2020年高考物理全國3卷2020年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試（卷3）理科綜合能力測試注意事項(xiàng)：1.本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。2.答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在本試題相應(yīng)的位置。3.全部答案在答題卡上完成，答在本試題上無效。4.考試結(jié)束后，將本試題和答題卡一并交回。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(xiàng)中，第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得分。14．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，可觀察到圓環(huán)向左或向右運(yùn)動。選項(xiàng)C正確，當(dāng)撥至M端時圓環(huán)向左運(yùn)動，撥至N端時向右運(yùn)動。15．甲、乙兩個物塊在光滑水平桌面上沿同一直線運(yùn)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(shí)線所示。已知甲的質(zhì)量為1kg，則碰撞過程兩物塊損失的機(jī)械能為4J。16．“嫦娥四號”探測器于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(yùn)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(yùn)動的速率為RQg/(KPQK)。17．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(diǎn)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(diǎn)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60°。18．真空中有一勻強(qiáng)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(jìn)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(yùn)動被限制在圖中實(shí)線圓圍成的區(qū)域內(nèi)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小為2mv/ae。隨溫度變化的關(guān)系，測得如下數(shù)據(jù)：溫度/℃102030405060電壓/V2.002.503.003.504.004.50電流/mA0.200.250.300.350.400.45（1）畫出電阻隨溫度變化的曲線圖，并求出該熱敏電阻在20℃時的阻值。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（2）該熱敏電阻在60℃時通過的電功率為多少？（結(jié)果保留2位小數(shù)）（3）如果將該熱敏電阻作為恒流源，通過一個電阻為500Ω的電路，求該電路的電流大小。（結(jié)果保留2位小數(shù)）24．（9分）某同學(xué)用光電效應(yīng)測量了一支紫外線LED的閾值電壓，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。用可變電源提供光電效應(yīng)所需的電壓，用電壓表和電流表分別測量電路中的電壓和電流，用電壓表和萬用表分別測量LED兩端的電壓和電流。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：可變電源電壓/V0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00電流/mA0.000.040.080.120.160.200.240.280.320.360.40LED兩端電壓/V0.000.771.401.952.402.803.203.503.804.104.40（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出LED兩端電壓隨可變電源電壓變化的曲線圖。（2）求出該紫外線LED的閾值電壓和額定電流。（結(jié)果保留2位小數(shù)）25．（9分）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中利用示波器和函數(shù)發(fā)生器搭建了如圖所示的RC振蕩電路。函數(shù)發(fā)生器的正弦波輸出電壓為5V，頻率為1000Hz。已知電容器的電容為10μF，電阻為100Ω。（1）求出電路中電容器兩端的電壓隨時間變化的函數(shù)表達(dá)式。（2）求出電路中電容器兩端電壓的最大值和最小值。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（3）如果將電容器的電容增加到20μF，電路中電容器兩端電壓的最大值將變?yōu)槎嗌伲浚ńY(jié)果保留2位小數(shù)）26．（9分）某同學(xué)利用光柵測量了一束激光的波長。實(shí)驗(yàn)中，光柵的刻線間距為1.0μm，光柵與激光的入射面平行，激光垂直入射光柵，出射光在屏幕上形成干涉條紋。測得屏幕到光柵的距離為1.0m，相鄰兩條亮紋間距為2.0mm。（1）求出激光的波長。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（2）如果將刻線間距改為2.0μm，相鄰兩條亮紋間距將變?yōu)槎嗌?？（結(jié)果保留2位小數(shù)）27．（9分）某同學(xué)利用電磁感應(yīng)定律測量了一磁鐵的磁場強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)中，磁鐵的長度為20cm，直徑為3cm，磁鐵中心軸線上放置一個線圈，線圈的匝數(shù)為1000，面積為10cm2，線圈的兩端并聯(lián)一個電阻為50Ω的電阻箱。用一個函數(shù)發(fā)生器在線圈上產(chǎn)生變化的電流，利用示波器測量線圈兩端的電壓，并用萬用表測量電阻箱中的電阻值。