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普通高等学校招生全国统一考试
物 理
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题的答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案填写在答题卡上,写在试卷上无效。
4.考试结束,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:题共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1.下列关于热现象的描述正确的是( )
A.分子间的距离越近,分子间的作用力就越大
B.扩散现象和布朗运动都能说明分子在永不停息的做无规则运动
C.气体温度每升高1 ℃所吸收的热量与气体经历的具体过程无关
D.水蒸气的压强离饱和汽压越远,人感觉越潮湿
【答案】B
【解析】当两分子间的距离从很远处靠近时,分子间的作用力先增大后减小,再增大,故A错误;扩散现象和布朗运动都能说明分子在永不停息的做无规则运动,故B正确;气体温度每升高1 ℃所吸收的热量与气体经历的具体过程有关,故C错误;水蒸气的压强离饱和汽压越远,人感觉越干燥,故D错误。
2.2020年11月27日00时41分,华龙一号全球首堆中核集团福清核电5号机组首次并网成功。如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图,下列说法正确的是( )
A.核反应中,质量守恒,电荷数守恒
B.华龙一号的原理是核聚变反应
C.原子核比结合能越大,原子核越稳定
D.核裂变反应发生后,核子的平均质量不变
【答案】C
【解析】核反应遵守质量数守恒和电荷数守恒,质量不守恒,故A错误;华龙一号的原理是重核的裂变反应,故B错误;原子核的比结合能越大,原子核越稳定,故C正确;核裂变反应发生后,会释放能量,所以核子的平均质量减小,故D错误。
3.李娜是亚洲第一位大满贯女子单打冠军。若李娜某次训练击球时,第一次将网球从A点水平击出,网球击中D点;第二次将该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出,最高点为C,网球也击中D点。A、C高度相同,忽略空气阻力,则( )
A.两次击球过程中,网球的初速度大小一定不相等
B.网球两次击中D点时速大小相等
C.网球两次击中D点时,重力做功的瞬时功率相同
D.网球从B点到D点的过程中,重力对球的冲量为零
【答案】C
【解析】A、B两点发出的球都能到达D点,球从C到地面竖直方向做自由落体运动,根据竖直方向的运动可知tB=2tA,vyA=vyB,由于水平方向的位移相同,根据v=可知vxA>vxB,根据速度的合成可知,球从A点抛出时的速度vA=vxA,球从B点抛出时的速度,故两次击球时球的初速度大小可能相等,A错误;第一次落到D点时的速度,第二次落到D点时的速度,故两过程中网球击中D点时速度不相等,B错误;vyA=vyB,则重力的瞬时功率P=mgvy,相同,故C正确;网球从B点到D点的过程中,重力的冲量I=mgt,不为零,故D错误。
4.如图所示为玻璃砖横截面,上表面为半圆,ABCD为正方形,一束平行光线垂直于CD边射入玻璃砖,在半圆面AB上恰好有三分之一面积可看到透光。则玻璃砖的折射率为( )
A.2 B. C.3 D.
【答案】A
【解析】由题意可知,光线进入玻璃砖后,从圆弧面AB射出时有部分光线发生全反射,因在AB面上恰好有三分之一面积透光,如图所示,可知恰好发生全反射时入射光对应的入射角为30°,则,A正确。
5.一种电场的某条电场线与x轴重合,其场强大小E与坐标x的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.此电场是匀强电场
B.由图像可以直接看出场强大小随x均匀增大
C.图像的斜率表示电场的电势
D.x1与x2之间的电势差等于阴影部分的面积
【答案】D
【解析】由题图可以看出E-x关系图像是抛物线图像,场强E随x指数增大,此电场并非匀强电场,AB错误;U=Ed虽然是匀强电场的表达式,但可推导非匀强电场的U、E、x之间的关系,E-x图线与x轴所围成的面积表示电势差U,图像的斜率不能表示电场的电势,C错误,D正确。
6.电阻不可忽略的线圈L0可看作是一个定值电阻R0(线圈电阻)与一个纯线圈L串联而成,如图甲。在如图乙所示电路中,常规变压器T线圈电阻不可忽略,变压器原线圈接理想交流电源,当滑动变阻器触头P向b端滑动时,下列说法正确的是( )
A.变压器初级线圈电压降低
B.变压器输入功率变小
C.小灯泡变亮
D.R1消耗功率增大
【答案】D
【解析】初级线圈电压U1等于理想交流电源电压,不变,故A错误;当滑动变阻器触头P向b端滑动时,由R1、R2组成的电路总电阻减小,副线圈电流增大,由I1=I2得原线圈电流增大,则变压器输入功率变大,B错误;U2=U1不变,由于常规变压器T线圈电阻不可忽略,所以次级线圈等效为有内阻的电源,变压器次级线圈电压E=U2-I2r降低,小灯泡变暗,故C错误;灯泡两端的电压降低,则灯泡的电流降低,而副线圈的总电流变大,因此电阻R1两端电流升高,功率增大,故D正确。
7.如图,在水平桌面上叠放着两个物块M和m,M与桌面间的动摩擦因数为μ1,m与M之间的动摩擦因数为μ2,一根轻绳一端与M相连,另一端绕过光滑的定滑轮A系在竖直杆上的B点。现将另一个物体G用光滑轻质挂钩挂在轻绳上AB之间的O点,已知整个装置处于静止状态时,竖直杆与绳OB的夹角为α,则( )
A.将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力变小
B.将竖直杆缓慢向右移动一小段距离时绳的张力变大
C.M所受的摩擦力为μ1(M+m)g
D.剪断A处轻绳瞬间,m的加速度为μ2g
【答案】B
