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相关试卷

1、三、原子内的各种粒子
阴极射线的研究和电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，放射性射线的研究深入到原子核的内部。已知质子质量 $m_{p} = 1.6726 \times 10^{- 27} kg$ ，中子质量 $m_{n} = 1.6749 \times 10^{- 27} kg$ 。

(1)、如图，放射源发出未知射线，移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，则未知射线中包含（       ）

A、 $α$ 射线 B、 $β$ 射线 C、 $γ$ 射线

(2)、根据量子理论可以推断或解释的是（       ）

A、实物粒子都具有波动性 B、光电子的最大初动能与入射光的强度无关 C、电子绕原子核旋转对外辐射电磁波，能量会越来越少 D、经物质散射的光除了传播方向发生变化，频率也会发生变化

(3)、某原子从能级A跃迁到能级B时辐射出波长为 $λ_{1}$ 的光子，从能级A跃迁到能级C时辐射出波长为 $λ_{2}$ 的光子，且 $λ_{1} < λ_{2}$ ，则该原子从能级B跃迁到能级C将（选填“吸收”或“发射”）光子，光子的波长为。

(4)、电子显微镜可观测的分子线度为电子的德布罗意波长的n倍（ $n > 1$ ）。已知普朗克常量为h。能观测到线度为d的分子的电子动量为。

(5)、已知 $α$ 粒子的结合能为 $4.347 \times 10^{- 12} J$ ，则 $α$ 粒子的质量约为（       ）

A、 $6.647 \times 10^{- 27} kg$ B、 $6.695 \times 10^{- 27} kg$ C、 $6.743 \times 10^{- 27} kg$

(6)、在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止的原子序数为Z的放射性原子核X发生了一次 $α$ 衰变。放射出的 $α$ 粒子在与磁场垂直的平面内做半径为 $R_{α}$ 的圆周运动。设 $α$ 粒子的质量为 $m_{α}$ ，产生的新核Y的质量为M。电子电量为e。求：
（1）新核Y在磁场中做圆周运动的半径 $R_{Y}$ ；
（2）新核Y获得的动能 $E_{k}$ 。

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2、二、测速
现代科技发展提供了很多测量物体运动速度的方法。我们教材介绍的门式结构光电门传感器如图所示，两臂上有A、B两孔，A孔内的发光管发射红外线，B孔内的光电管接收红外线。

(1)、如图2所示，为了测量物体运动的速度，在物体上安装挡光片。用光电门传感器测量运动物体经过光电门时的速度，需要测量的物理量有和。

(2)、光电门传感器是根据光电效应，利用光电转换元件将光信号转换成电信号的器件。如图3所示为某种金属在各种频率单色光照射下反向遏止电压U与入射光频率v之间的关系。从图中数据可知该金属的极限频率为Hz（计算结果保留2位有效数字）。已知红外线的波长范围约在 $7 \times 10^{- 7} \sim 1 \times 10^{- 3} m$ ，用红外线照射该金属（选填“能”或“不能”）产生光电效应。（普朗克常量 $h = 6.626 \times 10^{- 34} J \cdot s$ ，电子电量 $e = 1.6 \times 10^{- 19} C$ ）

(3)、图（a）中磁铁安装在半径为R的自行车前轮上，磁铁到前轮圆心的距离为r。磁铁每次靠近霍尔传感器，传感器就输出一个电压信号到速度计上。
（1）测得连续N个电压信号的时间间隔为t，则在这段时间内自行车前进的平均速度 $v =$ 。
（2）自行车做匀变速直线运动，某段时间内测得电流信号强度I随时间t的变化如图（b）所示，则自行车的加速度 $a =$ （以车前进方向为正方向）。
（3）如图（c）所示，电流从上往下通过霍尔元件A（自由电荷为电子），当磁铁C沿图示方向运动经过霍尔元件附近时，会有图示方向的磁场穿过霍尔元件，在元件的左右两面间能检测到电势差 $U_{a b}$ 。则磁铁经过霍尔元件的过程中（由空间磁场变化所激发的电场可忽略不计）
A. 磁铁C的N极靠近元件且 $U_{a b} > 0$        B. 磁铁C的S极靠近元件且 $U_{a b} > 0$
C. 磁铁C的N极靠近元件且 $U_{a b} < 0$        D. 磁铁C的S极靠近元件且 $U_{a b} < 0$

(4)、用微波传感器测量飞行网球的速度，利用发送信号与接收信号的频率差，通过公式计算出物体运动的速度。当球远离传感器运动时，单位时间内测得的信号数和波长（       ）

A、变多，变长 B、变多，变短 C、变少，变短 D、变少，变长

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3、一、组成物质的分子
物质是由分子组成的，人类无法直接观察分子的运动，通过分析各种宏观现象来获得分子运动和相互作用的信息。分子的运动也对应着能量的转化和守恒。

