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1、2020年全國一卷理綜
物 理
二、選擇題:本題共8小題,每小題6分,共48分,在每小題給出的四個選項中,第14~18題只有一項符合題目要求,第19~21題有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。
14、行駛中的汽車如果發(fā)生劇烈碰撞,車內(nèi)的安全氣囊會被彈出并瞬間充滿氣體。若碰撞后汽車的速度在很短時間內(nèi)減小為零,關(guān)于安全氣囊在此過程中的作用,下列說法正確的是:
A.增加了司機單位面積的受力大小
B.減少了碰撞前后司機動量的變化量
C.將司機的動能全部轉(zhuǎn)換成汽車的動能
D.延長了司機的受力時間并增大了司機的受力面積
15、火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量
2、的1/10,半徑約為地球半徑的1/2,則同一物體在火星表面與在地球表面受到的引力的比值約為:
A.0.2 B.0.4
C.2.0 D.2.5
16、如圖,一同學(xué)表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長均為10m,該同學(xué)和秋千踏板的總質(zhì)量約為50kg。繩的質(zhì)量忽略不計。當(dāng)該同學(xué)蕩到秋千支架的正下方時,速度大小為8m/s,此時每根繩子平均承受的拉力約為:
A.200N
B.400N
C.600N
D.800N
17、圖(a)所示的電路中,K與L間接一智能電源,用以控制電容器C兩端的電壓Uc,如果Uc隨時間t的變化如圖(b)所示,則下列描述電阻R兩端電壓UR隨時間t變化的圖像中
3、,正確的是:
18、一勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面向外,其邊界如圖中虛線所示,ab為半圓,ac、bd與直徑ab共線,ac間的距離等于半圓的半徑。一束質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子,在紙面內(nèi)從c點垂直于ac射入磁場,這些粒子具有各種速率,不計粒子之間的相互作用。在磁場中運動時間最長的粒子,其運動時間為:
A.
B.
C.
D.
19、下列核反應(yīng)方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的有:
A.
B.
C.
D.
20、一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑,其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化
4、如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取10m/s2。則:
A.物塊下滑過程中機械能不守恒
B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5
C.物塊下滑時加速度的大小為6.0m/s2
D.當(dāng)物塊下滑2.0m時機械能損失了12J
21、如圖,U形光滑金屬框abcd置于水平絕緣平臺上,ab和dc邊平行,和bc邊垂直。Ab、dc足夠長,整個金屬框電阻可忽略。一根具有一定電阻的導(dǎo)體棒MN置于金屬框上,用水平恒力F向右拉動金屬框,運動過程中,裝置始終處于豎直向下的勻強磁場中,MN與金屬框保持良好接觸,且與bc邊保持平行。經(jīng)過一段時間后:
A.金屬框的速度大小趨于恒定值
B.金屬框的加速度大小趨于恒定值
5、
C.導(dǎo)體棒所受安培力的大小趨于恒定值
D.導(dǎo)體棒到金屬框bc邊的距離趨于恒定值
三、非選擇題:
22、(6分)
某同學(xué)用伏安法測量一阻值為幾十歐姆的電阻Rx,所用電壓表的內(nèi)阻為1kΩ,電流表內(nèi)阻為0.5Ω。該同學(xué)采用兩種測量方案,一種是將電壓表跨接在圖(a)所示電路的OP兩點之間,另一種是跨接在O、Q兩點之間。測量得到如圖(b)所示的兩條U-I圖線,其中U與I分別為電壓表和電流表的示數(shù)。
回答下列問題:
(1)圖(b)中標(biāo)記為Ⅱ的圖線是采用電壓表跨接在 (填“O、P”或“O、Q”)
兩點的方案測量得到的。
6、
(2)根據(jù)所用實驗器材和圖(b)可判斷,由圖線 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)得到的結(jié)果更接近待測電阻的真實值,結(jié)果為 Ω(保留一位小數(shù))。
