2020年普通高等学校招生全国统一考试物理江苏卷

时间：2021-03-17 20:15:49 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　 2018 年普通高等学校招生全国统一考试物理（江苏卷）

　一、单项选择题：

　共 本题共 5 小题，每小题 3 分，共计 15 分．每小题只有一个选项符合题意． 1. 我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高．今年 5 月 9 日发射的“高分五号”轨道高度约为 705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为 36 000 km，它们都绕地球做圆周运动．与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（

　）

　A. 周期

　B. 角速度

　C. 线速度

　 D. 向心加速度 答案：A 解析：设地球质量为 M，人造卫星质量为 m，人造卫星做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有 ma rTm mrrvmrMmG    222224  ，得rGMv ，3rGM ，GMrT32  ，2rMG a  ，因为“高分四号”的轨道半径比“高分五号”的轨道半径大，所以选项 A正确，BCD错误。

　2. 采用 220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的 ，输电电压应变为（

　）

　A. 55 kV

　 B. 110 kV

　 C. 440 kV

　 D. 880 kV 答案：C 解析：当输电功率 P=UI，U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为RUPR I P2 2) (  损，R 为输电线路的电阻。当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的21，则输电电压为原来的 2倍，即 440V，故选项 C 正确。

　3. 某弹射管每次弹出的小球速度相等．在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球．忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的（

　）

　A. 时刻相同，地点相同 B. 时刻相同，地点不同 C. 时刻不同，地点相同 D. 时刻不同，地点不同 答案：B 解析：弹射管在竖直方向做自由落体运动，所以弹出小球在竖直方向运动的时间相等，因此两球应同时落地；由于两小球先后弹出，且弹出小球的初速度相同，所以小球在水平方向运动的时间不等，因小球在水平方向做匀速运动，所以水平位移不相等，因此落点不相同，故选项 B 正确。

　 4．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能 E k 与时间 t 的关系图象是 答案：A 解析：小球做竖直上抛运动时，速度 v=v 0 -gt，根据动能221mv E k 

　得20) - (21gt v m E k  ，故图象 A正确。

　5．如图所示，水平金属板 A、B 分别与电源两极相连，带电油滴处于静止状态。现将 B 板右端向下移动一小段距离，两金属板表面仍均为等势面，则该油滴 A．仍然保持静止 B．竖直向下运动 C．向左下方运动 D．向右下方运动 答案：D 解析：两极板平行时带电粒子处于平衡状态，则重力等于电场力，当下极板旋转时，板间距离增大场强减小，电场力小于重力；根据电场线与导体表面相垂直的特点，B 板右端向下，所以电场线发生弯曲，电场力方向改变，电荷处的电场线如图所示，所以重力与电场力的合力偏向右下方，故粒子向右下方运动，选项 D正确。

　题 二、多项选择题（每小题 4 分，共计 16 分）

　6．火车以 60 m/s 的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在 10 s 内匀速转过了约 10°。在此 10 s 时间内，火车 A．运动路程为 600 m

　 B．加速度为零 C．角速度约为 1 rad/s

　 D．转弯半径约为 3.4 km 答案：AD 解析：圆周运动的弧长 s=vt=60×10m=600m，选项 A正确；火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为零，加速度不为零，故选项 B 错误；由题意得圆周运动的角速度油滴 + -

　U A B O t E k A O t D E k O t C E k O t B E k mg F 电

　 rad/s1803.143.14rad/s10 18010 tv，又 r v   ，所以3439m m 18014 . 360   vr， 故选项 C 错误、D正确。

　7．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O 点为弹簧在原长时物块的位置．物块由 A 点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达 B 点。在从 A 到 B 的过程中，物块 A．加速度先减小后增大 B．经过 O 点时的速度最大 C．所受弹簧弹力始终做正功 D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 答案：AD 解析：物体从 A 点到 O点过程，弹力逐渐减为零，刚开始弹簧弹力大于摩擦力，故可分为弹力大于摩擦力过程和弹力小于摩擦力过程：弹力大于摩擦力过程，合力向右，加速度也向右，由于弹力减小，摩擦力不变，小球所受合力减小加速度减小，弹力等于摩擦力时速度最大，此位置在 A 点与 O点之间；弹力小于摩擦力过程，合力方向与运动方向相反，弹力减小，摩擦力大小不变，物体所受合力增大，物体的加速度随弹簧形变量的减小而增加，物体作减速运动；从 O点到 B 点的过程弹力增大，合力向左，加速度继续增大，选项 A正确、选项 B 错误；从 A 点到 O点过程，弹簧由压缩恢复原长弹力做正功，从 O点到 B 点的过程，弹簧伸长，弹力做负功，故选项 C 错误；从 A 到 B的过程中根据动能定理弹簧弹力做的功等于物体克服摩擦力做的功，故选项 D正确。

