2018师大附理综物理作业⑵

2018理综物理作业⑵13．天然放射性物质放出的射线有三种，其中β射线是高速电子流，它是放射性元素的原子核发生β衰变时产生的。

该电子的来源是A ．原子的内层电子B ．原子的外层电子C ．原子核内中子转变为质子时放出的D ．原子核内质子转变为中子时放出的14．如图所示，是用电子做双缝干涉实验的照片。

图甲、图乙、图丙分别表示100多个、3000多个、70000多个电子通过双缝后打到荧光屏上得到的照片。

由这一现象可以得到的结论是 A ．电子只具有粒子性没有波动性 B ．电子只具有波动性没有粒子性 C ．少量电子的作用效果容易表现出波动性 D ．大量电子的作用效果容易表现出波动性15．一艘油轮装载着密度为900kg/m 3的原油停泊在海湾。

由于故障而发生原油泄漏。

泄漏的原油有9000kg ，假设这些原油在海面上形成了单分子油膜，这些原油造成的污染面积约为 A ．107m 2 B ．109m 2 C ．1011m 2 D ．1013m 216A ．电表V 1、V 2的示数都不变B ．电表A 1、A 2的示数都增大C ．原线圈输入功率减小D ．电阻R 0消耗的电功率减小17．一列简谐横波在t=0时刻波的图象如图所示，其中a 、b 、c 、d 为介质中的四个质点，在该时刻A ．质点 a 的速度最大B ．质点 b 的加速度最大C ．若质点c 向下运动，则波沿x 轴正方向传播D ．若质点d 向上运动，则波沿x 轴正方向传播18．把月球看做质量分布均匀的球体，已知万有引力常量为G 。

设想利用绕月球做匀速圆周运动的嫦娥号飞行器估算月球的质量，下列判断正确的是 A ．只要测得嫦娥号飞行器的质量和轨道半径B ．只要测得嫦娥号飞行器的轨道高度和周期C ．只要测得嫦娥号飞行器的质量和周期D ．只要测得嫦娥号飞行器的轨道半径和周期19．根据欧姆定律I=U /R 、串联电路总电阻R=R 1+R 2+…、并联电路总电阻++=21111R R R…，通过逻辑推理就可以判定在材料相同的条件下，导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比。

现在要求在这两个结论的基础上，通过实验探究导体的电阻与材料的关系。

选择a 、b 两种不同的金属丝做实验，关于这个实验的下列哪个说法是正确的A ．所选的a 、b 两种金属丝的长度必须是相同的 B ．所选的a 、b 两种金属丝的横截面积必须是相同的 C ．所选的a 、b 两种金属丝长度和横截面积都必须是相同的 D ．所选的a 、b 两种金属丝长度和横截面积都可以不做限制20．实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律。

如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实。

关于上述逆康普顿散射，下列说法中正确的是 A ．该过程不遵循能量守恒定律 B ．该过程不遵循动量守恒定律C ．散射光中存在波长变长的成分D ．散射光中存在频率变大的成分21．为测量一只电阻的阻值R x 。

先用多用电表的欧姆档粗测电阻R x 的阻值，第二步用伏安法测量电阻R x 的阻值。

⑴第一步中多用电表的旋钮位置及指针偏转情况如图1所示，其 电阻的测量值是R x ________Ω。

⑵第二步中用以下器材测量电阻R x 的阻值，并有两种实验电路 可供选择，如下图所示。

电源E （电动势6V ，内阻为0.5Ω）； 电压表V （0-3V ，内阻约为5k Ω）； 电流表A 1（20mA ，内阻约为30Ω）； 电流表A 2（100mA ，内阻约为6Ω）；滑动变阻器R 1（阻值0-1k Ω，额定电流0.2A ）； 滑动变阻器R 2（阻值0-10Ω，额定电流1A ）； 电键和导线若干。

