高二物理周练20130331答案

班级姓名1咸宁高中2012年高二物理周练试卷命题：朱必胜审题：段小林2013-03-31一、选择题（本题共10小题，每题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1．关于物理学家和他们的贡献，下列说法中不．正确的是（）A.奥斯特发现了电流的磁效应，并提出了电磁感应定律B.库仑提出了库仑定律，并最早实验测得元电荷e的数值C.伽利略发现了行星运动的规律，并通过实验测出了引力常量D.法拉第不仅提出了场的概念，而且发明了人类历史上的第一台发电机2．下列说法正确的是()A．中子和质子结合氘核时吸收能量B．放射性物质的温度升高，其半衰期减小C．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个D．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电3．2005年是“世界物理年”，100年前的1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地解释了光电效应现象。关于光电效应，下列说法正确的是：（）A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B．光电子的最大初速度与入射光的频率成正比C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D．在能够产生光电效应的前提下，入射光频率越大，其遏止电压越大4．如图所示，A，B是两个完全相同的灯泡，L是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。当电键K闭合时，下列说法正确的是（）A．A比B先亮，然后A熄灭B．A、B一齐亮，然后A熄灭C．B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮D．B比A先亮，然后A逐渐变亮．B的亮度不变5．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图所示．Q是绝缘支架，薄金属膜M和固定电极N形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中有（）A．电容不变B．电容变小C．导线AB中有向左的电流D．导线AB中有向右的电流6．如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有灯泡L1、L2和L3。接入交流电源后，三盏灯亮度相同。若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是（）A.与线圈L连接的灯泡L1将变暗B.与电容器C连接的灯泡L2将变暗C.与电阻R连接的灯泡L3亮度不变D.三盏灯泡的亮度都不会改变7.原子核A发生α衰变后变为原子核Xab，原子核B发生β衰变后变为原子核Ydc，已知原子核A和原子核B的中子数相同，则两个生成核X和Y的中子数以及a、b、c、d的关系可能是A．X的中子数比Y少1B．如果2ad，则3bcC．X的中子数比Y少3D．如果2ad，则1bc班级姓名2图88.如图所示，MN和PQ是两根互相平行竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计．有一垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，宽度为L，ab是一根不但与导轨垂直而且始终与导轨接触良好的金属杆．开始，将开关S断开，让ab由静止开始自由下落，过段时间后，再将S闭合，若从S闭合开始计时，则金属杆ab的速度v随时间t变化的图象可能是(ACD)9．如图所示，间距为L的光滑平行金属导轨弯成“∠”形，底部导轨面水平，倾斜部分与水平面成θ角，导轨与固定电阻相连，整个装置处于竖直向上的大小为B的匀强磁场中，导体棒ab和cd均垂直于导轨放置，且与导轨间接触良好．两导体棒的电阻皆与阻值为R的固定电阻相等，其余部分电阻不计．当导体棒cd沿底部导轨向右以速度为v匀速滑动时，导体棒ab恰好在倾斜导轨上处于静止状态，导体棒ab的重力为mg，则()A．导体棒cd两端电压为BLvB．t时间内通过导体棒cd横截面的电荷量为2BLvt3RC．cd棒克服安培力做功的功率为B2L2v2RD．导体棒ab所受安培力为mgsinθ10．如图所示，在光滑的水平面上，有一质量为M＝3kg的木板，木板上有质量为m＝1kg的物块．它们都以v＝4m/s的初速度反向运动，它们之间有摩擦，且木板足够长，当木板的速度为2.4m/s时，物块的运动情况是()A．做加速运动B．做减速运动C．做匀速运动D．以上运动都有可能二、实验题（本题包括3小题，共18分）11．（4分）某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10-19C，普朗克常量为6.63×10-34J.s，则钾的极限频率5.3×1014Hz，该光电管发射的光电子的最大初动能2.76eV。12．（6分）用半径相同的两个小球A、B的碰撞验证动量守恒定律，实验装置示意图如图实－7－12所示，斜槽与水平槽圆滑连接．实验时先不放B球，使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹．再把B球静置于水平槽边缘处，让A球仍从C处由静止滚下，A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹．记录纸上的O点是重垂线所指的位置，若测得各落点痕迹到O点的距离：OM＝2.68cm，OP＝8.62cm，ON＝11.50cm，并知A、B两球的质量比为2：1，则未放B球时A球落地点是记录纸上的____P____点，若动量守恒，表达式应为：2OP=2OM+ON系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差|p－p′|p×100%＝_7_%(结果保留一位有效数字)．