2016届天津市和平区高三第二次模拟考试物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

在同一双缝干涉装置上分别用a、b两束单色光进行干涉实验，在距双缝恒定距离的屏上得到图示的干涉图样，其中甲图是a光形成的，乙图是b光形成的。则关于a、b两束单色光，下述正确的是

A．b光在玻璃中的临界角比a光大

B．在真空中b光传播的速度较大

C．若用b光照射某金属不能逸出光电子，则用a光照射该金属一定不能逸出光电子

D．若a光和b光以相同的入射角从空气斜射入水中，b光的折射角大

2. 难度：中等

氢原子能级如图所示，有大量氢原子处于基态，现用光子能量为E的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能向外辐射出6种不同频率的光，已知普朗克常数为h，真空中光速为c，在这6种光中

A．最容易发生衍射现象的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的

B．所有光子的能量不可能大于E

C．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的

D．在真空中波长最大的光，波长是

3. 难度：中等

如图所示，有一台理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，用理想电压表和理想电流表测量副线圈的电压和电流，R为副线圈的负载电阻，现在原线圈两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为，则

A．副线圈中产生的交变电流频率为10Hz

B．电压表的示数的最大值为V

C．若电流表示数为0．lA，则原线圈中的电流为0．5A

D．若电流表示数为0． 1A，则1分钟内电阻R上产生的焦耳热为264J

4. 难度：中等

如图是在两个不同介质中传播的两列波的波形图。图中的实线分别表示横波甲和横波乙在t时刻的波形图，经过0．5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示。已知两列波的周期均大于0．3s，则下列说法中正确的是

A．波甲的速度可能大于波乙的速度    B．波甲的波长可能大于波乙的波长

C．波甲的周期一定等于波乙的周期    D．波甲的频率一定小于波乙的频率

5. 难度：中等

美国在2016年2月11日宣布“探测到引力波的存在”。天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在，证实了GW150914是一个36倍太阳质量的黑洞和一个29倍太阳质量的黑洞并合事件。假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其它星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是

A．这两个黑洞运行的线速度大小始终相等

B．这两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等

C．36倍太阳质量的黑洞轨道半径比29倍太阳质量的黑洞轨道半径大

D．随两个黑洞的间距缓慢减小，这两个黑洞运行的周期也在减小

6. 难度：困难

质量相等的甲乙两物体从离地面相同高度同时由静止开始下落，由于两物体的形状不 同，运动中受到的空气阻力不同，将释放时刻作为t=0时刻，两物体的速度随时间变化的图像如图所示，则下列判断正确的是

A．0—t₀时间内，甲、乙两物体的平均速度相等

B．t₀时刻之前，甲受到的空气阻力总是大于乙受到的空气阻力

C．下落过程中，乙物体受到的空气阻力在不断增大

D．0—t₀时间内，甲物体机械能的减小量小于乙物体机械能的减小量

7. 难度：困难

如图所示，竖直平面内有水平向左的匀强电场E，M点与P点的连线垂直于电场线，M点与N在同一电场线上。两个完全相同的带等量正电荷的粒子，以相同大小的初速度v₀分别从M点和N点沿竖直平面进入电场，M点的粒子与电场线成一定的夹角进入，N点的粒子垂直电场线进入，两粒子恰好都能经过P点，重力不计。在此过程中，下列说法正确的是

A．两粒子到达P点的速度大小可能相等

B．电场力对两粒子做功一定不相同

C．两粒子到达P点时的电势能都比进入电场时小

D．两粒子到达P点所需时间一定不相等

8. 难度：困难

如图所示，足够长的水平传送带以恒定速率v运动，现将质量均为m的甲、乙两小物体先后轻放在传送带的最左端，两物体速率达到v时通过的位移分别为S_甲、S_乙，且S_甲 >S_乙，不计空气阻力，则在两物体加速运动过程中，下列说法正确的是

A．传送带对两物体做的功相等

B．两物体加速运动的时间相等

C．两物体加速运动的加速度相等

D．两过程中滑动摩擦产生的热量相等

二、填空题

9. 难度：中等

英国物体学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场，如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为+q的小球，已知磁感强度B随时间均匀增加，其变化率为k，则变化磁场所激发出的感应电动势大小为              ，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球所做功大小是     

