2016届天津市河西区高三第二次模拟考试理综物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

在下列四个方程中，x₁、x₂、x₃和x₄各代表某种粒子． 以下判断中正确的是

①x₁      ② x₂

③x₃               ④ x₄

A．x₁是电子                     B．x₂是质子

C．x₃是α粒子                  D．x ₄是氘核

2. 难度：简单

A与B是两束平行的单色光，它们从空气射入水中的折射角分别为β_A、β_B若β_A＞β_B，则下列说法正确的是

A．在空气中A的波长大于B的波长

B．A光产生的干涉条纹间距小于B光产生的干涉条纹间距

C．A光的能量大于B光的能量

D．A光产生光电效应的可能性大于B光产生光电效应的可能性

3. 难度：中等

一物体放置在倾角为的斜面上，斜面固定于加速上升的电梯中，加速度为，如图所示．在物体始终相对于斜面静止的条件下，下列说法中正确的是

A．当一定时，越大，斜面对物体的正压力越小

B．当一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越大

C．当一定时，越大，斜面对物体的正压力越大

D．当一定时，越大，斜面对物体的摩擦力越小

4. 难度：简单

如图所示，两根平行放置长度相同的长直导线a和b载有大小相同方向相反的电流，a受到的磁场力大小为F₁，当加入一个与导线所在平面垂直的匀强磁场后，a受到的磁场力大小变为F₂，则此时b受到的磁场力大小变为

A．F₂          B．F₁ - F₂         C．F₁ + F₂       D．2F₁ - F₂

5. 难度：简单

如图所示，点电荷Q形成的电场中有A、B两点，已知A的电势为-15V、B点的电势为-20V．则

A．点电荷Q带正电

B．A点的电场强度比B点的大

C．A、B两点的电势差V

D．检验电荷+q在A点时具有的电势能比在B点时的小

6. 难度：中等

如图所示，在平面xy内有一沿水平轴x传播的简谐横波，波速为3．0m/s，频率为2．5Hz，振幅为4．0×10^-2m。已知t=0时刻P点质元的位移为y =4．0×10^-2m，速度沿y轴正方向，Q点在P点右方0．9 m处，下列判断准确的是

A．在t = 0时，Q点的质元位移为y = －4．0×10^-2m

B．在t = 0时，Q点的质元处于平衡位置

C．该波传播的速度方向是沿x轴正方向

D．该波传播的速度方向是沿x轴负方向

7. 难度：中等

如图所示，轨道是由一直轨道和一半圆轨道无缝对接组成的，一个小滑块从距轨道最低点B为h高度的A处由静止开始运动，滑块质量为m，不计一切摩擦。则

A．若滑块能通过圆轨道最高点D，h的最小值为2．5R

B．若h＝2R，当滑块到达与圆心等高的C点时，对轨道的压力为3mg

C．若h＝2R，滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动

D．若要使滑块能返回到A点，则h≤R

8. 难度：中等

如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原副线圈的匝数比为n₁:n₂＝10:1，电阻R＝10Ω。图乙是R两端电压u随时间变化的图象，U_m＝14．1V。则下列说法中正确的是

A．通过R的电流i_R随时间t变化的规律是i_R＝cos100πt（A）

B．电流表A的读数为0．1A

C．电压表V的读数为14．1V

D．变压器的输入功率为10W

二、填空题

9. 难度：中等

一质量为m、电量为q的带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中作圆周运动,其效果相当于一环形电流,则此环形电流的电流强度I=        ．

三、实验题

10. 难度：简单

为了探究合外力对物体做的功与物体动能的变化的关系，设置了如图a实验装置，木板倾斜构成斜面，斜面B处装有图b所示的光电门．

①图c，用10分度的游标卡尺测得挡光条的宽度d =          cm．

②装有挡光条的物块由A处静止释放后沿斜面加速下滑．读出挡光条通过光电门的挡光时间t，则物块通过B处时的速度为        （用字母表示）

③测得A、B两处的高度差为H、水平距离L；已知物块与斜面的动摩擦因数为．为了完成实验，还必须知道的物理量是             

④如果实验结论得到验证，则以上各物理量之间的关系满足：

H=       （用字母表示）

11. 难度：中等

为了测量某一未知电阻R_x的阻值，某实验小组找来以下器材：电压表（0～3V，内阻约3kΩ）、电流表（0～0．6A，内阻约0．5Ω）、滑动变阻器（0～15Ω，2A）、电源（E＝3V，内阻很小）、开关与导线，并采用如图甲所示的电路图做实验。

①请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补齐；

②图乙中，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于_____端。（选填“a”或“b”）

③闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在坐标系中描出坐标点，请你完成U－I图线；

④根据U－I图可得，该未知电阻的阻值R_x＝________。（保留2位有效数字）

⑤由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值________R_x的真实值。（填“>”“<”或“＝”）

⑥利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，请你给该实验小组提出建议并说明理由：______________________________________________________。

四、计算题

12. 难度：中等

如图所示。两金属杆ab和cd长均为l = 0．5m，电阻均为R = 8．0Ω，质量分别为M = 0．2kg和 m = 0．1kg，用两根质量和电阻均可忽略的不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路，并悬挂在水平、光滑、不导电的圆棒两侧。两金属杆都处在水平位置，整个装置处在一个与回路平面相垂直向内的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T。若整个装置从静止开始到金属杆ab下降高度h=5．0m时刚好匀速向下运动。（g=10m/s^2）求

（1）ab杆匀速运动时杆上的电流方向和a、b两点电势谁高谁低

（2）ab杆匀速运动的速度v_m

（3）ab杆到达匀速运动之前产生的热量

13. 难度：困难

如图所示，这是一个新型质谱仪的结构示意图。它主要是由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。加速电场的电压为U。静电分析器中处于圆心为O₁、半径相同的各点，其电场强度大小相等，方向沿半径指向圆心O₁。磁分析器中存在以O₂为圆心的四分之一圆周的扇形匀强磁场，其方向垂直纸面。磁场左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源产生一个初速度为零的质量为m，电量为q的正离子。（不计重力）经加速电场加速后，从M点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器，沿半径为R的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动，并从N点射出静电分析器。而后离子由P点沿着既垂直于磁分析器的左边界，平行纸面进入磁分析器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从Q点射出，并进入收集器。测量出Q点与圆心O₂的距离为d

（1）求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度E的大小；

（2）求磁分析器中磁场的磁感应强度B的大小和方向；

（3）通过分析和必要的数学推导，请你说明如果离子的质量为2m，电荷量仍为q，其他条件不变，这个离子射出电场和射出磁场的位置是否变化。

五、实验题

14. 难度：中等

太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成。

（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R＝6．4×10⁶ m，地球质量m＝6．0×10²⁴ kg，日地中心的距离r＝1．5×10¹¹ m，地球表面处的重力加速度 g＝10 m/s² ，1年约为3．2×10⁷ 秒，利用所给的数据试估算目前太阳的质量M。

（2）已知质子质量m_p＝1．6726×10^－27 kg，质量m_α＝6．6458×10^－27 kg，电子质量 m_e＝0．9×10^－30 kg，光速c＝3×10⁸ m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。

（3）又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能E₀＝1．35×10³ W/m²。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数。