2023年天津市南開中學高考物理模擬試卷（五）

一、單選題（每題5分，共25分）

• 1．如圖所示為氫原子的能級示意圖，大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子，在向較低能級躍遷的過程中向外輻射能量。下列說法正確的是（　　）

  A．該過程會輻射出4種頻率不同的光

  B．從n=4能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光子動量最小

  C．從n=4能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

  D．從n=4能級躍遷到n=1能級發(fā)出的光照射逸出功為2.25eV的金屬鉀，產(chǎn)生的光電子最大初動能為10.50eV
  組卷：195引用：2難度：0.7

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• 2．蹦床表演的安全網(wǎng)如圖甲所示，網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方形格子，O、a、b、c、d等為網(wǎng)繩的結(jié)點，安全網(wǎng)水平張緊后，重為mg的運動員從高處落下，恰好落在O點上。該處下凹至最低點時，網(wǎng)繩dO與eO、bO與gO間的夾角均為120°，如圖乙所示，兩側(cè)對稱。此時O點受到向下的作用力大小為4mg,則這時O點周圍每根網(wǎng)繩承受的張力大小為（　?。?/h2>

  A．2mg

  B．mg

  C． mg 2

  D． mg 4
  組卷：285引用：3難度：0.6

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• 3．如圖所示，宇宙中一對年輕的雙星，在距離地球16萬光年的蜘蛛星云之中。該雙星系統(tǒng)由兩顆熾熱又明亮的大質(zhì)量恒星構(gòu)成，二者圍繞連接線上中間某個點公轉(zhuǎn)。通過觀測發(fā)現(xiàn)，兩顆恒星正在緩慢靠近。不計其他天體的影響，且兩顆恒星的質(zhì)量不變，則以下說法中正確的是（　?。?/h2>

  A．質(zhì)量較大的恒星比質(zhì)量較小的恒星線速度更大

  B．每顆星的加速度均變小

  C．雙星系統(tǒng)周期逐漸變小

  D．雙星系統(tǒng)轉(zhuǎn)動的角速度變小
  組卷：155引用：2難度：0.7

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• 4．由交流發(fā)電機、定值電阻R、交流電流表A組成的閉合回路如圖甲所示，線圈ABCD在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，從某時刻開始計時，穿過線圈的磁通量Φ隨時間t的變化情況如圖乙所示，下列說法正確的是（　　）
  

  A．t1時刻線圈中的感應(yīng)電動勢最大

  B．t1時刻線圈中感應(yīng)電流的方向改變

  C．t2時刻線圈中的感應(yīng)電流為零

  D．t3～t4時間內(nèi)，電流表的示數(shù)逐漸增大
  組卷：227引用：2難度：0.8

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四、解答題。

• 12．“太空粒子探測器”由加速、偏轉(zhuǎn)和收集三部分組成，其原理可簡化為如圖所示。輻射狀的加速電場區(qū)域I邊界為兩個同心平行的網(wǎng)狀金屬扇形弧面，O₁為圓心，圓心角θ為120°，外圓弧面AB與內(nèi)圓弧面CD間的電勢差為U₀，M為外圓弧的中點。在緊靠O₁右側(cè)有一圓形勻強磁場區(qū)域Ⅱ，圓心為O₂，半徑為L，磁場方向垂直于紙面向外且大小為

  B

  =

  2

  m

  U

  0

  q

  L

  2

  。在磁場區(qū)域下方相距L處有一足夠長的收集板PNQ。已知MO₁O₂和FNQ為兩條平行線，且與O₂N連線垂直。假設(shè)太空中漂浮著質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附到AB弧面并經(jīng)電場從靜止開始加速，然后從O₁進入磁場，并最終到達PNQ板被收集，忽略一切萬有引力和粒子之間作用力。求：
  （1）粒子經(jīng)電場加速后，進入磁場時的速度v的大??；
  （2）粒子在磁場中運動的半徑R；
  （3）粒子到達收集板沿PQ方向的寬度。
  
  組卷：76引用：2難度：0.4

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• 13．有人設(shè)計了可變阻尼的電磁輔助減震系統(tǒng)，由三部分組成。下部分是電磁偵測系統(tǒng)：一部分是可變電磁阻尼系統(tǒng)，吸收振動時的動能：控制系統(tǒng)接收偵測系統(tǒng)的信號，改變阻尼磁場的強弱。系統(tǒng)如圖（1）所示，偵測線框、阻尼線圈固定在汽車底盤上，偵測系統(tǒng)磁體、減震系統(tǒng)磁體固定在車軸上，車軸與底盤通過一減震彈簧相連。偵測系統(tǒng)磁場為勻強磁場，B₁=0.01T，長方形線框?qū)抎=0.05m,整個回路的電阻R₁=0.1Ω，運動過程中，線框的下邊不會離開磁場，上邊不會進入磁場。阻尼線圈由100個相互絕緣的獨立金屬環(huán)組成，這100個金屬環(huán)均勻固定在長為0.2m的不導(dǎo)電圓柱體上，減震系.統(tǒng)磁場輻向分布，俯視如圖（2）所示，線圈所在位置磁感應(yīng)強度B₂大小處處相等，大小由控制系統(tǒng)控制。汽車靜止時，阻尼線圈恰好50匝處于磁場中，取此時偵測線框所在的位置為原點，取向下為正，線框相對偵測磁場的位移記為x,B₂的大小與x的關(guān)系如圖（3）所示。每個線圈的電阻為R₂=0.001Ω，周長L=0.3m。不考慮阻尼線圈之間的電磁感應(yīng)，忽略阻尼線圈導(dǎo)體的粗細，設(shè)車軸與底盤總保持平行。
  
  （1）偵測線框向下運動時電流的方向為順時針還是逆時針？
  （2）寫出偵測線框由平衡位置向下運動時，偵測線框流入控制系統(tǒng)的電量q與位移x的大小關(guān)系式：
  （3）某次偵測線框由平衡位置向下運動，流入控制系統(tǒng)的電量q=2.5×10^-4C，這一過程底盤相對車軸做v=10m/s的勻速運動，求這一過程阻尼線圈吸收了多少機械能；
  （4）某次偵測線框由平衡位置向下運動，流入控制系統(tǒng)的電量q=5×10^-4C，求這一過程中安培力對阻尼線圈的總沖量。
  組卷：141引用：1難度：0.1

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