湖北省大悟縣第一中學(xué)2009屆5月沖擊名校
物理試卷(四)
一、選擇題
1.在某些恒星內(nèi),三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)核,已知α粒子的質(zhì)量為,C原子的質(zhì)量為,電子的質(zhì)量為,為真空中光速,則該反應(yīng)
A.是原子核的人工轉(zhuǎn)變 B.吸收能量,且
C.一定沒有α、β和γ射線產(chǎn)生 D.放出能量,且質(zhì)量虧損為
2.固定在水平地面上的氣缸內(nèi),用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體,已知在環(huán)境溫度變化時(shí)大氣壓強(qiáng)不變,F(xiàn)對活塞施加一作用力,使氣缸內(nèi)氣體分別經(jīng)歷圖乙所示的①②③三個(gè)過程,緩慢地從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,狀態(tài)A、B壓強(qiáng)相等,則下列說法錯(cuò)誤的是
A.過程①一定對活塞做負(fù)功
B.過程②為零
C.過程③先對活塞做正功,后對活塞做負(fù)功
D.過程①比過程②③吸熱多
3.如圖所示,一固定桿與水平方向夾角θ,將一質(zhì)量m1的小環(huán)A套在桿上,將質(zhì)量為m2的小球B通過輕繩懸掛在環(huán)下,然后由靜止釋放,環(huán)沿桿下滑,穩(wěn)定后懸繩與豎直方向成β角且保持不變,則對于系統(tǒng)穩(wěn)定后,下列說法中正確的是
A.環(huán)與小球可能一起做勻速運(yùn)動
B.若,則環(huán)與小球加速度
C.若m1不變,則m2越大,β越小
D.由題給條件可判斷,一定有
4.如圖所示,真空中一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的玻璃球,頻率為v的細(xì)激光束在真空中沿直線BC傳播,于玻璃球表面的C點(diǎn)經(jīng)折射進(jìn)入小球,并在玻璃球表面的D點(diǎn)又經(jīng)折射進(jìn)入真空中,已知∠COD=120°,玻璃球?qū)υ摷す獾恼凵渎蕿?sub>,則下列說法中正確的是
A.激光束在C點(diǎn)的入射角α=60°
B.此激光束在玻璃中穿越的時(shí)間為(其中c為真空中的光速)
C.一個(gè)光子在穿過玻璃球的過程中能量逐漸變小
D.改變?nèi)肷浣铅恋拇笮。?xì)激光束可能在球表面D處發(fā)生全反射
5.光滑水平面上并排放著兩個(gè)相同的木塊A、B,一粒子彈以一定速度水平射入A并穿出木塊B,用表示木塊A受到子彈作用力的沖量,表示木塊B的動量,則
A. B.
C. D.
6.如圖甲所示,電子靜止在兩平行金屬板A、B間的點(diǎn),時(shí)刻開始A板電勢按如圖乙所示規(guī)律變化,則下列說法中正確的是
A.電子可能在極板間做往復(fù)運(yùn)動
B.時(shí)刻電子的動能最大
C.電子能從小孔P飛出,且飛出時(shí)的動能不大于
D.電子不可能在時(shí)間內(nèi)飛出電場
8.一彈簧振子在平衡位置O點(diǎn)附近做簡諧運(yùn)動,從振子離開O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)0.4s振子第一次到達(dá)M點(diǎn),再經(jīng)過0.2s第二次到達(dá)M點(diǎn),則
A.振子從第二次到達(dá)M點(diǎn)至第三次到達(dá)M點(diǎn)還要經(jīng)過的時(shí)間可能是1.8s
B.時(shí)刻和時(shí)刻彈簧的長度可能相同
C.時(shí)刻和時(shí)刻振子的加速度一定相同
D.時(shí)刻和時(shí)刻振子的動量一定相同
9.如圖所示,在水平方向的勻強(qiáng)磁場中豎直放置兩平行導(dǎo)軌,磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直,質(zhì)量分別為的兩金屬棒與導(dǎo)軌相連,并可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動,F(xiàn)用一豎直向上的恒力拉金屬棒,結(jié)果分別向上和向下做勻速運(yùn)動,速度大小相等,此時(shí)力的功率為,感應(yīng)電流的功率為,下列關(guān)于大小關(guān)系的說法中正確的是
A.一定相等 B.一定大于
C.若,則一定小于 D.若,則一定大于
10.如圖所示電路中,電源內(nèi)阻為r,閉合開關(guān)S后,電阻的電功率分別為,調(diào)節(jié)的調(diào)動觸頭,則下列關(guān)于隨變化的圖象中正確的是
二、實(shí)驗(yàn)題
11.在做利用雙縫干涉測定光的波長的實(shí)驗(yàn)時(shí),調(diào)節(jié)光源、濾光片、單縫和雙縫的中心使其均位于遮光筒的中心軸線上,再調(diào)至屏上出現(xiàn)了干涉圖樣后,用直尺量得雙縫到屏的距離為
用測量頭上的螺旋測徽器去測量,轉(zhuǎn)動手輪,移動分劃板使分劃板中心刻線與某條明紋中心對齊,如圖所示,此時(shí)螺旋測微器的讀數(shù)為________mm,將此時(shí)條紋的序號定為1,其右側(cè)的明紋序號依次是為第2條、第3條……,則從第1條明紋中心至第6條明紋中心的距離為_________mm.
