天津市南开中学2020年高考物理模拟试卷（四）

1. 如图，斜面体a放置在水平地面上。一根跨过光滑定滑轮的轻绳，左侧平行斜面与斜面上的物块b相连，另一端与小球c相连，整个系统处于静止状态。现对c施加一水平力F，使小球缓慢上升一小段距离，整个过程中a、b保持静止状态。则该过程中（）

A . 轻绳的拉力一定不变 B . a、b间的摩擦力一定增大 C . 地面对a 的摩擦力可能不变 D . 地面对a的弹力一定减小

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2. 如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中。某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出。若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射，则此介质的折射率为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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3. 如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是（）

A . 若已知可见光的光子能量范围为1.61 eV～3.10 eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条 B . 当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加 C . 处于第3能级状态的氢原子，发射出的三种波长分别为λ₁、λ₂、λ₃（λ₁＞λ₂＞λ₃）的三条谱线，则λ₁＝λ₂+λ₃ D . 若处于第2能级状态的氢原子发射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光也一定能使此金属板发生光电效应

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4. 分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距离的变化而变化．则（）

A . 分子间引力随分子间距的增大而增大 B . 分子间斥力随分子间距的减小而增大 C . 分子间相互作用力随分子间距的增大而增大 D . 分子间相互作用力随分子间距的减小而增大

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5. 如图所示，理想变压器的原线圈接有电压为U的正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。R₁和R₂为定值电阻，R₃为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小。现增大照射光强度，则（）

A . 通过原线圈的电流减小 B . 变压器的输出功率增大 C . R₁两端的电压减小 D . R₂消耗的功率增大

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6. 如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为 $\text{[math]}$ ，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 从P到M所用的时间等于 $\text{[math]}$ B . 从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C . 从P到Q阶段，速率逐渐变小 D . 从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功

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7. 两列波速相同的简谐横波沿x轴相向传播，实线波的频率为3Hz，振幅为10cm，虚线波的振幅为5cm，t＝0时，两列波在如图所示区域内相遇，则（）

A . 两列波在相遇区域内会发生干涉现象 B . 实线波和虚线波的频率之比为3：2 C . t＝ $\text{[math]}$ s时，x＝9m处的质点实际振动方向向上 D . t＝ $\text{[math]}$ s时，x＝4m处的质点实际位移大小|y|＞12.5cm

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8. 某电场的电场线分布如图中实线所示，一带电粒子仅受电场力作用的运动路径如图中的虚线所示，M、N是路径上的两点，粒子在M、N点的加速度分别为a_M、a_N ，速度大小分别为v_M、v_N ．下列判断正确的是（）

A . E_N＞E_M B . a_M＜a_N C . 粒子带负电 D . v_M＜v_N E . 粒子一定从M点运动到N点

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9. 用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f＝50Hz．平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次。

（1）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a﹣F图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有。

A . 木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足） B . 木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度） C . 砂桶和沙子的总质量m远小于小车和砝码的总质量M（即m＜＜M） D . 砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M。

（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度a＝m/s² ．（结果保留3位有效数字）

（3）小车质量M一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和沙子的总质量m之间的 $\text{[math]}$ 关系图象如图丁所示，则小车的质量M＝kg．（g＝10m/s²）

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10. 某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表。

（1）已知电流计G的满偏电流I_G＝200mA、内阻r_G＝0.30Ω，电路中已将它改装为最大量程600mA的电流表，则R₁＝Ω（结果取二位有效数字）。

（2）通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象。某次测量时，电旅表V的示数如图丙，则此时通过电源E的电流为mA结果取三位有效数字）；电源E的电动势等于V，内阻等于Ω（结果取三位有效数字）。

（3）若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果（填“有”或“没有”）影响。

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11. 如图所示，AB与CD是两段半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，圆心连线O₁O₂水平，BC不符合题意开的距离略大于小球的直径，整个装置竖直放置于水平长轨道MN上，AB与水平轨道MN相切于A点。有一自由长度小于MP的轻弹簧左端固定于M处，右端与质量为m的小球接触（不拴接）。水平轨道MP段光滑，PA段粗糙、长为2R，运动小球受到PA段阻力为小球重力的0.25倍。开始时，弹簧处于被压缩的锁定状态，锁定时的弹性势能E_P＝5mgR，解除锁定后，小球将被弹出，重力加速度为g，试计算：

（1）小球对圆弧轨道A点压力的大小和方向；

（2）判断小球能否过D点，若能过D点，则计算小球落在轨道MN上的位置离D点的水平距离。

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12. 如图所示，PQ和MN是固定于倾角为30°斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计。金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好。金属棒ab的质量为2m、cd的质量为m，长度均为L、电阻均为R；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路。整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，若锁定金属棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F＝2mg作用下，沿轨道向上做匀速运动。重力加速度为g；

（1）试推导论证：金属棒cd克服安培力做功的功率P_安等于电路获得的电功率P_电；

（2）设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t₀＝0，恒力大小变为F′＝1.5mg，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒ab，直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动；求：
①t时刻以后金属棒ab的热功率P_ab；

②0～t时刻内通过金属棒ab的电量q。

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13. 如图所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E、场区宽度为L．在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B大小未知，圆形磁场区域半径为r．一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后，在M点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N点射出，O为圆心，∠MON＝120°，粒子重力可忽略不计．

（1）求粒子经电场加速后，进入磁场时速度的大小；

（2）求匀强磁场的磁感应强度B的大小及粒子从A点出发到从N点离开磁场所经历的时间；

（3）若粒子在离开磁场前某时刻，磁感应强度方向不变，大小突然变为B′，此后粒子恰好被束缚在磁场中，则B′的最小值为多少？

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天津市南开中学2020年高考物理模拟试卷（四）

一、单选题

二、多选题

三、实验题

四、解答题

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