【正文】 不考慮多次反射） 20．如圖所示， ABCD豎直放置的光滑絕緣細管道，其中 AB部分是半徑為 R的 圓弧形管道，BCD部分是固定的水平管道，兩部分管道恰好相切于 B．水平面內(nèi)的 M、 N、 B三點連線構(gòu)成邊長為 L等邊三角形， MN連線過 C點且垂直于 BCD．兩個帶等量異種電荷的點電荷分別固定在 M、 N兩點，電荷量分別為 +Q 和﹣ Q．現(xiàn)把質(zhì)量為 m、電荷量為 +q的小球（小球直徑略小于管道內(nèi)徑，小球可視為點電荷），由管道的 A處靜止釋放，已知靜電力常量為 k，重力加速度為 g．求： （ 1）小球運動到 B處時受到電場力的大??； （ 2）小球運動到 C處時的速度大小； （ 3）小球運動到圓 弧最低點 B處時，小球?qū)艿缐毫Φ拇笮。? 21．如圖所示，固定在水平地面上的工件，由 AB和 BD兩部分組成，其中 AB部分為光滑的圓弧， ∠AOB=37176。 ，圓弧的半徑 R=O． 5m，圓心 0點在 B點正上方； BD部分水平，長度為， C為 BD的中點．現(xiàn)有一質(zhì)量 m=lkg，可視為質(zhì)點的物塊從 A端由靜止釋放，恰好能運動到 D點．（ g=10m/s2， sin37176。= ， cos37176。= ），求： （ 1）為使物塊恰好運動到 C點靜止，可以在物塊運動到 B點后，對它施加一豎直向下的恒力 F， F應為多大？ （ 2）為使物塊 運動到 C點時速度為零，也可先將 BD部分以 B為軸向上轉(zhuǎn)動一銳角 θ ， θ應為多大？（假設 B處有一小段的弧線平滑連接，物塊經(jīng)過 B點時沒有能量損失） （ 3）接上一問，求物塊在 BD 板上運動的總路程． 20212021學年河北省衡水中學高三（上）五調(diào)物理試卷 參考答案與試題解析 一、選擇題（共 15小題，每小題所給選項中至少有一項符合題意，每小題 4分，部分分 2分，選錯不得分，滿分 60分） 1．下列說法正確的是（ ） A．檢驗工件平整度的操作中，如圖 1所示，上面為標準件，下面為等檢測工件，通過干涉條紋 可推斷： P為凹處， Q為凸處 B．圖 2為光線通過小圓板得到的衍射圖樣 C．鈾核（ U）衰變?yōu)殂U核（ ）的過程中，要經(jīng)過 8次 α 衰變和 6次 β 衰變 D．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，電勢能增大，原子的總能量不變 【考點】 光的干涉． 【專題】 定性思想；推理法；光的干涉專題． 【分析】 薄膜干涉形成的條紋是膜的上下表面的發(fā)射光干涉產(chǎn)生的．當兩反射光的路程差（即膜厚度的 2倍）是半波長的偶數(shù)倍，出現(xiàn)明條紋，是半波長的奇數(shù)倍，出現(xiàn)暗條紋，可知薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空 氣膜的厚度相同； 很大的中間有大圓孔的不透明擋板和很大的不透明圓板不會發(fā)生衍射現(xiàn)象，很小的不透明圓板出現(xiàn)泊松亮斑； 根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒正確書寫衰變方程； 庫侖力對電子做負功，所以動能變小，電勢能變大． 