12.有一塊電流表G,表盤上標(biāo)度為“0~
A.電壓表V(量程0~30mV,內(nèi)阻約1);
B.電阻箱(0~99999.9);
C.電阻箱兩只(0~999.9);
D.電源E(電動勢為1.5V,內(nèi)阻未知);
E.開關(guān)S兩只,導(dǎo)線若干。
①實(shí)驗(yàn)小組想在測定電流表內(nèi)阻的同時(shí),能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析確定電流表的標(biāo)度單位,于是設(shè)計(jì)了如圖所示甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)電路,經(jīng)小組試驗(yàn),兩種電路都能正常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量。為了盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,你認(rèn)為應(yīng)該選擇電路_______進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
②根據(jù)你選擇的電路,應(yīng)該由___________與___________來分析確定電流表的標(biāo)度單位,估算表達(dá)式為__________________;
③根據(jù)你選擇的電路,分析產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是
A.電源的內(nèi)阻
B.電源的電動勢的大小
C.電壓表內(nèi)阻
D.電阻箱阻值的大小
E.電阻箱阻值的精確度
三、計(jì)算題
13.如圖所示的光滑斜槽軌道由傾斜部分和足夠長的水平部分組成,兩部分之間由一段圓弧面相連接,斜面的傾角為θ.現(xiàn)有10個(gè)質(zhì)量均為m 、半徑均為r的均勻剛性球,在施加于1號球的水平外力F的作用下均靜止,力F與圓槽在同一豎直面內(nèi),此時(shí)1號球球心距它在水平槽運(yùn)動時(shí)的球心高度差為h.現(xiàn)撤去力F使小球開始運(yùn)動,直到所有小球均運(yùn)動到水平槽內(nèi).重力加速度為g.求:
⑴水平外力F的大。
⑵1號球剛運(yùn)動到水平槽時(shí)的速度;
⑶整個(gè)運(yùn)動過程中,2號球?qū)?號球所做的功.
14.
⑴月球半徑和月球表面重力加速度;
⑵空中塵埃層存在的時(shí)間;
⑶“嫦娥一號”撞擊月球表面時(shí)的速度。
15.北京正負(fù)電子對撞機(jī)是目前國際上唯一高亮度正負(fù)電子對撞機(jī),因此作為世界上一個(gè)重要的高能物理實(shí)驗(yàn)研究基地對國外開放。正、負(fù)電子對撞機(jī)由直線加速器P、電子分離器Q、環(huán)形儲存器M和對撞室D組成,如圖所示,加速器出口環(huán)心在一條直線上。被加速器P加速后的正、負(fù)電子相隔時(shí)間先后由點(diǎn)以相同速度進(jìn)入電子分離器Q,分離后分別沿圓環(huán)切線方向由注入M,在M中恰沿環(huán)做圓周運(yùn)動運(yùn)動,最終在D中實(shí)現(xiàn)對撞。為了實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的分離和在環(huán)形儲存器內(nèi)的圓周運(yùn)動,并保證正、負(fù)電子在D中相遇,在環(huán)外分離器Q區(qū)域和環(huán)內(nèi)區(qū)域分別加有勻強(qiáng)磁場。已知圖中 ,電子質(zhì)量為m,電荷量為e,環(huán)的半徑遠(yuǎn)大于環(huán)管半徑,除在D中碰撞外忽略電子間的相互作用,求:
⑴區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及的方向關(guān)系;
⑵環(huán)的最大半徑R。
16.PQ、MN間存在勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E,沿場強(qiáng)方向固定一絕緣細(xì)桿,桿上套有兩個(gè)質(zhì)量均為m的絕緣小球A、B,小球A帶正電,電荷量為q,小球B不帶電。將A、B從相距為L的兩點(diǎn)由靜止釋放,之后A、B間的碰撞為彈性碰撞,碰撞時(shí)間極短且碰撞時(shí)沒有電荷轉(zhuǎn)移,運(yùn)動中小球A的電荷量不變,求:
⑴從A、B間的第一次碰撞到發(fā)生第二次碰撞,小球A運(yùn)動的距離;
⑵若小球B出電場時(shí)的動能為,則A、B間發(fā)生了幾次碰撞?
