精品解析：湖南省长沙市雅礼中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题

雅礼教育集团2024年上学期第三次月考试卷 高二物理 时量：75分钟 分值：100 一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 2023年诺贝尔物理学奖颁给了对“阿秒光脉冲”研究具有突出贡献的三位物理学家，他们的实验方法为人类探索原子内部的电子超快动力学行为提供了新的工具。1阿秒等于10-18秒。下列物体的尺度与真空中光经过1阿秒前进的距离最接近的是（ ） A. 质子 B. 氢原子 C. 细菌 D. 头发丝直径 【答案】B 【解析】 【详解】真空中光经过1阿秒前进距离为 质子的尺寸为，氢原子大小约为，细菌的大小约为，头发丝直径大约为，故长度最接近的是氢原子；故选B。 2. 历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后动能为的质子轰击静止的核，生成两个动能均为的核，已知光速为c，则此核反应中的质量亏损为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】核反应放出的能量为 根据质能方程 解得此核反应中的质量亏损为 故选D。 3. 钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一，其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次衰变而来；铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是（　　） A. 题中铀核裂变的核反应方程为 B. 钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定 C. 针核经过2次衰变可变成镤 D. 在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的核反应方程为 故A错误； B．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误； C．钍核（）经过1次β衰变可变成镤（），故C错误； D．重核裂变的过程中释放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增大，所以在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能增大，故D正确。 故选D。 4. 某物理兴趣小组为了模拟机器人“手臂”，制作了如图所示装置，A、B类似于人手臂的关节，能在竖直面内自由转动，前臂BC末端系一重物和一轻绳，轻绳另一端跨过滑轮牵拉前臂。初始时，关节A、B均锁定，前臂BC水平。小组成员解除关节A的锁定，通过拉绳缓慢提升重物，上臂AB转过60°。不计“手臂”重力及一切摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 绳CD拉力先减小后增大 B. 绳CD拉力先增大后减小 C. 前臂BC受到的压力大小不变 D. 前臂BC受到的压力先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】AB．对C点受力分析，沿轻绳的拉力T，竖直向下大小为重物重力的拉力mg，沿AC方向由A指向C的支持力N，如图 根据三力平衡的特点可知力的三角形与边的三角形相似，有 依题意，上臂AB转过60°过程中，保持不变，减小。可知绳CD拉力减小。故AB错误； CD．同理，可得 上臂AB转过60°过程中，保持不变，大小也保持不变。可知前臂BC对C点的支持力的大小不变。根据牛顿第三定律可知，前臂BC受到的压力大小不变。故C正确；D错误。 故选C。 5. 如图甲，弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点，小球在M、N两点间做振幅为A的简谐运动，小球经过O点时开始计时，其图像如图乙，小球的速度，加速度为a，质量为m，动能为，弹簧劲度系数为k，弹簧振子的弹性势能为，弹簧对小球做功的功率为P，下列描述该运动的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球做简谐运动，速度 可知在t=0时速度最大，小球位于平衡位置，此时加速度为0，位移为0，动能最大，弹性势能为0，弹簧的弹力为0，对小球做功的功率为0，故A错误； BC．由可知 则小球速度变化周期 所以动能和势能的周期为 小球的最大速度 则最大动能 根据机械能守恒可知最大弹性势能 故B错误，C正确； D．由图像可知小球的位移 弹簧对小球做功的功率 可见功率的最大值为 从平衡位置开始计时，当经历周期时，弹簧振子的速度为0，功率为0，并不是最大功率，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，现用活塞式抽气机对容器抽气，M、N均为单向工作阀门，当活塞下压时，阀门M关闭，打开N，上面抽气机气缸中的气体排出；当活塞上提时阀门M打开，N关闭，抽气机对容器抽气。