【解答】 解： A、薄膜干涉是等厚干涉，即明條紋處空氣膜的厚度相同，從彎曲的條紋可知，P處檢查平面左邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，知 P處凹陷，而 Q處檢查平面右邊處的空氣膜厚度與后面的空氣膜厚度相同，知 Q處凸起，故 A正確； B、圖為光線通過小圓板得到的衍射圖樣，若用光照射很小的不透明圓板時，后面會出現(xiàn) 一亮點，故 B正確； C、 23892U的質(zhì)子數(shù)為 92，中子數(shù)為 146， 20682Pb的質(zhì)子數(shù)為 82，中子數(shù)為 124，因而鉛核比鈾核少 10個質(zhì)子， 22個中子，注意到一次 α 衰變質(zhì)量數(shù)減少 4，故 α 衰變的次數(shù)為 x=238﹣ 2064=8次，再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定 β 衰變的次數(shù) y應滿足 2x﹣y+82=92， y=2x﹣ 10=6次，故 C正確； D、庫侖力對電子做負功，所以動能變小，電勢能變大（動能轉(zhuǎn)為電勢能）而因為吸收了光子，總能量變大，故 D錯誤； 故選： ABC． 【點評】 本題考查的知識點較多，難度不大，需要 我們在學習選修課本時要全面掌握，多看多記，同時解決本題的關(guān)鍵知道薄膜干涉形成的條紋是膜的上下表面的發(fā)射光干涉產(chǎn)生的．以及知道薄膜干涉是一種等厚干涉，注意空氣薄層的厚度與條紋間距的關(guān)系，及衍射與干涉的區(qū)別． 2． LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法正確的是（ ） A．若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電 B．若電容器正在放電，則電容器上極板帶負電 C．若電容器上極板帶正電，則自感電動勢正在減小 D．若電容器正在充電，則自感電動勢正在阻礙電流減小 【考點】 電磁波的產(chǎn)生． 【分析】 圖為 LC振蕩電路，當電容器充電后與線圈相連，電容器要放電，線圈對電流有阻礙作用，使得 Q漸漸減少，而 B慢慢增加，所以電場能轉(zhuǎn)化為磁場能． 【解答】 解： A、若磁場正在減弱，由楞次定律可得線圈上端為正極，則電容器上極帶正電，處于充電狀態(tài)．故 A正確； B、若電容器正在放電．由安培定則可得電容器上極帶負電．故 B正確； C、若電容器上極板帶正電，說明電容器在充電，電流減小越來越快，自感電動勢增大，故C錯誤； D、若電容器正在充電，則線圈自感作用，阻礙電流的減小，故 D正確； 故選： ABD． 【點評】 穿過線圈磁通量變化，從中產(chǎn)生感 應電動勢，相當于電源接著電容器．振蕩電路產(chǎn)生的振蕩電流頻率平方與線圈 L及電容器 C成反比． 3．如圖所示為用 a、 b兩種單色光分別通過同一雙縫干涉裝置獲得的干涉圖樣．現(xiàn)讓 a、 b兩種光組成的復色光穿過平行玻璃磚或三棱鏡時，光的傳播方向中可能正確的是（ ） A． B． C． D． 【考點】 光的折射定律；電磁波譜． 【專題】 光的折射專題． 【分析】 根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式 △x= λ 可得波長關(guān)系，知道折射率關(guān)系，結(jié)合玻璃磚的光學特性進行分析．由 sinC= 分析臨界角的大小，分析光從棱鏡射入空氣中能 否發(fā)生全反射． 【解答】 解： AB、根據(jù)雙縫干涉相鄰條紋間距公式 △x= λ 可知， a光的波長大，則同一介質(zhì)對 a的折射率小，對 b光的折射率大． 根據(jù)平行玻璃磚的光學特性可知，出射光線與入射光線平行，由于 a光的折射率小，偏折程度小，所以出射時 a光應在右側(cè)，故 AB錯誤． C、由 sinC= 分析可知， a光的臨界角較大． 