贵州省高三物理寒假作业(4)

贵州2013-2014学年高三寒假作业（4）物理Word 版含答案
第I 卷（选择题）
一、选择题（题型注释）
1.根据分子动理论，设两个分子间的距离为r 0时分子间的引力和斥力相等，以下关于分子力与分子势能与它们间距离的关系，正确的是
A ．两分子间距离在r 0的基础上增大，则分子间的引力增大，斥力减小，分子力表现为引力
B ．两分子间距离越大，分子力越小．分子间距离越小，分子力越大
C ．两分子间距离为r 0时，分子势能最小，在r 0的基础上距离增大或减小，分子势能都变大
D ．两分子间距离越大，分子势能越大．分子间距离越小，分子势能越小
2.某气体的摩尔质量为M ，摩尔体积为V ，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m 和V 0，则阿伏加德罗常数N A 不可以表示为
A ．
0V V N A = B ．m V N A ρ= C ．m M N A = D ．0V M N A ρ=
3.如图容器A 中装有气体，容器B 是真空。

打开阀们K ，容器A 中的气体会自发地向容器B 中膨胀，最后两个容器都充满气体，则下列说法中正确的是：
A ．气体从容器A 膨胀到容器
B 的过程中，对外做功，内能减小
B ．气体从容器A 膨胀到容器B 的过程中，吸收热量，内能不变
C ．气体可以从容器B 中再流回容器A 中，最后使容器B 恢复成真空
D ．气体不可以从容器B 中再流回容器A 中，最后使容器B 恢复成真空
4.下列关于核反应及其说法中正确的是
A ．铀核裂变的核反应是：n Kr Ba U 109236141
56235
922++→
B.Th 232
90经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核Pb 20882
C ．压力和温度对放射性元素衰变的快慢具有一定的影响
D ．在α粒子散射的实验中，绝大多数α粒子几乎直线穿过金箔，这可以说明金原子内部绝大部分是空的
5.如图所示，在水中有一用厚度不计的薄玻璃片做成的中空的三棱镜，里面是空气.一束白光从三棱镜左边射入，从三棱镜右边射出时发生色散，射出光线分布在a 点和b 点之间，则
A ．从a 点射出的是紫光，从b 点射出的是红光
B ．从a 点和b 点射出的都是紫光，从ab 中点射出的是红光
C ．从a 点射出的光在水的传播速度越大
D ．若在a 、b 两点放置灵敏温度探测器，越靠近b 点的温度探测器升温越慢
6.在化学变化过程中，伴随着电子的得失，系统的电势能发生了变化，下面有关这个问题的几个说法中正确的是
A.中性的钠原子失去电子的过程系统的电势能增加
B.中性的钠原子失去电子的过程系统的电势能减小
C.钠离子和氯离子结合成氯化钠分子的过程中，系统的电势能减小
D.氯化钠分子电离为钠离子和氯离子的过程中，系统的电势能减小
7.地面附近空间存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴沿着一条与竖直方向成a 角直线MN 运动。

如图所示，由此可以判断
A ．油滴一定做匀速运动
B ．油滴一定做匀变速运动
C ．如果油滴带正电，它是从M 点运动到N 点
D ．如果油滴带正电，它是从N 点运动到M 点
8.2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结
冰而损坏严重。

此次灾害牵动亿万人的心。

为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。

若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热消耗功率为P ∆；除冰时，输电线上的热消耗功率需变为P ∆9，在除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）
A.输电为电流I 3
B.输电为电流I 3
C.输电为电压U 3
D.输电为电压U 3
1
9.在双缝实验中，双缝到光屏上P 点的距离之差d =0.6 μm.若分别用频率为f 1=5.0×1014 Hz 和频率为f 2=7.5×1014 Hz 的单色光垂直照射双缝，则P 点出现条纹的情况是
A ．用频率为f 1的单色光照射时，P 点出现明条纹
B ．用频率为f 2的单色光照射时，P 点出现明条纹
C ．用频率为f 1的单色光照射时，P 点出现暗条纹
D ．用频率为f 2的单色光照射时，P 点出现暗条纹
10.如图所示，LC 振荡电路导线及电感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且电流正在增大，则
A ．这时电容器A 板带负电荷，
B 板带正电荷
B ．因电流正在增大，MN 间的电势差也随之增大
C ．当MN 间电势差随电流的变化达到最大值时磁场能刚好向电场能转化完毕
D ．题中所述时刻电容器的带电量正在变大
11.如图所示，质量为M 的长木板静置于光滑水平面上，一质量为m 的小铅块（可视为质点）以水平初速v 0由木板左滑上木板，铅块滑至木板的右端时恰好与木板相对静止，此时，它们共同的速度为v t 。