(1)、（多选）下列关于各种材料的说法正确的是（　　）

A、液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性 B、半导体材料的导电性能通常介于金属导体和绝缘体之间 C、物质的微粒小到纳米数量级，其性质会发生很多变化 D、单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点

(2)、密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁；此过程中（　　）

A、瓶内空气分子的平均速率增大，气体对外界做正功 B、瓶内空气分子的平均速率减小，外界对气体做正功 C、瓶内空气分子的平均速率不变，外界对气体不做功 D、瓶内空气分子的平均速率减小，外界对气体做负功

(3)、利用海浪制作的发电机工作时气室内的活塞随海浪上升或下降，通过改变气室中空气的压强驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭来推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体，理想气体的定义是。压缩过程中，两个阀门均关闭，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为 $0.45 m^{3}$ ，压强为1个标准大气压。已知阿伏加德罗常数 $N_{A} = 6.02 \times 10^{23} {mol}^{- 1}$ ，估算此时气室中气体的分子数为（计算结果保留2位有效数字）。

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4、如图（a）所示，将长为 $L = 0.8 m$ 的粗糙木板 $B$ 与水平地面成 $θ = 37 °$ 角固定放置，将小物块 $A$ 从木板 $B$ 顶端由静止释放， $A$ 与底端挡板 $P$ 碰撞后，恰好能回到木板 $B$ 的中点。之后将水板 $B$ 放置在光滑水平地面上，并在木板 $B$ 中点放置与 $A$ 完全相同的小物块 $C$ ，如图（b）所示，物块 $A$ 以 $v_{0}$ 的初速度滑上木板，并能够恰好不从木板 $B$ 的左端掉落。已知 $A 、 B 、 C$ 质量相同，以上过程中所有碰撞时间极短且均为弹性碰撞。 $sin 37 ° = 0.6, cos 37 ° = 0.8$ ，重力加速度 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，求：
（1） $A$ 与 $B$ 之间的动摩擦因数 $μ$ ；
（2） $v_{0}$ 的大小；
（3）若 $A$ 以 $v_{1}$ 的初速度滑上木板 $B$ ，且 $A 、 C$ 物块均能从木板 $B$ 左端掉落，则 $v_{1}$ 的大小应满足什么条件。

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5、如图所示为某科研小组设计的静电分选装置原理示意图。两个竖直放置的平行金属板间距为 $2 a$ ，板长为 $a$ ，两板间形成匀强电场。传送带漏斗的出口在两板中点处，且与两金属板等高，带有异种电荷的磷酸盐和石英颗粒混合在一起，从漏斗出口由静止下落，所有颗粒所带电荷量与其质量之比均为 $k$ 。不计颗粒间的相互作用力及空气阻力，电场仅限于平行金属板之间。重力加速度取 $g$ 。要使各颗粒刚好经金属板下边缘落入分选容器中。求：
（1）金属板间的电压；
（2）颗粒离开电场区域时的速度大小。

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6、如图甲，A、B、C和D、E、F分别是电学黑箱Ⅰ、Ⅱ的接线柱。现用多用电表探索黑箱内的电学元件。每个黑箱内的元件不超过2个，每两个接线柱之间最多只能接1个元件，且元件的种类只限于定值电阻、干电池和二极管（非理想）。实验操作如下：

(1)、如图乙，在使用多用电表之前，发现指针未指左侧“0”刻度线，应先调节（选填“a”“b”或“c”）。

(2)、探索黑箱Ⅰ。将选择开关拨至“直流电压 $10 V$ ”挡，对 $A 、 B 、 C$ 任意两个接线柱测量，将发生正向偏转时对应的接法和数值记录在表中，红表笔接 $A 、$ 黑表笔接 $C$ 时，电表指针如图丙中P位置所示，将读数填入下表横线处。
红表笔接
A
A
B
黑表笔接
C
B
C
电压表示数 $/ V$
1.5
1.5

(3)、探索黑箱Ⅱ。先用“直流电压 $10 V$ ”挡对D、E、F任意两接线柱正向、反向测量，发现均无偏转。再用欧姆挡进行测量，将连接情况和数据填入下表。选择开关旋至欧姆挡的“ $\times 100$ ”，红表笔接 $D 、$ 黑表笔接 $E$ ，表盘指针如图丙中 $Q$ 位置所示，读出阻值填入下表①处。若最后一组数据漏记，请推出并填入下表②处。
红表笔接
$D$
$D$
$E$
$E$
$F$
$F$
黑表笔接
$E$
$F$
$D$
$F$
$D$
$E$
测得的电阻 $/ Ω$
①
$1.0 k$
$\infty$
$\infty$
$1.0 k$
②

