2020年物理高考真题卷-全国2（含答案解析）

2020年普通高等学校招生全国统一考试•全国II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.管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频

交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其

焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为

A.库仑B.霍尔

C.洛伦兹D.法拉第

15.若一均匀球形星体的密度为0,引力常量为G,则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是

16.如图,在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑,该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h,其左边

缘a点比右边缘6点高0.5瓦若摩托车经过a点时的动能为瓦它会落到坑内。点，c与a的水平距离和高

度差均为无若经过a点时的动能为国该摩托车恰能越过坑到达b点。詈等于

A.20B.18

C.9.0D.3.0

17.CT扫描是计算机X射线断层扫描技术的简称,CT扫描机可用于对多种病情的探测。图(a)是某种CT机

主要部分的剖面图，其中X射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中从“之间有一电子束的加速电场,

虚线框内有匀强偏转磁场;经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上，产生X

射线（如图中带箭头的虚线所示）；将电子束打到靶上的点记为尸点。则

图（a）图（b）

A.〃处的电势高于“处的电势

B.增大M、"之间的加速电压可使尸点左移

C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外

D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可使尸点左移

18.笊核汨可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式

6洱-2,He+2担+2Q+43.15MeV

表示。海水中富含笊，己知1kg海水中含有的笊核约为Loxley个,若全都发生聚变反应，其释放的能量与

质量为〃的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9X10,J,1MeV=1.6

Xio-13J,则〃约为

A.40kgB.100kg

C.400kgD.1000kg

19.特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技

术。假设从4处采用550kV的超高压向6处输电，输电线上损耗的电功率为△2到达6处时电压下降了△

U。在保持/处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电

功率变为到达8处时电压下降了Au\不考虑其他因素的影响,则

A.△?'=三白尸B.AP'=三八户

42

C.A〃一A〃D.A〃一A〃

42

20.如图，竖直面内一绝缘细圆环的上、下半圆分别均匀分布着等量异种电荷。a、6为圆环水平直径上的两

个点，c、d为竖直直径上的两个点,它们与圆心的距离均相等。则

A.a、6两点的场强相等

B.a、力两点的电势相等

C.c、d两点的场强相等

D.c、d两点的电势相等

21.水平冰面上有一固定的竖直挡板。一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上,他把一质量为4.0kg的静止

物块以大小为5.0m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度;物块与挡板弹性碰撞，

速度反向,追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为5.0m/s的速度与挡板弹性碰撞。

总共经过8次这样推物块后,运动员退行速度的大小大于5.0m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰

面的摩擦力,该运动员的质量可能为

A.48kgB.53kg

C.58kgD.63kg

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.（5分）一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球A和B,如图所示。一实验小组用此装置测量小球B

运动的加速度。

令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球8释放时的高度A）=0.590m,下降一段距离后的高度h

=0.100m;由A）下降至右所用的时间T=0.730s。由此求得小球8加速度的大小为a=m/s2（保

留3位有效数字）。

从实验室提供的数据得知，小球48的质量分别为100.0g和150.0g,当地重力加速度大小为g=9.80

m/s）根据牛顿第二定律计算可得小球6加速度的大小为a'=m/s"保留3位有效数字）。

可以看出，a'与a有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原

因:O

23.(10分)某同学要研究一小灯泡L(3.6V,0.30A)的伏安特性。所用器材有：电流表A“量程200mA,内阻

&尸10.0Q)、电流表A?(量程500mA,内阻%=L0Q)、定值电阻吊(阻值年10.0Q)、滑动变阻器

卡(最大阻值10Q)、电源以电动势4.5V,内阻很小)、开关S和若干导线。该同学设计的电路如图(a)所

zKo

茸T争

图(b)

⑴根据图(a),在图(b)的实物图中画出连线。

⑵若71、《分别为流过电流表&和A2的电流,工、I*、&和吊写出：小灯泡两端的电压U

流过小灯泡的电流I=o为保证小灯泡的安全不能超过

____mAo

(3)实验时,调节滑动变阻器，使开关闭合后两电流表的示数为零。逐次改变滑动变阻器滑片位置并读取相

应的71和4所得实验数据在下表中给出。

I\/mA325585125144173

72/mAn.71229299379424470

根据实验数据可算得,当71=173mA时，灯丝电阻R=—Q(保留1位小数)。

(4)如果用另一个电阻替代定值电阻场其他不变,为了能够测量完整的伏安特性曲线,所用电阻的阻值不能

小于Q(保留1位小数)。

24.(12分)如图，在-8<y〈+8区域中存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度8的大小可

