資源簡介

2024—2025學年度下學期2023級
5月月考物理試卷
考試時間：2025年5月16日
一、單選題：本大題共7小題，共28分。
1． 下列與α粒子相關(guān)的說法中正確的是（　　）
A．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度與光速相當，穿透能力很強
B．U（鈾238）核放出一個α粒子后就變?yōu)門h（釷234）核
C．高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應方程為He＋N―→O＋n
D．丹麥物理學家玻爾進行了α粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
2． 典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出x個中子；U＋n―→Ba＋Kr＋xn，鈾235質(zhì)量為m1，中子質(zhì)量為m2，鋇144質(zhì)量為m3，氪89質(zhì)量為m4，下列說法正確的是（　　）
A．該核反應類型屬于人工核轉(zhuǎn)變 B．該反應放出能量（m1－xm2－m3－m4）c2
C．x的值為3 D．該核反應比聚變反應對環(huán)境的污染較少
3． 如圖所示是氫原子的能級圖，一群氫原子處于量子數(shù)n＝7的激發(fā)態(tài)，這些氫原子能夠自發(fā)地躍遷到較低的能量狀態(tài)，并向外輻射多種頻率的光，用輻射出的光照射圖乙光電管的陰極K，已知陰極K的逸出功為5．06eV，則（　　）
A．波長最短的光是原子從n＝2激發(fā)態(tài)躍遷產(chǎn)生的
B．波長最長的光是原子從n＝7激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的
C．陰極K逸出光電子的最大初動能為8．26eV
D．陰極K逸出光電子的最大初動能與陰極K的逸出功相等
4．在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于衰變放射出某種粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓1和2的徑跡照片如圖所示，已知兩個相切圓半徑分別為r1、r2，則下列說法正確的是(　　)
A．原子核可能發(fā)生α衰變，也可能發(fā)生β衰變
B．徑跡2可能是衰變后新核的徑跡
C．若衰變方程是U→Th＋He，則衰變后新核和射出的粒子的動能之比為117∶2
D．若衰變方程是U→Th＋He，則r1∶r2＝1∶45
5．光電管是應用光電效應原理制成的光電轉(zhuǎn)換器件，在有聲電影、自動計數(shù)、自動報警等方面有著廣泛的應用。圖a是研究光電效應的實驗電路，圖b是用甲、乙、丙三束光分別照射光電管得到的I﹣U圖線，Uc1、Uc2表示遏止電壓，圖c是遏止電壓Uc與入射光的頻率ν間的關(guān)系圖像。下列說法中正確的是（　　）
A．發(fā)生光電效應時，將滑動變阻器滑片從C端往D端移動時，電流表示數(shù)一定增加
B．圖c中圖線的斜率表示普朗克常量h
C．丙光比甲光更容易發(fā)生明顯衍射
D．甲光照射時比丙光照射時產(chǎn)生的光電子的最大初動能小
6．如圖所示，一形狀為“”的單匝線圈CDF在勻強磁場中繞CF邊所在的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，已知，，。燈泡電阻為R，其余電阻不計，磁場磁感應強度為B，從圖示位置開始計時，下列說法正確的是（　　）
A． 線圈電動勢的瞬時值表達式為
B． 交流電流表示數(shù)為
C． 流過燈泡的電流方向每秒改變次
D． 線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，通過燈泡電荷量為
7．如圖，在平面直角坐標系xOy的第一象限內(nèi)，存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B。大量質(zhì)量為m、電荷量為q的相同粒子從y軸上的點以相同的速率在紙面內(nèi)沿不同方向先后射入磁場，設(shè)入射速度方向與y軸正方向的夾角為。當時，粒子垂直x軸離開磁場。不計粒子的重力。則（　　）
A． 粒子一定帶負電
B． 粒子入射速率為
C． 當時，粒子也垂直x軸離開磁場
D． 粒子離開磁場的位置到O點的最大距離為
二、多選題：本大題共3小題，共12分。
8．兩波源的平衡位置分別位于和處，它們在同一均勻介質(zhì)中沿y軸方向振動形成的簡諧橫波沿x軸相向傳播，由向右傳播的波振幅為3cm，由向左傳播的波振幅為2cm。時，兩波源同時開始振動，時兩列波的圖像如圖所示，下列說法正確的是（　　）
A． 圖中質(zhì)點P正沿x軸正方向運動 B． 兩波源的起振方向均沿y軸正方向
C． 兩列波的波速均為 D． 處質(zhì)點振動的振幅為5cm
9． 用中子轟擊靜止的鋰核，核反應方程為。已知光子的頻率為v，鋰核的比結(jié)合能為，氦核的比結(jié)合能為，X核的比結(jié)合能為，普朗克常量為h，真空中光速為c、下列說法中正確的是（　　）
A． X核為 B． 光子的動量
C． 釋放的核能 D． 質(zhì)量虧損
10．如圖所示，在光滑水平桌面上固定一光滑的圓形軌道，軌道上有A、B兩點，它們所對應圓心角為。在A、B兩點分別放有質(zhì)量為、兩彈性等大小球（其半徑遠小于圓形軌道半徑），最初處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)給小球，一個如圖所示的初速度，發(fā)現(xiàn)兩小球第二次相碰恰好在A點，則可能為（　　）
A．1∶1 B．1∶3 C．3∶5 D．7∶1
三、實驗題：本大題共2小題，共15分。
11．（6分） 如圖所示，某同學用插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率．在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P1、P2確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚(圖中實線部分)另一側(cè)垂直紙面插大頭針P3，使P3擋住P1、P2的像，連接OP3，圖中MN為分界線，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點．
（1）設(shè)AB的長度為l1，AO的長度為l2，CD的長度為l3，DO的長度為l4，為較方便地表示出玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量________，則玻璃磚的折射率可表示為n＝________.