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：函數(shù)發(fā)生器輸出電壓/V1.002.003.004.005.006.007.008.00電阻箱電阻/Ω50.050.050.050.050.050.050.050.0線圈兩端電壓/mV0.400.801.201.602.002.402.803.20（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出線圈兩端電壓隨函數(shù)發(fā)生器輸出電壓變化的曲線圖。（2）求出線圈中的感應(yīng)電動勢的最大值和磁場強(qiáng)度的大小。（結(jié)果保留2位小數(shù)）28．（9分）某同學(xué)用光柵測量了一束白光的衍射譜。實(shí)驗(yàn)中，光柵的刻線間距為1.0μm，光柵與白光的入射面平行，白光垂直入射光柵，出射光在屏幕上形成干涉條紋。測得屏幕到光柵的距離為1.0m，其中紅光的第一級暗紋與綠光的第一級暗紋重合，藍(lán)光的第一級暗紋與綠光的第二級暗紋重合。（1）求出紅光、綠光和藍(lán)光的波長。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（2）如果將刻線間距改為2.0μm，紅光、綠光和藍(lán)光的干涉條紋間距將分別變?yōu)槎嗌?？（結(jié)果保留2位小數(shù)）29．（12分）某同學(xué)利用磁控管測量了電子的電荷質(zhì)比。實(shí)驗(yàn)中，磁控管的內(nèi)徑為3.0cm，長度為15cm，磁場強(qiáng)度為0.20T。在磁控管的一端放置一個陰極，陰極上加一個電壓，從而發(fā)射出一個電子束。電子束穿過磁控管時，受到磁場的作用，偏轉(zhuǎn)成一個圓弧形軌跡，并在磁控管的另一端打在熒光屏上，形成一條亮線。測得亮線的半徑為2.5cm。已知電子的電荷量為1.6×10?1?C。（1）求出電子的質(zhì)量。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（2）如果將磁場強(qiáng)度增加到0.40T，電子在磁控管中偏轉(zhuǎn)成的圓弧形軌跡的半徑將變?yōu)槎嗌伲浚ńY(jié)果保留2位小數(shù)）30．（12分）某同學(xué)利用光電效應(yīng)測量了一支金屬的逸出功。實(shí)驗(yàn)中，用紫外線LED照射金屬表面，用可變電源提供適當(dāng)?shù)碾妷海瑢⒔饘俦砻媾c陰極相連，從而形成光電池。測得當(dāng)照射強(qiáng)度為1.0W/m2時，光電流為0.20μA，當(dāng)照射強(qiáng)度為2.0W/m2時，光電流為0.40μA，當(dāng)照射強(qiáng)度為3.0W/m2時，光電流為0.60μA。已知紫外線LED的波長為260nm。（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出光電流隨照射強(qiáng)度變化的曲線圖。（2）求出金屬的逸出功。（結(jié)果保留2位小數(shù)）31．（12分）某同學(xué)利用單縫衍射測量了一束激光的波長。實(shí)驗(yàn)中，用一條寬度為0.05mm的單縫衍射裝置衍射激光，測得屏幕到單縫的距離為2.0m，屏幕上形成的衍射條紋間距為1.0mm。已知單縫衍射公式為dsinθ=mλ，其中d為單縫寬度，θ為衍射角，m為整數(shù)。（1）求出激光的波長。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（2）如果將單縫寬度改為0.10mm，衍射條紋間距將變?yōu)槎嗌?？（結(jié)果保留2位小數(shù)）32．（12分）某同學(xué)用回旋加速器加速質(zhì)子，并將其注入到一個直徑為3.0cm的靶中，進(jìn)行核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)子的動能為10MeV，靶的厚度為0.10mm，靶的密度為5.0g/cm3，反應(yīng)產(chǎn)生的α粒子的能量為5.0MeV。已知質(zhì)子的質(zhì)量為1.67×10?2?kg，靶中原子核的平均質(zhì)量數(shù)為50，平均原子序數(shù)為25。（1）求出質(zhì)子的速度。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（2）求出反應(yīng)產(chǎn)生的α粒子的速度。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（3）求出反應(yīng)中放出的能量。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（二）選考題：共45分。33．（15分）某同學(xué)用彈簧振子測量了重力加速度。實(shí)驗(yàn)中，彈簧振子的質(zhì)量為100g，彈性系數(shù)為10N/m，振動周期為2.0s。已知重力加速度為9.80m/s2。（1）求出彈簧振子的振幅。（結(jié)果保留2位小數(shù)）（2）如果將彈簧振子的質(zhì)量增加到200g，振動周期將變?yōu)槎嗌伲浚ńY(jié)果保留2位小數(shù)）（3）如果將彈簧振子的彈性系數(shù)增加到20N/m，振動周期將變?yōu)槎嗌?？（結(jié)果保留2位小數(shù)）34．（15分）某同學(xué)用熱容法測量了一種液體的比熱容。實(shí)驗(yàn)中，將一定質(zhì)量的液體加熱到100℃，然后迅速倒入一個熱容器中，用一個溫度計(jì)測量液體的溫度隨時間的變化，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：時間/s0306090120150180210240270300溫度/℃100.094.088.082.076.070.064.058.052.046.040.0已知熱容器的熱容為10J/℃，熱容器的實(shí)驗(yàn)測量熱敏電阻阻值與溫度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)步驟如下：使用電源E、開關(guān)S、滑動變阻器R、電壓表和毫安表，組成測量電路圖。將熱敏電阻置于溫度控制室中，記錄不同溫度下電壓表和毫安表的示數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的熱敏電阻阻值。