天津市學(xué)業(yè)水平特級(jí)卷物理（三）試卷分為第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分，共100分，考試用時(shí)60分鐘。第I卷1至4頁(yè)，第II卷5至8頁(yè)。答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、準(zhǔn)考號(hào)和座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上，并在規(guī)定位置粘貼考試用條形碼。答卷時(shí)，考生務(wù)必將答案涂寫(xiě)在答題卡上，答在試卷上的無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。祝各位考生考試順利！第I卷注意事項(xiàng)：本卷共8題，每題5分，共40分。一、單項(xiàng)選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的）1.大量處于n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的a、b兩種單色光照射某光電管的陰極時(shí)，測(cè)得遏止電壓之比為2∶1，根據(jù)該信息下列說(shuō)法正確的是（）A.在同種介質(zhì)中，b光的傳播速度比a光的小B.若b光是躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的，則a光可能是躍遷到n=4能級(jí)產(chǎn)生的C.用同樣的裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光束的條紋間距比a光束的窄D.當(dāng)兩種光從水中射向空氣時(shí)，a光臨界角小于b光的臨界角【答案】D【解析】【詳解】A．遏止電壓是光電流為零時(shí)的最小反向電壓，根據(jù)動(dòng)能定理可知因測(cè)得遏止電壓之比為2:1，則a、b兩種單色光的頻率在同種介質(zhì)中，頻率越大，折射率越大，光速越小，因a光的頻率大，所以b光的傳播速度大于a光的傳播速度，A錯(cuò)誤；B．a(chǎn)光的頻率大，則a光的光子能量大于b光的光子能量，若b光是躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的，則a光躍遷到比n=3能級(jí)低才能產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；C．雙縫干涉條紋間距公式可知，波長(zhǎng)越長(zhǎng)的光的條紋間距越寬，a、b兩種單色光的頻率有則b光的波長(zhǎng)比a光波長(zhǎng)大，故b光束的條紋間距比a光束的條紋間距寬，C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)光的頻率大，在同一種介質(zhì)中，其折射率大，根據(jù)可知a光的臨界角小，D正確。故選D。2.如圖所示，內(nèi)壁光滑導(dǎo)熱氣缸中用活塞封閉住一定質(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)用一外力F將活塞緩慢向上拉動(dòng)，氣缸始終保持靜止，在此過(guò)程中沒(méi)有氣體漏出，環(huán)境溫度不變，下列說(shuō)法正確的是（）A.外力F逐漸變小B.氣體的內(nèi)能增加C.氣體從外界吸收熱量D.氣體吸收的熱量大于對(duì)外做的功【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，氣缸內(nèi)壁光滑導(dǎo)熱，且外界環(huán)境溫度不變，則封閉氣體做等溫變化，現(xiàn)用一外力F將活塞緩慢向上拉動(dòng)，氣缸始終保持靜止，氣體體積變大A．由玻意耳定律可知，氣體的壓強(qiáng)變小，則內(nèi)外的壓強(qiáng)差變大，所以所需要的外力F逐漸變大，故A錯(cuò)誤；B．由于氣體發(fā)生等溫變化，則氣體的內(nèi)能不變，故B錯(cuò)誤；C．由于氣體體積變大，氣體對(duì)外界做功，則氣體內(nèi)能不變，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體從外界吸熱，故C正確；D．由于氣體內(nèi)能不變，可知?dú)怏w吸收的熱量等于對(duì)外做的功，故D錯(cuò)誤。故選C3.歷史上，為了研究原子的性質(zhì)，科學(xué)家們做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，下面四幅示意圖中說(shuō)法正確的是（）A.湯姆孫通過(guò)分析圖①的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型B.②表示的核反應(yīng)屬于重核裂變，在裂變過(guò)程中要吸收能量C.③中向左偏轉(zhuǎn)的是β粒子，向右偏轉(zhuǎn)的是α粒子，不偏轉(zhuǎn)的是γ粒子D.鋅的逸出功為3.34eV，用④中一群處于n=4能級(jí)的氫原子發(fā)出的光照射鋅板，逸出光電子的最大初動(dòng)能為9.41eV【答案】D【解析】【詳解】A．盧瑟福通過(guò)分析圖①的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤；B．②表示的核反應(yīng)屬于重核裂變，在裂變過(guò)程中，存在質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知要放出能量，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)左手定則判斷知，③中向左偏轉(zhuǎn)的是α粒子，向右偏轉(zhuǎn)的是β粒子，不偏轉(zhuǎn)的是γ粒子，故C錯(cuò)誤；D．