（2）該同學在插大頭針P3前不小心將玻璃磚以O(shè)為圓心順時針轉(zhuǎn)過一小角度，由此測得玻璃磚的折射率將________(選填“偏大”“偏小”或“不變”)．
12．（9分） 實驗小組利用圖甲所示裝置研究彈簧振子運動規(guī)律，一段輕質(zhì)彈簧上端通過拉力傳感器固定在懸點，下端掛有質(zhì)量為的球型鉤碼（視為質(zhì)點），左側(cè)墻壁豎直固定刻度尺，建立向下坐標系，鉤碼所在位置右側(cè)有向左的平行光源，現(xiàn)將鉤碼從懸點正下方某位置無初速釋放，鉤碼振動穩(wěn)定后得到拉力傳感器讀數(shù)與時間關(guān)系如圖乙所示，鉤碼在墻壁上投影位置與時間關(guān)系如圖丙所示，不計空氣阻力，重力加速度g取。根據(jù)以下信息，完成以下問題。
（1）鉤碼振動周期T=______s。
（2）鉤碼最大加速度為a=______（保留二位有效數(shù)字）。
（3）彈簧勁度系數(shù)為k=______（保留二位有效數(shù)字）。
四、計算題：本大題共3小題，共45分。
13．（12分） 如圖所示，U形管右管橫截面積為左管的3倍，管內(nèi)水銀在左管內(nèi)封閉了一段長為26cm、溫度為280K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36cm，大氣壓為76cmHg。現(xiàn)向右管緩慢補充水銀（所加入的水銀與右管中原有的水銀之間沒有氣體）。
（1）若保持左管內(nèi)氣體的溫度不變，當左管內(nèi)空氣柱長度變?yōu)?0cm時，左管內(nèi)水銀面比右管內(nèi)水銀面高多少？
（2）在（1）條件下，停止補充水銀，若給左管的氣體加熱，使管內(nèi)氣柱長度恢復到26cm，則左管內(nèi)氣體的溫度為多少K？
14．（16分）如圖所示，在粗糙絕緣的水平面內(nèi)的平行邊界MN和PQ之間存在方向豎直向下、磁感應強度大小為B的勻強磁場，一邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形金屬線框abcd，其ab邊與邊界MN重合，現(xiàn)給線框一個垂直于邊界MN水平向右的初速度，整個線框穿越磁場區(qū)域后停止運動時，其cd邊與PQ的距離為L，已知磁場區(qū)域的寬度為3L，線框與水平面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g。線框在運動過程中其ab邊始終與磁場邊界平行，不計其他阻力，求：
（1）線框的ab邊剛進入磁場時線框的加速度大小;
（2）整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱;
（3）線框在水平面上運動的時間。
15．（17分）如圖所示的xOy平面內(nèi)，第一象限的直線ON為電場和磁場的分界線，在ON的下方和第四象限存在沿y軸正方向的勻強電場，在第二象限存在沿x軸正方向的勻強電場，兩電場區(qū)域的電場強度大小相等。在第一象限邊界ON的上方存在垂直xOy平面向外的勻強磁場，直線ON與x軸正方向的夾角為。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，自x軸上的P點以速度垂直x軸射入電場中，粒子從y軸上的C點進入第一象限，粒子首次經(jīng)過邊界ON的位置為D點，粒子第3次經(jīng)過邊界ON的位置是圖中未畫出。已知，，不計粒子重力，求：
（1）勻強電場的電場強度大小;
（2）勻強磁場的磁感應強度大小;
（3）粒子從P點運動到Q點的時間。
1．B 解析　α粒子的速度是，A錯；根據(jù)核反應遵循的電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，B對，C錯；D項中應是盧瑟福，D錯．
2．C解析　該核反應是核裂變，不是人工轉(zhuǎn)變，故A錯誤；核反應方程U＋n―→Ba＋Kr＋xn中根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，有：235＋1＝144＋89＋x，解得：x＝3；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，該方程放出的能量為：ΔE＝Δm·c2＝（m1＋m2－m3－m4－3m2）c2＝（m1－m3－m4－2m2）c2，故B錯誤，C正確；該核反應生成兩種放射性元素，核污染較大，故D錯誤．