　8．如图所示，电源E 对电容器C 充电，当 C 两端电压达到80 V 时，闪光灯瞬间导通并发光，C 放电．放电后，闪光灯断开并熄灭，电源再次对 C 充电。这样不断地充电和放电，闪光灯就周期性地发光。该电路 A．充电时，通过 R 的电流不变 B．若 R 增大，则充电时间变长 C．若 C 增大，则闪光灯闪光一次通过的电荷量增大

　D．若 E 减小为 85 V，闪光灯闪光一次通过的电荷量不变 答案：BCD 解析：电容器充电时两端电压不断增大，所以电源与电容器极板间的电势差不断减小，因此充电电流变小，选项 A错误；当电阻 R 增大时，充电电流变小，电容器所充电荷量不变的情况下，充电时间变长，选项 B 正确；若 C 增大，根据 Q=CU，电容器的带电荷量增大，选项 C 正确；当电源电动势为 85V时，电源给电容器充电仍能达到闪光灯击穿电压 80V时，所以闪光灯仍然发光，闪光一次通过的电荷量不变，选项 D正确。

　E=90V R=5kΩ

　C=10uF

　闪光灯

　O A B

　 9．如图所示，竖直放置的 形光滑导轨宽为 L，矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为 d，磁感应强度为 B。质量为 m 的水平金属杆由静止释放，进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等。金属杆在导轨间的电阻为 R，与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为 g。金属杆 A．刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B．穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间

　C．穿过两磁场产生的总热量为 4mgd D．释放时距磁场Ⅰ上边界的高度 h 可能小于2 24 42m gRB L 答案：BC 解析：由于金属棒进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，而金属棒穿出磁场后只受重力做加速度为 g 的匀加速运动，所以金属棒进入磁场时必做减速运动，选项 A 错误； 对金属杆受力分析，根据 ma mgRv L B 2 2可知，金属杆做加速度减小的减速运动，其进出磁场的v-t 图像如图所示，由于 0-t 1 和 t 1 - t 2 图线与时间轴包围的面积相等（都为 d），所以 t 1 ＞t 2 - t 1 ，选项 B 正确；从 进入磁场Ⅰ到进入磁场Ⅱ之前的过程中，，根据能量守恒，金属棒减小的机械能全部转化为焦耳热，所以 Q 1 =mg ∙2d，所以穿过两磁场产生的总热量为 4mgd，选项 C 正确；若金属杆进入磁场做匀速运动，则 02 2  mgRv L B，得 2 2 LBmgRv  ，由前面分析可知金属杆进入磁场的速度大于2 2 LBmgR，根据avh22 得金属杆进入磁场的高度大于4 42 24 42 2 22 2 L BgR mL aBR g m ，选项D错误。

　三、简答题: 本题分必做题（第10 、11 题）和选做题（第12 题）两部分 【必做题】

　10．（8分）一同学测量某干电池的电动势和内阻。

　（1）题1图所示是该同学正准备接入最后一根导线（图中虚线所示）时的实验电路。请指出图中在器材操作上存在的两个不妥之处。

　（2）实验测得的电阻箱阻值R和电流表示数I，以及计算的1I数据见下表：

　根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出1RI 关系图象。由图象可计算出该干电池的电动势为

　 电阻箱 R

　A -

　 + 开关

　待测干电池

　电流表

　B d L I d d h II B v O t t 1 t 2

　 V；内阻为

　Ω。

　R/Ω 8.0 7.0 6.0 5.0 4.0 I/A 0.15 0.17 0.19 0.22 0.26 1I/A –1

　6.7 6.0 5.3 4.5 3.8 （3）为了得到更准确的测量结果，在测出上述数据后，该同学将一只量程为100 mV的电压表并联在电流表的两端。调节电阻箱，当电流表的示数为0.33 A时，电压表的指针位置如图2所示，则该干电池的电动势应为

