2020年全国普通高等学校招生统一考试理综试卷 全国Ⅰ卷(济源一中解析版)

2020年普通高等学校招生全国统一考试

理科综合能力测试（物理部分）

二、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．行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞，车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。若碰撞后

汽车的速度在很短时间内减小为零，关于安全气囊在此过程中的作用，下列说法正确的是

A ．增加了司机单位面积的受力大小

B ．减少了碰撞前后司机动量的变化量

C ．将司机的动能全部转换成汽车的动能

D ．延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积 14. 答案：D

解析：安全气囊打开并没有减小碰撞前后司机动量的改变量mv -0p =?，没有将司机的动能全部转化为汽车的动能，只是延长了司机的受力时间从而减小了司机受到的冲击力，同时安全气囊也增大了司机的受力面积。

15．火星的质量约为地球质量的1/10，半径约为地球半径的1/2，则同一物体在火星表面与

在地球表面受到的引力的比值约为 A ．0.2 B ．0.4

C ．2.0

D ．2.5

15. 答案：B

解析：万有引力定律2R Mm

G

F =万，由题意101=地火M M ，2

1=地火R R ，所以同一物体在火星表面与在地球表面受到引力的比值为

5

2

。 16．如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m ，该同学和秋千踏板的总质

量约为50 kg 。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s ，此时每根绳子平均承受的拉力约为

A ．200 N

B ．400 N

C ．600 N

D ．800 N

16. 答案：B

解析：同学和秋千踏板在最低点所受绳子的拉力与重力的合力提供向心力

R

v M Mg T 2

2=-，所以每根绳子平均承受的拉力约为400N 。

17．图（a ）所示的电路中，K 与L 间接一智能电源，用以控制电容器C 两端的电压U C 。

如果U C 随时间t 的变化如图（b ）所示，则下列描述电阻R 两端电压U R 随时间t 变化的图像中，正确的是

17. 答案：A

解析：0~1s ，2~3s 电容器两端电压不变，回路中无电流，电阻R 两端电压为0。1~2s 与3~5s 对比可得两段时间内电流方向相反，且大小比值为2/1。所以A 对。

18．一匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，ab 为半圆，ac、bd与直径ab共线，ac间的距离等于半圆的半径。一束质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子，在纸面内从c点垂直于ac射入磁场，这些粒子具有各种速率。不计粒子之间的相互作用。在磁场中运动时间最长的粒子，其运动时间为

A．

7

6

m

qB

π

B．

5

4

m

qB

π

C．

4

3

m

qB

π

D．

3

2

m

qB

π

18.答案：C

解析：由

r

v

m

vB

2

q=，得周期

qB

v

T

m

2

r

2π

π

=

=，粒子在磁场中运动时间

qB

m

t

α

=，其中α为粒子在磁场中转过的圆心角。当粒子做匀速圆周运动的轨道半径等于ac之间的长度（轨道

圆心在a点）时，粒子在磁场中运动的圆心角最大为

3

4π

，该粒子在磁场中运动时间最长为qB

m

3

4π

。

证明：

R

x

x

R

Rx

x

R

x

R

R

x

R

4

3

4

3

2

2

)

2(

cos

2

2

2

2

2

2+

=

+

=

?

?