⑶若小球B出電場時(shí)的動能為,則小球A出電場時(shí)的動能多大?
1.D 解析:該反應(yīng)是輕核的聚變,A錯(cuò);輕核的聚變要放出能量B錯(cuò);該反應(yīng)中沒有α和β射線產(chǎn)生,但可能有γ產(chǎn)生,C錯(cuò);反應(yīng)前樣子總質(zhì)量,反應(yīng)后核子總質(zhì)量,質(zhì)量虧損為,D正確。
2.C 解析:以活塞為研究對象,水平方向活塞受三個(gè)力如圖所示,氣體初、末狀態(tài)壓強(qiáng)均等于大氣壓強(qiáng),此時(shí)=0;過程①缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)先增大后減小,則向左先增大后減小,對活塞做負(fù)功, A是對的;過程②缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變且等于,,B是對的;過程③缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)先減小后增大,向右先增大后減小,對活塞做正功,C錯(cuò);由熱力學(xué)第一定律得,所以,理想氣體的溫度變化相同時(shí)內(nèi)能變化相同,則為負(fù)時(shí)Q大,D正確。選C。
3.BD
4.AB
5.A 解析:由圖(c)可知,子彈穿過木塊A的時(shí)間為,子彈對木塊A的沖量實(shí)際上等于子彈在穿過A的過程中對A、B的總沖量,即,由于A、B相同,質(zhì)量相等,因此在時(shí)間A對B的沖量等于子彈對A的沖量的一半,即,A正確D錯(cuò);子彈在穿過B時(shí),相對B的平均速度小于穿過A時(shí)相對A的平均速度,因此,,,,BC錯(cuò)。
6.BC 解析:時(shí)刻B板電勢比A板高,電子在時(shí)間內(nèi)向B板加速,加速結(jié)束;在時(shí)間內(nèi)電子減速,由于對稱,在時(shí)刻速度恰好為零,接下來,電子重復(fù)上述運(yùn)動,所以電子一直向B板運(yùn)動,直到從小孔P突出,A錯(cuò);無論電子在什么時(shí)刻突出P孔,時(shí)刻電子都具有最大動能,B正確;電子突出小孔P的時(shí)刻不確定,但突出時(shí)的動能不大于,C正確D錯(cuò)。
7.C 解析:運(yùn)動員在到達(dá)P點(diǎn)前做平拋運(yùn)動,y方向做勻速運(yùn)動,x方向做自由落體運(yùn)動,AD兩項(xiàng)錯(cuò);當(dāng)運(yùn)動員滑上斜面后,x、y方向都做勻加速運(yùn)動,但加速度小于重力加速度,B對C錯(cuò)。
8.AC 解析:如圖甲,則振動周期,則,A正確;如圖乙,振動周期則為,若為,則時(shí)刻和時(shí)刻振動位移分別為A和-A,彈簧的長度不可能相同的。若為,則振動位移為-A,,振動位移為A,B錯(cuò);當(dāng)振動周期為時(shí),時(shí)刻和時(shí)刻振子的位移相等,加速度相等;當(dāng)振動周期為時(shí),時(shí)刻和時(shí)刻振子的位移為零,加速度為零;C正確;由上述可知,兩種情況位移雖相同,但速度方向相反,動量大小相等,D錯(cuò)。
9.D 解析:有三個(gè)力對金屬棒做功,其中重力做功不改變金屬棒的機(jī)械能,拉力做功金屬棒的機(jī)械能增加,安培力做功金屬棒的機(jī)械能減小,減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,因此感應(yīng)電流的功率等于安培力的功率,兩金屬棒速度相等,動能不變,若則系統(tǒng)重力勢能不變,機(jī)械能不變,拉力做的功全部轉(zhuǎn)化為電能,即,AB錯(cuò);若,則系統(tǒng)重力勢能增大,機(jī)械能增大,拉力做的功一部分轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)機(jī)械能,一部分轉(zhuǎn)化為電能,則一定大于,C錯(cuò)D對。
