新2019-2020学年度南开中学20届物理统练第四次试卷及答案

绝密★启用前2019-2020学年度南开中学20届物理统练第四次试卷班级_______________姓名________________成绩__________第I卷（选择题)一、单选题（共20分)1．如图，斜面体a放置在水平地面上。

一根跨过光滑定滑轮的轻绳，左侧平行斜面与斜面上的物块b相连，另一端与小球c相连，整个系统处于静止状态。

现对c施加一水平力F，使小球缓慢上升一小段距离，整个过程中a、b保持静止状态。

则该过程中（）A．轻绳的拉力一定不变B．a、b间的摩擦力一定增大C．地面对a的摩擦力可能不变D．地面对a的弹力一定减小2．如图所示，由某种透明介质制成的长直细圆柱体置于真空中。

某种单色光在介质中传输，经过多次全反射后从右端射出。

若以全反射临界角传输的光线刚好从右端以张角2θ出射，则此介质的折射率为（）A B C D3．如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是A．若己知可见光的光子能量范围为1.61~3.10 eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条B．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加C．处于第3能级状态的氢原子，发射出的三种波长分别为λ1、λ2、λ3（λ1>λ2>λ3）的三条谱线，则λ1=λ2＋λ3D．若处于第2能级状态的氢原子发射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光也一定能使此金属板发生光电效应4．分子间的相互作用力由引力与斥力共同产生，并随着分子间距的变化而变化，则A．分子间引力随分子间距的增大而增大B．分子间斥力随分子间距的减小而增大C．分子间相互作用力随分子间距的增大而增大D．分子间相互作用力随分子间距的减小而增大5．如图所示，理想变压器的原线圈接有电压为U的正弦交流电源，输出电压的有效值恒定．R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小．现增大照射光强度，则A．通过原线圈的电流减小B．变压器的输出功率增大C．R1两端的电压减小D．R2消耗的功率增大二、多选题（共18分)6．如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()TA．从P到M所用的时间等于04B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大C．从P到Q阶段，速率逐渐变小D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功7．两列波速相同的简谐横波沿x轴相向传播，实线波的频率为3 Hz，振幅为10 cm，虚线波的振幅为5 cm。

t=0时，两列波在如图所示区域内相遇，则A．两列波在相遇区域内会发生干涉现象B．实线波和虚线波的频率之比为3：2C．t=1s时，x=9 m处的质点实际振动方向向上6s时，x=4 m处的质点实际位移大小|y|>12.5 cmD．t=1128．某电场的电场线分布如图中实线所示，一带电粒子仅受电场力作用的运动路径如图中的虚线所示，M、N是路径上的两点，粒子在M、N点的加速度分别为a M、a N，速度大小分别为v M、v N。

下列判断正确的是（）A．E N＞E MB．a M＜a NC．粒子带负电D．v M＜v NE.粒子一定从M点运动到N点第II卷（非选择题)四、实验题9．用如图甲所示的实验装置，探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平实验桌面上，实验小车通过轻细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车与纸带相连，打点计时器所用交流电的频率为f＝50 Hz.平衡摩擦力后，在保持实验小车质量不变的情况下，放开砂桶，小车加速运动，处理纸带得到小车运动的加速度为a；改变砂桶中沙子的质量，重复实验三次．（1）在验证“质量一定，加速度a与合外力F的关系”时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的a−F图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象，产生这两种现象的原因可能有_____．A．木板右端垫起的高度过小（即平衡摩擦力不足）B．木板右端垫起的高度过大（即平衡摩擦力过度）C．砂桶和沙子的总质量m远小于小车和砝码的总质量M（即m<<M）D．砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M．（2）实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示，图中O、A、B、C、D、E、F为相邻的⁄.（结果保计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车运动的加速度a＝_____m s2留3位有效数字）（3）小车质量M一定，改变砂桶中沙子的质量，砂桶和沙子的总质量为m，根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和沙子的总质量m之间的1a −1m关系图象如图丁所示，则小车的质量M=_____Kg.（g=10m/s2）10．某实验小组用图甲所示电路测量电源E的电动势和内阻，图中电压表V的最大量程为3V，虚线框内为用电流计G改装的电流表．(1)已知电流计G的满偏电流I G= 200mA、内阻r G= 0.30Ω，电路中已将它改装为最大量程600 mA的电流表，则R1=____Ω（结果取二位有效数字）．(2)通过移动变阻器R的滑片，得到多组电压表V的读数U和电流计G的读数，作出如图乙的图象．某次测量时，电旅表V的示数如图丙，则此时通过电源E的电流为____mA结果取三位有效数字）；电源E的电动势等于___ V，内阻等于___Ω（结果取三位有效数字）．(3)若用来改装电流表的电阻R1的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结果____________（填“有”或“没有”）影响．五、解答题11．如图所示，AB与CD是两段半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，圆心连线O1O2水平，BC错开的距离略大于小球的直径，整个装置竖直放置于水平长轨道MN上，AB与水平轨道MN相切于A点．有一自由长度小于MP的轻弹簧左端固定于M处，右端与质量为m的小球接触（不拴接）．水平轨道MP段光滑，P A段粗糙、长为2R，运动小球受到P A段阻力为小球重力的0.25倍．开始时，弹簧处于被压缩的锁定状态，锁定时的弹性势能E P=5mgR，解除锁定后，小球将被弹出，重力加速度为g，试计算：（1）小球对圆弧轨道A点压力的大小和方向；（2）判断小球能否过D点，若能过D点，则计算小球落在轨道MN上的位置离D点的水平距离．12．如图所示，PQ和MN是固定于倾角为30o斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计．金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好．金属棒ab 的质量为2m、cd的质量为m，长度均为L、电阻均为R；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路．整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，若锁定金属棒ab不动，使金属棒cd在与其垂直且沿斜面向上的恒力F=2mg作用下，沿轨道向上做匀速运动．重力加速度为g；（1）试推导论证：金属棒cd克服安培力做功的功率P安等于电路获得的电功率P电；（2）设金属棒cd做匀速运动中的某时刻t0=0，恒力大小变为F′=1.5mg，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒ab，直到t时刻金属棒ab开始做匀速运动；求：①t时刻以后金属棒ab的热功率P ab；②0～t时刻内通过金属棒ab的电量q；13．如图所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E、场区宽度为L。