调，方向不变。一质量为小、电荷量为q(q>0)的粒子以速度均从磁场区域左侧沿x轴进入磁场，不计重力。

(1)若粒子经磁场偏转后穿过y轴正半轴离开磁场,分析说明磁场的方向，并求在这种情况下磁感应强度的

最小值&；

(2)如果磁感应强度大小为半,粒子将通过虚线所示边界上的一点离开磁场。求粒子在该点的运动方向与x

轴正方向的夹角及该点到X轴的距离。

li

25.(20分)如图，一竖直圆管质量为〃下端距水平地面的高度为〃顶端塞有一质量为m的小球。圆管由静

止自由下落,与地面发生多次弹性碰撞,且每次碰撞时间均极短;在运动过程中,管始终保持竖直。已知M=

4私球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg,g为重力加速度的大小,不计空气阻力。

(1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间,管和球各自的加速度大小；

(2)管第一次落地弹起后,在上升过程中球没有从管中滑出，求管上升的最大高度;

(3)管第二次落地弹起的上升过程中,球仍没有从管中滑出，求圆管长度应满足的条件。

一口

（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）下列关于能量转换过程的叙述,违背热力学第一定律的有,不违背热力学第一定律、但违

背热力学第二定律的有o（填正确答案标号）

A.汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热

B.冷水倒入保温杯后,冷水和杯子的温度都变得更低

C.某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功,而不产生其他影响

D.冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内

（2）（10分）潜水钟是一种水下救生设备，它是一个底部开口、上部封闭的容器，外形与钟相似。潜水钟在水

下时其内部上方空间里存有空气，以满足潜水员水下避险的需要。为计算方便，将潜水钟简化为截面积为S、

高度为小、开口向下的圆筒;工作母船将潜水钟由水面上方开口向下吊放至深度为〃的水下，如图所示。已

知水的密度为4重力加速度大小为g,大气压强为口,H>>为,忽略温度的变化和水密度随深度的变化。

（i）求进入圆筒内水的高度1;

