2020年高考物理试卷练习题
一、选择题
1．如图1，水平面上有一平板车，某人站在车上抡起锤子从与肩等高处挥下，打在车的左端，打后车与锤相对静止．以人、锤子和平板车为系统(初始时系统静止)，研究该次挥下、打击过程，下列说法正确的是( )
图1
A ．若水平面光滑，在锤子挥下的过程中，平板车一定向右运动
B ．若水平面光滑，打后平板车可能向右运动
C ．若水平面粗糙，在锤子挥下的过程中，平板车一定向左运动
D ．若水平面粗糙，打后平板车可能向右运动 【答案】 D
【解析】 以人、锤子和平板车为系统，若水平面光滑，系统水平方向合外力为零，水平方向动量守恒，且总动量为零，当锤子挥下的过程中，锤子有水平向右的速度，所以平板车一定向左运动，A 错误；打后锤子停止运动，平板车也停下，B 错误；若水平面粗糙，在锤子挥下的过程车由于受摩擦力作用，可能静止不动，所以C 错误；在锤子打平板车时，在最低点与车相碰，锤子与平板车系统动量向右，所以打后平板车可能向右运动，D 正确．
2．如图2所示，将一小球从水平面MN 上方A 点以初速度v 1向右水平抛出，经过时间t 1打在前方竖直墙壁上的P 点，若将小球从与A 点等高的B 点以初速度v 2向右水平抛出，经过时间t 2落在竖直墙角的N 点，不计空气阻力，下列选项中正确的是( )
图2
A ．v 1>v 2
B ．v 1 C ．t 1>t 2 D ．t 1＝t 2 【答案】 A 【解析】 小球在竖直方向上为自由落体运动，则根据t ＝2h g 可知，t 1 线运动，根据v ＝x t ，因x 1>x 2，则v 1>v 2，故选A. 3．在空间建立三维坐标系如图3所示，xOz 在水平面内，y 沿竖直方向．空间充满沿－y 方向的磁感应强度为B 的匀强磁场和沿＋z 方向的匀强电场，电场强度E ＝v 0B .一质量为m 、电荷量为－q 的带电小球从坐 标原点O 以初速度v 0沿＋x 方向抛出，设空间足够大，则( ) 图3 A ．带电小球做加速度不断变化的变速曲线运动 B ．带电小球做匀变速直线运动 C ．若带电小球运动到某位置，坐标为(x 0，－y 0,0)，则速度与＋x 方向的夹角θ满足tan θ＝y 0 2x 0 D ．若带电小球运动到某位置，坐标为(x 0，－y 0,0)，则速度与＋x 方向的夹角θ满足tan θ＝2y 0 x 0 【答案】 D 【解析】 带负电的小球从O 点沿＋x 方向抛出，则电场力方向沿－z 方向，洛伦兹力沿＋z 方向，因 E ＝v 0B ，可知Eq ＝qv 0B ，即沿z 轴方向受力平衡，则小球将在重力作用下做平抛运动，即带电小球做匀变速 曲线运动，选项A 、B 错误；若带电小球运动到某位置，坐标为(x 0，－y 0,0)，则x 0＝v 0t ，v y ＝gt ，y 0＝ 1 2gt 2 ，速度与＋x 方向的夹角θ满足tan θ＝v y v 0＝gt v 0＝12gt 212 v 0t ＝2y 0x 0 ，选项C 错误，D 正确． 4．阳因核聚变释放出巨大的能量，其质量不断减少．太阳光从太阳射到月球表面的时间约500 s ，月球表面每平方米每秒钟接收到太阳辐射的能量约为1.4×103 J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( ) A ．4×109 kg B ．4×1012 kg C ．4×1018 kg D ．4×1024 kg 【答案】 A 【解析】 由题意可知，太阳每秒钟辐射的能量为：E ＝4πr 2 ×1.4×103 J ，其中r ＝500×3×108 m ，由爱因斯坦质能方程可知，Δm ＝E c 2，代入解得：Δm ≈4.4×109 kg ，故A 符合题意． 5．某兴趣小组制作了一个简易的“转动装置”，如图4甲所示，在干电池的负极吸上一块圆柱形强磁铁，然后将一金属导线折成顶端有一支点、底端开口的导线框，并使导线框的支点与电源正极、底端与磁铁均良好接触但不固定，图乙是该装置的示意图．