精品解析：上海市第三女中学2023-2024学年高三下学期阶段检测（七）物理试题

2024届高三物理第二学期阶段检测（七） 注意事项： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．在试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 3．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。 一、近代物理 人类对微观粒子和光的认识是一个不断深化，不断完善的过程。这样的探索还将继续。 1. α粒子散射实验中，如果用O表示金原子核的位置，曲线和分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，则能够正确反映实验结果的是（　　） A. B. C. D. 2. 卢瑟福根据该实验现象建立了______模型，推测出原子核直径的数量级为______m。 3. 根据玻尔理论，电子的动量与轨道半径r满足______，其中n为量子数，h为普朗克常量。当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁至内层轨道时，该原子的能量______（填涂：A“增加”、B“减小”、C“不变”），______（填涂：A“放出”、B“吸收”）光子。 4. 金属在光照射下发射出______的现象称为光电效应。图a为研究光电效应规律的实验装置，用频率一定强度不同的两束单色光a、b分别进行实验，电压表与电流表示数的关系如图b所示。 （1）入射光a的频率______入射光b的频率； （2）入射光a的强度______入射光b的强度。 （以上两空均填涂：A“大于”、B“小于”、C“等于”） 二、摆 某小组同学在爬山时，想起物理课上学到“利用单摆可以测量重力加速度”，于是同学用细线拴好石块P系在小树上，以O点为悬点做成一个简易单摆，如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。先测出悬点O到石块最上方的结点A距离为L，作为摆长，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动（系石块的树枝始终静止），测出单摆完成n次全振动所用的时间t。 5. 利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式______； 6. 回到学校后，有同学建议进行更精确的实验验证结论，于是在实验室组装单摆。应在下列器材中选用______较为合适。 A. 长度为0.2m左右的麻绳 B. 长度为1.1m左右的细线 C. 直径为2cm左右的塑料球 D. 直径为2cm左右的铁球 7. 同学改变摆长，重复实验。测出多组周期T与摆长L的数值后，作出图中直线。则重力加速度的大小为______。（保留三位有效数字） 8. 该小组同学发现山峰上测得的重力加速度数值明显比实验室测量的数值小。甲同学认为，是由于山顶海拔高导致重力加速度变化；而乙同学认为，是由于在山顶测量摆长时未计算石块的尺寸导致的。你同意谁的观点，说明理由。 三、消防员 消防员战士平时刻苦训练，在灾害来临时冲在最前面，保护人民群众的生命财产安全。 9. 如图所示，消防员训练时匀速向上攀爬一根柱子，到达顶端后抱住柱子匀速下滑，不考虑变速过程，则该消防员（　　） A. 向上攀爬时受静摩擦力，方向向下 B. 向上攀爬时受滑动摩擦力，方向向下 C. 整个过程摩擦力的大小不变，方向改变 D. 整个过程摩擦力的大小和方向都不变 10. 消防员持高压水枪灭火。水流以速率v从直径为d的管口喷出，垂直打在墙壁上，并以的速率垂直反弹。已知水的密度为，则此时水对墙壁的作用力大小为______。 11. 出警时，消防员离开距地面高的休息室进入“速降梯”吊篮，快速降落到地面。“速降梯”结构如图所示。设消防员和吊篮总质量为M，“速降梯”配重金属块质量为m，不计运行中各类阻力的影响，g取。 （1）消防员下落过程中，其加速度a与M的关系更接近（　　） A. B. C. D. （2）为了消防员的安全考虑，要求吊篮落地的速度不大于5m/s。金属配重块的质量至少为______kg。（结果保留一位小数）（消防员和吊篮总质量M在80kg至95kg之间） （3）实际使用中，为使吊篮落地时更加平稳，减少冲击。可在图中A区域安放______来实现。 四、电压 电压就是电场中两点间电势差，。 12. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图所示，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。