题例分析 2021-07-20 307
2020年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试
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。
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.如图,水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈,右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态,电路接通的瞬间,可观察到
A.拨至M端或N端,圆环都向左运动
B.拨至M端或N端,圆环都向右运动
C.拨至M端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动
D.拨至M端时圆环向右运动,拨至N端时向左运动
15.甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1 kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为
A.3 J B.4 J C.5 J D.6 J
16.“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间可认为绕月做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍,地球质量是月球质量的Q倍,地球表面重力加速度大小为g.则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为
A. B. C. D.
17.如图,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°,则β等于
A.45° B.55° C.60° D.70°
18.真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为
A. B. C. D.
19.1934年,约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为:。X会衰变成原子核Y,衰变方程为,则
A.X的质量数与Y的质量数相等 B.X的电荷数比Y的电荷数少1
C.X的电荷数比的电荷数多2 D.X的质量数与的质量数相等
20.在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10,R3=20,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说 确的是
A.所用交流电的频率为50Hz B.电压表的示数为100V
C.电流表的示数为1.0A D.变压器传输的电功率为15.0W
21.如图,∠M是锐角三角形PMN最大的内角,电荷量为q(q>0)的点电荷固定在P点。下列说 确的是
A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大
B.沿MN边,从M点到N点,电势先增大后减小
C.正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大
D.将正电荷从M点移动到N点,电场力所做的总功为负
三、非选择题:共174分。第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共129分。
22.(6分)
某同学利用图(a)所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示。
已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02 s,从图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小vB=________m/s,打出P点时小车的速度大小vP=________m/s。(结果均保留2位小数)
若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为________________________。
23.(9分)
已知一热敏电阻当温度从10 ℃升至60 ℃时阻值从几千欧姆降至几百欧姆,某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材:电源E、开关S、滑动变阻器R(最大阻值为20 Ω)、电压表(可视为理想电表)和毫安表(内阻约为100 Ω)。
(1)在答题卡上所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。
(2)实验时,将热敏电阻置于温度控制室中,记录不同温度下电压表和亳安表的示数,计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为5.5 V和3.0 mA,则此时热敏电阻的阻值为________kΩ(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图(a)所示。
(3)将热敏电阻从温控室取出置于室温下,测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ。由图(a)求得,此时室温为_______℃(保留3位有效数字)。
(4)利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器,其电路的一部分如图(b)所示。图中,E为直流电源(电动势为10 V,内阻可忽略);当图中的输出电压达到或超过6.0 V时,便触发报警器(图中未画出)报警。若要求开始报警时环境温度为50 ℃,则图中_____(填
“R1”或“R2”)应使用热敏电阻,另一固定电阻的阻值应为_____kΩ(保留2位有效数字)。
24.(12分)
如图,一边长为l0的正方形金属框abcd固定在水平面内,空间存在方向垂直于水平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一长度大于的均匀导体棒以速率v自左向右在金属框上匀速滑过,滑动过程中导体棒始终与ac垂直且中点位于ac上,导体棒与金属框接触良好。已知导体棒单位长度的电阻为r,金属框电阻可忽略。将导体棒与a点之间的距离记为x,求导体棒所受安培力的大小随x()变化的关系式。
25.(20分)
如图,相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内,二者之间用传送带相接。传送带向右匀速运动,其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。质量m=10 kg的载物箱(可视为质点),以初速度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带。载物箱与传送带间的动摩擦因数μ= 0.10,重力加速度取g = 10 m/s2。
(1)若v=4.0 m/s,求载物箱通过传送带所需的时间;
(2)求载物箱到达右侧平台时所能达到的最大速度和最小速度;
(3)若v=6.0m/s,载物箱滑上传送带后,传送带速度突然变为零。求载物箱从左侧平台向右侧平台运动的过程中,传送带对它的冲量。
(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每科按所做的第一题计分。
33.[物理——选修3–3](15分)
(1)(5分)如图,一开口向上的导热气缸内。用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与气缸壁间无摩擦。现用外力作用在活塞上。使其缓慢下降。环境温度保持不变,系统始终处于平衡状态。在活塞下降过程中___________。(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.气体体积逐渐减小,内能增知
B.气体压强逐渐增大,内能不变
C.气体压强逐渐增大,放出热量
D.外界对气体做功,气体内能不变
E.外界对气体做功,气体吸收热量
(2)(10分)如图,两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=18cm的U型管,左管上端封闭,右管上端开口。右管中有高h0= 4cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离l= 12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为T1= 283K。大气压强P0 = 76cmHg。
(i)现从右侧端口缓慢注入水银(与原水银柱之间无气隙),恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少?
(ii)再将左管中密封气体缓慢加热,使水银柱上表面恰与右管口平齐,此时密封气体的温度为多少?
