湖北省大悟县第一中学2009届5月冲击名校
物理试卷(四)
一、选择题
1.在某些恒星内,三个α粒子结合成一个
核,已知α粒子的质量为
,C原子的质量为
,电子的质量为
,
为真空中光速,则该反应
A.是原子核的人工转变 B.吸收能量
,且![]()
C.一定没有α、β和γ射线产生 D.放出能量,且质量亏损为
2.固定在水平地面上的气缸内,用活塞封闭一定质量的理想气体,已知在环境温度变化时大气压强
不变。现对活塞施加一作用力
,使气缸内气体分别经历图乙所示的①②③三个过程,缓慢地从状态A变化到状态B,状态A、B压强相等,则下列说法错误的是
A.过程①
一定对活塞做负功
B.过程②
为零
C.过程③
先对活塞做正功,后对活塞做负功
D.过程①比过程②③吸热多
3.
如图所示,一固定杆与水平方向夹角θ,将一质量m1的小环A套在杆上,将质量为m2的小球B通过轻绳悬挂在环下,然后由静止释放,环沿杆下滑,稳定后悬绳与竖直方向成β角且保持不变,则对于系统稳定后,下列说法中正确的是
A.环与小球可能一起做匀速运动
B.若
,则环与小球加速度![]()
C.若m1不变,则m2越大,β越小
D.由题给条件可判断,一定有![]()
4.如图所示,真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球,频率为v的细激光束在真空中沿直线BC传播,于玻璃球表面的C点经折射进入小球,并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中,已知∠COD=120°,玻璃球对该激光的折射率为
,则下列说法中正确的是
A.激光束在C点的入射角α=60°
B.此激光束在玻璃中穿越的时间为
(其中c为真空中的光速)
C.一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
D.改变入射角α的大小,细激光束可能在球表面D处发生全反射
![]()
5.光滑水平面上并排放着两个相同的木块A、B,一粒子弹以一定速度水平射入A并穿出木块B,用
表示木块A受到子弹作用力的冲量,
表示木块B的动量,则
A.
B.![]()
C.
D.![]()
6.如图甲所示,电子静止在两平行金属板A、B间的
点,
时刻开始A板电势按如图乙所示规律变化,则下列说法中正确的是
A.电子可能在极板间做往复运动
B.
时刻电子的动能最大
C.电子能从小孔P飞出,且飞出时的动能不大于![]()
D.电子不可能在
时间内飞出电场
8.一弹簧振子在平衡位置O点附近做简谐运动,从振子离开O点开始计时,经0.4s振子第一次到达M点,再经过0.2s第二次到达M点,则
A.振子从第二次到达M点至第三次到达M点还要经过的时间可能是1.8s
B.
时刻和
时刻弹簧的长度可能相同
C.
时刻和
时刻振子的加速度一定相同
D.
时刻和
时刻振子的动量一定相同
9.如图所示,在水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨
,磁场方向与导轨所在平面垂直,质量分别为
的两金属棒
与导轨相连,并可在导轨上无摩擦滑动。现用一竖直向上的恒力
拉金属棒
,结果
分别向上和向下做匀速运动,速度大小相等,此时力
的功率为
,感应电流的功率为
,下列关于
大小关系的说法中正确的是
A.
一定相等 B.
一定大于![]()
C.若
,则
一定小于
D.若
,则
一定大于![]()
![]()
10.如图所示电路中,电源内阻为r,闭合开关S后,电阻
的电功率分别为
,调节
的调动触头,则下列关于
随
变化的图象中正确的是
二、实验题
11.在做利用双缝干涉测定光的波长的实验时,调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心使其均位于遮光筒的中心轴线上,再调至屏上出现了干涉图样后,用直尺量得双缝到屏的距离为
.
用测量头上的螺旋测徽器去测量,转动手轮,移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐,如图所示,此时螺旋测微器的读数为________mm,将此时条纹的序号定为1,其右侧的明纹序号依次是为第2条、第3条……,则从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为_________mm.
