上海市虹口區(qū)2023-2024學(xué)年高三年級下冊二?？荚?物理 含解析

虹口區(qū)2023學(xué)年度第二學(xué)期期中學(xué)生學(xué)習(xí)能力診斷測試

高三物理試卷

考生注意：

1.試卷滿分100分，考試時間60分鐘，共8頁。

2.本考試分設(shè)試卷和答題紙。答題前，務(wù)必在答題紙上填寫姓名、學(xué)校、班級，并將條形碼貼

在規(guī)定位置處。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。

3.標(biāo)注“多選”的試題,每小題應(yīng)選兩個及以上的選項,但不可全選;未特別標(biāo)注的選擇類試題，

每小題只能選一個選項。標(biāo)注“計算”、“簡答”的試題，在列式計算、邏輯推理以及回答問題的

過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。

一、雷電

雷電是大氣中的放電現(xiàn)象，多形成在積雨云中。通常下部的雷云因摩擦而帶負電，上部的雷云帶正電。當(dāng)某

處積聚的電荷密度很大，周圍產(chǎn)生強電場，就可擊穿空氣分子，形成雷電，釋放巨大能量。

1.由于靜電感應(yīng)，會使雷云下方附近的地面積聚電荷，在云層和地面之間產(chǎn)生電場的大致方

向：O

2.為避免雷電造成損害，高大的建筑物會裝有避雷針。如圖，雷雨天，在避雷針附近產(chǎn)生電場，其等勢面

的分布如虛線所示。

EV----------

A'a

-----------一〉二、?

?

?3kV■'\一

（1）A、B、。三點中，場強最大的位置是o一帶電量為-2.0xl0-7c的電荷/由5運動到到C

點，則其電勢能的變化量AEp=Jo

（2）沿水平方向在某區(qū)域建立坐標(biāo)軸。x,軸上各點電勢分布如圖所示，匕為圖線最高點，則（)

A.b點場強為零

B.6點場強豎直向上

C.a、c兩點場強相同

D.沿水平方向b點距離避雷針比c點更遠

3.1752年6月的一天，富蘭克林在空曠地帶高舉裝有金屬桿的風(fēng)箏，剛好一道閃電從風(fēng)箏上掠過，他將風(fēng)

箏線上的電引入萊顧瓶中，回家進行了各種電學(xué)實驗，證明雷電與人工摩擦產(chǎn)生的電具有相同的性質(zhì)。已

知萊頓瓶的電容C=1000pF,測出其兩端的電壓U=120V,則富蘭克林收集到雷電的電量

。=C.(lpF=1012F)

蕩秋千是非常普遍的娛樂運動。

4.如圖，蕩秋千的人連同座椅可看做質(zhì)點，僅在豎直面內(nèi)運動，不計阻力，A,C為左右兩側(cè)的最高點。

(1)人在A處()

A.合力不為零B.向心力為零

C.合力沿切線6的方向D.向心力沿d的方向

（2）從A蕩到C點的過程中，其動能隨時間的變化關(guān)系圖像為（)

5.小明同學(xué)蕩秋千時，發(fā)現(xiàn)秋千在運動過程中具有周期性，于是他在實驗室找到一些器材進行探究。

（1）為了能夠滿足“單擺”模型要求，應(yīng)（）

A.選用1米左右的輕質(zhì)細線B.選用質(zhì)量較小的塑料球

C.將線緊密纏繞在水平橫桿上D.擺角盡可能小

（3）小明用拉力傳感器替代光電門傳感器，按圖（丙）所示安裝好。擺球在小角度擺動的過程中，啟動計

算機軟件,得到圖（?。┧镜膱D像。則f=L5s時擺球在__________位置，擺球的振動周期T=；

三、跳跳球

跳跳球的彈性很好，內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體，是有趣的兒童玩具。為方便討論，均不計空氣阻力，重力加速度

g取9.8m/s2"