若线框逆时针转动(俯视)，下列说法正确的是( ) 图4 A．线框转动是因为发生了电磁感应 B．磁铁导电，且与电池负极接触的一端是S极 C．若将磁铁的两极对调，则线框转动方向不变 D．线框转动稳定时的电流比开始转动时的大 【答案】 B 【解析】根据安培力的方向可以确定B正确 6．如图5所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，MN固定不动，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然增大时，则( ) 图5 A．线圈所受安培力的合力方向向左 B．线圈所受安培力的合力方向向右 C．感应电流方向为abcda D．感应电流方向为adcba 【答案】AC 【解析】当MN中电流突然增大时，根据楞次定律可知，线圈中产生逆时针方向的感应电流，即abcda 方向；由左手定则可知ab边和cd边受安培力均向左，可知线圈所受安培力的合力方向向左，选项A、C正确，B、D错误． 7.两电荷量分别为q1和q2的点电荷固定在x轴上的A、B两点，两点电荷连线上各点电势φ随坐标x 变化的关系图象如图6所示，其中P点电势最高，且x AP 图6 A．q1和q2都是负电荷 B ．q 1的电荷量大于q 2的电荷量 C ．在A 、B 之间将一负点电荷沿x 轴从P 点左侧移到右侧，电势能先减小后增大 D ．一点电荷只在电场力作用下沿x 轴从P 点运动到B 点，加速度逐渐变小 【答案】 AC 【解析】 由题图知，越靠近两电荷，电势越低，则q 1和q 2都是负电荷，故A 项正确；φ－x 图象的斜率表示电场强度，则P 点场强为零，据场强的叠加知两点电荷在P 处产生的场强等值反向，即k q 1 x AP 2 ＝k q 2 x BP 2 ，又x AP 可知，电荷只在电场力作用下沿x 轴从P 点运动到B 点，加速度逐渐增大，故D 项错误． 8．如图7所示，带有孔的小球A 套在粗糙的倾斜直杆上，与正下方的小球B 通过轻绳连接，处于静止状态．给小球B 施加水平力F 使其缓慢上升，直到小球A 刚要滑动．在此过程中( ) 图7 A ．水平力F 的大小不变 B ．杆对小球A 的支持力增加 C ．轻绳对小球B 的拉力先变大后变小 D ．杆对小球A 的摩擦力先变小后变大 【答案】 BD 【解析】 小球B 受拉力F 、重力和轻绳的拉力F T ，合力为零如图所示： 由此可知，随着α的增加，拉力F 和轻绳张力F T 均增大，故A 、C 错误； 再对A 、B 球整体分析，受重力、拉力F 、支持力F N 和静摩擦力F f ，如图所示： 设杆与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件，在垂直杆方向有F N ＝(M ＋m )g cos θ＋F sin θ，随着F 的增大，支持力F N 增大； 在平行杆方向，有：F cos θ＋F f ＝(M ＋m )g sin θ，可得：F f ＝(M ＋m )g sin θ－F cos θ，可知随着F 的增大，静摩擦力逐渐减小，当(M ＋m )g sin θ＝F cos θ时，摩擦力为零，此后静摩擦力反向增大，故B 、D 正确． 9．某实验小组为了测定气垫导轨上滑块的加速度，滑块上安装了宽度为d 的遮光条．如图8甲所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过第一光电门的时间Δt 1为0.05 s ，通过第二个光电门的时间Δt 2为0.01 s ，遮光条从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间t 为0.20 s ．用游标卡尺测量遮光条的宽度d ，游标卡尺示数如图乙所示． 