(3)考慮到實驗中電表內(nèi)阻的影響,需對(2)中得到的結(jié)果進行修正,修正后待測電阻的阻值為 Ω(保留一位小數(shù))。
23、(9分)
某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置驗證動量定理。所用器材包括:氣墊導(dǎo)軌、滑塊(上方安裝有寬度為d的遮光片)、兩個與計算機相連接的光電門、砝碼盤和砝碼等。
實驗步驟如下:
(1)開動氣泵,調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌,輕推滑塊,當(dāng)滑塊上的遮光片經(jīng)過兩個光電門的遮光時間 時,可認為氣
7、墊導(dǎo)軌水平;
(2)用天平測砝碼與砝碼盤的總質(zhì)量m1、滑塊(含遮光片)的質(zhì)量m2;
(3)用細線跨過輕質(zhì)定滑輪將滑塊與砝碼盤連接,并讓細線水平拉動滑塊;
(4)令滑塊在砝碼和砝碼盤的拉動下從左邊開始運動,和計算機連接的光電門能測量出遮光片經(jīng)過A、B兩處的光電門的遮光時間△t1、△t2及遮光片從A運動到B所用的時間t12;
(5)在遮光片隨滑塊從A運動到B的過程中,如果將砝碼和砝碼盤所受重力視為滑塊所受拉力,拉力沖量的大小I= ,滑塊動量改變量的大小△p= ;(用題中給出的物理量及重力加速度g表示)
(6)某次測量得到的一組數(shù)據(jù)為:d=1.000cm,m
8、1=1.5010-2kg,m2=0.400kg,t1=3.90010-2s,t2=1.27010-2s,t12=1.50s,取g=10m/s2。計算可得I= Ns,p= kgms-1;(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(7)定義δ=||100%,本次實驗δ= %(保留1位有效數(shù)字)。
24、(12分)
我國自主研制運-20重型運輸機。飛機獲得的升力大小F可用F=kv2描寫,k為系數(shù);v是飛機在平直跑道上滑行速度,F(xiàn)與飛機所受重力相等時的v稱為飛機的起飛離地速度。已知飛機質(zhì)量為1.21105kg時,起飛離地速度為66m/s;裝載貨物后質(zhì)量為1.69105kg,裝
9、載貨物前后起飛離地時的k值可視為不變。
(1)求飛機裝載貨物后的起飛離地速度;
(2)若該飛機裝載貨物后,從靜止開始勻加速滑行1521m起飛離地,求飛機在滑行過程中加速度的大小和所用的時間。
25、(20分)
在一柱形區(qū)域內(nèi)有勻強電場,柱的橫截面是以O(shè)為圓心、半徑為R的圓,AB為圓的直徑,如圖所示。質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子在紙面內(nèi)自A點先后以不同的速度進入電場,速度方向與電場的方向垂直。已知剛進入電場時速度為零的粒子,自圓周上的C點以速度v0穿出電場,AC與AB的夾角θ=60。運動中粒子僅受電場力作用。
(1)求電場強度的大小 ;
(2)為使
10、粒子穿過電場后的動能增量最大,該粒子進入電場時的速度為多大?
(3)為使粒子穿過電場前后動量變化量的大小為mv0,該粒子進入電場時的速度就為多大?
(二)選考題
26、[3-3](15分)
(1)(5分)分子間作用力F與分子間距r的關(guān)系如圖所示,r=r1時,F(xiàn)=0.分子間勢能由r決定,規(guī)定兩分子相距無窮遠時分子間勢能為零。若一分子固定于原點O,另一分子從距O點很遠處向O點運動,在兩分子間距減小到r2的過程中,勢能 (填“減小”“不變”或“增大”);在間距等于r1處,勢能 (填“大于”“等于”或“小于”)零。
11、
(2)(10分)甲、乙兩個儲氣罐儲存有同種氣體(可視為理想氣體)。甲罐的容積為V,罐中氣體的壓強為p;乙罐的容積為2V,罐中氣體的壓強為p/2?,F(xiàn)通過連接兩罐的細管把甲罐中的部分氣體調(diào)配到乙罐中去,兩罐中氣體溫度相同且在調(diào)配過程中保持不變,調(diào)配后兩罐中氣體的壓強相等。求調(diào)配后:
(i)兩罐中氣體的壓強;
(ii)甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比。
27、[3-4](15分)
(1)(5分)在下列現(xiàn)象中,可以用多普勒效應(yīng)解釋的有 。(填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分;每選錯一個扣3分,最低得分為0分)