6.接觸地面后，跳跳球在被擠壓的過程中，不計內(nèi)能的變化。

（1）關(guān)于能量的變化，下列說法正確的是（）

A.動能一直減小B.動能一直增大

C.彈性勢能一直增大D.人機械能總量保持不變

（2）為了能彈起更高，接觸地面后，人應(yīng)___________-

7.如圖，跳跳球還可用來跳繩比賽。某同學(xué)1分鐘跳繩120次，離開地面后重心均升高/?=10cm。若將人

看做質(zhì)點，則一次跳躍過程中，球與地面接觸的時間仁s（保留2位有效數(shù)字）。

8.夏天27℃時給跳跳球充氣，球內(nèi)氣體壓強為1.5atm。不計球的容積變化，在不漏氣的情況下，冬天-

13℃時，球內(nèi)氣體分子熱運動的平均動能（填寫其變化情況），球內(nèi)氣體的壓強

p'=atmo

9.（簡答題）某同學(xué)購買的是無法充氣的質(zhì)地稍硬的跳跳球，玩耍時不慎撞成圖示的凹陷，檢查發(fā)現(xiàn)也沒

漏氣。請你幫他設(shè)計一個易于操作的方法把球恢復(fù)原狀，并簡要說明其物理原理。

四、“隔空取物”的光學(xué)鏡子

光具有能量，也有動量，光照射到物體表面時會產(chǎn)生壓力，稱為光壓。光鑲技術(shù)就是用一束高度匯聚激光

形成輻射壓力，在基本不影響周圍環(huán)境的情況下對捕獲物進行亞接觸、無損活體的操作，如同“隔空取物”

的光學(xué)鑲子。

h

10.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，光子的動量與光的傳播方向一致，其大小p=7,/I為普朗克常量，入為光的波長。

A

該公式表明：光具有的特性是O頻率為V的光子垂直照射到平面鏡，在反射的過程中，動量改

變量的大小"=，從而對平面鏡產(chǎn)生一定的壓力（光速取真空中的速度C）。

11.光射達物質(zhì)界面時會發(fā)生折射，遵循折射定律，傳播方向發(fā)生變化會導(dǎo)致其動量改變，從而產(chǎn)生光

壓。如圖，一束光線從真空中入射到均勻分布的微球的A點，兩次折射后從B點射出。

（1）實驗中測出折射角￡小于入射角a,則光線在微球內(nèi)的傳播速度真空中的光速以從8點

射出后的折射角d-（用a、/表示）。

（2）光束經(jīng)過微球的過程中，其動量變化量（）

A.由A指向8,對微球產(chǎn)生的光壓指向8

B.由A指向8,對微球產(chǎn)生的光壓指向A

C.與AB垂直，對微球產(chǎn)生的光壓垂直A3向上

D.與A2垂直，對微球產(chǎn)生的光壓垂直A2向下

12.運用時，可以將兩束相同的光同時對稱的射入微球，相當(dāng)于鑲子的兩個臂，產(chǎn)生對稱的壓力，從而穩(wěn)

定捕捉微球。

（1）如圖，對稱的入射光。、6射入微球甲，c、d射入微球乙，入射方向關(guān)于中心線對稱，則兩球所受合力

的方向（）

A.兩球所受合力均向上

B.兩球所受合力均向下

C.甲球受合力向下，乙球受合力向上

D.甲球受合力向上，乙球受合力向下

（2）已知微球偏離平衡位置微小位移x時，光線對微球總的作用力近似滿足斤-乙，則微球從平衡位置開

始運動的位移尤隨時間r變化的圖像為（）

五、微觀粒子的碰撞

通過對微觀粒子碰撞研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子、中子和中微子等基本粒子，對微觀世界的認識不斷深入。

13.下列粒子中，質(zhì)量最小的是（）

A.電子B.質(zhì)子C.中子D.a粒子

14.圖為盧瑟福所做微觀粒子撞擊的實驗裝置圖。該裝置中，放射源R放出的粒子是=轉(zhuǎn)動顯

微鏡，在熒光屏S上觀察到有個別粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，據(jù)此提出了原子的模型。

15.查德威克用針放出的a射線轟擊鍍，從而發(fā)現(xiàn)了中子。裝置圖中的粒子B為，發(fā)現(xiàn)中子的

核反應(yīng)方程為：：Be+：He—+；n。

16.（計算題）在核反應(yīng)堆中常用石墨做減速劑。已知碳核質(zhì)量是中子質(zhì)量的12倍，碰撞前中子的動能為

Eko,碳核均處于靜止?fàn)顟B(tài)，中子與碳核相遇即發(fā)生彈性正碰。

(1)與碳核發(fā)生一次碰撞，中子損失的動能A隊為多少？

(2)一個中子至少與碳核發(fā)生幾次碰撞，其動能才可減小為原來的萬分之一？

.-

O—??