（ii）保持〃不变,压入空气使筒内的水全部排出，求压入的空气在其压强为R时的体积。

34.[物理——选修3Y]（15分）

（1）（5分）用一个摆长为80.0cm的单摆做实验,要求摆动的最大角度小于5°,则开始时将摆球拉离平衡位

置的距离应不超过cm（保留1位小数）。（提示:单摆被拉开小角度的情况下,所求的距离约等于摆

球沿圆弧移动的路程。）

某同学想设计一个新单摆,要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆

的摆长应该取为cm。

（2）（10分）直角棱镜的折射率n=\.5,其横截面如图所示，图中/7=90°,NA=30°,截面内细束与BC

边平行的光线,从棱镜边上的〃点射入,经折射后射到8c边上。

（i）光线在6c边上是否会发生全反射?说明理由；

（ii）不考虑多次反射,求从/C边射出的光线与最初的入射光线夹角的正弦值。

题于1415161718192021

答案DABDCADABCBC

14.D【命题意图】本题考查了物理学史。

【解题思路】高频焊接利用的电磁学规律是电磁感应现象，发现者是法拉第,A、B、C项错误,D项正确。

15.A【命题意图】本题考查了万有引力定律，考查的核心素养是科学思维。

【解题思路】根据万有引力定律有攀=吗?，又M=P•岂手,解得7T||，B、C、D项错误,A项正确。

16.B【命题意图】本题考查了平抛运动规律、动能的概念,考查的核心素养是物理观念和科学思维。

【解题思路】摩托车落到C点时,根据平抛运动规律有加坳风力二滤,解得诏户日;同理摩托车落到b

点时有诏2^g瓦又动能£1二%诺1、后二与诒2,所以等=18,故A、C、D项错误,B项正确。

22

17.D【命题意图】本题考查带电粒子在电场中的加速和磁场中的偏转问题，考查的核心素养是科学思

维。

【解题思路】电子在电场中加速运动，电场力的方向和运动方向相同,而电子所受电场力的方向与电场的

方向相反，所以〃处的电势低于“处的电势,A项错误;增大从“之间的电压，根据动能定理可知，电子进入

磁场时的初速度变大,根据r华知其在磁场中的轨迹半径增大，偏转程度减小,尸点将右移,B项错误;根据

左手定则可知,磁场的方向应该垂直于纸面向里,c项错误;结合B项分析,可知增大磁场的磁感应强度,轨迹

半径将减小，偏转程度增大,产点将左移,D项正确。

[STSE]本题以CT扫描机中X射线的产生为情境命题,时代性强,与所学知识联系紧密,考查考生灵活运

用所学物理知识建立物理模型、解决实际问题的能力,激发考生学习物理的兴趣。

18.C【命题意图】本题考查笊核的聚变反应，增强考生的环境保护意识，考查的核心素养是能量观念和

科学态度与责任。

【解题思路】结合核反应方程知，1kg海水中的笊核全部发生聚变反应放出的能量£半吐X43.15X

6

1.6X10-1315X1O10J,根据题意得M=勺仁1.15x10；*]kg心

EQ2.9X1。/

400kg,故A、B、D项错误,C项正确。

[STSE]本题以海水中笊核的聚变反应为背景命题,强调清洁能源的发展前景，增强考生的环保意识和社

会责任感。

19.AD【命题意图】本题考查特高压输电、功率等知识点，考查的核心素养是物理观念和科学思维。

【解题思路】若采用550kV的超高压输电，输电线上的功率损耗A户=的）2•7,输电线路损失的电压A

U=三•r,若改用1100kV的特高压输电，同理有A户'=亨2•r,

△r,可得，故B、C项错误,A、D项正确。

【回归教材】特高压输电改编自人教版教材选修3-2中P46的习题3、4的内容，既突出考查考生对基本

概念和规律的理解,又能很好地联系生活实际。

20.ABC【命题意图】本题考查电场与电势等知识点，考查考生的模型建构能力，考查的核心素养是科学

思维。

【解题思路】沿竖直方向将圆环分割成无穷个小段,关于水平直径对称的两小段构成等量异种点电荷模

型,在等量异种点电荷的垂直平分线上各点场强方向由正点电荷指向负点电荷,根据对称性可知a、6两点

的场强相等,A项正确;取无穷远处电势为零,在等量异种点电荷的垂直平分线上各点电势均为零,故a、6两

点的电势相等,B项正确;沿水平方向将圆环分割成无穷个小段,关于竖直直径对称的两小段构成等量同种点

电荷模型,在等量同种点电荷的垂直平分线上各点场强方向垂直于连线,根据对称性可知。、/两点的场强

相等,C项正确;在等量异种点电荷模型中,距离正点电荷近的点电势高，故04,D项错误。

【易错剖析】考生容易跟着感觉走，认为A、B选项与C、D选项中分别有一个正确，导致漏选;要结合几

何关系正确地分析,运用物理方法来有效建立物理模型,根据对称性来判断。

21.BC【命题意图】本题考查动量守恒定律，考查的核心素养是运动与相互作用观念和科学思维。

【解题思路】选运动员退行速度方向为正方向，设运动员的质量为M,物块的质量为m,物块被推出时的速

度大小为玲，运动员第一次推出物块后的退行速度大小为展根据动量守恒定律，运动员第一次推出物块时

有。=则加,物块与挡板发生弹性碰撞，以等大的速率反弹;第二次推出物块时有Mv\+mv后-mvo+Mvz,依此类

推，〃吸加+〃%，…，〃底7加的=~®两"的又运动员的退行速度V8>v0,即&，解得即52kg〈族60

kg,故B、C项正确,A、D项错误。

【关键一步】本题需要考生应用数学知识解决物理问题,运用归纳法的思想,分析出运动员推出物块的作

用过程满足的关系式即可。

22.【答案】1.84（2分）1.96（2分）滑轮的轴不光滑或滑轮有质量（1分）

