2021-2022學年天津市南開中學高三（下）第五次月考物理試卷

一、單項選擇題（每題5分，共25分）

• 1．2020年11月24日4時30分，我國用長征五號遙五運載火箭成功發(fā)射嫦娥五號探測器。該探測器順利到達月球表面并取回1.73kg月壤。氦3大量存在于月壤中，是未來的清潔能源。兩個氦3聚變的核反應方程是

  3

  2

  He+

  3

  2

  He→

  4

  2

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

  A．兩個輕核結合成質量較大的核，比結合能較聚變前增大

  B．由核反應過程質量守恒可知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：96引用：1難度：0.7

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

  A．5G信號的光子能量較小

  B．麥克斯韋通過實驗捕捉到電磁波

  C．5G信號更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象

  D．5G信號的頻率更高，其波長更短
  組卷：74引用：1難度：0.8

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• 3．為了實現(xiàn)人類登陸火星的夢想，我國宇航員王躍和俄羅斯宇航員一起進行了“模擬登火星”的實驗活動，假設火星半徑與地球半徑之比為1：2，火星質量與地球質量之比為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，忽略自轉的影響，則（　　）

  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：1199引用：15難度：0.9

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• 4．如圖所示，在勻強磁場中有一個矩形單匝線圈ABCD，AB邊與磁場垂直，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通過導線串聯(lián)．使矩形線圈以恒定角速度繞過BC、AD中點的軸旋轉．下列說法中正確的是（　　）

  A．交流電流表A的示數(shù)隨時間按余弦規(guī)律變化

  B．線圈轉動的角速度越大，交流電流表A的示數(shù)越小

  C．線圈平面與磁場平行時，流經(jīng)定值電阻R的電流最大

  D．線圈平面與磁場垂直時，流經(jīng)定值電阻R的電流最大
  組卷：62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）后，從P點沿平行硅片方向進入半徑為r的圓形勻強磁場區(qū)域，該圓形磁場區(qū)域的直徑PQ與豎直方向成45°，經(jīng)磁場偏轉，最后打在豎直放置的硅片上。離子的質量為m、電荷量為q,不計離子重力。求：
  （1）離子進入圓形勻強磁場區(qū)域時的速度大小v；
  （2）靜電分析器通道內(nèi)虛線處電場強度的大小E₀；
  （3）若磁場方向垂直紙面向外，離子從磁場邊緣上某點出磁場時，速度方向與直徑PQ垂直，求圓形區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應強度B₀的大小。
  組卷：167引用：2難度：0.4

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• 13．在學校舉辦的高樓落蛋活動中，為保證雞蛋從高處落地后能完好無損，小明設計了如圖甲所示的裝置。裝置下端安裝了一個橫截面（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，不考慮磁體在其他區(qū)域產(chǎn)生的磁場。圓筒形磁體與兩條平行金屬導軌AH和BG固定在一起，CDEF是一個金屬線框，DF、CE被約束在導軌的凹槽內(nèi)，可沿導軌無摩擦滑動，線框CD的正中間接有一個半徑為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。導軌上方固定有一根絕緣細棒HG。細棒與鋁盒間連接了一根勁度系數(shù)為k的輕質絕緣彈簧。小明將該裝置置于距離水平地面高h（h遠大于裝置自身高度）處，并保持導軌豎直，待鋁盒靜止后將彈簧鎖定，此時線圈恰好位于磁體上邊界處?，F(xiàn)由靜止釋放裝置，整個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）的總質量為m,線框第一次運動到最低點時彈簧的形變量是裝置剛落地時的兩倍，此時EF仍未進入磁場，線圈所在處的磁感應強度大小均為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，忽略空氣阻力。求：
  
  （1）落地時線圈切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢E以及線圈中感應電流的方向（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動到最低點的過程中，通過回路某截面的電荷量q。
  組卷：128引用：2難度：0.4

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