2020年全国统一高考理综试卷（全国Ⅰ卷）物理部分

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 $($ 　　 $)$

火星的质量约为地球质量的 $\frac{1}{10}$ ，半径约为地球半径的 $\frac{1}{2}$ ，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 $($ 　　 $)$

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 $50\mathit{kg}$ 。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 $8m/s$ ，此时每根绳子平均承受的拉力约为 $($ 　　 $)$

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 $t$ 变化的图象中，正确的是 $($ 　　 $)$

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， $\stackrel{̂}{\mathit{ab}}$ 为半圆， $\mathit{ac}$ 、 $\mathit{bd}$ 与直径 $\mathit{ab}$ 共线， $\mathit{ac}$ 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 $\mathit{ac}$ 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 $($ 　　 $)$

下列核反应方程中， $X_1$ 、 $X_2$ 、 $X_3$ 、 $X_4$ 代表 $\alpha$ 粒子的有 $($ 　　 $)$

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 $10m/s^2$ ．则 $($ 　　 $)$

如图， $U$ 形光滑金属框 $\mathit{abcd}$ 置于水平绝缘平台上， $\mathit{ab}$ 和 $\mathit{dc}$ 边平行，和 $\mathit{bc}$ 边垂直。 $\mathit{ab}$ 、 $\mathit{dc}$ 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 $\mathit{MN}$ 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， $\mathit{MN}$ 与金属框保持良好接触，且与 $\mathit{bc}$ 边保持平行。经过一段时间后 $($ 　　 $)$

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 $1\mathit{k\Omega }$，电流表内阻为 $0.5\Omega$．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　　 $\Omega$（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　　 $\Omega$（保留1位小数）。

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△ $t_1$、△ $t_2$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△ $p=$　　；（用题中给出的物理量及重力加速度 $g$表示）

（6）某一次测量得到的一组数据为： $d=1.000\mathit{cm}$， $m_1=1.50\times {10}^{-2}\mathit{kg}$， $m_2=0.400\mathit{kg}$，△ $t_1=3.900\times {10}^{-2}s$，△ $t_2=1.270\times {10}^{-2}s$， $t_{12}=1.50s$，取 $g=9.80m/s^2$．计算可得 $I=$　　 $N\cdot s$，△ $p=$　　 $\mathit{kg}\cdot m\cdot s^{-1}$；（结果均保留3位有效数字）

（7）定义△ $=\left|\frac{I-△p}{I}\right|\times 100\%$，本次实验△ $=$　　 $\%$（保留1位有效数字）。

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 $F=k{v}^2$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 $1.21\times {10}^5\mathit{kg}$时，起飞离地速度为 $66m/s$；装载货物后质量为 $1.69\times {10}^5\mathit{kg}$，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。

在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以 $O$为圆心，半径为 $R$的圆， $\mathit{AB}$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， $\mathit{AC}$与 $\mathit{AB}$的夹角 $\theta =60°$．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 $m{v}_0$，该粒子进入电场时的速度应为多大？

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　减小　（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。

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 $\frac{1}{2}p$．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，调配后两罐中气体的压强相等。求调配后

$\left(i\right)$两罐中气体的压强；

$\left(\mathit{ii}\right)$甲罐中气体的质量与甲罐中原有气体的质量之比。