【解析】内蒙古阿拉善盟2020届高三上学期期末考试物理试题

内蒙古自治区阿拉善盟2020届高三统一考试
物理试题
一、选择题：本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～8题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
1.“慧眼”卫星是中国第一个空间天文卫星，于2018年1月正式交付使用。

如图，“慧眼”卫星在轨运行时，在P 、Q 位置与地心的
距离分别为a 、b ,则卫星在P 、Q 位置所受地球的万有引力之比为（ ）
A. :a b
B. :b a
C. 22:a b
D. 22:b a 【答案】D
【详解】“慧眼”卫星绕地球做椭圆运动，根据万有引力定律可知：
2
Mm
F G
r = 在P 、Q 位置与地心的距离分别为a 、b ，则卫星在P 、Q 位置所受地球的万有引力之比为b 2：a 2，故D 正确，ABC 错误。

故选D 。

2.核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能,其中
235114489
92
05636U n Ba Kr aX +→++是反应堆中发生的许多核反应中的一种，
X 是某种粒子，a 是X 粒子的个数，用U m 、Ba m 、Kr m 分别表示
23592
U 、
14456
Ba 、
8936Kr 核的质量，X m 表示X 粒
子的质量，c 为真空中的光速，关于上述核反应以下说法正确的是（ ） A. X 为中子，2a = B. X 为质子，3a =
C. 对于铀核，平均每个核子放出的核能()20
2235
U Ba Kr X m m m m c E ---=
D. 对于铀核，平均每个核子放出的核能()20292
U Ba Kr X m m m m c E ---=
【答案】C
【详解】AB ．由核电荷数守恒知X 的电荷数为0，故X 为中子；由质量数守恒知a =3，故AB 错误；
CD ．核反应过程中的质量亏损：
2u Ba Kr n m m m m m ∆=---
由质能方程可知，释放的核能：
()222u Ba Kr n E mc m m m m c ∆=∆=---
平均每个核子释放的核能：
()2
02235235
U Ba kr x m m m m c
E E ---∆==
故C 正确，D 错误。

故选C 。

3. 斜面长为L ，高为h ，一质量为m 的物体放在斜面上恰能匀速下滑，若将物体沿斜面匀速向上拉，则拉力的大小为( )
A. mgh
L B.
2mgh
L
C. 2mgL h
D. 无法确定
【答案】B
【详解】设斜面的倾斜角为θ，则sin h
L
θ=
，匀速下滑时， 根据共点力平衡条件可得:受到的摩擦力cos sin f F N mg mg μμθθ===，当沿斜面向上匀速拉动时，由于摩擦力仍然是滑动摩擦力，大小不变，当方向相反，所以有sin 0f F F mg θ--=，所以
2
2
sin
mgh
F mg
L
θ
==，B正确。

4.如图所示，在边长 1.5
ab L
=，3
bc L
=的矩形区域内存在着垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O处有一粒子源，可以垂直磁场向区域内各方向发射速度大小相等的同种带电粒子，若沿Od方向射入的粒子从磁场边界cd离开磁场，该粒子在磁场中运动的时间为0t，圆周运动半径为L，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（）
A. 粒子带负电
B. 粒子的比荷为
Bt
π
C. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为
4t
D. 粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为0
6t
【答案】D
【详解】A．根据题意可知沿Od方向射入的粒子向右偏转，根据左手定则可知，粒子带正电，故A错误；
BCD．粒子的运动轨迹如图所示
根据几何知识有：
3
3
2
sin
2
L
θ==
解得：60θ=o
该粒子在磁场中运动的
时间为0t ，根据
0360
t T θ
=
o
得粒子在磁场中的运动周期为：0
0360660
T t t ==o
o 在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有：
2
v qvB m r
=
解得：qBr
v m
= 根据
2r
T v
π=
解得：2m
T qB
π= 则有：
026m
T t qB
π=
= 解得：0
3q m Bt π=，故BC 错误，D 正确。

故选D 。

5.抛出的铅球在空中的运动轨迹如图所示，A 、B 为轨迹上等高的两点，铅球可视为质点，空气阻力不计。

用v 、E 、k E 、P 分别表示铅球的速率、机械能、动能和重力瞬时功率的大小，用t 表示铅球在空中从A 运动到B 的时间，则下列图像中正确的是（ ）
A. B. C.
D.
【答案】CD
【详解】AB ．铅球做斜上抛运动，只受重力作用，故只有重力做功，所以机械能守恒，重力势能先增加后减小，故动能先减小后增加，速度先减小后增加，故AB 错误；
C ．以初始位置为零势能面，抛出时速度方向速度为v y ，根据铅球的机械能守恒，则有：
212k P y E E E E mgh E mg v t gt ⎛⎫
=-=-=-- ⎪⎝⎭
故E k -t 图像是开口向上的抛物线，故C 正确；
D ．速度的水平分量不变，竖直分量先减小到零，后反向增加，根据
2y P mgv mg t ==
重力的功率先均匀减小后均匀增加，故D 正确。