已知上面气缸内的有效抽气容积为V，下面容器的容积为，活塞的横截面积为S，初始时封在容器中的气体压强为，外界大气压强也为，活塞位于最下端，不计活塞的重力和抽气机与气缸壁的摩擦力，抽气过程慢进行且气体温度稳定保持不变，则（　　） A. 第一次抽气过程中手对活塞拉力的最大值 B. 第一次抽气过程中手对活塞拉力最大值时，气缸内气体压强 C. 抽气6次后容器中剩余气体的压强为 D. 抽气6次后容器中剩余气体的压强为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．第一次抽气过程中手对活塞拉力有最大值时活塞位于最上端，对活塞受力分析，设手对活塞拉力为，此刻气缸内气体压强为，则   抽气过程缓慢进行且气体温度稳定保持不变，据玻意耳定律 解得 选项AB错误； CD．设第二次抽气后容器中剩余气体的压强为，据玻意耳定律得 …… 解得 即抽气6次后容器中剩余气体的压强为，选项C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 7. 如图所示为粒子散射实验的示意图：放射源发出射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理错误的是（　　） A. 在位置②接收到的粒子最多 B. 在位置①接收到粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内 C. 位置②接收到的粒子一定比位置①接收到的粒子所受金原子核斥力的冲量更大 D. 若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到粒子的比例应相差不多 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．原子的内部是很空阔的，原子核非常小，所以绝大多数α粒子的运动轨迹没有发生偏转，则在位置③接收到的α粒子最多，所以A错误，符合题意； B．在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内，所以B正确，不符合题意； C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更小，因为在位置①α粒子速度反向运动，则动量的变化量更大，所以冲量更大，则C错误，符合题意； D．若正电荷均匀分布在原子内，则α粒子与原子正面撞击，粒子最后反弹，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差较多，所以D错误，符合题意。 故选ACD。 8. 过山车是一种深受年轻人喜爱的游乐项目。实验表明：当普通人所承受的加速度约为5倍的重力加速度时就会发生晕厥。图甲中，过山车轨道的回环部分是半径为R的经典圆环轨道，A为圆轨道最高点、B为最低点；图乙中，过山车轨道的回环部分是倒水滴形轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分为两个半径为2R的四分之一圆弧轨道、D为最低点。若载从过山车可视为质点，分别从两轨道顶峰上部由静止开始下降，沿轨道内侧经过A、C点时均恰好和轨道没有相互作用，点B、D等高，忽略空气阻力和摩擦。则下列说法正确的是（ ） A. 过山车经过A、C点时速度为0 B. 图甲过山车轨道比图乙轨道更安全 C. 图乙过山车轨道比图甲轨道更安全 D. “图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R 【答案】CD 【解析】 【详解】A．已知过山车经过A、C点时和轨道没有相互作用，重力充当向心力有 解得 故A错误； BC．分别运动到轨道最低点B、D时，人所受加速度最大，由动能定理，对图甲圆环轨道有 经过B点时加速度 解得 图甲过山车轨道存在安全隐患；对图乙倒水滴形轨道有 经过D点时加速度 解得 故图乙过山车轨道比图甲轨道更安全，故B错误，C正确； D．相同载人过山车在顶峰处动能为0，经A、C点时动能相等，根据机械能守恒，有 其中 可得 即“图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，光滑绝缘水平面上有A、B、C三个带电小球，A球质量为2m，带电量为，B、C球质量均为m，带电量均为。用长为L的三个绝缘细线连接，稳定后呈等边三角形，a、b、c为三条边的中点。已知点电荷Q周围空间的电势，r为到点电荷的距离，则下列说法正确的是（　　） A. a、c两点电场强度相同 B. a、b、c三点电势的大小关系为 C. A、B、C三个带电小球与电场组成的系统的电势能为 D. 若b处剪断，则之后小球A的最大速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．分别做出A、B、C三个带电小球在a、c两点的电场强度如图所示 根据对称性及平行四边形定则可知a、c两点的电场强度大小相同，方向不同，故A错误 B．