高中物理人教版（2019）-试题库Page-5-出卷网

1、100年前，卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X，后来科学家用

α

粒子轰击铍核证实了这一猜想，该核反应方程为：

_{2}^{4} He +_{4}^{9} Be \to_{6}^{12} C +_{n}^{m} X

，则（）

A、

m = 1

，

n = 0

， X是中子 B、

m = 1

，

n = 0

， X是电子 C、

m = 0

，

n = 1

， X是中子 D、

m = 0

，

n = 1

， X是电子

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2、用激光照射金属挡板上的两条平行的狭缝，在挡板后面的屏上观察到明暗相间的条纹。这种现象属于光的（）

A、衍射现象 B、干涉现象 C、偏振现象 D、全反射现象

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3、天文学家范·艾伦发现在地球大气层之外存在着一个辐射带包裹着地球，这一辐射带被命名为“范·艾伦辐射带”，它是由于地球磁场捕获了大量带电粒子而形成，分为内层和外层，如图1所示。由于地球两极附近区域磁场强，其他区域磁场弱，当宇宙射线进入地磁场后会使带电粒子沿磁感线做螺线运动，遇到强磁场区域被反射回来，在地磁两极间来回“弹跳”，被“捕获”在地磁场中。不过还是有一些宇宙射线粒子可以“溜进”地球大气层，它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了绚丽多彩的极光。大气中最主要的成分是氮和氧，波长557.7nm的绿色和630nm附近的红色极光主要由氧原子发出，波长高于640nm的红色极光由氮气分子发出。（计算时普朗克常量取

h = 6.6 \times 10^{- 34} J \cdot s

，真空中光速c取

3 \times 10^{8} m / s

）

（1）a.求放出一个波长为630nm的红色光子时，氧原子的能量变化 $Δ E$ （结果取1位有效数字）；

b.请说明带电粒子和空气分子碰撞产生辐射的过程中能量是如何转化的。

（2）图2所示的是质量为m、电荷量为q的带电粒子在具有轴对称性的非均匀磁场中做螺线运动的示意图，若将粒子沿轴线方向的分速度用 $v_{∥}$ 表示，与之垂直的平面内的分速度用 $v_{⊥}$ 表示。

a.某时刻带电粒子的 $v_{∥} = v_{1}$ ， $v_{⊥} = v_{2}$ ，所在处磁感应强度大小为B，如果将粒子从此刻起在垂直平面内做圆周运动的一个周期时间内，所到达区域的磁场按匀强磁场（方向沿轴线）进行估算，求粒子在垂直平面内做圆周运动的半径r和在一个周期时间内沿轴线前进的距离（螺距）d；

b.实际上带电粒子的半径和螺距都会不断变化，已知带电粒子在从弱磁场区向强磁场区运动的同时，在垂直平面内的速度 $v_{⊥}$ 会变大，在此已知的基础上请用高中物理的知识解释为什么带电粒子在从弱磁场区向强磁场区螺旋前进时，分速度 $v_{∥}$ 会减小到零，并继而沿反方向前进。

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4、科学家发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，用

^{4} n

表示。“四中子”是通过向液态氢靶上发射

^{8} He

原子核而产生的，与H碰撞可将一个

^{8} He

核分裂成一个

α

粒子和一个“四中子”。由于

^{4} He

核由四个核子组成，与“四中子”体系很相近，所以早在上个世纪50年代就有人根据

^{4} He

核的结合能，估算“四中子”的结合能最大约为

14 MeV

，其后有很多实验对四中子体系进行探测，但多数结论是否定的。2022年，由数十个国家的科学家组成的团队发现了“四中子态”存在的明确证据。下列有关“四中子”粒子的说法正确的是（　　）

A、可以通过电磁场使

^{4} n

形成高速粒子束 B、产生“四中子”的核反应为

H +^{8} He \to^{4} He +^{4} n

C、从核子间相互作用来看，“四中子”与

^{4} He

核的区别在于是否存在电磁力 D、按上世纪50年代的估算，4个中子结合成“四中子”至多需要吸收

14 MeV

的能量

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5、嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的周期约为16小时的椭圆轨道，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。随后，为了使卫星离地越来越远，星载发动机先在远地点点火，使卫星进入图中曲线2所示新轨道，以抬高近地点。后来又连续三次在抬高以后的近地点点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、48小时轨道和地月转移轨道（分别如图中曲线3、4、5所示）。卫星最后进入绕月圆形轨道，距月面高度为h，周期为

T_{0}

。已知月球半径为r，万有引力常量为G，则以下正确的是（　　）

A、卫星在16小时轨道上运行时，在近地点的机械能比在远地点的机械能小 B、24小时轨道与48小时轨道的半长轴之比为

1 : \sqrt[3]{4}

C、卫星在地月转移轨道上运行时速度大于第二宇宙速度 D、月球的质量为

\frac{4 π^{2} r^{3}}{G T_{0}^{2}}

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6、一个质量为m的网球从距地面高

H_{1}

处自由下落，反弹的最大高度为

H_{2}

。不考虑所受的空气阻力，重力加速度用g表示，对网球与地面接触的运动过程，下列判断正确的是（　　）

A、网球的加速度先向上后向下 B、网球速度为0时受地面的弹力最大 C、地面对网球所做的功等于

m g (H_{1} - H_{2})