　 V；内阻应为

　 Ω。

　答：（1）①开关未断开

　②电阻箱阻值为零 （2）（见下图）

　1.4（1.30~1.44 都算对）

　1.2（1.0~1.4 都算对）

　（3）1.4（结果与（2）问第一个空格一致）

　1.0（结果比（2）问第二个空格小 0.2）

　解析：（1）连接电路时电源应与电路断开，所以开关要断开；另一错误是电阻箱接入电路的电阻是零，这样容易烧坏电流表和电源。

　（2）将数据描点连线，做出一条倾斜的直线。

　根据闭合电路欧姆定律 E=I(R+r)得rIE R   1， 所以图线的斜率表示电源电动势1.37V V0 - 7 . 62 . 1 - - 8 ）

　（E， 截距绝对值表示 r=0.4×3.0Ω=1.20Ω； 用电压表与电流表并联，可测得电流表的内阻    20 . 00.3310 66.0-3AVAIUR

　，考虑电表内阻对实验的影响，则 E=I(R+R A +r)，得) (1r RIE RA   ，所以图线的斜率仍表示电动势，电动势的准确值为 1.37V，图线的截距表示（R A +r），所以内阻精确值为 r=（1.20-0.20）Ω=1.00Ω。

　11．（10分）某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮，两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下：

　0 11/AI

　R/Ω 1 2 3 4 5 6 7 2 0 -2 6 4 8 10 图 2 mV 0 40 80 100 60 20 0 11/AI

　R/Ω 1 2 3 4 5 6 7 2 0 -2 6 4 8 10

　 ①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H； ②在重锤1上加上质量为m的小钩码； ③左手将重锤2压在地面上，保持系统静止。释放重锤2，同时右手开启秒表，在重锤1落地时停止计时，记录下落时间； ④重复测量3次下落时间，取其平均值作为测量值t。

　请回答下列问题 （1）步骤④可以减小对下落时间t测量的

　（选填“偶然”或“系统”）误差。

　（2）实验要求小钩码的质量m要比重锤的质量M小很多，主要是为了

　。

　A．使H测得更准确 B．使重锤1下落的时间长一些 C．使系统的总质量近似等于2M D．使细绳的拉力与小钩码的重力近似相等 （3）滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差，可以怎么做? （4）使用橡皮泥改进实验后，重新进行实验测量，并测出所用橡皮泥的质量为m 0 。用实验中的测量量和已知量表示g，得g=

　。

　答案：

　（1）偶然

　 （2）B （3）在重锤 1 上粘上橡皮泥，调整橡皮泥质量直至轻拉重锤 1 能观察到其匀速下落 （4）022 2M m m Hmt  （ ）

　解析：（1）时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差，所以属于偶然误差。

　（2）由于自由落体的加速度较大，下落 H高度的时间较短，为了减小测量时间的实验误差，就要使重锤下落的时间长一些，因此系统下降的加速度要小，所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多。（3）为了消除滑轮的摩擦阻力，可用橡皮泥粘在重锤 1 上，轻拉重锤放手后若系统做匀速运动，则表示平衡了阻力。

　（4）根据牛顿第二定律有a m m M mg ) 2 (0  ，又221at H ， 解得20) 2 ( 2mtH m m Mg 

　。

　12 ．【选做题】

　请选定其中两小题作 答．若多做, 则按A 、B 两小题评分 A ．[ 选修3-3](12 分) （1）如题图所示，一支温度计的玻璃泡外包着纱布，纱布的下端浸在水中。纱布中的水在蒸发时带走热量，使温度计示数低于周围空气温度。当空气温度不变，若一段时间后发现该温度计示数减小，则

　 。

　纱布 温度计 水 H 重锤 1 重锤 2

　 A．空气的相对湿度减小 B．空气中水蒸汽的压强增大 C．空气中水的饱和气压减小 D．空气中水的饱和气压增大 答案：

　A

　 解析：温度计示数减小说明蒸发加快，空气中水蒸汽的压强减小，选项 B 错误；因空气的饱和气压只与温度有关，空气温度不变，所以饱和气压不变，选项 C、D错误；根据相对湿度的定义，空气的相对湿度减小，选项 A正确。

