13.近段時間,朝鮮的“核危機”引起了全世界的矚目,其焦點問題就是朝鮮核電站采用的是輕水堆還是重水堆。因為重水堆核電站在發(fā)電的同時還可以產(chǎn)出供研制核武器的钚239( Pu),這種 Pu可由鈾239( U)經(jīng)過衰變而產(chǎn)生。則下列判斷中正確的是(D)
A. Pu與 U的核內(nèi)具有相同的中子數(shù)
B. Pu與 U的核內(nèi)具有相同的質(zhì)子數(shù)
C. U經(jīng)過1次α衰變產(chǎn)生 Pu
D. U經(jīng)過2次β衰變產(chǎn)生 Pu
14.一束復(fù)色光沿半徑方向射向一半圓形玻璃磚,發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光,其傳播方向如圖1所示。下列說法正確的是(C)
A.玻璃磚對a、b的折射率關(guān)系為na<nb
B.a(chǎn)、 b在玻璃中的傳播速度關(guān)系為va>vb
C.a(chǎn)、 b在真空中的波長關(guān)系為λa<λb
D.如用a光照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng),則用b光照射該金屬也一定能發(fā)生光電效應(yīng)
15.如圖2所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2,副線圈電路中接有燈泡L,燈泡的額定電壓為220V,額定功率為22W;原線圈電路中接有交流電壓表和交流電流表。現(xiàn)閉合開關(guān),燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時交流電壓表和交流電流表的讀數(shù),則(A)
A.U=110V,I=0.2A
B.U=110V,I=0.05A
C.U=110 V,I=0.2A
D.U=110 V,I=0.2 A
16.汽車由靜止開始在平直的公路上行駛,0~60s內(nèi)汽車的加速度隨時間變化的圖像如圖3所示。則該汽車在0~60s內(nèi)的速度-時間圖像(即v-t圖像)為圖4中的(B)
17.我們的銀河系的恒星中大約四分之一是雙星。某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成,兩星在相互之間的萬有引力作用下(其它星體對它們的作用可忽略)繞兩者連線上某一定點O做勻速圓周運動。由觀察測得其運動周期為T,S1到O點的距離為r1,S1和S2的距離為r,已知引力常量為G。由此可求出S2的質(zhì)量為(B)
A. B. C. D.
18.在如圖5所示的電路中,電電動勢為E、內(nèi)電阻為r,C為電容器,R0為定值電阻, R為滑動變阻器。開關(guān)閉合后,燈泡L能正常發(fā)光。當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時,下列判斷正確的是( D )
A.伏特表○V示數(shù)將減小
B.燈泡L將變亮
C.電容器C的電容將減小
D.電容器C的電荷量將增大
19.一列簡諧橫波,在t=6.0s時的波形如圖6(甲)所示,圖6(乙)是這列波中質(zhì)點P的振動圖線,那么該波的傳播速度和傳播方向是 (B)
A.v=0.20/s,向左傳播
B.v=0.20 /s,向右傳播
C.v=0.15 /s,向左傳播
D.v=0.15 /s,向右傳播
20.在孤立點電荷-Q的電場中,一質(zhì)子在距離點電荷r0處若具有E0的動能,即能夠恰好逃逸此電場的束縛。若規(guī)定無窮遠處電勢為零,用E表示該場中某點的場強大小,用φ表示場中某點的電勢,用EP表示質(zhì)子在場中所具有的電勢能,用Ek表示質(zhì)子在場中某點所具有的動能,用r表示該點距點電荷的距離,則如圖7所示的圖像中,表示關(guān)系正確的是(A)
21.(18分)
(1)某實驗小組利用拉力傳感器和打點計時器探究“動能定理”,如圖8所示,他們將拉力傳感器固定在小車上,用不可伸長的細線將其通過一個定滑輪與鉤碼相連,用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在小車的后面連接紙帶,通過打點計時器記錄小車的運動情況,小車中可以放置砝碼。請把下面的實驗步驟補充完整。
實驗主要步驟如下:
①測量 、砝碼和拉力傳感器的總質(zhì)量,把細線的一端固定在拉力傳感器上,另一端通過定滑輪與鉤碼相連,將紙帶連接小車并通過打點計時器,正確連接所需電路。
②將小車停在C點,在釋放小車 。ㄟx填“之前”或“之后”)接通打點計時器的電,在紙帶上打出一系列的點,記錄細線拉力。
③在小車中增加砝碼,或減少砝碼,重復(fù)②的操作。
④處理數(shù)據(jù)。
實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)小車動能的增加量ΔEk總是明顯小于拉力F做的功W,你認(rèn)為其主要原因應(yīng)該是上述實驗步驟中缺少的步驟是 。
(2)小明同學(xué)為測量某金屬絲的電阻率,他截取了其中的一段,用米尺測出金屬絲的長度L,用螺旋測微器測得其直徑為D,用多用電表粗測其電阻約為R.