故选CD 。

6.据央视报道，北京时间2012年10月15日凌晨，奥地利著名极限运动员鲍姆加特纳从距地面高度约3.9万米的高空跳下，并成功着陆，一举打破多项世界纪录．假设他从氦气球携带的太空舱上跳下到落地的过程中沿竖直方向运动的v ﹣t 图象如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 0﹣t 1内运动员和所有装备整体所受重力大于空气阻力
B. t 1秒末运动员打开降落伞，此后做匀减速运动至t 2秒末
C. t 1秒末到t 2秒末运动员竖直方向的加速度方向向下，大小在逐渐增大
D. t 2秒后运动员保持匀速下落 【答案】AD
【详解】由v t -图象可知，10t :运动员做变加速直线运动，其斜率逐渐增大，即加速度增大，由牛顿第二定律得：mg f ma -=，则重力大于空气阻力，故A 正确．12t t :时间内，运动员做加速度逐渐减小的变减速直线运动，故B 错误．12t t :时间内加速度方向应向上，与速度方向相反，故C 错误；t 2秒后速度不变，动员保持匀速下落，故D 正确． 故选AD ．
考点：本题考查了v t -图象的认识、牛顿第二定律．
7.如图所示，实线表示电场线，虚线表示只受电场力作用的带电粒子的运动轨迹，粒子先经过M 点，再经过N 点，可以判定（ ）
A. 粒子带负电
B. 粒子的电势能不断减少
C. 粒子的动能不断减少
D. 粒子在M 点的加速度小于在N 点的加速度 【答案】BD
【详解】A ．由电场力方向应指向轨迹的内侧得知，粒子所受电场力方向大致斜向左下方，与电场线的方向基本一致，可知粒子带正电。

故A 错误。

BC ．粒子所受电场力方向大致斜向左下方，从M 到N 电场力对粒子做正功，其电势能减小，动能增大，则知粒子在M 点的电势能大于在N 点的电势能，在M 点的动能小于在N 点的动能。

故B 正确，C 错误；
D ．电场线的疏密表示电场的强弱，由图可知，N 点的电场线密，所以N 点的电场强度大，点电荷在N 点受到的电场力大，所以粒子在M 点的加速度小于在N 点的加速度，故D 正确。

故选BD 。

8.如图所示，两根足够长的光滑金属导轨水平平行放置，间距为1=1m ，cd 间、de 间、cf 间分别接着阻值为R=10Ω的电阻．一阻值为R=10Ω的导体棒ab 以速度v=4m/s 匀速向左运动，导体棒与导轨接触良好；导轨所在平面存在磁感应强度大小为B=0.5T ，方向竖直向下的匀强做场．下列说法中正确的是
A. 导体棒中电流的流向为由b 到a
B. cd 两端的电压为1V
C. fe 两端的电压为1V
D. ab 两端的电压为2V 【答案】BC
根据右手定则得：导体棒ab 中电流的流向为由a 到b ．故A 错误．ab 产生的感应电动势为E=Blv=0.5×1×4V=2V ，则cd 两端的电压为U cd =
2R
R
E =1V ，选项B 正确；fe 两端的电压等于cd 两端的电压，是1V ，选项C 正确；ab 两端的电压等于cd 两端的电压，是1V ，选项D 错误；故选BC.
二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。

第9题～第12题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第13题～第16题为选考题，考生根据要求作答。

（一）必考题
9.如图(甲)所示为某同学测量物块与水平长木板之间动摩擦因数的实验装置示意图
实验步骤如下：
A.用天平测出物块质量1m 、重物质量2m
B.调整长木板上的轻滑轮，使滑轮与物块间的细线水平
C.打开电源，让物块由静止释放，打点计时器
纸带上打出点迹
D.多次重复步骤（C ），选取点迹清晰的纸带，求出加速度a
E.根据上述实验数据求出动摩擦因数μ 回答下列问题：
（1）在实验步骤A 中是否一定需要满足重物质量2m 远小于物块质量1m 。

