2020年物理高考真题卷-全国3（含答案解析）

2020年普通高等学校招生全国统一考试•全国ni卷

物理

一、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"端或"端，圆环都向左运动

B.拨至材端或M端，圆环都向右运动

C.拨至〃端时圆环向左运动,拨至N端时向右运动

D.拨至"端时圆环向右运动,拨至"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1kg,则碰撞过程两物块损失的机械能为

A.3JB.4JC.5JD.6J

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｛倍。已知地球半径"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外则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为

】RQg

KP

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。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，。点两侧绳与竖直方向的夹角分别为。和

若70。，则£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『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

4aeSae

19.1934年,约里奥-居里夫妇用a粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为卯e+召A1-

X+JrioX会衰变成原子核Y,衰变方程为XfY+?e。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HA1的电荷数多2

D.X的质量数与召A1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,分、

用、尼均为固定电阻，尼=10Q,尼=20。，各电表均为理想电表。已知电阻尼中电流？2随时间t变化的正

弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是

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，是锐角三角形。眦最大的内角，电荷量为q(q>0)的点电荷固定在0点。下列说法正确的是

A.沿MN边,从M点到N点,电场强度的大小逐渐增大

B.沿柳V边,从"点到M点，电势先增大后减小

C.正电荷在业点的电势能比其在/¥点的电势能大

D.将正电荷从业点移动到N点,电场力所做的总功为负

二、非选择题:共62分。第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题,考生根

据要求作答。

(一)必考题:共47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。

-57.86-

图（b）

已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02s,从图(b)给出的数据中可以得至U,打出8点时小车的速度大

小v1Pm/s,打出。点时小车的速度大小疗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o

23.(9分)已知一热敏电阻当温度从10C升至60°C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：电源反开关S、滑动变阻器以最大阻值为20。)、电压表(可视

为理想电表)和毫安表(内阻约为100Q)。

(1)在虚线框中所给的器材符号之间画出连线,组成测量电路图。

热敏电阻

F*-

(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毫安表的示数，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5.5V和3.0mA,则此时热敏电阻的阻值为k

Q(保留2位有效数字)。实验中得到的该热敏电阻阻值*随温度/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2.2kQ。由图(a)求得，此

时室温为℃(保留3位有效数字)。

图(H)

(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,£为直流电源(电动势

为10V,内阻可忽略)；当图中的输出电压达到或超过6.0V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“尼”或"RJ）应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为

kQ（保留2位有效数字）。

24.（12分）如图，一边长为人的正方形金属框固定在水平面内，空间存在方向垂直于水平面、磁感应强

度大小为6的匀强磁场。一长度大于我乙的均匀导体棒以速率，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（0WxW或/°）变化的

关系式。

25.（20分）如图，相距G11.5m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r可以由驱动系统根据需要设定。质量）=10kg的载物箱（可视为质点），以初速度的=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。=0.10,重力加速度取g=10m/s）

（1）若p=4.0m/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r=6.0m/s,载物箱滑上传送带△t=||s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15分。请考生从2道物理题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。

33.[物理——选修3-3]（15分）

（1）（5分）如图,一开口向上的导热汽缸内，用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。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，内能增加

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//=18cm的U型管,左管上端封闭，右管上端开

口。右管中有高益=4cm的水银柱,水银柱上表面离管口的距离/=12cm。管底水平段的体积可忽略。环

境温度为北=283K,大气压强p）=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/］（15分）

⑴（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=0.1s时的波形图。己

知平衡位置在x=6m处的质点,在0到0.1s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,一折射率为旧的材料制作的三棱镜,其横截面为直角三角形ABC,°,N8=30°。一