六、發(fā)電機

從發(fā)電廠、變電站引出的輸電線，將電能輸送到鄉(xiāng)村、工廠和千家萬戶，為我們的美好生活做出了巨大貢獻,

而發(fā)電機則是功不可沒。

17.圖示為交流發(fā)電的裝置簡圖，邊長為L、匝數(shù)為N的正方形線框"cd,在勻強磁場中以恒定的角速度

。繞O。'軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動。

C

-

0

-

f

(1)從圖示位置開始計時，e、/兩點間電勢差”隨時間f的變化關(guān)系圖像為()

(2)已知線框邊長L=0.1m,匝數(shù)N=200,線框總電阻尸4。，負載電阻R=16。。穿過線框的磁通量按圖示

規(guī)律變化，則磁感應(yīng)強度B=T；輸出電壓UR=V。

18.(證明題)圖示為某直流發(fā)電機的簡化原理圖。以。點為圓心、半徑為/的圓弧形金屬導(dǎo)軌固定

在紙面內(nèi)，長為/的導(dǎo)體棒可繞。點以角速度。勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直紙面向

里。請運用法拉第電磁感應(yīng)定律，證明導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢凡

19.某大型燃煤發(fā)電機組輸出的是正弦交流電，各種功率分配如下圖所示。遠距離輸電過程中的損耗均為

輸電線熱損耗，變壓器視為理想變壓器，lMW=106w。

Cl)渦輪機損耗的功率產(chǎn)損=MW,整個系統(tǒng)的效率片%。

(2)若遠距離輸電線的總電阻廠線=25。,發(fā)電機的輸出電壓。=2000V,則升壓變壓器的匝數(shù)比為

虹口區(qū)2023學(xué)年度第二學(xué)期期中學(xué)生學(xué)習(xí)能力診斷測試

高三物理試卷

考生注意：

1.試卷滿分100分，考試時間60分鐘，共8頁。

2.本考試分設(shè)試卷和答題紙。答題前，務(wù)必在答題紙上填寫姓名、學(xué)校、班級，并將條形碼貼

在規(guī)定位置處。作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分。

3.標(biāo)注“多選”的試題,每小題應(yīng)選兩個及以上的選項,但不可全選;未特別標(biāo)注的選擇類試題，

每小題只能選一個選項。標(biāo)注“計算”、“簡答”的試題，在列式計算、邏輯推理以及回答問題的

過程中，須給出必要的圖示、文字說明、公式、演算等。

一、雷電

雷電是大氣中的放電現(xiàn)象，多形成在積雨云中。通常下部的雷云因摩擦而帶負電，上部的雷云帶正電。當(dāng)某

處積聚的電荷密度很大，周圍產(chǎn)生強電場，就可擊穿空氣分子，形成雷電，釋放巨大能量。

1.由于靜電感應(yīng)，會使雷云下方附近的地面積聚電荷，在云層和地面之間產(chǎn)生電場的大致方

向：O

2.為避免雷電造成損害，高大的建筑物會裝有避雷針。如圖，雷雨天，在避雷針附近產(chǎn)生電場，其等勢面

的分布如虛線所示。

EV----------

A'a

-----------一〉二、?

?

?3kV■'\一

（1）A、B、。三點中，場強最大的位置是o一帶電量為-2.0xl0-7c的電荷/由5運動到到C

點，則其電勢能的變化量AEp=Jo

（2）沿水平方向在某區(qū)域建立坐標(biāo)軸。x,軸上各點電勢分布如圖所示，匕為圖線最高點，則（)

A.b點場強為零

B.6點場強豎直向上

C.a、c兩點場強相同

D.沿水平方向b點距離避雷針比c點更遠

3.1752年6月的一天，富蘭克林在空曠地帶高舉裝有金屬桿的風(fēng)箏，剛好一道閃電從風(fēng)箏上掠過，他將風(fēng)

箏線上的電引入萊顧瓶中，回家進行了各種電學(xué)實驗，證明雷電與人工摩擦產(chǎn)生的電具有相同的性質(zhì)。已

知萊頓瓶的電容C=1000pF,測出其兩端的電壓U=120V,則富蘭克林收集到雷電的電量

Q=C.(lpF=1012F)