一群處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，釋放光子的最大能量為鋅的逸出功為3.34eV，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，則逸出光電子的最大初動(dòng)能為故D正確。故選D。4.如圖所示，人造地球衛(wèi)星發(fā)射過(guò)程要經(jīng)過(guò)多次變軌方可到達(dá)預(yù)定軌道。先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道I；然后在A點(diǎn)（近地點(diǎn)）點(diǎn)火加速，衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ；在B點(diǎn)（遠(yuǎn)地點(diǎn)）再次點(diǎn)火加速進(jìn)入圓形軌道Ⅲ，下列說(shuō)法正確的是（）A.軌道Ⅱ上A點(diǎn)的速度一定不超過(guò)第一宇宙速度B.衛(wèi)星在三個(gè)軌道上運(yùn)行時(shí)與地心的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積都相等C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上的機(jī)械能大于在軌道I上的機(jī)械能D.衛(wèi)星在圓軌道I上運(yùn)行的周期大于在圓軌道Ⅲ上運(yùn)行的周期【答案】C【解析】【詳解】A．在軌道Ⅱ上A點(diǎn)，萬(wàn)有引力小于向心力，做離心運(yùn)動(dòng)，該點(diǎn)的速度會(huì)大于第一宇宙速度。故A錯(cuò)誤；B．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上做變軌運(yùn)動(dòng)，此時(shí)并不適用開(kāi)普勒第二定律。所以衛(wèi)星在三個(gè)軌道上運(yùn)行時(shí)與地心的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積不相等。故B錯(cuò)誤；C．衛(wèi)星從軌道I進(jìn)入軌道軌道Ⅱ時(shí)，需要點(diǎn)火加速，推力做正功。所以機(jī)械能增大。故C正確；D．根據(jù)得由于衛(wèi)星在軌道I的運(yùn)行半徑小于軌道Ⅲ的運(yùn)行半徑，所以衛(wèi)星在軌道I的運(yùn)行周期小于軌道Ⅲ的運(yùn)行周期。故D錯(cuò)誤。故選C。【點(diǎn)睛】衛(wèi)星低軌道變高軌道是先加速做離心運(yùn)動(dòng)。熟悉開(kāi)普勒定律適用條件。5.如圖所示，兩光滑平行長(zhǎng)直導(dǎo)軌水平放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)與導(dǎo)軌所在平面垂直，已知金屬棒MN能沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)，導(dǎo)軌一端跨接一個(gè)定值電阻R，金屬棒與導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒在恒力F作用下從靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌向右運(yùn)動(dòng)，在以后過(guò)程中，金屬棒速度v、加速度a、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E以及通過(guò)電阻R的電荷量q隨時(shí)間t變化圖線正確的是（）【答案】C【解析】【詳解】A．金屬棒受到恒力作用開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)以后由于切割磁感線，導(dǎo)體棒受到安培力的作用，由牛頓第二定律得隨著速度的增大，加速度越來(lái)越小，所以vt圖像的切線斜率逐漸減小，最終做勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．由上式可知，導(dǎo)體棒加速度滿足則有由于加速度逐漸減小，所以at圖像的切線斜率逐漸減小，故B錯(cuò)誤；C．電動(dòng)勢(shì)則由于加速度逐漸減小，所以Et圖線切線斜率逐漸越小，最后E不變，C正確；D．It圖像的斜率為又因由于速度逐漸增大，所以qt圖線切線斜率逐漸變大，速度最大時(shí)，斜率最大，D錯(cuò)誤。故選C。二、不定項(xiàng)選擇題（每小題5分，共15分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分）6.如圖所示為一小型交流發(fā)電的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=T。矩形線框ABCD匝數(shù)n=100，面積S=0.02m2，線圈內(nèi)阻r=5Ω，線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO'逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度=100rad/s。矩形線框通過(guò)滑環(huán)與R=15Ω的電阻相連，電壓表為理想電表。則（）B.線圈從圖示位置開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，電壓表示數(shù)為零C.該交流電可以直接加在擊穿電壓為200V的電容器上D.在0.5s的時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為750J【答案】AD【解析】【詳解】A．線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為圖示位置線圈平面垂直于中性面，從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為A正確；B．