根据点电荷的电势公式可得 由此可得 故B正确； C．A小球的电势能 B小球的电势能 C小球的电势能 则整个系统的电势能 故C错误； D．当3个小球位置关系成一条直线时整个系统的电势能最小，动能最大，A球速度最大，此时A的电势能 B小球的电势能 C小球的电势能 此时整个系统电势能最小为 对系统，根据能量守恒有 根据动量守恒有 解得 故D正确。 故选BD。 10. 静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为45：1，如图所示，则（　　） A. α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反 B. 原来放射性元素的原子核电荷数为92 C. 反冲核的核电荷数为45 D. α粒子和反冲粒子的速度之比为1：45 【答案】AB 【解析】 【详解】A．微粒之间相互作用的过程遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反。A正确； BC．由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动。则洛伦兹力充当向心力 解得 令原来放射性元素的原子核电荷数为Q，则对于α粒子 对反冲核 由于，，解得，反冲核的核电荷数为，B正确，C错误； D．动量大小相同，所以速度之比等于质量的反比，α粒子比反冲核速度要大，D错误。 故选AB。 三、实验题（本题共2小题，11题6分、12题10分，共16分。） 11. 两组同学计划探究加速度与力、质量的关系。 （1）第一组同学采用如图a装置验证拉力一定时，物体加速度与质量成反比。左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m1和m2的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使m1和m2在同一竖直平面内，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。关于该方案，实验前___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，___________（填“需要”或“不需要”）满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量。 （2）第二组同学的实验平面很光滑，摩擦力可以忽略不计。他们设想通过测量质量相同的两辆小车在相同时间内通过的位移来比较它们的加速度，进而探究加速度与力的关系，实验装置如图b所示。将轨道分上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使小车同时立即停下来。通过改变槽码盘中的槽码来改变拉力的大小。通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，你认为___________（选填“可行”或“不可行”）   【答案】（1） ①. 需要 ②. 不需要 （2）可行 【解析】 【小问1详解】 [1][2]因两小滑块所受的摩擦力不一定相等，实验前需要平衡摩擦力。沙桶对细线的拉力提供左右两边相等的拉力，这个拉力不需要知道具体数值，所以不需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量。 【小问2详解】 由位移公式得 两小车运动时间相同时，加速度与位移成正比，即 然后由实验再确定合力与位移的关系，所以该方案可行。 12. 如图所示是研究光电管产生的光电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的截止频率为，元电荷为e，普朗克常量为h。现将频率为v（大于）的光照射在阴极上，则： （1）阴极材料的逸出功等于_____________ （2）加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为_____________，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_____________。 （3）为了阻止所有光电子到达阳极，在A、K间应加上_____________的反向电压。 （4）滑片由图示位置向右滑动一定距离时，就给光电管两极间加上了_____________电压。（填“正向”或者“反向”） 【答案】（1） （2） ①. ②. 先逐渐增大，后趋于稳定 （3） （4）正向 【解析】 【小问1详解】 阴极材料逸出功与极限频率的关系为 【小问2详解】 [1]根据爱因斯坦光电效应方程可知，从阴极K逸出的光电子最大初动能为 具有最大初动能的光电子从阴极K到阳极A的过程中，根据动能定理有 解得到达阳极A的光电子的最大初动能为 [2]当正向电压从零开始逐渐增加时，单位时间内到达阳极A的光电子数随着电压的增加而增加，光电流逐渐增大，当电压增大到某一值后，所有的光电子均被阳极A吸收，这时即使再增大电压，光电流也不会再增大。故电流表的示数的变化情况是：先逐渐增大，后趋于稳定。 