2020 新课标 III 卷 物理

（6分）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（　　）

（6分）“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． $\sqrt { \frac { \mathbb { R } \mathbb { E } } { \mathbb { Q P } } }$ B $\sqrt { \frac { \mathbb { R } \mathbb { P } \mathbb { K } \mathbb { g } } { \mathbb { Q } } }$ C $\sqrt { \frac { \mathbb { R } \mathbb { Q } \mathbb { g } } { \mathrm { K P } } }$ D $\sqrt { \frac { \mathbb { R } \mathbb { P } \ g } { \mathbb { Q } \mathrm { K } } }$

（6分）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 $\alpha { = } 7 0 ^ { \circ }$ ，则β等于（　　）

A $4 5 ^ { \circ }$ B $5 5 ^ { \circ }$ C $6 0 ^ { \circ }$ D $7 0 ^ { \circ }$

（6 分）如图，∠M 是锐角三角形 PMN 最大的内角，电荷量为 ${ \bf q } ^ { \mathrm { ~ ~ } } ( { \bf q } > 0 )$ ）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（　　）

（6 分）某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为 0.02s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出 B 点时小车的速度大小 $\mathrm { v _ { B } } { = } \mathrm { ~ } 0 . 3 6 \mathrm { ~ \Omega ~ m } / \mathrm { s }$ ，打出 P 点时小车的速度大小$\mathrm { v _ { P } = \_ 1 . 8 0 m / s }$ 。（结果均保留2位小数）若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为　B、P之间的距离　。

图(a)

图(b)

（9分）已知一热敏电阻当温度从10℃升至 $6 0 ^ { \circ } \mathrm { C }$ 时阻值从几千欧姆降至几百欧姆，某同学利用伏安法测量其阻值随温度的变化关系。所用器材：电源E、开关S、滑动变阻器R（最大阻值为20Ω）、电压表（可视为理想电表）和毫安表（内阻约为100Ω）。

（1）在所给的器材符号之间画出连线，组成测量电路图。

（2）实验时，将热敏电阻置于温度控制室中，记录不同温度下电压表和毫安表的示数，计算出相应的热敏电阻阻值。若某次测量中电压表和毫安表的示数分别为 5.5V 和3.0mA，则此时热敏电阻的阻值为　1.8 kΩ（保留2位有效数字）。实验中得到的该热敏电阻阻值R随温度t变化的曲线如图（a）所示。

（3）将热敏电阻从温控室取出置于室温下，测得达到热平衡后热敏电阻的阻值为2.2kΩ．由图（a）求得，此时室温为　25.5　℃（保留3位有效数字）。

（4）利用实验中的热敏电阻可以制作温控报警器，其电路的一部分如图（b）所示。图中，E 为直流电源（电动势为 10V，内阻可忽略）；当图中的输出电压达到或超过 6.0V时，便触发报警器（图中未画出）报警。若要求开始报警时环境温度为50℃，则图中 $\underline { { \mathrm { R } } } _ { 1 }$ （填 $^ { 6 6 } \mathrm { R } _ { 1 } ^ { , 5 }$ 或 $^ { 6 6 } { \mathrm { R } } _ { 2 } ^ { , 9 } )$ 应使用热敏电阻，另一固定电阻的阻值应为　1.2 kΩ（保留2位有效数字）。

图(a)

图(b)

（10 分）如图，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为 $\mathrm { H } { = } 1 8 \mathrm { c m }$ 的 U 型管，左管上端封闭，右管上端开口。右管中有高 $\mathtt { h } _ { 0 } = 4 \mathtt { c m }$ 的水银柱，水银柱上表面离管口的距离1＝12cm。管底水平段的体积可忽略。环境温度为 $\mathrm { T } _ { 1 } { = } 2 8 3 \mathrm { K }$ ，大气压强 $\mathtt { p 0 } { = } 7 6 \mathrm { c m H g }$ C

（i）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部。此时水银柱的高度为多少？

（ii）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度为多少？

如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为t＝0和 $\mathrm { { t } } { = } 0 . 1 \mathrm { { s } }$ 时的波形图。已知平衡位置在x＝6m处的质点，在0到0.1s时间内运动方向不变。这列简谐波的周期为　0.4 s，波速为　10 m/s，传播方向沿x轴　负方向　（填“正方向”或“负方向”）。

如图，一折射率为 $\sqrt { 3 }$ 的材料制作的三棱镜，其横截面为直角三角形ABC， $\angle \mathbf { A } { = } 9 0 ^ { \circ }$ $\angle \mathrm { B } = 3 0 ^ { \circ }$ ．一束平行光平行于BC边从AB 边射入棱镜，不计光线在棱镜内的多次反射，求AC边与BC 边上有光出射区域的长度的比值。