2020年普通高等学校招生统一考试物理卷6

一、单选题

1. 难度：简单

在物理学研究过程中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限法、理想模型法、微元法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是(　　)

A.牛顿采用微元法提出了万有引力定律，并计算出了太阳和地球之间的引力

B.根据速度定义式v＝，当Δt非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法

C.将插有细长玻璃管的玻璃瓶内装满水，用力捏玻璃瓶，通过细管内液面高度的变化，来反映玻璃瓶发生了形变，该实验采用了放大的思想

D.在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看成匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

2. 难度：简单

关于近代物理学，下列说法正确的是

A.光电效应现象揭示了光具有波动性

B.—群氢原子从n＝4的激发态跃迁时，最多能辐射6种不同频率的光子

C.卢瑟福通过粒子散射实验证实原子核由质子和中子组成

D.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经过7.6天后一定剩下1个氡原子核

3. 难度：简单

一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A.质点振动的频率为4 Hz

B.在10s内质点经过的路程是20 cm

C.在5s末，质点的速度为零，加速度最大

D.t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是cm

4. 难度：中等

2018年2月13日，平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中，我国选手刘佳宇荣获亚军。如图所示为U形池模型，其中a、c为U形池两侧边缘且在同一水平面上，b为U形池最低点。刘佳宇(可视为质点)从a点上方高h的O点自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后最高点上升至相对c点高度为的d点。不计空气阻力，下列判断正确的是(　　)

A.运动员从O到d的过程中机械能减少

B.运动员再次进入池中后，刚好到达左侧边缘a然后返回

C.运动员第一次进入池中，由a到b的过程与由b到c的过程相比损耗机械能较小

D.运动员从d返回到b的过程中，重力势能全部转化为动能

5. 难度：中等

甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其 v-t 图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶，则（ ）

A. 在t=1s 时，甲车在乙车后

B. 在t=0 时，甲车在乙车前7.5m

C. 两车另一次并排行驶的时刻是t=2s

D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为45m

6. 难度：中等

如图所示，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，下列有关圆环的说法正确的是（   ）

A.圆环内产生变大的感应电流，圆环有收缩的趋势

B.圆环内产生变小的感应电流，圆环有收缩的趋势

C.圆环内产生变大的感应电流，圆环有扩张的趋势

D.圆环内产生变小的感应电流，圆环有扩张的趋势

7. 难度：中等

如图甲所示，将由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，其内部结构如图乙所示。当钢绳向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，当摩擦力足够大时，就能将重物提升起来，且罐越重，短杆提供的压力越大。若罐的质量为m，短杆与竖直方向的夹角θ=60°，匀速吊起该罐时，短杆对罐壁的压力大小为 (短杆的质量不计，重力加速度为g) （      ）

A. mg    B.     C.     D.

8. 难度：中等

一理想自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈，通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，副线圈两端连有一电阻R．在a、b间输入电压为U_l的交变电压时，c、d间的电压为U₂，在将滑动触头从图中M点逆时针旋转到N点的过程中

A.U₂有可能大于U_l B.U₁、U₂均增大

C.U_l不变、U₂增大 D.a、b间输入功率不变

9. 难度：中等

2018年7月29日09时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第33、34颗北斗导航卫星。火箭将两颗卫星送入了同一个轨道上的不同位置，如图所示。如果这两颗卫星与地心连线成θ(弧度)角，在轨运行的加速度大小均为a，均沿顺时针做圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则第33颗北斗卫星从图示位置运动到第34颗北斗卫星图示位置所用的时间为

A.  B.  C.  D.

10. 难度：困难

平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0）。粒子沿纸面以大小为v的速度从OM的某点向左上方射入磁场，速度与OM成30°角。已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场。不计粒子重力。则粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为

A. B. C. D.

二、多选题

11. 难度：中等

如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一轻质水平状态的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上O点，且处于原长。现让圆环从A点由静止开始下滑，滑到O点正下方B点时速度为零。则在圆环下滑过程中（   ）

A.圆环的机械能先减小后增大，再减小

B.弹簧的弹性势能先增大再减小

C.与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处

D.弹簧再次恢复到原长时圆环的速度最大

12. 难度：简单

如图所示，在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B，质量分别为m=0.1kg和M=0.3kg，两球中间夹着一根压缩的轻弹簧，原来处于静止状态，同时放开A、B球和弹簧，已知A球脱离弹簧的速度为6m/s，接着A球进入与水平面相切，半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动，PQ为半圆形轨道竖直的直径，，下列说法正确的是

A.弹簧弹开过程，弹力对A的冲量大于对B的冲量

B.A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/s

C.A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s

D.若半圆轨道半径改为0.9m，则A球不能到达Q点

13. 难度：中等

如图所示，两条平行导轨MN、PQ的间距为L，水平导轨的左端与两条竖直固定、半径为r的光滑圆弧导轨相切，水平导轨的右端连接阻值为R的定值电阻，从水平导轨左端起宽度为d的区域内存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。现将一金属杆从圆弧导轨的最高处由静止释放，金属杆滑到磁场右边界时恰好停止。已知金属杆的质量为m、电阻也为R，且与水平导轨间的动摩擦因数为μ，金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻不计，重力加速度大小为g，则(　　)

A.金属杆到达圆弧导轨的最低点前瞬间对导轨的压力大小为3mg

B.金属杆在磁场中运动的最大加速度为

C.整个过程中，通过金属杆横截面的电荷量为

D.整个过程中，定值电阻上产生的焦耳热为mg(r－μd)

14. 难度：中等

如图甲所示，物块A与木板B叠放在粗糙水平面上，其中A的质量为m，B的质量为2m，且B足够长，A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。对木板B施加一水平变力F，F随t变化的关系如图乙所示，A与B、B与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(　　)

