物理卷·2018届湖北省荆州市沙市中学高二下学期第三次双周考物理试卷（a卷） （解析版） 30页

‎2016-2017学年湖北省荆州市沙市中学高二（下）第三次双周考物理试卷（A卷）‎ ‎　‎ 一、选择题（1-7为单选，8-12为多选，每题4分，共48分）‎ ‎1．几个力作用到物体上，关于其中一个力F的冲量的方向，下列说法中正确的是（　　）‎ A．与物体动量的方向相同 B．与力F的方向相同 C．与物体动量变化的方向相同 D．与物体速度变化的方向相同 ‎2．如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该（　　）‎ A．改用红光照射 B．改用紫光照射 C．增大光电管上的加速电压 D．增大绿光的强度 ‎3．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示．K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d．在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速．不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（　　）‎ A．A、K之间的电场强度为 B．电子到达A极板时的动能大于eU C．由K到A电子的电势能减小了eU D．由K沿直线到A电势逐渐减小 ‎4．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，幸好地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转？（　　）‎ A．向东 B．向南 C．向西 D．向北 ‎5．如图所示，甲分子固定在体系原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，下列说法正确的（　　）‎ A．乙分子在P点（x=x2）时加速度最大 B．乙分子在P点（x=x2）时动能最大 C．乙分子在Q点（x=x1）时处于平衡状态 D．乙分子在Q点（x=x1）时分子势能最小 ‎6．质量为m1和m2的物体，不论其原有速度如何，当两者在同一直线上发生正碰时，下面判断正确的是（　　）‎ ‎①碰后速度的比值是一定的 ‎ ‎②碰后动量的比值是一定的 ‎ ‎③碰撞前后两个物体速度变化量的比值是一定的 ‎ ‎④碰撞过程中，两个物体受到的冲量的比值是一定的．‎ A．①② B．③④ C．①④ D．②③‎ ‎7．下列说法正确的是（　　）‎ A．X射线是处于激发态的原子核辐射出来的 B．康普顿效应和电子的衍射现象说明光和电子都具有波动性 C．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 D．比结合能越大的原子核越不稳定 ‎8．如图所示，在xOy平面坐标系第一象限内，在虚线OP与+x轴间的夹角为45°，OP与x轴间有方向垂直xOy平面向内、磁感应强度大小为B且范围足够大的匀强磁场．在t=0时刻，一束质量m、电荷量+q的粒子从原点O点沿+x方向同时射入磁场，它们的初速度大小不同、重力不计，假设不考虑粒子间的相互作用和影响，则（　　）‎ A．所有粒子射出磁场时偏转角均为45°‎ B．所有粒子同时从虚线OP上穿出磁场 C．粒子在磁场中运动时，任一时刻所有粒子排列在一条直线上 D．粒子在磁场中运动时，任一时刻不同速度粒子速度方向不同 ‎9．如图所示，水平放置的足够长的平行金属导轨间距为L，两端分別接有两个阻值为R的定值电阻，导轨上放有一根质量为m的金属棒（与导轨垂直且接触良好）．金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导轨及金属棒电阻不计，整个装置处在方向竖直向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中．现金属棒以水平向右的初速度v开始运动，从棒开始运动直至停止的过程中通过金属棒某一横截面的总电量为q，则下列说法正确的是（　　）‎ A．可求从棒开始运动到速度变为的过程中，金属棒克服摩擦阻力所做的功 B．不可求从棒开始运动到速度变为的过程中．金属棒克服安培力所做的功 C．不可求从棒开始运动到通过金属捧电量为的过程中．金属棒克服安培力所做的功 D．可求从棒开始运动到通过金属棒电量为的过程中，金属棒克服摩擦阻力所做的功 ‎10．科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X+Y→He+H+4.9MeV和H+H→He+X+17.6MeV．下列表述正确的有（　　）‎ A．X是中子 B．Y的质子数是3，中子数是6‎ C．两个核反应都没有质量亏损 D．氘和氚的核反应是核聚变反应 ‎11．下列说法中正确的是（　　）‎ A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型 B．核力存在于原子核内任意两个核子之间 C．