福建省厦门第一中学2020学年高二物理下学期3月月考试题（含解析） 26页

福建省厦门第一中学2020学年高二物理下学期3月月考试题（含解析） ‎ 一、选择题（1-24为单选题，其中1-12每题1分，13-24每题2分；25-3为多选题，每题3分，部分选对得1分。）‎ ‎1.说明原子核具有复杂结构的是 A. 质子的发现 B. 天然放射性现象的发现 C. 电子的发现 D. α粒子散射实验 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】贝克勒尔发现的天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，卢瑟福进行α粒子散射实验提出的一种原子结构模型。‎ ‎2.说明原子核具有复杂结构的是 A. 质子的发现 B. 天然放射性现象的发现 C. 电子的发现 D. α粒子散射实验 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】贝克勒尔发现的天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，卢瑟福进行α粒子散射实验提出的一种原子结构模型。‎ ‎3.说明原子核具有复杂结构的是 A. 质子的发现 B. 天然放射性现象的发现 C. 电子的发现 D. α粒子散射实验 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】贝克勒尔发现的天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，卢瑟福进行α粒子散射实验提出的一种原子结构模型。‎ ‎4.以下科学家中，发现质子的是 A. J·J汤姆孙 B. 密立根 C. 卢瑟福 D. G·P汤姆孙 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】J·J汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，最终发现了电子，故A错误；美国物理学家密立根测出电荷量e的数值，故B错误；1919年卢瑟福用α粒子撞击核发现了质子，故C正确；G·P汤姆孙利用电子束在晶体中的衍射实验，证实了电子的波动性，故D错误。‎ ‎5.以下科学家中，发现质子的是 A. J·J汤姆孙 B. 密立根 C. 卢瑟福 D. G·P汤姆孙 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】J·J汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，最终发现了电子，故A错误；美国物理学家密立根测出电荷量e的数值，故B错误；1919年卢瑟福用α粒子撞击核发现了质子，故C正确；G·P汤姆孙利用电子束在晶体中的衍射实验，证实了电子的波动性，故D错误。‎ ‎6.以下科学家中，发现中子的是 A. J·J汤姆孙 B. 查德威克 C. 卢瑟福 D. 约里奥·居里夫妇 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】1932年，英国物理学家查德威克才在卡文迪许实验室里发现了中子。‎ ‎7.以下科学家中，提出实物粒子具有波粒二象性的是 A. 德布罗意 B. 查德威克 C. 贝克勒尔 D. 约里奥·居里夫妇 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】德布罗意提出实物粒子象光子一样，也具有波粒二象性。‎ ‎8.以下科学家中，提出实物粒子具有波粒二象性的是 A. 德布罗意 B. 查德威克 C. 贝克勒尔 D. 约里奥·居里夫妇 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】德布罗意提出实物粒子象光子一样，也具有波粒二象性。‎ ‎9.以下核反应中，属于核聚变的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、是发现质子的核反应，不是α衰变，故A错误；‎ B、，该反应自发进行，产生氦核，是α衰变，故B正确；‎ C、是聚变反应，故C错误；‎ D、是β衰变，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】α衰变是自发进行的，衰变后产生氦核，根据这一特点分析判断。‎ ‎10.以下核反应中，属于核聚变的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、是发现质子的核反应，不是α衰变，故A错误；‎ B、，该反应自发进行，产生氦核，是α衰变，故B正确；‎ C、是聚变反应，故C错误；‎ D、是β衰变，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】α衰变是自发进行的，衰变后产生氦核，根据这一特点分析判断。‎ ‎11.以下核反应中，属于核聚变的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、是发现质子的核反应，不是α衰变，故A错误；‎ B、，该反应自发进行，产生氦核，是α衰变，故B正确；‎ C、是聚变反应，故C错误；‎ D、是β衰变，故D错误；‎ 故选B。‎ ‎【点睛】α衰变是自发进行的，衰变后产生氦核，根据这一特点分析判断。‎ ‎12.在卢瑟福α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是( )‎ A. 原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B. 正电荷在原子内是均匀分布的 C. 原子中存在着带负电的电子 D. 原子只能处于一系列不连续的能量状态中 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的1/7300，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变．α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，故A正确．‎ 考点：粒子散射实验 ‎【名师点睛】本题考查的是α粒子散射实验．对这个实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．‎ ‎13.