A.在0～t₁时间内，A、B间的摩擦力为零

B.在t₁～t₂时间内，A受到的摩擦力方向水平向左

C.在t₂时刻，A、B间的摩擦力大小为0.5μmg

D.在t₃时刻以后，A、B间的摩擦力大小为μmg

15. 难度：中等

如图所示，光滑绝缘的水平面附近存在一个平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，现有一个质量为0.1kg，电荷量为-2.0×10^-8C的滑块P（可看做质点），仅在电场力作用下由静止沿x轴向左运动．电场力做的功W与物块坐标x的关系用图中曲线表示，图中斜线为该曲线过点（0.3，3）的切线．则下列说法正确的是（　　）

A.此电场一定是匀强电场

B.电场方向沿x轴的正方向

C.点处的场强大小为

D.与间的电势差是100V

16. 难度：简单

如图所示，空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B，在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球，不考虑两带电小球间的相互作用，两小球的电荷量始终不变，关于小球的运动，下列说法正确的是(　　)

A.沿ab、ac方向抛出的小球都可能做直线运动

B.若小球沿ac方向做直线运动，则小球带负电，可能做匀加速运动

C.若小球沿ab方向做直线运动，则小球带正电，且一定做匀速运动

D.两小球在运动过程中机械能均守恒

三、实验题

17. 难度：困难

如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁定．现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射．按下述步骤进行实验：

①用天平测出两球质量分别为m₁、m₂；

②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；

③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q．

回答下列问题：

（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______．（已知重力加速度g）

A．弹簧的压缩量Δx

B．两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x₁、x₂

C．小球直径d

D．两球从管口弹出到落地的时间t₁、t₂

（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为E_P=_______________．

（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_______________，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒．

18. 难度：中等

图甲，用伏安法测定电阻约5Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池。每节电池的电动势约为1.5V，实验室提供电表如下：

A．电流表A₁(0～3A，内阻0.0125Ω)

B．电流表A₂(0～0.6A，内阻约为0.125Ω)

C．电压表V₁(0～3V，内阻4kΩ)

D．电压表V₂(0～15V，内阻15kΩ)

(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选________，电压表应选________(填写仪器前字母代号)。

(2)用螺旋测微器测电阻丝的直径如图乙所示，电阻丝的直径为________mm。

(3)根据原理图连接图丙的实物图______。

(4)闭合开关后，滑动变阻器滑片调至一合适位置后不动，多次改变线夹P的位置，得到几组电压、电流和对应的OP段的长度L，计算出相应的电阻后作出R－L图线如图丁。取图线上适当的两点计算电阻率。这两点间的电阻之差为ΔR，对应的长度变化为ΔL，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________。

19. 难度：简单

如图是用双缝干涉测光的波长的实验设备实物图。

(1)双缝放在图中哪个位置________(填“①”或“②”)。

(2)要使单缝和双缝相互平行，应该使用________进行调节。

(3)已知双缝到毛玻璃之间的距离是L，双缝之间的距离是d，单缝到双缝之间的距离是s，在某次实验中，先将目镜中的中心刻线对准某条亮纹(记作第1条)的中心，这时手轮上的示数为x₁，转动手轮使中心刻线对准第7条亮纹的中心，这时手轮上的示数为x₇。由此可以计算出这次实验中所测得的单色光的波长为________。

四、解答题

20. 难度：中等

我国不少省市ETC联网已经启动运行，ETC是电子不停车收费系统的简称，汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示。假设汽车以v₁＝12 m/s朝收费站沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在距收费站中心线前d＝10 m处正好匀减速至v₂＝4 m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v₁正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过t₀＝20 s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v₁正常行驶，设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s²。求：

(1)汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小？

(2)汽车通过人工收费通道，应在离收费站中心线多远处开始减速？

(3)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是多少？

21. 难度：中等

如图所示，绝热气缸倒扣放置，质量为M的绝热活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸间摩擦可忽略不计，活塞下部空间与外界连通，气缸底部连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T，活塞距离气缸底部为h₀，细管内两侧水银柱存在高度差．已知水银密度为ρ，大气压强为P₀，气缸横截面积为S，重力加速度为g，求:

(1)U形细管内两侧水银柱的高度差；

(2)通过加热装置缓慢提升气体温度使活塞下降，求此时的温度；此加热过程中，若气体吸收的热量为Q，求气体内能的变化．

22. 难度：中等

如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑的斜面上，其上放置一质量为m的小滑块，斜面倾角θ＝，木板受到沿斜面向上拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与力F的关系如图乙所示，重力加速度取g＝10m/s²，sin＝0.6，cos＝0.8。求：

(1)小滑块与木板的动摩擦因数为多少？

(2)当拉力F＝20N时，长木板的加速度大小为多大？

23. 难度：中等

如图所示，两根平行的光滑金属导轨ab、cd与水平面成θ＝固定，导轨间距离为L＝1m，电阻不计，一个阻值为R＝0.3Ω的定值电阻接在两金属导轨的上端。在导轨平面上边长为L的正方形区域内，有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝1T。两根完全相同金属杆M和N用长度为l＝0.5m的轻质绝缘硬杆相连，在磁场上方某位置垂直于导轨放置且与导轨良好接触，金属杆长度均为L、质量均为m＝0.5kg、电阻均为r＝0.6Ω，将两杆由静止释放，当杆M进入磁场后，两杆恰好匀速下滑，取g＝10 m/s²。求：

(1)杆M进入磁场时杆的速度；

(2)杆N进入磁场时杆的加速度大小；

(3)杆M出磁场时，杆已匀速运动，求此时电阻R上已经产生的热量。