内容正文:
高二年级4月份学情调研
物理试题
全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 关于阻尼振动与共振现象,下列说法正确的是( )
A. 做阻尼振动的物体,振幅不变,周期逐渐减小
B. 做受迫振动的物体,频率由系统的固有频率决定
C. 驱动力的频率等于系统的固有频率时,物体会发生共振
D. 做阻尼振动的物体,动能和势能之和保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.阻尼振动的振幅不断减小,周期基本不变,故A错误;
B.受迫振动的频率等于驱动力的频率,故B错误;
C.共振条件就是驱动力的频率等于系统的固有频率,故C正确;
D.阻尼振动是振幅不断减小的振动,振幅是振动能量的标志,故阻尼振动中动能和势能之和不断减小,故D错误。
故选C。
2. 某海洋监测站部署的间距2 m的浮标(编号1-6)记录了时刻的海浪波形如图所示,海浪的传播速度,且时刻浮标3向下振动。下列说法正确的是( )
A. 该海浪的波长为4 m,周期为1s B. 海浪向右传播
C. 时刻浮标5向下振动 D. 浮标3在时的位移为-2cm
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知该海浪的波长
周期,故A错误;
B.时刻浮标3向下振动,根据同侧法可知海浪向左传播,故B错误;
C.根据同侧法可知时刻浮标5向上振动,故C错误;
D.,浮标3从平衡位置向下振动到波谷,位移为,故D正确。
故选D。
3. 关于光的干涉现象,下列说法正确的是( )
A. 托马斯·杨的双缝干涉实验证明了光是一种电磁波
B. 用白光做双缝干涉实验时,中央亮条纹是白色的,两侧为彩色条纹
C. 用如图所示的空气劈尖检查平面平整度时,利用了标准样板的上表面的反射光和被检查平面的上表面的反射光形成的干涉条纹
D. 在光学元件表面镀增透膜,是利用了薄膜干涉原理,使反射光通过干涉得到加强
【答案】B
【解析】
【详解】A.托马斯·杨的双缝干涉实验证明了光具有波动性,而“光是电磁波”这一结论是由麦克斯韦提出电磁理论、赫兹通过实验验证的,并非双缝干涉实验直接证明。故A错误;
B.用白光做双缝干涉实验时,中央亮条纹因所有色光都加强而呈白色;根据干涉条纹间距公式,波长越短,条纹间距越小,因此两侧为彩色条纹。故B正确;
C.空气劈尖干涉的原理是标准样板的下表面和被检查平面的上表面之间的空气层(空气劈尖)的上下两个表面反射光发生干涉,并非标准样板上表面的反射光参与干涉。故C错误;
D.在光学元件表面镀增透膜,是利用薄膜干涉原理使反射光干涉相消,从而减少反射光能量、增加透射光强度,并非反射光干涉加强。故D错误。
故选B。
4. 如图所示为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是( )
A. 当r大于时,分子间的作用力表现为引力
B. 当r小于时,分子间的作用力表现为引力
C. 当r等于时,分子间的作用力为零
D. 在r由变到的过程中,分子间的作用力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A.当小于时分子间的作用力表现为斥力,当大于时分子间的作用力表现为引力,故A错误;
B.当小于时,此时随着距离的减小,分子势能增大,即减小分子间距离分子间的作用力做负功,所以表现为斥力,故B错误;
C.当分子间作用力为零时,分子势能最小,由图可知分子势能最小时,分子间的距离为,故当等于时分子间作用力为零,故C错误;
D.在由变到的过程中,分子势能减小,则分子间的作用力做正功,故D正确;
故选D。
5. 如图所示,两列简谐横波在同种介质中沿x轴相向传播,时刻两列波分别传到、处。时,质点P恰好第一次运动到波峰位置,Q为平衡位置位于处的质点,下列说法正确的是( )
A. 时,质点Q开始振动
B. 时,质点Q的振动方向沿y轴负方向
C. 稳定后平衡位置位于处的质点的振幅为20cm
D. 到时间内,质点Q运动的路程为40cm