【小问3详解】 当从阴极K逸出的具有最大初动能的光电子都不能到达阳极A时，反向电压取最小值，为 【小问4详解】 图中电源正极在左侧，则滑片由图示位置向右滑动一定距离时，就给光电管两极间加上了正向电压。 四、解答题（本题共3小题，共40分。其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。） 13. 目前市场在售的玩具枪，各式各样，有些生产厂家为了经济利益，迎合少数不法分子的需求，生产超标违规玩具枪，这种违规产品存在很大安全隐患。按照公安部颁发的《枪支致伤力的法庭科学鉴定判据》（GA／T718—2007）的规定，对于不能发射制式弹药的非制式枪支，当所发射弹丸的枪口比动能EkS大于等于1.8J／cm2时，一律认定为枪支。所谓“枪口比动能”是指弹丸离开枪口时的动能与枪口横截面积的比值。现要对一支玩具气枪进行测试，先测得其枪管长度d=20cm，枪口截面积S=0.4cm2，所发射弹丸的质量m=3g。水平端着气枪从离地面高度h=1.8m处水平射击，弹丸在枪内高压气体推动下水平射出，弹丸击发时间极短，测得弹丸的水平射程L=18m。不计空气阻力，高压气体膨胀过程质量不变，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m／s2。 (1)通过计算说明该玩具枪是否能被认定为枪支； (2)求该玩具枪发射弹丸过程中，枪内高压气体减少的内能。 【答案】(1)被认定为枪支；(2)2.15J 【解析】 【详解】(1)设弹丸离开枪口时的速度为v0，经时间t落地，有 解得 所以该玩具枪被认定为枪支。 (2)设弹丸在枪管内加速过程中，高压气体对弹丸做的功为W，枪内高压气体减少的内能为，有 由热力学第一定律得 解得 14. 如图甲，水平面上的O点处锁定一小物块A，其左端通过绝缘轻绳绕过光滑定滑轮与固定光滑斜面上的不带电小物块B连接，滑轮左侧轻绳与斜面平行且足够长，右侧轻绳水平。以O点为原点建立水平坐标轴Ox，A与水平面间的动摩擦因数µ随位置x的变化关系图像如图乙所示。已知斜面倾角，A、B的质量均为，A的电荷量，A处于电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中。取。 （1）求轻绳的拉力大小； （2）求解除A的锁定瞬间，轻绳的拉力大小； （3）解除A的锁定后，在A的速度达到最大时立即撤去电场，求A向右运动能到达的最远位置的坐标。 【答案】（1）5N；（2）7.25N；（3）5.5m 【解析】 【详解】（1）对B物体，由平衡条件有 解得 （2）解除A瞬间，设A、B的加速度大小为a，对A、B，由牛顿第二定律得 解得 （3）解除A后，设A在处速度最大，此时加速度为零，绳拉力为F3，对A、B有 由乙图可知 解得 设撤去电场力后，当轻绳刚好松弛时，A的位置在x1处，此时A、B的加速度大小都为，对B，有 对A，有 解得 设此时系统度大小为，根据能量守恒定律有 解得 A经过x1位置后，A的加速度大于B的加速度，轻绳松弛，此后A仅在摩擦力作用下作减速运动，设运动到x2处速度为零，根据动能定理 解得 15. 如图所示，光滑水平地面上放置一足够长且上表面绝缘的小车，将带负电荷、电荷量，质是的滑块放在小车的左端，小车的质量，滑块与绝缘板间的动擦因数，它们所在空间存在磁感应强度的垂直于纸面向里的匀强磁场。开始时小车和滑块静止，一不可伸长的轻质细绳长，一端固定在O点，另一端与质量的小球相连，把小球从水平位置由静止释放，当小球运动到最低点时与小车相撞，碰撞时间极短，碰撞后小球恰好静止，g取10m/s2。求： （1）与小车碰推前小球到达最低点时对细线的拉力； （2）小球与小车碰撞的过程中系统损失的机械能； （3）碰撞后小车与滑块因摩擦而产生最大热量。 【答案】（1）1.2N，方向竖直向下；（2）0.16J；（3）0.014J 【解析】 详解】（1）小球摆下过程，由动能定理有 解得 v＝4m/s 小球在最低点时，由牛顿第二定律得 T-mg＝ 解得 T＝12N 由牛顿第三定律可知小球对细绳的拉力为1.2N，方向竖直向下。 （2）小球与小车碰撞瞬间，小球与小车组成的系统动量守恒，以水平向左为正方向，有 解得 v1＝2m/s 由能量守恒定律，有 解得 ＝0.16J （3）假设滑块与车最终相对静止，则有 解得 ＝1.6m/s 由此得 故假设不成立，因此滑块最终悬浮。 滑块悬浮瞬间，满足 解得 ＝0.4m/s 将滑块与小车看成一个系统，系统动量守恒，有 解得 ＝1.9m/s 根据能量守恒定律有 解得 J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 雅礼教育集团2024年上学期第三次月考试卷 高二物理 时量：75分钟 分值：100 一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 2023年诺贝尔物理学奖颁给了对“阿秒光脉冲”研究具有突出贡献的三位物理学家，他们的实验方法为人类探索原子内部的电子超快动力学行为提供了新的工具。1阿秒等于10-18秒。下列物体的尺度与真空中光经过1阿秒前进的距离最接近的是（ ） A. 