高中物理（人教版）2020年全國理綜Ⅲ

2020年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試?yán)砜凭C合能力測試注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1~5題只有一項符合題目要求，第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。SMN如圖，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，可觀察到B2020年全國理綜ⅢSMNB2020年全國理綜Ⅲ1（A）撥至M端或N端，圓環(huán)都向左運動（B）撥至M端或N端，圓環(huán)都向右運動（C）撥至M端時圓環(huán)向左運動，撥至N端時向右運動（D）撥至M端時圓環(huán)向右運動，撥至N端時向左運動【解析】無論開關(guān)S撥至哪一端，當(dāng)把電路接通一瞬間，左邊線圈中的電流從無到有，電流在線圈軸線上的磁場從無到有，從而引起穿過圓環(huán)的磁通量突然增大，根據(jù)楞次定律（增反減同），右邊圓環(huán)中產(chǎn)生了與左邊線圈中方向相反的電流，異向電流相互排斥，所以無論哪種情況，圓環(huán)均向右運動。故選B。甲、乙兩個物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運動，甲追上乙，并與乙發(fā)生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度隨時間的變化如圖中實線所示。已知甲的質(zhì)量為1kg，則碰撞過程兩物塊損失的機械能為A2020年全國理綜Ⅲ2（A2020年全國理綜Ⅲ2（A）3J （B）4J （C）5J （D）6J【解析】由v-t圖可知，碰前甲、乙的速度分別為，；碰后甲、乙的速度分別為，，甲、乙兩物塊碰撞過程中，由動量守恒得解得則損失的機械能為解得ΔE＝3J故選A?！版隙鹚奶枴碧綔y器于2019年1月在月球背面成功著陸，著陸前曾繞月球飛行，某段時間可認(rèn)為繞月做勻速圓周運動，圓周半徑為月球半徑的K倍。已知地球半徑R是月球半徑的P倍，地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的Q倍，地球表面重力加速度大小為g。則“嫦娥四號”繞月球做圓周運動的速率為D2020年全國理綜ⅢD2020年全國理綜Ⅲ3（A）EQ\R(\F(RKg,QP)) （B）EQ\R(\F(RPKg,Q)) （C）EQ\R(\F(RQg,KP)) （D）EQ\R(\F(RPg,QK))【解析】假設(shè)在地球表面和月球表面上分別放置質(zhì)量為m和m0的兩個物體，則在地球和月球表面處，分別有，解得設(shè)嫦娥四號衛(wèi)星的質(zhì)量為m1，根據(jù)萬有引力提供向心力得解得v＝EQ\R(\F(RPg,QK))故選D。甲αO乙β如圖，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，O點兩側(cè)繩與豎直方向的夾角分別為α和β。若α＝70°，則β等于B2020甲αO乙βB2020年全國理綜Ⅲ4（A）45° （B）55° （C）60° （D）70°【解析】甲物體是拴牢在O點，且甲、乙兩物體的質(zhì)量相等，則甲、乙繩的拉力大小相等，O點處于平衡狀態(tài)，則左側(cè)繩子拉力的方向在甲、乙繩子的角平分線上，如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系有180°＝2β＋α解得β＝55°。故選B。真空中有一勻強磁場，磁場邊界為兩個半徑分別為a和3a的同軸圓柱面，磁場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入磁場。已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，忽略重力。為使該電子的運動被限制在圖中實線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，磁場的磁感應(yīng)強度最小為C2020年全國理綜Ⅲ5（C2020年全國理綜Ⅲ5（A）EQ\F(3mv,2ae) （B）EQ\F(mv,ae)（C）EQ\F(3mv,4ae) （D）EQ\F(3mv,5ae)【解析】電子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力則磁感應(yīng)強度與圓周運動軌跡關(guān)系為即運動軌跡半徑越大，磁場的磁感應(yīng)強度越小。