a点与c点之间的电压为______V，已知电子在经过a点时动能为60eV，则电子在经过等势线d点时的动能为______eV。 13. 图（a）电路中的电源为化学电池，断开电键时，其电势沿电流方向的变化如图（b）所示（c、d之间为电源内阻）。 （1）电源电动势E的大小可以表示为（　　） A. B. C. D. E. （2）闭合电键S，a、b两点之间电势差为，一电子从a点在电源内部经d、c移动至b点的过程中，非静电力做功为；断开电键S，a、b两点之间电势差为，电子从a点在电源内部经d、c移动至b点的过程中，非静电力做功为，则______，______。（以上两空均填涂：A“大于”、B“小于”、C“等于”） 14. 汽油发动机的火花塞工作时需要一万伏左右的瞬时高压才能产生火花。一同学用12V直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路。图中是否可行。如果可行，说明其工作原理。如果不能，说明如何改进。 15. 家用电压为220V，图为家庭配电系统示意图。 （1）其中虚线框内的电器名称为______ （2）某同学家中突然灯泡熄灭，所有用电器全部不工作了。用验电笔测试室内各处电路的火线和零线时，氖泡都发光。可能的故障原因是（　　） A. 可能是进户线中的火线断路 B. 可能是进户线中的零线断路 C. 可能是室内电路中某处短路 16. 已经测得该电池的电动势为5V、内阻为，左图为某一小灯泡的图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻R串联，接在该电源的两端，如右图所示，则每个灯泡的功率为______W。 五、加速器 加速器是粒子物理学重要的实验工具。 17. 如图所示，直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，相邻圆筒间的距离相同，其中心轴线在同一直线上，A、B接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上，粒子从序号为0的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子（　　） A. 在加速器中一直做匀加速直线运动 B. 只在金属圆筒内做匀加速直线运动 C. 只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动 D. 在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动 18. 质量为m、电荷量为q的粒子静止开始从O点沿轴线进入直线加速器，所加电压如图所示，质子电量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，质子从5号圆筒射出时的速度大小为______，8号圆筒的长度为______ 19. 1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场方向与盒面垂直。两D形盒之间所加上题一样的交流电压，质量为m、电荷量为q的粒子从D形盒一侧圆心处静止开始被加速，经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出。粒子被加速5次后做圆周运动的半径______；粒子从开始被加速到离开D形盒所需要的时间______。 20. 在高能物理中，需要把粒子加速到很高的速度，甚至接近光速，此时应该用直线加速器还是回旋加速器？简单说明理由。 21. 氘核（）与粒子经加速器加速后获得相等的速度，均垂直于磁场方向进入质谱仪中，x为粒子做圆周运动的直径，则（　　） A. 氘核的直径大 B. 粒子的直径大 C. 氘核与粒子的直径一样大 六、能量与能源 能量是物质运动转换的量度，能源是能量的来源，支撑社会发展和科技进步。 22. 下列能源属于不可再生能源的是 A. 水能 B. 风能 C. 太阳能 D. 天然气 23. 下列涉及原子核裂变的链式反应的是（　　） A. 核电站发电 B. 煤的形成 C. 石油的形成 D. 太阳辐射能量 24. 如图是一款称之为“钢珠永动机”的玩具，小钢珠从A处小孔沿轨道静止滑落，从C处飞离轨道作斜抛运动，然后落到圆盘后滚至A处从小孔再次落下，周而复始。下列判断正确的是（　　） A. 此玩具是一个不需要外界能量的永动机 B. 钢珠在运动过程中机械能守恒 C. 此玩具可能仅在轨道的最低处B处的下方安装了一个强磁铁吸引钢珠实现永动 D. 钢珠运动过程有除重力、弹力和摩擦力之外的力对钢球做了功 25. 如图所示，水平绝缘桌面上固定两根相互平行电阻不计的金属导轨、，导轨间距为，左端接一定值电阻。