2020年百师联盟高三物理模拟试卷四（全国卷Ⅰ）

一、单选题

1. 难度：简单

某发电机的原理简图如图所示，线圈按图示方向匀速转动。以下说法正确的是（   ） 

A.线圈经过图示位置时穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率为零

B.线圈从图示位置转过90°后，小灯泡中的电流方向发生变化电流逐渐变大

C.线圈转动两周，电流的方向改变2次

D.从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为e=Esinωt(V)

2. 难度：简单

如图所示为一个单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生的正弦式交变电流的波形图，若只将线圈的转速变为原来的2倍，则（   ） 

A.峰值变为20A B.周期变为0.4s

C.转速变为100r/s                  D.提高转速前，在t=0.05s到t=0.1s时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大

3. 难度：简单

1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素能够自发地发出射线的现象，即天然放射现象。让放射性元素镭衰变过程中释放出的α、β、γ三种射线，经小孔垂直进入匀强电场中，如图所示。下列说法正确的是（   ） 

A.③是α射线， α粒子的电离能力最强，穿透能力也最强

B.①是β射线，是高速电子流，来自于原子的核外电子

C.原子核发生一次衰变的过程中，不可能同时产生α、β两种射线

D.原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，都不具有放射性

4. 难度：简单

利用碘131()治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，来破坏甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。已知碘131发生β衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是（   ）

A.碘131的衰变方程为 B. 核比核多一个中子

C.32g碘131样品，经16天后大约有8g样品发生了β衰变 D.升高温度可能会缩短碘131的半衰期

5. 难度：简单

欧内斯特·卢瑟福是JJ·汤姆逊的弟子，他培养了十一个获得诺贝尔奖的学生和助手，被称为“原子核物理之父”，他于1919年用α粒子轰击氮核(N)时发现质子并预言了中子的存在，1932年他的学生查德威克利用α粒子轰击铍核(Be)发现了中子，证实了他的猜想。下列核反应中放出的粒子为中子的是（   ）

A.俘获一个质子，产生并放出一个粒子

B.俘获一个质子，产生并放出一个粒子

C.俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子

D.俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子

6. 难度：中等

已知、、的静止质量分别是226.0254u、22.0175u、4.0026，u为原子质量单位，且1u相当于931.5MeV。当发生α衰变时，下列说法正确的是（   ）

A.的质量等于组成它的核子的质量之和

B.发生一次α衰变释放的核能为4.93695MeV

C.因的比结合能比小，所以比更稳定

D.一个静止的发生一次α衰变，产生的和的速度之比约为111：2

7. 难度：中等

利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流，将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（   ） 

A.频率为100Hz

B.电压有效值为

C.一个标有“90V，30μF”的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作

D.若电助理R=10Ω，则1min内R产生的热量为1.5×10⁴ J

8. 难度：中等

如图所示，PQ两小物块叠放在一起，中间由短线连接(图中未画出)，短线长度不计，所能承受的最大拉力为物块Q重力的1.8倍；一长为1.5 m的轻绳一端固定在O点，另一端与P块拴接，现保持轻绳拉直，将两物体拉到O点以下，距O点竖直距离为h的位置，由静止释放，其中PQ的厚度远小于绳长。为保证摆动过程中短线不断，h最小应为（ ）

A.0.15m  B.0.3m C.0.6 m D.0.9 m

二、多选题

9. 难度：中等

某课外兴趣小组欲利用如图所示的电路探究光电效应现象，V为理想电压表。G为灵敏电流计。电路闭合后，用绿光照射光电管，发现灵敏电流计发生了偏转。保持滑动变阻器滑片P位置不变，以下说法正确的是（     ） 

A.保持入射光为绿光，若增大入射光强度，则灵敏电流计的示数会增大

B.换用紫光照射光电管，逸出电子的最大初动能比绿光照射时大

C.换用红光照射光电管，则灵敏电流计的指针一定不会发生偏转

D.换用黄光照射光电管，灵敏电流针指针未发生偏转，若只增大入射光强度。灵敏电流计指针可能发生偏转

10. 难度：中等

如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（   ）

A.光子b可能使处于基态的氢原子电离

B.n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小

C.一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线

D.若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应

11. 难度：中等

某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原副线圈匝数比。R为定值电阻，L₁、L₂为两只标有“5V，2A”的相同小灯泡，S为开关。保持开关S断开，在输入端施加如图乙所示的交变电压后灯泡L₁正常发光测得电阻R两端的电压为灯泡L₁的2倍，则以下说法正确的是（   ） 