電壓表示數(shù)為交流電壓的有效值，所以示數(shù)不為零，B錯(cuò)誤；D．線圈和R組成閉合電路，電路中電流的有效值為則在0.5s的時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的熱量為D正確。故選AD。7.如圖甲所示為一列沿x軸傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，a、b、c為介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，圖乙表示該波x=6m處a質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A.該波沿x軸負(fù)向傳播B.t=15s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a處于波峰位置C.t=2s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b振動(dòng)的速度方向與回復(fù)力方向相同【答案】BC【解析】【詳解】A．由乙圖可知，t=0時(shí)，x=6m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，且運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，根據(jù)“上下坡”法，可以判斷出波沿x軸正方向傳播，A錯(cuò)誤；B．由于15s等于三個(gè)整周期加四分之三個(gè)周期，由乙圖可知，15s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a處于波峰位置，B正確；C．2s時(shí)，a質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置，且向上振動(dòng)，b的振動(dòng)比a滯后，所以b處于y=－5m處，向平衡位置運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)的速度方向與回復(fù)力方向相同，C正確；D．質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間變化的關(guān)系為當(dāng)t=0時(shí)，y=5cm，解得所以位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為D錯(cuò)誤。故選BC。8.如圖所示，O點(diǎn)是豎直平面內(nèi)圓的圓心，A、B、C三點(diǎn)將圓三等分，CD是圓的水平直徑，在A、B兩點(diǎn)分別固定等量的正點(diǎn)電荷。不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的是（）A.D、O、C三點(diǎn)的電勢(shì)大小關(guān)系為φD＝φO＝φCB.一個(gè)電子可以在A、B兩點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)C.將一個(gè)電子從C點(diǎn)靜止釋放，電子從C點(diǎn)沿直線到D點(diǎn)的過(guò)程中所受的電場(chǎng)力一定是先增大后減小，然后再增大D.若一電子源從O點(diǎn)以相同的初動(dòng)能沿圓周平面內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)射電子，則從D點(diǎn)離開(kāi)圓周的電子的動(dòng)能最大【答案】BC【解析】【詳解】A．D、O與兩點(diǎn)電荷的距離相等且小于C點(diǎn)與兩點(diǎn)電荷的距離，由電勢(shì)的疊加可知故A錯(cuò)誤；B．在A、B兩點(diǎn)連線的中垂面內(nèi)，電子受到的合電場(chǎng)力方向指向A、B兩點(diǎn)連線的中點(diǎn)，若給電子適當(dāng)?shù)某跛俣?，電子可以在A、B兩點(diǎn)連線的中垂面內(nèi)繞AB的中點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故B正確。C．設(shè)A、B兩點(diǎn)間距為L(zhǎng)，兩點(diǎn)電荷的電量均為，CD上某點(diǎn)M，設(shè)A、B兩點(diǎn)電荷在M點(diǎn)形成電場(chǎng)的合場(chǎng)強(qiáng)沿OC方向，其大小為由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)D．只有電場(chǎng)力做功時(shí)，帶電粒子的動(dòng)能與電勢(shì)能之和為一個(gè)定值，由于D點(diǎn)不是圓上電勢(shì)最高的點(diǎn)，因此D點(diǎn)不是電子的電勢(shì)能最小的點(diǎn)，故電子從D點(diǎn)離開(kāi)圓時(shí)動(dòng)能不是最大的，故D錯(cuò)誤。故選BC第II卷注意事項(xiàng)：1.用黑色墨水的鋼筆或簽字筆將答案填寫(xiě)在答題卡上。2.本卷共4題，共60分。9.（1）現(xiàn)用如圖所示雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量光的波長(zhǎng)。①在組裝儀器時(shí)單縫和雙縫應(yīng)該相互______放置。（選填“垂直”或“平行”）；②已知測(cè)量頭主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同學(xué)調(diào)整手輪使測(cè)量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對(duì)齊，并將該亮紋定為第1條亮紋，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為1.16mm；接著再同方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對(duì)齊，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則讀數(shù)為_(kāi)_____mm。