在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B大小未知，圆形磁场区域半径为r。

一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从A点由静止释放后，在M点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N点射出，O为圆心，∠MON=120°，粒子重力可忽略不计，求(1)粒子经电场加速后，进入磁场时速度的大小；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小及粒子从A点出发到从N点离开磁场所经历的时间；(3)若粒子在离开磁场前某时刻，磁感应强度方向不变，大小突然变为B′，此后粒子恰好被束缚在磁场中，则B′的最小值为多少？参考答案1．D 【解析】 【详解】A ．对小球ｃ受力分析，如图所示：三个力构成动态平衡，由图解法可知，绳的拉力T F 逐渐增大，水平力F 逐渐增大，故A 错误；B ．对b 物体分析，由于不知变化前b 所受摩擦力方向，故绳的拉力增大时，b 物体的滑动趋势无法确定，则a 、b 间的摩擦力可能增大或减小，故B 错误； CD ．以a 、b 为整体分析，如图所示：由平衡条件可得：cos T f F θ=地 sin T a b N F G G θ+=+地因绳的拉力T F 变大，可知a 与地间的摩擦力一定增大，地面对a 的弹力一定减小，故C 错误，D 正确； 故选D 。

2．D 【解析】 【详解】设射出时的入射角为α，根据折射定律：sin sin n θα=由几何关系可得，发生全反射时入射角为：2C πα=-1sin n C=根据以上几式，解得：n故D 选项正确，ABC 错误。

3．A 【解析】 【详解】A ．从n=4跃迁到n =1能级时放出的光子能量为-0．85+13．60eV=12．75eV ；不在可见光范围之内，从n =4能级跃迁到n =2能级时辐射的光子能量-0．85+3．41eV=2．55eV ；在可见光范围，从n =4能级跃迁到n =3能级时辐射的光子能量-0．85+1．51eV=0．66eV ，不在可见光光子能量范围之内；从n =3能级跃迁到n =2能级时发出的光子能量为-1．51+3．40eV=1．89eV ，在可见光范围之内；从n=2能级跃迁到n =1能级时发出的光子能量为-3．40+13．60=10．2eV ，不在可见光范围之内，故则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条，A 正确；B ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，轨道半径减小，原子能量减小，向外辐射光子．根据222e v k m r r= 知轨道半径越小，动能越大，知电子的动能增大，电势能减小，B 错误； C ．根据123ccchhhλλλ=+即为23123λλλλλ=+C 错误；D ．因为从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光的频率小于处于第2能级状态的氢原子发射出的光的频率，故不一定发生光电效应，D 错误； 故选A 。

考点：考查了氢原子跃迁 【名师点睛】所有的难题实际都是又一个一个的简单的题目复合而成的，所以在学习中不能好高骛远，贪大贪难，解决了基础题，拔高题也就迎刃而解了． 4．B 【解析】 【详解】根据分子力和分子间距离关系图象，如图A.由图可知，分子间斥力随分子间距的增大而减小，A 错误；B.由图可知，分子间斥力随分子间距的减小而增大，B 正确；C.由图可知，分子间的作用力随分子间的距离增大先减小后增大，再减小，C 错误；D.由图可知，分子间的作用力随分子间的距离减小先增大后减小，再增大，D 错误． 错误． 5．B 【解析】 【详解】A ．理想变压器输出电压一定，光照增强，光敏电阻R 3阻值减小；副线圈的总电阻减小，根据欧姆定律知，副线圈的电流增大，根据理想变压器电流与匝数的关系可知，通过原线圈电流也增大；故A 错误；B ．理想变压器的输出功率P UI ，其中U 不变，I 变大，故变压器的输出功率变大，故B 正确；CD ．副线圈电流增大，根据欧姆定律，R 1两端电压增大；R 2两端电压减小，功率减小，故CD 错误． 6．CD 【解析】 【详解】A ．海王星在PM 段的速度大小大于MQ 段的速度大小，则PM 段的时间小于MQ 段的时间，所以P 到M 所用的时间小于4T ，故A 错误； B ．从Q 到N 的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B 错误； C ．从P 到Q 阶段，万有引力做负功，速率减小，故C 错误；D ．根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D 正确。