2020年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力物理部分押题密卷(四)

一、单选题

1. 难度：简单

1933年至1934年间，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为＋→＋，反应生成物像天然放射性元素一样衰变，放出正电子e，且伴随产生中微子ν，核反应方程为→＋＋。则下列说法正确的是(　　)

A.当温度、压强等条件变化时，放射性元素的半衰期随之变化

B.中微子的质量数A＝0，电荷数Z＝0

C.正电子产生的原因可能是核外电子转变成的

D.两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则质子与中子的质量之和一定等于α粒子的质量

2. 难度：简单

A、B两物体沿同一直线运动，运动过程中的x-t图象如图所示，下列说法正确的是

A. 4s时A物体运动方向发生改变

B. 0-6s内B物体的速度逐渐减小

C. 0-5s内两物体的平均速度相等

D. 0-6s内某时刻两物体的速度大小相等

3. 难度：中等

如图所示，某宾馆大楼中的电梯下方固定有4根相同的竖直弹簧，其劲度系数均为k ．这是为了防止电梯在空中因缆绳断裂而造成生命危险．若缆绳断裂后，总质量为m的电梯下坠，4根弹簧同时着地而开始缓冲，电梯坠到最低点时加速度大小为 5g（g为重力加速度大小），下列说法正确的是

A.电梯坠到最低点时，每根弹簧的压缩长度为

B.电梯坠到最低点时，每根弹簧的压缩长度为

C.从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中，电梯先处于失重状态后处于超重状态

D.从弹簧着地开始至电梯下落到最低点的过程中，电梯始终处于失重状态

4. 难度：简单

如图所示，实线为两个点电荷Q₁、Q₂ 产生的电场的电场线，虚线为电子从A点运动到B点的运动轨迹，则下列判断正确的是

A. A 点的场强小于B点的场强

B. Q₁的电荷量大于Q₂ 的电荷量

C. 电子在A点的电势能大于在B点的电势能

D. 电子在A点的速度大于在B点的速度

二、多选题

5. 难度：困难

如图所示是一个半径为 R 的竖直圆形磁场区域，磁感应强度大小为 B，磁感应强度方向垂直纸面向内．有一个粒子源在圆上的 A 点不停地发射出速率相同的带正电的粒子，带电粒子的 质量均为 m，运动的半径为 r，在磁场中的轨迹所对应的圆心角为．下列说法正确的是

A.若 r=2R，则粒子在磁场中运动的最长时间为

B.若r=2R，粒子沿着与半径方向成    45°    角斜向下射入磁场，则有成立

C.若 r=R，粒子沿着磁场的半径方向射入，则粒子在磁场中的运动时间为

D.若 r=R，粒子沿着与半径方向成 60°角斜向下射入磁场，则圆心角为 150°

6. 难度：中等

2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面．着陆前的部分运动过程简化如下：在距月面15km高处绕月做匀速圆周运动，然后减速下降至距月面100m处悬停，再缓慢降落到月面．已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×10³km．由上述条件可以估算出

A.月球质量

B.月球表面的重力加速度

C.探测器在15km高处绕月运动的周期

D.探测器悬停时发动机产生的推力

7. 难度：困难

如图所示，在光滑的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向运动，从如图实线位置Ⅰ进入磁场开始到线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度始终为v，则下列说法正确的是(　　)

A.在位置Ⅱ时外力F为

B.在位置Ⅱ时线框中的电功率为

C.此过程中回路产生的电能为

D.此过程中通过导线横截面的电荷量为

8. 难度：中等

在光滑水平面上，小球A、B（可视为质点）沿同一直线相向运动，A球质量为1 kg，B球质量大于A球质量。如果两球间距离小于L时，两球之间会产生大小恒定的斥力，大于L时作用力消失。两球运动的速度一时间关系如图所示，下列说法正确的是

A. B球质量为2 kg

B. 两球之间的斥力大小为0. 15 N

C. t=30 s时，两球发生非弹性碰撞

D. 最终B球速度为零

三、实验题

9. 难度：简单

某同学做验证向心力与线速度关系的实验．装置如图所示，一轻质细线上端固定在拉力传 感器上，下端悬挂一小钢球．钢球静止时刚好位于光电门中央．主要实验步骤如下：

①用游标卡尺测出钢球直径d；

②将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F₁，用米尺量出线长L；

③将钢球拉到适当的高度处释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F₂；

已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：

（1）钢球经过光电门时的线速度表达式v＝____，向心力表达式 ＝____；

（2）钢球经过光电门时的所受合力的表达式F_合＝ ___；

（3）若在实验误差允许的范围内F_向＝F_合，则验证了向心力与线速度的关系．该实验可能的误差有：____．（写出一条即可）

10. 难度：困难

某实验小组要把一块电流表改装成电压表，遇到了两个问题：一是该电流表的表盘没有标注刻度数，但刻度均匀，总格数为N；二是内阻未知．通过对类似规格的电流表的参数比对，得到该电流表的满偏电流约700~800，内阻约100)．该组同学利用以下器材，通过下列三个步骤，完成了电压表的改装工作．

A.待测电流表G

B.电流表A：量程0.6A，内阻约为0.1

C.电压表V：量程3V，内阻R_V=3k

D.电阻箱R₂：最大阻值999.9

E.滑动变阻器R₁：最大阻值5k，额定电流0.1A

F. 滑动变阻器R₃：最大阻值5，额定电流0.5A

G.电源：电动势3V，内阻约为1.5

H.开关两个S₁、S₂

（1）步骤一：测定电流表的内阻．设计了上图所示实验电路，请分析并补全以下操作：

①将R₁的滑动端拨至_______端；(填“a”或“b”)