已知雙縫間距d=2.00×104m，測(cè)得雙縫到毛玻璃屏的距離L=0.800m，所測(cè)光的波長(zhǎng)λ=______nm。（保留3位有效數(shù)字）；③為減小誤差，該實(shí)驗(yàn)并未直接測(cè)量相鄰亮條紋間的距離?x，而是先測(cè)量n個(gè)條紋的間距再求出?x。下列實(shí)驗(yàn)采用了類似方法的有______。A．《探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律》的實(shí)驗(yàn)中合力的測(cè)量B．《探究彈簧彈力與形變量的關(guān)系》的實(shí)驗(yàn)中彈簧的形變量的測(cè)量C．《用單擺測(cè)重力加速度》的實(shí)驗(yàn)中單擺的周期的測(cè)量D．《用油膜法估測(cè)油酸分子的大小》的實(shí)驗(yàn)中1滴油酸酒精溶液體積的測(cè)量【答案】①.平行②.15.00③.692④.CD【解析】【詳解】（1）①[1]只有保證單縫和雙縫互相平行，這樣才能在屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋;②[2]讀數(shù)為15mm+0.021mm=15.02mm由于第1條亮紋，此時(shí)測(cè)量頭上游標(biāo)卡尺的讀數(shù)1.16mm,第6條亮紋中心對(duì)齊，測(cè)量頭的讀數(shù)15.00mm，所以＝692nm.③[3]為減小誤差，多次取平均值的方法,與此相同的是CD;10.某校物理實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)一未知電阻R2的阻值，要求盡可能精確測(cè)量。（1）為便于設(shè)計(jì)電路，該實(shí)驗(yàn)小組先用多用電表粗測(cè)R2的阻值，選用歐姆表×10倍率測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)過(guò)小，為了較準(zhǔn)確地進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)該選擇__________倍率（選填“×100”、“×1”），并重新進(jìn)行歐姆調(diào)零，正確操作并讀數(shù)，若這時(shí)刻度盤(pán)上的指針位置如圖所示，則測(cè)量結(jié)果是__________Ω；（2）實(shí)驗(yàn)室提供了如下實(shí)驗(yàn)器材：A.電源E（電動(dòng)勢(shì)為12V，內(nèi)阻不計(jì)）；B.電壓表V（量程為15V，內(nèi)阻RV約為15KΩ）；C.電流表A1（量程為30mA，內(nèi)阻r1約為10Ω）；D.電流表A2（量程為20mA，內(nèi)阻r2約為15Ω）；E.滑動(dòng)變阻器R1（最大阻值為20Ω，額定電流為1A）；F.滑動(dòng)變阻器R2（最大阻值為1KΩ，額定電流為0.5A）；G.開(kāi)關(guān)及導(dǎo)線若干。（3）為盡可能準(zhǔn)確測(cè)量R，的阻值，實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖所示的電路，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：①正確連接實(shí)驗(yàn)電路后，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片至適當(dāng)位置；②斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片，使電流表A2的示數(shù)恰好為電流表A1示數(shù)的三分之二，記錄此時(shí)電壓表V的示數(shù)U1和電流表A1的示數(shù)I1；③保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變，再閉合開(kāi)關(guān)S2，記錄電壓表V的示數(shù)U2和電流表A2的示數(shù)I2；④根據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)可得Rx=__________；該實(shí)驗(yàn)也可測(cè)得電流表A1的內(nèi)阻r1=__________（用U1、I1、U2、I2表示）?！窘馕觥俊驹斀狻?1)[1][2]歐姆表的表盤(pán)上越向右側(cè)電阻越小，偏角小說(shuō)明阻值大，應(yīng)選用“×100”倍率的電阻擋，換擋后要重新歐姆調(diào)零，示數(shù)為11×100Ω=1100Ω(3)④[3][4]根據(jù)題意斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S2，閉合開(kāi)關(guān)S1時(shí)，電流表A2的示數(shù)恰好為電流表A1示數(shù)的，則此時(shí)流過(guò)Rx的電流是電流表A1示數(shù)的，所以流過(guò)Rx的電流是流過(guò)電流表A2電流的，閉合開(kāi)關(guān)S2，電流表A2的示數(shù)I2，流過(guò)Rx的電流為，Rx兩端的電壓為U2，則Rx和電流表A2以及R2的總電阻為電流表A1的內(nèi)阻11.如圖所示，一軌道由半徑為0.8m的四分之一豎直圓弧軌道AB和水平直軌道BC在B點(diǎn)平滑連接而成，現(xiàn)有一質(zhì)量為0.2kg的小物塊從A點(diǎn)無(wú)初速度釋放，BC段長(zhǎng)LBC=0.50m，小物塊與BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，小物