已知铅块与长木板间的动摩擦因数为μ，木板长为l ，在此过程中，木板前进的距离为s 。

则在这个过程中铅块克服摩擦力所做的功等于
A ．mg μs
B ．mg μl
C ．220)(2
121t v m M mv +- D ．mg μ(s+l )
12.如图所示，有一方向水平向右的匀强电场，一个质量为m 、带电量为q 的小球以初速度v 0从a 点竖直向上射入电场中，小球通过电场中b 点时速度大小为2v 0，方向与电场方向一致。

则a 、b 两点的电势差
A ．q
m v 220 B ．q mv 203
C ．q mv 2320
D ．q mv 202
第II卷（非选择题）
二、填空题（题型注释）
13.正弦交流电源与电阻R、交流电压表按图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电表的示数是20V，图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则通过R的电流的最大值是_______A；在1s内出现电流最大值的次数有_______次。

14.有一束射线进入匀强磁场中，a、b、c分别表示组成射线的三种粒子流在磁场里的轨迹，如图所示．已知磁场方向与速度方向垂直并指向纸内，从这些粒子流的偏转情况可知，可能是α粒子的轨迹是_______；可能是γ光子的轨迹是______。

15.如图所示，质量为m的人站在自动扶梯上，扶梯正以加速度a向上匀加速运动，a 与水平方向的夹角为θ，则人所受的支持力大小为，摩擦力大小为。

16.为研究静电除尘，有人设计了一个盒状容器，容器侧面是绝缘的透明有机玻璃，它的上下底面是面积A=0.04m2的金属板，间距L=0.05m，当连接到U=2500V的高压电源正负两
极时，能在两金属板间产生一个匀强电场，如图所示。

现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内，每立方米有烟尘颗粒1013个，假设这些颗粒都处于静止状态，每个颗粒带电量为q=+1.0×10-17C，质量为m=2.0×10-15kg，不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力，并忽略烟尘颗粒所受重力。

求合上电键后：
⑴经过秒烟尘颗粒可以被全部吸
附？
⑵除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了焦耳
功？
三、计算题（题型注释）
17.如图所示，两个水平放置得平行光滑金属导轨之间得距离为L,电阻不计,左端串联一个定值电阻R，金属杆ab的电阻为r质量为m.匀强磁场的磁感应强度为B.杆在恒力F作用下由静止开始运动.
(1)求出金属杆的最大速度；
(2)已知金属杆达到最大速度时运动位移为s,求此过程中金属杆上产生的焦耳热。

18.如图所示，直线PO与x轴成45°角，x轴上方又水平向右的匀强电场E1，下方有竖直向下的匀强电场E2,已知电场强度E1=E2=l0N/C，x轴下方还存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度B=l0T。

现有一质量m=1.0×10-5kg的带电粒子,带电荷量q=-1.0×10-5C.粒子由P点无初速释放,PO=d=m(重力加速度g=10m/s2).求:
(1)粒子刚进入磁场区域时的速度v；
(2)粒子第一次在磁场中运动的时间t和位移L。

19.如图所示，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠A=30º。

它对红光的折射率为n1.对紫光的折射率为n2.在距AC边d处有一与AC平行的光屏。

现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜。

（1）红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？
（2）为了使红光能从AC面射出棱镜，n1应满足什么条件？
（3）若两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的距离。

20.如图所示，小车的质量M=2kg，静止在光滑的水平面上，小车AB段水平，长L=1m，BC 部分是光滑的1/4圆弧形轨道，半径R=0.4m，圆弧在C点的切线是竖直的。

今有质量为m=1kg 的金属滑块（宽度远小于小车的长度）以水平速度v0=5m/s冲上小车，金属滑块与小车AB 段之间的动摩擦因数μ=0.3，试求：
（1）滑块上升的最大高度；
（2）小车获得的最大速度。

试卷答案
1.C 解析：如下图左，当两分子间的距离为r 0时，分子间的引力和斥力相等，分子力为零；若分子间距在r 0的基础上增大，分子间的引力和斥力同时减小，因斥力减小得快，故分子力表现为引力，故选项A 错误；从分子力随距离变化的图像可知，分子力的变化不具有单调性，故选项B 错误；如下图右为分子势能与分子间距的关系图像，由图像可知，两分子间距离为r 0时，分子势能最小，当分子间距离在r 0的基础上增大时，分子间的作用力表现为引力，分子力做负功，分子势能增加，当减小分子间的距离时，分子间的作用力表现为斥力，分子力做负功，分子势能增加，故可以判断选项C 是正确的；同时，分子势能的图像不具有单调性，故选项D 错误。

2.AD 解析：用N A =
m
V m M ρ=计算阿伏加德罗常数，不仅适用于分子间隙小的液体与固体，而且适用于分子间隙大的气体，故BC 正确；而占占V M V V N A ρ==仅适用于分子间隙小的液体与固体，由于气体分子间有很大的间隙，每个气体分子所占据的空间为V 比每个分子的体积V 0大得多，所以AD 不正确。