-

+

=

θ

所以当R

x3

=时θ有最大值

6

π

19．下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有

A．221

1101

H+H n+X

→B．231

1102

H+H n+X

→

C．235114489

92056363

U+n Ba+Kr+3X

→D．163

0314

n+Li H+X

→

19题选BD

解析根据电荷数守恒、质量数守恒

A 选项 He n H H 32102121+→+ 错误

B 选项 He n H H 4

2103121+→+ 正确

C 选项

n Kr Ba n U 108936144561023592

3++→+ 错误 D 选项 He H Li n 4

2316310+→+ 正确

20．一物块在高3.0 m 、长5.0 m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随

下滑距离s 的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s 2。则

A ．物块下滑过程中机械能不守恒

B ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

C ．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s 2

D ．当物块下滑2.0 m 时机械能损失了12 J 20题选AB

解析 读图 x 轴分度值2J ； y 轴分度值0.5m ；斜面倾斜角5

3sin =θ A 选项E p0+E k0=30J ； E p5+E k5=10J ； 10J<30J 机械能不守恒 正确

B 选项J J J m mg E 2010305cos =-=?=θμ损；J mgh 30=；联立5.0=μ 正确

C 选项ma mg mg =-θμθcos sin 2

/2s m a = 错误

D 选项

E p0+E k0=30J ； E p2+E k2=18J+4J=22J ；J 8J 22J 30=-=‘

损E

21．如图，U 形光滑金属框abcd 置于水平绝缘平台上，ab 和dc 边平行，和bc 边垂直。ab 、

dc 足够长，整个金属框电阻可忽略。一根具有一定电阻的导体棒MN 置于金属框上，用水平恒力F 向右拉动金属框，运动过程中，装置始终处于竖直向下的匀强磁场中，MN 与金属框保持良好接触，且与bc 边保持平行。经过一段时间后

A ．金属框的速度大小趋于恒定值

B ．金属框的加速度大小趋于恒定值

C ．导体棒所受安培力的大小趋于恒定值

D ．导体棒到金属框bc 边的距离趋于恒定值 21题选BC

解析 F 是恒力

对金属框bc 受力分析，a m 1=-安F F ，速度增加，R v

L B ILB 22==安F 变大，a 逐渐减

小；对导体棒MN 受力分析，a m 2=安F ，速度增加，R

v

L B ILB 22==安F 变大，a 逐渐变

大，二者相等时，因为同一回路电流相等，所以ILB F =安相等，a m m F )(21+= A 选项金属框速度一直增大 错误 B 选项2

1m m F

a +=

正确

C 选项2

122m a m m m F

F +=

=安 正确

D 选项因为加速度相等前，导体棒速度小于金属框，加速度相等时，导体棒速度也小于金属框，所以二者间距逐渐变大

三、非选择题：共174分，第22~32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~38题

为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共129分。 22．（6分）

某同学用伏安法测量一阻值为几十欧姆的电阻R x ，所用电压表的内阻为1 k Ω，电流表内阻为0.5Ω。该同学采用两种测量方案，一种是将电压表跨接在图（a ）所示电路的O 、P 两点之间，另一种是跨接在O 、Q 两点之间。测量得到如图（b ）所示的两条U –I 图线，其中U 与I 分别为电压表和电流表的示数。

回答下列问题：

（1）图（b）中标记为II的图线是采用电压表跨接在________（填“O、P”或“O、Q”）两点的方案测量得到的。

（2）根据所用实验器材和图（b）可判断，由图线________（填“I”或“II”）得到的结果更接近待测电阻的真实值，结果为________Ω（保留1位小数）。

（3）考虑到实验中电表内阻的影响，需对（2）中得到的结果进行修正，修正后待测电阻的阻值为________Ω（保留1位小数）。

答案：（1）O、P （2）I 50.5 （3）50.0

解析：第一问，需要注意电压表和电流表内阻均“为”某个数值，而非“约为”，即电表内阻已知。所以在这里就不能再用“内外接法”来进行判断了。原因是，内外接法判断的是内接或者外接的误差更小，但是电表内阻已知后，就可以无误差的测量了。这里坑的就是只记“大内小外”结论的同学，强调的是物理知识的生成，这也是近几年高考不断变化的趋势和方向。犹记得2017年全国二卷的那个超宽遮光片光电门的题目，明显不能再用其所测得平均速度代替顺势速度，但是不少学生根本不知道以前备考模拟时光电门的题目所测得速度为什么就是瞬时速度了，不明白这中间有一个近似。高考备考，一定要知其然，并知其所以然。

当电压表接在OP时，所测得电阻实际上是电压表和待测电阻的并联，小于实际电阻；当电压表接在QO时，所测得电阻实际上是电流表和待测电阻的串联，大于实际电阻。所以，Ⅰ代表的是接在OQ，Ⅱ代表的是接在OP上。