令電子運動軌跡最大的半徑為rmax，為了使電子的運動被限制在圖中實線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，其最大半徑的運動軌跡與實線圓相切，如圖所示A點為電子做圓周運動的圓心，電子從圓心沿半徑方向進入磁場，由左手定則可得，，為直角三角形，則由幾何關(guān)系可得解得解得磁場的磁感應(yīng)強度最小值故選C。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：42He＋2713Al→X＋10n。X會衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋01e，則AC2020年全國理綜Ⅲ6（AC2020年全國理綜Ⅲ6（A）X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等 （B）X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1（C）X的電荷數(shù)比2713Al的電荷數(shù)多2 （D）X的質(zhì)量數(shù)與2713Al的質(zhì)量數(shù)相等【解析】設(shè)X和Y的質(zhì)子數(shù)分別為n1和n2，質(zhì)量數(shù)分別為m1和m2，則反應(yīng)方程為42He＋2713Al→X＋10n，根據(jù)反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，解得，，解得，，，AC．X的質(zhì)量數(shù)（）與Y的質(zhì)量數(shù)（）相等，比2713Al的質(zhì)量數(shù)多3，故A正確，D錯誤；BC．X的電荷數(shù)（）比Y的電荷數(shù)（）多1，比2713Al的電荷數(shù)多2，故B錯誤，C正確；故選AC。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＝10Ω，R3＝20Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時間t變化的正弦曲線如圖（b）所示。下列說法正確的是AD2020年全國理綜Ⅲ7（AD2020年全國理綜Ⅲ7（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【解析】A．交流電的頻率為，A正確；B．通過R2電流的有效值為，R2兩端即副線圈兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律可知，根據(jù)理想變壓器的電壓規(guī)律可知原線圈的電壓，電阻R1兩端分壓即為電壓表示數(shù)，即。B錯誤；C．電流表的示數(shù)為。C錯誤；D．副線圈中流過的總電流為，變壓器原副線圈傳輸?shù)墓β蕿?，D正確。故選AD。PMN如圖，∠M是銳角三角形PMN最大的內(nèi)角，電荷量為q（q＞0）的點電荷固定在P點。下列說法正確的是BC2020年全國理綜ⅢPMNBC2020年全國理綜Ⅲ8（A）沿MN邊，從M點到N點，電場強度的大小逐漸增大（B）沿MN邊，從M點到N點，電勢先增大后減?。–）正電荷在M點的電勢能比其在N點的電勢能大（D）將正電荷從M點移動到N點，電場力所做的總功為負(fù)【解析】A．如圖所示，點電荷的電場以點電荷為中心，向四周呈放射狀?！螹是最大內(nèi)角，所以PN＞PM，根據(jù)點電荷的場強公式E＝kEQ\F(Q,r2)（或者根據(jù)電場線的疏密程度）可知從M→N電場強度先增大后減小，A錯誤；B．電場線與等勢面（圖中虛線）處處垂直，沿電場線方向電勢降低，所以從M→N電勢先增大后減小，B正確；C．M、N兩點的電勢大小關(guān)系為φM＞φN，根據(jù)電勢能的公式Ep＝qφ可知正電荷在M點的電勢能大于在N點的電勢能，C正確；D．正電荷從M→N，電勢能減小，電場力所做的總功為正功，D錯誤。故選BC。三、非選擇題：共62分。第9~12題為必考題，每個試題考生都必須作答。（一）必考題：共47分。（6分）某同學(xué)利用圖（a）所示裝置驗證動能定理。調(diào)整木板的傾角平衡摩擦阻力后，掛上鉤碼，鉤碼下落，帶動小車運動并打出紙帶。某次實驗得到的紙帶及相關(guān)數(shù)據(jù)如圖（b）所示。已知打出圖（b）中相鄰兩點的時間間隔為0.02s，從圖（b）給出的數(shù)據(jù)中可以得到，打出B點時小車的速度大小vB＝_____m/s，打出P點時小車的速度大小vP＝_____m/s（結(jié)果均保留2位小數(shù)）。若要驗證動能定理，除了需測量鉤碼的質(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0.36，1.80，B0.36，1.80，B、P之間的距離2020年全國理綜Ⅲ9【解析】由勻變速直線運動中間時刻的瞬時速度等于平均速度驗證動能定理需要求出小車運動的過程中拉力對小車做的功，所以還需要測量對應(yīng)的B、P之間的距離。