(浙江专用)备战2020高考物理一轮复习 第三部分 加试30分题型强化练(二)

加试30分题型强化练(二)
二、选择题Ⅱ
14.加试题下列说法正确的是( )
A．光电效应表明光具有能量，且具有波粒二象性
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大
C．210 83Bi的半衰期是5天，12 g 210 83Bi经过15天后衰变了1.5 g
D．α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
15.加试题如图1所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波动图象．若t ＝0.2 s时C点开始振动，则( )
图1
A．t＝0时刻质点A运动方向沿y轴正方向
B．t＝0.2 s时刻质点B的速度最大
C．质点C开始运动的方向沿y轴正方向
D．在0到0.4 s内质点C通过的路程为2 m
16.加试题(2018·湖州衢州丽水高三期末)如图2所示，机器人比赛要求按规定直线行走，某兴趣小组在机器人行走直线两侧适当距离对称放置两个信号发射源，设想用波的干涉原理来引导机器人走规定直线，下列说法正确的是( )
图2
A．两个发射源应发射频率相同的信号
B．两个发射源应发射强度相同的信号
C．机器人走在规定直线上接受到的信号是强弱交替变化的
D．机器人走在规定直线上接受到的信号不是强弱交替变化的
三、非选择题
21.加试题(2018·浙江4月选考·21)(1)细丝和单缝有相似的衍射图样．在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝Ⅰ和细丝Ⅱ，在光屏上形成的衍射图样如图
3中a和b所示．已知细丝Ⅰ的直径为0.605 mm，现用螺旋测微器测量细丝Ⅱ的直径，如图4所示，细丝Ⅱ的直径为________ mm.图3中的________(填“a”或“b”)是细丝Ⅱ的衍射图样．
图3
图4
(2)小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面镜做类似实验．单缝和平面镜的放置如图5所示，白炽灯发出的光经滤光片成为波长为λ的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹．小明测得单缝与镜面延长线的距离为h、与光屏的距离为D，则条纹间距Δx＝________.随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上________(填“能”或“不能”)观察到干涉条纹．
图5
22.加试题(2018·温州市“十五校联合体”期中)如图6所示O处为一离子源，不断逸出比
荷q
m
＝1×108 C/kg的正离子，逸出的离子速度在0～1×106 m/s之间，方向均水平向右，离
子源右侧(图中虚线右侧)存在大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场(图中未画出)．在距O 点L＝0.05 m处有一荧光屏MM′，M与O等高，荧光屏足够长，M端固定在铰链上，荧光屏可绕M点左右转动．
图6
(1)当MM′处于竖直位置时，欲使所有离子均不能打在荧光屏MM′上，求磁感应强度B的取值范围；
(2)若已知B＝0.2 T，当MM′转到图中虚线位置时(虚线位置与竖直位置的夹角为45°)，求荧光屏上发光的最大长度是多少？
23.加试题(2018·温州新力量联盟期中)如图7所示，NQ和MP是两条平行且倾角θ＝30°的光滑金属轨道，在两条轨道下面，在PQ处接着QT和PS两条平行光滑的金属轨道，轨道足够长，所有轨道电阻忽略不计．金属棒ab、cd放在轨道上，始终与轨道垂直且接触良好．金属棒ab、cd的质量均为m，长度均为L.且金属棒的长度恰好等于轨道的间距，它们与轨道构成闭合回路，金属棒ab的电阻为2R，cd的电阻为R.磁场方向均垂直于导轨向上(不考虑PQ 交界处的边界效应，可认为磁场在PQ处立即变为竖直向上，且磁场范围足够大)，磁感应强度大小均为B.若先保持金属棒cd不动，ab在沿导轨向下的力F作用下，开始以加速度a沿倾斜轨道向下做匀加速直线运动．经过t0时间，ab棒恰好到PQ位置，此时撤去力F，同时释放cd金属棒，求：
图7
(1)ab棒匀加速过程中，外力F随时间t变化的函数关系；
(2)两金属棒撤去F后的运动过程中，直到最后达到稳定，金属棒cd产生的热量Q；
(3)两金属棒撤去F后的运动过程中，直到最后达到稳定，通过金属棒cd横截面的电荷量q.