當光從棱鏡射入空氣中時，若 b不發(fā)生全反射，能射出棱鏡，則 a光一定也不發(fā)生全反射從棱鏡射出，故 C錯誤． D、當光從棱鏡射入空氣中時，若 a不發(fā)生全反射，能射出棱鏡， b光可能發(fā)生全反射不從棱鏡射出，此圖是可能 的，故 D正確． 故選： D． 【點評】 解決本題掌握光學的基本知識：雙縫干涉相鄰條紋間距公式 △x= λ 、折射定律、臨界角公式 sinC= 、全反射的條件． 4．如圖所示， M、 N是以 MN為直徑的半圓弧上的兩點， O點為半圓弧的圓心．將帶電荷量相等、電性相反的兩個點電荷分別置于 M、 N兩點，這時 O點電場強度的大小為 E1；若將 N點處的點電荷移至 O點正下方，則 O點的電場強度大小變?yōu)?E2， E1與 E2之比為（ ） A． 1： B． ： 1 C． 2： D． 4： 【考點】 電勢差與電場強度的關(guān)系；電場強度． 【專題】 定量思 想；合成分解法；電場力與電勢的性質(zhì)專題． 【分析】 由電場的疊加可知各點電荷單獨在 O點形成的場強大小，移動之后電荷距 O點的距離不變，故電場強度大小不變，則由矢量合成的方向可得出移動之后的合電場；即可求得E1與 E2比值． 【解答】 解：依題意，每個點電荷在 O點產(chǎn)生的場強為 則當 N點處的點電荷移至 P點時， O點合場強大小為 ， 則 E1與 E2之比為 ，故 B、 C正確； 故選： BC 【點評】 電場強度為矢量，在求合場強時應先分別求得各電荷在 O點的場強再由矢量的合成方法﹣平行四邊形求得總的場強． 5．如圖所示，一電荷量為 +Q的點電荷甲固定在光滑絕緣的水平面上的 O點，另一電荷量為+q、質(zhì)量為 m的點電荷乙從 A點以 v0=2m/s的初速度經(jīng) C沿它們的連線向甲運動，到達 B點時的速度為零，已知 AC=CB， φ A=3V， φ B=5V，靜電力常量為 k，則下列表述正確的是（ ） A． φ C＞ 4V B． φ C＜ 4V C．點電荷乙的比荷為 1C/kg D．點電荷乙從 A到 C過程其動能的減少量與從 C到 B過程其動能的減少量相等 【考點】 電勢差與電場強度的關(guān)系；電勢；電勢能． 【專題】 定性思想；推理法；電場力與電勢的性質(zhì)專題． 【分析】 根據(jù)點電荷電場線分布 ，來確定等勢面的分布，從而確定 C點的電勢與 4V的關(guān)系，根據(jù)動能定理，結(jié)合電場力做功，即可求解點電荷乙的比荷．分別計算出點電荷乙從 A到 C過程其動能的減少量與從 C到 B過程其動能的減少量，再進行比較． 【解答】 解： AB、根據(jù)點電荷的電場線的分布，及 φ A=3V， φ B=5V，可知，電勢為 4V的等勢面在 BC之間， 因此 φ C＜ 4 V， A錯誤， B正確； C、根據(jù)動能定理，電荷乙從 A運動到 B過程，則有： =qUAB；其中 UAB=φ A﹣ φ B=﹣ 2V 解得： =1 C/kg， C正確； D、點電荷乙從 A到 C過程其動能的減少量為 qUAC，從 C到 B過程其動能的減少量為 qUCB，因為 UCB＞ UAC，點電荷乙從 A到 C過程其動能的減少量小于從 C到 B過程其動能的減少量， D錯誤； 故選： BC． 【點評】 考查電場線與等勢面的關(guān)系，掌握點電荷的電場線的分布，了解動能定理的應用；注意比荷的含義，以前叫荷質(zhì)比，可以利用這個來記憶比荷表示什么． 6．如圖所示，電荷量為 +110 ﹣ 6C的點電荷 A鑲嵌在墻壁上，帶電荷量為十 310 ﹣ 6C的小球 B（可視為點電荷）懸掛在長為 50cm的輕繩末端，懸點在 A的正上方 C處，