图8 (1)读出遮光条的宽度d ＝________ cm. (2)估算滑块的加速度a ＝________ m/s 2 (保留两位有效数字)． (3)为了减小实验误差，下列措施最合理的是________． A ．尽量减小钩码质量 B ．遮光条宽度越宽越好 C ．其他条件不变多次测量取平均值 【答案】 (1)0.45 (2)1.8 (3)C 【解析】 (1)读出遮光条的宽度d ＝0.4 cm ＋0.1 mm×5＝0.45 cm ； (2)遮光条通过第一个光电门的速度：v 1＝d Δt 1＝0.45×10 －2 0.05 m/s ＝0.09 m/s 遮光条通过第二个光电门的速度：v 2＝d Δt 2＝0.45×10 －20.01 m/s ＝0.45 m/s ， 故加速度a ＝ v 2－v 1t ＝0.45－0.090.20 m/s 2＝1.8 m/s 2 ； (3)尽量减小钩码质量，对实验结果没有影响，故A 错误；遮光条宽度应尽量窄些，故B 错误；其他条件不变，多次测量取平均值，可以减小实验误差，故C 正确． 10.在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个“2.5 V,0.3 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流．现有如下器材： 直流电源(电动势3.0 V，内阻不计) 电流表A1(量程3 A，内阻约0.1 Ω) 电流表A2(量程600 mA，内阻约5 Ω) 电压表V1(量程3 V，内阻约3 Ω) 电压表V2(量程15 V，内阻约15 kΩ) 滑动变阻器R1(阻值0～10 Ω，额定电流1 A) 滑动变阻器R2(阻值0～1 kΩ，额定电流300 mA) (1)在该实验中，电流表应选择________，电压表应选择________，滑动变阻器应选择________． (2)为了减小实验误差，应选择以下哪个实验电路进行实验________． (3)下表是某同学在实验中测出的数据，该同学根据表格中的数据在图9已画出除了第6组数据的对应点，请你在I－U图象上画出第6组数据的对应点，并作出该小灯泡的伏安特性曲线． 12345678910111213 I (A)00.100.13 0.1 5 0.1 6 0.1 8 0.1 9 0.2 0.2 3 0.2 5 0.2 7 0.2 8 0.3 U (V)00.100.20 0.3 0.4 0.6 0.8 1.0 1.4 1.8 2.0 2.2 2.5 图9 (4)实验中，如果把这个小灯泡和一个阻值为9 Ω的定值电阻串联在电动势为3 V、内阻为1 Ω的直流电源上．则小灯泡消耗的实际功率约为________ W. 【答案】(1)A2V1R1(2)C (3) (4)0.20±0.02 【解析】(1)由于该实验需要测量“2.5 V,0.3 A”的小灯泡的伏安特性曲线，故通过小灯泡的电流约为0.3 A，故用量程为600 mA的电流表A2即可；电压表选用量程为3 V的V1即可；该实验需要的电压要从0开始调起，故供电部分要用分压式电路，滑动变阻器选用阻值较小的R1即可； (2)由于小灯泡的电阻较小，故测量时采用电流表外接会减小误差，供电电路采用分压式连接，故采用C电路实验； (3)描出第6组数据对应的点，并用平滑的曲线将各点连接起来即可； (4)小灯泡相当于与一个电动势为3 V，内阻为10 Ω的电源连接，我们可以在小灯泡的伏安特性曲线的图中再作出该电源的伏安特性曲线，如图所示，则两个图线相交的位置就是电路中小灯泡工作时的电压和电流，即灯泡的两端电压为1.0 V，电流为0.20 A，故小灯泡消耗的实际功率约为0.20 W. 11．如图1(a)为玩具弹弓，轻质橡皮筋连接在把手上A 、B 两点，一手握住把手不动，使AB 连线水平，C 为自由伸长时橡皮筋中点轻弹夹的位置，如图(b)．AO ＝OB ＝6 cm ，另一手捏着装有质量为10 g 弹珠的弹夹，从C 点由静止竖直向下缓慢移动到D 点，放手后弹珠竖直向上射出，刚好上升到离D 点20.15米高的楼顶处．