______ (填“是”或“否”)
（2）实验中打出的一条纸带如图(乙)所示，标出的每相邻两个计数点间都还有四个计时点未画出，则物块的加速度a =______2
m /s (结果保留三位有效数字)．
（3）实验中已知2
1
m k m =，根据实验原理，得动摩擦因数的表达式μ= ______ (用字母k 、a 和重力加速度g 表示)．
【答案】 (1). 否 (2). 1.51 (3). ()1k a
k g
+-
【详解】（1）[1]把物块和重物作为整体根据牛顿第二定律求得加速度，故不需要满足重物质量m 2远小于物块质量m 1；
（2）[2]各点间还有4个点未标出，所以时间间隔是T =5t 0=5×0.02s=0.1s ，根据逐差法有：
2x aT ∆=
得物块的加速度：
4321
2
1.514x x x x a T
+--=
=m/s 2 （3）[3]对M 、m 组成的系统，由牛顿第二定律得：
()2112m g m g m m a μ-=+
解得：()1k a
k g
μ+=-
10.在《描绘小灯泡伏安特性曲线》的实验中，选择“3V、0.5A”的小灯泡作为研究对象，请回答下面几个问题：
（1）下列实验器材中应选用_______(填入器材序号)
A.电流表(量程0~0.6A，内阻1Ω)
B.电流表(量程0~3A，内阻1Ω)
C.电压表(量程0~15V，内阻约10kΩ)
D.电压表(0~3V，内阻约2kΩ)
E.滑动变阻器(阻值0~100Ω)
F.滑动变阻器(阻值0~10Ω)
E
G.电源6V
H.开关、导线若干
（2）在本实验中，滑动变阻器应采用______（填“分压”或“限流”）接法，电流表应采用_____（填“内”、“外”)接法
（3）小灯泡所加的电压U由零逐渐增大到3V，在此过程中电压U和电流I的关系可以用图象表示，在图中符合实际的是__
A. B. C. D.
（4）小灯泡的电阻随它两端的电压升高而变大的直接原因是____________________
【答案】(1). ADFGH(2). 分压(3). 外(4). B(5). 温度升高，电阻变大
【详解】（1）[1]由题意可知，灯泡的额定电压为3V ，为了准确性及安全性原则，电压表应选择D ；根据
P =UI
可得灯泡的额定电流为I =0.5A ，故电流表应选择A ；测量灯泡的伏安特性曲线实验中应采用分压接法，故滑动变阻器应选用小电阻，故滑动变阻器应选择F ；实验还需要电源E =6V ，开关I ，导线若干，所以实验器材中应选用：ADFGH ；
（2）[2]测量小灯泡的伏安特性曲线时，要求电压值从零开始变化，故滑动变阻器应采有分压接法； [3]灯泡内阻为
3
0.5
x R =
=6Ω 而电流表内阻约为1Ω，电压表内阻约为2kΩ，电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法；
（3）[4]小灯泡的温度不断升高，电阻增大，由欧姆定律得：
U R I
=
等于图线上的点与原点连线的斜率倒数，电阻一直增大，故图线上的点与原点连线的斜率一直减小，故ACD 不符合实际，B 正确。

故选B 。

（4）[5]由于灯泡电阻受温度影响，随温度升高而增大，随灯泡电压与电流的增大，灯泡实际功率增大，灯丝温度升高，灯丝电阻变大。

11.在光滑的水平面上，一质量为m A =0.1kg 的小球A ，以v 0=9m/s 的初速度向右运动，与质量
为m B =0.2kg 的静止小球B 发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程中没有机械能损失．碰后小球B 滑向与水平面相切、半径为R 的竖直放置的固定光滑半圆形轨道，且恰好能通过最高点N 后水平抛出．重力加速度为g =10m/s 2．求：
(1) 碰撞后小球B 的速度大小；
(2) 圆轨道半径R 的大小．
【答案】(1)6m/s (2)0.72m
【详解】（1）由动量守恒定律可知：m A v 0=m A v 1+m B v 2 由能量关系可知：222012111222
A A
B m v m v m v =+ 带入数据解得v 2=6m/s
（2）小球B 从轨道最低点M 运动到最高点N 的过程中机械能守恒，有：
12m B v 22=m B g•2R+12
m B v N 2 小球B 恰好能通过圆形轨道最高点，有：m B g=m B 2 N v R
联立两式并带入数据解得R=0.72m
12.如图所示，abcd 是一个正方形盒子．cd 边的中点有一个小孔e.盒子中有沿ad 方向的匀强电场．一个质量为m 带电量为q 的粒子从a 处的小孔沿ab 方向以初速度v 0射入盒内，并恰好从e 处的小孔射出．(忽略粒子重力)求：
(1)该带电粒子从e 孔射出的速度大小．
(2)该过程中电场力对该带电粒子做的功．
(3)若正方形的边长为L ，试求该电场的场强．
【答案】（1017v （2）208mv
(1)设粒子在e 孔的竖直速度为v y .
则水平方向：l/2＝v 0t
竖直方向：l ＝2
v v ·t 得：v y ＝4v 0v e 220y v v +17v 0
(2)由动能定理得：W 电＝122e mv －12
20mv ＝820mv (3)由W 电＝Eq·l 和W 电＝82
0mv 得：E ＝208mv ql
. 本题考查带电粒子在电场中的偏转，在进入匀强电场后粒子只受电场力作用，做类平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体，由此可求得飞出e 孔时竖直分速度和合速度大小，在偏转过程中由电场力做功等于动能变化量可求得电场力做功，由电场力做功W=qEd 结合动能变化量可求得场强大小
三、选考题：共15分。

