湖北省大悟县第一中学2009届5月冲击名校
物理试卷(四)
一、选择题
1．在某些恒星内，三个α粒子结合成一个
核，已知α粒子的质量为
，C原子的质量为
，电子的质量为
，
为真空中光速，则该反应
A．是原子核的人工转变 B．吸收能量
，且
C．一定没有α、β和γ射线产生 D．放出能量，且质量亏损为
2．固定在水平地面上的气缸内，用活塞封闭一定质量的理想气体，已知在环境温度变化时大气压强
不变。现对活塞施加一作用力
，使气缸内气体分别经历图乙所示的①②③三个过程，缓慢地从状态A变化到状态B，状态A、B压强相等，则下列说法错误的是
A．过程①一定对活塞做负功
B．过程②为零
C．过程③先对活塞做正功，后对活塞做负功
D．过程①比过程②③吸热多
3．
如图所示，一固定杆与水平方向夹角θ，将一质量m1的小环A套在杆上，将质量为m2的小球B通过轻绳悬挂在环下，然后由静止释放，环沿杆下滑，稳定后悬绳与竖直方向成β角且保持不变，则对于系统稳定后，下列说法中正确的是
A．环与小球可能一起做匀速运动
B．若
，则环与小球加速度
C．若m1不变，则m2越大，β越小
D．由题给条件可判断，一定有
4．如图所示，真空中一半径为R、质量分布均匀的玻璃球，频率为v的细激光束在真空中沿直线BC传播，于玻璃球表面的C点经折射进入小球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知∠COD＝120°，玻璃球对该激光的折射率为
，则下列说法中正确的是
A．激光束在C点的入射角α＝60°
B．此激光束在玻璃中穿越的时间为
(其中c为真空中的光速)
C．一个光子在穿过玻璃球的过程中能量逐渐变小
D．改变入射角α的大小，细激光束可能在球表面D处发生全反射
5．光滑水平面上并排放着两个相同的木块A、B，一粒子弹以一定速度水平射入A并穿出木块B，用
表示木块A受到子弹作用力的冲量，
表示木块B的动量，则
A．
B．
C．
D．
6．如图甲所示，电子静止在两平行金属板A、B间的
点，
时刻开始A板电势按如图乙所示规律变化，则下列说法中正确的是
A．电子可能在极板间做往复运动
B．
时刻电子的动能最大
C．电子能从小孔P飞出，且飞出时的动能不大于
D．电子不可能在
时间内飞出电场
 |
7．滑板运动员由高台上水平滑出，在P点接触斜面时速度方向恰好沿斜面方向，如图a所示，然后沿斜面无摩擦滑下，图b中的图象是描述物体沿x方向和y方向运动的
图象，其中正确的是8．一弹簧振子在平衡位置O点附近做简谐运动，从振子离开O点开始计时，经0.4s振子第一次到达M点，再经过0.2s第二次到达M点，则
A．振子从第二次到达M点至第三次到达M点还要经过的时间可能是1.8s
B．
时刻和
时刻弹簧的长度可能相同
C．
时刻和
时刻振子的加速度一定相同
D．时刻和时刻振子的动量一定相同
9．如图所示，在水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨
，磁场方向与导轨所在平面垂直，质量分别为
的两金属棒
与导轨相连，并可在导轨上无摩擦滑动。现用一竖直向上的恒力拉金属棒，结果分别向上和向下做匀速运动，速度大小相等，此时力的功率为
，感应电流的功率为
，下列关于
大小关系的说法中正确的是
A．
一定相等 B．一定大于
C．若
，则一定小于 D．若，则一定大于
10．如图所示电路中，电源内阻为r，闭合开关S后，电阻
的电功率分别为，调节
的调动触头，则下列关于随变化的图象中正确的是
二、实验题
11．在做利用双缝干涉测定光的波长的实验时，调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心使其均位于遮光筒的中心轴线上，再调至屏上出现了干涉图样后，用直尺量得双缝到屏的距离为
．
用测量头上的螺旋测徽器去测量，转动手轮，移动分划板使分划板中心刻线与某条明纹中心对齐，如图所示，此时螺旋测微器的读数为________mm，将此时条纹的序号定为1，其右侧的明纹序号依次是为第2条、第3条……，则从第1条明纹中心至第6条明纹中心的距离为_________mm．
12．有一块电流表G，表盘上标度为“0~
。实验小组想将该电流表改装成电压表，另从实验室找到下列可用器材：
A．电压表V(量程0~30mV，内阻约1
)；
B．电阻箱
(0~99999.9)；
C．电阻箱
两只(0~999.9)；
D．电源E(电动势为1.5V，内阻未知)；