在轨道区域内有竖直方向的磁场（未画出），磁感应强度沿方向（方向与金属导轨、平行）的变化规律为。质量为，阻值也为R的金属棒与导轨接触良好且垂直静置在导轨上，金属棒的初始位置为。金属棒在外力F的作用下水平向右做速度为的匀速直线运动，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为。（结果保留） （1）金属棒在磁场中运动过程中产生的感应电动势瞬时值的表达式； （2）金属棒从初始位置开始向右运动的过程中，外力所做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024届高三物理第二学期阶段检测（七） 注意事项： 1．试卷满分100分，考试时间60分钟。 2．在试卷标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。 3．本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 4．除特殊说明外，本卷所用重力加速度大小g均取。 一、近代物理 人类对微观粒子和光的认识是一个不断深化，不断完善的过程。这样的探索还将继续。 1. α粒子散射实验中，如果用O表示金原子核的位置，曲线和分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，则能够正确反映实验结果的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．α粒子和金原子核都带正电，当α粒子靠近金原子核时，α粒子受到金原子核的斥力作用，由α粒子曲线运动轨迹与所受力的关系可知，α粒子曲线运动轨迹总是弯向受力的一侧，因此AB错误； CD．α粒子和金原子核都带正电，α粒子离金原子核越近，所受斥力越大，偏转角越大，C错误，D正确。 故选D。 2. 卢瑟福根据该实验现象建立了______模型，推测出原子核直径的数量级为______m。 【答案】 ①. 核式结构 ②. 【解析】 【详解】[1]卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出原子的核式结构模型； [2]由粒子散射实验的数据估算原子核直径的数量级是10-15m。 3. 根据玻尔理论，电子的动量与轨道半径r满足______，其中n为量子数，h为普朗克常量。当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁至内层轨道时，该原子的能量______（填涂：A“增加”、B“减小”、C“不变”），______（填涂：A“放出”、B“吸收”）光子。 【答案】 ①. ②. 减小 ③. 放出 【解析】 【详解】[1]电子绕原子核做圆周运动的轨道周长为电子物质波波长，电子绕原子核做圆周运动的轨道周长为电子物质波波长的整数倍，结合物质波公式 即 其中 解得 [2][3]根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，氢原子的能量减小。 4. 金属在光照射下发射出______的现象称为光电效应。图a为研究光电效应规律的实验装置，用频率一定强度不同的两束单色光a、b分别进行实验，电压表与电流表示数的关系如图b所示。 （1）入射光a的频率______入射光b的频率； （2）入射光a的强度______入射光b的强度。 （以上两空均填涂：A“大于”、B“小于”、C“等于”） 【答案】 ①. 光电子（或者“电子”） ②. 等于 ③. 大于 【解析】 【详解】[1]金属在光照射下发射出光电子的现象称为光电效应。 （1）[2]从图b可见a、b光的遏制电压相等，所以入射光a的频率等于入射光b的频率。 （2）[3]从图b可见a光的饱和光电流大，所以入射光a的强度大于入射光b的强度。 二、摆 某小组同学在爬山时，想起物理课上学到“利用单摆可以测量重力加速度”，于是同学用细线拴好石块P系在小树上，以O点为悬点做成一个简易单摆，如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。先测出悬点O到石块最上方的结点A距离为L，作为摆长，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动（系石块的树枝始终静止），测出单摆完成n次全振动所用的时间t。 5. 利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式______； 6. 回到学校后，有同学建议进行更精确的实验验证结论，于是在实验室组装单摆。应在下列器材中选用______较为合适。 A. 长度为0.2m左右的麻绳 B. 