按图2中____实验电路进行测量系统误差较小，其中 电流表应选用_____，滑动变阻器应选用_______。

⑶按照第⑵问所选择的电路，请你在图3中用笔画线作为导线，完成实验电路的连接。

⑷利用实验中记录的数据画出U-I 图线如图4所示，请在图中做出被测电阻的伏安曲线，并根据图线求出被测电阻Rx =_______Ω。

⑸在闭合电键前，滑动变阻器的滑动触头应移动到_____端（填“左”或“右”）；在实验过程中，在用手缓慢移动滑动触头时，眼睛应盯住________（填“电流表”或“电压表”），防止超过最大量程。

⑹本实验的系统误差主要是由____________造成的，偶然误差主要是由____________造成的。

2图422．大地震后的海啸会产生巨大的海浪，给地面上物体带来严重的破坏。

海浪对物体的作用力是随海浪推进的距离递减的。

在对海浪的破坏力进行研究时，有人建立了如下的模型：如图甲所示，在水平地面上静止放置一个质量为m=40kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力F作用下运动，推力F随位移x变化的图象如图乙所示。

已知物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，取重力加速度g=10m/s2。

求：⑴物体被海浪推动的运动过程中最大加速度a的大小；⑵海浪在这次冲击中对物体做的功W；⑶物体在水平面上运动的最大位移x的大小。

23．如图所示，AB、CD为两对平行金属板。

A、B两板间电压为U，C、D两板间电压为U/5。

一质量为m、电荷量为e的质子H11由静止开始，经AB加速后穿过CD发生偏转，打在荧光屏上。

已知C、D极板长为l，板间距离为l/2，荧光屏距C、D两板右端的距离为2l，荧光屏的中心点为O。

粒子重力均忽略不计。

求：⑴质子穿越CD过程的侧移y和质子打在荧光屏上的位置到O点的距离d；⑵质子达到荧光屏上时的动能E H；⑶如将题目中质子H11换成碳核C126，其他条件均不变，质子和碳核分别从静止出发，最后打在荧光屏上的动能E H和E C之比。

甲/m24．某小组同学在研究图1所示的电磁枪原理时，绘制了图2所示的简图（为俯视图），图中两平行金属导轨间距为L ，固定在水平面上，整个装置处在竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中，平行导轨左端电路如图所示，电源的电动势为E ，电容器的电容为C 。

一质量为m 、长度也为L 的金属导体棒垂直于轨道平放在导轨上，忽略摩擦阻力和导轨的电阻，假设平行金属导轨足够长。

⑴将开关S 接a ，电源对电容器充电。

a ．求电容器充电结束时所带的电荷量Q ；b ．请在图3中画出充电过程中电容器两极板间的电压u 随电容器所带电荷量q 变化的图像；借助u -q 图像求出稳定后电容器储存的能量E 0。

⑵电容器充电结束后，将开关接b ，电容器放电，导体棒由静止开始运动，不计放电电流引起的磁 场影响。

a ．已知自由电子的电荷量为e ，请你分析推导当导体棒获得最大速度之后，导体棒中某一自由电子所受的电场力与导体棒最大速度之间的关系式；b ．导体棒由静止到获得最大速度的过程中，由于存在能量损失ΔE 损，电容器释放的能量没有全部转化为导体棒的动能，求ΔE 损。

B×× × ××× × × × × 图3qOu图2图1参考答案13．C （β射线是原子核内中子转变为质子时放出的，核反应方程是：eH n 011110-+→） 14．D （从这一现象可以得到的结论是：少量电子的作用效果容易表现出粒子性，大量电子的作用效果容易表现出波动性，电子具有波粒二象性。

）15．C （泄露的原油的体积ρm V ==10m 3，单分子油膜的面积dV S ==1011m 2。

）16．B （原副线圈的电压不变，但V 2测量的只是R 的电压，会变化；滑动触头向下移动R 阻值减小，电流增大，因此A 1、A 2的示数都增大；输入功率P 1=U 1I 1，U 1不变，I 1增大，因此P 1增大；R 0消耗的电功率P=I 22R 0，增大。

