2022年天津市南开区高考物理二模试卷

一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）

• 1．铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变。其衰变方程为

  238

  92

  U

  →

  234

  90

  T

  h

  +

  X

  ，裂变方程为

  235

  92

  U

  +

  1

  0

  n

  →

  Y

  +

  89

  36

  kr

  +

  3

  1

  0

  n

  ，其中

  235

  92

  U

  、

  1

  0

  n

  、Y、

  89

  36

  kr

  的质量分别为m₁、m₂、m₃、m₄，光在真空中的传播速度为c。下列叙述正确的是（　　）

  A． 238 92 U 发生的是β衰变

  B．Y原子核中含有56个中子

  C．若提高温度， 238 92 U 的半衰期将会变小

  D．裂变时释放的能量为（m1-2m2-m3-m4）c2
  组卷：373引用：4难度：0.9

  解析

• 2．自热米饭因其便于加热和携带越来越受到“驴友”的欢迎。自热米饭盒内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，盖上盒盖便能在10～15分钟内迅速加热食品。自热米饭的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸。下列说法正确的是（　　）

  A．自热米饭盒爆炸，是盒内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果

  B．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体内能增加

  C．在自热米饭盒爆炸的瞬间，盒内气体温度降低

  D．自热米饭盒爆炸前，盒内气体温度升高，标志着每一个气体分子速率都增大了
  组卷：243引用：3难度：0.7

  解析

• 3．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km,绕二者连线上的某点（位置未知）每秒公转12圈。若将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，忽略其他星体的影响，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，则无法估算出这一时刻两颗中子星（　　）

  A．各自的质量	B．质量之和
  C．公转速率之和	D．公转的角速度
  组卷：252引用：2难度：0.5

  解析

• 4．B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t=0时刻波恰好传到质点M。已知此超声波的频率为1×10⁷Hz,下列说法正确的是（　　）

  A．0～1.25×10-7s内质点M运动的路程为2.4mm

  B．超声波在血管中的传播速度为1.4×105m/s

  C．质点M开始振动的方向沿y轴正方向

  D．t=1.5×10-7s时质点N恰好处于负向最大位移处
  组卷：171引用：1难度：0.6

  解析

三、解答题（共4小题，满分60分）

• 11．如图所示为一种质谱仪的简化原理图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。位于第Ⅱ象限的静电分析器，其通道为

  1

  4

  圆环状，内有方向指向坐标原点O的均匀辐向电场，半径为R的虚线MN为通道的中心线，中心线处的电场强度大小为E。位于第Ⅰ象限的磁分析器内分布着方向垂直于纸面向外的区域足够大的匀强磁场，y轴为两个分析器的边界。质量为m、电荷量为e的

  1

  1

  H

  （氕核）从离子源飘出（初速度可视为零），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，从N点垂直y轴射出后射入磁分析器中，最后恰好垂直打在放置于磁分析器下边界（x轴）的探测板上。不计粒子重力和粒子间相互作用，求：
  （1）加速电场中的加速电压U和

  1

  1

  H

  （氕核）沿中心线MN运动的速度大小v₀；
  （2）磁分析器中匀强磁场的磁感应强度B；
  （3）若从离子源飘出

  2

  1

  H

  （氘核），其打在探测板上的位置距O点的距离x。
  组卷：169引用：2难度：0.3

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• 12．为了减小传统制动器的磨损，提高安全性能，某设计师设想用电磁阻尼承担电梯减速时大部分制动的负荷。图1为设计的电磁阻尼制动器的原理图。电梯箱与配重质量都为M，通过高强度绳索套在半径为r₁的承重转盘上，且绳索与转盘之间不打滑。承重转盘通过固定转轴与制动转盘相连。制动转盘上固定了半径为r₂和r₃的内外两个金属圈（图2），两金属圈电阻不计，两金属圈之间用三根互成120°的辐向导体棒连接，每根导体棒电阻均为R，制动转盘放置在一对励磁线圈之间，励磁线圈产生垂直于制动转盘的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场区域限制在120°辐向角内，磁场区下边界没有磁场，如图2阴影区所示（始终有且只有一根导体棒在磁场内）。若电梯箱内放置质量为m的货物一起以速度v竖直匀速上升，电梯箱离终点（图中未画出）高度为h时关闭动力系统，仅开启电磁制动，一段时间后，电梯箱恰好到达终点。
  （1）若在开启电磁制动瞬间，三根金属棒的位置刚好在图2所示位置，制动转盘顺时针运动，则此时制动转盘上的电动势E为多少？此时cd两端的电压为多大？
  （2）若忽略承重转盘和制动转盘的质量，且不计其它阻力影响，则在上述制动过程中，制动转盘产生的热量是多少？
  （3）求电梯速度为v时制动装盘的电磁阻尼功率，若要提高制动的效果，试对上述设计做出一处改进。
  组卷：233引用：1难度：0.1

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