【物理】四川省遂宁市射洪县2018—2019年高二下学期小班期末考试 9页

射洪县高 2017 级第四期期末英才班能力素质监测 理科综合（物理） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷 1 至 6 页，第Ⅱ卷 7 至 12 页。共 300 分。考试时间 150 分钟。 第Ⅰ卷（选择题 共 126 分） 一、选择题（共 126 分，每小题 6 分。1-18 小题每小题只有一个选项正确。19-21 小题有多 项符合题目要求，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分） 14、下列说法正确的是 A.康普顿在研究 X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为波动说提供了依据 B.汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子核具有复杂结构 C.查德威克发现了中子,揭开了原子核组成的神秘面纱,开创了人类认识原子核的新纪元 D.伽利略发现了单摆具有等时性，并提出了单摆的周期性公式 15、一理想变压器，原、副线圈的匝数分别为 、 ，其原线圈通过电阻 与两金属杆相 连接，导轨处于匀强磁场中，导体杆 ab 与导轨接触良好，副线圈连接一电阻 ,如图所示。 当导体杆以速度 向右匀速运动的过程中，以下说法正确的是 A.电阻 上无感应电流通过 B.电阻 上有从 c 到 d 的电流通过，原、副线圈上的电流之比始终满足 C.电阻 上有从 d 到 c 的电流通过，原、副线圈上的电流之比始终满足 D.电阻 上有从 c 到 d 的电流通过，其大小与导体杆 ab 的速度有关 16、当两个中子和两个质子结合成一个 α 粒子，放出 28.3Mev 的能量，当四个 α 粒子结合 成一个氧（O）核时，放出 9.72Mev 的能量，则 8 个质子和 8 个中子结合成一个氧（O）核 时，释放的能量约为 A.18.58Mev B.38.02Mev C.122.92Mev D.11.3.2Mev 17、如图甲所示为用干涉法检查某块厚玻璃板的上表面是否平的装置．若待验板的上表面平 整，则当平行的单色光照射到标准板上时，可从标准板上方观察到平行的、明暗相间的干涉 条纹．若观察到的条纹如图乙所示，则说明待验板的上表面 g2 LT π= 1n 2n 1R 2R υ 2R 2R 21 : nn 2R 21 : nn 2R A.有一个凸起的圆台 B.有一凹陷的圆坑 C.有一个沿 ab 方向凸起的高台 D.有一个沿 ab 方向凹陷的长沟 18、如图，半径为 R 的半圆柱玻璃体置于水平桌面上，半圆柱玻璃体的上表面水平，半圆 柱玻璃体与桌面相切于 A 点．一细束单色光经球心 O 从空气中摄入玻璃体内（入射面即纸 面），入射角为 60°，出射光线射在桌面上 B 点处．测得 AB 之间的距离为 ，则下列 说法正确的是 A.该玻璃体的折射率为 B.该玻璃体折射率为 C.若将入射光束在纸面内向左平移，移到距 O 点 R 位置时射入玻璃体的光线在玻璃 体下表面处恰好发生全反射 D.若用同样频率、宽度 为 R 的光束 CO 沿与玻璃体上表面成 入射，从玻璃体下表 面折射出的弧长占圆柱体弧长的 19、图（a）为一列简谐横波在 t=0.10s 时刻的波形图，P 是平衡位置在 x=1.0m 处的质点，Q 是平衡位置在 x=4.0m 处的质点；图（b）为质点 Q 的振动图像，下列说法正确的是 A.在 t=0.10s 时，质点 Q 向 y 轴正方向运动 B.从 t=0.10s 到 t=0.25s，该波沿 x 轴负方向传播了 6m R3 3 2 6=n 2=n 3 2 030 3 1 C. 从 t=0.10s 到 t=0.25s，质点 P 通过的路程为 30cm D.质点 Q 简谐运动的表达式为 （国际单位） 20、氢原子能级如图，当氢原子从 跃迁到 的能级时，辐射光的波长为 656nm。 以下判断正确的是 A.氢原子从 跃迁到 的能级时，向外辐射光电子，光电子的能量为 10.2eV B.氢原子从从 跃迁到 的能级时，氢原子电势能降低，电子绕核运动的动能变 大，电势能减小量等于电子动能的增量 C.一群处于 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 633nm 的光照射，不能使氢原子从 跃迁到 的能级 21、一列简谐波沿 x 正方向传播，振幅为 2cm,周期为 T，如图所示，在 t=0 时刻波上相距 50cm 的两质点 a、b 的位移大小都是 ，但运动方向相同，其中质点 a 沿 y 轴负方向运动， 下列说法正确的是 A.该列波的波长可能为 75cm B.