）17．C （质点 a 的加速度最大；质点 b 的速度最大。

）18．D （由r T m r GMm 222⎪⎭⎫ ⎝⎛=π，为求中心星球的质量M ，需知道环绕星球的周期T 和轨道半径r 。

） 19．D （把电阻R 与长度l 、横截面积S 的关系式写成Sl k R =，其中k 是与l 和S 无关的比例系数；选择若干不同材料的导体，测出它们各自的长度、横截面积和电阻，分别计算出相应的比例系数k ；k 是仅与导体材料有关，表征材料性质的物理量。

）20．D （该过程仍然遵循能量守恒、动量守恒；有些光子能量增大，对应的频率增大。

） 21．⑴240Ω ⑵甲（被测电阻与电流表内阻较接近，视为小电阻，用外接法），A 1（电压表满偏时，对应的电流才12.5mA ，因此选用A 1），R 2（分压电路，滑动变阻器选阻值小的。

） ⑶见下图 ⑷215~223Ω ⑸左，电压表（只要电压表不超量程，电流表不会超量程。

） ⑹电压表的分流，电流表、电压表的读数有估读。

22．解：⑴对物体用牛顿第二定律F-μmg=ma 得a=20m/s 2⑵F-x 图线与横轴所围面积表示功W=4100021⨯⨯=2000J ⑶全过程对物体用动能定理W-μmgx=0 得x=10m23．解：⑴加速过程221mv Ue = 偏转过程221at y = lmUea 5.02.0= l=vt 得y=0.1l由几何关系55.05.2==l l y d得d=0.5l⑵全过程对电子用动能定理e U l y Ue E H 55/⋅+= 得E H =1.04Ue⑶设加速电压为U 1，偏转电压为U 2，板长为l ，板间距离为d ，粒子质量为m ，电荷量为q ，则dU l U v l dm q U y 12222421=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=相同 q q U dyq U E k ∝⋅+=21 得E H ∶E C =1∶624．解：⑴a ．电容器充电完毕时其电压等于电动势E 。

有：电容器所带的电荷量Q = CE ①b ．根据q u C=，画出u -q 图像如图所示，图线与横轴所围面积即为电容器储存的能量。

有：012E EQ = ②联立①②式可得：2012E CE = ③ （5分）⑵a ．方法一： 设金属导体棒获得最大速度v m 时，放电电流为零，此时电容器的电压U 与导体棒的感应电动势E 棒相等，即： U =E 棒= BLv m ④导体棒中恒定电场的场强为： E 场= U /L = Bv m导体棒中电子所受的电场力为 F = e E 场= eBv m方法二： 金属导体棒获得最大速度后做匀速直线运动，电路中无电流，运动的电子在磁场中受到向下的洛伦兹力，大小为： f =eBv m由于电子随导体棒做匀速直线运动，则电场力F 与洛伦兹力合力为零，即F -f =0 则： F = eBv mb ． 由（1）中结论可知，导体棒获得最大速度v m 时，电容器储存的能量为：2112E CU = ⑤导体棒由静止到获得最大速度的过程中，根据能量守恒定律有：20112m E E mv E =++∆损 ⑥设此过程电容器放电的电荷量为ΔQ ，则ΔQ = CE - CU ⑦ 方法一：设此过程中的平均电流为I ，时间为t ，根据动量定理有：-0m BLIt mv = ⑧其中It Q =∆ ⑨联立④⑤⑥⑦⑧⑨式可得： 222=2()mCE E m CL B ∆+损 方法二：设任意时刻电路中的电流为i ，取一段含此时刻的极短时间Δt ，设此段时间内速度的改变量为Δv ，根据动量定理有：BLi t m v ∑∆=∑∆ ⑧而i t Q ∑∆=∆ ⑨ m 0m v mv ∑∆=- ⑩联立④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式可得： 222=2()mCE E m CL B ∆+损 （7分）***三个关键： ①能量关系：损E mv CU CE ∆+=-222212121 ②动量关系：I A =BLq= mv 即 BLC (E-U )=mv ③稳定后 U=BLv可得()m C L B BLCE v +=22，()mC L B CEL B U +=2222，带入能量关系，得222=2()mCE E m CL B ∆+损。