第一空答案：OP

第二问，有图像可知，待测电阻R x约为45到50Ω，结合电压表内阻1000Ω，电流表0.5Ω，

可知R x +0.5Ω更接近真实值，即Ⅰ。从图像Ⅰ可知，结果约为50.5Ω，答案应该是50.5左右的一个范围。

第三问，第二问的50.5Ω=R x +0.5Ω，所以R x =50.0Ω。同样应该有一个大概范围。

23．（9分）

某同学用如图所示的实验装置验证动量定理，所用器材包括：气垫导轨、滑块（上方安装有宽度为d 的遮光片）、两个与计算机相连接的光电门、砝码盘和砝码等。

实验步骤如下：

（1）开动气泵，调节气垫导轨，轻推滑块，当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间________时，可认为气垫导轨水平；

（2）用天平测砝码与砝码盘的总质量m 1、滑块（含遮光片）的质量m 2； （3）用细线跨过轻质定滑轮将滑块与砝码盘连接，并让细线水平拉动滑块； （4）令滑块在砝码和砝码盘的拉动下从左边开始运动，和计算机连接的光电门能测量出遮光片经过A 、B 两处的光电门的遮光时间Δt 1、Δt 2及遮光片从A 运动到B 所用的时间t 12；

（5）在遮光片随滑块从A 运动到B 的过程中，如果将砝码和砝码盘所受重力视为滑块所受拉力，拉力冲量的大小I =________，滑块动量改变量的大小Δp =________；（用题中给出的物理量及重力加速度g 表示）

（6）某次测量得到的一组数据为：d =1.000 cm ，m 1=1.50?10-2 kg ，m 2=0.400 kg ，△t 1=3.900?10-2 s ，Δt 2=1.270?10-2 s ，t 12=1.50 s ，取g =9.80 m/s 2。计算可得I =________N ·s ，Δp =____ kg ·m ·s -1；（结果均保留3位有效数字）

（7）定义Δ=

100%I p

I

δ-?，本次实验δ=________%（保留1位有效数字）。 答案：（1）大约相等 （5）121I gt m = 1

222t d

m t d m p ?-?=?（6）0.221 0.212 （7）4

解析：该实验目的是为了验证动量定理，即p ?=t F 合，所以该实验围绕F 合，t ，ΔP 展开。 第一问，从后半句“可认为气垫导轨水平”可以看出实验操作的目的，有点类似于平衡摩擦

力（气垫导轨很多时候认为没有摩擦），所以，滑块应该是匀速经过A 和B ，经过两个光电

门的时间是“大约相同”地。答案：大约相同 第二问中，“将砝码和砝码盘所受的重力视为滑块所受的拉力”是一个近似，参考牛顿第二定律的实验m<

222

t d

m t d m p ?-?=? 第三问，代入数据计算，I=0.221NS ，ΔP=0.212NS 。这里体现了高考考查真实实验数据的处

理能力，这也是高考备考需要注意的，不能遇到不好算的就随意跳过，更不能只热衷于好计算的。实验数据往往就不是整数。

第四问，误差为4%。实验误差的计算是实验时经常使用的，一项实验成功与否，必须得有实验误差分析，尤其是这个题目中的相对误差分析。

第三问和第四位是否会给定一个范围，不得而知。但是这两问设问思路，明显是向着实验真实环境和真实实验数据处理去的，究其原因，高考要想方设法让没有完整进行过实验的考生在考场上越来越难过。这为高考备考指明了方向。

24．（12分）

我国自主研制了运-20重型运输机。飞机获得的升力大小F 可用2F kv =描写，k 为系数；v 是飞机在平直跑道上的滑行速度，F 与飞机所受重力相等时的v 称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为51.2110kg ?时，起飞离地速度为66 m/s ；装载货物后质量为51.6910kg ?，装载货物前后起飞离地时的k 值可视为不变。

（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度；

（2）若该飞机装载货物后，从静止开始匀加速滑行1 521 m 起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。 24. （1）空载时：g m kv 12

1= 装载时：g m kv 22

2= 所以78m /s v 2= （2）由静止到起飞：

ax 2v 22=

得：222

2

2/2/1521

2782s m s m x v a =?==

又由at v =2得

s t 39=

25．（20分）

在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面积是以O 为圆心，半径为R 的圆，AB 为圆的直径，如图所示。质量为m ，电荷量为q （q >0）的带电粒子在纸面内自A 点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C 点以速率v 0穿出电场，AC 与AB 的夹角θ=60°。运动中粒子仅受电场力作用。

