逍遥右脑 2013-05-30 10:36
13．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆。因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚239（ Pu），这种 Pu可由铀239（ U）经过衰变而产生。则下列判断中正确的是（D）
A. Pu与 U的核内具有相同的中子数
B. Pu与 U的核内具有相同的质子数
C. U经过1次α衰变产生 Pu
D. U经过2次β衰变产生 Pu
14．一束复色光沿半径方向射向一半圆形玻璃砖，发生折射而分为a、b两束单色光，其传播方向如图1所示。下列说法正确的是（C）
A．玻璃砖对a、b的折射率关系为na＜nb
B．a、 b在玻璃中的传播速度关系为va＞vb
C．a、 b在真空中的波长关系为λa＜λb
D．如用a光照射某金属能发生光电效应，则用b光照射该金属也一定能发生光电效应
15．如图2所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，副线圈电路中接有灯泡L，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有交流电压表和交流电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时交流电压表和交流电流表的读数，则（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．汽车由静止开始在平直的公路上行驶，0~60s内汽车的加速度随时间变化的图像如图3所示。则该汽车在0~60s内的速度－时间图像（即v-t图像）为图4中的（B）
17．我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下（其它星体对它们的作用可忽略）绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动。由观察测得其运动周期为T，S1到O点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为（B）
A． B． C． D．
18．在如图5所示的电路中，电电动势为E、内电阻为r，C为电容器，R0为定值电阻， R为滑动变阻器。开关闭合后，灯泡L能正常发光。当滑动变阻器的滑片向右移动时，下列判断正确的是( D )
A．伏特表○V示数将减小
B．灯泡L将变亮
C．电容器C的电容将减小
D．电容器C的电荷量将增大
19．一列简谐横波，在t=6.0s时的波形如图6（甲）所示，图6（乙）是这列波中质点P的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是 （B）
A．v=0.20/s，向左传播
B．v=0.20 /s，向右传播
C．v=0.15 /s，向左传播
D．v=0.15 /s，向右传播
20．在孤立点电荷－Q的电场中，一质子在距离点电荷r0处若具有E0的动能，即能够恰好逃逸此电场的束缚。若规定无穷远处电势为零，用E表示该场中某点的场强大小，用φ表示场中某点的电势，用EP表示质子在场中所具有的电势能，用Ek表示质子在场中某点所具有的动能，用r表示该点距点电荷的距离，则如图7所示的图像中，表示关系正确的是（A）
21．（18分）
（1）某实验小组利用拉力传感器和打点计时器探究“动能定理”，如图8所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在小车的后面连接纸带，通过打点计时器记录小车的运动情况，小车中可以放置砝码。请把下面的实验步骤补充完整。
实验主要步骤如下：
①测量 、砝码和拉力传感器的总质量，把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连，将纸带连接小车并通过打点计时器，正确连接所需电路。
②将小车停在C点，在释放小车 （选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电，在纸带上打出一系列的点，记录细线拉力。
③在小车中增加砝码，或减少砝码，重复②的操作。
④处理数据。
实验结果发现小车动能的增加量ΔEk总是明显小于拉力F做的功W，你认为其主要原因应该是上述实验步骤中缺少的步骤是 。
（2）小明同学为测量某金属丝的电阻率，他截取了其中的一段，用米尺测出金属丝的长度L，用螺旋测微器测得其直径为D，用多用电表粗测其电阻约为R．
①该同学将米尺的0刻度线与金属丝的左端对齐，从图9（甲）中读出金属丝的长度L= 。
②该同学用螺旋测微器测金属丝的直径，从图9（乙）中读出金属丝的直径D=
。
③该同学选择多用电表“×10”档粗测金属丝的电阻，从图9（丙）中读出金属丝的电阻R= Ω。
④接着，该同学用伏安法尽可能精确地测出该金属丝的电阻，然后根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率。实验室提供的器材有：
A．直流电E（电动势4V，内阻不计）
B．电流表A1（量程0～3A，内阻约50Ω）
C．电流表A2（量程0～15A，内阻约30 Ω）
D．电压表V1（量程0～3 V，内阻10 kΩ）
E．电压表V2（量程0～15 V，内阻25 kΩ）
F．滑动变阻器R1（阻值范围0～15 Ω，允许通过的最大电流2.0A）
G．滑动变阻器R2（阻值范围0～2k Ω，允许通过的最大电流0.5A）
H．待测电阻丝Rx，开关、导线若干
要求较准确地测出其阻值，电流表应选 ，电压表应选 ，滑动变阻器应选 ．(用器材前的字母表示即可)
⑤用图10所示的电路进行实验测得Rx，实验时，开关S2应向 闭合（选填“1”或“2”）．
⑥请根据选定的电路图，在如图11所示的实物上画出连线（部分线已画出）。
⑦（多选）在下列测定金属丝的电阻率的几个步骤中，错误的是 ．
A．先用米尺测出金属丝的长度，再将金属丝两端固定在接线柱上悬空拉直；
B．用螺旋测微器在不同位置测出金属丝的直径D各三次，求平均值 ；
C．打开开关，将选好的实验器材按图10连接成实验电路；
