qiáng)磁場中，內(nèi)部磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。當(dāng)通以從左到右的穩(wěn)恒電流I時(shí)，測得導(dǎo)電材料上、下表面之間的電壓為U，且上表面的電勢比下表面的低。由此可得該導(dǎo)電材料單位體積內(nèi)自由運(yùn)動電荷數(shù)及自由運(yùn)動電荷的正負(fù)分別為()A.，負(fù) B.，正 C.，負(fù) D.，正解析：因?yàn)樯媳砻娴碾妱荼认卤砻娴牡?，根?jù)左手定則，知道移動的電荷為負(fù)電荷。因?yàn)閝vB=q，解得v=，因?yàn)殡娏鱅=nqvs=nqvab，解得n=。故C正確，A、B、D錯誤。答案：C。二、非選擇題(共68分)6.(9分)我國艦載飛機(jī)在“遼寧艦”上成功著艦后，某課外活動小組對艦載飛機(jī)利用阻攔索著艦的力學(xué)問題很感興趣。他們找來了木板、鋼球、鐵釘、橡皮條以及墨水，制作了如圖所示的裝置，準(zhǔn)備定量研究鋼球在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離與被阻攔前速率的關(guān)系。要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，需直接測量的物理量是鋼球由靜止釋放時(shí)的和在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離，還必須增加的一種實(shí)驗(yàn)器材是。忽略鋼球所受的摩擦力和空氣阻力，重力加速度已知，根據(jù)定律(定理)，可得到鋼球被阻攔前的速率。解析：在該實(shí)驗(yàn)中，量出鋼球由靜止釋放時(shí)距水平木板的高度，以及在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得出被橡皮條阻攔前的速度，從而定量研究鋼球在橡皮條阻攔下前進(jìn)的距離與被阻攔前速率的關(guān)系。答案：距水平木板的高度刻度尺機(jī)械能守恒7.(10分)某同學(xué)對有故障的電熱毯進(jìn)行探究。圖1是電熱毯的電路示意圖，其中電熱線和導(dǎo)線通過金屬接線片連接。圖2為測試電路實(shí)物圖，A、B為測試表筆，電壓表內(nèi)阻很大，可視為理想電表。①請?jiān)诖痤}卡虛線框內(nèi)畫出與圖2對應(yīng)的電路圖。解析：分析得出滑動變阻器是分壓式，同時(shí)將電壓表去掉，畫出簡易的電路圖后，再將電壓表并聯(lián)接入。答案：如下圖：②斷開K1，用上述測試電路在1和1′之間檢測得知電熱線無故障，然后測得電熱線的U﹣I曲線如圖3所示。已知電熱線材料的電阻率為2.8×10﹣7Ω?m，電熱線的直徑為0.200mm。可求得此電熱線的電阻為kΩ，總長度為m。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析：通過U與I圖象，則斜率表示電阻，即=，再由可求得總長度為=。答案：0.57(0.56～0.58)64(63～65)③為了進(jìn)一步檢查故障，該同學(xué)閉合開關(guān)K1和K2，用表筆A和B分別對圖1中所示的各點(diǎn)進(jìn)行測試，部分測試結(jié)果如下表所示。由此測試結(jié)果可判斷出電路有斷路，位置在之間(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中選填一項(xiàng))。測試點(diǎn)3和3′1和1′1和31和2′2′和3′電表指針有無偏轉(zhuǎn)電壓表有有無有無電流表無有有無有解析：當(dāng)閉合開關(guān)K1和K2，用表筆A和B分別對圖1中所示的各點(diǎn)進(jìn)行測試，2′與3′之間無電壓有電流，而1與2′之間無電流有電壓，所以故障在1′與2′之間。答案：1′和2′8.(15分)小明在研究性學(xué)習(xí)中設(shè)計(jì)了一種可測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖所示。在該實(shí)驗(yàn)中，磁鐵固定在水平放置的電子測力計(jì)上，此時(shí)電子測力計(jì)的計(jì)數(shù)為G1，磁鐵兩極之間的磁場可視為水平勻強(qiáng)磁場，其余區(qū)域磁場不計(jì)。直銅條AB的兩端通過導(dǎo)線與一電阻連接成閉合回路，總阻值為R。若讓銅條水平且垂直于磁場，以恒定的速率v在磁場中豎直向下運(yùn)動，這時(shí)電子測力計(jì)的計(jì)數(shù)為G2，銅條在磁場中的長度L。(1)判斷銅條所受安培力的方向，G1和G2哪個大？解析：根據(jù)棒向下運(yùn)動，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由右手定則可得感應(yīng)電流方向?yàn)锽到A，再由左手定則可得，安培力方向豎直向上；因此當(dāng)棒不動時(shí)，棒不受安培力作用，所以G2＞G1。答案：則銅條所受安培力的方向豎直向上，G2＞G1。(2)求銅條勻速運(yùn)動時(shí)所受安培力的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。解析：由于銅條勻速運(yùn)動，則有安培力等于重力，即有：安培力F=G2﹣G1根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律與閉合電路歐姆定律可求出電流大小為，而由B=從而可得出，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，答：則銅條勻速運(yùn)動時(shí)所受安培力的大小為G2﹣G1；磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為。