答案精析
14．BD [光电效应现象只说明光具有粒子性，故A 错误．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子从高轨道跃迁到低轨道，电子与原子核之间的距离变小，库仑力做正功，氢原子的电势能减小，电子与原子核之间的距离变小，由库仑力提供向心力可得，核外电子的运动速度增大，故B 正确.210 83Bi 半衰期是5天，12 g 210 83Bi 经过15天后，衰变后
剩余质量为m ＝m 0(12)t τ＝12×(12)155
＝1.5 g ，则衰变了10.5 g ，还剩下1.5 g 没有衰变，故C 错误．卢瑟福依据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，故D 正确．]
15．AD [根据波沿x 轴正方向传播知t ＝0时刻质点A 沿y 轴正方向运动，x ＝4 m 处的质点沿y 轴负方向运动，则振动传到C 点后，C 点开始运动的方向沿y 轴负方向，故A 项正确，C
项错误；v ＝Δx Δt ＝20.2 m/s ＝10 m/s ，由题图知λ＝4 m ，则T ＝λv ＝410
s ＝0.4 s ，t ＝0.2 s 时，质点B 在波峰，速度最小，B 项错误；0到0.4 s 内，前0.2 s 质点C 不动，后0.2 s 质点C 振动半个周期，通过的路程为2 m ，故D 项正确．]
16．AD
21．(1)0.999(0.996～1.000) a (2)D λ2h
不能 解析 (1)因为螺旋测微器主尺的半格为0.5 mm ，完整一格为1 mm ，螺旋转轮上面一格0.01 mm ，再估读一位，由题图可知，直径为0.999 mm ；衍射单缝越小，衍射越明显，条纹间距越大；衍射单缝越大，衍射越不明显，条纹间距越小，题图a 的条纹间距小，对应的细线比较粗，题图b 的条纹间距大，对应的细线比较细，因为0.999>0.605，所以选a.
(2)本题中，单缝在平面镜中的镜像，与原来的单缝共同构成一组双缝(如图)，所以双缝间距为d ＝2h ，故Δx ＝D λ2h .
不能，因为不符合发生干涉的条件．
22．(1)B ＞0.2 T (2)2－220
m
解析 (1)当离子在磁场中运动的半径R ＜L ，所有离子均不能打在竖直位置的荧光屏上，取临界值：R ＝L
根据洛伦兹力提供向心力可得：qvB ＝m v 2R
得：B ＝mv qL ＝1×1061×108×0.05
T ＝0.2 T 即：当磁感应强度B ＞0.2 T 时，所有离子均不能打在荧光屏MM ′上
(2)当荧光屏MM ′向左转动，无论转到什么位置，总有一个离子与其相切，设切点为P ，如图所示，
根据几何关系可得：MP ＝L ＝0.05 m
根据几何关系可知，当荧光屏转至虚线位置时(与竖直位置成45°角)，速度最大的离子击中荧光屏的位置是所有离子能击中荧光屏距M 点最近的位置，设击中点为Q ，
根据几何关系可得：MQ ＝(2－1)R
根据qv m B ＝m v m 2R
解得：MQ ＝(2－1)L ＝2－120
m 所以荧光屏上发光的最大长度：
d max ＝MP －MQ ＝L －(2－1)L ＝
2－220
m. 23．见解析 解析 (1)棒ab 匀加速过程中，
F ＋mg sin θ－B BLv 3R
L ＝ma 得：F ＝B 2L 2at 03R
＋ma －mg sin θ (2)撤去外力时，金属棒ab 的速度v ＝at 0，
则ab 、cd 组成的系统动量守恒，最终稳定时，两棒速度相同
mv ＝2mv 1
得v 1＝12at 0
则两根导体棒产生的热量Q 等于动能损失，
则Q ＝12mv 2－12mv 1 2－12mv 1 2＝14ma 2t 0 2
由于ab 电阻为2R ，cd 电阻为R ，故其产生的热量之比为2∶1， 故cd 产生的热量Q 1＝13Q ＝112ma 2t 0 2
(3)对cd 应用动量定理：
BLq ＝mv 1＝12mat 0
故q ＝mat 0
2BL。