束平行光平行于回边从相边射入棱镜,不计光线在棱镜内的多次反射,求然边与应'边上有光出射区域的

长度的比值。

C

题号1415161718192021

答案BADBCACADBC

14.B【命题意图】本题考查楞次定律的相关知识点，体现的核心素养是物理观念。

【解题思路】将开关S由断开状态拨至材端或“端,都会使线圈中的电流突然增大,穿过右边圆环的磁通

量突然增大，由楞次定律可知I,圆环都会向右运动以阻碍磁通量的增大,选项B正确,A、C、D均错误。

【光速解法】根据楞次定律中“增反减同”“来拒去留”等结论可迅速得出将开关S由断开状态拨至M

端或N端时，圆环都向右运动以“阻碍”磁通量的增大。

15.A【命题意图】本题考查动量守恒定律及『V图象，体现的核心素养是科学思维。

【解题思路】设乙物块的质量为力,由动量守恒定律有m甲v甲+加乙卜乙二加甲P'甲+/〃乙/'乙，代入图中数据解得

加乙二6kg,进而可求得碰撞过程中两物块损失的机械能为月损二：卬甲“禽+

2千

］乙吟-喉-］乙4，代入图中数据解得£报=3J,选项A正确。

【据图析题】根据昨t图象可知甲、乙碰撞前后的速度信息,再结合碰撞满足动量守恒定律求得乙物块

的质量,然后可求得碰撞过程中两物块损失的机械能。

16.D【命题意图】本题考查万有引力定律，体现的核心素养是科学思维。

【解题思路】由题意可知'‘嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为产与,设月球的质量为M,

“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的速率为匕“嫦娥四号”的质量为例则地球的质量为Q%—质量为

/的物体在地球表面满足华工而“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动满足翠可乎,解得片课，

选项D正确。

【关键一步】“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动，“嫦娥四号”受到月球的万有引力提供“嫦娥四