【答案】D
【解析】
【详解】A.由同侧法可得两波源起振方向均向y轴负方向,t=0.6s时,P点恰好第一次运动到波峰位置,有
解得
由图可知,简谐波的波长为
波速为
左边波传播到Q点时间
右边波传播到Q点时间
所以t=1.2s时,Q点开始振动,故A错误;
B.时,由于,所以左侧波还未传播到Q点;
右侧波使Q点振动时间为
所以,此时质点Q的振动方向沿y轴正方向,故B错误;
C.由题意可知,两列简谐波可看成是波源分别在和处,且起振方向相同。则平衡位置位于处的质点到两波源的距离差为
所以,此质点为振动减弱点,振幅为,故C错误;
D.由于,所以左侧波在到时间内,未传播到质点Q;右侧波使Q点振动时间为
所以质点Q运动的路程为,故D正确。
故选D。
6. 如图所示为以高压二氧化碳气体作为驱动力的气枪示意图。扣动扳机后,气罐中的气体迅速冲入枪管后方的密闭气室,当气室内气体的压强达到时,关闭气罐,气体推动子弹进入光滑枪管中运动。已知气室和枪管的容积均为,子弹离开枪管的时间极短,气体可视为理想气体,且与外界无热量交换(视为绝热过程)。下列说法正确的是( )
A. 子弹运动过程中,气体对外做功,内能增加
B. 子弹运动过程中,气体对外做功,内能减少
C. 子弹离开枪口时,气体的压强为
D. 子弹运动过程中,气体的内能不变,压强保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】ABD.子弹离开枪管的时间极短,气体与外界无热量交换,即,气体推动子弹向前运动,气体对外做功,因此。根据热力学第一定律
可得,即气体的内能减少,故AD错误,B正确;
C.若气体的温度不变,初始状态压强,体积
末状态:子弹离开枪口时,气体充满气室和枪管,总体积
由玻意耳定律可得
代入数据可得,但实际上气体的温度下降,故C错误。
故选B。
7. 用同一光电管研究a,b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. a光的光子能量较大
B. a光照射该光电管时逸出的光电子最大初动能较大
C. 通过同一装置发生双缝干涉时,a光的条纹间距较大
D. 对于图中交点M,单位时间到达阳极的光电子数目,a多于b
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据爱因斯坦光电效应方程,,光对应的遏止电压较大,光的频率较高,光子能量较大,光照射该光电管时逸出的光电子最大初动能较大,A,B错误;
C.通过同一装置发生双缝干涉时,光的波长较大,根据条纹间距可知光的条纹间距较大,C正确;
D.在图中的点,光和光对应的光电流相等,可知单位时间到达阳极的光电子数目相等,D项错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,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。
8. 如图甲所示,一种喷壶的储气室内封闭了一定质量的理想气体,假设喷液过程中气体的温度保持不变,其图像如图乙所示,O为坐标原点。气体从状态A变化到状态B的过程,下列说法正确的是( )
A. 气体分子的平均动能保持不变
B. 气体对外做的功等于三角形OAB的面积
C. 气体的内能不变,则该过程气体既不吸热也不放热
D. 气体的压强减小,是因为单位体积内的分子数减少
【答案】AD
【解析】
【详解】A.温度是分子平均动能的标志,气体的温度不变,则气体分子的平均动能不变,故A正确;
B.在图像中,气体对外做的功等于曲线与轴所围的面积,故B错误;
C.气体从状态A变化到状态B的过程为等温过程,内能变化
气体的体积增大,气体对外做功,
由热力学第一定律
可得
即气体从外界吸热,且吸收的热量等于气体对外做的功,故C错误;
D.气体分子的平均动能不变,撞击的平均作用力不变,气体的体积增大,单位体积内的分子数减小,导致气体的压强减小,故D正确。
故选AD。
9. 某同学在研究光的波动特性与现代光学应用时,结合教材实验和科技案例进行了如下探究,下列说法正确的是( )