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（ ）‎ A. 放出光子，能量增加 B. 放出光子，能量减少 C. 吸收光子，能量增加 D. 吸收光子，能量减少 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：一个氢原子从能级跃迁到能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，故选项B正确。‎ 考点：氢原子的能级公式和跃迁 名师点睛：从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，从低能级向高能级跃迁，吸收光子，能量增加。‎ ‎14.氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为v1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为v2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则 A. 吸收光子的能量为hv1-hv2‎ B. 辐射光子的能量为hv1+hv2‎ C. 吸收光子的能量为hv2- hv1‎ D. 辐射光子的能量为hv2- hv1‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，Em-En=hν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光Ek-En=hν2，则从能级k跃迁到能级m有Ek-Em=（Ek-En）-（Em-En）=hν2-hν1，因红光的能量小于紫光的能量，故能量降低辐射光子。‎ ‎15.下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 A. γ射线是高速运动的电子流 B. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减少 C. 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D. 的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下25克 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】γ射线是高速运动的光子流，不是电子，故A错误；氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，轨道半径减小，能级减小，速度增大，动能增大，故B错误；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故C错误；的半衰期是5天，经过10天，即经过2个半衰期，未衰变的质量，故D正确。‎ ‎16.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c表示真空中的光速）（ ）‎ A. （m1+m2-m3）c B. （m1-m2-m3）c C. （m1+m2-m3）c2‎ D. （m1-m2-m3）c2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：根据质能方程知，核反应过程中释放的能量等于质量的减少量与光速c平方的乘积，C正确，A、B、D错误。‎ 考点： 主要考查质能方程 ‎17. 用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是 A. 改用频率更小的紫外线照射 B. 改用X射线照射 C. 改用强度更大的原紫外线照射 D. 延长原紫外线的照射时间 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 对某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光的强度和照射时间无关，不能发生光电效应，说明入射光的频率小于极限频率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率，减小波长，B正确。‎ ‎18. 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出 A. 甲光的频率大于乙光的频率 B. 乙光的波长大于丙光的波长 C. 乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D. 甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据eU截=mvm2=hγ-W，入射光的频率越高，对应的截止电压U截越大．甲光、乙光的截止电压相等，所以甲光、乙光的频率相等；故A错误．丙光的截止电压大于乙光的截止电压，所以乙光的频率小于丙光的频率，乙光的波长大于丙光的波长,故B正确．同一金属，截止频率是相同的，故C错误．丙光的截止电压大于甲光的截止电压，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能．故D错误．故选B．‎ ‎19.关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是（   ）‎ A. 位移减少时，加速度减少，速度也减少 B. 位移方向总是跟加速度方向相反，跟速度方向相同 C. 物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向跟位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向跟位移方向相同 D. 物体向负方向运动时，加速度方向跟速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向跟速度方向相反 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、位移减小时，质点靠近平衡位置，加速度减小，速度增大，故A错误；‎ BD、位移方向总跟加速度方向相反，质点经过同一位置，位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置，而速度方向两种，可能与位移方向相同，也可能与位移方向相反；加速度的方向有可能与速度方向相同或相反，故BD错误；‎ C、物体运动方向指向平衡位置时，位移方向由平衡位置指向物体，所以速度方向跟位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向跟位移方向相同，故C正确；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】简谐运动的位移是指质点离开平衡位置的位移，方向从平衡位置指向质点所在位置；当质点背离平衡位置时，位移增大，速度减小，加速度增大，加速度方向总是与位移方向相反，指向平衡位置，质点做非匀变速运动；当质点靠近平衡位置时，位移减小，速度增大，加速度减小。