①該同學(xué)將米尺的0刻度線與金屬絲的左端對齊,從圖9(甲)中讀出金屬絲的長度L= 。
②該同學(xué)用螺旋測微器測金屬絲的直徑,從圖9(乙)中讀出金屬絲的直徑D=
。
③該同學(xué)選擇多用電表“×10”檔粗測金屬絲的電阻,從圖9(丙)中讀出金屬絲的電阻R= Ω。
④接著,該同學(xué)用伏安法盡可能精確地測出該金屬絲的電阻,然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬絲的電阻率。實驗室提供的器材有:
A.直流電E(電動勢4V,內(nèi)阻不計)
B.電流表A1(量程0~3A,內(nèi)阻約50Ω)
C.電流表A2(量程0~15A,內(nèi)阻約30 Ω)
D.電壓表V1(量程0~3 V,內(nèi)阻10 kΩ)
E.電壓表V2(量程0~15 V,內(nèi)阻25 kΩ)
F.滑動變阻器R1(阻值范圍0~15 Ω,允許通過的最大電流2.0A)
G.滑動變阻器R2(阻值范圍0~2k Ω,允許通過的最大電流0.5A)
H.待測電阻絲Rx,開關(guān)、導(dǎo)線若干
要求較準(zhǔn)確地測出其阻值,電流表應(yīng)選 ,電壓表應(yīng)選 ,滑動變阻器應(yīng)選 。(用器材前的字母表示即可)
⑤用圖10所示的電路進行實驗測得Rx,實驗時,開關(guān)S2應(yīng)向 閉合(選填“1”或“2”).
⑥請根據(jù)選定的電路圖,在如圖11所示的實物上畫出連線(部分線已畫出)。
⑦(多選)在下列測定金屬絲的電阻率的幾個步驟中,錯誤的是 .
A.先用米尺測出金屬絲的長度,再將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空拉直;
B.用螺旋測微器在不同位置測出金屬絲的直徑D各三次,求平均值 ;
C.打開開關(guān),將選好的實驗器材按圖10連接成實驗電路;
D.閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,使電流表和電壓表有合適的示數(shù),讀出并記下這組數(shù)據(jù);
E.改變滑動變阻器的滑鍵位置,重復(fù)進行實驗,測出6組數(shù)據(jù),并記錄在表格中;
F.分別計算出電流平均值( )和電壓的平均值( ),再求出電阻的平均值 ;
G.根據(jù)電阻定律計算出該金屬絲的電阻率.
⑧設(shè)金屬絲的長度為L(),直徑的平均值為 (),電阻的平均值為 (Ω),則該金屬絲電阻率的表達式為ρ= 。
22.(16分)如圖12所示,用長為L的絕緣細線懸掛一帶電小球,小球的質(zhì)量為、電荷量為q,F(xiàn)加一水平向左的勻強電場,平衡時小球靜止于點,細線與豎直方向成θ角。
(1)求勻強電場的電場強度E的大;
(2)在某一時刻細線斷裂,同時質(zhì)量也為的不帶電的一小塊橡皮泥,以水平向左的速度v0擊中小球并與小球結(jié)合成一體,求擊中后瞬間復(fù)合體的速度大。
(3)若原小球離地高為h,求復(fù)合體落地過程中的水平位移大小。
23.(18分)如圖13(甲)所示,一邊長L=2.5、質(zhì)量=0.5kg的單匝正方形金屬線框,放在光滑絕緣的水平面上,垂直于水平面的方向上存在著以N為邊界、方向相反的勻強磁場,磁感應(yīng)強度均為B=0.4T。正方形金屬線框的一邊ab與N重合(位置Ⅰ),在力F作用下由靜止開始向右平動,經(jīng)過5s線框剛好被完全拉入另一磁場(位置Ⅱ)。測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如圖13(乙)所示,是一條過原點的直線。在金屬線框由位置Ⅰ到位置Ⅱ的過程中,
(1)求線框磁通量的變化及感應(yīng)電動勢的平均值;
(2)寫出水平力F隨時間t變化的表達式;
(3)已知在這5s內(nèi)力F做功1.5J,那么在此過程中,線框產(chǎn)生的焦耳熱是多少?