测得∠ACB ＝44°，∠ADB ＝23°，取tan 22°＝0.4，tan 11.5°＝0.2，g ＝10 m/s 2 ，不计空气阻力．求： 图1 (1)从C 到D 的过程中，弹珠重力所做的功及手所做的功； (2)若还将橡皮筋拉到相同长度，仅改变发射方向，弹珠向斜上方运动到高出释放点8 m 处的速率． 第二次从释放到h ′＝8 m 处，机械能守 【答案】 (1)1.5×10－2 J 2 J (2)15.6 m/s 【解析】 (1)从C 到D ，弹珠重力做功：W G ＝mgh CD 由题图可得：h ＝h CD ＝OB tan 11.5°－OB tan 22°＝0.060.2 m －0.06 0.4 m ＝0.15 m 联立解得W G ＝1.5×10－2 J 从C 到D ，再到最高点的过程中， 由功能关系：W 手＝mgH －mgh ，其中H ＝20.15 m 解得W 手＝2 J (2)设弹珠在D 点的弹性势能为E p ，从D 到最高点，由功能关系：E p ＝mgH 恒， 则：E p ＝mgh ′＋12mv 2 联立解得v ≈15.6 m/s. 12．如图2，竖直平面内(纸面)存在平行于纸面的匀强电场，方向与水平方向成θ＝60°角，纸面内的线段MN 与水平方向成α＝30°角，MN 长度为d .现将一质量为m 、电荷量为q (q >0)的带电小球从M 由静止释放，小球沿MN 方向运动，到达N 点的速度大小为v N (待求)；若将该小球从M 点沿垂直于MN 的方向，以大小v N 的速度抛出，小球将经过M 点正上方的P 点(未画出)，已知重力加速度大小为g ，求： 图2 (1)匀强电场的电场强度E 及小球在N 点的速度v N ； (2)M 点和P 点之间的电势差； (3)小球在P 点动能与在M 点动能的比值． 【答案】 (1) 3mg q 2gd (2)4mgd q (3)7 3 【解析】 (1)由小球运动方向可知，小球受合力沿MN 方向，如图甲，由正弦定理：mg sin 30° ＝ F sin 30°＝Eq sin 120° 得：E ＝ 3mg q 合力大小：F ＝mg ＝ma ，即a ＝g 从M →N ，有：2ad ＝v 2 N 得：v N ＝2gd (2)如图乙，设MP 为h ，作PC 垂直于电场线，作PD 垂直于MN ，小球做类平抛运动： h cos 60°＝12 at 2 h sin 60°＝v N t U MC ＝Eh cos 30° U MP ＝U MC 得：h ＝83d ，U MP ＝4mgd q (3)从M →P ，由动能定理：Fs MD ＝E k P －E k M s MD ＝h sin 30° 而E k M ＝12mv N 2 故 E k P E k M ＝73 . 13.关于分子动理论和热力学定律，下列说法正确的是________． A ．当某一密闭容器自由下落时，因完全失重，容器内密封的气体压强会变为零 B ．当物体运动的速度增大时，物体的内能一定增大 C ．地球周围大气压强的产生是由于地球对大气的万有引力 D ．当分子距离在一定范围内变大时，分子力可能增大 E ．布朗运动不是分子的无规则热运动 (2)(10分)如图3所示，在水平地面上放置一个高为48 cm 、质量为30 kg 的圆柱形金属容器，容器侧壁正中央有一阀门，阀门细管直径不计．容器顶部通过一个质量为10 kg 的薄圆柱形活塞密闭一些空气，活塞与容器内横截面积均为50 cm 2 ，打开阀门，让活塞下降直至静止．不计摩擦，不考虑气体温度的变化，大气压强为1.0×105 Pa ，重力加速度g 取10 m/s 2 . 图3 ①求活塞静止时距容器底部的高度； ②活塞静止后关闭阀门，通过计算说明对活塞施加竖直向上的拉力能否将金属容器缓缓提离地面． 