2020年北师大附中高考物理临模测试试卷

一、本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。

• 1．关于花粉颗粒在液体中的布朗运动，下列说法正确的是（　　）

  A．液体温度越低，布朗运动越显著

  B．花粉颗粒越大，布朗运动越显著

  C．布朗运动是由液体分子的无规则运动引起的

  D．布朗运动是由花粉颗粒内部分子无规则运动引起的
  组卷：167引用：3难度：0.8

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• 2．如图所示，两束可见单色光A和B射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后合为一束可见光OC，下列判断正确的是（　　）

  A．在玻璃中A光的速率小于B光的速率

  B．在玻璃中A光的折射率大于B光的折射率

  C．A光的光子能量小于B光的光子能量

  D．A光的频率大于B光的频率
  组卷：190引用：2难度：0.8

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• 3．下列核反应方程中，表示β衰变的是（　　）

  A． 234 90 Th→ 234 91 Pa+ 0 - 1 e

  B． 238 92 U→ 234 90 Th+ 4 2 He

  C． 2 1 H+ 3 1 H→ 4 2 He+ 1 0 n

  D． 235 92 U+ 1 0 n→ 144 56 Ba+ 89 36 Kr+ 3 1 0 n
  组卷：67引用：4难度：0.3

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• 4．平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距3m的甲、乙两个小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波（　　）

  A．频率是30Hz

  B．波长是3m

  C．波速是1m/s

  D．周期是0.1s
  组卷：1171引用：35难度：0.9

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• 5．如图所示，在水平面上有一个U形金属框架和一条跨接其上的金属杆ab,二者构成闭合回路且处于静止状态。在框架所在的空间内存在匀强磁场（图中未画出）。下面说法正确的是（　　）

  A．若磁场方向水平向右，当磁场增强时，杆ab受安培力向上

  B．若磁场方向水平向右，当磁场减弱时，杆ab受安培力向上

  C．若磁场方向竖直向上，当磁场增强时，杆ab受安培力向左

  D．若磁场方向竖直向上，当磁场减弱时，杆ab受安培力向左
  组卷：197引用：3难度：0.7

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• 6．如图所示，在两块平行金属板间存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场（磁场未画出）。现有两种带电粒子M、N分别以同样的速度v从左端沿两板间的中线射入，都能沿直线从右端射出，不计粒子重力。以下说法不正确的是（　　）

  A．带电粒子M、N的电性一定相同

  B．带电粒子M、N的电量一定相同

  C．撤去电场仅保留磁场，M、N做圆周运动的半径一定相等

  D．撇去磁场仅保留电场，M、N若能通过场区，则通过场区的时间相等
  组卷：98引用：3难度：0.8

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二、非选择题：本部分共6题，共58分。

• 19．如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场垂直于半圆型且中空的金属盒D₁和D₂，磁感应强度为B，金属盒半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距离为d,且R≫d,两盒间电压为U．A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D₁盒中，经过半个圆周之后再次到达两盒的缝隙。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m,电荷量为+q。
  （1）不考虑加速过程中的相对论效应和重力影响。
  ①求粒子可获得的最大速度v_m；
  ②若粒子第一次进入D₁盒在其中的轨道半径为r₁，粒子第一次进入D₂盒在其中的轨道半径为r₂，求r₁与r₂之比。
  （2）根据回旋加速器的工作原理，请通过计算对以下两个问题进行分析：
  ①在上述不考虑相对论效应和重力影响的情况下，计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，为何常常忽略粒子通过两盒间狭缝的时间，而只考虑粒子在磁场中做圆周运动的时间；
  ②实验发现：通过回旋加速器，加速的带电粒子能量达到25∼30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续加速粒子了。
  组卷：165引用：2难度：0.4

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• 20．北京时间2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布首张黑洞真容。
  （1）已知M87星系黑洞的质量为M=1.05×10⁴⁰kg,万有引力常量为G=6×10^-11N•m²/kg²，取距黑洞无穷远处为零势能面，引力势能表达式为E_P=-

  GM

  m

  r

  。
  a.某探测器质量为m,以速度v于距离黑洞中心为R处发射，此时恰能脱离黑洞引力场，求R的表达式；
  b.施瓦西半径（即视界半径）指光子在某天体引力作用下的逃逸半径，黑洞的施瓦西半径往往大于其内部天体的半径。已知光速为c=3×10⁸m/s,请根据R的表达式直接写出M87星系黑洞的施瓦西半径R_s的表达式，并计算出R_s的值。
  （2）根据海森堡不确定原理，真空中的任意位置均有概率发生一对正粒子与反粒子的创生，这对粒子被称为虚粒子对，虚粒子对会在极短时间内相撞湮灭而“归还”能量，宏观上该区域没有能量变化。假设在黑洞视界表面的虚粒子对均为正反光子，若光子能量为E，当E＞E₀时，反光子会落入视界，而光子会逃逸，产生霍金辐射。已知黑洞视界半径为R_s，在黑洞视界表面单位面积单位时间上发生光子创生的次数为n,发生创生的光子的频率为从ν₁到ν₂的任意频率，且每种频率的光子发生创生的几率均等。已知普朗克常量h,hν₁＜E₀＜hν₂。
  a.请定性地画出光子的能量E随频率ν变化的图像；
  b.求M87星系黑洞的霍金辐射功率P的表达式（用题中给出的物理量E₀、n、h、ν₁、ν₂、R_s表示）。
  组卷：188引用：2难度：0.3

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