E．开关S两只，导线若干。
①实验小组想在测定电流表内阻
的同时，能根据实验数据分析确定电流表的标度单位，于是设计了如图所示甲、乙两种实验电路，经小组试验，两种电路都能正常进行实验测量。为了尽量减小实验误差，你认为应该选择电路_______进行实验；
②根据你选择的电路，应该由___________与___________来分析确定电流表的标度单位，估算表达式为__________________；
③根据你选择的电路，分析产生实验误差的主要原因是
A．电源的内阻
B．电源的电动势的大小
C．电压表内阻
D．电阻箱
阻值的大小
E．电阻箱阻值的精确度
三、计算题
13．如图所示的光滑斜槽轨道由倾斜部分和足够长的水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接，斜面的倾角为θ．现有10个质量均为m 、半径均为r的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止，力F与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h．现撤去力F使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内．重力加速度为g．求：
⑴水平外力F的大小；
⑵1号球刚运动到水平槽时的速度；
⑶整个运动过程中，2号球对1号球所做的功．
14．
，在近月(高度不计)圆轨道上运行的周期
。计算时取
。试估算(结果保留两位有效数字)
⑴月球半径
和月球表面重力加速度
；
⑵空中尘埃层存在的时间；
⑶“嫦娥一号”撞击月球表面时的速度。
15．北京正负电子对撞机是目前国际上唯一高亮度正负电子对撞机，因此作为世界上一个重要的高能物理实验研究基地对国外开放。正、负电子对撞机由直线加速器P、电子分离器Q、环形储存器M和对撞室D组成，如图所示，
加速器出口
环心
在一条直线上。被加速器P加速后的正、负电子相隔时间
先后由
点以相同速度
进入电子分离器Q，分离后分别沿圆环切线方向由
注入M，在M中恰沿环做圆周运动运动，最终在D中实现对撞。为了实现正、负电子的分离和在环形储存器内的圆周运动，并保证正、负电子在D中相遇，在环外分离器Q区域和环内区域分别加有匀强磁场
。已知图中 
，电子质量为m，电荷量为e，环的半径远大于环管半径
，除在D中碰撞外忽略电子间的相互作用，求：
⑴
区域内的磁感应强度
及
的方向关系；
⑵环的最大半径R。
16．PQ、MN间存在匀强电场，场强为E，沿场强方向固定一绝缘细杆，杆上套有两个质量均为m的绝缘小球A、B，小球A带正电，电荷量为q，小球B不带电。将A、B从相距为L的两点由静止释放，之后A、B间的碰撞为弹性碰撞，碰撞时间极短且碰撞时没有电荷转移，运动中小球A的电荷量不变，求：
⑴从A、B间的第一次碰撞到发生第二次碰撞，小球A运动的距离；
⑵若小球B出电场时的动能为
，则A、B间发生了几次碰撞？
⑶若小球B出电场时的动能为，则小球A出电场时的动能多大？
1．D 解析：该反应是轻核的聚变，A错；轻核的聚变要放出能量B错；该反应中没有α和β射线产生，但可能有γ产生，C错；反应前样子总质量
，反应后核子总质量
，质量亏损为
，D正确。
2．C 解析：以活塞为研究对象，水平方向活塞受三个力如图所示，气体初、末状态压强均等于大气压强
，此时
=0；过程①缸内气体压强
先增大后减小，则向左先增大后减小，对活塞做负功， A是对的；过程②缸内气体压强不变且等于，
，B是对的；过程③缸内气体压强先减小后增大，向右先增大后减小，对活塞做正功，C错；由热力学第一定律得
，所以
，理想气体的温度变化相同时内能变化
相同，则
为负时Q大，D正确。选C。
3．BD
4．AB
5．A 解析：由图(c)可知，子弹穿过木块A的时间为
，子弹对木块A的冲量实际上等于子弹在穿过A的过程中对A、B的总冲量，即
，由于A、B相同，质量相等，因此在时间A对B的冲量等于子弹对A的冲量的一半，即
，A正确D错；子弹在穿过B时，相对B的平均速度小于穿过A时相对A的平均速度，因此
，
，
，
，BC错。
6．BC 解析：
时刻B板电势比A板高，电子在时间内向B板加速，加速结束；在
时间内电子减速，由于对称，在
时刻速度恰好为零，接下来，电子重复上述运动，所以电子一直向B板运动，直到从小孔P突出，A错；无论电子在什么时刻突出P孔，时刻电子都具有最大动能，B正确；电子突出小孔P的时刻不确定，但突出时的动能不大于