3．C【解答】解：AB．由c＝λν可知，波長越長，頻率越小，光子的能量越小，波長最長的光是原子從n＝7激發(fā)態(tài)躍遷到n＝6時產(chǎn)生的，波長最短的光是從n＝7激發(fā)態(tài)躍遷到n＝1產(chǎn)生的，故AB錯誤；CD．氫原子從n＝7到基態(tài)躍遷，釋放的光子能量最大E＝hν＝（﹣0．28eV）﹣（﹣13．6eV）＝13．32eV陰極K逸出光電子的最大初動能為Ek＝hν﹣W0解得Ek＝8．26eV故C正確，D錯誤。故選：C。
4．D解析　原子核衰變過程系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可知，衰變生成的兩粒子的動量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定則可知，若生成的兩粒子電性相反則在磁場中的軌跡為內(nèi)切圓，若電性相同則在磁場中的軌跡為外切圓，所以該原子核發(fā)生的是α衰變，故A錯誤；核反應過程系統(tǒng)動量守恒，原子核原來靜止，初動量為零，由動量守恒定律可知，原子核衰變生成的兩核動量大小相等，方向相反，粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB＝m，解得：r＝＝，由于p、B相同，則粒子電荷量q越大，軌道半徑越小，由于新核的電荷量大，所以新核的軌道半徑小于α粒子的軌道半徑，所以徑跡2是衰變后α粒子的運動軌跡，故B錯誤；由動能與動量的關(guān)系Ek＝可知，動能之比等于質(zhì)量的反比，即為2∶117，故C錯誤；由B項分析知，r1∶r2＝2∶90＝1∶45，故D正確．
5．D。解：A、發(fā)生光電效應時，將滑動變阻器滑片從C端往D端移動時，當電路中的電流達到飽和電流后，電流表示數(shù)保持不變，在達到飽和電流前會一直增大的，故A錯誤；B、根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程有Ek＝hν﹣W0，根據(jù)動能定理有eUc＝Ek，聯(lián)立得Uc，所以圖c中圖像的斜率表示，故B錯誤；C、從圖b中可以看出在發(fā)生光電效應時丙光的遏制電壓大于甲光的遏制電壓，所以丙光的頻率大于甲光的頻率，根據(jù)c＝λν可知甲光的波長大于丙光的波長，則甲光比丙光更容易發(fā)生衍射，故C錯誤；D、根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程Ek＝hν﹣W0，根據(jù)上面C的分析可知，甲光照射時比丙光照射時產(chǎn)生的光電子的最大初動能小，故D正確。
6．B 【解析】A．電動勢最大值為：，線圈從中性面開始計時，故線圈電動勢的瞬時值表達式為。故A不正確;B．交流電流表示數(shù)為電流的有效值：，故B正確;C．交流電周期，交流電一個周期內(nèi)電流方向改變2次，所以交流電每秒電流方向改變的次數(shù)為，故C不正確;D．線圈從題圖示位置轉(zhuǎn)過的過程中，線圈磁通量變化量為，又，，通過燈泡的電荷量為。故D不正確。故選B。
7． D 【解析】解：A、根據(jù)題意可知粒子垂直x軸離開磁場，根據(jù)左手定則可知粒子帶正電，故A錯誤；BC、當時，粒子垂直x軸離開磁場，運動軌跡如圖粒子運動的半徑為，洛倫茲力提供向心力，解得粒子入射速率，若，粒子運動軌跡如圖根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子離開磁場時與x軸不垂直，故BC錯誤；D，粒子離開磁場距離O點距離最遠時粒子在磁場中的軌跡為半圓，如圖根據(jù)幾何關(guān)系可知解得故D正確。
8．CD 【解析】A．根據(jù)“同側(cè)法”可知題圖中質(zhì)點P正沿y軸正方向運動，故A不正確;B．根據(jù)“同側(cè)法”可知兩波源的起振方向均沿y軸負方向，故B不正確;C．在相同時間內(nèi)，兩列波前進相同距離，那么它們具有相同的波速為。故C正確;D．兩波源到處的波程差為波長的整數(shù)倍，所以處是振動加強的點，故此質(zhì)點振動的振幅為5cm。故D正確。