请考生从给出的2道物理题任选一题作答，并用2B 铅笔将所选题号涂黑。

注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，多涂、错涂、漏涂均不给分，如果多做，则每学科按所做的第一题计分。

【物理——选修3-3】
13.一定量的理想气体从状态a 开始，经历三个过程ab 、bc 、ca 回到原状态，其p T 图象如图所示，下列判断正确的是
A. 过程bc 中气体既不吸热也不放热
B. 过程ab 中气体一定吸热
C. 过程ca 中外界对气体所做的功等于气体所放的热
D. a 、b 和c 三个状态中，状态a 分子的平均动能最小
E. b 和c 两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同
【答案】BDE
【详解】A ．由图示图象可知，bc 过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律
△U =Q +W
可知，气体吸热，故A 错误；
B ．由图示可知，ab 过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度升高，内能增大，由热力学第一定律
△U =Q +W
可知，气体吸收热量，故B 正确；
C ．由图象可知，ca 过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，W ＞0，气体温度降低，内能减少，△U ＜0，由热力学第一定律
△U =Q +W
可知，气体要放出热量，过程ca 中外界对气体所做的功小于气体所放热量，故C 错误； D ．由图象可知，a 、b 和c 三个状态中a 状态温度最低，分子平均动能最小，故D 正确； E ．由图象可知，bc 过程气体发生等温变化，气体内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，体积增大，b 、c 状态气体的分子数密度不同，b 和c 两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同，故E 正确。

故选BDE 。

14.如图所示，一总长度为L 导热性能良好的汽缸放置在水平面上，开口向左．用横截面积为S 的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，活塞静止时距汽缸底部L/2 ．现保持温度不变，缓慢转动汽缸．使其开口竖直向上放置，活塞最终静止时距汽缸底部L/4．已知大气压强为p o ，不计活塞厚度，活塞与汽缸无摩擦接触且气密性良好．重力加速度为g ．
(1)求活塞质量m ；
(2)现用外力F 缓慢竖直向上拉动活塞，活塞到达汽缸上边缘时，汽缸恰好对地面无压力．求此时所施加外力F 的大小．
【答案】（1）0P S g （2）032
P S
【详解】(1)开始时，汽缸开口向左，气体压强为0P ，体积为
2SL ，开口币竖直放置时，设气体压强为1P ，体积为4
SL ，温度不变，由公式得： 0124SL SL P P ⋅
=⋅
解得：102P P =
汽缸开口币，活塞静止时受力分析得：
01P S mg PS += 解得：0P S m g = ； (2)活塞与汽缸处于平衡状态，气体压强为20mg F P P S S =+
- 体积为SL ，温度不变，由公式得：
022
LS P P SL ⋅= 解得：032
F P S = ． 【物理——选修3-4】
15.一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，波速为4m/s 。

某时刻其波形如图所示，下列说法正确的是________
A. 这列波的振幅为2cm
B. 这列波的周期为1s
C. 此时4m x =处质点沿y 轴负方向运动
D. 此时4m x =处质点加速度为0
E. 从此时开始5s 后4m x =处的质点沿y 轴负方向运动
【答案】ADE
【详解】A ．振幅等于y 的最大值，故这列波的振幅为A =2cm ，故A 正确。

B ．由图知，波长λ=8m ，且波速v =4m/s ，由波速公式
v T λ=
代入数据得周期：T =2s ，故B 错误； C ．简谐机械横波沿x 轴正方向传播，由波形平移法得知，此时x =4m 处质点沿y 轴正方向运
动，故C 错误。

D ．此时x =4m 处质点沿处于平衡位置，位移为零，则加速度为零，故D 正确。

E ．因T =2s ，则从此时开始5s 后x =4m 处的质点完成了2.5T ，恰好处于平衡位置，将沿y 轴负方向运动，故E 正确。

故选ADE 。

16.如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于BC 边入射，经棱镜折射后从AC 边射出。

已知60A θ∠==o ，光在真空中的传播速度为c 。

求：
（1）该棱镜材料的折射率；
（2）光在棱镜中的传播速度。

【答案】（1）3；（2）
3c 。

【详解】（1）作出完整的光路如图
根据几何关系可知：30B ϕ=∠=︒，所以60α=︒
因为60αθ==︒，所以βγ=
又：
60A βγ+=∠=︒
解得：30βγ==︒
根据折射定律有：
sin sin sin sin n αθβγ=
=
解得：n =（2）光在棱镜中的传播速度：
c v n =
=。