三、实验题

10. 难度：中等

如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示

实验时，该同学进行了如下操作：

①第一步：将质量均为M （A的含挡光片、B的含挂钩）的重物A、B用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出______________（填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”）到光电门中心的竖直距离h

第二步：在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统（重物A、B以及物块C）中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为t

第三步：测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律．

②如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒（已知重力加速度为g），各物理量应满足的关系式为______________（用题中所给字母表示）

③该实验存在系统误差，产生误差的原因是______________（写出两条即可）

④验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统（重物A、B以及物块C）的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？已知重力加速度为g，请你帮该同学写出a与m、M之间的关系式：_____________________

11. 难度：中等

实验室有一灵敏电流计G的量程为1mA，现要精确测量G的内阻r_g。实验室中可供选择的器材有：

待测灵敏电流计G；

多用电表（仅使用欧姆档）

电流表A₁：量程为3mA，内阻约为200Ω；

电流表A₂：量程为0．6A，内阻约为0．1Ω；

电压表V：量程15V，内阻约为2KΩ

定值电阻R₁：阻值为10Ω；

定值电阻R₂：阻值为300Ω；

滑动变阻器R₃：最大电阻20Ω，额定电流1．5A；

直流电源：电动势1．5V，内阻0．5Ω；开关，导线若干。

①先用多用电表粗测G的内阻：正确的操作中应该使多用电表的红表笔接灵敏电流计G的   接线柱（填“正”或“负”），黑表笔接另一个接线柱。

②粗测G的内阻r_g约为300Ω，为了精确测量G的内阻，实验小组的同学选择了如图所示的电路，则电表1为      ，电表2为        （以上两空填“G、A₁、A₂、V”等电表符号），定值电阻Rx为            （填“R₁”或“R₂”）。

③按照上述设计的电路进行实验，测得电表1的示数为a₁，电表2的示数为a₂，则电流表G的内阻的表达式为r_g =           。（用“a₁、a₂、Rx”表达）

12. 难度：困难

如图，质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处，质量也为m的小球a，从距BC高h的A处由静止释放，沿ABC光滑轨道滑下，在C处与b球正碰并与b粘在一起，已知BC轨道距地面的高度为0．5h，悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2．8mg，试问：

（1）a与b球碰前瞬间的速度多大？

（2）a、b两球碰后，细绳是否会断裂？若细绳断裂，小球在DE水平面上的落点距C的水平距离是多少？若细绳不断裂，小球最高将摆多高？

四、计算题

13. 难度：困难

如图所示，半径R=0．5m的金属圆筒a内同轴放置一半径稍小的金属圆筒b，筒a外部有平行于圆筒轴线、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度B=0．2T。两圆筒之间加有U=150V的电压，使两圆筒间产生强电场。一比荷为q/m=10⁴C/kg的带正电粒子从紧贴b筒的M点由静止释放，经电场加速后，穿过a筒上正对M点的小孔，垂直进入匀强磁场（不计粒子重力）。

（1）求带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r

（2）若粒子从小孔射出的同时，圆筒a、b以相同的角速度沿逆时针方向绕轴线高速旋转。为使粒子在不碰到圆筒a的情况下，还能返回到出发点M，则圆筒旋转的角速度ω应满足什么条件？（忽略筒旋转引起的磁场变化，不计粒子在两筒间运动的时间）

14. 难度：困难

如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为      θ=30°，导轨电阻不计，导轨处在垂直导轨平面斜向上的有界匀强磁场中，两根电阻都为R=2Ω、质量都为m=0．2kg的完全相同的细金属棒ab和cd垂直导轨并排靠紧的放置在导轨上，与磁场上边界距离为x=1．6m，有界匀强磁场宽度为3x=4．8m．先将金属棒ab由静止释放，金属棒ab刚进入磁场就恰好做匀速运动，此时立即由静止释放金属棒cd，金属棒cd在出磁场前已做匀速运动，两金属棒在下滑过程中与导轨接触始终良好（取重力加速度g=10m/s²），求：

（1）金属棒ab刚进入磁场时棒中电流I

（2）金属棒cd在磁场中运动的过程中通过回路某一截面的电量q

（3）两根金属棒全部通过磁场的过程中回路产生的焦耳热Q