该列波的波长可能为 45cm C.当质点 b 的位移为+2cm 时，质点 a 的位移为负 D.在 时刻，质点 b 的速度最大 第Ⅱ卷（非选择题） 22、（共 16 分） （Ⅰ）如图甲所示为光学实验用的长方体玻璃砖，它的 ▲ 面不能用手直接接触。在用插 针法测定玻璃砖折射率的实验中，两位同学绘出的玻璃砖和三个针孔 a、b、c 的位置相同， 0 10 10. siny tπ= 3=n 2=n 1 2 3 4 ∞ 0 85.0− 51.1− 4.3− 6.13− n eVE/ 2=n 1=n 2=n 1=n 3=n 2=n 3=n cm3 Tt 3 2= 且插在 c 位置的针正好挡住插在 a、b 位置的针的像，但最后一个针孔的位置不同，分别为 d、 e 两点，如图乙所示。计算折射率时，用 ▲ (填“d”或“e”)点得到的值较小，用 ▲ (填 “d”或“e”)点得到的值误差较小。 （Ⅱ）单摆测定重力加速度的实验中： （1）实验时用 20 分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示,该摆球的直径 d= ▲ mm. （2）悬点到小球底部的长度 ，示数如图乙所示， = ▲ cm （3）实验时用拉力传感器测得摆线的拉力 F 随时间 t 变化的图象如图丙所示，然后使单摆 保持静止，得到如图丁所示的 F-t 图象。那么： ①重力加速度的表达式 g = ▲ （用题目中的物理量 d、 、 表示）. ②设摆球在最低点时 Ep=0，已测得当地重力加速度为 g，单摆的周期用 T 表示，那么 测得此单摆摆动时的机械能 E 的表达式是 ▲ A. B. C. D. （4）在实验中测得的 g 值偏小，可能原因是 ▲ A.测摆线时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了， C.开始计时时，停表过迟按下 D.实验中误将 n 次计为 n-1 次 E.以摆球直径和摆线长之和作为摆长来计算 23、（12 分）如图所示，摆长分别为 和 的单摆 a、b，摆球质量均为 m（可视为质 点），均被拉离平衡位置与竖直方向成 θ（ ），由静止释放： （1）B 摆在第一个四分之一周期内合外力对摆球的冲量； 0l 0l 0l 0t 2 2 31 2 )( π gTFF − 2 2 31 8 )( π gTFF − 2 2 23 6 )( π gTFF − 2 2 23 4 )( π gTFF − l l25.2 05θ （2）若取 ; ; ; ，则 a、b 两单摆同时释放后经过多 长时间再次达到左侧最大位置；a、b 两单摆由左侧同时释放后，能否同时到达右侧最大位 置处，若能够，求出其时间，若不能，请说明理由。 24、（16 分）如图甲所示，在水平桌面上固定着两根相距 L、相互平行、无电阻的金属导轨 PQ 和 MN，左侧 Q、M 间与一定值电阻 R 相连。一根质量为 m、电阻为 r、长度恰好为 L 的金属杆 ab 放在导轨 PQ、MN 上，且接触良好。整个装置处于竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中； 甲 乙 （1）若 ab 杆与金属导轨间的动摩擦因数为 μ，现给 ab 杆一水平向右的初速度 ，ab 杆向右运动 d 停止。求电阻 R 产生的热量以及金属杆运动多长时间？ （2）若 PQ、MN 导轨光滑，取向右方向为正，从图示开始金属杆 ab 在导轨上运动的 速度----位移关系图像（ 图像）如图乙所示，求整个电路的在一个周期内产生的热量。 （ 为已知量） 25、（18 分）关于“原子核组成”的研究，经历了一些重要阶段，其中： 2/10 smg = 1.310 = 1.3=π ml 1= 0υ x−υ 00 , xυ （1）1919 年，卢瑟福用 α 粒子轰击氮核（ ）从而发现了质子，写出其反应方 程式。 （2）1932 年，查德威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子） 和氮核，测量出被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现了中子。 查德威认为：原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢 核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是 弹性正碰的结果，实验中测得被碰氢核的最大速度为 ，被碰氮核的最 大速度为 ；已知 .请你根据查德威克的实验数据，推导中性 粒子（中子）的质量 与氢核的质量 的关系？