24.(20分)1932年,勞倫斯和利斯設(shè)計出了回旋加速器;匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D14(甲)所示,置于高真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間的狹縫很小,帶電粒子穿過的時間可以忽略不計。磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直。A處粒子產(chǎn)生的粒子,質(zhì)量為、電荷量為+q,初速度為0,在加速器中被加速,加速電壓為U。加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力作用。
(1)求粒子第1次和第2次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比;
(2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時間t和粒子獲得的最大動能Ek;
(3)近年,大中型粒子加速器往往采用多種加速器的串接組合。例如由直線加速器做為預(yù)加速器,獲得中間能量,再注入回旋加速器獲得最終能量。n個長度逐個增大的金屬圓筒和一個靶,它們沿軸線排列成一串,如圖14(乙)所示(圖中只畫出了六個圓筒,作為示意)。各筒相間地連接到頻率為f、最大電壓值為U的正弦交流電的兩端。整個裝置放在高真空容器中。圓筒的兩底面中心開有小孔,F(xiàn)有一電量為q、質(zhì)量為的正離子沿軸線射入圓筒,并將在圓筒間的縫隙處受到電場力的作用而加速(設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場)?p隙的寬度很小,離子穿過縫隙的時間可以不計。已知離子進入第一個圓筒左端的速度為v1,且此時第一、二兩個圓筒間的電勢差U1-U2=-U。為使打到靶上的離子獲得最大能量,各個圓筒的長度應(yīng)滿足什么條件?并求出在這種情況下打到靶上的離子的能量。
13.D 14.C 15.A 16.B 17.B 18.D 19.B 20.A
21.(18分)
(1)①小車 ②之前、芷胶饽Σ亮Γ靠2分)
(2)①191.0、0.680、220、蹸,D,F(xiàn) 、1、蘼浴 。靠1分)
⑦AF ⑧ (每空2分)
22.(16分)ww
解:(1)小球受力平衡時有 (2分)
(2分)
(2)橡皮泥撞擊小球的過程中,水平方向動量守恒,
v0=(+ )v (2分)
所以 。2分)
(3)復(fù)合體水平方向的加速度為 。2分)
復(fù)合體落地時間為 (2分)
復(fù)合體在水平方向做勻加速直線運動,水平位移為x
(2分)
(2分)
23.(18分)
解:(1)△φ=△B•S=5Wb (3分)
=1V(3分)
(2) =4Ω 。1分)
由電流圖像可知,感應(yīng)電流隨時間變化的規(guī)律:I=0.1t(1分)
由感應(yīng)電流 可得金屬框的速度隨時間也是線性變化的,
,加速度a=0.2/s2(2分)
線框在外力F和安培力FA作用下做勻加速直線運動,
F-2BIL =a(2分)
得F=0.2t+0.1(N) (2分)
(3)t=5s時,線框從磁場中拉出時的速度v5=at=1/s (2分)
線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q=W- =1.25J (2分)
24.(20分)
(1)設(shè)粒子第1次經(jīng)過狹縫后的半徑為r1,速度為v1,qU= v12 (2分)
qv1B= (2分)
解得:
同理,粒子第2次經(jīng)過狹縫后的半徑
則r1:r2 =1: (2分)
(2)粒子在磁場中運動一個周期,被電場加速兩次。設(shè)粒子到出口處被加速了n次, nqU= (2分)
qvB= 得v= (2分)
解得n=
帶電粒子在磁場中運動的周期為 (2分)
粒子在磁場中運動的總時間t= = (2分)
所以,粒子獲得的最大動能Ek= = (2分)
(3)為使正離子獲得最大能量,要求離子每次穿越縫隙時,前一個圓筒的電勢比后一個圓筒的電勢高U,這就要求離子穿過每個圓筒的時間都恰好等于交流電的半個周期。由于圓筒內(nèi)無電場,離子在筒內(nèi)做勻速運動。設(shè)vn為離子在第n個圓筒內(nèi)的速度,則有
第n個圓筒的長度為
第n個圓筒的長度應(yīng)滿足的條件為 (n=1,2,3,……)(2分)
打到靶上的離子的能量為 (n=1,2,3,……) 。2分)
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