北京市房山区房山中学高三物理 寒假作业综合练习(7)

1．下列说法中正确的是 （ ）
A ．光的干涉和衍射现象说明光具有粒子性
B ．电磁波和机械波都只能在介质中传播
C ．光的偏振现象说明光是纵波
D ．电子束通过铝箔能发生衍射现象，说明电子具有波动性
2．下列说法中正确的是 （ ）
A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B ．原子核232
90Th 经过6次 α 衰变和4次 β 衰变后成为原子核20882Pb
C ．用升温、加压或发生化学反应的方法可以改变放射性元素的半衰期
D ．以m D 、m p 、m n 分别表示氘核、质子、中子的质量，则m D =m p +m n
3．如图所示，a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点，b 为ac 中点。

a 、c 两点的电势分别为φa =4V 、φc =2V 。

下列说法中正确的是（ ） A ．该电场中b 点的电势一定为3 V
B ．a 点的电场强度一定大于b 点的电场强度
C ．若正电荷在这个电场中只受电场力作用，且它运动过程中经过a 点，它就一定会沿电场线运动到c 点
D ．正电荷从a 点运动到c 点，电势能一定减小
4．如图所示，一轻质弹簧其上端固定在升降机的天花板上，下端挂一小球，在升降机匀速竖直下降过程中，小球相对于升降机静止。

若升降机突然停止运动，设空气阻力可忽略不计，弹簧始终在弹性限度内，且小球不会与升降机的内壁接触，则以地面为参照系，小球在继续下降的过程中 （ ）
A ．速度逐渐减小，加速度逐渐减小
B ．速度逐渐增大，加速度逐渐减小
C ．速度逐渐减小，加速度逐渐增大
D ．速度逐渐增大，加速度逐渐增大
5.设想某登月飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动，测得其运动周期为
T 。

飞船在月球上着陆后，航天员用测力计测得质量为 m 的物体所受重力为 P ，已知引力常量为 G 。

根据上述已知条件，可以估算的物理量有 （ ）
A ．月球的质量
B ．飞船的质量
C ．月球到地球的距离
D ．月球的自转周期
6．如图所示，在原点O 处的质点（波源）做简谐运动，产生沿 x 轴正方向传播的简谐波，波速 v ＝400m/s 。

为了接收这列波，在 x ＝400m 处设有一接收器（图中未标出）。

已知 t ＝0 时，波源的振动刚好传播到 x ＝40m 处，则下列说法中正确的是 （ ） A. 波源振动的周期为 20s
B. x ＝40m 处的质点在 t ＝0.5s 时位移最大
C. 接收器在 t ＝1.0s 时才能接收到此波
D. 若波源向 x 轴负方向移动，则在其移动过程中接收器接收到的波的频率将小于20Hz
7．法拉第发现了电磁感应现象之后，又发明了世界上第一 a 图 b c φa =4V φc =2V
图3 升降机 B A
G
图8 y/cm O x/m 10 20 v
台发电机──法拉第圆盘发电机，揭开了人类将机械能转化为电能并进行应用的序幕。

法拉第圆盘发电机的原理如图所示，将一个圆形金属盘放置在电磁铁的两个磁极之间，并使盘面与磁感线垂直，盘的边缘附近和中心分别装有与金属盘接触良好的电刷A 、B ，两电刷与灵敏电流计相连。

当金属盘绕中心轴按图示方向转动时，则（ ）
A ．电刷A 的电势高于电刷
B 的电势
B ．若仅减小电刷A 、B 之间的距离，灵敏电流计的示数将变大
C ．若仅提高金属盘转速，灵敏电流计的示数将变大
D ．若仅将滑动变阻器滑动头向左滑，灵敏电流计的示数将变大
8．某学习小组要研究影响弹簧劲度系数的因素，他们猜想弹簧的劲度系数k 可能与制成弹簧的钢丝的半径r 、弹簧圈的半径R 和弹簧的圈数n 有关。

为此他们选择了同种材料制成的不同粗细的钢丝，分别绕成了弹簧圈半径不同的弹簧。

再利用薄铁片做为卡片和指示弹簧被拉伸后所到位置的指针，用这个卡片选择对弹簧的不同位置施力，实现对同一个弹簧使用圈数的改变（如图甲所示），从而可得到圈数不同的弹簧。

他们分别研究了k 与r 、k 与R 和k 与n 的关系（在研究k 与弹簧的一个参量的关系时，另外两参量保持不变），并根据测得的数据，分别画出了k-r 、k-R 和k-n 图象如图乙、丙、丁所示。

关于上面实验所采用的科学方法，以及k 与r 、R 和n 的关系，下列说法中可能正确的是 （ D ）
A ．等效替代法，k ∝
3Rn r B ．控制变量法，k ∝n
R r 3 C ．等效替代法，k ∝34Rn r D ．控制变量法，k ∝n R r 34
9．（1）某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）。

实
验的主要过程如下：
a ．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy ，在
白纸上画一条线段 AO 表示入射光线。

b ．把半圆形玻璃砖M 放在白纸上，使其底边aa ′与Ox 轴重合。

c ．用一束平行于纸面的激光从y >0区域沿y 轴负方向射向玻璃砖，
并沿x 轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍
沿y 轴负方向传播。

d ．在AO 线段上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2。

e ．在坐标系的y <0的区域内竖直地插上大头针P 3，并使得从P 3一侧向玻璃砖方向看去，P 3能同时挡住观察P 1和P 2的视线。

f ．移开玻璃砖，作OP 3连线，用圆规以O 点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），
此圆与
AO 线交点为
B ，与OP 3连线的交点为
C 。

