2021年天津一中、益中學校高考物理聯考試卷（4月份）

一、單項選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）

• 1．五顏六色的氣球是很多小孩非常喜歡的玩具。將一個氣球從較冷的室外帶到較溫暖的室內（室內外溫差較大），一段時間后球內氣體狀態穩定，氣球無漏氣現象。在此過程中，關于氣球內氣體說法正確的是（　　）

  A．分子平均間距減小

  B．分子平均動能減小

  C．氣體的壓強不會發生變化

  D．氣體吸收的熱量大于內能的增加量
  組卷：186引用：3難度：0.7

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• 2．實現核能電池的小型化、安全可控化一直是人們的目標。現在有一種“氚電池”，它的體積比一元硬幣還要小，就是利用了氚核β衰變產生的能量，有的心臟起搏器就是使用“氚電池”供電，使用壽命長達20年。氚核發生β衰變過程中除了產生β粒子和新核外，還會放出質量數和電荷數為零的反中微子。氚核的半衰期為12.5年，下列說法正確的是（　　）

  A．氚核β衰變后放出的新核是 3 2 He

  B．氚核衰變放出的β射線是電子流，來源于核外電子

  C．經過12.5年后，反應后剩余物的質量變為初始質量的 1 4

  D．氚核β衰變后，新核平均核子質量會增加
  組卷：183引用：2難度：0.8

  解析

• 3．一般認為激光器發出的是頻率為ν的“單色光”，實際上它的頻率并不是真正單一的，激光頻率ν是它的中心頻率，它所包含的頻率范圍是Δν（也稱頻率寬度），其中Δν+ν和ν-Δν分別記為“上限頻率”和“下限頻率”。某紅寶石激光器發出的激光（其“上限頻率”和“下限頻率”對應的光分別記為a光和b光）由空氣斜射到實心玻璃球表面，入射角為i,如圖所示。則下列說法正確的是（　　）

  A．b光在玻璃中傳播速度較小

  B．b光更容易發生明顯的衍射現象

  C．相同裝置做雙縫干涉實驗，b光產生的干涉條紋間距較小

  D．逐漸增大i角，a光從玻璃球射向空氣時先發生全反射
  組卷：153引用：1難度：0.7

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• 4．圖甲為家用燃氣灶點火裝置的電路原理圖，轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交流電加在理想變壓器的原線圈上，設變壓器原、副線圈的匝數分別為n₁、n₂。當兩點火針間電壓大于5000V就會產生電火花進而點燃燃氣，閉合S，下列說法正確的是（　　）

  A．電壓表的示數為50 2 V

  B．在正常點燃燃氣的情況下，兩點火針間電壓的有效值一定大于5000V

  C．當 n 2 n 1 ＞100時，才能點燃燃氣

  D．某正弦交流發電機要產生與圖乙相同頻率的交流電，其線圈在磁場中的轉速為100轉/秒
  組卷：121引用：1難度：0.6

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三、解答題（共5小題，滿分60分）

• 12．如圖甲所示，兩條相距l的光滑平行金屬導軌位于同一豎直面（紙面）內，其上端接一阻值為R的電阻；在兩導軌間OO′下方區域內有垂直導軌平面向里的勻強磁場，磁感應強度為B．現使電阻為r、質量為m的金屬棒ab由靜止開始自OO′位置釋放，向下運動距離d后速度不再變化．（棒ab與導軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導軌電阻不計）．
  （1）求棒ab在向下運動距離d過程中回路產生的總焦耳熱；
  （2）棒ab從靜止釋放經過時間t₀下降了

  d

  2

  ，求此時刻的速度大小；
  （3）如圖乙在OO′上方區域加一面積為s的垂直于紙面向里的均勻磁場B'，棒ab由靜止開始自OO′上方一某一高度處釋放，自棒ab運動到OO′位置開始計時，B'隨時間t的變化關系B′=kt,式中k為已知常量；棒ab以速度v₀進入OO′下方磁場后立即施加一豎直外力使其保持勻速運動．求在t時刻穿過回路的總磁通量和電阻R的電功率．
  組卷：488引用：9難度：0.5

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• 13．在芯片制造過程中，離子注入是其中一道重要的工序。如圖，是離子注入工作原理示意圖，離子經電場加速后沿水平方向進入速度選擇器，然后通過磁分析器，選擇出特定比荷的離子，經偏轉系統后注入處在水平面上的晶圓（硅片）。速度選擇器、磁分析器和偏轉系統中勻強磁場的磁感應強度大小均為B、方向均垂直紙面向外；速度選擇器和偏轉系統中勻強電場的電場強度大小均為E、方向分別為豎直向上和垂直紙面向外。磁分析器截面是內外半徑分別為R₁和R₂的四分之一圓弧，其兩端中心位置M和N處各有一小孔；偏轉系統中電場和磁場的分布區域是一棱長為L的正方體，晶圓放置在偏轉系統底面處。當偏轉系統不加電場和磁場時，離子恰好豎直注入到晶圓上的O點，O點也是偏轉系統底面的中心。以O點為原點建立xOy坐標系，x軸垂直紙面向外。整個系統置于真空中，不計離子重力，經過偏轉系統直接打在晶圓上的離子偏轉的角度都很小。已知當α很小時，滿足：sinα≈α，cosα≈1-

  1

  2

  α²。
  
  （1）求離子通過速度選擇器后的速度大小v及磁分析器選擇出的離子的比荷；
  （2）當偏轉系統僅加電場時，求離子注入到晶圓上的位置坐標（x₁，y₁）；
  （3）當偏轉系統僅加磁場時，設離子注入到晶圓上的位置坐標為（x₂，y₂），請利用題設條件證明：y₂=x₁；
  （4）當偏轉系統同時加上電場和磁場時，求離子注入到晶圓上的位置坐標（x₃，y₃），并簡要說明理由。
  組卷：193引用：3難度：0.6

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