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1、小卷綜合練(五)
(建議用時(shí):40分鐘)
12.[選修3-5](12分)
2019年1月,中國(guó)散裂中子源加速器打靶束流功率超過50 kW,技術(shù)水平達(dá)到世界前列.散裂中子源是由加速器提供高能質(zhì)子轟擊重金屬靶而產(chǎn)生中子的裝置,一能量為109 eV的質(zhì)子打到汞、鎢等重核后,導(dǎo)致重核不穩(wěn)定而放出20~30個(gè)中子,大大提高了中子的產(chǎn)生效率.
(1)關(guān)于質(zhì)子和中子,下列說法中正確的有________.
A.中子和質(zhì)子的質(zhì)量相等
B.原子核由質(zhì)子和中子組成,穩(wěn)定的原子核內(nèi),中子數(shù)一定大于質(zhì)子數(shù)
C.原子核的β衰變,實(shí)質(zhì)是核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子
D.中子不帶電,比質(zhì)子更容易打入重核內(nèi)
(2
2、)汞原子能級(jí)圖如圖所示,大量的汞原子從n=4的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出光子,其中輻射光子能量的最小值是________ eV;用輻射光照射金屬鎢為陰極的光電管,已知鎢的逸出功為4.54 eV,使光電流為零的反向電壓至少為________V.
(3)一個(gè)高能質(zhì)子的動(dòng)量為p0,打到質(zhì)量為M、原來靜止的鎢核內(nèi),形成瞬時(shí)的復(fù)合核,然后再散裂出若干中子,已知質(zhì)子質(zhì)量為m,普朗克常量為h.
①求復(fù)合核的速度v;
②設(shè)復(fù)合核釋放的某個(gè)中子的動(dòng)量為p,求此中子的物質(zhì)波波長(zhǎng)λ.
3、
13.A.[選修3-3](12分)
(1)下列說法中正確的有________.
A.分子力減小時(shí),分子勢(shì)能可能增大
B.布朗運(yùn)動(dòng)是由固體顆粒中分子間碰撞的不平衡引起的
C.空氣流動(dòng)得越快,分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大
D.液體分子間的相互作用力比固體分子間的作用力要小
(2)如圖所示,一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)A時(shí)壓強(qiáng)為p0,經(jīng)歷從狀態(tài)A→B→C→A的過程.則氣體在狀態(tài)C時(shí)壓強(qiáng)為________;從狀態(tài)C到狀態(tài)A的過程中,氣體的內(nèi)能增加ΔU,則氣體吸收的熱量為________.
(3)真空電阻蒸發(fā)鍍膜是在真空室中利用電阻加熱,將緊貼在電阻絲上的金屬絲(鋁絲)熔融汽化,汽化了的
4、金屬分子沉積于基片上形成均勻膜層.在一塊面積為S的方形基片上形成共有k層鋁分子組成的鍍膜,鋁膜的質(zhì)量為m.已知鋁的摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為NA.
①求基片上每層鋁分子單位面積內(nèi)的分子數(shù)n;
②真空氣泵將真空室中的氣體壓強(qiáng)從p0=1.0×105Pa減小到p1=1.0×10-4Pa,設(shè)抽氣后真空室中氣體溫度與抽氣前相同,求抽氣前后真空室中氣體分子數(shù)之比.
B.[選修3-4](12分)
(2019·江蘇大聯(lián)考)(1)下列說法正確的是________.
A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由綠光改為紅光,則干涉條紋間距變窄
B
5、.醫(yī)生利用超聲波探測(cè)病人血管中血液的流速應(yīng)用了多普勒效應(yīng)
C.兩列波發(fā)生干涉,振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移總比振動(dòng)減弱區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移大
D.除了從光源直接發(fā)出的光以外,我們通??吹降慕^大部分光都是偏振光
(2)如圖所示,甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象.則該機(jī)械波的傳播速度為____________m/s;在t=0.25 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q的加速度____________(填“大于”或“小于”)質(zhì)點(diǎn)P的加速度.
(3)如圖,MN為豎直放置的光屏,光屏的左側(cè)有半徑為R、折射率為的透明半球體,O為球心,軸線OA垂直于光屏,O至光屏的距離OA=R.位于軸線上O點(diǎn)左側(cè)處的點(diǎn)光源
6、S發(fā)出一束與OA夾角θ=60°的光線射向半球體,求光線從S傳播到達(dá)光屏所用的時(shí)間.(已知光在真空中傳播的速度為c.)
14.(15分)(2019·南京學(xué)情調(diào)研) 如圖所示,電阻不計(jì)、間距為l=1.0 m的光滑平行金屬導(dǎo)軌,水平放置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)軌左端接一定值電阻R=1.5 Ω,質(zhì)量為m=1.0 kg、電阻為r=0.5 Ω的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上,始終垂直導(dǎo)軌且接觸良好.當(dāng)MN受到垂直于棒的水平外力F=2.0 N的作用,由靜止開始運(yùn)
7、動(dòng),經(jīng)過位移x=1.55 m,到達(dá)PQ處(圖中未畫出),此時(shí)速度為v=2.0 m/s.求:
(1)金屬棒在PQ處所受磁場(chǎng)作用力大小;
(2)金屬棒在PQ處的加速度大小;
(3)金屬棒在運(yùn)動(dòng)中回路總共產(chǎn)生的熱能.
