2020届山西省大同市高三下学期2月模拟物理试卷（四）

一、单选题

1. 难度：简单

下列说法正确的是(  )

A.粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的

B.比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定

C.核力是短程力，其表现一定为吸引力

D.质子、中子、粒子的质量分别为、、，由2个质子和2个中子结合成一个粒子，释放的能量是

2. 难度：中等

一个物体在几个力的共同作用下处于静止状态，现让力F₁逐渐减小到零再逐渐恢复到原来的值（其余力保持不变），下列图像可能正确的是：

A. B.

C. D.

3. 难度：困难

2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是（    ）

A.增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力

B.为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度

C.索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下

D.为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布

4. 难度：困难

地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的，它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的．已知木星的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的5倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星质量大于地球质量．如图所示是地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r的立方与周期T的平方的关系图象，已知万有引力常量为G，地球的半径为R．下列说法正确的是（     ）

A.木星与地球的质量之比为

B.木星与地球的线速度之比为1∶5

C.地球密度为

D.木星密度为

5. 难度：困难

如图所示，矩形abcd的ad、bc边长为 2L，ab、cd边长为L。一半径为L的半圆形区域（圆心O在bc中点）内有方向垂直纸面向里、强度为B的匀强磁场。一质量为m、带电量为+q的粒子从b点以速度v₀沿bc方向射入磁场，粒子恰能通过d点。不计粒子的重力，则粒子的速度v₀大小为

A. B. C. D.

二、多选题

6. 难度：困难

一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图象如图所示．若已知汽车的质量m、牵引力和速度及该车所能达到的最大速度，运动过程中所受阻力恒定，则根据图象所给的信息，下列说法正确的是

A.汽车行驶中所受的阻力为

B.汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲量大小为

C.速度为时的加速度大小为

D.若速度为时牵引力恰为，则有，

7. 难度：困难

如图所示，绝缘水平面上O处放质量为m、电荷量为q的带负电荷的小物体．劲度系数为k的绝缘轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与小物体接触（未固定），弹簧水平且无形变．O点左侧有竖直向下的匀强电场，电场强度为．用水平力F缓慢向右推动物体，在弹性限度内弹簧被压缩了x₀，此时物体静止．撤去F后，物体开始向左运动，运动的最大距离为4x₀，物体与水平面间的动摩擦因数为µ，重力加速度为g．则（　　）

A. 撤去F后，物体回到O点时速度最大

B. 撤去F后，物体刚运动时的加速度大小为

C. 物体离开弹簧时速率为

D. 撤去F后系统产生的内能为4µmgx₀

8. 难度：困难

两个线圈套在同一个铁芯上，线圈的绕向如图甲所示，左线圈连着正方形线框abcd，线框所在区域存在变化的磁场，取垂直纸面向里为正方向，磁感应强度随时间变化的关系如图乙所示，不计线框以外的感应电场，右侧线圈连接一定值电阻R。则下列说法中正确的是

A.时刻ab边中电流方向由，e点电势低于f点电势

B.设、时刻ab边中电流大小分别为、，则有，e点与f点电势相等

C.时间内通过ab边的电荷量为0，通过定值电阻R的电流方向竖直向下

D.时刻ab边中电流方向由，通过定值电阻R的电流方向竖直向下

三、实验题

9. 难度：中等

某同学利用如图甲所示的装置探究物体的加速度a与所受合力F的关系。

图甲

①打点计时器使用的电源是______（选填选项前的字母）。

A．交流电源    B．直流电源

②他用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是平衡摩擦力。具体操作是：把木板垫高后，小车放在木板上，在不挂小桶且计时器______（选填“打点”或“不打点”）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其它阻力的影响。

实验时保持小桶和砝码的总质量远小于小车的质量，其目的是____（选填选项前的字母）。

A．小车所受的拉力近似等于小车所受的合力

B．小车所受的拉力近似等于小桶和砝码的总重力

C．保证小车运动的加速度不超过当地重力加速度

③图乙是实验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。相邻的计数点之间的距离分别为： 。已知打点计时器的工作频率为50Hz，则小车的加速度a=________（结果保留两位有效数字）。

图乙

④另一位同学也利用图甲所示的装置做实验。他保持小桶和砝码的质量不变，改变放在小车中砝码的质量m，测出对应的加速度a。假设已经完全消除了摩擦力和其它阻力的影响。他没有测量小车的质量，而是以为纵坐标，m为横坐标，画出图像。从理论上分析，下列图像正确的是_______。

        