质子 B. 氢原子 C. 细菌 D. 头发丝直径 2. 历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后动能为的质子轰击静止的核，生成两个动能均为的核，已知光速为c，则此核反应中的质量亏损为（ ） A. B. C. D. 3. 钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一，其中钍基核燃料铀由较难裂变钍吸收一个中子后经过若干次衰变而来；铀的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法正确的是（　　） A. 题中铀核裂变核反应方程为 B. 钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定 C. 针核经过2次衰变可变成镤 D. 在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能增大 4. 某物理兴趣小组为了模拟机器人“手臂”，制作了如图所示装置，A、B类似于人手臂的关节，能在竖直面内自由转动，前臂BC末端系一重物和一轻绳，轻绳另一端跨过滑轮牵拉前臂。初始时，关节A、B均锁定，前臂BC水平。小组成员解除关节A的锁定，通过拉绳缓慢提升重物，上臂AB转过60°。不计“手臂”重力及一切摩擦，下列说法正确的是（ ） A. 绳CD拉力先减小后增大 B. 绳CD拉力先增大后减小 C. 前臂BC受到的压力大小不变 D. 前臂BC受到的压力先减小后增大 5. 如图甲，弹簧振子的平衡位置O点为坐标原点，小球在M、N两点间做振幅为A的简谐运动，小球经过O点时开始计时，其图像如图乙，小球的速度，加速度为a，质量为m，动能为，弹簧劲度系数为k，弹簧振子的弹性势能为，弹簧对小球做功的功率为P，下列描述该运动的图像正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，现用活塞式抽气机对容器抽气，M、N均为单向工作阀门，当活塞下压时，阀门M关闭，打开N，上面抽气机气缸中的气体排出；当活塞上提时阀门M打开，N关闭，抽气机对容器抽气。已知上面气缸内的有效抽气容积为V，下面容器的容积为，活塞的横截面积为S，初始时封在容器中的气体压强为，外界大气压强也为，活塞位于最下端，不计活塞的重力和抽气机与气缸壁的摩擦力，抽气过程慢进行且气体温度稳定保持不变，则（　　） A. 第一次抽气过程中手对活塞拉力的最大值 B. 第一次抽气过程中手对活塞拉力最大值时，气缸内气体压强 C. 抽气6次后容器中剩余气体的压强为 D. 抽气6次后容器中剩余气体的压强为 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 7. 如图所示为粒子散射实验的示意图：放射源发出射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理错误的是（　　） A. 在位置②接收到的粒子最多 B. 在位置①接收到粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内 C. 位置②接收到的粒子一定比位置①接收到的粒子所受金原子核斥力的冲量更大 D. 若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到粒子的比例应相差不多 8. 过山车是一种深受年轻人喜爱的游乐项目。实验表明：当普通人所承受的加速度约为5倍的重力加速度时就会发生晕厥。图甲中，过山车轨道的回环部分是半径为R的经典圆环轨道，A为圆轨道最高点、B为最低点；图乙中，过山车轨道的回环部分是倒水滴形轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分为两个半径为2R的四分之一圆弧轨道、D为最低点。若载从过山车可视为质点，分别从两轨道顶峰上部由静止开始下降，沿轨道内侧经过A、C点时均恰好和轨道没有相互作用，点B、D等高，忽略空气阻力和摩擦。则下列说法正确的是（ ） A. 过山车经过A、C点时速度为0 B. 图甲过山车轨道比图乙轨道更安全 C. 图乙过山车轨道比图甲轨道更安全 D. “图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R 9. 如图所示，光滑绝缘水平面上有A、B、C三个带电小球，A球质量为2m，带电量为，B、C球质量均为m，带电量均为。用长为L三个绝缘细线连接，稳定后呈等边三角形，a、b、c为三条边的中点。已知点电荷Q周围空间的电势，r为到点电荷的距离，则下列说法正确的是（　　） A. a、c两点电场强度相同 B. a、b、c三点电势的大小关系为 C. A、B、C三个带电小球与电场组成的系统的电势能为 D. 若b处剪断，则之后小球A的最大速度为 10. 静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为45：1，如图所示，则（　　） A. α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反 B. 