【答案】1.①.正②.向上

2.①.A點②.-8.0x10-4③.A

3.1.2x10-7

【解析】

【1題詳解】

［1］根據(jù)題意，由于下部的雷云因摩擦而帶負電，根據(jù)靜電感應(yīng)的原理可知，會使雷云下方附近的地面積聚

正電荷；

⑵電場線的方向由正電荷指向負電荷，而電場線的方向即為電場的方向，則可知在云層和地面之間產(chǎn)生電

場的大致方向向上。

【2題詳解】

(1)口］等差等勢面越密集的地方電場強度越大，根據(jù)等勢面的分布可知A點處的等勢面最密集，因此A

點處的場強最大；

⑵負電荷4，由B運動到到C點，其電勢能的變化量

733

AEp=q(pc-q(pB=Q((PC-%)=-2xl0-x[-3xl0-(-7xl0)]J=-8x10^1

(2)AB.在。-無圖像中，圖線的斜率表示電場強度，6點為。-無圖像中的最高點，則可知b點處的斜率

為0,則b點處的場強為0,故A正確，B錯誤；

C.在。-％圖像中a、c兩點處的斜率大小不同方向也不同，則可知c兩點處的場強大小不同，方向也

不同，故C錯誤；

D.離避雷針越近電勢越高，b點處的電勢高于c點處的電勢，由此可知沿水平方向。點距離避雷針比c點

更近，故D錯誤。

故選A?

【3題詳解】

根據(jù)

Q=CU

代入數(shù)據(jù)可得

2=1000x1012X120C=1.2X107C

二、秋千

蕩秋千是非常普遍的娛樂運動。

4.如圖，蕩秋千的人連同座椅可看做質(zhì)點，僅在豎直面內(nèi)運動，不計阻力，A,C為左右兩側(cè)的最高點。

A.合力不為零B.向心力為零

C.合力沿切線6的方向D.向心力沿d的方向

(2)從A蕩到C點的過程中，其動能隨時間的變化關(guān)系圖像為(

5.小明同學(xué)蕩秋千時，發(fā)現(xiàn)秋千在運動過程中具有周期性，于是他在實驗室找到一些器材進行探究。

（1）為了能夠滿足“單擺”的模型要求，應(yīng)（）

A.選用1米左右的輕質(zhì)細線B.選用質(zhì)量較小的塑料球

C.將線緊密纏繞在水平橫桿上D.擺角盡可能的小

（2）測量擺長時，先用游標(biāo)卡尺測量小球直徑，方法正確的是___________圖。

圖（

（3）小明用拉力傳感器替代光電門傳感器，按圖（丙）所示安裝好。擺球在小角度擺動的過程中，啟動計

算機軟件,得到圖（丁）所示的圖像。則UL5s時擺球在__________位置，擺球的振動周期T=:

【答案】4.0.ABC②.A

5.0.AD②.乙③.平衡（最低點）④.2

【解析】

【4題詳解】

（1）[1]BD.將人和座椅看成一個整體，設(shè)其質(zhì)量為加，在最高點時繩子與豎直方向的夾角為8,對人和

座椅在最高點A處受力分析，將人所受重力進行正交分解，如圖所示

T

在最高點沿著繩子方向，由牛頓第二定律有

2

T—mgsi.n0Z1=m~V

由于在最高點速度為0,則可知其向心力為零，故BD正確；

AC.根據(jù)受力分析可知，沿著繩子的方向合力為零，但垂直繩子的方向所受合力為

F=mgcos0

由于可知人在最高點所受合力不為零，且其方向垂直繩子沿著切線6的方向，故AC正確。

故選ABCo

(2)[2]秋千的運動類似單擺的振動，而單擺從最大位移處開始振動，水平方向滿足

X—Acoscot

則豎直方向滿足

h=Asmcot

因此秋千從A蕩到C點的過程中，其動能隨時間的變化關(guān)系滿足

Ek=mgh=mg-Asincot

式中A表示秋千能夠上升的最大高度，可知動能的變化滿足正弦變化。

故選Ao

【5題詳解】

(1)[1]能夠滿足“單擺”的模型要求，需要1m左右的輕質(zhì)細線，體積小密度大的鋼球，實驗過程中需要

將擺線上端固定，不能出現(xiàn)松動，其次必須滿足擺角盡可能小，小于等于5。。

故選AD?

