2020年北師大附中高考物理臨模測試試卷

一、本部分共14題，每題3分，共42分。在每題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

• 1．關(guān)于花粉顆粒在液體中的布朗運動，下列說法正確的是（　　）

  A．液體溫度越低，布朗運動越顯著

  B．花粉顆粒越大，布朗運動越顯著

  C．布朗運動是由液體分子的無規(guī)則運動引起的

  D．布朗運動是由花粉顆粒內(nèi)部分子無規(guī)則運動引起的
  組卷：167引用：3難度：0.8

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• 2．如圖所示，兩束可見單色光A和B射向半圓形玻璃磚的圓心O，經(jīng)折射后合為一束可見光OC，下列判斷正確的是（　　）

  A．在玻璃中A光的速率小于B光的速率

  B．在玻璃中A光的折射率大于B光的折射率

  C．A光的光子能量小于B光的光子能量

  D．A光的頻率大于B光的頻率
  組卷：189引用：2難度：0.8

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• 3．下列核反應(yīng)方程中，表示β衰變的是（　　）

  A． 234 90 Th→ 234 91 Pa+ 0 - 1 e

  B． 238 92 U→ 234 90 Th+ 4 2 He

  C． 2 1 H+ 3 1 H→ 4 2 He+ 1 0 n

  D． 235 92 U+ 1 0 n→ 144 56 Ba+ 89 36 Kr+ 3 1 0 n
  組卷：67引用：4難度：0.3

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• 4．平靜湖面?zhèn)鞑ブ涣兴娌ǎM波），在波的傳播方向上有相距3m的甲、乙兩個小木塊隨波上下運動，測得兩個小木塊每分鐘都上下30次，甲在波谷時，乙在波峰，且兩木塊之間有一個波峰。這列水面波（　　）

  A．頻率是30Hz

  B．波長是3m

  C．波速是1m/s

  D．周期是0.1s
  組卷：1166引用：35難度：0.9

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• 5．如圖所示，在水平面上有一個U形金屬框架和一條跨接其上的金屬桿ab,二者構(gòu)成閉合回路且處于靜止?fàn)顟B(tài)。在框架所在的空間內(nèi)存在勻強磁場（圖中未畫出）。下面說法正確的是（　　）

  A．若磁場方向水平向右，當(dāng)磁場增強時，桿ab受安培力向上

  B．若磁場方向水平向右，當(dāng)磁場減弱時，桿ab受安培力向上

  C．若磁場方向豎直向上，當(dāng)磁場增強時，桿ab受安培力向左

  D．若磁場方向豎直向上，當(dāng)磁場減弱時，桿ab受安培力向左
  組卷：197引用：3難度：0.7

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• 6．如圖所示，在兩塊平行金屬板間存在豎直向下的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場（磁場未畫出）。現(xiàn)有兩種帶電粒子M、N分別以同樣的速度v從左端沿兩板間的中線射入，都能沿直線從右端射出，不計粒子重力。以下說法不正確的是（　　）

  A．帶電粒子M、N的電性一定相同

  B．帶電粒子M、N的電量一定相同

  C．撤去電場僅保留磁場，M、N做圓周運動的半徑一定相等

  D．撇去磁場僅保留電場，M、N若能通過場區(qū)，則通過場區(qū)的時間相等
  組卷：98引用：3難度：0.8

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二、非選擇題：本部分共6題，共58分。

• 19．如圖所示為回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖，勻強磁場垂直于半圓型且中空的金屬盒D₁和D₂，磁感應(yīng)強度為B，金屬盒半徑為R，兩盒之間有一狹縫，其間距離為d,且R?d,兩盒間電壓為U．A處的粒子源可釋放初速度不計的帶電粒子，粒子在兩盒之間被加速后進入D₁盒中，經(jīng)過半個圓周之后再次到達(dá)兩盒的縫隙。通過電源正負(fù)極的交替變化，可使帶電粒子經(jīng)兩盒間電場多次加速后獲得足夠高的能量。已知帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+q。
  （1）不考慮加速過程中的相對論效應(yīng)和重力影響。
  ①求粒子可獲得的最大速度v_m；
  ②若粒子第一次進入D₁盒在其中的軌道半徑為r₁，粒子第一次進入D₂盒在其中的軌道半徑為r₂，求r₁與r₂之比。
  （2）根據(jù)回旋加速器的工作原理，請通過計算對以下兩個問題進行分析：
  ①在上述不考慮相對論效應(yīng)和重力影響的情況下，計算粒子在回旋加速器中運動的時間時，為何常常忽略粒子通過兩盒間狹縫的時間，而只考慮粒子在磁場中做圓周運動的時間；
  ②實驗發(fā)現(xiàn)：通過回旋加速器，加速的帶電粒子能量達(dá)到25～30MeV后，就很難再加速了。這是由于速度足夠大時，相對論效應(yīng)開始顯現(xiàn)，粒子質(zhì)量隨著速度的增加而增大。結(jié)合這一現(xiàn)象，分析在粒子獲得較高能量后，為何加速器不能繼續(xù)加速粒子了。
  組卷：165引用：2難度：0.4

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• 20．北京時間2019年4月10日晚9時許，全球多地天文學(xué)家同步公布首張黑洞真容。
  （1）已知M87星系黑洞的質(zhì)量為M=1.05×10⁴⁰kg,萬有引力常量為G=6×10^-11N?m²/kg²，取距黑洞無窮遠(yuǎn)處為零勢能面，引力勢能表達(dá)式為E_P=-

  GM

  m

  r

  。
  a.某探測器質(zhì)量為m,以速度v于距離黑洞中心為R處發(fā)射，此時恰能脫離黑洞引力場，求R的表達(dá)式；
  b.施瓦西半徑（即視界半徑）指光子在某天體引力作用下的逃逸半徑，黑洞的施瓦西半徑往往大于其內(nèi)部天體的半徑。已知光速為c=3×10⁸m/s,請根據(jù)R的表達(dá)式直接寫出M87星系黑洞的施瓦西半徑R_s的表達(dá)式，并計算出R_s的值。
  （2）根據(jù)海森堡不確定原理，真空中的任意位置均有概率發(fā)生一對正粒子與反粒子的創(chuàng)生，這對粒子被稱為虛粒子對，虛粒子對會在極短時間內(nèi)相撞湮滅而“歸還”能量，宏觀上該區(qū)域沒有能量變化。假設(shè)在黑洞視界表面的虛粒子對均為正反光子，若光子能量為E，當(dāng)E＞E₀時，反光子會落入視界，而光子會逃逸，產(chǎn)生霍金輻射。已知黑洞視界半徑為R_s，在黑洞視界表面單位面積單位時間上發(fā)生光子創(chuàng)生的次數(shù)為n,發(fā)生創(chuàng)生的光子的頻率為從v₁到v₂的任意頻率，且每種頻率的光子發(fā)生創(chuàng)生的幾率均等。已知普朗克常量h,hv₁＜E₀＜hv₂。
  a.請定性地畫出光子的能量E隨頻率v變化的圖象；
  b.求M87星系黑洞的霍金輻射功率P的表達(dá)式（用題中給出的物理量E₀、n、h、v₁、v₂、R_s表示）。
  組卷：187引用：2難度：0.3

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