　（2）一定量的氧气贮存在密封容器中，在T 1 和T 2 温度下其分子速率分布的情况见右表。则T 1

　（选填“大于”“小于”或“等于”）T 2 。若约10%的氧气从容器中泄漏，泄漏前后容器内温度均为T 1 ，则在泄漏后的容器中，速率处于400~500 m/s区间的氧气分子数占总分子数的百分比

　（选填“大于”“小于”或“等于”）18.6%。

　答案：大于

　等于

　 解析：分子速率分布与温度有关，温度升高，分子的平均速率增大，速率大的分子数所占比例增加，速率小的分子数所占比例减小，所以 T 1 大于 T 2 ； 泄漏前后容器内温度不变，则在泄漏后的容器中，速率处于 400~500 m/s 区间的氧气分子数占总分子数的百分比不变，仍为 18.6%．

　 （3）如题图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为2.0×10 5

　Pa，经历A  B  C  A的过程，整个过程中对外界放出61.4 J热量。求该气体在A  B过程中对外界所做的功。

　答案：138.6 J 解析：整个过程中，外界对气体做功 W=W AB +W CA ， 且 W CA =p A （V C –V A ）

　由热力学第一定律 ΔU=Q+W，得 W AB = –（Q+W CA ）

　代入数据得 W AB =–138.6 J，即气体对外界做的功为 138.6 J

　B ．[ 选修3-4] （12 分）

　（1）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波。该电磁波

　。

　速率区间 各速率区间的分子数占总分子数的百分比/% （m·s -1 ）

　温度T 1

　温度T 2

　100以下 0.7 1.4 100～200 5.4 8.1 200～300 11.9 17.0 300～400 17.4 21.4 400～500 18.6 20.4 500～600 16.7 15.1 600～700 12.9 9.2 700～800 7.9 4.5 800～900 4.6 2.0 900以上 3.9 0.9 0

　T/K

　V/10 -3 m 3

　A B C 150

　1

　2

　300

　 A．是横波 B．不能在真空中传播 C．只能沿着梳子摇动的方向传播 D．在空气中的传播速度约为3×10 8

　m/ s 答案：

　AD

　 解析：摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波，选项 A正确；电磁波能在真空中传播，选项B 错误；电磁波传播的方向与振动方向垂直，选项 C 错误；电磁波在空气中传播的速度约为光速，选项 D正确。

　（2）两束单色光A、B的波长分别为A 、B ，且A >B ，则

　（选填“A”或“B”）在水中发生全反射时的临界角较大。用同一装置进行杨氏双缝干涉实验时，可以观察到

　（选填“A”或“B”）产生的条纹间距较大。

　答案：

　A

　A 解析：波长越长，频率越小，折射率越小，根据临界角nC sin1，可知波长越大临界角越大，所以A光的临界角大； 双缝干涉条纹的间距 dLx   ，因为A光的波长较长，所以A光产生的条纹间距较大。

　（3）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=0 和x=0.6 m处的两个质点A、B的振动图象如图所示。已知该波的波长大于0.6 m，求其波速和波长。

　答案：

　2 m/s

　 0.8 m 解析：由图象可知，周期 T=0.4 s 由于波长大于 0.6 m，由图象可知，波从 A 到 B 的传播时间 Δt=0.3 s 波速txv，代入数据得 v=2 m/s

　波长 λ=vT，代入数据得 λ=0.8 m

　C ．[ 选修3-5] （12 分）

　（1）已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为

　 。

　A．1:4

　B．1:2

　C．2:1

　D．4:1 答案：B 解析：（1）根据半衰期公式nm m )21(0  ，式中tn  为经过的半衰期数目，则 A 剩有的质量为0 y/cm 0.1 5 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 -5 A B t/s

　 TTAm m20)21(   , B 剩有的质量为TTBm m220)21(   ,

　故 m A :m B =1:2，选项 B 正确。

　（2）光电效应实验中，用波长为λ 0 的单色光A照射某金属板时，刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为20的单色光B照射该金属板时，光电子的最大初动能为

　，A、B两种光子的动量之比为

　 。

　（已知普朗克常量为h、光速为c ）

　答案：

　0hc

　 1:2 解析：根据光电效应方程0W h E km    ，又c ，所以有000 Whc ，002WhcE km  

　解得0hcE km  ；又光子动量hp  ，所以 A、B 两种光子的动量之比为 1:2.