(2)[2]用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑時，應(yīng)將小球卡在外爪的刀口上。

故選乙。

(3)[3]根據(jù)圖丁可知，在f=L5s時，拉力傳感器的示數(shù)達到最大值，則可知小球正處于平衡位置(最低

點)；

⑷一個周期內(nèi)小球經(jīng)過兩次最低點，根據(jù)圖丁可知小球的振動周期為

T=2s

三、跳跳球

跳跳球的彈性很好，內(nèi)封一定質(zhì)量的氣體，是有趣的兒童玩具。為方便討論，均不計空氣阻力，重力加速度

g取9.8m/s2-

6.接觸地面后，跳跳球在被擠壓過程中，不計內(nèi)能的變化。

（1）關(guān)于能量的變化，下列說法正確的是（）

A.動能一直減小B.動能一直增大

C.彈性勢能一直增大D.人的機械能總量保持不變

（2）為了能彈起更高，接觸地面后，人應(yīng)___________。

7.如圖，跳跳球還可用來跳繩比賽。某同學(xué)1分鐘跳繩120次，離開地面后重心均升高，=10cm。若將人

看做質(zhì)點，則一次跳躍過程中，球與地面接觸的時間仁s（保留2位有效數(shù)字）。

8.夏天27℃時給跳跳球充氣，球內(nèi)氣體壓強為1.5atm。不計球的容積變化，在不漏氣的情況下，冬天-

13℃時，球內(nèi)氣體分子熱運動的平均動能（填寫其變化情況），球內(nèi)氣體的壓強

p—atmo

9.（簡答題）某同學(xué)購買的是無法充氣的質(zhì)地稍硬的跳跳球，玩耍時不慎撞成圖示的凹陷，檢查發(fā)現(xiàn)也沒

漏氣。請你幫他設(shè)計一個易于操作的方法把球恢復(fù)原狀，并簡要說明其物理原理。

【答案】6.①.C②.下蹲并用力向下蹬地面

7.0.218.①.變?、?L3

9.取一個大容器，向其中倒入足夠多的熱水，再把變形的跳跳球浸在熱水中(凹陷部分務(wù)必全部浸入)，經(jīng)

過一段時間，球就能自動恢復(fù)原貌。

球浸入熱水后，內(nèi)部封閉氣體溫度升高，最初氣體體積幾乎不變，根據(jù)查理定律，氣體壓強增大，達到一定

數(shù)值，就可以推動外殼恢復(fù)原狀。

【解析】

【6題詳解】

(1)接觸地面后，跳跳球在被擠壓的過程中，速度一直為0,動能不變。形變量增大，所以彈性勢能一直

增大。人要對跳跳球做功，機械能減少。故ABD錯誤，C正確。

故選C。

(2)人下蹲并用力向下蹬地面，能使更多的重力勢能和人的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成跳跳球的彈性勢能，跳跳球恢

復(fù)形狀后，彈性勢能轉(zhuǎn)化成人的機械能，人能彈得更高。

【7題詳解】

由題意有人每次在空中運動時間為

則一次跳躍過程中，所用時間為

小把s=0.5s

2120

則一次跳躍過程中，球與地面接觸的時間

1—^—2^—0.21s

【8題詳解】

口］［2］溫度降低，球內(nèi)氣體分子熱運動的平均動能變小。氣體等容變化，由查理定律有

旦

其中

Pi=L5atm,工=27+273K=300K,T'=—13+273K=260K

得

p'

9題詳解】

取一個大容器，向其中倒入足夠多的熱水，再把變形的跳跳球浸在熱水中(凹陷部分務(wù)必全部浸入)，經(jīng)

過一段時間，球就能自動恢復(fù)原貌。球浸入熱水后，內(nèi)部封閉氣體溫度升高，最初氣體體積幾乎不變，根

據(jù)查理定律，氣體壓強增大，達到一定數(shù)值，就可以推動外殼恢復(fù)原狀。

四、“隔空取物”的光學(xué)鐐子

光具有能量，也有動量，光照射到物體表面時會產(chǎn)生壓力，稱為光壓。光鑲技術(shù)就是用一束高度匯聚的激光

形成輻射壓力，在基本不影響周圍環(huán)境的情況下對捕獲物進行亞接觸、無損活體的操作，如同“隔空取物”