【答案】 (1)CDE (2)①20 cm ②不能 【解析】 (1)封闭气体压强是因为大量气体分子频繁对器壁撞击产生的，当容器自由落体，但内部分子仍在无规则运动，所以气体压强仍存在，A 错误；物体的内能等于所有分子的动能加上所有分子的势能，分子平均动能与温度有关，势能与体积有关，当物体宏观速度增大时，温度和体积不一定变化，因此内能不一定变大，B 错误；大气压强是地球对大气的万有引力作用在地球表面产生的，C 正确；当分子间距从r 0开始变大时，分子力逐渐增大，后逐渐减小，所以D 正确；布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的无规则热运动，E 正确． (2)①活塞经阀门细管时，容器内气体的压强为：p 1＝1.0×105 Pa. 容器内气体的体积为：V 1＝L 1·S ，其中L 1＝24 cm 活塞静止时，气体的压强为：p 2＝p 0＋mg S ＝1.0×105 Pa ＋10×1050×10 －4 Pa ＝1.2×105 Pa ， 根据玻意耳定律：p 1V 1＝p 2V 2，其中V 2＝L 2·S 代入数据得：L 2＝p 1L 1S p 2S ＝1.0×105×24×S 1.2×105 ×S cm ＝20 cm ； ②活塞静止后关闭阀门，假设活塞能被拉至容器开口端，此时L 3＝48 cm 根据玻意耳定律：p 1L 1S ＝p 3L 3S 代入数据得：p 3＝5×104 Pa 对活塞受力分析，由平衡条件得F ＋p 3S ＝p 0S ＋mg 所以F ＝350 N<(30＋10)×10 N 所以金属容器不能被提离地面． 14.如图4所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a 波上某质点P 的运动方向如图所示，则下列说法正确的是________． 图4 A ．两列波具有相同的波速 B ．此时b 波上的质点Q 正向上运动 C ．一个周期内，质点Q 沿x 轴前进的距离是质点P 的1.5倍 D ．在质点P 完成30次全振动的时间内质点Q 可完成20次全振动 E ．a 波和b 波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样 (2) (10分)某工件由相同透明玻璃材料的三棱柱和四分之一圆柱组成，该玻璃材料的折射率为n ＝ 2.其截面如图5，△ABC 为直角三角形，∠B ＝30°，CDE 为四分之一圆，半径为R ，CE 贴紧AC .一束单色平行光沿着截面从AB 边射入工件后，全部射到了BC 边，然后垂直CE 进入四分之一圆柱． 图5 ①求该平行光进入AB 界面时的入射角θ； ②若要使到达CD 面的光线都能从CD 面直接折射出来，该四分之一圆柱至少要沿AC 方向向上移动多大距离． 【答案】 (1)ABD (2)①45° ②2－2 2 R 【解析】 (1)两列简谐横波在同一介质中传播，波速相同，故A 正确；此时a 波上质点P 的运动方向向下，由波形平移法可知，波向左传播，则知此时b 波上的质点Q 正向上运动，故B 正确；在简谐波传播过程中，介质中质点只上下振动，不会沿x 轴迁移，故C 错误；由题图可知，两列波波长之比 λa ∶λb ＝2∶3，波速相同，由波速公式 v ＝λf 得a 、b 两波频率之比为 f a ∶f b ＝3∶2，所以在质点P 完成30次全振动的时间内质点Q 可完成20次全振动，故D 正确；两列波的频率不同，不能产生稳定的干涉图样，故E 错误． (2)①光路如图所示： 光线在BC 界面发生反射后垂直进入CE ，由折射定律有： sin θ sin α ＝ 2 由几何关系可知光线在BC 界面的入射角β＝60° 在AB 界面的折射角α＝30° 解得：θ＝45° ②设该材料的全反射临界角为γ，则1 sin γ＝n 解得：γ＝45° 则该四分之一圆柱至少要上移的距离d ＝R －R sin γ＝2－2 2R .
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