D．闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表和电压表有合适的示数，读出并记下这组数据；
E．改变滑动变阻器的滑键位置，重复进行实验，测出6组数据，并记录在表格中；
F．分别计算出电流平均值（ ）和电压的平均值（ ），再求出电阻的平均值 ；
G．根据电阻定律计算出该金属丝的电阻率．
⑧设金属丝的长度为L（），直径的平均值为 （），电阻的平均值为 （Ω），则该金属丝电阻率的表达式为ρ＝ 。
22．（16分）如图12所示，用长为L的绝缘细线悬挂一带电小球，小球的质量为、电荷量为q。现加一水平向左的匀强电场，平衡时小球静止于点，细线与竖直方向成θ角。
（1）求匀强电场的电场强度E的大小；
（2）在某一时刻细线断裂，同时质量也为的不带电的一小块橡皮泥，以水平向左的速度v0击中小球并与小球结合成一体，求击中后瞬间复合体的速度大小；
（3）若原小球离地高为h，求复合体落地过程中的水平位移大小。
23．（18分）如图13（甲）所示，一边长L=2.5、质量=0.5kg的单匝正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，垂直于水平面的方向上存在着以N为边界、方向相反的匀强磁场，磁感应强度均为B=0.4T。正方形金属线框的一边ab与N重合（位置Ⅰ），在力F作用下由静止开始向右平动，经过5s线框刚好被完全拉入另一磁场（位置Ⅱ）。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图13（乙）所示，是一条过原点的直线。在金属线框由位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，
（1）求线框磁通量的变化及感应电动势的平均值；
（2）写出水平力F随时间t变化的表达式；
（3）已知在这5s内力F做功1.5J，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少？
24．（20分）1932年，劳伦斯和利斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图14（甲）所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子产生的粒子，质量为、电荷量为+q，初速度为0，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。
（1）求粒子第1次和第2次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；
（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t和粒子获得的最大动能Ek；
（3）近年，大中型粒子加速器往往采用多种加速器的串接组合。例如由直线加速器做为预加速器，获得中间能量，再注入回旋加速器获得最终能量。n个长度逐个增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图14（乙）所示（图中只画出了六个圆筒，作为示意)。各筒相间地连接到频率为f、最大电压值为U的正弦交流电的两端。整个装置放在高真空容器中。圆筒的两底面中心开有小孔。现有一电量为q、质量为的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间的缝隙处受到电场力的作用而加速（设圆筒内部没有电场）。缝隙的宽度很小，离子穿过缝隙的时间可以不计。已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v1，且此时第一、二两个圆筒间的电势差U1－U2=－U。为使打到靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶上的离子的能量。
13．D 14．C 15．A 16．B 17．B 18．D 19．B 20．A
21．（18分）
（1）①小车 ②之前 ④平衡摩擦力（每空2分）
（2）①191.0 ②0.680 ③220 ④C，D，F ⑤1 ⑥略 （每空1分）
⑦AF ⑧ （每空2分）
22．（16分）ww
解：（1）小球受力平衡时有 （2分）
（2分）
（2）橡皮泥撞击小球的过程中，水平方向动量守恒，
v0＝（+ ）v （2分）
所以 （2分）
（3）复合体水平方向的加速度为 （2分）
复合体落地时间为 （2分）
复合体在水平方向做匀加速直线运动，水平位移为x
（2分）
（2分）
23．（18分）
解：（1）△φ＝△B•S＝5Wb （3分）
＝1V（3分）
（2） ＝4Ω （1分）
由电流图像可知，感应电流随时间变化的规律：I=0.1t（1分）
由感应电流 可得金属框的速度随时间也是线性变化的，
，加速度a=0.2/s2（2分）
线框在外力F和安培力FA作用下做匀加速直线运动，
F－2BIL ＝a（2分）
得F＝0.2t+0.1（N） （2分）
（3）t=5s时，线框从磁场中拉出时的速度v5=at=1/s （2分）
线框中产生的焦耳热Q＝W－ =1.25J （2分）
24．（20分）
（1）设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1，速度为v1，qU= v12 （2分）
qv1B= （2分）
解得：
同理，粒子第2次经过狭缝后的半径
则r1:r2 =1: （2分）
（2）粒子在磁场中运动一个周期，被电场加速两次。设粒子到出口处被加速了n次， nqU= （2分）
qvB= 得v= （2分）
解得n=
带电粒子在磁场中运动的周期为 （2分）
粒子在磁场中运动的总时间t= = （2分）
所以，粒子获得的最大动能Ek＝ ＝ （2分）
（3）为使正离子获得最大能量，要求离子每次穿越缝隙时，前一个圆筒的电势比后一个圆筒的电势高U，这就要求离子穿过每个圆筒的时间都恰好等于交流电的半个周期。由于圆筒内无电场，离子在筒内做匀速运动。设vn为离子在第n个圆筒内的速度，则有
第n个圆筒的长度为
第n个圆筒的长度应满足的条件为 （n=1，2，3，……）（2分）
打到靶上的离子的能量为 （n=1，2，3，……） （2分）