号”做匀速圆周运动的向心力，列式子即可求得“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的速率。

17.B【命题意图】本题考查受力分析和力的平衡，体现的核心素养是科学思维。

【解题思路】设甲、乙两物体的质量均为见对。点进行受力分析,右侧细绳上的拉力大小为mg,左侧细

绳上的拉力大小为F,。点下方的细线上的拉力大小为mg,系统平衡时对力进行水平和竖直方向的正交分解

可得凡in8=mgsina,Feos+mgcos。解得£=55°,选项B正确。

【模型分析】对。点受力分析,然后对力进行正交分解,结合细绳上的力与物体重力的关系，列好平衡条

件的方程,从而快速解典型模型。

18.C【命题意图】本题考查带电粒子在磁场中的运动，考查的核心素养是物理观念和科学思维。

【解题思路】为使电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，电子进入匀强磁场中做匀速圆周运动

的半径最大时轨迹如图所示,设其轨迹半径为二,轨迹圆圆心为M磁场的磁感应强度最小为B,由几何关系有

"T港,尸3a,解得尸口电子在匀强磁场中做匀速圆周运动有evB=E,解得B=誓,选项C正确。

3r4ae

【模型分析】带电粒子在有界磁场中运动的临界典型模型问题,要画出粒子运动轨迹半径最大时的运动

轨迹,然后根据洛伦兹力提供向心力。步=产求解。

19.AC【命题意图】本题考查核反应方程的相关知识点，考查的核心素养是物理观念。

【解题思路】根据电荷数守恒和质量数守恒,可知卯e+^Al-X+和方程中X的质量数为30,电荷数为15,

再根据X-Y+?e方程可知Y的质量数为30,电荷数为14,故X的质量数与Y的质量数相等,X的电荷数比Y

的电荷数多1,X的电荷数比弘A1的电荷数多2,X的质量数比召A1的质量数多3,选项A、C正确,B、D错误。

20.A1)【命题意图】本题考查交变电流和变压器的相关知识点,考查的核心素养是物理观念和科学思维。

【解题思路】由变压器不会使交流电的周期改变和图(b)可知所用交流电的周期为2*10's,可求得所用

交流电的频率为50Hz,选项A正确；由图(b)可知通过用的电流的有效值为1A,由串并联特点可知通过《

的电流(即通过电流表的电流)为0.5A,故副线圈的电流为4=1.5A,由欧姆定律可得副线圈两端的电压

^=1X10V=10V,由变压器原、副线圈两端电压比与原、副线圈匝数比的关系可得，原线圈两端的电压

〃&m=100V,再根据原线圈电路的串联关系可得用两端的电压为V-100V=120V,选项B、C均错

误;根据变压器原理可得变压器传输的电功率为XI.5W=15.0W,选项D正确。

【关键点拨】本题解题关键是根据图(b)判断电流的有效值，进而求得副线圈的电流，再根据变压器原、

副线圈匝数比与电流的关系,结合欧姆定律来求解A两端的电压。

21.BC【命题意图】本题考查电场力的性质、电场能的性质和电场力做功的相关知识点，考查的核心素

养是物理观念和科学思维。

【解题思路】如图所示,找出。点，使。点与P点的距离等于"点与尸点的距离,L点为J邠上到户点距离

最短的点,根据三角形边角关系、点电荷的电场强度公式£=心和正点电荷形成电场中的电势特点可知,沿

rz

着协，边,从〃点到N点,到P点的距离r先减小后增大，电场强度先增大后减小，电势也先增大后减小,选项

B正确,A错误;根据电势能与电势的关系耳=（7。可知，正电荷在M点的电势能比在N点的电势能大,故将正

电荷从"点移动到N点,电场力所做的总功为正,选项C正确,D错误。

【干扰项分析】在做题时对正电荷之间的电场力与运动位移的关系理解不到位，误认为将正电荷从"点

移动到，V点，电场力先做正功后做负功,所做的总功为负，导致错选D«

22.【答案】0.36（2分）1.80（2分）B、户之间的距离（2分）

【命题意图】本题考查了验证动能定理的实验,意在考查考生对实验原理的理解以及处理实验数据的能

力。

【解题思路】打下8点的时刻为打下与8点相邻左、右两点的中间时刻,则打下8点时小车的速度应为

这两点间小车的平均速度，即听联*xi（）2m/s=0.36m/s;同理打下户点时小车的速度为v产“喘°比

0.040.04

XI0'm/s=l.80m/so在验证动能定理时，如果选取8到。的过程,则由侬血吟-*〃胡）诏可知，

要验证动能定理还需要求得6、。两点间的距离。

23.【答案】⑴如图所示（3分）⑵1.8（1分）（3）25.5（1分）（4）—（2分）1.2（2分）

热敏电阻

【实验攻略】第（1）问要求考生了解滑动变阻器的限流式与分压式、电流表的内接法与外接法;第（2）问

直接利用欧姆定律求出该状态下的电阻值即可;第（3）问通过解读图象可直接读出2.2kC时环境的温

度;第⑷问主要是对电路的动态分析,通过尼两端输出电压的变化，确定热敏电阻,再根据串联电路的特点

求出固定电阻的阻值.