A. 用游标卡尺两测量爪形成的狭缝观察线状日光灯时,狭缝越窄,中央亮纹越宽
B. 为消除橱窗玻璃表面反射光对拍摄的干扰,在照相机镜头前加装偏振片,可过滤掉玻璃表面反射的偏振光,这一技术利用了光的偏振现象,能让橱窗内的景物成像更清晰
C. 泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生衍射的结果,圆盘阴影中心的亮斑无法用“光沿直线传播”的微粒说解释,是证明光具有波动性的关键实验证据
D. 激光冷却原子技术中,科学家利用激光的光子与原子发生动量交换,实现对原子运动的减速这一应用主要体现了光的波动性
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.用极窄狭缝观察线状日光灯属于单缝衍射现象,根据单缝衍射图样规律可知减小狭缝宽度时,中央亮纹越宽,故A正确;
B.玻璃表面反射光为偏振光,在相机镜头前加装偏振片,通过调整偏振片透振方向与反射光偏振方向垂直,可过滤掉反射偏振光,从而减弱反光干扰,让橱窗内的景物成像更清晰,这是光的偏振现象的典型应用,故B正确;
C.泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生圆盘衍射的结果,圆盘阴影中心出现亮斑,这一现象无法用“光沿直线传播”的微粒说解释,是证明光具有波动性的关键实验证据,故C正确;
D.激光冷却原子技术中,光子与原子发生动量交换实现减速,体现了光的粒子性(光子具有动量,与实物粒子发生碰撞交换动量),而非波动性,故D错误。
故选ABC。
10. 中国月球车“玉兔二号”安装有核电池,该核电池利用的是衰变释放的核能。在磁感应强度为B的匀强磁场中,某时刻一静止的发生衰变,衰变方程为。已知Y粒子的质量为m、电荷量为q,在磁场中运动的轨迹半径为R,真空中光速为c。可认为粒子质量与其质量数成正比。下列说法正确的是( )
A. Y粒子与新核在磁场中旋转方向相同,且轨迹为相内切的圆
B. 新核在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
C. Y粒子做圆周运动可等效成一个环形电流,其电流大小为
D. 若衰变过程中释放的核能都转化为Y粒子和新核的动能,则衰变过程中的质量亏损约为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.根据质量数和电荷数守恒可得Y粒子为,由动量守恒定律可知,衰变后Y粒子与新核运动方向相反,旋转方向相同,且均带正电,所以轨迹为相外切的圆,A错误;
B.由洛伦兹力提供向心力可得
可得
又(动量)
则
在衰变过程遵守动量守恒,根据动量守恒定律得
可得Y粒子和新核的轨迹半径之比为
则新核在磁场中做圆周运动的轨迹半径为,B正确;
C.Y粒子做圆周运动的周期
则环形电流,C正确;
D.对Y粒子,由洛伦兹力提供向心力可得
解得
设新核的质量为M,衰变过程系统动量守恒,由动量守恒定律得
解得
系统增加的动能为
根据衰变方程,新核的质量数是234,Y粒子的质量数是4,故新核质量与Y粒子质量的关系可近似为
由爱因斯坦质能方程得
联立解得,D项正确。
故选BCD。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用智能手机的磁传感器和球形小磁珠做“用单摆测量重力加速度”的实验,操作步骤如下:
(1)用铁架台、不可伸长的细线、球形小磁珠组装成如图甲所示的装置。
(2)测量摆长时,先用毫米刻度尺测出悬线的长度,再用10分度的游标卡尺测量小磁珠的直径d如图乙所示,则直径________cm。
(3)将小磁珠从平衡位置沿圆弧拉开一个小角度(小于)由静止释放,使其做简谐运动,打开手机磁传感器采集磁感应强度B随时间t变化的图像如图丙所示。若图像中连续n个峰值的总时间为t,则单摆的振动周期________。
(4)多次改变悬线的长度,重复上述实验操作,得到多组对应的和T数据,算出摆长为,并绘制出图像如图丁所示。若该图像的斜率为k,则当地的重力加速度________(用k、表示)。