15.(16分)如圖所示,某貨場(chǎng)要將質(zhì)量為m1=100 kg 的貨物(可視為質(zhì)點(diǎn))從高處運(yùn)送至地面,為避免貨物與地面發(fā)生撞擊,現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道,使貨物由軌道頂端無初速度滑下,軌道半徑R=1.8 m.地面上緊靠軌道依次排放兩塊完全
8、相同的木板A、B,長(zhǎng)度均為l=2 m,質(zhì)量均為m2=100 kg,木板上表面與軌道末端相切.貨物與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2.(最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,取g=10 m/s2)
(1)求貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(2)若貨物滑上木板A時(shí),木板不動(dòng),而滑上木板B時(shí),木板B開始滑動(dòng),求μ1應(yīng)滿足的條件;
(3)若μ1=0.5,求貨物滑到木板A末端時(shí)的速度和在木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.
16.(16
9、分)如圖所示,在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著兩個(gè)大小不同、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)E2、E1,y軸和ab為其左右邊界,兩邊界距離為l=2.4r,在y軸的左側(cè)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)均勻分布在半徑為r的圓內(nèi),方向垂直紙面向里,其中OO′是圓的半徑,一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子由ab邊界上的距x軸1.2r處的M點(diǎn)垂直電場(chǎng)以初速度v射入,經(jīng)電場(chǎng)E1、E2各偏轉(zhuǎn)一次后垂直y軸上的P點(diǎn)射出,P點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0.6r),經(jīng)過一段時(shí)間后進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域,已知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是其在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)周期的四分之一,粒子重力不計(jì),求:
(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E1和E2的大小;
(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?
(3)粒子從M點(diǎn)射入
10、到離開磁場(chǎng)的總時(shí)間.
小卷綜合練(五)
12.解析:(1)中子和質(zhì)子的質(zhì)量不相等,A錯(cuò)誤;原子核是由中子和質(zhì)子組成的,穩(wěn)定的原子核中,中子數(shù)大于或等于質(zhì)子數(shù),B錯(cuò)誤;原子核的β衰變,實(shí)質(zhì)是核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子,C正確;中子不帶電,比質(zhì)子更容易打入重核內(nèi),D正確.
(2)大量的汞原子從n=4能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子能量的最小值為E4-E3=-1.6 eV-(-2.7 eV)=1.1 eV;從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)輻射光子可使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng),其能量最大為E=E4-E1=-1.6 eV-(10.4 eV)=8.8 eV,
11、由光電效應(yīng)方程知Ekm=E-W逸,由動(dòng)能定理知eU=Ekm,由以上各式解得U=4.26 V.
(3)①由動(dòng)量守恒可知p0=(m+M)v
解得v=.
②由德布羅意關(guān)系式得λ=.
答案:(1)CD (2)1.1 4.26
(3)① ②
13.A.解析:(1)當(dāng)r=r0時(shí),分子間合力為零,勢(shì)能最小,當(dāng)分子間距r>r0,分子力隨距離的增加而減小,斥力減小得更快,合力表現(xiàn)為引力,增大分子間的距離必須克服引力做功,故分子勢(shì)能隨r增大而增大,故A正確;布朗運(yùn)動(dòng)是由于液體中分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和固體小顆粒碰撞使小顆粒受力不平衡引起的,故B錯(cuò)誤;分子熱運(yùn)動(dòng)是指分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng),與空氣流動(dòng)快慢無
12、關(guān),故C錯(cuò)誤;液體沒有固定的形狀且具有流動(dòng)性,故液體分子間的作用力比固體分子間的作用力要小些,故D正確.
(2)AC線過原點(diǎn),所以pC=pA=p0;氣體由C到A做等壓變化,溫度升高,體積增加,則氣體對(duì)外做功W=p0ΔV=2p0V0,由熱力學(xué)第一定律ΔU=-W+Q,即Q=ΔU+2p0V0.
(3)①基片上鋁分子的總數(shù)NA=nkS,解得n=NA.
②設(shè)真空室中原來氣體體積為V0,經(jīng)過等溫變化(氣體的壓強(qiáng)由p0變?yōu)閜1)后這部分氣體體積變?yōu)閂1,根據(jù)玻意耳定律有p0V0=p1V1
設(shè)抽氣前和抽氣后真空室內(nèi)氣體分子數(shù)分別為n0、n1,則==109.