3.C 解析：由于B 内是真空，气体由A 向B 扩散过程中，体积虽然增加但并不对外做功，也没有从外界吸收热量，A 、B 错；根据热力第二定律，容器A 中的气体能自发地向容器B 扩散，但却不能再自发地从容器B 中回到容器A ，但在外界因素的干扰下是可以从容器B 再回到容器A 的，所以C 正确；D 错误。

4.BD 解析：A 项虽然符合核电荷数和质量数守恒，但是公式必须以客观实际为依据，铀核裂变需要慢中子引发，核反应方程为n Kr Ba n U 109236141
5610235
923++→+；B 项根据电荷数与质量数
守恒判断正确；放射性元素衰变的半衰期取决于原子核本身，与外界条件无关，C 项错；D 项复合物理事实，正确。

5.A 解析：光从水中进入空气中时偏折情况与空气进入水中相反，所以从a 点射出的是紫光，从b 点射出的是红光，A 项正确B 项错误；紫光的折射率大，所以在介质中传播速度小，C 项错误；红光的热效应比紫光强，所以在b 放置灵敏温度探测器，升温越快，D 项错误。

6.AC 解析：原子核核电子靠近的过程两者间的库仑力做正功，电势能减小；反之，增大。

所以选项AC 正确。

7.AC
8.AD 解析：由r 2I P =∆可知，A 正确；由r I P 22)U
P (r ==∆可知， D 正确。

9.AD
10.AC
11.D
12.D
13.22；100
14.a ；b
15. mg ＋masin θ macos θ
16.⑴当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时，烟尘就被全部吸附。

烟尘颗粒受到的电场力F=qU /L ，L =at 2/2=qUt 2/2mL ，故t =0.02s
⑵W=NALqU/2=2.5×10-4J
17.解析：
⑴设速度为v 时，ab 产生的感应电动势为 E =BLv ①
此时回路中的感应电流为 E BLv I R r R r ==++ ②
金属杆所受安培力为 22B L v F BIL R r
==+安 ③ 金属杆的加速度为 22()
F F F B L v a m m m R r -==-+安 ④ 可见,a 随着速度的增加而减小,金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,最后做匀速运动。

由④可知,当a =0时速度最大,最大速度为 22()m F R r v B L +=
⑤ ⑵由功能关系得 212m FS mv Q =
+ ⑥ 其中Q 是系统产生的焦耳热
金属杆上产生的焦耳热为 1r Q Q R r
=+ ⑦ 由⑤⑦⑧解得 2144()2FSr mrF R r Q R r B L
+=-+ ⑧
18.解析：
粒子在两个电场中所受的电场力大小相同,为
F =qE 1=qE 2=1.0×10-4 N
粒子所受的重力为
G =mg =1.0×10-4 N
可见在两个电场中粒子所受电场力大小均等于重力大小。

⑴在x 轴上方的电场中,粒子沿AO 做初速度为0的匀加速直线运动
合外力大小为 410F -=合N 合外力方向：tan 1G F
θ==,θ=45°,即合外力与场强方向的夹角为45°,粒子将从原点O 进入x 轴下方的复合场中。

加速度
F a m
==合2 粒子刚进入x 轴下方复合场时的速度为
2υ==m/s
⑵在x 轴下方的复合场中，因为粒子所受的重力和电场力平衡,所以粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动,其周期 2m T qB
π==0.628 s 有对称性可知，粒子在磁场中运动四分之三周期,所用时间为
t =3T /4=0.47 s
粒子在磁场中做圆周运动的半径为
m R qB
υ==0.2 m 粒子离开磁场时速度方向与x 轴成45°角,则粒子在磁场中运动的位移为
L ==
19.解析：
（1）v 红= 1
c n v 紫=2
c n ∴21
v n v n =红紫 (2) C>30º sinC=
2111>n
∴n 1<2 (3) ο30
sin sin 1r =n 1 2230sin sin n r =ο
Δx =d (tanr 2－tanr 1)=d ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛---21122
244n n n n
20.解析： （1）设金属滑块上升的最大高度为H ，上升到最大高度时金属滑块与小车具有共同速度υ'，由动量守恒和能量守恒定律得
m υ0=(m +M )υ'
mgH mgL v M m mv +++=μ220)(2
121 解得H =0.53 m>R ，说明金属滑块已经离开了小车。

（2）由于C 点切线是竖直方向，所以金属滑块离开小车时，在水平方向与小车具有相同速度，最后金属滑块又从C 点落回小车．当金属滑块再次到达B 点时，小车的速度达到最大．
设此时金属滑块的速度为υ1，小车的速度为υ2， 由动量守恒和能量守恒定律得 m υ0=m υ1+M υ2
222012111222
m m M mgL υυυμ=++ 解得υ2=3 m/s （或υ2=13
m/s 舍去，这是金属滑块第一次到达B 点时小车的速度）。