(5)实验小组另外一位成员绘制的图像(如图戊所示)不过坐标原点,下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A.可能原因是将摆线长当成了摆长
B.可能原因是将摆线长和小磁珠的直径之和当成了摆长
C.图像不过原点,对重力加速度g的测量结果并无影响
【答案】 ①. 0.97 ②. ③. ④. BC##CB
【解析】
【详解】(2)[1]游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和,所以
(3)[2]小磁珠一个周期内会两次经过最低点,故周期为相邻峰值时间间隔的2倍,则
(4)[3]根据单摆周期公式
可得
所以图像的斜率
则
(5)[4]A.将摆线长当成了摆长,则单摆周期公式应为
整理得,与图戊不对应,故A错误;
B.将摆线长和小磁珠的直径之和当成了摆长,则单摆周期公式应为
整理得,与图戊对应,故B正确;
C.由上可知图像的斜率
则
即图像不过原点,对重力加速度的测量结果无影响,故C正确。
故选BC。
12. 某实验小组同学提出一种测量不规则形状物体体积的物理方法,并且用如图甲所示的实验装置对一颗形状不规则的小石子的体积进行测量,实验过程中假定环境的温度不变,注射器与外界导热良好。
(1)实验中通过活塞对应的刻度读取了多组体积V及对应的压强p,为了在xOy坐标系中获得直线图像,应作________(填正确答案标号)。
A. 图像 B. 图像 C. 图像 D. 图像
(2)选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图像如图乙所示,忽略压强传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗小石子的体积为________(用图中标注的已知量表示)。
(3)我们已经学过,一定质量的理想气体在温度不变时,满足玻意耳定律(C为与气体质量相关的常量)。对于理想气体,更普遍的规律是克拉伯龙方程,其中n为气体的物质的量(,m为气体的质量,M为气体的摩尔质量),R为普适气体常量(定值),T为热力学温度。在相同温度环境下,不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了该小石子体积测量的实验,若两个小组所封闭空气的质量分别为、,且,下列关系图线中可能正确的是________(填正确答案标号)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)A (2) (3)A
【解析】
【小问1详解】
设小石子的体积为,环境的温度不变,由有
解得,对应图乙。
故选A。
【小问2详解】
由
可知图像的纵截距
则这颗小石子的体积为。
【小问3详解】
系数与气体的质量有关,越大,气体的质量越大,由
可知,质量为的气体对应的图线斜率大于质量为的气体对应的图线斜率。
故选A。
13. 一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示,图乙为质点P的振动图像,求:
(1)判断该波的传播方向;
(2)该波的波速大小v;
(3)质点P的振动方程。
【答案】(1)轴负方向
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,在时刻质点沿轴负方向运动,根据“同侧法”可知该波沿轴负方向传播。
【小问2详解】
由图乙可知
可得周期,由图甲可知波长,因此波速
【小问3详解】
由图乙可知,质点的振幅为,圆频率
在时刻,质点的位移为,根据
得质点的振动方程为
14. 如图所示,玻璃球缺的球面半径大小为R,在过球心O且垂直于底面的平面内,虚线表示光轴(过球心与球缺底面垂直的直线)。
(1)如图甲所示,让一束平行单色光垂直向上入射到该球缺的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线),已知从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值为,求该玻璃球缺的折射率;
