2020年天津市普通高中学业水平物理模拟试卷（四）

一、选择题（共5小题，满分25分）

• 1．近代物理取得了非常辉煌的成就，下列关于近代物理的说法正确的是（　　）

  A．用同频率的光照射不同的金属表面时均有光电子逸出，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W就越大

  B． 137 55 Cs是核泄漏时对人体产生有害辐射的重要污染物，其核反应方程式 137 55 C s → 137 56 B a + X ，其中X为电子

  C．一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子

  D．每个核子只与邻近核子产生核力作用，比结合能越大的原子核越不稳定
  组卷：135引用：6难度：0.8

  解析

• 2．图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R₁=55Ω，R₂=110Ω，A、V为理想电流表和电压表，若流过负载R₁的正弦交变电流如图乙所示，已知原、副线圈匝数比为2：1，下列说法正确的是（　　）

  A．电流表的示数为2A

  B．原线圈中交变电压的频率为100Hz

  C．电压表的示数为156V

  D．变压器的输入功率330W
  组卷：293引用：4难度：0.9

  解析

• 3．如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源s,它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为ab两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）。则以下说法中正确的是（　　）

  A．a光频率比b光频率大

  B．水对a光的折射率比b光大

  C．在真空中，a光的传播速度比b光大

  D．在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，干涉条纹间距a光的比b光的宽
  组卷：210引用：4难度：0.6

  解析

• 4．如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区。图中虚线是某一带负电的尘埃（不计重力）仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点。不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则以下说法正确的是（　　）

  A．A 点电势高于B点电势

  B．尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度

  C．尘埃在迁移过程中做匀变速运动

  D．尘埃在迁移过程中电势能一直在增大
  组卷：300引用：13难度：0.9

  解析

三、解答题（共5小题，满分60分）

• 12．如图甲所示，将一间距L=1m的足够长U形导轨固定，倾角为θ=37°，导轨上端连接一阻值为R=10.0Ω的电阻，整个空间存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场。质量为m=1kg、电阻为r=2.0Ω的金属棒ab垂直紧贴在导轨上且不会滑出导轨，导轨与金属棒之间的动摩擦因数μ=0.5，金属棒ab从静止开始下滑，下滑的x-t图象如图乙所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计且金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且紧密接触。重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
  （1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
  （2）从开始到t=2.5s过程中ab上产生的焦耳热。
  组卷：110引用：5难度：0.5

  解析

• 13．离子推进器是太空飞行器常用的动力系统．某种推进器设计的简化原理如图1，截面半径为R的圆柱腔分别为两个工作区，I为电离区，将氙气电离获得1价正离子；Ⅱ为加速区，长度为L，两端加有电压，形成轴向的匀强电场．I区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区，被加速后以速度v从右侧喷出．
  Ⅰ区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线

  R

  2

  处的C点持续射出一定速度范围的电子．假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示（从左向右看）．电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角（0＜α＜90^◦）．推进器工作时，向Ⅰ区注入稀薄的氙气．电子使氙气电离的最小速度为v₀，电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好．已知离子质量为M；电子质量为m,电量为e.（电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞）．
  
  （1）求Ⅱ区的加速电压及离子的加速度大小；
  （2）为取得好的电离效果，请判断Ⅰ区中的磁场方向（按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”）；
  （3）α为90^◦时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v的范围；
  （4）要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率v_M与α的关系．
  组卷：274引用：28难度：0.1

  解析