【命题意图】本题考查了电阻的测量以及热敏电阻的特性等知识,意在考查考生的实验能力。

【解题思路】（1）由于滑动变阻器的最大阻值比待测电阻的阻值小得多，因此滑动变阻器应用分压式接法,

由于电压表可视为理想电表,则电流表应用外接法，电路图如答图所示。

（2）由欧姆定律得代卜就滔Q-1.8X103Q（或1.8kQ）。（3）由题图（a）可直接读出热敏电阻的阻值

为2.2kQ时,室温为25.5（4）由题意可知随温度的升高几两端的输出电压应增大，又由串联电路的特

点可知,用的阻值应减小或用的阻值应增大,而热敏电阻的阻值随温度的升高而减小,因此必应为热敏电阻；

当环境温度为50C时，热敏电阻的阻值为0.8kQ,则由串联电路的特点有『=平,解得用=1.2kQ。

24.【命题意图】本题考查了电磁感应的相关知识，意在考查考生综合电学知识处理问题的能力。

解:当导体棒与金属框接触的两点间棒的长度为/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

E=Blv①（2分）

由欧姆定律,流过导体棒的感应电流为

1=^②（2分）

式中,A为这一段导体棒的电阻。按题意有

R=rl③（2分）

此时导体棒所受安培力大小为

f=BH④（2分）

由题设和几何关系有

幻

2

勺⑤（2分）

<X<

2-V2/O

联立。②成得

J竽x,OWxW丸

⑥（2分）

（^^-^（V2Z0-x）,yZo

<x<y/2l0

25.【命题意图】本题考查了动量、能量、牛顿运动定律以及运动学公式，意在考查考生综合力学规律处

理问题的能力。

【压轴题透析】第（1）问是常见的物体在传送带上运动的模型,处理第（1）问的关键是分析清楚载物箱在

传送带上的运动过程,然后通过运动学公式求解;第（2）问应通过载物箱在传送带上的运动分析当其到达右

侧平台时速度最大与最小时的情形,应用动能定理求解;第（3）问的解题关键是通过分析载物箱的运动，求出

载物箱到右侧平台时的速度，最后由动量定理求解该过程中传送带对载物箱的水平冲量（本问严格来讲应说

明求解的是传送带对载物箱的水平冲量）。

解：（1）传送带的速度为『力.0m/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

nmg=ma①（1分）

设载物箱滑上传送带后匀减速运动的距离为0,由运动学公式有

r-PQ=-2asi②（1分）

联立①②式，代入题给数据得

Si=4.5m③（1分）

因此,载物箱在到达右侧平台前,速度先减小至匕然后开始做匀速运动。设载物箱从滑上传送带到离开传送

带所用的时间为力,做匀减速运动所用的时间为t\,由运动学公式有

v-vo-at'x@（1分）

H⑤（1分）

V

联立①③④⑤式并代入题给数据得

ti=2.75s⑥（1分）

（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,设为也;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,设为侬由动能定理有

mgL^mvl用⑦（2分）

〃侬£当期T丽⑧（2分）

由⑦⑧式并代入题给条件得

%=\泛m/s,於N遮m/s⑨（2分）

（3）传送带的速度为片6.0m/s时，由于vo<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负,所用时间为友，由运动学公式有

v-vo+ati⑩（1分）

v^Q=2as2⑪（1分）

联立①⑩⑪式并代入题给数据得

友=1.0s⑫（1分）

S2=5.5m⑬（1分）

因此载物箱加速运动L0s、向右运动5.5m时,达到与传送带相同的速度。此后载物箱与传送带共同匀速

运动（At-垃的时间后，传送带突然停止。设载物箱匀速运动通过的距离为S3,有

S3-（△t-t2）V⑭（1分）

由①⑫⑬⑭式可知侬（JS2-S3）,即载物箱运动到右侧平台时速度大于零,设为修。由运动学公式有

vl-v--2a（Z-S2-s3）⑮（1分）

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

1=m（v3-vo）⑯（1分）

联立①⑫⑬⑭⑮⑯式并代入题给数据得

1=0⑰（1分）

33.⑴【答案】BCD（5分）

【命题意图】本题考查了气体的性质以及热力学定律，意在考查考生综合分析问题的能力。

【解题思路】外力使活塞缓慢下降的过程中，由于温度保持不变,则气体的内能保持不变,气体的体积逐

渐减小,外界对气体做功，由热力学第一定律可知,气体向外界放出热量,又由玻意耳定律可知,气体体积减

小,气体的压强增大，由以上分析可知BCD正确,AE错误。

（2）【命题意图】本题考查了压强的计算以及气体实验定律的知识，意在考查考生综合分析问题的能力。

解：（i）设密封气体初始体积为九压强为小左、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

哙压强变为由玻意耳定律有

夕评9七①（2分）

设注入水银后水银柱高度为h,水银的密度为。，按题设条件有

P\=Po+Pg抵②

pi=po+Pgh③

K=（2