9．BC【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X核為核，故A錯誤；B．光子的頻率為v，可知光子的動量故B正確；C．由比結(jié)合能的概念可知，該核反應釋放的核能為：△E=（4E2+3E3）-6E1，故C正確：D．根據(jù)質(zhì)能方程可知質(zhì)量虧損為：，故D錯誤；故選：BC。
10． CD【詳解】兩球發(fā)生彈性碰撞，則；解得；兩小球第二次相碰恰好在A點，若v1<0，則兩球相碰滿足解得若v1>0，則兩球相碰滿足則故選CD。
11． 答案　(1)l1和l3　　 (2)偏大
解析　(1)sin θ1＝，sin θ2＝，玻璃磚的折射率n＝＝＝，因此只需測量l1和l3即可．
(2)玻璃磚順時針轉(zhuǎn)過一個小角度，在處理數(shù)據(jù)時，認為l1是不變的，即入射角不變，而l3減
12． 【答案】（1） （2）5.0 （3）2.0
【解析】【小問1詳解】根據(jù)拉力傳感器讀數(shù)與時間關(guān)系圖像及小球在墻壁上投影位置與可知，一個周期內(nèi)，小球經(jīng)過最低點兩次，故小球振動周期s。【小問2詳解】當小球位于最高點和最低點時，彈力最大，小球的加速度最大，在最低點時，根據(jù)牛頓第二定律則有結(jié)合圖像中的數(shù)據(jù)解得【小問3詳解】根據(jù)胡克定律及圖像中的數(shù)據(jù)可得，小球位于最高點時彈簧伸長小球位于最低點時彈簧伸長由最高點到最低點，根據(jù)機械能守恒定律，則有聯(lián)立解得
13． 【詳解】（1）開始時左管內(nèi)氣體的壓強為向右管緩慢補充水銀的過程中，左管內(nèi)氣體經(jīng)歷等溫變化，設(shè)當左管內(nèi)空氣柱長度變?yōu)?0cm時的壓強為p2，根據(jù)玻意耳定律有，解得所以當左管內(nèi)空氣柱長度變?yōu)?0cm時，左管水銀面比右管水銀面高h1=76cm－52cm=24cm （2）對左管內(nèi)氣體加熱后，左管內(nèi)水銀面下降6cm，由題意并根據(jù)體積關(guān)系可知右管內(nèi)水銀面上升2cm，此時左管內(nèi)水銀面比右管內(nèi)水銀面高h2=h1－8cm=16cm左管內(nèi)氣體的壓強為p3=p0－16cmHg=60cmHg 左管內(nèi)氣體在初始狀態(tài)和最終狀態(tài)的體積相同，由
查理定律可得解得
14．【答案】解：線框剛進入磁場時，ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應電動勢為：
回路中電流為：線框受安培力大小為：線框受滑動摩擦力大小為：
根據(jù)牛頓第二定律有：綜合上面各式，可解得線框的ab邊剛進入磁場時線框的加速度大小為：根據(jù)能量守恒定律，整個過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為：
設(shè)線框中有電流存在的時間為，該時間內(nèi)線框的平均電動勢為：線框的平均電流為：，線框的平均安培力為：線框的平均速度大小為：對線框運動的全過程應用動量定理有：綜合上面各式，可解得線框運動的總時間為：
15．【答案】粒子從P點進入電場做類平拋
運動，沿y軸有：沿x軸有：，根據(jù)牛頓第二定律有：綜合上面3式可解得勻強電場的電場強度大小為：
由可解得在勻強電場中粒子運動的加速度為： 粒子在C點沿x軸的分速度為：粒子在C點進入磁場時，速度與y軸正方向的夾角為：，解得
粒子在C點進入磁場時，速度大小為：在磁場中，容易得到≌三邊相等，設(shè)粒子做圓周運動的半徑為R，由幾何知識可得：解得：由洛倫茲力充當向心力：綜合上面各式可解得勻強磁場的磁感應強度大小為：
粒子在第二象限的勻強電場中運動的時間為：粒子在勻強磁場中運動的周期為：
根據(jù)幾何知識容易得到粒子在磁場中從C點運動到D點的圓心角：故粒子在勻強磁場中從C點運動到D點的時間為：粒子在D點進入電場時，速度恰好與電場強度方向相反，粒子在D點進入電場后在電場中運動的時間為：，粒子在D點進入磁場的速度也等于v ，在磁場中運動周期不變，根據(jù)幾何知識得到粒子在磁場中從D點到Q點軌跡對應的圓心角為：故粒子在勻強磁場中從D點運動到Q點的時間為：綜合上面各式可得粒子從P點運動到Q點的時間為：

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