‎ ‎20.一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距10cm的A、B两点，历时0.5s（如图）过B点后再经过t=0.5s质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B点，则质点振动的周期是 A. 0.5s B. 1s C. 2s D. 4s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过A、B两点，则可判定这两点关于平衡位置O点对称，所以质点由A到平衡位置O时间与由平衡位置O到B的时间相等，即平衡位置O到B点的时间，因过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则有从B点到最大位置的时间因此，质点振动的周期是T=4×（t1+t2）=4×（0.25+0.25）=2s。‎ ‎21.一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间，关系的图像是 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：某一时刻作计时起点（），经 周期，振子具有正方向最大加速度，则其位移为负方向最大，说明时刻质点经过平衡位置向负方向运动，故C正确．‎ 考点：考查了简谐运动图像 ‎22.如图所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图所示，下列说法正确的是()‎ ‎ ‎ A. t = 0.8s，振子的速度方向向左   B. t = 0.2s时，振子在O点右侧6cm处 C. t = 0.4s和t = 1.2s时，振子的加速度完全相同  D. t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：A、由图可知t=0.8s时，振子在平衡位置由正位移向负位移方向运动，即向左运动，速度方向向左；正确 B、振动周期T=1.6s，振幅A=12cm，由图像函数可知，当t=0.2s时，，振子在O点右侧处；错误 C、由图像可知t=0.4s和t=1.2s，振子分别在B、A两点，加速度大小相同，方向相反；错误 D、t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子由最大位移处相平衡位置运动，振子速度越来越大；错误 故选A 考点：简谐运动 点评：熟练掌握由振动图像来判断振子的运动情况，会求振子在任意时刻的位置。‎ ‎23.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则(　　)‎ A. 此单摆的固有周期约为0.5s B. 此单摆的摆长约为1m C. 若摆长增大，单摆的固有频率增大 D. 若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5Hz，周期为2s．故A正确；由图可知，共振时单摆的振动频率与固有频率相等，则周期为2s．由公式T=2π，可得L≈1m，故B正确；若摆长增大，单摆的固有周期增大，则固有频率减小．故C错误；若摆长增大，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动．故D错误；故选AB.‎ 点睛：本题关键明确：受迫振动的频率等于驱动力的频率；当受迫振动中的固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象．‎ ‎24.两木块A、B质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A上下做简谐振动。在振动过程中，木块B刚好始终不离开地面即它对地面最小压力为零。以下说法正确的是　　‎ A. 在振动过程中木块A的机械能守恒 B. A做简谐振动的振幅为 C. A做简谐振动的振幅为 D. 木块B对地面的最大压力是 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、振动过程中木块A与弹簧组成的系统机械能守恒，木块A机械能不守恒，故A错误；‎ BCD、：当弹簧处于伸长至最长状态时，M刚好对地面压力为零，故弹簧中弹力，此时m有最大加速度，由，得：，由对称性，当m运动至最低点时，弹簧中弹力大小为F，但此时弹簧是处于压缩状态，根据牛顿第二定律得：，即，所以木块B对地面的最大压力是； 振幅为最大位移与平衡位置的距离：，故D正确，B、C错误；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】关键是要注意撤去外力后，A以未加压力时的位置为平衡位置做简谐振动，当B刚好要离开地面时，A处于最高点时，A的加速度最大，A处于最低点时，弹簧对B的压力最大。‎ ‎25.铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是下列说法正确的有 A. 上述裂变反应中伴随着中子放出 B. 铀块体积对链式反应的发生无影响 C. 铀核的链式反应可人工控制 D. 铀核的半衰期会受到环境温度的影响 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 由核反应方程式可以看出该反应生成了2个中子，A正确；铀块体积需达到临界体积才能发生链式反应，所以铀块体积对链式反应的发生有影响．B错误；铀核的链式反应可以通过控制棒进行人工控制，C正确；放射性物质的半衰期是元素本身的属性，与外界物理环境和化学环境均无关，D错误．故选AC．‎ ‎26.如图为卢瑟福和他的助手们做α粒子散射实验的装置示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象下列描述正确的是（ ）‎ A. 在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B. 