，C正确D错。
7．C 解析：运动员在到达P点前做平抛运动，y方向做匀速运动，x方向做自由落体运动，AD两项错；当运动员滑上斜面后，x、y方向都做匀加速运动，但加速度小于重力加速度，B对C错。
8．AC 解析：如图甲，则振动周期
，则
，A正确；如图乙，振动周期则为
，若为
，则
时刻和
时刻振动位移分别为A和-A，弹簧的长度不可能相同的。若为
，则
振动位移为-A，
，振动位移为
A，B错；当振动周期为时，
时刻和
时刻振子的位移相等，加速度相等；当振动周期为时，时刻和时刻振子的位移为零，加速度为零；C正确；由上述可知，两种情况位移虽相同，但速度方向相反，动量大小相等，D错。
9．D 解析：有三个力对金属棒
做功，其中重力做功不改变金属棒的机械能，拉力做功金属棒的机械能增加，安培力做功金属棒的机械能减小，减小的机械能转化为电能，因此感应电流的功率
等于安培力的功率，两金属棒速度相等，动能不变，若
则系统重力势能不变，机械能不变，拉力做的功全部转化为电能，即
，AB错；若
，则系统重力势能增大，机械能增大，拉力做的功一部分转化为系统机械能，一部分转化为电能，则
一定大于，C错D对。
10．BCD 解析：对
，
，功率随电流I的减小而减小，A错B正确；对
，
，当
时，有最大值，C正确；若
，则随的增大单调减小，D正确。
11．0.900 12
12．答案：①乙；②电压表的示数
，电阻箱的阻值；若选择图甲，
；若选择图乙，则
；③若选择图甲，则为CE；若选择图乙，则为E。
解析：①由于电源电动势
V较小，
，电流表的标度单位只能是mA或μA，因此
约5
或5000，5不合题意，5000比电流表内阻并不满足
，电压表内阻又未知，因此选择图乙，闭合开关S2时，保持不变，反复调节
，使电流表指针半偏且电压表示数不变，则电路总电流不变，使电压表同时监测电路电流，减小实验误差，故选择图乙；②若选择图甲，则
，则；选择图乙时，开关S2闭合前，通过电阻的电流就是通过电流表的电流；③此实验电源内阻对实验没有影响，A错；两种电路都有电压表作监测电表，因此因此电源电动势大小及电阻箱阻值的大小均对实验没有影响，BD错；若选择图甲，则电压表内阻对电流表两端电压
的计算有较大影响，而对图乙，电压表只起监测作用，因此选图甲时应该选择C项；电阻箱阻值的精确度对实验直接造成影响，两种选择均要选E项。
评分说明：①只能选择图乙；②③若选择图甲，只要后续回答正确均给分。
13．解析：⑴以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得 
…（2分）
得
………………………………………………（2分）
⑵以1号球为研究对象，根据机械能守恒定律可得 
…………（2分）
解得
……………………………………………（2分）
⑶撤去水平外力F后，以10个小球整体为研究对象，利用机械能守恒定律可得
（2分） 得 
（1分）
以1号球为研究对象，由动能定理得 
………………（2分）
得
………………………………………………（2分）
14．解析：⑴由万有引力定律得
①
②
①/②得
③
④
⑵上升最高的尘埃做竖直上抛运动，因此由 
得
⑶尘埃上升时机械能守恒，有
则卫星撞击月球时的速度约为 
15．解析：⑴设电子在分离器中偏转的轨道半径为，在
中，
①
②
因此电子在Q和M中运动的周期相同，且
③
正、负电子从O第一次到D的时间为
相等，因此要让正、负电子在D中相遇，有 
④
由②③④解得 
⑤
由电子偏转方向可判断，Q、M中磁感应强度的方向相反
⑵由②⑤得 
⑥
当
时，环的半径最大，且 
⑦
16．解析：A、B间发生弹性碰撞，设每次碰撞A、B的速度分别为
，碰后的速度分别为
，由动量守恒定律和能量守恒定律得
①
②
联立①②解得 
(舍去)，即每次碰撞两球都交换速度。
⑴设第一次碰撞前小球A的速度为
，由动能定理得
③
则第一次碰撞后 
，小球A又开始做初速度为零的匀加速运动，小球B则以速度做匀速运动，设从A、B间的第一次碰撞到第二次碰撞前小球A运动的距离为
，则 
④
⑤
联立③④⑤解得 
⑵第二次碰后
，设第三次碰撞前A运动的距离为
，则
⑥
⑦
联立解得 
第三次碰后
，小球B的动能
，因此当小球B出电场时的动能为
时，A、B间发生了四次碰撞。
⑶第四次碰撞后，小球A的速度
，若第四次碰撞发生后小球A即离开电场，则A的动能
，若小球A在将要发生第五次碰撞时才离开电场，则
⑧
⑨
解得 
，故有 