【命题意图】本题考查测加速度的创新实验，考查的核心素养是科学思维、科学探究。

【解题思路】小球8做初速度为零的匀加速直线运动，有力厂为W。72,解得84m/s2o对8由牛顿第二

ff2

定律有mBg-F=mBa,对A由牛顿第二定律有F-mAg=mAa\F=F,解得屋-（9加一二上ggm/so/和己有明

mB+mA

显差异,原因可能是滑轮的轴不光滑或滑轮有质量。

23.【答案】（1）如图所示（2分）（2）△（扁加）（2分）22Tl（2分）180（2分）（3）11.6（2分）

（4）8.0（2分）

【命题意图】本题考查研究小灯泡的伏安特性实验，考查的核心素养是科学思维、科学探究。

【实验攻略】本实验把电流表Ai串联定值电阻显当成电压表使用，用电流表A2测量电路中的电流，则流

过小灯泡的电流为电流表Az与电流表Ai的示数之差,结合小灯泡的额定电压,得出电流表Ai的最大示数。

通过欧姆定律求出小灯泡在某一工作状态下灯丝的电阻。为了得到完整的伏安特性曲线，根据小灯泡的额

定电压可得出与电流表人串联电阻的最小值。

【解题思路】⑵根据串并联知识可得小灯泡两端的电压为Z（%琢），流过小灯泡的电流/会乜，小灯泡

的额定电压为U额=3.6V,由〃额=71（%通））可得Zi=180mA,即为了保证小灯泡的安全，△不能超过180mA。

⑶灯丝的电阻R=-=/如+叫当Zi-173mA时，72-170mA,解得6Q。⑷小灯泡的额定电压为〃额

=3.6V,由41（%吊》〃额可得7?28.0Q。

24.【命题意图】本题考查了带电粒子在磁场中的运动，意在考查考生综合物理规律处理问题的能力。

解：（1）由题意,粒子刚进入磁场时应受到方向向上的洛伦兹力，因此磁场方向垂直于纸面向里。设粒子进入

磁场中做圆周运动的半径为R,根据洛伦兹力公式和圆周运动规律,有

qv0B=畔①（2分）

由此可得

②（1分）

qB

粒子穿过y轴正半轴离开磁场,其在磁场中做圆周运动的圆心在y轴正半轴上,半径应满足

gh③（1分）

由题意，当磁感应强度大小为尺时,粒子的运动半径最大，由此得

旦=华④（1分）

qn

（2）若磁感应强度大小为等,粒子做圆周运动的圆心仍在y轴正半轴上，由②④式可得,此时圆弧半径为

R&h⑤（1分）

粒子会穿过图中户点离开磁场,运动轨迹如图所示。

设粒子在产点的运动方向与x轴正方向的夹角为。，由几何关系

sina=-=^-⑥（2分）

2/72

贝£⑦（1分）

6

由几何关系可得,户点与X轴的距离为

y=272（l-cosa）⑧（2分）

联立⑦⑧式得

y=（2^/3）A⑨（1分）

25.【命题意图】本题综合考查动能定理、牛顿运动定律以及运动学公式等知识，考查了考生构建物理模

型的能力以及综合物理规律解决问题的能力。

解：（1）管第一次落地弹起的瞬间，小球仍然向下运动。设此时管的加速度大小为为方向向下;球的加速度

大小为a2,方向向上;球与管之间的摩擦力大小为f,由牛顿运动定律有

Mai=Mg+f①（1分）

ma2=f-mg②（1分）

联立①②式并代入题给数据,得

ai=2ff,32=5g③（2分）

（2）管第一次碰地前与球的速度大小相同。由运动学公式,碰地前瞬间它们的速度大小均为

v°=j2gH④（1分）

方向均向下。管弹起的瞬间,管的速度反向,球的速度方向依然向下。

设自弹起时经过时间心,管与小球的速度刚好相同。取向上为正方向，由运动学公式

n-siti=-v0+aiti⑤（2分）

联立③④⑤式得

的|伊⑥（1分）

5\9

设此时管下端的高度为A1,速度为Fo由运动学公式可得

hi=voU--aitl⑦（1分）

⑧（1分）

由③④⑥⑧式可判断此时丫为。此后,管与小球将以加速度g减速上升运到达最高点。由运动学公式有

”⑨（I分）

2g

设管第一次落地弹起后上升的最大高度为久则

Hi=hi+lh⑩（I分）

联立③④⑥⑦⑧⑨⑩式可得

⑪（1分）

（3）设第一次弹起过程中球相对管的位移为司。在管开始下落到上升〃这一过程中，由动能定理有

+mg（H-出+x）-4mgxi=Q⑫（3分）

联立⑪⑫式并代入题给数据得

x部⑬（1分）

同理可推得,管与球从再次下落到第二次弹起至最高点的过程中,球与管的相对位移.为

Xzgl⑭（1分）

设圆管长度为L.管第二次落地弹起后的上升过程中,球不会滑出管外的条件是

x\+x?WL⑮（1分）

联立⑪⑬⑭⑮式,/应满足条件为

/卷〃⑯（1分）

33.（1）【答案】B（2分）C（3分）

【命题意图】本题考查了热力学定律的知识,意在考查考生对物理规律的理解。

【解题思路】汽车通过燃烧汽油获得动力并向空气中散热既不违背热力学第一定律也不违背热力学第二

定律;冷水倒入保温杯后，冷水和杯子的温度都变得更低,违背了热力学第一定律;热机工作时吸收的热量不

可能全部用来对外做功,而不产生其他影响,显然C选项遵循热力学第一定律,但违背了热力学第二定律;冰

箱的制冷机工作时,从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内，既不违背热力学第一定律也不违背

热力学第二定律,综上所述,第一个空选B,第二个空选C»

（2）【命题意图】本题考查了玻意耳定律以及压强的计算，意在考查考生综合分析问题的能力。

解：（i）设潜水钟在水面上方时和放入水下后筒内气体的体积分别为％和匕放入水下后筒内气体的压强为

R,由玻意耳定律和题给条件有

"%9%①（2分）

%=hS②（1分）

V\=（h-1）S③（1分）

6=6+P④（1分）

联立以上各式并考虑到解得

l^^