（1）求电场强度的大小；

（2）为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？ （3）为使粒子穿过电场前后动量变化量的大小为mv 0，该粒子进入电场时的速度应为多大？

25. （1）从A 到C ：

02

12

0-=

mv qER 所以qR

mv 2E 20

=

说明电场线由A 指向C 的方向

（2）动能增量最大，说明沿电场线方向运动的最多，落点为D 点；D 满足OD 平行于AC 类平抛：

2

21)60cos 1(t m

qE R =

?+ t v R 160sin =?

得014

2v v =

（3）由题意0mv qEt = 得：0

20022v R

mv qR q mv t =?=

R

v R qR mv m q at Sy =???==20

2

2

02422121

由此可知落点为B 点或C 点 落B 点时：022

3

60sin 2v t R t S v x =?==

落C 点时：02=v

（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作

答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。 33．[物理——选修3-3]（15分）

（1）（5分）分子间作用力F 与分子间距r 的关系如图所示，r = r 1时，F =0。分子间势能由r 决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O ，另一分子从距O 点很远处向O 点运动，在两分子间距减小到r 2的过程中，势能_____（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r 2减小到r 1的过程中，势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r 1处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。

33题：答案：减小 减小 小于

（1）本题考察分子势能随分子间距离的关系。在分子间距离从很远处减小到2r 的过程中，分子之间表现的是引力，引力做正功，分子势能减小；由2r 到1r 的过程中，分子之间仍然是引力做正功，分子势能继续减小。当分子之间距离小于1r 之后，分子之间表现出来的是斥力，做负功，分子势能增大。分子势能是标量，分子之间距离在1r 位置上，分子势能小于零是最小的。

（2）（10分）甲、乙两个储气罐储存有同种气体（可视为理想气体）。甲罐的容积为V ，罐中气体的压强为p ；乙罐的容积为2V ，罐中气体的压强为

1

2

p 。现通过连接两罐的细管把甲罐中的部分气体调配到乙罐中去，两罐中气体温度相同且在调配过程中保持不变，调配后

T

V 3P T V 22P

T PV ?=?+，两罐中气体的压强相等。求调配后

（i ）两罐中气体的压强；

（ii ）甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。 （2）解：（i ）调配过程中温度不变，由理想气体状态方程：

可知两罐中气体的压强3

P 2P =

，

(ii)由理想气体状态方程可知，调配后甲罐中气体物质的量RT

V

P n ?=321

调配前甲罐中原有气体的物质的量RT

V

P n ?=

甲罐中气体的质量与甲罐中原有的质量之比3

2

111==??=n n M n M n m m

34．[物理——选修3-4]（15分）

（1）（5分）在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有__________。（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 ．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声

B ．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化

C ．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低

D ．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同

E ．天文学上观察到双星（相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星）光

谱随时间的周期性变化

解析：34（1）多普勒效应：物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在

运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高；在运动的波源后面时，波长变得较长，频率变得较低；波源的速度越高，所产生的效应越大。根据多普勒效应，可以计算出波源循着观测方向运动的速度。A 错误，是因为光在空气中传播比声音快；B 正确，反射后的超声波相当于波源，波源移动速度与血流速度一样；C 正确，D 错误，是因为介质不同；E 正确，双星的移动，相当于波源在移动。发出的电磁波会有多普勒效应。

（2）（10分）一振动片以频率f 做简谐振动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a 、b 两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样。c 是水面上的一点，a 、b 、c 间的距离均为l ，如图所示。已知除c 点外，在ac 连线上还有其他振幅极大的点，其中距c 最近的点到c 的距离为38

l 。求：

（i ）波的波长： （ii ）波的传播速度。

（2）解析：C 为振幅最大的点，设距C 点l 8

3的点为d

则 bd —ad=λ 由余弦定理：

222)(cos 2)()(bd ab ad ad ab =??-+θ

得： bd=l 8

7 则：

λ=-l l 8

5

87 ∴ l 4

1=λ

∴4

fl T v ==λ

d

a

c

b