13.（8分）正电子（PET）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程。15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象。根据PET原理，回答下列问题：（1）15O的衰变和正负电子湮灭的方程式是（2）将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是班级姓名3BBabcd图aF/N960123t/s7810图bA．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸（3）设电子质量为m，电量为q，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=；（4）PET中所选的放射性同位素的半衰期应。（填“长”或“短”或“长短均可”）答案：（1）根据题意得，158O157N+01e，01e+01e2．（2分）（2）B正确．（2分）（3）根据E=h=mc2和c=/υ可得=h/mc．（2分）（4）根据同位素的用途，半衰期应极短．（2分）三、计算题（本题包括3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）14．（12分）如图15所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍。两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。B到d点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的3/4，A与ab段的动摩擦因数为μ，重力加速度g，求：（1）物块B在d点的速度大小;（2）物块A滑行的距离s15．（14分）相距L＝0.8m的足够长金属导轨的左侧为水平轨道，右侧为倾角37º的倾斜轨道，金属棒ab和金属棒cd分别水平地放在两侧的轨道上，如图（a）所示，两金属棒的质量均为1.0kg。水平轨道位于竖直向下的匀强磁场中，倾斜轨道位于沿斜面向下的匀强磁场中，两个磁场的磁感应强度大小相等。ab、cd棒与轨道间的动摩擦因数为μ＝0.5，两棒的总电阻为R=1.5Ω，导轨电阻不计。ab棒在水平向左、大小按图（b）所示规律变化的外力F作用下，由静止开始沿水平轨道做匀加速运动，同时cd棒也由静止释放。（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）（1）求两个磁场的磁感应强度B的大小和ab棒的加速度a1的大小；（2）已知在2s内外力F做功为18J，求这一过程中两金属棒产生的总焦耳热；（3）写出cd棒运动的加速度a2（m/s2）随时间t（s）变化的函数式a2（t），并求出cd棒达到最大速度所需的时间t0；（4）请在图（c）中画出cd棒受到的摩擦力fcd随时间变化的图像。6fcd/N0t/s246828图c4班级姓名4（1）ab棒：F-μmg-FA=m1a1FA=BIL=B2L2a1tR对ab棒有m1a1=F-μmg-FA，将t=0时，F=6N、FA=0代入，可求得a1=1m/s2（2分）a1为定值，则B2L2a1R=1.5，将L=0.8m、R=1.5Ω、a1=1m/s2代入上式，可求得B=1.875T（2分）（2）2s末，ab棒的速度υt=a1t=2m/s，位移s=12a1t2=2m对ab棒有WF=12mυt2+μm1gs+Q，可解得Q=6J（3分）（3）对cd棒有m2gsin37º-μ（m2gcos37º+FA）=m2a2，其中FA=BIL=B2L2a1tR可得a2=2-0.75t（2分）a2=0时cd棒的速度最大，此时t=2.67s（2分）（4）f=μ（m2gcos37º+FA）=4+0.75t参见右图（3分）（起点、斜线、水平线各1分）16．（16分）如图（甲）所示，MN、PQ为水平放置的足够长的平行光滑导轨，导轨间距L为0.5m，导轨左端连接一个阻值为2Ω的定值电阻R，将一根质量为0.2kg的金属棒cd垂直放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒cd的电阻r=2Ω，导轨电阻不计，整个装置处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=2T。若棒以1m/s的初速度向右运动，同时对棒施加水平向右的拉力F作用，并保持拉力的功率恒为4W，从此时开始计时，经过一定时间t金属棒的速度稳定不变，电阻R中产生的电热为3.2J，图（乙）为安培力与时间的关系图像。试求：（1）金属棒的最大速度；（2）金属棒速度为2m/s时的加速度；（3）此过程对应的时间t；（4）估算0～3s内通过电阻R的电量。（1）金属棒的速度最大时，所受合外力为零，即BIL=F，而P=F·vm，I=mBLRrv，（2分）解出vm=()4(22)m/s=4m/s20.5PRrBL（1分）（若根据图像求解，同样给分）（2）速度为2m/s时，感应电动势20.52V2VEBLv，F安/Nt/s1.02.03.00.51.00图（乙）RMNPQcdF图（甲）fcd/N0t/s24682468班级姓名5电流2A0.5A22EIRr，安培力=20.50.5N=0.5NFBIL安，（1分）金属棒受到的拉力4N=2N2PFv，（1分）牛顿第二定律：F-F安=ma，（1分）解出a=2220.5m/s7.5m/s0.2FFm安（1分）（3）在此过程中，由动能定理得：22011=22mPtWmmvv安，（2分）而W安=-(QR+Qr)=-2QR=-2×3.2J=-6.4J（1分）解出22220-20.240.2126.479s=s=1.975s22440mmmWtPvv安（1分）（4）图线与横轴之间共有112415131.52个小方格，（1分）相应的“面积”为131.5×0.2×0.1N·s=2.63N·s，即Ft安=2.63N·s（1分）故qItFtBL安2.63C=2.63C20.5（1分）（结果在2.50～2.75之间均给分）