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构 D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 ‎12．关于下列四幅图的说法，正确的是（　　）‎ A．甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线1为α射线 B．乙图中，用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发现原来闭合的验电器指针张开，此时锌板和验电器均带正电 C．丙图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型 D．丁图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应所释放的能量 ‎　‎ 二、实验题 ‎13．在“油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学如下操作：‎ A．在量筒中滴入一滴已配制好的油酸溶液，测出其体积 B．在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形状稳定 C．将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上 D．将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子直径的大小 ‎①其中错误的一项是　　；‎ ‎②已知溶液中油酸体积占比为k，N滴油酸溶液体积为V，一滴油酸溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为　　．‎ ‎14．一个未知电阻Rx，阻值大约为10kΩ﹣20kΩ．为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材：‎ 电压表V1（量程3V、内阻约为3kΩ）‎ 电压表V2 （量程15V、内阻约为15kΩ）‎ 电流表A1 （量程200μA、内阻约为100Ω）‎ 电流表A2 （量程5mA、内阻约为10Ω）‎ 电流表A3 （量程0.6A、内阻约为1Ω）‎ 电 源 电动势为3V 滑动变阻器R的最大阻值为200Ω、开关S a．在实验中电压表应选　　，电流表应选　　．‎ b．为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出符合要求的本实验的电路图．‎ ‎　‎ 三、计算题 ‎15．很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利叠氮化纳（NaN3）爆炸产生气体（假设都是N2）充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V=56L，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3，已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol，阿伏加德罗常数，试估算：‎ ‎（1）囊中氮气分子的总个数N；‎ ‎（2）囊中氮气分子间的平均距离．‎ ‎16．在研究光电效应现象中，所作的I﹣U图象，如图所示．已知阴极材料的截止频率为4.2×1014Hz，普朗克常数h=6.63×10﹣34J•s，电子电量e=1.6×10﹣19C．（结果保留两位有效数字）求：‎ ‎①照射光的频率γ；‎ ‎②阴极K每秒钟发射的光电子数n．‎ ‎17．在光滑绝缘水平面上放置一质量m=0.2kg、q=+5.0×10﹣4‎ C的小球，小球系在长L=0.5m的绝缘细线上，线的另一端固定在O点．整个装置置于匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿OA方向，如图所示（此图为俯视图）．现给小球一初速度使其绕O点做圆周运动，小球经过A点时细线的张力F=140N，小球在运动过程中，最大动能比最小动能大△EK=20J，小球视为质点．‎ ‎（1）求电场强度E的大小；‎ ‎（2）求运动过程中小球的最小动能；‎ ‎（3）若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经多长时间其动能与在A点时的动能相等？此时小球距A点多远？‎ ‎18．如图所示，在xOy竖直平面内，Y轴的右侧有垂直纸面向外的匀强磁场B=0.4T和竖直向上的匀强电场E=2N/C，长为L=16m水平绝缘传送带AB以速度v0=3m/s顺时针匀速转动，右侧轮的轴心在Y轴上，右侧轮的上侧边缘B点的坐标是（0，y=8m）一个质量为M=2g、电荷量为q=+0.01C的小物块（可视为点电荷）以轻轻放在传送带左端，小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，小物块从传送带滑下后，经过x轴上的P点（没画出），重力加速度g=10m/s2．求：‎ ‎（1）P点的坐标；‎ ‎（2）小物块从静止开始到经过x轴所用的时间；（结果保留2位小数）‎ ‎（3）改变传送带匀速运行的速度，可让小物体从传送带上滑下后经过坐标原点O，那么要让小物块经过坐标原点，传送带运行的速度范围．