的光學(xué)鏡子。

h

10.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，光子的動量與光的傳播方向一致，其大小p=7,/z為普朗克常量，大為光的波長。

A

該公式表明：光具有的特性是o頻率為V的光子垂直照射到平面鏡，在反射的過程中，動量改

變量的大小Ap=,從而對平面鏡產(chǎn)生一定的壓力（光速取真空中的速度C）。

11.光射達物質(zhì)界面時會發(fā)生折射，遵循折射定律，傳播方向發(fā)生變化會導(dǎo)致其動量改變，從而產(chǎn)生光

壓。如圖，一束光線從真空中入射到均勻分布的微球的A點，兩次折射后從B點射出。

（1）實驗中測出折射角夕小于入射角a,則光線在微球內(nèi)的傳播速度真空中的光速c。從8點

射出后的折射角0=（用a、//表示）。

（2）光束經(jīng)過微球的過程中，其動量變化量（）

A.由A指向8,對微球產(chǎn)生的光壓指向B

B.由A指向8,對微球產(chǎn)生的光壓指向A

C.與AB垂直，對微球產(chǎn)生的光壓垂直向上

D.與A8垂直，對微球產(chǎn)生的光壓垂直A3向下

12.運用時，可以將兩束相同的光同時對稱的射入微球，相當(dāng)于鑲子的兩個臂，產(chǎn)生對稱的壓力，從而穩(wěn)

定捕捉微球。

（1）如圖，對稱的入射光。、6射入微球甲，c、1射入微球乙，入射方向關(guān)于中心線對稱，則兩球所受合力

的方向（)

B.兩球所受合力均向下

C.甲球受合力向下，乙球受合力向上

D.甲球受合力向上，乙球受合力向下

（2）已知微球偏離平衡位置微小位移無時，光線對微球總的作用力近似滿足/=-履，則微球從平衡位置開

始運動的位移尤隨時間/變化的圖像為（）

11.①.小于②.a③.C

12.①.D②.B

【解析】

【10題詳解】

h

[1]光子動量公式2=不，其中動量。表示光具有粒子性，而波長X表示光具有粒子性，因此通過光子動

A

量公式表明光具有波粒二象性；

⑵光被平面鏡反射后速度大小不變，取反射光的動量方向為正，則其動量的變化量

5=p_(—p)=2p

而

p=一，c=Av

2

可得

,2hv

=---

【11題詳解】

（1）[1]由于折射角用小于入射角a,根據(jù)折射定律可得微球的折射率

sma

n=------

sin§

則光在微球中的傳播速度

csinB

v=—=c-------

nsina

可知光線在微球中的傳播速度小于真空中的光速Co

⑵根據(jù)幾何關(guān)系可知，三角形A08為等腰三角形，可得

/3=AAB0

而折射率

sinasin0

n=------=-------------

sin§sin/ABO

由此可知從8點射出后的折射角3=a。

(2)［引做出入射光動量方向、折射光動量方向以及折射后光線動量的變化量如圖所示

可知光束經(jīng)過微球的過程中，其動量變化量與垂直，根據(jù)動量定理可知，微球?qū)馐饔昧Φ姆较蚺c

動量變化量的方向相同，其方向垂直A8向下，而根據(jù)牛頓第三定律可知，光束對微球的作用力與微球?qū)?/p>

光束的作用力大小相等、方向相反，可知光束對微球的作用力垂直向上。

故選C。

【12題詳解】

(1)口】做出兩束對稱光束分別經(jīng)過微球甲乙后動量的變化量，以及根據(jù)平行四邊形定則做出動量變化量

的合動量，如圖所示

根據(jù)動量定理可知，微球甲對光束的合力豎直向下，微球乙對光束的合力豎直向上，根據(jù)牛頓第三定律可

知，光束對甲球的合力豎直向上，光束對乙球的合力豎直向下。

故選D。

(2)［2］根據(jù)題意，光線對微球總的作用力近似滿足4-丘，則微球從平衡位置開始運動的位移尤隨時間/

變化的圖像滿足簡諧振動，其圖像為正弦函數(shù)的圖像。

故選B。

五、微觀粒子的碰撞

通過對微觀粒子碰撞的研究，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子、中子和中微子等基本粒子，對微觀世界的認識不斷深入。

