2021-2022學(xué)年天津市南開中學(xué)高三（下）第五次月考物理試卷

一、單項(xiàng)選擇題（每題5分，共25分）

• 1．2020年11月24日4時(shí)30分，我國(guó)用長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射嫦娥五號(hào)探測(cè)器。該探測(cè)器順利到達(dá)月球表面并取回1.73kg月壤。氦3大量存在于月壤中，是未來的清潔能源。兩個(gè)氦3聚變的核反應(yīng)方程是

  3

  2

  He+

  3

  2

  He→

  4

  2

  He+2X+12.86MeV，已知氦3、氦4和X粒子的質(zhì)量分別為m₁、m₂和m₃。下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，比結(jié)合能較聚變前增大

  B．由核反應(yīng)過程質(zhì)量守恒可知2m1=m2+2m3

  C．裂變比核聚變更為安全、清潔

  D．X粒子為中子
  組卷：95引用：1難度：0.7

  解析

• 2．5G技術(shù)即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，采用3300～5000MHz頻段，相比于4G（即第四代移動(dòng)通信技術(shù)，18802635MHz頻段）技術(shù)而言，具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時(shí)延。關(guān)于電磁波的下列說法正確的是（　?。?/h2>

  A．5G信號(hào)的光子能量較小

  B．麥克斯韋通過實(shí)驗(yàn)捕捉到電磁波

  C．5G信號(hào)更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

  D．5G信號(hào)的頻率更高，其波長(zhǎng)更短
  組卷：74引用：1難度：0.8

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• 3．為了實(shí)現(xiàn)人類登陸火星的夢(mèng)想，我國(guó)宇航員王躍和俄羅斯宇航員一起進(jìn)行了“模擬登火星”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，假設(shè)火星半徑與地球半徑之比為1：2，火星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為1：9．已知地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R，萬有引力常量為G，忽略自轉(zhuǎn)的影響，則（　?。?/h2>

  A．火星表面與地球表面的重力加速度之比為2：9

  B．火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為 2 ：3

  C．火星的密度為 g 3 π GR

  D．若王躍以相同初速度在火星表面與地球表面能豎直跳起的最大高度之比為9：2
  組卷：1197引用：15難度：0.9

  解析

• 4．如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)矩形單匝線圈ABCD，AB邊與磁場(chǎng)垂直，MN邊始終與金屬滑環(huán)K相連，PQ邊始終與金屬滑環(huán)L相連．金屬滑環(huán)L、交流電流表A、定值電阻R、金屬滑環(huán)K通過導(dǎo)線串聯(lián)．使矩形線圈以恒定角速度繞過BC、AD中點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)．下列說法中正確的是（　　）

  A．交流電流表A的示數(shù)隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化

  B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，交流電流表A的示數(shù)越小

  C．線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)，流經(jīng)定值電阻R的電流最大

  D．線圈平面與磁場(chǎng)垂直時(shí)，流經(jīng)定值電阻R的電流最大
  組卷：60引用：5難度：0.9

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三、非選擇題（共5小題，滿分60分）

• 12．在芯片制造過程中，離子注入是其中一道重要的工序。如圖所示是離子注入工作原理的示意圖，靜止于A處的離子，經(jīng)電壓為U的加速電場(chǎng)加速后，沿圖中圓弧虛線通過半徑為R₀的

  1

  4

  圓弧形靜電分析器（靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻向分布的電場(chǎng)）后，從P點(diǎn)沿平行硅片方向進(jìn)入半徑為r的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該圓形磁場(chǎng)區(qū)域的直徑PQ與豎直方向成45°，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在豎直放置的硅片上。離子的質(zhì)量為m、電荷量為q,不計(jì)離子重力。求：
  （1）離子進(jìn)入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度大小v；
  （2）靜電分析器通道內(nèi)虛線處電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E₀；
  （3）若磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，離子從磁場(chǎng)邊緣上某點(diǎn)出磁場(chǎng)時(shí)，速度方向與直徑PQ垂直，求圓形區(qū)域內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B₀的大小。
  組卷：163引用：2難度：0.4

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• 13．在學(xué)校舉辦的高樓落蛋活動(dòng)中，為保證雞蛋從高處落地后能完好無損，小明設(shè)計(jì)了如圖甲所示的裝置。裝置下端安裝了一個(gè)橫截面（俯視）如圖乙所示的磁體，其內(nèi)、外分別為圓柱形和圓筒形。兩者固定在一起，且兩者間存在沿徑向向外的磁場(chǎng)，不考慮磁體在其他區(qū)域產(chǎn)生的磁場(chǎng)。圓筒形磁體與兩條平行金屬導(dǎo)軌AH和BG固定在一起，CDEF是一個(gè)金屬線框，DF、CE被約束在導(dǎo)軌的凹槽內(nèi)，可沿導(dǎo)軌無摩擦滑動(dòng)，線框CD的正中間接有一個(gè)半徑為r（r略大于圓柱形磁體的半徑）、匝數(shù)為N、總電阻為R的線圈，EF之間接有一只裝有雞蛋的鋁盒，鋁盒的電阻也為R。導(dǎo)軌上方固定有一根絕緣細(xì)棒HG。細(xì)棒與鋁盒間連接了一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)絕緣彈簧。小明將該裝置置于距離水平地面高h(yuǎn)（h遠(yuǎn)大于裝置自身高度）處，并保持導(dǎo)軌豎直，待鋁盒靜止后將彈簧鎖定，此時(shí)線圈恰好位于磁體上邊界處?，F(xiàn)由靜止釋放裝置，整個(gè)裝置豎直落到水平地面上后彈簧立即解除鎖定，且磁體連同兩導(dǎo)軌和絕緣棒HG的速度立即變?yōu)榱恪Ｒ阎€框CDEF（含線圈、鋁盒、雞蛋）的總質(zhì)量為m,線框第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量是裝置剛落地時(shí)的兩倍，此時(shí)EF仍未進(jìn)入磁場(chǎng)，線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，重力加速度為g,彈簧始終在彈性限度內(nèi)，除線圈和鋁盒外，線框其他部分的電阻不計(jì)，忽略空氣阻力。求：
  
  （1）落地時(shí)線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E以及線圈中感應(yīng)電流的方向（俯視）；
  （2）從落地到線框最終靜止的過程中，回路產(chǎn)生的總焦耳熱Q；
  （3）從落地到線框第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，通過回路某截面的電荷量q。
  組卷：127引用：2難度：0.4

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