(2)如图乙所示,一与球缺底面垂直的光线射到玻璃球缺上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。该光线经底面射出后,传播方向相对于其初始入射方向的偏转角为,已知光在真空中的速度为c,求该光线从M点射入到从底面射出的时间。(不考虑被半球的内表面反射后的光线)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
光线能从球面射出的临界条件是入射角等于全反射临界角全反射临界角公式
由几何关系可得临界入射光线到光轴的距离
所以
解得
【小问2详解】
光路图如图所示,设光线从底面点射出
由几何关系可知光线从底边射出时出射角
根据折射定律可得
则
折射率还可以表示为,可得
即
则为等边三角形,,所以
(不管用什么几何方法,只要能够准确算出球内光程
光线在球内的传播速度
所以该光线从点射入到从底面射出的时间为
15. 某实验室绝热恒温箱采用竖直圆柱形气缸结构,气缸上端开口,内壁光滑,活塞可以竖直自由移动且密封性能良好,气缸和活塞均用隔热性能良好的材料制成。缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的质量,横截面积,缸内左侧固定的温度调节器可以调节缸内气体温度,右侧固定的温度传感器可以监测缸内气体温度,忽略温度调节器和温度传感器占据的体积。初始状态,活塞下表面与温度调节器和温度传感器恰好接触但无挤压,此时温度传感器显示恒温箱内气体的温度,活塞离缸底竖直高度,外界大气压强,重力加速度。
(1)求初始状态下缸内气体的压强;
(2)若保持缸内气体的温度不变,用竖直向上的力缓慢拉活塞,当活塞到气缸底部的距离为时,求拉力F的大小;
(3)若利用温度调节器使恒温箱内气体的温度升至,活塞缓慢上升至新的平衡位置但未到达顶部,此过程中气体从温度调节器中吸热,求活塞到气缸底部的距离以及缸内气体的内能变化量。
【答案】(1)
(2)
(3),
【解析】
【小问1详解】
对活塞进行受力分析,由平衡条件可得
解得
【小问2详解】
保持温度不变,气体做等温变化,由玻意耳定律
解得
活塞缓慢运动,合力为,由平衡条件可得
解得
【小问3详解】
活塞缓慢上升过程中,缸内气体的压强保持不变,根据盖—吕萨克定律
解得
等压过程中,气体膨胀对外做功
解得
根据热力学第一定律
已知
可得
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高二年级4月份学情调研
物理试题
全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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. 关于阻尼振动与共振现象,下列说法正确的是( )
A. 做阻尼振动的物体,振幅不变,周期逐渐减小
B. 做受迫振动的物体,频率由系统的固有频率决定
C. 驱动力的频率等于系统的固有频率时,物体会发生共振
D. 做阻尼振动的物体,动能和势能之和保持不变
2. 某海洋监测站部署的间距2 m的浮标(编号1-6)记录了时刻的海浪波形如图所示,海浪的传播速度,且时刻浮标3向下振动。下列说法正确的是( )
A. 该海浪的波长为4 m,周期为1s B. 海浪向右传播
C. 时刻浮标5向下振动 D. 浮标3在时的位移为-2cm
3. 关于光的干涉现象,下列说法正确的是( )
A. 托马斯·杨的双缝干涉实验证明了光是一种电磁波
B. 用白光做双缝干涉实验时,中央亮条纹是白色的,两侧为彩色条纹
C. 用如图所示的空气劈尖检查平面平整度时,利用了标准样板的上表面的反射光和被检查平面的上表面的反射光形成的干涉条纹
D. 在光学元件表面镀增透膜,是利用了薄膜干涉原理,使反射光通过干涉得到加强
4. 如图所示为两分子系统的势能与两分子间距离r的关系曲线。下列说法正确的是( )