（保留三位有效数字） N14 7 smH /1030.3 7×=υ smN /1050.4 6×=υ HN mm 14= m Hm 【参考答案】 选择题（本题共 8 小题。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多 个选项正确，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分） 14、C 15、D 16、C 17、B 18、C 19、BD 20、CD 21、AC 22、（Ⅰ）光学面　d　e （Ⅱ）（1）11.70 （2）100.10—100.30 （3）① ② B （4）BD 23、（12 分） （1）小球 B 在四分之一周期内，由机械能守恒定律得： 得： ………………(2 分） 由动量定理可得： ………………………………(3 分） （2）由周期公式 可得： ………………………………(2 分） 故：摆球 a、b 在经过 的最小公倍数的整数倍将再次同时达到左侧即： ………………………………(1 分） 小球 a、b 不能同时到达右侧最高点……………………………………（1 分） 当 a 球到达右侧最高点的时间为： (1 分） B 球到达右侧最高点的时间为： …(1 分） 两小球同时从左侧最高点释放，经过一段时间后若能同时达到右侧最高点，则 ， 而 n、k 均为整数，不成立。…………………………………………………………(1 分） 24、（16 分）解：（1）当金属杆向右运动 d 时： ………………（1 分） 由能量关系得： ……………………………………(2 分） 2 2 1)cos-125.2 υθ mmgl =（ )cos1(22 3 θυ −= gl )cos1(22 3 θ−= glmI g lT π2= sTa 2= sTb 3= ba TT 、 ......)321(6 、、其中 == nnst ......)3,2,1,0()12(2 12 =+=+= nsnTnt aa 其中 .....)3,2,1(2 )12(3 2 12 =+=+= kskTkt bb 其中 ba tt = rR BLd rRq +=+ ∆= φ 2 2 1 υµ mmgdQ =+ …………………………………………………………(1 分） 得： …………………………………………(2 分） 由动量定理得： …………………………………………(2 分） 有： 当 时，得： ……………………………………(2 分） ………………………………………………(1 分） （2）由 图像、 可知：速度在 的位移内，速度随位移 成一次线性关系，故：在 的位移内，安培力做功可以取安培力的平均值进行计算： 故有： ……………………………………(2 分） ……………………………………………………………………（1 分） 能量守恒与转化定律得：在一个周期内整个电路产生的热量为： ……………………………………………………（2 分） 25、（1） ……………………………………………………(5 分） （2）查德威克认为氢核、氮核与未知粒子之间的碰撞是弹性正碰；设未知粒子质量为 m，速度为 v0，氢核的质量为 mH，最大速度为 VH，并认为氢核在打出前为静止的，那么根 据动量守恒和能量守恒可知： ………………………………………………………………(3 分） QrR RQR += )(2 )2( 2 rR RmgdmQR + −= µυ 011)( υυµ mmtmgBIL −=∆+− 122)( υυµ mmtmgBIL −=∆+− 1)( −−=∆+− nnn mmtmgBIL υυµ 02121 )...()...( υυµ mmtttmgtttBIL nnn −=∆++∆+∆−∆++∆+∆− 0=nυ 0υµ mmgtBLq =+ mgrR dLB mg mt µµ υ ）（ +−= 22 0 x−υ rR LBBILF +== υ22 安 40 0x−− 40 0x−− 44 0 22 0 x Rr LBxW F •+== − − υ 2 0υυ = − )(24 00 22 rR xLBWQ +== υ …………………………………………………………（3 分） 其中 v 是碰撞后未知粒子的速度，由此可得： ... ……………………………………………………………………(2 分） 同样可得出未知射线与氮原子核碰撞后，打出的氮核的速度 ……………………………………………………………………（1 分） 查德威克在裎测得氢核的最大速度为： 氮核的最大速度：VN=4.5×106m/s. 因为 由方程③④可得 ……………………………………(2 分） 将速度的最大值代入方程⑤， …………………………（1 分） 解得：m=1.05mH …………………………………………………………（1 分）