　（3）如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下。经过时间t，小球的速度大小为v，方向变为向上。忽略空气阻力，重力加速度为g，求该运动过程中，小球所受弹簧弹力冲量的大小。

　答案：

　2mv+mgt

　 解析：取向上为正方向，动量定理 mv–（–mv）=I

　且 – I F mg t （ ）

　解得 2FI Ft mv mgt   

　 四、计算题: 本题共 3 小题，共计 47 分．解答时请写出必要的文字 说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位． 13．（15 分）如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为 θ，间距为 d。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直。质量为 m 的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为 s，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度 a 沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为 g。求下滑到底端的过程中，金属棒 （1）末速度的大小 v； （2）通过的电流大小 I； （3）通过的电荷量 Q。

　解：（1）匀加速直线运动 v 2 =2as

　解得2 v as  （2）安培力 F 安 =IdB

　金属棒所受合力 – F mgsin F  安

　牛顿运动定律 F=ma d B 外接电源 I 

　S

　v m O

　 解得– m gsinIdaB（ ）

　（3）运动时间vta

　 电荷量 Q=It 解得2 sin asm g aQdBa （ ）

　14．（16 分）如图所示，钉子 A、B 相距 5l，处于同一高度。细线的一端系有质量为 M 的小物块，另一端绕过 A 固定于 B。质量为 m 的小球固定在细线上 C 点，B、C间的线长为 3l。用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时 BC 与水平方向的夹角为 53°。松手后，小球运动到与 A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动。忽略一切摩擦，重力加速度为 g，取 sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：

　（1）小球受到手的拉力大小 F； （2）物块和小球的质量之比 M：m； （3）小球向下运动到最低点时，物块 M 所受的拉力大小 T。

　解：14．（1）设小球受 AC、BC 的拉力分别为 F 1 、F 2

　F 1 sin53°=F 2 cos53°

　F+mg=F 1 cos53°+ F 2 sin53°且 F 1 =Mg 解得53F Mg mg  

　（2）小球运动到与 A、B 相同高度过程中 小球上升高度 h 1 =3lsin53°，物块下降高度 h 2 =2l 机械能守恒定律 mgh 1 =Mgh 2

　解得65Mm

　（3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点．设此时 AC 方向的加速度大小为 a，重物受到的拉力为 T 牛顿运动定律 Mg–T=Ma

　小球受 AC 的拉力 T′=T 牛顿运动定律 T′–mgcos53°=ma 解得85mMgTm M （ ）（48 855 11T mg T Mg   或 ）

　15．（16 分）如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为 4d，宽为 d，中间两个磁场区域间隔为 2d，中轴线与磁场区域两侧相交于 O、O′点，各区域磁感应强度大小相等．某粒子质量为 m、电荷量为+q，从 O 沿轴线射入磁场．当入射速度为 v 0 时，粒子从 O 上方2d处射出磁场．取A C mB F3l5l M 53°

　 sin53°=0.8，cos53°=0.6． （1）求磁感应强度大小 B； （2）入射速度为 5v 0 时，求粒子从 O 运动到O′的时间 t； （3）入射速度仍为 5v 0 ，通过沿轴线 OO′平移中间两个磁场（磁场不重叠），可使粒子从 O 运动到 O′的时间增加 Δt，求 Δt 的最大值。

　解：（1）粒子圆周运动的半径00mvrqB

　由题意知04dr  ，解得04mvBqd （2）设粒子在矩形磁场中的偏转角为 α 由 d=rsinα，得 sinα=45，即 α=53° 在一个矩形磁场中的运动时间 12π360mtqB，解得 1053π720dtv 直线运动的时间22dtv ，解得 2025dtv 则1 2053π+724180dt t tv  （ ）

　（3）将中间两磁场分别向中央移动距离 x 粒子向上的偏移量 y=2r（1–cosα）+xtanα 由 y≤2d，解得34x d 

　则当 x m =34d 时，Δt 有最大值 粒子直线运动路程的最大值mm m22 2 3xs d x dcos     （ ）

　增加路程的最大值m m– 2 s s d d   

　增加时间的最大值mm05s dtv v  

　 d d 4d d d 2d O O′