A                B               C               D

10. 难度：困难

某探究小组准备用图甲所示的电路测量某电源的电动势和内阻，实验器材如下：

待测电源（电动势约2V）；

电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）；

定值电阻R₀（阻值为2.0Ω）；

定值电阻R₁（阻值为4.5kΩ）

电流表G（量程为400μA，内阻Rg=500Ω）

开关S，导线若干．

（1）图甲中将定值电阻R₁和电流表G串联，相当于把电流表G改装成了一个量程为_____V的电压表；

（2）闭合开关，多次调节电阻箱，并记下电阻箱的阻值R和电流表G的示数I；

（3）分别用E和r表示电源的电动势和内阻，则 和 的关系式为_________（用题中字母表示）；

（4）以为纵坐标，为横坐标，探究小组作出的图像如图（乙）所示，根据该图像求得电源的内阻r=0.50Ω，则其电动势E=______V（保留两位有效小数）；

（5）该实验测得的电动势与真实值相比，理论上______ ．（填“>”“<”或“=”）

四、解答题

11. 难度：困难

如图所示，在风洞实验室中，从A点以水平速度v₀向左抛出一个质最为m的小球，小球抛出后所受空气作用力沿水平方向，其大小为F，经过一段时间小球运动到A点正下方的B点 处，重力加速度为g，在此过程中求

（1）小球离线的最远距离；

（2）A、B两点间的距离；

（3）小球的最大速率v_max．

12. 难度：困难

欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器，是一种将质子加速对撞的高能物理设备，其原理可简化如下：两束横截面积极小，长度为l_-0质子束以初速度v₀同时从左、右两侧入口射入加速电场，出来后经过相同的一段距离射入垂直纸面的圆形匀强磁场区域并被偏转，最后两质子束发生相碰。已知质子质量为m，电量为e；加速极板AB、A′B′间电压均为U₀，且满足eU₀=mv₀²。两磁场磁感应强度相同，半径均为R，圆心O、O′在质子束的入射方向上，其连线与质子入射方向垂直且距离为H=R；整个装置处于真空中，忽略粒子间的相互作用及相对论效应。

(1)试求质子束经过加速电场加速后(未进入磁场)的速度ν和磁场磁感应强度B；

(2)如果某次实验时将磁场O的圆心往上移了，其余条件均不变，质子束能在OO′ 连线的某位置相碰，求质子束原来的长度l₀应该满足的条件。

五、多选题

13. 难度：简单

以下说法正确的是___________

A. 当一定量气体吸热时，其内能可能减小

B. 单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体都没有固定的熔点

C. 一定量的理想气体在等温变化的过程中，随着体积减小，气体压强增大

D. 已知阿伏加德罗常数、气体的摩尔质量和密度，可估算出该气体分于间的平均距离

E. 给自行车打气时越往下压，需要用的力越大，是因为压缩气体使得分子间距减小，分子间作用力表现为斥力导致的

六、解答题

14. 难度：中等

如图所示，开口向上、粗细均匀的玻璃管竖直放置，管内用两段水银柱封闭了两部分理想气体，AB段和CD段分别是两段长h＝15 cm的水银柱。BC段气柱长l₁＝5 cm, D到玻璃管底端长l₂＝5 cm。已知大气压强是75 cmHg，玻璃管的导热性能良好，环境的温度T₀＝300 K，以下过程中水银均未从管内流出。

①将玻璃管从足够高处由静止释放，不计空气阻力，求下落过程中A处的水银面沿玻璃管移动的距离x_A；

②保持玻璃管静止，缓慢升高环境温度，同样可以使A处的水银面沿玻璃管移动到与①中所求相同的位置，求此时环境温度T。

七、多选题

15. 难度：中等

如图所示为一列简谐横波在t＝0时的波形图，波沿x轴负方向传播，传播速度v＝1m/s，则下列说法正确的是     

   

A. 此时x＝1.25m处的质点正在做加速度增大的减速运动

B. x＝0.4m处的质点比x＝0.6 m处的质点先回到平衡位置

C. x＝4m处的质点再经过1.5s可运动到波峰位置

D. x＝2m处的质点在做简谐运动，其振动方程为y＝0.4sinπt (m)

E. t＝2s的波形图与t＝0时的波形图重合

八、解答题

16. 难度：中等

如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边P点正上方0.9m的高度处，水面与P点登高，浮标Q离P点1.2m远，鱼饵灯M在浮标正前方1.8m处的水下，垂钓者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率，求：

①鱼饵灯离水面的深度；

②若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面PQ间射出．