D、网球受地面的平均冲击力等于

\frac{m (\sqrt{2 g H_{1}} + \sqrt{2 g H_{2}})}{\sqrt{\frac{2 H_{1}}{g}} - \sqrt{\frac{2 H_{2}}{g}}}

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7、如图所示，在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。

R_{t}

为热敏电阻（已知其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）

A、变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为

u = 51 \sin 50 π t (V)

B、图甲中

t = 1 \times 10^{- 2} s

时，穿过线圈的磁通量为0 C、

R_{t}

温度升高后，电压表

V_{1}

与

V_{2}

示数的比值不变 D、

R_{t}

温度降低后，变压器的输入功率减小

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8、一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖，经折射分成两束单色光

a

、

b

。已知

a

光的频率小于

b

光的频率，下列光路图中可能正确的是（　　）

A、

B、

C、

D、

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9、下列说法正确的是（　　）

A、

β

衰变中释放的电子是核内中子转化为质子过程中产生的 B、阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动 C、由于原子核衰变时释放能量，根据

E = m c^{2}

，衰变过程质量增加 D、发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比

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10、如图所示，两条足够长的平行导电导轨MN、PQ水平放置，导轨间距L=1.0m，在轨道区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T。导体棒a、b质量均为m=1kg，电阻均为R=0.5Ω，与导轨间的动摩擦因数均为

μ

=0.3，运动过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好。重力加速度g=10m/s² ，导轨电阻可忽略，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

（1）若开始时导体棒a初速度为零，导体棒b获得 $v_{0}$ =2m/s的水平向右的初速度，求此时导体棒a和b的加速度大小；

（2）若同时分别给两导体棒不同的冲量，使导体棒a获得平行于导轨向左的初速度 $v_{1}$ =2m/s的同时，导体棒b获得向右的平行于导轨的初速度 $v_{2}$ =4m/s，求流经导体棒a的最大电流；

（3）在（2）的条件下，从导体棒a速度为零到两棒相距最远的过程中，已知导体棒b产生的焦耳热为0.25J，求此过程中导体棒b的位移。

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11、在工程机械中两个气缸经常用杆连接在一起，一典型模型如图1所示，水平放置的两导热气缸底部由细管连接（细管体积忽略不计），两厚度不计活塞a、b用刚性轻杆相连，可在两气缸内无摩擦地移动。活塞的横截面积分别为

S_{a} = 100 {cm}^{2}, S_{b} = 60 {cm}^{2}

，两活塞及刚性杆总质量为

M = 8 kg

。两气缸与细管道内封闭有一定质量的理想气体，初始状态活塞a、b到缸底部距离均为

L = 6 cm

。已知大气压强

p_{0} = 1.0 \times 10^{5} Pa

，环境温度

T_{0} = 320 K

，取重力加速度

g = 10 {m/s}^{2}

。设活塞移动过程中不漏气。

（1）若缓慢升高环境温度，使某一活塞刚好缓慢移到所在气缸的底部，求此时环境的温度。

（2）若保持初始温度不变，将整个装置转至图2所示竖直放置，经一段时间后活塞达到稳定状态，稳定时的体积。

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12、西部超导公司发明了某种新材料，其导电性能是其重要的参数。广西某中学实验小组做“测量一均匀新材料制成的金属丝的电阻率”实验。

(1)、如图甲所示，先用多用电表“

\times 1 Ω

”挡粗测其电阻

R =

Ω

，然后用图乙的螺旋测微器测其直径

d =

mm，再用毫米刻度尺测其长度为L。

(2)、为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：

A．电压表 $V_{1}$ （量程3V，内阻约为15kΩ）

B．电压表 $V_{2}$ （量程15V，内阻约为75kΩ）

C．电流表 $A_{1}$ （量程0.6A，内阻约为1Ω）

D．电流表 $A_{2}$ （量程3A，内阻约为0.2Ω）

E．滑动变阻器 $R_{1} (0 ~ 5 Ω, 2 A)$

F．滑动变阻器 $R_{2} (0 ~ 2000 Ω, 0.1 A)$

G.1.5V的干电池两节，内阻不能忽略

H．电阻箱

I．开关S，导线若干

为了测多组实验数据，电压调节范围尽量大一些，则滑动变阻器应选用，电压表应选用，电流表应选用。（填选项前面的字母代号）

(3)、根据以上器材和要求，请在方框内设计最合理的电路图。

(4)、通过移动滑动变阻器测得多组电压U和电流I的值，并以U为纵轴、I为横轴建立

U - I

图像，作出一条过原点的倾斜直线，若斜率大小为k，则该金属丝电阻率

ρ =

（用题中相关字母表示）。

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13、某实验小组用如图（a）所示的实验装置探究加速度与外力的关系。

（1）某次实验过程中打出的纸带如图（b）所示，已知打点计时器使用的是50Hz的交流电源，相邻两个计数点之间还有4个点未画出，则打出该条纸带时小车的加速度大小为 ${m/s}^{2}$ （结果保留3位有效数字）。

（2）多次改变钩码的重力mg、并计算出相应纸带的加速度大小a，描绘的 $a - m g$ 的图像如图（c）所示，图像不过原点的原因可能是；该实验小组中的甲同学认为图像虽然不过原点，但是其是一条直线，仍然能够说明小车质量一定时，其加速度大小与其受到的合外力成正比，你认为甲同学的意见是否正确？（填“正确”或“不正确”）。