1.1930年，科學家發(fā)現(xiàn)用從釙發(fā)出的α射線轟擊鈹 49Be時，會產(chǎn)生一種不帶電、穿透能力很強的未知射線。如圖所示，這種射線能從富含氫原子的石蠟中轟擊出質(zhì)子。不考慮質(zhì)子間相互作用及相對論效應(yīng)，實驗環(huán)境可視為真空。
(1)發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是 49Be+24He→________。
(2)如圖所示，若使石蠟中打出的質(zhì)子通過障板ab上的小孔進入一磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場區(qū)域。質(zhì)子在磁場中偏轉(zhuǎn)后落回障板。
(1)質(zhì)子的落點將( )
A.僅散布于a間B.僅散布于b間C.在ab間均有分布
(2)已知質(zhì)子的質(zhì)量為mp，電量為e，測得質(zhì)子落點與小孔之間在沿圖中ab方向上的最大距離為D。則質(zhì)子進入磁場時的最大速度大小v=________。
(3)對質(zhì)量為mp、動能為E的質(zhì)子，其德布羅意波長(遠小于孔徑)可表示為( )
A.h 2mpEB. 2mpEh C.h 2mpE
(3)若使質(zhì)子沿水平方向進入長度為L、場強為E的豎直勻強電場區(qū)域。標記為①、②的兩質(zhì)子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)軌跡如圖所示。忽略電場的邊緣效應(yīng)。
(1)兩質(zhì)子進入電場時初速度較大的是________；穿過電場過程中電勢能變化較大的是________(均選填“①”或“②”)。
(2)兩質(zhì)子離開電場時的末速度大小能否相等___。
(4)為檢驗從俄中打出的未知射線是否可能由盧瑟福所預(yù)言的中子組成，查德威克假設(shè)未知射線中的中性粒子x以最大速度vx，與石蠟中一初速度可忽略不計氫原子核p發(fā)生碰撞。碰撞前后系統(tǒng)動量和動能都不變，當碰撞后p的速度與vx同向時，p可獲得大小為vp=3.3×107m/s的最大速度。查德威克又用中性粒子x轟擊氮 714N核，可使其獲得大小為vN=4.6×106m/s的最大速度。求未知中性粒子x的質(zhì)量mx與質(zhì)子質(zhì)量mp之比(保留2位有效數(shù)字)。
二、實驗題：本大題共1小題，共9分。
2.某同學使用如圖裝置驗證機械能守恒定律。當?shù)刂亓铀俣却笮間。
(1)測量擋光片寬度宜選用( )
A. 厘米刻度尺B. 游標卡尺C. 螺旋測微器
(2)用水平推力從最低點緩慢推高擺錘的過程中，推力 F與輕質(zhì)連桿對擺錘的拉力 T的變化情況為( )
A. F增大，T減小B. F、T都增大C. F減小，T增大D. F、T都減小
(3)將擺錘從圖示位置靜止釋放，讀取并記錄各擋光片的對應(yīng)高度h和擺錘經(jīng)過各擋光片的擋光時間t，測得各擋光片的寬度均為d。利用實驗數(shù)據(jù)，以h為橫坐標，以________為縱坐標繪制圖線，當圖線為斜率大小近似為g的傾斜直線時，可認為擺錘下擺過程中機械能守恒。
(4)擺錘以大小為v的速度經(jīng)過最低點后，在制動裝置作用下靜止于連桿與豎直方向夾角為θ位置。已知擺錘質(zhì)量為m、擺長為L，求剎停過程中制動裝置對擺錘做功W。
三、綜合題：本大題共4小題，共48分。
3.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)過一系列變化后回到初始狀態(tài)，其狀態(tài)變化過程如圖所示。
(1)理想氣體作為一種理想化的物理模型，完全忽略了( )
A. 分子勢能B. 分子體積C. 分子動能D. 分子間作用力
(2)理想氣體在A、B兩狀態(tài)下的熱力學溫度分別為TA、TB，由圖可知TA:TB=________。
(3)右表中給出了理想氣體在各段變化過程中部分物理量的變化情況，其中Q為氣體從外界吸收的熱量、W為外界對氣體做的功、ΔU為氣體的內(nèi)能變化量。試完成該表。
4.機械振動與電磁振蕩、機械波與電磁波往往表現(xiàn)出相似的規(guī)律。
(1)一列向右傳播的水波在某時刻的剖面如圖，圖中標記各點中此時具有豎直向上的最大速度的是( )
(2)某同學設(shè)計了一種不使用秒表的測重力加速度方案。使一擺長為L的單擺與一彈簧勁度系數(shù)為k、振子質(zhì)量為m的水平彈簧振子一起做簡諧振動，數(shù)得單擺振動p次時振子恰振動q次。
(1)當?shù)刂亓铀俣戎悼杀硎緸間=________。
(2)為使測量準確，振動次數(shù)p、q宜取( )
A.幾次B.十幾次C.幾十次 D.幾百次
(3)將電感器、電容器與電池、單刀雙擲開關(guān)、電流傳感器按如圖(a)所示電路連接，先把開關(guān)置于1，電容器充電完畢后將開關(guān)置于2組成振蕩回路，電流傳感器記錄的電流變化如圖(b)所示。
(1)若電容器的電容為C，電池電動勢為E，則發(fā)生電磁震蕩的前四分之一周期內(nèi)，電流圖線與橫軸所圍成的圖形面積大小應(yīng)為________。
