2020年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合3卷（物理部分）答案解析
（分值分布：力学44分、电磁学45分、现代物理学6分、热学/光学15分）
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．（电磁学）如图，水平放置的圆柱形光滑玻璃棒左边绕有一线圈，右边套有一金属圆环。圆环初始时静止。将图中开关S由断开状态拨至连接状态，电路接通的瞬间，可观察到
A．拨至M端或N端，圆环都向左运动
B．拨至M端或N端，圆环都向右运动
C．拨至M端时圆环向左运动，拨至N端时向右运动
D．拨至M端时圆环向右运动，拨至N端时向左运动
【答案】B
【解析】无论开关S拨至哪一端，当把电路接通一瞬间，左边线圈中的电流从无到有，电流在线圈轴线上的磁场从无到有，从而引起穿过圆环的磁通量突然增大，根据楞次定律（增反减同），
关于重阳节的手抄报右边圆环中产生了与左边线圈中方向相反的电流，异向电流相互排斥，所以无论哪种情况，
圆环均向右运动。故选B。
【考点】选修3-2电磁感应
【难度】☆
15．（力学）甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动，甲追上乙，并与乙发生碰撞，碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。已知甲的质量为1kg，则碰撞过程两物块损失的机械能为
A．3J B．4J C．5J D．6J
【答案】A
【解析】由v -t 图可知，碰前甲、乙的速度分别为5m/s =甲v ，1m/s =乙v ；碰后甲、乙的速度分别为
1m/s '=-甲v ，2m/s '=乙v ，甲、乙两物块碰撞过程中，由动量守恒定律得
''+=+甲甲乙乙甲甲乙乙m v m v m v m v ，
解得6kg =乙m .则损失的机械能为22221111
3J 2222
''∆=
+--=甲甲乙乙甲甲乙乙E m v m v m v m v .【考点】选修3-5动量守恒定律【难度】☆☆
16．（力学）“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认
为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K 倍。已知地球半径R 是月球半径的P 倍，地球质量是月球质量的Q 倍，地球表面重力加速度大小为g ．则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为A
B
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D
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【答案】D
【解析】设地球的质量为M ，根据地球表面的物体所受到的重力等于地球对物体的引力，有
2=GM gR ，①
设嫦娥四号卫星的质量为m 1，根据万有引力提供向心力有
12
1
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2
=⎛⎫
⎪⎝⎭M
m v Q
G m KR KR P P ，②
由①②式可解得
=
=v .【考点】必修2万有引力与航天【难度】☆☆
17．（力学）如图，悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O 点处；绳的一端固定在墙上，另
一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时，O 点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°，则β等于
A ．45°
B ．55°
C ．60°
D ．70°
【答案】B
【解析】根据题意，对O 点进行受力分析，如图所示：
根据几何关系有2=180+ αβ，由已知条件解得=55 β.
【考点】必修1相互作用【难度】☆
18．（电磁学）真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a 和3a 的同轴圆柱面，磁场的方向与圆
柱轴线平行，其横截面如图所示。一速率为v 的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m ，
电荷量为e ，忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为
A ．
32mv ae
B ．
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mv ae
C ．
34mv ae
D ．
35mv ae
【答案】C
【解析】电子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力
2
=v eBv m
r
则磁感应强度与圆周运动轨迹关系为
mv r eB
=
即磁场的磁感应强度越小，运动轨迹半径越大。令电子运动轨迹最大的半径为m r ，为了使电
子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，其最大半径的运动轨迹与实线圆相切，如图所
示：
由几何关系可得()2
223m m a r r a -=+，解得4
3
m r a =，
所以磁场的磁感应强度最小值min 34m mv mv
B er ae
=
=
.【考点】选修3-1磁场【难度】☆☆☆
19．（现代物理学）1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X ，反
应方程为：427
1
213
0He +
Al X n +→。X 会衰变成原子核Y ，衰变方程为01X Y e +→，则
A ．X 的质量数与Y 的质量数相等
B ．X 的电荷数比Y 的电荷数少1
C ．X 的电荷数比2713Al 的电荷数多2
D ．X 的质量数与2713Al 的质量数相等
【答案】AC
【解析】设X 和Y 的质子数分别为n 1和n 2，质量数分别为m 1和m 2，则反应方程为
1
14
2712
13
0He +
Al X n m n +→，1212X Y e
m m n n +０１→根据反应方程质子数和质量数守恒，有
14+27=1m +，12+13=n ，12m m =，121n n =+，
解得
1230m m ==，115n =，214n =，
A 、D ：X 的质量数（130m =）与Y 的质量数（230m =）相等，比2713Al 的质量数多3，故A 正确，D 错误；
B 、
C ：X 的电荷数（115n =）比Y 的电荷数（214n =）多1，比2713Al 的电荷数多2，故B 错误，C 正确.
【考点】选修3-5原子核【难度】☆☆
20．（电磁学）在图（a ）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V ，理想变压器原、副线圈的匝数比
为10∶1，R 1、R 2、R 3均为固定电阻，R 2=10Ω，R 3=20Ω，各电表均为理想电表。已知电阻R 2中电流i 2随时间t 变化的正弦曲线如图（b
）所示。下列说法正确的是
A ．所用交流电的频率为50Hz
B ．电压表的示数为100V
C ．电流表的示数为1.0A
D ．变压器传输的电功率为15.0W
【答案】AD
【解析】A ．交流电的频率为11
50HZ 0.02s
f T =
==，A 正确；B ．通过R 2
电流的有效值为21A I =，R 2两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知
222101A=10V U U R I '===Ω⨯，根据理想变压器的电压规律可知原线圈的电压1
2
1010V 100V n U U n '=
=⨯=，原线圈和电阻R 1串联，电阻R 1两端分压即为电压表示数，即V 1220V 220V 100V 120V U U U ==-=-=，B 错误；C ．电流表与R 3的串联，故电流表示数为3A 33310V 0.5A 20U U I I R R '==
===Ω
，C 错误；D ．副线圈中流过的总电流为231A 0.5A    1.5A I I I '=+=+=，变压器原副线圈传输的功率为
10V    1.5A 15W P U I '''==⨯=，D 正确。
【考点】选修3-2交变电流【难度】☆☆
21．（电磁学）如图，∠M 是锐角三角形PMN 最大的内角，电荷量为q （q >0）的点电荷固定在P 点。
下
列说法正确的是