②仅闭合S₁，调节R₁，使电流表的指针偏转N个格；

③仅调节_______，使电流表的指针偏转个格；

④记录_____________________，则电流表的内阻为_______．

（2）步骤二：

①测定该电流变的满偏电流．除电源和开关外，还需要的器材是____________；（填器材前面的字母序号）

②请在线框中画出方便简洁的实验电路图_________；

③若在上图实验中，待测电流表指针偏转了n个格，还需要记录的测量值及相应符号为_____________，电流表的满偏电流为________，将此电流表改装为一个量程为U₀的电压表需要 ______（填“串联”或“并联”）一个定值电阻Rx，Rx=__________．（用以上各步骤中记录的测量量和已知量表示）

四、解答题

11. 难度：简单

滑板运动是极限运动的鼻祖，很多极限运动都是由滑板运动延伸而来．如图所示是一个滑板场地，OP段是光滑的1/4圆弧轨道，半径为0.8 m．PQ段是足够长的粗糙水平地面，滑板与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2．滑板手踩着滑板A从O点由静止滑下，到达P点时，立即向前起跳．滑板手离开滑板A后，滑板A以速度v₁=2 m/s返回，滑板手落到前面相同的滑板B上，并一起向前继续滑动．已知滑板质量是m=5 kg，滑板手的质量是滑板的9倍，滑板B与P点的距离为△x=3 m，g= 10 m/s²．（不考虑滑板的长度以及人和滑板间的作用时间）求：

(l)当滑板手和滑板A到达圆弧轨道末端P点时滑板A对轨道的压力；

(2)滑板手落到滑板B上瞬间，滑板B的速度；

(3)两个滑板间的最终距离．

12. 难度：困难

如图所示，三块挡板围成截面边长L＝1.2m的等边三角形区域，C、P、Q分别是MN、AM和AN中点处的小孔，三个小孔处于同一竖直面内，MN水平，MN上方是竖直向下的匀强电场，场强E=4×10^-4N /C．三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B₁；AMN以外区域有垂直纸面向外， 磁感应强度大小为B₂＝3B₁的匀强磁场．现将一比荷q/m=10⁸C/kg的帯正电的粒子，从O点由静止释放，粒子从MN小孔C进入内部匀强磁场，经内部磁场偏转后直接垂直AN经过Q点进入外部磁场．已知粒子最终回到了O点，OC相距2m．设粒子与挡板碰撞过程中没有动能损失，且电荷量不变，不计粒子重力，不计挡板厚度，取π＝3．求：

（1）磁感应强度B₁的大小；

（2）粒子从O点出发，到再次回到O点经历的时间；

（3）若仅改变B₂的大小，当B₂满足什么条件时，粒子可以垂直于MA经孔P回到O点（若粒子经过A点立即被吸收）．

五、填空题

13. 难度：简单

如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为p₀，经历从状态A→B→C→A的过程．则气体在状态C时压强为________；从状态C到状态A的过程中，气体的内能增加ΔU，则气体吸收的热量为________．

六、解答题

14. 难度：中等

内壁光滑上小下大的圆柱形薄壁气缸竖直放置,上下气缸的横截面积分别为S₁=40cm²、S₂=80cm²,上下气缸的高度分别为h=80cm、H=100cm．质量为m=8kg的薄活塞将0.5mol氢气(H₂的摩尔质量为2g/mol)封闭在气缸内,活塞静止在管口,如图所示．已知氢气的定容比热容C_v为10.21kJ/(kgK),外界大气压强p₀=1.0×10⁵Pa,g取10m/s²．定容比热容C_v是指单位质量的气体在容积不变的条件下,温度升高或降低1K所吸收或放出的热量．保持缸内气体温度为35℃不变,用竖直外力缓慢向下推活塞,当活塞恰推至上气缸底部时,外力大小为F．求：

（1）求F的大小;

（2）随后在逐渐减小竖直外力的同时改变缸内气体温度,使活塞位置保持不变，直至外力恰为0．求这一过程中气体内能的变化量为多少?(结果保留三位有效数)．

七、多选题

15. 难度：中等

如图甲所示，一根拉紧的均匀弦线沿水平的x轴放置，现对弦线上O点（坐标原点）施加一个向上的扰动后停止，其位移时间图象如乙图所示，该扰动将以2m/s的波速向x轴正向传播，且在传播过程中没有能量损失，则有（　　）

A.时5m处的质点开始向上运动

B.时间内4m处的质点向下运动

C.时2m处的质点恰好到达最低点

D.4m处的质点到达最高点时1m处的质点向上运动

E.弦线上每个质点都只振动了1s

八、解答题

16. 难度：中等

如图所示，一个截面为矩形的水池，池底有一垂直于池边的线形发光体，长度为L．当池中未装水时，一高为h的人站在距池边h的A点，只能看到发光体的一个端点．当将水池加满水时，人需移到距池边的B点时，才只能看到发光体的一个端点．已知光在真空中传播的速度为c，发光体的一端紧靠人站一方的池边，人站的位置与发光体在同一竖直面内，不计人眼到头顶的距离，求：

(i)水池中水的折射率；

(ii)当水池加满水时，站在B点的人看到的发光体端点发出的光传到人眼的时间．