‎ ‎19．如图所示，间距为d的光滑平行金属导轨倾斜地固定，与水平面之间的夹角为θ，在导轨的顶端连接一阻值为2R的定值电阻．导轨处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，两质量均为m、阻值均为R的导体棒甲和乙放置在导轨底端，其中导体棒甲的下端有一垂直导轨放置的光滑挡板．在导体棒乙上加一平行导轨向上的外力F，使导体棒乙由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，其加速度大小为a，整个过程中，导体棒甲、乙始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，忽略导轨的电阻，重力加速度用g表示．‎ ‎（1）如果从导体棒乙开始运动计时，则需要多长时间导体棒甲对底端挡板的作用力为零？‎ ‎（2）当导体甲与挡板之间的作用力为零时，定值电阻消耗的电功率是多少？‎ ‎（3）请写出导体棒乙开始运动到导体到导体棒甲与挡板之间作用力为零的过程中外力F时间t的关系式．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年湖北省荆州市沙市中学高二（下）第三次双周考物理试卷（A卷）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（1-7为单选，8-12为多选，每题4分，共48分）‎ ‎1．几个力作用到物体上，关于其中一个力F的冲量的方向，下列说法中正确的是（　　）‎ A．与物体动量的方向相同 B．与力F的方向相同 C．与物体动量变化的方向相同 D．与物体速度变化的方向相同 ‎【考点】动量定理．‎ ‎【分析】冲量等于力与时间的乘积，是力在时间上的积累，是矢量．冲量的方向与力的方向相同，根据动量定理可知合力冲量的方向与动量变化量的方向相同．‎ ‎【解答】解：力F与力的作用时间的乘积叫做力的冲量，它反映了力的作用对时间的积累效应，是一个矢量，方向与力F的方向相同，与动量的方向无关，故A错误，B正确；‎ 根据动量定理知，合力的冲量的方向与动量变化量的方向相同，与速度方向不一定相同，故CD错误；‎ 故选：B ‎　‎ ‎2．如图所示，用绿光照射一光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大，应该（　　）‎ A．改用红光照射 B．改用紫光照射 C．增大光电管上的加速电压 D．增大绿光的强度 ‎【考点】光电效应．‎ ‎【分析】光电子从阴极逸出时的最大初动能是由入射光的频率决定，与其它因素无关．‎ ‎【解答】解：由Ek=hν﹣W逸出知增加最大初动能，只要入射光的频率变大就行了．‎ A、红光的频率比绿光小，故A错误；‎ B、紫光的频率比绿光的大，故B正确．‎ C、增大光电管的加速电压，不影响阴极逸出时的初动能，故C错误；‎ D、增加绿光照射强度只是增大了光电流强度，D错误；‎ 故选B ‎　‎ ‎3．电子束焊接机中的电场线如图中虚线所示．K为阴极，A为阳极，两极之间的距离为d．在两极之间加上高压U，有一电子在K极由静止被加速．不考虑电子重力，元电荷为e，则下列说法正确的是（　　）‎ A．A、K之间的电场强度为 B．电子到达A极板时的动能大于eU C．由K到A电子的电势能减小了eU D．由K沿直线到A电势逐渐减小 ‎【考点】电势差与电场强度的关系．‎ ‎【分析】‎ A、K之间建立的是非匀强电场，公式U=Ed不适用．电子被加速的过程中只有电场力做功，由动能定理分析电子到达A板时的动能，由能量守恒定律分析电子电势能的变化情况．根据电场线的方向分析电势的变化．‎ ‎【解答】解：A、A、K之间建立的是非匀强电场，公式U=Ed不适用，因此A、K之间的电场强度不等于．故A错误．‎ B、根据动能定理得：Ek﹣0=eU，得电子到达A极板时的动能 Ek=eU，故B错误．‎ C、由能量守恒定律知，由K到A电子的电势能减小了eU．故C正确．‎ D、电场力对电子做正功，则电场力向下，电场方向向上，则由K沿直线到A电势逐渐升高，故D错误．‎ 故选：C ‎　‎ ‎4．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，幸好地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义．假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来（如图，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极），在地球磁场的作用下，它将向什么方向偏转？（　　）‎ A．向东 B．向南 C．向西 D．向北 ‎【考点】洛仑兹力．‎ ‎【分析】根据地球磁场的分布，由左手定则可以判断粒子的受力的方向，从而可以判断粒子的运动的方向．‎ ‎【解答】解：地球的磁场由南向北，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向东，所以粒子将向东偏转，故A正确．