A. 当r大于时,分子间的作用力表现为引力
B. 当r小于时,分子间的作用力表现为引力
C. 当r等于时,分子间的作用力为零
D. 在r由变到的过程中,分子间的作用力做正功
5. 如图所示,两列简谐横波在同种介质中沿x轴相向传播,时刻两列波分别传到、处。时,质点P恰好第一次运动到波峰位置,Q为平衡位置位于处的质点,下列说法正确的是( )
A. 时,质点Q开始振动
B. 时,质点Q的振动方向沿y轴负方向
C. 稳定后平衡位置位于处的质点的振幅为20cm
D. 到时间内,质点Q运动的路程为40cm
6. 如图所示为以高压二氧化碳气体作为驱动力的气枪示意图。扣动扳机后,气罐中的气体迅速冲入枪管后方的密闭气室,当气室内气体的压强达到时,关闭气罐,气体推动子弹进入光滑枪管中运动。已知气室和枪管的容积均为,子弹离开枪管的时间极短,气体可视为理想气体,且与外界无热量交换(视为绝热过程)。下列说法正确的是( )
A. 子弹运动过程中,气体对外做功,内能增加
B. 子弹运动过程中,气体对外做功,内能减少
C. 子弹离开枪口时,气体的压强为
D. 子弹运动过程中,气体的内能不变,压强保持不变
7. 用同一光电管研究a,b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. a光的光子能量较大
B. a光照射该光电管时逸出的光电子最大初动能较大
C. 通过同一装置发生双缝干涉时,a光的条纹间距较大
D. 对于图中交点M,单位时间到达阳极的光电子数目,a多于b
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,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。
8. 如图甲所示,一种喷壶的储气室内封闭了一定质量的理想气体,假设喷液过程中气体的温度保持不变,其图像如图乙所示,O为坐标原点。气体从状态A变化到状态B的过程,下列说法正确的是( )
A. 气体分子的平均动能保持不变
B. 气体对外做的功等于三角形OAB的面积
C. 气体的内能不变,则该过程气体既不吸热也不放热
D. 气体的压强减小,是因为单位体积内的分子数减少
9. 某同学在研究光的波动特性与现代光学应用时,结合教材实验和科技案例进行了如下探究,下列说法正确的是( )
A. 用游标卡尺两测量爪形成的狭缝观察线状日光灯时,狭缝越窄,中央亮纹越宽
B. 为消除橱窗玻璃表面反射光对拍摄的干扰,在照相机镜头前加装偏振片,可过滤掉玻璃表面反射的偏振光,这一技术利用了光的偏振现象,能让橱窗内的景物成像更清晰
C. 泊松亮斑是光绕过不透光小圆盘发生衍射的结果,圆盘阴影中心的亮斑无法用“光沿直线传播”的微粒说解释,是证明光具有波动性的关键实验证据
D. 激光冷却原子技术中,科学家利用激光的光子与原子发生动量交换,实现对原子运动的减速这一应用主要体现了光的波动性
10. 中国月球车“玉兔二号”安装有核电池,该核电池利用的是衰变释放的核能。在磁感应强度为B的匀强磁场中,某时刻一静止的发生衰变,衰变方程为。已知Y粒子的质量为m、电荷量为q,在磁场中运动的轨迹半径为R,真空中光速为c。可认为粒子质量与其质量数成正比。下列说法正确的是( )
A. Y粒子与新核在磁场中旋转方向相同,且轨迹为相内切的圆
B. 新核在磁场中做圆周运动的轨迹半径为
C. Y粒子做圆周运动可等效成一个环形电流,其电流大小为
D. 若衰变过程中释放的核能都转化为Y粒子和新核的动能,则衰变过程中的质量亏损约为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某实验小组利用智能手机的磁传感器和球形小磁珠做“用单摆测量重力加速度”的实验,操作步骤如下:
(1)用铁架台、不可伸长的细线、球形小磁珠组装成如图甲所示的装置。
(2)测量摆长时,先用毫米刻度尺测出悬线的长度,再用10分度的游标卡尺测量小磁珠的直径d如图乙所示,则直径________cm。