（9分）已知一熱敏電阻當(dāng)溫度從10℃升至60℃時阻值從幾千歐姆降至幾百歐姆，某同學(xué)利用伏安法測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）（（1）（2）1.8（3）25.5（4）R1，1.22020年全國理綜Ⅲ10（1）在答題卡上所給的器材符號之間畫出連線，組成測量電路圖。（2）實驗時，將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和亳安表的示數(shù)，計算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。若某次測量中電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA，則此時熱敏電阻的阻值為_____kΩ（保留2位有效數(shù)字）。實驗中得到的該熱敏電阻阻值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置于室溫下，測得達(dá)到熱平衡后熱敏電阻的阻值為2.2kΩ。由圖（a）求得，此時室溫為_____℃（保留3位有效數(shù)字）。（4）利用實驗中的熱敏電阻可以制作溫控報警器，其電路的一部分如圖（b）所示。圖中，E為直流電源（電動勢為10V，內(nèi)阻可忽略）；當(dāng)圖中的輸出電壓達(dá)到或超過6.0V時，便觸發(fā)報警器（圖中未畫出）報警。若要求開始報警時環(huán)境溫度為50℃，則圖中_________（填“R1”或“R2”）應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為_________kΩ（保留2位有效數(shù)字）。【解析】（1）滑動變阻器由用分壓式，電壓表可視為理想表，所以用電流表外接。連線如圖（2）由部分電路歐姆定律得（3）由圖（a）可以直接可讀該電阻的阻值為2.2kΩ對應(yīng)的溫度為25.5℃。（4）溫度升高時，該熱敏電阻阻值減小，分得電壓減少。而溫度高時要求輸出電壓升高，以觸發(fā)報警，所以R1為熱敏電阻。由圖線可知，溫度為50℃時，R1＝0.8kΩ，由歐姆定律可得，代入數(shù)據(jù)解得（12分）如圖，一邊長為l0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)強度大小為B的勻強磁場。一長度大于EQ\R(2)l0的均勻?qū)w棒以速率v自左向右在金屬框上勻速滑過，滑動過程中導(dǎo)體棒始終與ac垂直且中點位于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點之間的距離記為x，求導(dǎo)體棒所受安培力的大小隨x（0≤x≤EQ\R(2)l0）變化的關(guān)系式F＝EQ\F(2B2v,F＝EQ\F(2B2v,r)x 0≤x≤EQ\F(\R(2),2)l0F＝EQ\F(2B2v,r)(EQ\R(2)l0－x) EQ\F(\R(2),2)l0≤x≤EQ\R(2)l02020年全國理綜Ⅲ11【解析】當(dāng)導(dǎo)體棒與金屬框接觸的兩點間棒的長度為l時，由法第電磁感應(yīng)定律可知導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的大小為由歐姆定律可知流過導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流為式中R為這一段導(dǎo)體棒的電阻。按題意有此時導(dǎo)體棒所受安培力大小為由題設(shè)和幾何關(guān)系有l(wèi)＝2x 0≤x≤EQ\F(\R(2),2)l0l＝2(EQ\R(2)l0－x) EQ\F(\R(2),2)l0≤x≤EQ\R(2)l0聯(lián)立各式得F＝EQ\F(2B2v,r)x 0≤x≤EQ\F(\R(2),2)l0F＝EQ\F(2B2v,r)(EQ\R(2)l0－x) EQ\F(\R(2),2)l0≤x≤EQ\R(2)l0（20分）如圖，相距L＝11.5m的兩平臺位于同一水平面內(nèi)，二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運動，其速度的大小v可以由驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定。質(zhì)量m＝10kg的載物箱（可視為質(zhì)點），以初速度v0＝5.0m/s自左側(cè)平臺滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.10，重力加速度取g＝10m/s2（1）2.75s（（1）2.75s（2）v2＝4EQ\R(3)m/s，v1＝EQ\R(2)m/s（3）I＝02020年全國理綜Ⅲ12（1）若v＝4.0m/s，求載物箱通過傳送帶所需的時間；（2）求載物箱到達(dá)右側(cè)平臺時所能達(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Δt＝EQ\F(13,12)s后，傳送帶速度突然變?yōu)榱?。