例如，當(dāng)電壓表和毫安表的示數(shù)分別為5.5V和3.0mA時，此時熱敏電阻的阻值為0.92kΩ（保留2位有效數(shù)字）。實(shí)驗(yàn)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。為了求出熱敏電阻在室溫下的阻值，需要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）可以求得，此時室溫為25.3℃（保留3位有效數(shù)字）。利用實(shí)驗(yàn)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R1應(yīng)使用熱敏電阻，另一固定電阻的阻值應(yīng)為6.67kΩ（保留2位有效數(shù)字）。在一個一邊長為l的正方形金屬框abcd固定在水平面內(nèi)的勻強(qiáng)磁場中，一長度大于2l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(diǎn)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，金屬框電阻可以忽略。將導(dǎo)體棒與a點(diǎn)之間的距離記為x，則導(dǎo)體棒所受安培力的大小隨x（x2l）變化的關(guān)系式為F=2rIBx/l，其中B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，I為導(dǎo)體棒的電流。在相距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的情況下，質(zhì)量m=10kg的載物箱（可視為質(zhì)點(diǎn)），以初速度v=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。若v=4.0m/s，則載物箱通過傳送帶所需的時間為2.875s；若v=6.0m/s，則載物箱滑上傳送帶的時間為2.167s。載物箱到達(dá)右側(cè)平臺時所能達(dá)到的最大速度為7.5m/s，最小速度為2.5m/s。后，傳送帶突然停止。求載物箱在運(yùn)動過程中傳送帶對它的沖量。33．[物理——選修3–3]（15分）（1）（5分）如圖，一開口向上的導(dǎo)熱氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸壁間無摩擦。現(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，氣體體積逐漸減小，內(nèi)能增加，選A。（2）（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)=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(qiáng)P=76cmHg。（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16cm。（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T2=319K。34．[物理選修3–4]（15分）（1）（5分）如圖，一列簡諧橫波平行于x軸傳播，已知平衡位置在x=6m處的質(zhì)點(diǎn)，在到0.1s時間內(nèi)運(yùn)動方向不變。根據(jù)圖中實(shí)線和虛線可以得出波長為6m，根據(jù)波速等于波長除以周期可以得出波速為60m/s，傳播方向沿x軸正方向。（2）（10分）如圖，一折射率為3的材料制作的三棱鏡，其橫截面為直角三角形ABC，∠A=90°，∠B=30°。一束平行光平行于BC邊從AB邊射入棱鏡，不計(jì)光線在棱鏡內(nèi)的多次反射，可以得出出射區(qū)域長度比值為$\frac{1}{2}$。1.解析：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)導(dǎo)體棒與金屬框接觸的兩點(diǎn)間棒的長度為l時，導(dǎo)體棒上感應(yīng)電動勢的大小為E=Blv。根據(jù)歐姆定律，流過導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流為I=E/R，其中R為這一段導(dǎo)體棒的電阻，根據(jù)題意可得R=rl。此時導(dǎo)體棒所受安培力大小為f=BIl。根據(jù)題設(shè)和幾何關(guān)系，可以得出長度為l的導(dǎo)體棒的安培力公式為f=2B2vx/r，長度為2l-x的導(dǎo)體棒的安培力公式為f=2B2v(2l-x)/r。2.解析：（1）當(dāng)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(yùn)動，設(shè)其加速度大小為a。根據(jù)牛頓第二定律，可以得出μmg=ma。設(shè)載物箱滑上傳送帶后勻減速運(yùn)動的距離為s1，由運(yùn)動學(xué)公式可得s1=4.5m。因此，載物箱在到達(dá)右側(cè)平臺前，速度先減小到v，然后開始做勻速運(yùn)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(yùn)動所用的時間為t1'，由運(yùn)動學(xué)公式可得v=v-at1'，t=(L-s1)/v+t1'。代入題給數(shù)據(jù)可得t1=2.75s。（2）當(dāng)載物箱滑上傳送帶后一直做勻減速運(yùn)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(yùn)動時，到達(dá)右側(cè)平臺時的速度最大，設(shè)為v2。由動能定理可得μmgL=1/2mv1^2-1/2mv^2，μmgL=1/2mv2^2-1/2mv^2。代入題給條件可得v1=2m/s，v2=43m/s。（3）當(dāng)傳送帶的速度為v=6.0m/s時，由于v<v2，載物箱先做勻加速運(yùn)動，加速度大小仍為a。設(shè)載物箱做勻加速運(yùn)動通過的距離為s2，所用時間為t2，由運(yùn)動學(xué)公式可得v=v+at2，v^2-v^2=2as2。代入題給數(shù)據(jù)可得t2=1.0s，s2=5.5m。因此載物箱加速運(yùn)動1.0s、向右運(yùn)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運(yùn)動(Δt-t2)的時