12、A.雷雨天看到閃電后,稍過一會兒才能聽到雷聲
B.超聲波被血管中的血流反射后,探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化
C.觀察者聽到遠去的列車發(fā)出的汽笛聲,單調(diào)會變低
D.同一聲源發(fā)出的聲波,在空氣和水中傳播的速度不同
E.天文學(xué)上觀察到雙星(相距較近、均繞它們連線上某點做圓周運動的兩顆恒星)光譜隨時間的周期性變化
(2)(10分)一振動片以頻率f做簡諧振動時,固定在振動片上的兩根細桿同步周期性地觸動水面上a、b兩點,兩波源發(fā)出的波在水面上形成穩(wěn)定的干涉圖樣。c是水面上一點,a、b、c間的距離均為l,如圖所示。已知除c點外,在ac連線上還有其他振幅極大的點,其中距c最近的點到c的距離為
13、3l/8.求:
(i)波的波長;
(ii)波的傳播速度。
參考答案:
14~21:D、B、B、A、C、BD、AB、BC
22.(1)O、P (2)I 50.5 (3)50.0
23.(1)大約相等
(5)m1gt12
(6)0.221 0.212
(7)4
24.(1)設(shè)飛機裝載貨物前質(zhì)量為m1,起飛離地速度為v1;裝載貨物后質(zhì)量為m2,起飛離地速度為v2,重力加速度大小為g。飛機起飛離地應(yīng)滿足條件
m1g=kv12
m2g=kv22
由以上兩式解出:v2=78m/s
(2)設(shè)飛機滑行距離為s,滑行過程中加速度大小為a,所用時間為
14、t。由勻變速直線運動公式有:
v22=2as
v2=at
可得:
a=2.0m/s2
t=39s
25.(1)粒子初速度為零,由C點射出電場,故電場方向與AC平行,由A指向C。由幾何關(guān)系和電場強度的定義知:
AC=R
F=qE
由動能定理有:FAC=
可解得:E=
(2)如圖,由幾何關(guān)系知ACBC,故電場中等勢線與BC平行。作與BC平行的直線與圓相切于D點,與AC的延長線交于P點,則自D點從圓周上穿出的粒子的動能增量最大。由幾何關(guān)系知:
∠PAD=30,AP=,DP=
設(shè)粒子以速度v1進入電場時動能增量最大,在電場中運動的時間為t1。粒子在AC方向做加速度為a的勻
15、加速運動,運動的距離等于AP;在垂直于AC的方向上做勻速運動,運動的距離等于DP。由牛頓第二定律和運動學(xué)公式有:
F=ma
AP=at12/2
DP= v 1t1
解得:v1=
(3)設(shè)粒子以速度v進入電場時,在電場中運動的時間為t。以A為原點,粒子進入電場的方向為x軸正方向,電場方向為y軸正方向建立直角坐標(biāo)系。由運動學(xué)公式有:
y=at2/2
x=vt
粒子離開電場的位置在圓周上,有:
+=R2
粒子在電場中運動時,其x方向的動量不變,y 方向的初始動量為零。設(shè)穿過電場前后動量變化量大小為mv0的粒子,離開電場時其y方向的速度分量為v2,由題給條件及運動學(xué)公式有:
m
16、v2=mv0=mat
聯(lián)立可得:
v=0
和v=
另解:
由題意知,初速為0時,動量增量大小為mv0,此即問題的一個解。自A點以不同的速率垂直于電場方向射入電場的粒子,沿y方向位移相等時,所用的時間都相同。因此,不同粒子運動到線段CB上時,動量變化都相同,自B點射出電場的粒子,其動量變化也為mv0,由幾何關(guān)系及運動學(xué)規(guī)律可得:此時入射速度v=v0。
27.(1)減小 減小 小于
(2)(i)假設(shè)乙罐中的氣體被到壓強為p,其體積變?yōu)閂1,由玻意耳定律有:
p(2V)=pV1
現(xiàn)兩罐氣體壓強均為p,總體積為(V+V1)。設(shè)調(diào)配后兩罐中氣體的壓強為p’,由玻意耳定律有:
17、
p(V+V1)= p’( V+2V)
p’=
(ii)若調(diào)配后甲罐中的氣體再被壓縮到原來的壓強p時,體積為V2,由玻意耳定律:
p’V=pV2
設(shè)調(diào)配后甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比為k,由密度的宣言有:
k=
聯(lián)立可得:k=
28.(1)BCE
(2)
(i)如圖,設(shè)距c點最近的振幅極大的點為d點,a與d的距離為r1,b 與d的距離為r2,d與c的距離為s,波長為λ。則:
r2-r1=λ
由幾何關(guān)系有:
r1=l-s
r22=(r1sin60)2+(l-r1cos60)2
聯(lián)立解得:λ=l/4
(ii)波的頻率為f,設(shè)小的傳播速度為v,有:
v=fλ
聯(lián)立得:v=