在位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在位置时稍少些 C. 在位置时，屏上观察不到闪光 D. 在位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多．说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷．故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少．说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小．故B错误；放在C位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少．说明极少数射线较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大．故C错误；放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少．说明很少很少射线发生大角度的偏折．故D正确；故选D．‎ 点睛：由α粒子的散射实验可知，原子内部的结构：中心有一个很小的核，全部正电荷及几乎全部的质量都集中在里面，外面自由电子绕核高速旋转．‎ ‎27.关于原子核的结合能，下列说法正确的是 A. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B. 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C. 铯原子核（）的结合能小于铅原子核（）的结合能 D. 比结合能越大，原子核越不稳定 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，选项A正确；重核的比结合能比中等核小，因此重核衰变时释放能量，衰变产物的结合能之和大于原来重核的结合能，故B正确；铯原子核不如铅原子核稳定，则铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项C正确；自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故D错误；故选ABC.‎ 点睛：本题考查了结合能的知识，知道当核子结合成原子核时有质量亏损，要释放一定能量，原子核的平均结合能越大，表示原子核的核子结合得越牢固.‎ ‎28.氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是（ 　）‎ A. 氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm B. 用波长为325 nm的光照射可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级 C. 大量处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 D. 用波长为633 nm的光照射不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ 试题分析：从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：，而当从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm．故A错误．当从n=2跃迁到n=1的能级，释放的能量：=[-3．4-（-13．6）]×1．6×10-19，则解得，释放光的波长是λ=122nm，则用波长为122nm的光照射，才可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级．故B错误．根据数学组合，可知一群n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，故C正确；同理，氢原子的电子从n=2跃迁到n=3的能级，必须吸收的能量为△E′，与从n=3跃迁到n=2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n=2跃迁到n=3的能级．故D正确．‎ 故选CD．‎ 考点：波尔理论 ‎29.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asin，则质点 A. 第1 s末与第3 s末的位移相同 B. 第1 s末与第3 s末的速度相同 C. 3 s末至5 s末的位移方向都相同 D. 3 s末至5 s末的速度方向都相同 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 把时间t=1s、t=3s带入公式可得位移相同，A对；周期为8s，第1 s末与第3 s末先后两次通过同一位置，位移相同，速度方向相反，B错；把3 s末至5 s末带入公式可得位移方向相反，加速度方向相反，CD错；‎ ‎30.一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17 s时，振子运动情况是 A. 正在向右做减速运动 B. 正在向右做加速运动 C. 位移正在减小 D. 正在向左做加速运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意，以水平向右为坐标的正方向，振动周期是0.025s，振子从平衡位置开始向右运动，经过0.17s时， ，在之间，故0.17 s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置，位移正在减小，故选：BC。‎ ‎31.甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知 A. 甲速度为零时，乙速度最大 B. 甲加速度最小时，乙速度最小 C. 两个振子的振动频率之比 D. 任一时刻两个振子受到的回复力都不相同 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】由图示图象可知，甲的周期是乙的周期的2倍，它们的初相位相等，甲速度为零时乙的速度最大，故A正确；振子在平衡位置处速度最小，振子在最大位移处速度最小，由于甲、乙的周期不同，甲加速度最小时，乙的速度并不都是最小，故B错误；由图可知甲、乙两个振子的周期分别为T甲=2.0s，T乙=1.0s，甲、乙两个振子的周期之比为2：1，频率：，所以甲乙振子的振动频率之比f甲：f乙=1：2，故C正确；弹簧振子的回复力：F=-kx，k不同，由图示可知，任意时刻x不同，由于不知k关系，则无法判断两振子的回复力是否相同，故D错误。