答案:(1)AD (2)p0 ΔU+2p0
13、V0 (3)①NA?、?09
13.B.解析:(1)光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由綠光改為紅光,由于波長(zhǎng)變長(zhǎng),根據(jù)公式Δx=λ,則干涉條紋間距變寬,故A錯(cuò)誤;醫(yī)院檢查身體的彩超是通過測(cè)出反射波的頻率變化來確定血流的速度,顯然是運(yùn)用了多普勒效應(yīng)原理,故B正確;兩列波發(fā)生干涉,振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)質(zhì)點(diǎn)的振幅總比振動(dòng)減弱區(qū)質(zhì)點(diǎn)的振幅大,不能說振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移總比振動(dòng)減弱區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移大,故C錯(cuò)誤;除從光源直接發(fā)出的光以外,我們通??吹降慕^大部分光都是偏振光,故D正確.
(2)由振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象可知,λ=4 m,T=0.2 s,波速v== m/s=20 m/s.因t=0.25 s=1T時(shí),據(jù)波的周期
14、性可知,P質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波谷,Q質(zhì)點(diǎn)到達(dá)平衡位置上方,但沒有到達(dá)波峰,則質(zhì)點(diǎn)Q的加速度小于質(zhì)點(diǎn)P的加速度.
(3)光從光源S射出經(jīng)半球體到達(dá)光屏的光路如圖.
光由空氣射向半球體,由折射定律,有n=,解得α=30°
在△OBC中,由正弦定理得:=,解得β=30°
光由半球體射向空氣,由折射定律,有n=
解得:γ=60°,即出射光線與軸線OA平行.光從光源S出發(fā)經(jīng)透明半球體到達(dá)光屏所用的總時(shí)間t=++且n=,解得:t=.
答案:(1)BD (2)20 小于 (3)
14.解析:(1)速度為v=2.0 m/s時(shí),回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv
產(chǎn)生的感應(yīng)電流I=
由此得磁場(chǎng)對(duì)金屬棒的作
15、用力為:
F安=BIl==1.0 N.
(2)由牛頓第二定律有F-F安=ma
解得a==1.0 m/s2.
(3)由運(yùn)動(dòng)中的能量關(guān)系
Fx+W=mv2.
解得W=mv2-Fx=-1.1 J
金屬棒克服安培力所做的功,即回路中總共產(chǎn)生的熱能為1.1 J.
答案:見解析
15.解析:(1)設(shè)貨物滑到圓軌道末端時(shí)的速度為v0,對(duì)貨物的下滑過程中根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:
m1gR=m1v①
設(shè)貨物在軌道末端所受支持力的大小為FN,根據(jù)牛頓第二定律得:
FN-m1g=m1②
聯(lián)立以上兩式代入數(shù)據(jù)得:
FN=3m1g=3 000 N③
根據(jù)牛頓第三定律,貨物到達(dá)圓軌道末端時(shí)對(duì)軌
16、道的壓力大小為3 000 N,方向豎直向下.
(2)若滑上木板A時(shí),木板不動(dòng),受力分析得:
μ1m1g≤μ2(m1+2m2)g④
若滑上木板B時(shí),木板B開始滑動(dòng),受力分析得:μ1m1g>μ2(m1+m2)g⑤
聯(lián)立④⑤式代入數(shù)據(jù)得:
0.4<μ1≤0.6.⑥
(3)μ1=0.5,由(2)可知,貨物在木板A上滑動(dòng)時(shí),木板不動(dòng).設(shè)貨物在木板A上做減速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小為a1,由牛頓第二定律得:
μ1m1g=m1a1⑦
設(shè)貨物滑到木板A末端時(shí)的速度為v1,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
v-v=-2a1l⑧
聯(lián)立①⑦⑧式代入數(shù)據(jù)得:
v1=4 m/s⑨
設(shè)在木板A上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)
17、公式得:
v1=v0-a1t⑩
聯(lián)立①⑦⑨⑩式代入數(shù)據(jù)得:
t=0.4 s.
答案:(1)3 000 N 方向豎直向下
(2)0.4<μ1≤0.6 (3)4 m/s 0.4 s
16.解析:(1)設(shè)粒子經(jīng)x軸上的N點(diǎn)由電場(chǎng)E1進(jìn)入電場(chǎng)E2,由M點(diǎn)到N點(diǎn)及由N點(diǎn)到P點(diǎn)的時(shí)間分別為t1與t2,到達(dá)N點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為vy,則
1.2r=a1t=·t
0.6r=a2t=·t
vy=t1=t2
v(t1+t2)=2.4r
聯(lián)立解得E1=
E2=.
(2)如圖所示,粒子從Q點(diǎn)垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做四分之一圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,在△QHO′中有
QH2+HO′2=r2
解得HO′=0.8r
在△O′KF中有
(R-0.6r)2+(R-0.8r)2=r2
粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,有qvB=
聯(lián)立解得B=.
(3)粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
t′1==
勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t′2==
在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3==
粒子從M點(diǎn)射入到離開磁場(chǎng)的總時(shí)間
t=++=.
答案:(1) (2)
(3)
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