(4)、将探明的电路结构画在虚线框中。

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7、某同学站在水边由 $P$ 点向前扔了一块石头，石头可视为质点，图a为石头在平静的水面（ $x$ 轴）上由 $A$ 点向前弹跳运动的示意图，石头与水面的接触时间极短。图b为石头水平方向的位置从 $A$ 点（ $t = 0$ 时刻）到 $D$ 点随时间变化的情况。不计空气阻力，下面说法正确的是（　　）

A、石头在 $A 、 B$ 两点弹起后瞬间的速度大小之比为 $4 : 3$ B、石头在 $A B$ 之间和 $B C$ 之间的最大高度之比为 $4 : 1$ C、石头在 $B 、 C$ 两点与水面接触的过程中，所受的竖直冲量相等 D、石头在 $B 、 C$ 两点与水面接触的过程中，所受的水平冲量相等

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8、电子感应加速器是利用感生电场加速电子的设备。它的基本原理如甲图（侧视图）所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流方向如甲图所示，乙图（俯视图）中电子沿逆时针方向加速运动。下列说法正确的是（　　）

A、真空室中的磁场方向向上 B、真空室中的磁场方向向下 C、电磁铁线圈中的电流由小变大 D、电磁铁线圈中的电流由大变小

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9、人造地球卫星B的质量是A的9倍，某时刻，A、B同时位于各自椭圆轨道的近地点，此时A、B所受到地球的万有引力大小相等。此后当A第四次经过其轨道的近地点时，B恰好第一次经过其轨道的远地点。已知A的近、远地点到地球球心距离分别为r和2r。则B的远地点到地球球心的距离为（　　）

A、 $6 r$ B、 $7 r$ C、 $8 r$ D、 $9 r$

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10、研究光电效应的电路如图所示，闭合开关用某单色光束照射K极，电路中光电流为0，则（　　）

A、光束频率一定小于K极的截止频率 B、滑片P向左移动，电流可能不为0 C、滑片P向右移动，电流一定不为0 D、增大光束的照射强度，电流不为0

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11、如图，截面为等腰直角三角形的棱镜置于空气中，顶角为 $90 °$ ，一光线从左侧入射后经两次折射，从右侧射出。入射光、出射光与左、右侧腰的夹角相等，且出射光与入射光的偏折角为 $30 °$ 。则棱镜的折射率为（　　）

A、 $\sqrt{2}$ B、 $\sqrt{3}$ C、 $\frac{\sqrt{6}}{2}$ D、 $\frac{\sqrt{2} + \sqrt{3}}{2}$

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12、图示的装置中，电场强度E和磁感应强度B垂直，这种装置叫速度选择器。若一电子恰能沿虚线从左向右运动。下列和电子速率相同的哪种粒子沿虚线射入，不能沿虚线运动（　　）

A、从左向右运动的质子 B、从右向左运动的质子 C、从左向右运动的中子 D、从右向左运动的中子

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13、初动能相同的两个物体，在同一水平面上运动，因摩擦力的作用而停止。若两物体与水平面的动摩擦因数相同，下列说法正确的是（　　）

A、质量较大的物体滑行的时间较短 B、质量较大的物体滑行的距离较长 C、质量较小的物体滑行的时间较短 D、质量较小的物体滑行的距离较短

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14、光滑平面右侧固定一光滑轻质定滑轮，通过轻质绝缘细线分别连接绝缘带电小滑块A和绝缘带电长滑块C（足够长），A和C的质量均为m，电荷量均为+q，A和C可在相互平行的方向上沿平面运动。开始时系统静止在水平向左、电场强度大小为E的匀强电场中。如图所示，某时刻起，长滑块C上表面有一质量为2m、带电荷量为+2q的绝缘小滑块B以初速度v₀水平向右运动。已知B、C之间的滑动摩擦力大小为qE且略小于最大静摩擦力，A与C在运动过程中没有与定滑轮发生碰撞，A、B、C之间的静电力可忽略。求：
（1）初始时B和C的加速度大小；
（2）B向右的最大位移以及达到最大位移过程中静电力对整个系统所做的功。

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15、某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放，手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值。

(1)、某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在0~t₀时间段内__________

A、手机20次通过最低点 B、手机10次通过最低点 C、手机做阻尼振动 D、手机振动的周期越来越小

(2)、为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度—时间图中读取几对手机运动到最低点时的拉力和角速度的数据，并在坐标图中以F（单位：N）为纵坐标、ω²（单位：s^-2）为横坐标进行描点，请在图中作出F-ω²的图像。