确定出B 点到x 轴、y 轴的距离分别为甲
图
乙 丙 丁
x 1、y 1、，C 点到x 轴、y 轴的距离分别为x 2、y 2。

①根据上述所确定出的B 、C 两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为n = 。

②若实验中该同学在y ＜0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P 1、P 2，其原因可能是： 。

（2）在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的主要操作步骤如下：
a ．取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在O 点；
b ．在小球静止悬挂时测量出O 点到小球球心的距离l ；
c ．拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约为5°），然后由静止释放小球；
d ．用秒表记录小球完成n 次全振动所用的时间t 。

①用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为g = ；
②若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是 。

（选填下列选项前的序号）
A. 测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长
B. 摆线上端未牢固地固定于O 点，振动中出现松动，使摆线越摆越长
C. 测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间t 记为了n 次全振动的时间，并由计算式T=t/n 求得周期
D. 摆球的质量过大
③在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后，为了减小实验误差，他决定用图象法处理数据，并通
过改变摆长，测得了多组摆长l 和对应的周期T ，并
用这些数据作出T 2-l 图象如图甲所示。

若图线的斜率
为k ，则重力加速度的测量值g = 。

④这位同学查阅资料得知，单摆在最大摆角θ较大时周期公式可近似表述为
)2
sin 411(22θπ+=g l T 。

为了用图象法验证单摆周期T 和最大摆角θ的关系，他测出摆长为l 的同一单摆在不同最大摆角θ时的周期T ，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线。

根据周期公式可知，图乙中的纵轴表示的是 ，图线延长后与横轴交点的横坐标为 。

10．（16分）如图所示，在竖直面内有一个光滑弧形轨道，其末端水平，且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切，并平滑连接。

A 、B 两滑块（可视为质点）用轻细绳拴接在一起，在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧。

两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下，当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开，弹簧迅速将两滑块弹开，其中前面的滑块A 沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点。

已知圆形轨道的半径R=0.50m ，滑块A 的质量m A =0.16kg ，滑块B 的质量m B =0.04kg ，两滑块开始下
滑时距圆形轨道底端的高度h=0.80m ，重力加速度g 取10m/s 2，空气阻力可忽略不计。

求：
（1）A 、B 两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小；
（2）滑块A 被弹簧弹开时的速度大小；
（3）弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能。

图
甲
乙
11．（18分）某学习小组到大学的近代物理实验室参观，实验室的老师给他们提供了一张经过放射线照射的底片，底片上面记录了在同一直线上的三个曝光的痕迹，如图所
示。

老师告诉他们，实验时底片水平放置，第2号痕迹位置的正下方为储有放射源
的铅盒的开口，放射源可放射出α、β、γ三种射线。

然后又提供了α、β、γ三种射线的一些信息如下表。

已知铅盒上的开口很小，故射线离开铅盒时的初速度方向均可视为竖直向上，射线中的粒子所受重力、空气阻力及它们之间的相互作用力均可忽略不计，不考虑粒子高速运动时的相对论效应。

原子质量单位1u=1.66×10-27kg ，元电荷e =1.6×10-19C ，光速c=3.0×108m/s 。

（1）学习过程中老师告诉同学们，可以利用三种射线在电场或磁场中的偏转情况对它们加以辨别。

如果在铅盒与底片之间加有磁感应强度B=0.70T 的水平匀强磁场，请你计算一下放射源射出α射线在此磁场中形成的圆弧轨迹的半径为多大？ （保留2位有效数字）
（2）老师对如图所示的“三个曝光的痕迹”解释说，底片上三个曝光的痕迹是铅盒与底
片处在同一平行于三个痕迹连线的水平匀强电场中所形成的。

①试分析说明，第2号痕迹是什么射线照射形成的；
②请说明α粒子从铅盒中出来后做怎样的运动；并通过计算说明第几号曝光痕迹是由α射线照射形成的。

12．（20分）如图甲所示，表面绝缘、倾角θ=30︒
的斜面固定在水平地面上，斜面的顶端固定有弹性挡板，挡板垂直于斜面，并与斜面底边平行。

斜面所在空间有一宽度D =0.40m 的匀强磁场区域，其边界与斜面底边平行，磁场方向垂直斜面向上，磁场上边界到挡板的距离s =0.55m 。

一个质量m =0.10kg 、总电阻R =0.25Ω的单匝矩形闭合金属框abcd ，放在斜面的底端，其中ab 边与斜面底边重合，ab 边长L=0.50m 。

从t=0时刻开始，线框在垂直cd 边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下，从静止开始运动，当线框的ab 边离开磁场区域时撤去拉力，线框继续向上运动，并与挡板发生碰撞，碰撞过程的时间可忽略不计，且没有机械能损失。

线框向上运动过程中速度与时间的关系如图乙所示。

已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面，且保持ab 边与斜面底边平行，线框与斜面之间的动摩擦因
数μ=3/3，重力加速度g 取10 m/s 2。

（1）求线框受到的拉力F 的大小；
（2）求匀强磁场的磁感应强度B 的大小；
（3）已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v 随位移x 的变化规律满足v ＝v 0-x mR L B 2
2（式中v 0为线框向下运动ab 边刚进入磁场时的速度大小，x 为线框ab 边进入磁场后对磁场上边界的位移大小），求线框在斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q 。

图
乙 甲
练习7答案
9．（1）①y2/y1…………（3分）；
②沿P1 P2方向的入射光线在玻璃砖底边的界面上发生了全反射。

…………（3分）
（2）①
22
2 4 t
l n
g
π
=②C；③
k
2
4π
④sin22
θ
10．（1）v0=4.0m/s（2）v A=5.0m/s（3）E p=0.40J
11．（1）r=0.89m（2）第2号痕迹是γ射线照射形成的。

②匀变速曲线运动。

12．（1）F=1.5N （2）B=0.50T （3）Q= Q1+ Q2=0.45 J。