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$物理参考答案
二、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第14~18题只有一项符合题目要求,第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
14.【试题情境】本题属于基础性题目,以氢原子和氦离子的能级图为素材,创设学习探索类问题情境。
【必备知识】本题考查的知识点为玻尔理论、光电效应。
【关键能力】本题考查的关键能力是理解能力、推理论证能力,根据玻尔理论及光电效应方程结合能级图进行推理论证。
【学科素养】本题考查的学科素养是物理观念中的能量观念。
【题 眼】本题的题眼是“金属钨的逸出功为4.54 eV”。
【试题解析】一群氦离子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子,A选项错误;其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁时所辐射出的光子能量小于4.54 eV,不能使金属钨发生光电效应,故共有5种频率的光能使金属钨发生光电效应,故B选项错误;因为要使处于基态的氢原子发生电离,所需要的光子能量只要达到13.6 eV就可以,根据辐射光子能量等于氦离子能级跃迁前后两能级的能量差可得,有三种频率的光子都能使处于基态的氢原子电离,故C选项正确。氦离子和氢原子的两个能级的能量差不同,所以辐射光子的能量不同,由光电效应方程可得,光电子的最大初动能不同,故D选项错误。
【答 案】C
15.【试题情境】本题属于应用性题目,以磁电式电流表的构造为素材创设生活实践类问题情境。
【必备知识】本题考查的知识点为安培力、电磁感应现象的应用。
【关键能力】本题考查的关键能力是理解能力和推理论证能力,要求学生能够正确认识磁电式电流表的内部构造及其作用。
【学科素养】本题考查的学科素养是科学探究,要求学生根据磁电式电流表内部构造去探究其作用。
【题 眼】本题的题眼是“电表内部由线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成”。
【试题解析】极靴与圆柱间的磁场是均匀地辐向分布,并不是匀强磁场,故A选项错误;当线圈中电流方向改变时,磁场方向不变,所以线圈受到的安培力方向发生改变,故B选项错误;用金属铝做线圈框架,主要的原因有:1、铝不导磁,用铝做框架可以减小对磁场的影响,保证仪表的准确性更高。2、铝材料较轻、电阻率较小,能更好地利用电磁阻尼现象,使指针迅速停下来。故C选项错误;运输过程中由于振动会使指针不停摆动,可能会使指针损坏。将接线柱用导线连在一起,相当于把表的线圈电路组成闭合回路,在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流,利用电磁阻尼原理,阻碍指针摆动,防止指针因撞击而变形,故D选项正确。
【答 案】D
16.【试题情境】本题属于基础性题目,以“天问一号”火星探测器为素材创设生活实践类问题情境。
【必备知识】本题考查的知识点为开普勒第三定律、万有引力定律。
【关键能力】本题考查的关键能力是理解能力、模型建构能力、推理论证能力,要求学生通过审题获取相关信息,建构万有引力定律的基本应用解题模型。
【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念、科学思维,要求学生理解并能利用万有引力定律推理分析航天问题。
【题 眼】本题的题眼是“‘天问一号’在椭圆轨道1绕火星运行,在近火点P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动”。
【试题解析】因为“天问一号”从轨道1变轨进入轨道2的过程需要在P点减速,其机械能减少,故选项A、D错误;根据开普勒第三定律,椭圆轨道1的半长轴大于轨道2的半径,所以“天问一号”在轨道1运行的周期比在轨道2运行的周期长,故B选项错误;无论“天问一号”沿轨道1还是沿轨道2运行经过P点时,所受到的万有引力大小相等,且此时加速度与向心加速度相等,则向心加速度大小相等,故C选项正确。
【答 案】C
17.【试题情境】本题属于综合性题目,以静电场中电势随空间距离的变化图像为素材创设学习探索类问题情境。
【必备知识】本题考查的知识点为匀强电场中电场强度和电势、电势差的关系。
【关键能力】本题考查的关键能力是理解能力和推理论证能力。要求学生根据电势的情况来推理电场强度的大小和方向。
【学科素养】本题考查的学科素养主要是物理观念,要求学生具有清晰的物质观即电场是一种物质,同时还考查了科学思维,要求学生使用正确的思维方法推理电势和场强的关系。
【题 眼】本题的题眼是“用仪器沿Ox、Oy两个方向探测该静电场中各点电势,得到各点电势φ与横、纵坐标的函数关系如图所示”。
【试题解析】在沿y轴方向,电势为40V时,此时距离O点的距离为10cm,而沿x轴方向,电势为40V时,此时距离O点的距离为cm,此两点为等势点,电场强度的方向垂直于两者连