9.(16分)如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對稱軸OO′重合。轉(zhuǎn)臺以一定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動。一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動且相對罐壁靜止，它和O點(diǎn)的連線與OO′之間的夾角θ為60°。重力加速度大小為g。(1)若ω=ω0，小物塊受到的摩擦力恰好為零，求ω0；解析：當(dāng)摩擦力為零，支持力和重力的合力提供向心力，有：mgtan，解得答案：小物塊受到的摩擦力恰好為零時(shí)，。(2)ω=(1±k)ω0，且0＜k＜1，求小物塊受到的摩擦力大小和方向。解析：當(dāng)ω=(1+k)ω0時(shí)，重力和支持力的合力不夠提供向心力，摩擦力方向沿罐壁切線向下，根據(jù)牛頓第二定律得，fcos60°+Ncos30°=mRsin60°ω2。fsin60°+mg=Nsin30°聯(lián)立兩式解得當(dāng)ω=(1﹣k)ω0時(shí)，摩擦力方向沿罐壁切線向上，根據(jù)牛頓第二定律得，Ncos30°﹣fcos60°=mRsin60°ω2。mg=Nsin30°+fsin60°聯(lián)立兩式解得。答：當(dāng)ω=(1+k)ω0時(shí)，摩擦力方向沿罐壁切線向下，大小為。當(dāng)ω=(1﹣k)ω0時(shí)，摩擦力方向沿罐壁切線向上，大小為。10.(18分)在一種新的“子母球”表演中，讓同一豎直線上的小球A和小球B，從距水平地面高度為ph(p＞1)和h的地方同時(shí)由靜止釋放，如題9圖所示。球A的質(zhì)量為m，球B的質(zhì)量為3m。設(shè)所有碰撞都是彈性碰撞，重力加速度大小為g，忽略球的直徑、空氣阻力及碰撞時(shí)間。(1)求球B第一次落地時(shí)球A的速度大?。唤馕觯篈B兩球均做自由落體，在B落地過程中運(yùn)動完全一致，設(shè)速度為v0，由運(yùn)動學(xué)公式得：=2gh故，=答案：B第一次落地時(shí)球A的速度為。(2)若球B在第一次上升過程中就能與球A相碰，求p的取值范圍；解析：要想在B上升階段兩球相碰，臨界情況是B剛好反跳到出發(fā)點(diǎn)時(shí)與A相碰，兩物體的v﹣t圖象如下圖；陰影部分面積之和就是A的下落高度和B的反跳高度之和ph，故有ph=5h，故p=5答案：若球B在第一次上升過程中就能與球A相碰，則1＜p≤5。(3)在(2)情形下，要使球A第一次碰后能到達(dá)比其釋放點(diǎn)更高的位置，求p應(yīng)滿足的條件。解析：要使球A第一次碰后能到達(dá)比其釋放點(diǎn)更高的位置，則臨界條件是碰后A球速度恰好等大反向，兩物體的v﹣t圖象如下圖，由彈性碰撞可得碰撞前后，動量守恒，規(guī)定向上為正方向，設(shè)碰后B球繼續(xù)向上運(yùn)動，則：3mvB﹣mvA=3mv′B+mvA由于是彈性碰撞，由碰撞前后能量守恒得：+=+解得：=故必有v′B=﹣vB聯(lián)立以上可得：vA=3vB從圖象可以看出陰影部分面積之和就是A的下落高度和B的反跳高度之和，故ph=3h，故p=3答案：在(2)情形下，要使球A第一次碰后能到達(dá)比其釋放點(diǎn)更高的位置，求p應(yīng)滿足1＜p＜3三、選做題(第三大題和第四題各12分，考生從中選做一題，若兩題都做，則按第三大題計(jì)分，其中選擇題僅有一個正確選項(xiàng)，請將正確選項(xiàng)的標(biāo)號填入答題卡上對應(yīng)的位置)【選修3-3】11.(6分)某未密閉房間的空氣溫度與室外的相同，現(xiàn)對該室內(nèi)空氣緩慢加熱，當(dāng)室內(nèi)空氣溫度高于室外空氣溫度時(shí)()A.室內(nèi)空氣的壓強(qiáng)比室外的小B.室內(nèi)空氣分子的平均動能比室外的大C.室內(nèi)空氣的密度比室外大D.室內(nèi)空氣對室外空氣做了負(fù)功解析：A、未密閉房間說明是等壓變化，壓強(qiáng)不變，故A錯誤B、溫度是分子平均動能的標(biāo)志；溫度升高分子平均動能增加，故B正確C、等壓升溫度，體積增大，密度變小，故C錯誤D、體積增大，對外做正功，故D錯誤答案：B12.(6分)汽車未裝載貨物時(shí)，某個輪胎內(nèi)氣體的體積為V0，壓強(qiáng)為p0；裝載貨物后，該輪胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)增加了△p。若輪胎內(nèi)氣體視為理想氣體，其質(zhì)量、溫度在裝載貨物前后均不變，求裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的變化量。解析：對于輪胎內(nèi)氣體，設(shè)裝載貨物后其體積為V。根據(jù)玻意耳定律得p0V0=(p0+△p)V得V=所以裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的變化量為△V=V﹣V0=﹣V0解得答案：裝載貨物前后此輪胎內(nèi)氣體體積的變化量為﹣四。【選修3-4】13.一列簡諧波沿直線傳播，某時(shí)刻該列波上正好經(jīng)過平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)相距6m，且這兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個，則該簡諧波可能的波長為()A.4m、6m和8m B.6m、8m和12m C.4m、6m和12m D.4m、8m和12m解析：由題，兩質(zhì)點(diǎn)都經(jīng)過平衡位置，兩質(zhì)點(diǎn)之間的波峰只有一個，兩質(zhì)