加试30分题型强化练(四)
二、选择题Ⅱ
14.加试题 下列关于近代物理的说法正确的是( )
A．α粒子的穿透能力比β粒子的穿透能力强，故α粒子容易使金属发生光电效应 B．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能
C．光是一种概率波，因此光子通过狭缝到达的位置可以由波动规律来描述 1
D．半衰期对某个原子核而言，是指在一个半衰期内，其衰变的概率为 2
15.加试题 (2018·嘉兴市期末)如图1所示，一列简谐波在x轴上传播，实线和虚线分别表示前后间隔1 s的两个时刻的波形图，则这列简谐波的波速可能是( )
图1
A．0.60 m/s C．1.05 m/s
B．0.75 m/s D．1.15 m/s
16.加试题 如图2所示，图中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1，电容器与灯泡并联接在副线圈上，已知发电机线圈面积为
22
m，共800匝，发电20
2
机线圈的电阻不计，线圈在B＝ T的有界匀强磁场中绕其垂直于磁场的对称轴OO′以转速
π
n＝600 r/min匀速转动(OO′为磁场的边界)，在合上开关S后灯泡正常工作，其阻值为100 Ω，
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则下列说法正确的是(电流表为理想电表)( )
图2
A．电容器的耐压值至少为802 V B．电流表的示数为0.82 A C．灯泡的额定功率为64 W
D．若减小发电机线圈的转速，则灯泡的实际功率将减小 三、非选择题
21.加试题 (1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，某同学按如图3所示的实验装置进行实验．甲、乙两图是从不同角度对同一实验装置拍摄所得，甲图为摆球静止在平衡位置的情形，乙图为摆球在纸面内振动过程中某一时刻的情形．根据图示，请指出该同学实验过程中2个不正确之处：
①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.
图3
(2)在“验证动量守恒定律”的实验中，如图4所示的气垫导轨上放置着带有遮光板的滑块A、
B，测得的质量分别为m1和m2，遮光板的宽度相同．实验中，用细线将两个滑块拉近使弹簧
压缩，然后烧断细线，弹簧恢复原长，两个滑块弹开，测得它们通过光电门的速度分别为v1、
v2，用测量的物理量表示动量守恒应满足的关系式__________；本实验选用气垫导轨的根本
目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.
图4
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22.加试题 两足够长且不计电阻的光滑金属轨道，如图5甲所示放置，间距为d＝1 m，在左端弧形轨道部分高h＝1.25 m处放置一金属杆a，弧形轨道末端与平直轨道相切，在平直轨道右端放置另一金属杆b，杆a、b电阻Ra＝2 Ω、Rb＝5 Ω，在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B＝2 T．现杆b以初速度v0＝5 m/s开始向左滑动，同时由静止释放杆a，杆a由静止滑到水平轨道的过程中，通过杆b的平均电流为0.3 A；从a下滑到水平轨道时开始计时，a、b杆运动的速度－时间图象如图乙所示(以a运动方向为正)，其中ma＝2 kg，mb＝1 kg，g＝10 m/s，a、b杆与轨道始终接触良好且垂直于轨道，求：
2
图5
(1)杆a在弧形轨道上运动的时间；
(2)杆a在水平轨道上运动过程中通过其横截面的电荷量； (3)在整个运动过程中杆b产生的焦耳热．
23.加试题 如图6所示，在两个水平平行金属极板间存在着竖直向下的匀强电场和垂直于纸
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面向里的匀强磁场，电场强度和磁感应强度的大小分别为E＝2×10 N/C和B1＝0.1 T，极板的长度l＝
3
m，间距足够大．在板的右侧还存在着另一圆形区域的匀强磁场，磁场的方向为垂3
3
m．有3
6
直于纸面向外，圆形区域的圆心O位于平行金属极板的中线上，圆形区域的半径R＝
一带正电的粒子以某速度沿极板的中线水平向右飞入极板后恰好做匀速直线运动，然后进入圆形磁场区域，飞出圆形磁场区域后速度方向偏转了60°，不计粒子的重力，粒子的比荷＝2×10 C/kg.