(2)該振蕩回路所輻射出的電磁波在真空中的波長約為________m(保留1位有效數(shù)字)，屬于電磁波譜中的________。
(3)若上述過程發(fā)生在以0.9倍光速沿地面水平運動的車廂內(nèi)。車廂中的觀察者與地面上的靜止觀察者觀測到該振蕩回路中電磁震蕩的周期分別為T1和T2、發(fā)出的電磁波的傳播速度大小分別為v1和v2，則有( )
A.T1=T2,v1=v2B.T1=T2,v1≠v2
C.T1≠T2,v1=v2D.T1≠T2,v1≠v2
(4)從某震蕩回路發(fā)出的一束電磁波在大氣中的傳播路徑如圖所示。與在底層大氣中的傳播相比，該電磁波在上層大氣中( )
A.折射率更大、波速更大
B.折射率更小、波速更大
C.折射率更大、波速更小
D.折射率更小、波速更小
5.隨著技術(shù)的發(fā)展，人類望向星空的視角已經(jīng)從地面來到了太空。
(1)某太空望遠鏡拍攝的星空照片中呈現(xiàn)如圖所示的星芒。則該望遠鏡成像光路上的障礙物分布情況可能為(白色表示透光、黑色表示障礙物)( )
A. B. C. D. E.
(2)我們接收到的恒星星光的光譜多為吸收光譜，其形式為( )
A.
B.
C.
(3)由于光電效應(yīng)，太空望遠鏡很容易在太陽輻射下帶________(填寫電荷種類)。望遠鏡表層與無窮遠處的電勢差在增大為U后將保持不變，已知太陽輻射中頻率大于ν的電磁波的影響均可忽略，普朗克常數(shù)為h，元電荷為e，望遠鏡表層材料發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0，則U=________。
(4)如圖為一質(zhì)量為m的太空望遠鏡的引力勢能Ep與可能的軌道半徑r之間的關(guān)系圖線。試在圖中分別畫出該望遠鏡繞地球勻速圓周運動的動能Ek和機械能E隨r變化的關(guān)系圖線。(取無窮遠處引力勢能為零，僅考慮地球引力作用)
6.在某些需要帶電工作的情況下測量交變電流時，電工需要使用如圖(a)所示的鉗形電表，圖(b)為其結(jié)構(gòu)簡圖。測量時，使通有待測電流ix的導線AB穿過電表的鉗形鐵芯，鐵芯上繞有匝數(shù)為n的線圈并接入表內(nèi)測量電路。
(1)待測電流ix與線圈中感應(yīng)電流ig的大小關(guān)系是( )
A. ix>igB. ix1)
所以 ix>ig
故選A。
2.
當感應(yīng)電流 ig 的方向如圖(b)所示時，根據(jù)安培定則判斷知感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向順著鐵芯至下而上通過導線AB線圈，根據(jù)楞次定律可知通過導線AB電流產(chǎn)生的磁場方向可能是順著鐵芯自上而下增大或者自下而上減小，根據(jù)安培定則可判斷知對應(yīng)通過AB的電流方向為由A向B增大的電流或由B向A減小的電流，即沿正方向增大的電流或沿負方向減小的電流。
故選AD。
3.
由題意，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得此時鐵芯中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為 E=Ir+R=0.4×500+100V=240V
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有 E=NΔΦΔt ，可得此時鐵芯中的磁通量變化率大小 ΔΦΔt=EN=2401000V=0.24V
4.
由圖可知 AB 中的電流 ix 隨時間 t 按正弦規(guī)律變化，則電流有效值為 i=Im 2=i0 2
可得導線 AB 段在圖示時間內(nèi)所消耗的平均熱功率為 Pr=i2r=i02r2
5.
由題意，若家庭電路中有漏電故障(電器中有電流直接流入地線)，則電路中有電流經(jīng)過通過鉗形電表鐵芯上的線圈流向大地，使得穿過鐵芯中磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而鉗形電表的電流示數(shù)不為零；若不漏電，則電流通過鉗形電表鐵芯上的線圈流經(jīng)家庭電路后，又經(jīng)過鐵芯的零線流回，即相當于繞在鐵芯上的導線為雙線繞法，電流產(chǎn)生的磁場相互抵消，使得穿過鐵芯的磁通量為零，磁通量的變化率為零，無感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，所以電表示數(shù)為零。
故選B。
過程
Q/J
W/J
ΔU/J
A→B
0
4.2
B→C
?8.5
C→A
過程
Q/J
W/J
ΔU/J
A→B
0
4.2
4.2
B→C
?8.5
0
?8.5
C→A
5.8
?1.5
4.3
過程
Q/J
W/J
ΔU/J
A→B
0
4.2
4.2
B→C
?8.5
0
?8.5
C→A
5.8
?1.5
4.3

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