13.下列粒子中，質(zhì)量最小的是(

A.電子B.質(zhì)子C.中子D.e粒子

14.圖為盧瑟福所做微觀粒子撞擊的實驗裝置圖。該裝置中，放射源R放出的粒子是o轉(zhuǎn)動顯

微鏡，在熒光屏S上觀察到有個別粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，據(jù)此提出了原子的模型。

15.查德威克用針放出的a射線轟擊被，從而發(fā)現(xiàn)了中子。裝置圖中的粒子B為，發(fā)現(xiàn)中子的

核反應(yīng)方程為：；Be+；He-+；n。

16.(計算題)在核反應(yīng)堆中常用石墨做減速劑。已知碳核質(zhì)量是中子質(zhì)量的12倍，碰撞前中子的動能為

及0,碳核均處于靜止?fàn)顟B(tài)，中子與碳核相遇即發(fā)生彈性正碰。

(1)與碳核發(fā)生一次碰撞，中子損失的動能AEk為多少？

(2)一個中子至少與碳核發(fā)生幾次碰撞，其動能才可減小為原來的萬分之一？

中于

O~??

【答案】13.A14.①.a粒子②.核式結(jié)構(gòu)

15.①.質(zhì)子②

16.(1)7777紇0；(2)28

【解析】

【13題詳解】

電子、中子、質(zhì)子、a粒子的質(zhì)量關(guān)系滿足

a粒子〉中子〉質(zhì)子〉電子

故選A?

【14題詳解】

[1]⑵盧瑟福在實驗室用a粒子放射源放出的粒子去轟擊金箔從而觀察到有個別粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn),

據(jù)此提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。

【15題詳解】

口]圖中A為中子流，中子流轟擊石蠟將氫中的質(zhì)子打出，可知圖中B為質(zhì)子。

⑵根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為

:Be+；HeC+'n

16題詳解】

(1)根據(jù)動量守恒和能量守恒有

?依=?%%+?32

121213

3m=3m"%+2mcV2

解得

112

V,=-----V,%=一V

113213

而

"12

或0=]仍)

解得

v=yj2Ek0

可得與一個碳核碰撞后中子損失的動能為

"1248"

=￡ko-2W"V1=麗”。

(2)設(shè)第二次碰撞后中子的速度大小為匕2，同理可得

第三次碰撞后中子的速度大小

匕3=（b）V

則第〃次碰撞后中子的速度大小

匕=V

可令

；砥片＜%*107

即有

2n2n

124

IVI-E<Exl0-

—mnk0k0

2n

由數(shù)學(xué)知識有

c,11“

2nlg—<-4

13

解得

?>28

六、發(fā)電機

從發(fā)電廠、變電站引出的輸電線，將電能輸送到鄉(xiāng)村、工廠和千家萬戶，為我們的美好生活做出了巨大貢獻,

而發(fā)電機則是功不可沒。

17.圖示為交流發(fā)電的裝置簡圖，邊長為L、匝數(shù)為N的正方形線框必cd,在勻強磁場中以恒定的角速度

a）繞軸沿圖示方向轉(zhuǎn)動。

O'

Q5

C

T

Q

X

f

（1）從圖示位置開始計時，e、/兩點間電勢差”隨時間/的變化關(guān)系圖像為（）

（2）已知線框邊長L=O.lm,匝數(shù)N=200,線框總電阻『4。，負載電阻R=16Q。穿過線框的磁通量按圖示

18.（證明題）圖示為某直流發(fā)電機的簡化原理圖。以。點為圓心、半徑為/的圓弧形金屬導(dǎo)軌固定

在紙面內(nèi)，長為/的導(dǎo)體棒可繞。點以角速度。勻速轉(zhuǎn)動，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直紙面向

里。請運用法拉第電磁感應(yīng)定律，證明導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E=g凡

19.某大型燃煤發(fā)電機組輸出的是正弦交流電，各種功率分配如下圖所示。遠距離輸電過程中的損耗均為

輸電線熱損耗，變壓器視為理想變壓器，1MW=1O6W。

（1）渦輪機損耗的功率「損=