求載物箱從左側(cè)平臺向右側(cè)平臺運動的過程中，傳送帶對它的沖量?！敬鸢浮浚?）2.75s（2）v2＝4EQ\R(3)m/s，v1＝EQ\R(2)m/s（3）I＝0【解析】（1）傳送帶的速度為v＝4.0m/s時，載物箱在傳送帶上先做勻減速運動，設(shè)其加速度為a，由牛頓第二定律有：μmg＝ma①設(shè)載物箱滑上傳送帶后勻減速運動的距離為x1，由運動學(xué)公式有v2－v02＝－2as1②聯(lián)立①②式，代入題給數(shù)據(jù)得s1＝4.5m；③因此，載物箱在到達(dá)右側(cè)平臺前，速度先減小至v，然后開始做勻速運動，設(shè)載物箱從滑上傳送帶到離開傳送帶所用的時間為t1，做勻減速運動所用的時間為t1′，由運動學(xué)公式有v＝v0－at1′④t1＝t1′＋EQ\F(L－s1,v)⑤聯(lián)立①③④⑤式并代入題給數(shù)據(jù)有t1＝2.75s；⑥（2）當(dāng)載物箱滑上傳送帶后一直做勻減速運動時，到達(dá)右側(cè)平臺時的速度最小，設(shè)為v1，當(dāng)載物箱滑上傳送帶后一直做勻加速運動時，到達(dá)右側(cè)平臺時的速度最大，設(shè)為v2.由動能定理有⑦⑧由⑦⑧式并代入題給條件得v1＝EQ\R(2)m/s，v2＝4EQ\R(3)m/s⑨（3）傳送帶的速度為v＝6.0m/s時，由于v0＜v＜v2，載物箱先做勻加速運動，加速度大小仍a。設(shè)載物箱做勻加速運動通過的距離為s2，所用時間為t3，由運動學(xué)公式有v＝v0＋at3⑩v2－v02＝2ax2?聯(lián)立①⑩?式并代入題給數(shù)據(jù)得t3＝1.0s?s2＝5.5m?因此載物箱加速運動1.0s、向右運動5.5m時，達(dá)到與傳送帶相同的速度。此后載物箱與傳送帶共同勻速運動（Δt－t3）的時間后，傳送帶突然停止，設(shè)載物箱勻速運動通過的距離為s3有s3＝v（Δt－t3）?由①???式可知EQ\F(1,2)mv2＞μmg（L－s2－s3），即載物箱運動到右側(cè)平臺時速度大于零，設(shè)為v3，由運動學(xué)公式有，v32－v2＝－2a（L－s2－s3）?設(shè)載物箱通過傳送帶的過程中，傳送帶對它的沖量為I。由動量定理有I＝m（v3－v0） ?聯(lián)立①?????并代入題給數(shù)據(jù)的I＝0（二）選考題：共15分。請考生從2道物理題中每科任選一題作答。如果多做，則每科按所做的第一題計分。[物理——選修3–3]（5分）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BCD2020年全國理綜Ⅲ13（BCD2020年全國理綜Ⅲ13（1）（A）氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增知（B）氣體壓強逐漸增大，內(nèi)能不變（C）氣體壓強逐漸增大，放出熱量（D）外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變（E）外界對氣體做功，氣體吸收熱量【解析】A．理想氣體的內(nèi)能與溫度之間唯一決定，溫度保持不變，所以內(nèi)能不變，A錯誤；BCED．由理想氣體狀態(tài)方程EQ\F(pV,T)＝C，可知體積減少，溫度不變，所以壓強增大。因為溫度不變，內(nèi)能不變，體積減少，外界對系統(tǒng)做功，由熱力學(xué)第一定律ΔU＝W＋Q可知，系統(tǒng)放熱，BCD正確，E錯誤；故選BCD。（10分）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)0＝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忽略。環(huán)境溫度為T1＝283K。大氣壓強p0＝76cmHg（1）12.9cm（（1）12.9cm（2）363K2020年全國理綜Ⅲ13（2）（i）現(xiàn)從右側(cè)端口緩慢注入水銀（與原水銀柱之間無氣隙），恰好使水銀柱下端到達(dá)右管底部。此時水銀柱的高度為多少？（ii）再將左管中密封氣體緩慢加熱，使水銀柱上表面恰與右管口平齊，此時密封氣體的溫度為多少？【解析】（1）設(shè)密封氣體初始體積為V1，壓強為p1，左、右管的截面積均為S，密封氣體先經(jīng)等溫壓縮過程體積變?yōu)閂2，壓強變?yōu)閜2。由玻意耳定律有設(shè)注入水銀后水銀柱高度為h，水銀的密度為ρ，按題設(shè)條件有，，聯(lián)立以上式子并代入題中數(shù)據(jù)得h＝12.9cm（2）密