(3)将小磁珠从平衡位置沿圆弧拉开一个小角度(小于)由静止释放,使其做简谐运动,打开手机磁传感器采集磁感应强度B随时间t变化的图像如图丙所示。若图像中连续n个峰值的总时间为t,则单摆的振动周期________。
(4)多次改变悬线的长度,重复上述实验操作,得到多组对应的和T数据,算出摆长为,并绘制出图像如图丁所示。若该图像的斜率为k,则当地的重力加速度________(用k、表示)。
(5)实验小组另外一位成员绘制的图像(如图戊所示)不过坐标原点,下列说法正确的是________(填正确答案标号)。
A.可能原因是将摆线长当成了摆长
B.可能原因是将摆线长和小磁珠的直径之和当成了摆长
C.图像不过原点,对重力加速度g的测量结果并无影响
12. 某实验小组同学提出一种测量不规则形状物体体积的物理方法,并且用如图甲所示的实验装置对一颗形状不规则的小石子的体积进行测量,实验过程中假定环境的温度不变,注射器与外界导热良好。
(1)实验中通过活塞对应的刻度读取了多组体积V及对应的压强p,为了在xOy坐标系中获得直线图像,应作________(填正确答案标号)。
A. 图像 B. 图像 C. 图像 D. 图像
(2)选择合适的坐标后,该同学通过描点作图,得到直线的函数图像如图乙所示,忽略压强传感器和注射器连接处的软管容积,则这颗小石子的体积为________(用图中标注的已知量表示)。
(3)我们已经学过,一定质量的理想气体在温度不变时,满足玻意耳定律(C为与气体质量相关的常量)。对于理想气体,更普遍的规律是克拉伯龙方程,其中n为气体的物质的量(,m为气体的质量,M为气体的摩尔质量),R为普适气体常量(定值),T为热力学温度。在相同温度环境下,不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了该小石子体积测量的实验,若两个小组所封闭空气的质量分别为、,且,下列关系图线中可能正确的是________(填正确答案标号)。
A. B.
C. D.
13. 一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形图如图甲所示,图乙为质点P的振动图像,求:
(1)判断该波的传播方向;
(2)该波的波速大小v;
(3)质点P的振动方程。
14. 如图所示,玻璃球缺的球面半径大小为R,在过球心O且垂直于底面的平面内,虚线表示光轴(过球心与球缺底面垂直的直线)。
(1)如图甲所示,让一束平行单色光垂直向上入射到该球缺的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线),已知从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值为,求该玻璃球缺的折射率;
(2)如图乙所示,一与球缺底面垂直的光线射到玻璃球缺上的M点,该光线的延长线恰好过底面边缘上的A点。该光线经底面射出后,传播方向相对于其初始入射方向的偏转角为,已知光在真空中的速度为c,求该光线从M点射入到从底面射出的时间。(不考虑被半球的内表面反射后的光线)
15. 某实验室绝热恒温箱采用竖直圆柱形气缸结构,气缸上端开口,内壁光滑,活塞可以竖直自由移动且密封性能良好,气缸和活塞均用隔热性能良好的材料制成。缸内封闭一定质量的理想气体,活塞的质量,横截面积,缸内左侧固定的温度调节器可以调节缸内气体温度,右侧固定的温度传感器可以监测缸内气体温度,忽略温度调节器和温度传感器占据的体积。初始状态,活塞下表面与温度调节器和温度传感器恰好接触但无挤压,此时温度传感器显示恒温箱内气体的温度,活塞离缸底竖直高度,外界大气压强,重力加速度。
(1)求初始状态下缸内气体的压强;
(2)若保持缸内气体的温度不变,用竖直向上的力缓慢拉活塞,当活塞到气缸底部的距离为时,求拉力F的大小;
(3)若利用温度调节器使恒温箱内气体的温度升至,活塞缓慢上升至新的平衡位置但未到达顶部,此过程中气体从温度调节器中吸热,求活塞到气缸底部的距离以及缸内气体的内能变化量。
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