【解析】设滑轮A和竖直杆之间的绳长为L,距离为d,则根据晾衣绳模型可知,而2Tsin α=G,解得绳子上的张力,所以将绳的B端向上缓慢移动一小段距离时,d不变,L不变,故α不变,所以绳子的张力不变,A错误;将竖直杆缓慢向右移动一小段距离,则d变大,L不变,故α变大,因此绳子的张力增大,B正确;由于有整个装置处于静止状态,所以M和m都受力平衡,M和m之间没有摩擦力,因此M所受的摩擦力等于绳子的张力。但由于是静摩擦力,所以,C错误;剪断A处轻绳瞬间,m的加速度为零,D错误。
8.如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,此刻平衡位置位于x=10 m处质点正沿y轴负方向运动,且经过1 s第一次回到平衡位置。则下列分析不正确的是( )
A.该波沿x轴正方向传播
B.该波的传播速度为8 m/s
C.在0~10 s内平衡位置位于x=5 m处的质点通过的路程为0.8 m
D.t=0时刻x=0处的质点的位移为2 cm
【答案】B
【解析】t=0时刻x=10 m处的质点沿y轴负方向运动,且经过1 s第一次回到平衡位置,可知该波沿x轴正方向传播,且波的周期T=2 s,故A正确;由图可知波长λ=12 m,则波速v==6 m/s,故B错误;10 s为5个周期,则在0~10 s内平衡位置位于x=5 m处的质点通过的路程s=20A=0.8 m,故C正确;由图可知t=0时刻x=0处的质点的位移y=4cos =2 cm,故D正确。本题选错误的,故选B。
9.如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于n=3激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.光电管阴极K金属材料的逸出功为7.0 eV
B.这些氢原子跃迁时共发出2种频率的光
C.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零,则可判断图乙中电源右侧为正极
D.氢原子跃迁放出的光子中有2种频率的光子可以使阴极K发生光电效应现象
【答案】D
【解析】由图甲可知光子的能量E=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,由图丙可知遏止电压为7 V,所以光电子的初动能Ek=eU=7 eV,所以金属材料的逸出功W=E-Ek=5.09 eV,故A错误;由排列组合的规律可知,处于n=3激发态的氢原子跃迁时能够发出3种频率的光,故B错误;光电子由阴极K向对面的极板运动,形成的电流在图乙中从右向左流动,要阻止该电流,需要施加反向电压,即电源左侧应该为正极,故C错误;只要光子的能量大于5.09 eV,就可以使阴极K发生光电效应,由图甲可知满足要求的有2种频率的光子,故D正确。
10.有A、B两颗绕地球运动的人造卫星,其轨道分别为如图所示的Ⅰ和Ⅱ,轨道Ⅰ为半径为R的圆,轨道Ⅱ为长轴等于2R的椭圆,两轨道不在同一平面内,轨道Ⅱ上c、d两点距离轨道Ⅰ垂直距离均为l且是两轨道距离最近的两点,O点为地球球心位置,已知地球质量为M,万有引力常量为G。下列说法正确的是( )
A.A、B运行周期之比TA∶TB=1∶1
B.若B经过c点时到A的距离为l,则下次距离为l时B恰好经过d点
C.若A的运行速率为v0,设B经过a点时的速率为v,则v<v0
D.若Oa=R,则B经过b点时的加速度与A的加速度之比为9∶4
【答案】A
【解析】由开普勒第三定律得,其中RA、RB是圆轨道半径或椭圆轨道半长轴,因此TA∶TB=1∶1,A正确;若B经过c点时到A的距离为l,则下次距离为l时B恰好经过一个周期又回到c点,同时A经过一个周期又回到上次位置,两卫星相距最近,B错误;若A的运行速率v0=,B经过a点时的速率,C错误;卫星加速度a=,因此,D错误。
11.如图甲所示,虚线MN两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场,右侧匀强磁场的方向垂直纸面向外,磁感应强度大小恒为B0,左侧匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,规定垂直纸面向外为磁场的正方向。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S0。将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内,圆心O在MN上。则下列说法正确的是( )
A.0~t0时间内,圆环中的电流方向为逆时针方向
B.t=t0时刻圆环中的电流为0
C.t=t0时刻圆环受到的安培力大小为
D.在0~t0时间内,通过圆环的电荷量为
【答案】D
【解析】0~t0时间内,圆环中左侧的磁通量向内减小,右侧磁通量不变,根据楞次定律可知圆环中的电流方向为顺时针方向,故A错误;根据法拉第电磁感定律,圆环中产生的感应电动势E=S,t=t0时刻磁通量变化率不为0,则电动势不为0,圆环中的电流不0,B错误;上式中S=πr2,,据欧姆定律有I=,据电阻定律有,t=t0时刻圆环受到的安培力,力方向垂直于MN向左,故C错误;在0~t0时间内,通过圆环的电荷量,又,= ,圆环磁通量的变化量ΔΦ=B0‧πr2,联立解得,故D正确。
二、非选择题:共5题,共56分。期中第13题~16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12.(12分)某同学准备测量一节干电池电动势和内电阻,他从实验室里借来如下实验器材:
A.电流表A1(量程为0.6 A,内阻约为0.5 Ω)
B.电流表A2(量程为2 mA,内阻为100 Ω)
C.电压表V(量程为6 V,内阻约为10 kΩ)
D.滑动变阻器R1(最大电阻值为10 Ω)
E.电阻箱R2(最大电阻值为999.9 Ω)
F.开关、导线若干
G.待测干电池
(l)该同学发现电压表的量程太大,准备用电流表和电阻箱改装为一量程为2.0 V的电压表,则其应该选择的电流表是________(填“A1”或“A2”),电阻箱的接入电
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