2020年高考物理全国1卷：答案详细解析

第1页共21页2020年普通高等学校招生全国统一考试理科综合1卷（物理部分）答案解析二、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。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【答案】D【解析】当汽车碰撞后，司机与车内构件尚未发生“二次碰撞前”迅速在两者之间打开安全气囊，司机因惯性而移动“扑在气囊上”时，动量的变化量并没有变化，但因为延长冲击时间，由动量定理知，可以减小冲撞力；同时安全安全气囊增加了接触面积，减小了压强。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．0.2B．0.4C．2.0D．2.5【答案】B【解析】由万有引力定律2rMmGF知，F与星球质量M成正比，与星球半径r的二次方成反比，故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4.02101222火地地火地火rMrMFF。16．如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m，该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。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8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为第2页共21页A．200NB．400NC．600ND．800N【答案】B【解析】由牛顿第二定律可得rvmmgF22，代入数据得F=410N（g取10N/kg），故选B。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UC。如果UC随时间t的变化如图（b）所示，则下列描述电阻R两端电压UR随时间t变化的图像中，正确的是【答案】A【解析】电容器在充、放电过程中，电路中有电流，所以只有在1-2s和3-5s内电路中有电流，电阻两端有电压，故排除选项D；充、放电过程中电流方向相反，故排除选项B；电路中的电流tUCtQIC，故1-2s内电路中的电流是3-5s内的2倍，则1-2s内UR也是3-5s内的2倍，故选择选项A。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（q0）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．76mqBB．54mqBC．43mqBD．32mqB第3页共21页【答案】C【解析】由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式qBmTπ2和题设可知，该束粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期相等，故粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角越大，则在磁场中运动时间越长。如图A18所示，当某粒子的运动轨迹以a点为圆心时，该粒子在磁场中运动的轨迹所对应的圆心角最大，由几何知识可知，此时对应的圆心角为240°，故在磁场中运动时间最长的粒子的运动时间为qBmqBmT3π4π232360240。图A1819．下列核反应方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有A．2211101H+Hn+X→B．2311102H+Hn+X→C．23511448992056363U+nBa+Kr+3X→D．1630314n+LiH+X→【答案】BD【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X2和X4为α粒子（42He）。20．一物块在高3.0m、长5.0m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10m/s2。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0.5C．物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2第4页共21页D．当物块下滑2.0m时机械能损失了12J【答案】AB【解析】A、由图可知，物块在下滑过程中重力势能和动能之和一直在减小，故物块下滑过程中机械能不守恒，A选项正确；B、物块在下滑过程中重力势能3305pEmgs，由图可知，当=5s时，0pE，将数据代入，得10mgN；物块在下滑过程中动能34655kEmgsfssmgs，由图可知，当=5s时，10kE，将数据代入，得4fN，0.5，（或者：物块在下滑过程中，物块的初始重力势能等于物块最终动能和克服摩擦力所做的功，即43010510405mg），B选项正确；C、物块在下滑过程中，35mamgf，故物块下滑时加速度的大小为22m/sa，（或者：物块在下滑过程做匀加速直线运动，故有22asv，由图可知，当=5s时，21102kEmv，即220v，将数据代入得，22m/sa），故C选项错误；D、由图可知，当物块下滑2.0m时，重力势能减少了12J，动能增加了4J，总机械能损失了8J，（或者：物块下滑过程中时机械能损失量等于克服摩擦力所做的功，故物块下滑2.0m时机械能损失量为142J8Jfs），故D选项错误。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。经过一段时间后第5页共21页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【答案】BC【解析】用水平恒力F向右拉动金属框，根据楞次定律，回路中产生逆时针的电流，金属框bc边受到向左的安培力，导体棒MN受到向右的安培力，均向右做加速运动。设金属框和导体棒MN的速度分别为1v、2v，则电路中的电流为12()BLvvIR。设金属框和导体棒MN的质量分别为1m、2m，根据牛顿第二定律，对于导体框，11FBILma，2212111()BLvvFammR，对导体棒，由牛顿第二定律22BILma，221212()BLvvamR。二者初始速度均为零，随着电流I的增大，a1从开始1Fm逐渐减小，a2从零开始逐渐增大，当12aa，即22221212112()()BLvvBLvvFmmRmR时，相对速度2122212()mRFvvBLmm恒定，电流I恒定，安培力BIL恒定，金属框和金属棒的加速度恒定，故BC正确、AD错误。整个运动过程用速度时间图象描述如图A21所示。图A21第6页共21页三、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Rx，所用电压表的内阻为1kΩ，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）I50.5（3）50.0【解析】（1）根据欧姆定律可知，若电压表接在O、P之间，测得的电阻阻值比真实值偏小；若电压第7页共21页表接在O、Q之间，测得的电阻阻值比真实值偏大；因此电压表接在O、P之间测得的电阻阻值比电压表接在O、Q之间测得的电阻阻值小。因U-I曲线的斜率大小表示测得的电阻阻值的大小，因II的图线斜率小，故II的图线是采用电压表跨接在O、P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）。因为待测电阻的阻值为几十欧姆，通过图像斜率大致估算待测电阻为50Ω左右，根据5.050501000，说明电流表的分压比较小，电压表的分流比较大，所以电压表应跨接在O、Q两点，即选择图线I得到的结果更接近待测电阻的真实值。根据图像可知，5.50mA20mA6.59V1V3xR。（3）考虑电流表的内阻，则修正后待测电阻的阻值为0.505.05.50AxxrRR。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m1、滑块（含遮光片）的质量m2；（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Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12；（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=1.000cm，m1=1.5010-2kg，m2=0.400kg，△t1=3.90010-2s，Δt2=1.27010-2s，t12=1.50s，取g=9.80m/s2。计算可得I=________N·s，Δp=____kg·m·s-1；（结果均保留3第8页共21页位有效数字）（7）定义Δ=100%IpI，本次实验δ=________%（保留1位有效数字）。【答案】（1）大约相等；（5）m1gt12、221ddmtt；（6）0.221、0.212；（7）4【解析】（1）当滑块上的遮光片经过两个光电门的遮光时间相等时，滑块运动速度不变，此时由于阻力很小，说明滑块在做匀速直线运动，可认为气垫导轨水平；（5）由IFt可知，112Imgt；由21pmvmv可知，2222121ddddpmmmtttt；（6）将数据代入（5）中得，21121.510kg9.8N/kg1.50s0.221NsImgt，12210.212kgmsddpmtt；（7）Δ0.2210.212=100%100%4%0.221IpI。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2Fkv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66m/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1521m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。【答案】（1）78m/s；（2）2.0m/s2、39s【解析】（1）设飞机装载货物前质量为m1，起飞离地速度为v