34.[物理选修3–4](15分)
(1)(5分)如图,一列简谐横波平行于x轴传播,图中的实线和虚线分别为t=0和t=0.1 s时的波形图。已知平衡位置在x=6 m处的质点,在0到0.l s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为_________s,波速为_________m/s,传播方向沿x轴_________(填“正方向”或“负方向”)。
(2)(10分)如图,一折射率为的材料制作的三棱镜,其横截面为直角三角形ABC,∠A=90°,∠B=30°。一束平行光平行于BC边从AB边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射,求AC边与BC边上有光出射区域的长度的比值。
2020年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合参考答案
14.B 15.A 16.D 17.B 18.C 19.AC 20.AD 21.BC
22.0.36 1.80 B、P之间的距离
23.(1)如图所示。 (2)1.8 (3)25.5 (4)R1 1.2
24.解:当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为l时,由法拉第电磁感应定律知,导体棒上感应电动势的大小为 ①
由欧姆定律,流过导体棒的感应电流为
②
式中,R为这一段导体棒的电阻。按题意有
③
此时导体棒所受安培力大小为
④
由题设和几何关系有
⑤
联立①②③④⑤式得
⑥
25.解:(1)传送带的速度为v=4.0 m/s时,载物箱在传送带上先做匀减速运动,设其加速度大小为a,由牛顿第二定律有
μmg=ma ①
设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为s1,由运动学公式有
v2– v02= –2as1 ②
联立①②式,代入题给数据得
s1=4.5 m ③
因此,载物箱在到达右侧平台前,速度先减小到v,然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送带所用的时间为t1,做匀减速运动所用的时间为,由运动学公式有
v= v0–at1´ ④
⑤
联立①③④⑤式并代入题给数据得
t1=2.75 s ⑥
(2)当载物箱滑上传送带后一直做匀减速运动时,到达右侧平台时的速度最小,设为v1;当载物箱滑上传送带后一直做匀加速运动时,到达右侧平台时的速度最大,设为v2。由动能定理有
⑦
⑧
由⑦⑧式并代入题给条件得
m/s, m/s ⑨
(3)传送带的速度为v=6.0 m/s时,由于v0<v<v2,载物箱先做匀加速运动,加速度大小仍为a。设载物箱做匀加速运动通过的距离为s2,所用时间为t2,由运动学公式有
v=v0+at2 ⑩
v2–v02=2as2 ⑪
联立①⑩⑪式并代入题给数据得
t2=1.0 s ⑫
s2=5.5 m ⑬
因此载物箱加速运动1.0 s、向右运动5.5 m时,达到与传送带相同的速度。此后载物箱与传送带共同运动(Δt–t2)的时间后,传送带突然停止。设载物箱匀速运动通过的距离为s3,有
s3=(Δt–t2)v ⑭
由①⑫⑬⑭式可知,,即载物箱运动到右侧平台时速度大于零,设为v3。由运动学公式有
v32–v2= –2a(L–s2–s3) ⑮
设载物箱通过传送带的过程中,传送带对它的冲量为I,由动量定理有
I=m(v3–v0) ⑯
联立①⑫⑬⑭⑮⑯式并代入题给数据得
I=0 ⑰
33.(1)BCD
(2)解:(i)设密封气体初始体职为V1,压强为p1,左、右管的截面积均为S,密封气体先经等温压缩过程体积变为V2,压强变为p2,由玻意耳定律有
p1V1=p2V2 ①
设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为ρ,按题设条件有
p1=p0 +ρgh0 ②
p2=p0 +ρgh ③
V1=(2H–l–h0)S,V2=HS ④
联立①②③④式并代入题给数据得
h=12.9 cm ⑤
(ii)密封气体再经等压膨胀过程体积变为V3,温度变为T2,由盖—吕萨克定律有
⑥
按题设条件有
V3 =(2H– h)S ⑦
联立④⑤⑥⑦式并代入题给数据得
T2=363 K ⑧
34.(1)0.4 10 负方向
(2)如图(a)所示,设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点,光在AB边上的入射角为θ1,折射角为θ2,由折射定律有
sinθ1=nsinθ2 ①
设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为θ′,由几何关系
θ′=30°+θ2 ②
由①②式并代入题给数据得
θ2=30° ③
nsinθ′>1 ④
所以,从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射,反射光线垂直射到AC边,AC边上全部有光射出。
设从AD范围入射的光折射后在AC边上的入射角为θ′′,如图(b)所示。由几何关系
θ′′=90°–θ2 ⑤
由③⑤式和已如条件可知
nsinθ′′>l ⑥
即从AD范围入射的光折射后在AC边上发生全反射,反射光线垂直射到BC边上。设BC边上有光线射出的部分为CF,由几何关系得
CF=AC·sin30° ⑦
AC边与BC边有光出射区域的长度的比值为
⑧
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