12.有一块电流表G,表盘上标度为“0~
。实验小组想将该电流表改装成电压表,另从实验室找到下列可用器材:
A.电压表V(量程0~30mV,内阻约1
);
B.电阻箱
(0~99999.9
);
C.电阻箱
两只(0~999.9
);
D.电源E(电动势为1.5V,内阻未知);
E.开关S两只,导线若干。
①实验小组想在测定电流表内阻
的同时,能根据实验数据分析确定电流表的标度单位,于是设计了如图所示甲、乙两种实验电路,经小组试验,两种电路都能正常进行实验测量。为了尽量减小实验误差,你认为应该选择电路_______进行实验;
②根据你选择的电路,应该由___________与___________来分析确定电流表的标度单位,估算表达式为__________________;
③根据你选择的电路,分析产生实验误差的主要原因是
A.电源的内阻
B.电源的电动势的大小
C.电压表内阻
D.电阻箱
阻值的大小
E.电阻箱
阻值的精确度
三、计算题
13.如图所示的光滑斜槽轨道由倾斜部分和足够长的水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m 、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求:
⑴水平外力F的大小;
⑵1号球刚运动到水平槽时的速度;
⑶整个运动过程中,2号球对1号球所做的功.
14.
,在近月(高度不计)圆轨道上运行的周期
。计算时取
。试估算(结果保留两位有效数字)
⑴月球半径
和月球表面重力加速度
;
⑵空中尘埃层存在的时间;
⑶“嫦娥一号”撞击月球表面时的速度。
15.北京正负电子对撞机是目前国际上唯一高亮度正负电子对撞机,因此作为世界上一个重要的高能物理实验研究基地对国外开放。正、负电子对撞机由直线加速器P、电子分离器Q、环形储存器M和对撞室D组成,如图所示,
加速器出口
环心
在一条直线上。被加速器P加速后的正、负电子相隔时间
先后由
点以相同速度
进入电子分离器Q,分离后分别沿圆环切线方向由
注入M,在M中恰沿环做圆周运动运动,最终在D中实现对撞。为了实现正、负电子的分离和在环形储存器内的圆周运动,并保证正、负电子在D中相遇,在环外分离器Q区域和环内区域分别加有匀强磁场
。已知图中
,电子质量为m,电荷量为e,环的半径
远大于环管半径
,除在D中碰撞外忽略电子间的相互作用,求:
⑴
区域内的磁感应强度
及
的方向关系;
⑵环的最大半径R。
16.PQ、MN间存在匀强电场,场强为E,沿场强方向固定一绝缘细杆,杆上套有两个质量均为m的绝缘小球A、B,小球A带正电,电荷量为q,小球B不带电。将A、B从相距为L的两点由静止释放,之后A、B间的碰撞为弹性碰撞,碰撞时间极短且碰撞时没有电荷转移,运动中小球A的电荷量不变,求:
⑴从A、B间的第一次碰撞到发生第二次碰撞,小球A运动的距离;
⑵若小球B出电场时的动能为
,则A、B间发生了几次碰撞?
⑶若小球B出电场时的动能为
,则小球A出电场时的动能多大?
1.D 解析:该反应是轻核的聚变,A错;轻核的聚变要放出能量B错;该反应中没有α和β射线产生,但可能有γ产生,C错;反应前样子总质量
,反应后核子总质量
,质量亏损为
,D正确。
2.C 解析:以活塞为研究对象,水平方向活塞受三个力如图所示,气体初、末状态压强均等于大气压强
,此时
=0;过程①缸内气体压强
先增大后减小,则
向左先增大后减小,对活塞做负功, A是对的;过程②缸内气体压强
不变且等于
,
,B是对的;过程③缸内气体压强
先减小后增大,
向右先增大后减小,对活塞做正功,C错;由热力学第一定律得
,所以
,理想气体的温度变化相同时内能变化
相同,则
为负时Q大,D正确。选C。
3.BD
4.AB
5.A 解析:由图(c)可知,子弹穿过木块A的时间为
,子弹对木块A的冲量实际上等于子弹在穿过A的过程中对A、B的总冲量,即
,由于A、B相同,质量相等,因此在
时间A对B的冲量等于子弹对A的冲量的一半,即
,A正确D错;子弹在穿过B时,相对B的平均速度小于穿过A时相对A的平均速度,因此
,
,
,
,BC错。
6.BC 解析:
时刻B板电势比A板高,电子在
时间内向B板加速,
加速结束;在
时间内电子减速,由于对称,在
时刻速度恰好为零,接下来,电子重复上述运动,所以电子一直向B板运动,直到从小孔P突出,A错;无论电子在什么时刻突出P孔,
时刻电子都具有最大动能,B正确;电子突出小孔P的时刻不确定,但突出时的动能不大于
,C正确D错。