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎5．如图所示，甲分子固定在体系原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示，下列说法正确的（　　）‎ A．乙分子在P点（x=x2）时加速度最大 B．乙分子在P点（x=x2）时动能最大 C．乙分子在Q点（x=x1）时处于平衡状态 D．乙分子在Q点（x=x1）时分子势能最小 ‎【考点】分子势能．‎ ‎【分析】分子间存在相互作用的引力和斥力，当二者大小相等时两分子共有的势能最小，分子间距离为平衡距离，当分子间距离变大或变小时，分子力都会做负功，导致分子势能变大．两分子所具有的总能量为分子动能与分子势能之和 ‎【解答】解：A、由图象可知，乙分子在P点（x=x2）时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，故A错误 B、乙分子在P点（x=x2）时，分子势能最小，由能量守恒定律则知，分子的动能最大，故B正确；‎ C、乙分子在Q点（x=x1）时，分子间距离小于平衡距离，分子引力小与分子斥力，合力表现为斥力，在Q点分子不处于平衡状态，故C错误；‎ D、由图象可知，乙分子在Q点时分子势能为零，大于分子在P点的分子势能，因此在Q点分子势能不是最小，故D错误；‎ 故选：B ‎　‎ ‎6．质量为m1和m2的物体，不论其原有速度如何，当两者在同一直线上发生正碰时，下面判断正确的是（　　）‎ ‎①碰后速度的比值是一定的 ‎ ‎②碰后动量的比值是一定的 ‎ ‎③碰撞前后两个物体速度变化量的比值是一定的 ‎ ‎④碰撞过程中，两个物体受到的冲量的比值是一定的．‎ A．①② B．③④ C．①④ D．②③‎ ‎【考点】动量守恒定律；动量定理．‎ ‎【分析】当两者在同一直线上发生正碰时，系统动量守恒，根据动量守恒定律以及动量定理列式分析即可．‎ ‎【解答】解：当两者在同一直线上发生正碰时，系统动量守恒，根据动量守恒定律得：‎ m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′‎ 解得：，故③正确，①②错误，‎ 根据动量定理可知，两个物体受到的冲量等于动量的变化量，根据动量守恒定律可知，m1和m2物体的动量变化量大小相等，方向相反，则碰撞过程中，两个物体受到的冲量的比值是﹣1，故④正确 故选：B ‎　‎ ‎7．下列说法正确的是（　　）‎ A．X射线是处于激发态的原子核辐射出来的 B．康普顿效应和电子的衍射现象说明光和电子都具有波动性 C．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 D．比结合能越大的原子核越不稳定 ‎【考点】X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性；光的波粒二象性．‎ ‎【分析】x射线又叫伦琴射线，它是由原子内层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波；康普顿效应说明光子的粒子性，电子的衍射现象说明电子的波动性；普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论；‎ ‎【解答】解：A、x射线是位于原子内层电子跃迁才能放出的波长较短的一种电磁波，而由原子核辐射的光子能量更高，故A错误；‎ B、康普顿效应说明光子的粒子性，电子的衍射现象说明电子的波动性，故B错误；‎ C、普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故C正确；‎ D、比结合能越大的原子核越稳定，故D错误．‎ 故选C ‎　‎ ‎8．如图所示，在xOy平面坐标系第一象限内，在虚线OP与+x轴间的夹角为45°，OP与x轴间有方向垂直xOy平面向内、磁感应强度大小为B且范围足够大的匀强磁场．在t=0时刻，一束质量m、电荷量+q的粒子从原点O点沿+x方向同时射入磁场，它们的初速度大小不同、重力不计，假设不考虑粒子间的相互作用和影响，则（　　）‎ A．所有粒子射出磁场时偏转角均为45°‎ B．所有粒子同时从虚线OP上穿出磁场 C．粒子在磁场中运动时，任一时刻所有粒子排列在一条直线上 D．粒子在磁场中运动时，任一时刻不同速度粒子速度方向不同 ‎【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．‎ ‎【分析】作出粒子的运动的轨迹图，结合轨迹分析粒子的偏转角，抓住粒子转动的角速度与速度无关，在相等时间内转过的角速度相同，分析所有粒子的分布．‎ ‎【解答】解：A、作出粒子的运动轨迹，由图可知，所有粒子出磁场时都在磁场中运动了四分之一圆周，偏转角均为90度，故A错误，B正确．‎ C、根据T=知，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期不变，与速度无关，则角速度不变，经过相同的时间绕过的角度相同，可知任一时刻所有粒子排列在同一条直线上，粒子的速度方向相同，故C正确，D错误．‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ ‎9．如图所示，水平放置的足够长的平行金属导轨间距为L，两端分別接有两个阻值为R的定值电阻，导轨上放有一根质量为m的金属棒（与导轨垂直且接触良好）．金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导轨及金属棒电阻不计，整个装置处在方向竖直向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中．现金属棒以水平向右的初速度v开始运动，从棒开始运动直至停止的过程中通过金属棒某一横截面的总电量为q，则下列说法正确的是（　　）‎ A．可求从棒开始运动到速度变为的过程中，金属棒克服摩擦阻力所做的功 B．不可求从棒开始运动到速度变为的过程中．金属棒克服安培力所做的功 C．不可求从棒开始运动到通过金属捧电量为的过程中．金属棒克服安培力所做的功 D．可求从棒开始运动到通过金属棒电量为的过程中，金属棒克服摩擦阻力所做的功 ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律．‎ ‎【分析】从棒开始运动直至停止的过程中，无法求解金属棒运动的位移，从而不能求出金属棒克服安培力所做的功和金属棒克服安培力所做的功．从棒开始运动到通过金属棒电量为的过程中，根据q=可以求位移，从而能求金属棒克服摩擦阻力所做的功．‎ ‎【解答】解：AB、从棒开始运动到速度变为 的过程中，金属棒动能的减少量可以求出，根据动能定理能求出金属棒克服摩擦阻力和安培力所做的总功，但无法求金属棒运动的位移，从而不能求出金属棒克服安培力所做的功和金属棒克服安培力所做的功．故A错误，B正确．‎ C、从棒开始运动到通过金属捧电量为的过程中，根据==2，知能求出金属棒运动的位移△x，但金属棒所受的安培力是变力，所以不能金属棒克服安培力所做的功．故C正确．‎ D、由上知能求出金属棒运动的位移△x，再根据W=μmg△x，知可以求出金属棒克服摩擦阻力所做的功，故D正确．‎ 故选：BCD ‎　‎ ‎10．科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X+Y→He+H+4.9MeV和H+H→He+X+17.6MeV．下列表述正确的有（　　）‎ A．X是中子 B．Y的质子数是3，中子数是6‎ C．两个核反应都没有质量亏损 D．氘和氚的核反应是核聚变反应 ‎【考点】爱因斯坦质能方程．‎ ‎【分析】根据质量数守恒以及电荷数守恒即可判断出X和Y；根据是否释放能量判定有没有质量亏损；根据核反应的特点判定是否是聚变反应．‎ ‎【解答】解：A、根据核反应方程： H+H→He+X，X的质量数：m1=2+3﹣4=1，核电荷数：z1=1+1﹣2=0，所以X是中子．故A正确；‎ B、根据核反应方程：X+Y→He+H，X是中子，所以Y的质量数：m2=4+3﹣1=6，核电荷数：z2=2+1﹣0=3，所以Y的质子数是3，中子数是3．故B错误；‎ C、根据两个核反应方程可知，都有大量的能量释放出来，所以一定都有质量亏损．故C错误；‎ D、氘和氚的核反应过程中是质量比较小的核生成质量比较大的新核，所以是核聚变反应．故D正确．‎ 故选：AD ‎　‎ ‎11．下列说法中正确的是（　　）‎ A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型 B．核力存在于原子核内任意两个核子之间 C．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构 D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 ‎【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构；氢原子的能级公式和跃迁．‎ ‎【分析】卢瑟福α粒子散射实验提出原子核式结构模型；核力与万有引力性质不同．核力只存在于相邻的核子之间；天然放射现象说明原子核具有复杂结构；根据黑体辐射实验的规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．‎ ‎【解答】解：A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故A错误；‎ B、核力与万有引力、库伦力的性质不同，核力是短程力，作用范围在1.5×10﹣15m，原子核的半径数量级在10﹣15m，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核能稳定存在的原因，故B错误；‎ C、天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构，故C错误；‎ D、根据黑体辐射实验的规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎　‎ ‎12．关于下列四幅图的说法，正确的是（　　）‎ A．甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线1为α射线 B．乙图中，用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发现原来闭合的验电器指针张开，此时锌板和验电器均带正电 C．丙图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型 D．丁图为核反应堆示意图，它是利用了铀核聚变反应所释放的能量 ‎【考点】X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性；粒子散射实验；爱因斯坦质能方程．‎ ‎【分析】α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合左手定则，即可求解；‎ 光电效应现象中，电子逃出，金属锌板与验电器均带正电；‎ α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型；‎ 铀核裂变反应所释放的能量．‎ ‎【解答】解：A、甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，根据左手定则可知，射线1带负电，为β射线，而射线3是α射线，故A错误；‎ B、用紫外光灯照射与验电器相连的锌板，发生光电效应，电子逃出，此时锌板和验电器均带正电，故B正确；‎ C、图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型，故C正确；‎ D、图为核反应堆示意图，它是利用了铀核裂变反应所释放的能量，故D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎　‎ 二、实验题 ‎13．在“油膜法估测油酸分子直径”的实验中，某同学如下操作：‎ A．在量筒中滴入一滴已配制好的油酸溶液，测出其体积 B．在装有水、撒适量痱子粉的浅盘中滴入一滴已配制好的溶液，使薄膜形状稳定 C．将玻璃板放在浅盘上，将油膜形状描绘在玻璃板上 D．将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸体积和面积计算出油酸分子直径的大小 ‎①其中错误的一项是　A　；‎ ‎②已知溶液中油酸体积占比为k，N滴油酸溶液体积为V，一滴油酸溶液形成油膜的面积为S，则油酸分子的直径为　　．‎ ‎【考点】用油膜法估测分子的大小．‎ ‎【分析】取多滴油酸酒精溶液，求平均值，才使得一滴该溶液的体积较为准确；撒痱子粉更能清楚地看清油膜的形状；‎ 求出油酸的体积与油膜的面积，可以求出油膜的厚度，即油酸分子的直径．‎ ‎【解答】解：①要测出一滴油酸酒精溶液的体积，即在量筒中滴入N滴溶液，测出其体积为V，则一滴该溶液的体积为：V1=；‎ 故错误的选项是A；‎ ‎②一滴油酸溶液纯油酸体积为V0=k，一滴油酸溶液形成油膜面积为S，‎ 那么油酸分子直径为：d=；‎ 故答案为：①在量筒中滴入N滴溶液，测出它的体积；②．‎ ‎　‎ ‎14．一个未知电阻Rx，阻值大约为10kΩ﹣20kΩ．为了较为准确的测定其电阻值，实验室中有如下器材：‎ 电压表V1（量程3V、内阻约为3kΩ）‎ 电压表V2 （量程15V、内阻约为15kΩ）‎ 电流表A1 （量程200μA、内阻约为100Ω）‎ 电流表A2 （量程5mA、内阻约为10Ω）‎ 电流表A3 （量程0.6A、内阻约为1Ω）‎ 电 源 电动势为3V 滑动变阻器R的最大阻值为200Ω、开关S a．在实验中电压表应选　V1　，电流表应选　A1　．‎ b．为了尽可能减少误差，请你在虚线框中画出符合要求的本实验的电路图．‎ ‎【考点】伏安法测电阻．‎ ‎【分析】（1）根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表；‎ ‎（2）根据待测电阻阻值与电表内阻的关系确定电表接法，然后根据实验原理作出实验电路图．‎ ‎【解答】解：a、电源电动势为3V，电压表应选V1；电路最大电流约为：I===300μ～150μA，则电流表选择A1；‎ b、待测电阻阻值约为10kΩ﹣20kΩ，电压表内阻约为3kΩ，电流表内阻约为100Ω，待测电阻阻值远大于电流表内阻，电流表应采用内接法，‎ 电源电动势为3V，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，伏安法测电阻，电流表测电阻电流，电压表测电阻电压，电路图如图所示：‎ 故答案为：a、V1；A1；b、电路图如图所示．‎ ‎　‎ 三、计算题 ‎15．很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全，轿车在发生一定强度的碰撞时，利叠氮化纳（NaN3）爆炸产生气体（假设都是N2）充入气囊．若氮气充入后安全气囊的容积V=56L，囊中氮气密度ρ=2.5kg/m3，已知氮气的摩尔质最M=0.028kg/mol，阿伏加德罗常数，试估算：‎ ‎（1）囊中氮气分子的总个数N；‎ ‎（2）囊中氮气分子间的平均距离．‎ ‎【考点】阿伏加德罗常数．