‎ ‎32.做简谐运动的弹簧振子，振子的质量为m，最大速率为v，周期为T，振幅为A，则 A. 从某一时刻算起，在T/4的时间内，回复力做的功一定为零 B. 从某一时刻算起，在T/4的时间内，速度变化量大小可能为 C. 从某一时刻算起，在T/4的时间内，走过的最大路程为A D. 从某一时刻算起，经过T/4的时间，速度可能与初始时刻一样 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】从某一时刻算起，在的时间内，只有从回复力做的功不一定为零，可能为，故A错误；从某一时刻算起，在T/4的时间内，即经过偏离平衡时，左右时 速度变化量大小可能为，故B正确；从某一时刻算起，振子在的时间内，走过的最大路程可能大于A，故C错误；从某一时刻算起，若两个时刻关于平衡位置对称，经过的时间，速度可能与初始时刻一样，故D正确。‎ 二、填空题（本题共3小题，共18分。把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答.）‎ ‎33.氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：‎ ‎，式中x是某种粒子。已知： 和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). （或中子） (2). 17.6‎ ‎【解析】‎ 由核电荷数守恒可知，x粒子的核电荷数为1+1-2=0，由质量数守恒可知，x粒子的质量数为2+3-4=1，则x粒子是中子；‎ 核反应过程中释放的能量为；‎ ‎34.如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题：‎ ‎（1）该振子简诸运动的表达式为____________________；‎ ‎（2）该振子在第100 s时的位移为________cm，该振子在前100 s内的路程为________cm。‎ ‎【答案】 (1). (cm) (2). 0 (3). 500‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）弹簧振子的周期为T=4s，则角速度为：，振幅 A=5cm故该振子简谐运动的表达式为 x=Asinωt=5sin t cm．‎ ‎（2）因，而振子在一个周期内通过的路程是4A，所以振子在前100s的总路程是：s=25×4A=100×5cm=500cm；总位移为0.‎ ‎35.一物体沿x轴做简谐运动，振幅12cm，周期2s。当t=0时，位移为6cm，且向x轴正方向运动，‎ ‎（1）物体做简谐运动的表达式（用正弦函数表示）为_________________；‎ ‎（2）t=10.5s时物体的位置为________cm ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）振子的周期为T=2s，则角速度为：，振幅 A=12cm。故x=0.12sin（πt+φ0），当t=0时，位移为6cm，可得：或，因为t=0时，速度方向沿x轴正方向，所以取，则子简谐运动的表达式为.‎ ‎（2）简谐运动的表达式为。t=10.5s时，有：。‎ ‎36.请读出游标卡尺的读数 ‎ ‎ ‎（1）_____________mm （2）_____________mm ‎【答案】 (1). 22.6 (2). 50.15‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）游标卡尺的主尺读数为22mm，游标读数为0.1×6mm=0.6mm，所以最终读数为22.6mm。‎ ‎（2）游标卡尺的主尺读数为50mm，游标读数为0.05×3mm=0.15mm，所以最终读数为50.15mm。‎ 三、实验题（本题共2小题，共20分。把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答。）‎ ‎37.小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s.‎ ‎(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)；‎ ‎(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝____Hz，逸出功W0＝________J；‎ ‎(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J.‎ ‎【答案】 (1). 阳极 (2). 5.15×1014 [(5.12～5.18)×1014] (3). 3.41×10－19 [(3.39～3.43)×10－19] (4). 1.23×10－19 [(1.21～1.25)×10－19]‎ ‎【解析】‎ ‎(1)电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为正极即为阳极；‎ ‎(2)由和得：，因此当遏制电压为零时，根据图象可知，铷的截止频率；则可求出该金属的逸出功大小 ；‎ ‎(3)如果实验中入射光的频率，则产生的光电子的最大初动能为：‎ ‎38.用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。‎ ‎（1）组装单摆时，应在下列器材中选用 ______ （选填选项前的字母）。‎ A．长度为1m左右的细线 B．长度为30cm左右的细线 C．直径为1.8cm的塑料球 D．直径为1.8cm的铁球 ‎（2）测出悬点O至小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g= ______ （用L、n、t 表示）。‎ ‎（3）用多组实验数据做出图象，也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的图线的示意图如图乙中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是 ______ （选填选项前的字母）。‎ A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值 D．