(3)、根据图像求得实验所用手机的质量为kg，手机重心做圆周运动的半径为。（结果均保留两位有效数字，重力加速度9.8m/s²）

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16、为保护消费者权益，今年3月某质检部门对市场上销售的铜质电线电缆进行抽样检查，发现部分产品不合格，经检验发现：一种是铜材使用了再生铜或含杂质较多的铜；另一种就是铜材直径比规格略小。通过查阅知道，常温下纯铜的电阻率约为 $1.72 \times 10^{- 8} Ω \cdot m$ 。某学校实验小组也选取一段铜质电线样品进行检测，分别测量其直径和电阻率。
第一步，小组同学用螺旋测微器对铜质电线不同位置进行多次测量，发现该铜质电线的直径符合规格，其中一次测量数据如图甲所示。
第二步，为比较准确测量铜质电线的电阻，小组同学设计如图乙所示电路，并从实验室找到相应器材：
A.干电池两节（电动势约为3V，内阻约 $1 Ω$ ）
B.待测铜质电线R_x（长度150m，电阻约几欧姆）
C.电流表A（量程0~0.6A，内阻约 $0.5 Ω$ ）
D.电压表V（量程0~3V，内阻约3000Ω）
E.滑动变阻器R₁（ $0 \sim 10 Ω$ ，额定电流1A）
F.开关、导线若干
第三步，按照电路图连接实物，通过改变滑动变阻器的电阻，测量出多组电压和电流，描点作图得到 $U - I$ 图像如图丙所示。

(1)、铜质电线直径的规格 $d =$ mm。

(2)、图乙中电压表另一接线头c应该接（填“d”或“e”）。

(3)、根据图丙，可求得铜质电线的电阻 $R_{x} =$ $Ω$ 。（结果保留一位小数）

(4)、样品铜质电线的电阻率ρ= $Ω \cdot m$ 。（结果保留一位小数）

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17、如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB与处于竖直平面内的半圆形光滑绝缘轨道BC平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R=0.5m，所在空间存在水平向右的匀强电场，电场线平行AB，电场强度大小E=1×10⁴N/C。现有一电荷量q=+3×10^-4C、质量m=0.2kg的带电体甲（可视为质点）与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5，在P点由静止释放，之后与位于B点的另一质量m=0.2kg不带电的绝缘体乙（可视为质点）发生正碰并瞬间粘在一起，P点到B点的距离x_PB=5m，g取10m/s² ， sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（）

A、甲乙粘在一起后在半圆形轨道上运动过程中机械能守恒 B、甲、乙整体运动到半圆形轨道最高点C时速度大小为 $\sqrt{5} m / s$ C、甲、乙整体在半圆形轨道上运动过程的最大动能为5.5J D、甲、乙整体在半圆形轨道上运动过程的最大动能为5J

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18、人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生钠24，可以通过测量钠24的数量来确定患者吸收的辐射剂量。钠24具有放射性，某次研究其放射特性的实验中，将孤立钠24原子核静置于匀强磁场中，衰变后在磁场中形成两条圆周径迹，如图所示，下列说法中正确的是（）

A、小圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向 B、钠24发生了β衰变 C、小圆和大圆的轨道半径之比为 $1 : 12$ D、两条轨迹对应的粒子的质量之和等于衰变前钠24的质量

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19、全球能源有近 $20 %$ 消耗在汽车行驶之中，据统计，一辆汽车以80km/h的速度行驶时，每10km耗油约1L，根据汽油热值计算，汽车消耗的功率约70kW，这70kW功率大致分配如下（分配饼图如图所示）：1kW因汽油蒸发“消失”，52kW以废热排出和散热器损耗掉，剩余17kW用于汽车动力系统做功。对汽车做功的功率中，有5kW用于发动机水箱循环和空调，3kW消耗在传动装置，只有9kW到达驱动轮用以驱动汽车前行，则（）

A、整辆汽车的总效率约13% B、汽车动力系统的效率约为47% C、汽车以80km/h的速度匀速行驶时，受到阻力约4×10²N D、汽车以80km/h的速度匀速行驶时，受到阻力约7.7×10²N

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20、自由式小轮车赛是一种对感官冲击强烈的极限运动，单人表演场地如图所示，两个相同等腰直角三角形斜坡间隔15m，表演者从右边斜坡顶点以 $10 \sqrt{2} m / s$ 的速度沿斜面方向滑出，最终落在左边斜坡的斜面上。忽略空气阻力，表演者连带装备可看作质点，g=10m/s²。下列说法中正确的是（）

A、表演者将落在左边斜坡的顶点上 B、表演者落在左边斜坡的斜面时，速度方向沿斜面向下 C、表演者距离左边斜坡的最远距离为 $\frac{5}{2} \sqrt{2} m$ D、表演者上升和下降的高度之比为 $1 : 3$

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