‎ ‎【分析】先求出N2的物质量，再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数．‎ 根据总体积与分子个数，从而求出一个分子的体积，建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长，‎ ‎【解答】解：（1）设N2的物质的量为n，‎ 则n=‎ 氮气的分子总数N=NA ‎ 代入数据得N=3×1024．‎ ‎（2）气体分子间距较大，因此建立每个分子占据一个立方体，‎ 则分子间的平均距离，即为立方体的边长，‎ 所以一个气体的分子体积为：‎ 而设边长为a，则有a3=V0‎ 解得：分子平均间距为a=3×10﹣9m 答：（1）囊中氮气分子的总个数3×1024；‎ ‎（2）囊中氮气分子间的平均距离3×10﹣9m．‎ ‎　‎ ‎16．在研究光电效应现象中，所作的I﹣U图象，如图所示．已知阴极材料的截止频率为4.2×1014Hz，普朗克常数h=6.63×10﹣34J•s，电子电量e=1.6×10﹣19C．（结果保留两位有效数字）求：‎ ‎①照射光的频率γ；‎ ‎②阴极K每秒钟发射的光电子数n．‎ ‎【考点】光电效应．‎ ‎【分析】（1）由图知该装置加反向电压时，发现当电压表的示数等于0.6V时，电流表示数为0，由动能定理可求得光电子点的最大初动能，根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0，求出照射光的频率γ；‎ ‎（2）根据饱和光电流以及电流的表达式即可求出．‎ ‎【解答】解：（1）由图可知，当该装置所加的反向电压是0.6V时，电流表示数为0，即遏止电压 Uc=0.6V 根据动能定理得：光电子点的最大初动能为：Ekm=eUc=0.6eV=0.96×10﹣19J 根据光电效应方程EKm=hγ﹣W0=hγ﹣hγ0‎ 得：γ=．‎ 代入数据得：γ=5.6×1014Hz ‎（2）由图可知，饱和光电流等于0.5A，所以阴极K每秒钟发射的光电子数n==3.1×1018个 答：①照射光的频率γ是5.6×1014Hz；‎ ‎②阴极K每秒钟发射的光电子数n是3.1×1018个．‎ ‎　‎ ‎17．在光滑绝缘水平面上放置一质量m=0.2kg、q=+5.0×10﹣4C的小球，小球系在长L=0.5m的绝缘细线上，线的另一端固定在O点．整个装置置于匀强电场中，电场方向与水平面平行且沿OA方向，如图所示（此图为俯视图）．现给小球一初速度使其绕O点做圆周运动，小球经过A点时细线的张力F=140N，小球在运动过程中，最大动能比最小动能大△EK=20J，小球视为质点．‎ ‎（1）求电场强度E的大小；‎ ‎（2）求运动过程中小球的最小动能；‎ ‎（3）若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经多长时间其动能与在A点时的动能相等？此时小球距A点多远？‎ ‎【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】（1）小球带正电，从A运动到其关于O对称的点的过程中，电场力做负功，动能减小，所以在A点动能最大，在其对称点的动能最小，根据动能定理求解电场强度E的大小；‎ ‎（2）在A处动能最大，已知小球经过A点时细线的张力F=140N，由牛顿第二定律和动能的计算式求解A处的动能，再由动能定理得到最小动能．‎ ‎（3）线断后球做类平抛运动，根据运动的分解，由牛顿第二定律和位移时间公式求解时间，并得到小球距A点的距离．‎ ‎【解答】解：（1）设A点关于O点的对称点为B，则小球从A运动到B的过程中，电场力做负功，动能减小，所以在A点动能最大，在B点的动能最小．‎ 小球在光滑水平面上运动的最大动能与最小动能的差值为△Ek=2qEL=20J 代入数据得：E=N/C=4×104N/C ‎（2）在A处，由牛顿第二定律：F﹣qE=m，‎ A处小球的动能为 EkA==（F﹣qE）L=××0.5=30（J）‎ 小球的最小动能为 Ekmin=EkB=EkA﹣△Ek 代入数据得：EkB=30﹣20=10（J）‎ ‎（3）小球在B处的动能为 EkB=‎ 解得：vB==m/s=10m/s 当小球的动能与在A点时的动能相等时，由动能定理可知：y=2L 线断后球做类平抛运动：y=•t2，x=vBt 代入数据后得：t=s，x=m 答：（1）电场强度E的大小为4×104N/C；（2）运动过程中小球的最小动能为10J；‎ ‎（3）若小球运动到动能最小的位置时细线被剪断，则小球经s其动能与在A点时的动能相等，此时小球距A点为m．‎ ‎　‎ ‎18．如图所示，在xOy竖直平面内，Y轴的右侧有垂直纸面向外的匀强磁场B=0.4T和竖直向上的匀强电场E=2N/C，长为L=16m水平绝缘传送带AB以速度v0=3m/s顺时针匀速转动，右侧轮的轴心在Y轴上，右侧轮的上侧边缘B点的坐标是（0，y=8m）一个质量为M=2g、电荷量为q=+0.01C的小物块（可视为点电荷）以轻轻放在传送带左端，小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，小物块从传送带滑下后，经过x轴上的P点（没画出），重力加速度g=10m/s2．