A.理想变压器原副线圈的匝数比为4：1                                B.理想变压器原副线圈的匝数比为2：1

C.定值电阻的阻值为10Ω D.闭合开关S后，灯泡L₁可能被烧坏

12. 难度：中等

质量为3m速度为v的A球跟质量为m的静止B球发生正碰在两球碰撞后的瞬间，以下说法正确的是（   ）

A.A球速度可能反向 B.A球速度可能为0.6v

C.B球速度可能为v D.B球速度可能为1.4v

三、实验题

13. 难度：中等

实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。

（1）在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为60V，则次级线圈的匝数为________匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为30V，则初级线圈的匝数为________匝。

（2）若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt(V)，则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为________V。

14. 难度：中等

某实验小组利用如图所示的装置验证“碰撞过程中的动量守恒”和探究“碰撞过程中的动能是否守恒”。水平的气垫导轨上有两滑块A、B，滑块A上有宽度为d的遮光板；滑块B上固定一支架，支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管，金属管右侧用金属板封闭，管内靠近金属板处静置一金属小球。气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A向左弹出，测得滑块A第一次经过光电门的时间为t₁，后与静止的滑块B相碰，碰后滑块B和小球一起向左滑动滑块A向右运动。滑块A第二次通过光电门的时间为t₂，滑块B与左侧挡板刚接触时，立即被安装的锁止装置锁止，同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O点(图中未画出)。用天平称量出滑块A(包括遮光板的总质量M₁、滑块B(包括支架、金属管)的总质量M₂、小球的质量m，重力加速度为g。请回答以下问题： 

（1）除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是________。   

（2）小球离开金属管口时的速度大小为 ________(用题中已知和(1)问中物理量符号表示)。   

（3）要验证碰撞过程中的动量守恒，本实验需要验证的表达式为 ________。   

（4）要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒，需要比较表达式________与表达式________在误差允许范围内是否相等。

四、解答题

15. 难度：中等

如图所示，一质子自M点由静止开始，经匀强电场加速运动了距离d后，由N点沿着半径方向进入直径为d的圆形匀强磁场区域，在磁场中偏转了 弧度后飞出磁场，求质子在电场和磁场中运动的时间之比。 

16. 难度：困难

如图所示，质量M=5kg的小车静止在光滑水平地面上，小车左侧AB部分水平，右侧BC部分为半径R=0.5m的竖直光滑圆弧面，AB与BC恰好在B点相切，CD为竖直侧壁。质量m=1kg的小滑块以v₀=6m/s的初速度从小车左端的A点滑上小车，运动到B点时与小车相对静止一起向前运动，之后小车与右侧竖直墙壁发生碰撞，碰撞前后无能量损失。已知滑块与小车AB段间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g=10m/s²，求： 

（1）小车与墙壁碰撞前的速度大小；

（2）小车AB段的长度；

（3）试通过计算说明：小车与墙壁碰撞后，滑块能否从C点滑出。

17. 难度：困难

如图所示，电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB，FG和直窄轨BC，GH以及直宽轨DE、IJ组合而成，AB、FG段均为竖直的圆弧，半径相等，分别在B，G两点与窄轨BC、GH相切，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，BC、GH等长且与DE，IJ均相互平行，CD，HI等长，共线，且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场，窄轨间距为，宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒a，b始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为L，质量均为m，电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置，a棒由距水平面高h处自由释放。已知b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的，重力加速度为g，求：

（1）a棒刚进入水平轨道时，b棒加速度a_b的大小；

（2）b棒在BC段运动过程中，a棒产生的焦耳热Qa；

（3）若a棒到达宽轨前已做匀速运动，其速度为a棒刚到达B位置时的，则b棒从刚滑上宽轨到第一次达到匀速的过程中产生的焦耳热Q_b。