图线a对应的g值大于图线b对应的g值 ‎（4）某同学测出不同摆长时对应的周期Y，作出图线，如图丙所示，再利用图线上任两点A、B的坐标（）、B（），可求得g= ______ 。若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比是 ______ 的（选项“偏大”、“偏小”或“不变”）。‎ ‎【答案】 (1). AD (2). (3). B (4). (5). 不变 ‎【解析】‎ ‎（1）为减小实验误差，摆线长度应适当长些，因此摆线应选择A而不选B；为减小空气阻力对实验的影响，摆球质量应大而体积较小，因此摆球应选择D而不选C，故选AD；（2）根据单摆周期公式和，联立解得：；（3）根据单摆周期公式，解得，故图象的斜率，则当地的重力加速度。A、若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的长度，则有，根据数学知识可知，对图象来说，与b线斜率相等，a、b图线平行，故两个图线测出的重力加速度是相同的，是纵截距，故做出的图象中a线的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L，故AD错误；实验中误将49次全振动记为50次，则周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率k偏小．故B正确；由图可知，图线c对应的斜率k偏小，根据的斜率，可得当地的重力加速度可知，g值大于图线b对应的g值．故C错误．故选B。（4）根据单摆的周期公式得，解得，知图线的斜率为，则，解得：，通过g的表达式可以知道，漏加了小球半径后，不变，故不影响最后结果。‎ ‎【点睛】根据单摆模型的要求，摆球密度要大，体积要小，细线要适当长，读数要提高精度；根据单摆的周期公式得出L与的关系式，通过图线的斜率求出重力加速度。漏加了小球半径后，直线的斜率不变，故不影响最后结果。设摆球的重心到线与球结点的距离为r，根据单摆周期的公式分别列出方程，求解重力加速度。‎ 四、本题共2小题，共22分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。‎ ‎39.如图为一装放射源氡（)的盒子，静止的氡核经过一次α衰变成钋（)，产生的α粒子速率v0=1.0×107m/s，α粒子从小孔P射出后，经过A孔进入电场加速区域I，加速电压U=8×106‎ V。从区域I射出的α粒子随后又从M点进入半径为r=m的圆形匀强磁场区域II，MN为圆形匀强磁场的一条直径，该区域磁感应强度为B=0.2T，方向垂直纸面向里。圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切于N点，粒子重力不计，比荷为=5×107C/kg。‎ ‎(1)请写出氡核衰变的核反应方程；‎ ‎(2)求出α粒子经过圆形磁场后偏转的角度；‎ ‎(3)求出α粒子打在荧光屏上的位置离N点的距离。‎ ‎【答案】（1） （2）60° （3）N点上方3m处 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）核反应过程核电荷数与质量数守恒，根据核电荷数与质量数守恒写核反应方程。‎ ‎（2）α粒子在电场中加速，在磁场中做匀速圆周运动，应用动能定理与牛顿第二定律分析答题。‎ ‎（3）根据几何知识求出α粒子打在荧光屏上的位置离N点的距离。‎ ‎【详解】（1）由质量数与核电荷数守恒可知，反应方程式为：；‎ ‎（2）α粒子在区域I电场中加速，由动能定理得：，其中v0=1.0×107m/s，‎ 解得：‎ α粒子离开电场区域后，以速度v，从M点沿MO方向进入磁场区域Ⅱ，在磁场中做匀速圆周运动 洛伦兹力提供向心力：‎ 联立方程并代入数据得：R=3m α粒子的入射速度过圆心，由几何知识得：‎ ‎，解得：‎ α粒子偏转角度为 ‎（3）由几何知识得：SNC=rtan60°=3m，‎ α粒子打在荧光屏上的N点上方3m处；‎ ‎【点睛】本题考查了核反应方程与带电粒子在磁场中的运动；核反应过程核电荷数与质量数守恒，根据核电荷数与质量数守恒写核反应方程；分析清楚粒子运动过程是解题的前提，应用动能定理与牛顿第二定律可以解题。‎ ‎40.中国著名科幻作家刘慈欣在其作品《人间大炮》中展现了前人所提出的“地心隧道”设想，即开通一条穿过地心的笔直隧道，如图所示。下面是《人间大炮》中的一段文字：‎ 沈华北的本意是想把话题从政治上引开去，他成功了，贝加纳来了兴趣：“沈，你的思维方式总是与众不同……让我们看看：我跳进去（指跳进地心隧道）后会一直加速，虽然我的加速度会随坠落深度的增加而减小，但确实会一直加速到地心，通过地心时我的速度达到最大值，加速度为零；然后开始减速上升，这种减速度的值会随着上升而不断增加，当到达地球的另一面阿根廷的地面时，我的速度正好为零。如果我想回中国，只需从那面再跳下去就行了，如果我愿意，可以在南北半球之间做永恒的简谐振动，嗯，妙极了，可是旅行时间……”假设地球质量分布均匀地球半径为R，地表附近重力加速度为g，物体从隧道口由静止释放，不计空气阻力，请完成以下问题 ‎（1）指出物体做简谐运动的平衡位置。（不需证明）‎ ‎（2）已知均匀球壳对壳内物体引力为零，请证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动。‎ ‎（3）做简谐运动的物体回复力为F=-kx，其周期为，其中m为物体的质量，请求出物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要多少分钟。（地球半径R=6400km，地表重力加速为g=10m/s2，π=3.14，最终结果请保留一位小数）‎ ‎【答案】（1）地心为物体做简谐运动的平衡位置（2）地表：以地心为位移起点，设某时刻位移为x，如图所示，此处为万有引力提供回复力，由于均匀球壳对壳内物体引力为零，则有： ，整理可得：，为常数，即该物体运动为简谐运动（3）41.9分钟 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）地心为物体做简谐运动的平衡位置 ‎（2）在地球表面万有引力等于重力：‎ 地球的质量为：‎ 以地心为位移起点，设某时刻位移为x，如图所示，此处为万有引力提供回复力，由于均匀球壳对壳内物体引力为零，则有： ‎ 整理可得：，为常数，即该物体运动为简谐运动 ‎（3）由得，该物体做简诸运动周期为：‎ 物体从隧道口一端静止释放后到达另一端所用的时间为半个周期，则：‎ 代入数据可得：t=41.9分钟 ‎