10.BCD 解析:對,,功率隨電流I的減小而減小,A錯(cuò)B正確;對,,當(dāng)時(shí),有最大值,C正確;若,則隨的增大單調(diào)減小,D正確。
11.0.900 12
12.答案:①乙;②電壓表的示數(shù),電阻箱的阻值;若選擇圖甲,;若選擇圖乙,則;③若選擇圖甲,則為CE;若選擇圖乙,則為E。
解析:①由于電源電動勢V較小,,電流表的標(biāo)度單位只能是mA或μA,因此約5或5000,5不合題意,5000比電流表內(nèi)阻并不滿足,電壓表內(nèi)阻又未知,因此選擇圖乙,閉合開關(guān)S2時(shí),保持不變,反復(fù)調(diào)節(jié),使電流表指針半偏且電壓表示數(shù)不變,則電路總電流不變,使電壓表同時(shí)監(jiān)測電路電流,減小實(shí)驗(yàn)誤差,故選擇圖乙;②若選擇圖甲,則,則;選擇圖乙時(shí),開關(guān)S2閉合前,通過電阻的電流就是通過電流表的電流;③此實(shí)驗(yàn)電源內(nèi)阻對實(shí)驗(yàn)沒有影響,A錯(cuò);兩種電路都有電壓表作監(jiān)測電表,因此因此電源電動勢大小及電阻箱阻值的大小均對實(shí)驗(yàn)沒有影響,BD錯(cuò);若選擇圖甲,則電壓表內(nèi)阻對電流表兩端電壓的計(jì)算有較大影響,而對圖乙,電壓表只起監(jiān)測作用,因此選圖甲時(shí)應(yīng)該選擇C項(xiàng);電阻箱阻值的精確度對實(shí)驗(yàn)直接造成影響,兩種選擇均要選E項(xiàng)。
評分說明:①只能選擇圖乙;②③若選擇圖甲,只要后續(xù)回答正確均給分。
13.解析:⑴以10個(gè)小球整體為研究對象,由力的平衡條件可得 …(2分)
得………………………………………………(2分)
⑵以1號球?yàn)檠芯繉ο,根?jù)機(jī)械能守恒定律可得 …………(2分)
解得……………………………………………(2分)
⑶撤去水平外力F后,以10個(gè)小球整體為研究對象,利用機(jī)械能守恒定律可得
(2分) 得 (1分)
以1號球?yàn)檠芯繉ο,由動能定理?nbsp; ………………(2分)
得………………………………………………(2分)
14.解析:⑴由萬有引力定律得 ①
②
①/②得
③
④
⑵上升最高的塵埃做豎直上拋運(yùn)動,因此由 得
⑶塵埃上升時(shí)機(jī)械能守恒,有
則衛(wèi)星撞擊月球時(shí)的速度約為
15.解析:⑴設(shè)電子在分離器中偏轉(zhuǎn)的軌道半徑為,在中,
①
②
因此電子在Q和M中運(yùn)動的周期相同,且 ③
正、負(fù)電子從O第一次到D的時(shí)間為相等,因此要讓正、負(fù)電子在D中相遇,有 ④
由②③④解得 ⑤
由電子偏轉(zhuǎn)方向可判斷,Q、M中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相反
⑵由②⑤得 ⑥
當(dāng)時(shí),環(huán)的半徑最大,且 ⑦
16.解析:A、B間發(fā)生彈性碰撞,設(shè)每次碰撞A、B的速度分別為,碰后的速度分別為,由動量守恒定律和能量守恒定律得
①
②
聯(lián)立①②解得 (舍去),即每次碰撞兩球都交換速度。
⑴設(shè)第一次碰撞前小球A的速度為,由動能定理得
③
則第一次碰撞后 ,小球A又開始做初速度為零的勻加速運(yùn)動,小球B則以速度做勻速運(yùn)動,設(shè)從A、B間的第一次碰撞到第二次碰撞前小球A運(yùn)動的距離為,則 ④
⑤
聯(lián)立③④⑤解得
⑵第二次碰后,設(shè)第三次碰撞前A運(yùn)動的距離為,則
⑥
⑦
聯(lián)立解得
第三次碰后,小球B的動能,因此當(dāng)小球B出電場時(shí)的動能為時(shí),A、B間發(fā)生了四次碰撞。
⑶第四次碰撞后,小球A的速度,若第四次碰撞發(fā)生后小球A即離開電場,則A的動能,若小球A在將要發(fā)生第五次碰撞時(shí)才離開電場,則
⑧
⑨
解得 ,故有
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