原来放射性元素的原子核电荷数为92 C. 反冲核的核电荷数为45 D. α粒子和反冲粒子的速度之比为1：45 三、实验题（本题共2小题，11题6分、12题10分，共16分。） 11. 两组同学计划探究加速度与力、质量关系。 （1）第一组同学采用如图a装置验证拉力一定时，物体加速度与质量成反比。左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m1和m2的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使m1和m2在同一竖直平面内，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。关于该方案，实验前___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，___________（填“需要”或“不需要”）满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量。 （2）第二组同学的实验平面很光滑，摩擦力可以忽略不计。他们设想通过测量质量相同的两辆小车在相同时间内通过的位移来比较它们的加速度，进而探究加速度与力的关系，实验装置如图b所示。将轨道分上下双层排列，两小车尾部的刹车线由后面的刹车系统同时控制，能使小车同时立即停下来。通过改变槽码盘中的槽码来改变拉力的大小。通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，你认为___________（选填“可行”或“不可行”）   12. 如图所示是研究光电管产生的光电流的电路图，A、K是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的截止频率为，元电荷为e，普朗克常量为h。现将频率为v（大于）的光照射在阴极上，则： （1）阴极材料逸出功等于_____________ （2）加在A、K间的正向电压为U时，到达阳极的光电子的最大动能为_____________，将A、K间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是_____________。 （3）为了阻止所有光电子到达阳极，在A、K间应加上_____________的反向电压。 （4）滑片由图示位置向右滑动一定距离时，就给光电管两极间加上了_____________电压。（填“正向”或者“反向”） 四、解答题（本题共3小题，共40分。其中第13题10分，第14题14分，第15题16分，写出必要的推理过程，仅有结果不得分。） 13. 目前市场在售的玩具枪，各式各样，有些生产厂家为了经济利益，迎合少数不法分子的需求，生产超标违规玩具枪，这种违规产品存在很大安全隐患。按照公安部颁发的《枪支致伤力的法庭科学鉴定判据》（GA／T718—2007）的规定，对于不能发射制式弹药的非制式枪支，当所发射弹丸的枪口比动能EkS大于等于1.8J／cm2时，一律认定为枪支。所谓“枪口比动能”是指弹丸离开枪口时的动能与枪口横截面积的比值。现要对一支玩具气枪进行测试，先测得其枪管长度d=20cm，枪口截面积S=0.4cm2，所发射弹丸的质量m=3g。水平端着气枪从离地面高度h=1.8m处水平射击，弹丸在枪内高压气体推动下水平射出，弹丸击发时间极短，测得弹丸的水平射程L=18m。不计空气阻力，高压气体膨胀过程质量不变，大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m／s2。 (1)通过计算说明该玩具枪是否能被认定为枪支； (2)求该玩具枪发射弹丸过程中，枪内高压气体减少的内能。 14. 如图甲，水平面上的O点处锁定一小物块A，其左端通过绝缘轻绳绕过光滑定滑轮与固定光滑斜面上的不带电小物块B连接，滑轮左侧轻绳与斜面平行且足够长，右侧轻绳水平。以O点为原点建立水平坐标轴Ox，A与水平面间的动摩擦因数µ随位置x的变化关系图像如图乙所示。已知斜面倾角，A、B的质量均为，A的电荷量，A处于电场强度大小、方向水平向右的匀强电场中。取。 （1）求轻绳的拉力大小； （2）求解除A的锁定瞬间，轻绳的拉力大小； （3）解除A的锁定后，在A的速度达到最大时立即撤去电场，求A向右运动能到达的最远位置的坐标。 15. 如图所示，光滑水平地面上放置一足够长且上表面绝缘的小车，将带负电荷、电荷量，质是的滑块放在小车的左端，小车的质量，滑块与绝缘板间的动擦因数，它们所在空间存在磁感应强度的垂直于纸面向里的匀强磁场。开始时小车和滑块静止，一不可伸长的轻质细绳长，一端固定在O点，另一端与质量的小球相连，把小球从水平位置由静止释放，当小球运动到最低点时与小车相撞，碰撞时间极短，碰撞后小球恰好静止，g取10m/s2。求： （1）与小车碰推前小球到达最低点时对细线的拉力； （2）小球与小车碰撞的过程中系统损失的机械能； （3）碰撞后小车与滑块因摩擦而产生的最大热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$