求：‎ ‎（1）P点的坐标；‎ ‎（2）小物块从静止开始到经过x轴所用的时间；（结果保留2位小数）‎ ‎（3）改变传送带匀速运行的速度，可让小物体从传送带上滑下后经过坐标原点O，那么要让小物块经过坐标原点，传送带运行的速度范围．‎ ‎【考点】带电粒子在混合场中的运动；动能定理的应用．‎ ‎【分析】（1）（2）根据运动学公式，求得加速度大小，再依据两者速度相等，则判定小物块的位移与L的关系，当进入复合场时，根据电场力与重力的大小关系，可判定只由洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，从而依据牛顿第二定律，结合向心力，求得运动的半径及时间，最后再根据平抛运动规律，即可求解；‎ ‎（3）根据由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，结合牛顿第二定律与运动学公式，即可求解．‎ ‎【解答】解：（1）小物块在传送带做初速度为零的匀加速运动的加速度为：a==μg=2m/s2；‎ 当小物块与传送带速度相等时，所用时间t1==1.5s，这段时间内小物块的位移为：x1==2.25m＜L=16m；‎ 所以小物块先做匀加速运动，后做匀速运动，做匀速运动的时间为为：t2==4.58s；‎ 小物块从传送带下滑下进入y轴右侧后，因为电场力为：F=qE=0.02N，‎ 而mg=0.02N，且电场力方向竖直向上，与重力方向相反，所以合力为洛伦兹力；所以做匀速圆周运动，向心力由洛伦兹力提供，小物块的运动轨迹如图所示：‎ 由向心力公式得，qv0B=，‎ 解得：r==1.5m，‎ 运动时间为t3==1.57s 小物块离开磁场后，做平抛运动，运动时间为：t4==1s；‎ 水平方向上的位移为x2=v0t4=3m；‎ 所以P点的坐标为（﹣3m，0）；‎ ‎（2）小物块从静止开始到经过X轴所用的时间t=t1+t2+t3+t4=8.65s；‎ ‎（3）小物块要经过坐标原点0，它做匀速圆周运动的半径R==4m，洛伦兹力提供向心力，则有，qv1B=，‎ 解得：v1==8m/s；‎ 小物块在传送带上滑行的末速度是v1=8m/s，它在传送带上滑行的距离为x==16m，‎ 而L=16m，说明如果小物块在传送带上一直做匀加速运动，则小物块就会经过坐标原点O，所以传送带的速度v≥8m/s．‎ 答：（1）P点的坐标（﹣3m，0）；‎ ‎（2）小物块从静止开始到经过x轴所用的时间8.65s；‎ ‎（3）改变传送带匀速运行的速度，可让小物体从传送带上滑下后经过坐标原点O，那么要让小物块经过坐标原点，传送带运行速度的范围v≥8m/s．‎ ‎　‎ ‎19．如图所示，间距为d的光滑平行金属导轨倾斜地固定，与水平面之间的夹角为θ，在导轨的顶端连接一阻值为2R的定值电阻．导轨处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，两质量均为m、阻值均为R的导体棒甲和乙放置在导轨底端，其中导体棒甲的下端有一垂直导轨放置的光滑挡板．在导体棒乙上加一平行导轨向上的外力F，使导体棒乙由静止开始沿导轨向上做匀加速直线运动，其加速度大小为a，整个过程中，导体棒甲、乙始终与导轨垂直，且与导轨接触良好，忽略导轨的电阻，重力加速度用g表示．‎ ‎（1）如果从导体棒乙开始运动计时，则需要多长时间导体棒甲对底端挡板的作用力为零？‎ ‎（2）当导体甲与挡板之间的作用力为零时，定值电阻消耗的电功率是多少？‎ ‎（3）请写出导体棒乙开始运动到导体到导体棒甲与挡板之间作用力为零的过程中外力F时间t的关系式．‎ ‎【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；电功、电功率．‎ ‎【分析】（1）导体棒甲对底端挡板的作用力为零时，安培力等于重力平行斜面的分力，根据平衡条件得到安培力；根据安培力公式得到通过甲的电流；‎ 导体乙相当于电源，甲和电阻2R是并联关系；‎ 导体棒乙做匀加速直线运动，根据速度时间关系公式列式求解时间；‎ ‎（2）在第（1）问中，已经求解出了电流，根据P=I2R求解定值电阻消耗的电功率；‎ ‎（3）导体棒乙受重力、支持力、拉力和安培力，根据牛顿第二定律、安培力公式、切割公式和欧姆定律公式列式求解拉力的表达式即可．‎ ‎【解答】解：（1）导体棒甲对底端挡板的作用力为零时刻，根据平衡条件，有：mgsinθ=BI1L，解得：I1=；‎ 故流过2R的电流为：I2==，‎ 故干路电流I=I1+I2=，‎ 故电动势：E=I1R+IR=；‎ 根据E=BLv=BLat，解得：t=；‎ ‎（2）当导体甲与挡板之间的作用力为零时，定值电阻消耗的电功率：P=；‎ ‎（3）对导体棒甲，根据切割公式，有：B=BLv=BLat，‎ 根据安培力公式，有：FA=BIL=BL=；‎ 根据牛顿第二定律，有：F﹣FA﹣mgsinθ=ma，‎ 解得：F=；‎ 答：（1）如果从导体棒乙开始运动计时，则需要长时间导体棒甲对底端挡板的作用力为零；‎ ‎（2）当导体甲与挡板之间的作用力为零时，定值电阻消耗的电功率是；‎ ‎（3）导体棒乙开始运动到导体到导体棒甲与挡板之间作用力为零的过程中外力F时间t的关系式为F=．‎ ‎　‎ ‎2017年4月18日