7.C 解析:运动员在到达P点前做平抛运动,y方向做匀速运动,x方向做自由落体运动,AD两项错;当运动员滑上斜面后,x、y方向都做匀加速运动,但加速度小于重力加速度,B对C错。
8.AC 解析:如图甲,则振动周期
,则
,A正确;如图乙,振动周期则为
,若为
,则
时刻和
时刻振动位移分别为A和-A,弹簧的长度不可能相同的。若为
,则
振动位移为-A,
,振动位移为
A,B错;当振动周期为
时,
时刻和
时刻振子的位移相等,加速度相等;当振动周期为
时,
时刻和
时刻振子的位移为零,加速度为零;C正确;由上述可知,两种情况位移虽相同,但速度方向相反,动量大小相等,D错。
9.D 解析:有三个力对金属棒
做功,其中重力做功不改变金属棒的机械能,拉力
做功金属棒的机械能增加,安培力做功金属棒的机械能减小,减小的机械能转化为电能,因此感应电流的功率
等于安培力的功率,两金属棒速度相等,动能不变,若
则系统重力势能不变,机械能不变,拉力
做的功全部转化为电能,即
,AB错;若
,则系统重力势能增大,机械能增大,拉力
做的功一部分转化为系统机械能,一部分转化为电能,则
一定大于
,C错D对。
10.BCD 解析:对
,
,功率
随电流I的减小而减小,A错B正确;对
,
,当
时,
有最大值,C正确;若
,则
随
的增大单调减小,D正确。
11.0.900 12
12.答案:①乙;②电压表的示数
,电阻箱
的阻值;若选择图甲,
;若选择图乙,则
;③若选择图甲,则为CE;若选择图乙,则为E。
解析:①由于电源电动势
V较小,
,电流表的标度单位只能是mA或μA,因此
约5
或5000
,5
不合题意,5000
比电流表内阻并不满足
,电压表内阻又未知,因此选择图乙,闭合开关S2时,保持
不变,反复调节
,使电流表指针半偏且电压表示数不变,则电路总电流不变,使电压表同时监测电路电流,减小实验误差,故选择图乙;②若选择图甲,则
,则
;选择图乙时,开关S2闭合前,通过电阻
的电流就是通过电流表的电流;③此实验电源内阻对实验没有影响,A错;两种电路都有电压表作监测电表,因此因此电源电动势大小及电阻箱
阻值的大小均对实验没有影响,BD错;若选择图甲,则电压表内阻对电流表两端电压
的计算有较大影响,而对图乙,电压表只起监测作用,因此选图甲时应该选择C项;电阻箱
阻值的精确度对实验直接造成影响,两种选择均要选E项。
评分说明:①只能选择图乙;②③若选择图甲,只要后续回答正确均给分。
13.解析:⑴以10个小球整体为研究对象,由力的平衡条件可得
…(2分)
得
………………………………………………(2分)
⑵以1号球为研究对象,根据机械能守恒定律可得
…………(2分)
解得
……………………………………………(2分)
⑶撤去水平外力F后,以10个小球整体为研究对象,利用机械能守恒定律可得
(2分) 得
(1分)
以1号球为研究对象,由动能定理得
………………(2分)
得
………………………………………………(2分)
14.解析:⑴由万有引力定律得
①
②
①/②得

③
④
⑵上升最高的尘埃做竖直上抛运动,因此由
得

⑶尘埃上升时机械能守恒,有
则卫星撞击月球时的速度约为 
15.解析:⑴设电子在分离器中偏转的轨道半径为
,在
中,
①
②
因此电子在Q和M中运动的周期相同,且
③
正、负电子从O第一次到D的时间为
相等,因此要让正、负电子在D中相遇,有
④
由②③④解得
⑤
由电子偏转方向可判断,Q、M中磁感应强度的方向相反
⑵由②⑤得
⑥
当
时,环的半径最大,且
⑦
16.解析:A、B间发生弹性碰撞,设每次碰撞A、B的速度分别为
,碰后的速度分别为
,由动量守恒定律和能量守恒定律得
①
②
联立①②解得
(舍去),即每次碰撞两球都交换速度。
⑴设第一次碰撞前小球A的速度为
,由动能定理得
③
则第一次碰撞后
,小球A又开始做初速度为零的匀加速运动,小球B则以速度
做匀速运动,设从A、B间的第一次碰撞到第二次碰撞前小球A运动的距离为
,则
④
⑤
联立③④⑤解得 
⑵第二次碰后
,设第三次碰撞前A运动的距离为
,则
⑥
⑦
联立解得 
第三次碰后
,小球B的动能
,因此当小球B出电场时的动能为
时,A、B间发生了四次碰撞。
⑶第四次碰撞后,小球A的速度
,若第四次碰撞发生后小球A即离开电场,则A的动能
,若小球A在将要发生第五次碰撞时才离开电场,则
⑧
⑨
解得
,故有 
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