8
qm
图6
(1)求粒子沿极板的中线飞入的初速度大小v0； (2)求圆形区域磁场的磁感应强度B2的大小；
(3)在其他条件都不变的情况下，将极板间的磁场B1撤去，为使粒子飞出极板后不能进入圆形区域的磁场，求圆形区域的圆心O离极板右边缘的水平距离d应满足的条件．
答案精析
14．BCD [α粒子的穿透能力比β粒子的穿透能力弱，故A错误；核裂变释放的能量来源于裂变过程中的质量亏损，故B正确；根据对光的波动性的解释可知，光波是一种概率波，光的波粒二象性中的“波”，是指光子在空间各点出现的可能机会(概率)，可用波动规律来描述，故C正确；放射性元素的半衰期对某个原子核而言，是指在一个半衰期内，其衰变的
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1
概率为，即：对于一个特定的可发生衰变的原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道
2它将何时发生衰变，故D正确．] 15．BC
16．ACD [转速n＝600 r/min＝10 r/s，线圈转动的角速度ω＝2πn＝20π rad/s，线圈匀速转动产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω＝800×
212
×××20π V＝8002 V，原线π220
8002
圈两端电压的有效值U1＝ V＝800 V，根据原、副线圈两端电压与匝数成正比，得U2
2＝80 V，电容器的最小耐压值为副线圈两端电压的最大值802 V，故A正确；电流表的示
22
U280U 802
数为有效值，I＝＝ A＝0.8 A，故B错误；灯泡的额定功率P＝＝ W＝64 W，故
R100R100
C正确；减小发电机线圈的转速，线圈转动产生的感应电动势变小，变压器原线圈输入电压
U2
减小，输出电压减小，根据P＝，灯泡的实际功率减小，故D正确．]
R21．(1)悬点未固定 摆角过大 摆球体积过大(写出2点即可) (2)m1v1－m2v2＝0 使物体不受摩擦力作用，系统所受合外力为零
解析 (2)由动量守恒定律可知，需要满足的关系式为：m1v1－m2v2＝0，用气垫导轨做实验，滑块在气流的作用下悬浮在轨道上，可以认为滑块不受摩擦力，使系统所受合外力为零，满足动量守恒的条件．
7115
22．(1)5 s (2) C (3) J
36解析 (1)对b杆运用动量定理，有：
BdIΔt＝mb(v0－vb0)，其中vb0＝2 m/s，代入数据解得：Δt＝5 s
(2)对杆a下滑的过程中，由机械能守恒定律得：
magh＝mav 2a，解得va＝2gh＝5 m/s
设最后两杆共同的速度为v′，由动量守恒定律得
1
2
mava－mbvb0＝(ma＋mb)v′
8
代入数据得v′＝ m/s
3
杆a动量变化量的大小等于它所受安培力的冲量大小，由动量定理可得I安＝BIdΔt′＝mava－mav′， 而q＝IΔt′
7
联立并代入数据得q＝ C 3推荐学习K12资料
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(3)由能量守恒得，a、b杆组成的系统产生的焦耳热为
2
Q＝magh＋mbv 20－(mb＋ma)v′＝
1
212161 J 6
Rb115
b杆产生的焦耳热为Q′＝ Q＝ J.
Ra＋Rb6
23．(1) 2×10 m/s (2) 0.1 T (3) d≥
7
3
m 2
7
解析 (1)粒子在极板间做匀速直线运动，则：qv0B1＝qE，代入数据解得：v0＝2×10 m/s (2)设粒子在圆形区域磁场中做圆周运动的半径为r，
v 20
则qv0B2＝m，
r粒子速度方向偏转了60°，则r＝，
tan 30°代入数据解得：B2＝0.1 T
(3)撤去磁场B1后，粒子在极板间做类平抛运动，设在板间运动时间为t，运动的加速度为a，飞出电场时竖直方向的速度为vy，速度的偏转角为θ，则
RvyqE＝ma，l＝v0t，vy＝at，tan θ＝，
v0
联立解得tan θ＝
3
，即θ＝30°. 3
设粒子飞出电场后速度恰好与圆形区域的边界相切时，圆心O离极板右边缘的水平距离为d1，如图所示，则
d1＝－，
sin θ2
3 m. 2
Rl代入数据解得：d1＝所以d≥
3
m. 2
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