长度为1.1m左右的细线 C. 直径为2cm左右的塑料球 D. 直径为2cm左右的铁球 7. 同学改变摆长，重复实验。测出多组周期T与摆长L的数值后，作出图中直线。则重力加速度的大小为______。（保留三位有效数字） 8. 该小组同学发现山峰上测得的重力加速度数值明显比实验室测量的数值小。甲同学认为，是由于山顶海拔高导致重力加速度变化；而乙同学认为，是由于在山顶测量摆长时未计算石块的尺寸导致的。你同意谁的观点，说明理由。 【答案】5. 6. BD 7. 8. 同意乙同学的观点，山峰高度相对地球的半径非常小，对测量结果影响比较小；在山峰测量摆长时没有考虑石块的尺寸，造成摆长偏小，测量结果偏小。 【解析】 【5题详解】 单摆的周期为 根据单摆周期公式 山顶处重力加速度的表达式为 【6题详解】 为减小实验误差，摆线长度应远大于摆球直径，所以应选择长度约为1.1 m左右的细线；为减小空气阻力的影响，摆球应选择质量大的金属球，所以应选择直径约为2 cm左右的铁球。 故选BD。 【7题详解】 根据单摆周期公式 整理得 图像的斜率为 解得重力加速度的大小为 【8题详解】 略。 三、消防员 消防员战士平时刻苦训练，在灾害来临时冲在最前面，保护人民群众的生命财产安全。 9. 如图所示，消防员训练时匀速向上攀爬一根柱子，到达顶端后抱住柱子匀速下滑，不考虑变速过程，则该消防员（　　） A. 向上攀爬时受静摩擦力，方向向下 B. 向上攀爬时受滑动摩擦力，方向向下 C. 整个过程摩擦力的大小不变，方向改变 D. 整个过程摩擦力的大小和方向都不变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．向上攀爬时，消防员受到静摩擦力作用，根据受力平衡可知摩擦力方向向上，AB错误； CD．根据受力平衡可知，整个过程摩擦力的大小等于消防员的重力，保持不变；整个过程摩擦力的方向向上，保持不变，故C错误，D正确。 故选D。 10. 消防员持高压水枪灭火。水流以速率v从直径为d的管口喷出，垂直打在墙壁上，并以的速率垂直反弹。已知水的密度为，则此时水对墙壁的作用力大小为______。 【答案】 【解析】 【详解】规定初速度方向为正方向，根据动量定理 其中 解得 11. 出警时，消防员离开距地面高的休息室进入“速降梯”吊篮，快速降落到地面。“速降梯”结构如图所示。设消防员和吊篮总质量为M，“速降梯”配重金属块质量为m，不计运行中各类阻力的影响，g取。 （1）消防员下落过程中，其加速度a与M的关系更接近（　　） A. B. C. D. （2）为了消防员的安全考虑，要求吊篮落地的速度不大于5m/s。金属配重块的质量至少为______kg。（结果保留一位小数）（消防员和吊篮总质量M在80kg至95kg之间） （3）实际使用中，为使吊篮落地时更加平稳，减少冲击。可在图中A区域安放______来实现。 【答案】（1）D （2）73.9 （3）磁铁 【解析】 【小问1详解】 对吊篮 对金属配重块有 得 消防员下落过程中，其加速度a与M的关系更接近D。 故选D。 【小问2详解】 [1]由机械能守恒可得 得 当M取最大值95kg时，m至少为73.9kg。 【小问3详解】 [1]实际使用中，为使吊篮落地时更加平稳，减少冲击。可在图中A、B两个区域安放磁铁，利用了电磁阻尼原理。 四、电压 电压就是电场中两点间电势差，。 12. 静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图所示，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。a点与c点之间的电压为______V，已知电子在经过a点时动能为60eV，则电子在经过等势线d点时的动能为______eV。 【答案】 ①. ②. 60eV 【解析】 【详解】[1]由电势差的计算式，可得a点与c点之间的电压为 [2]由动能定理可得 由于 可得 13. 图（a）电路中的电源为化学电池，断开电键时，其电势沿电流方向的变化如图（b）所示（c、d之间为电源内阻）。 （1）电源电动势E的大小可以表示为（　　） A. B. C. D. E. （2）闭合电键S，a、b两点之间电势差为，一电子从a点在电源内部经d、c移动至b点的过程中，非静电力做功为；断开电键S，a、b两点之间电势差为，电子从a点在电源内部经d、c移动至b点的过程中，非静电力做功为，则______，______。（以上两空均填涂：A“大于”、B“小于”、C“等于”） 【答案】（1）BD （2） ①. 小于 ②. 等于 【解析】 【小问1详解】 电源电动势E的大小为电源内部非静电力做功引起的电势升高，即 在闭合回路中，电源电动势E的大小还等于内外电路中电势降低的总和 【小问2详解】 [1]路端电压 断开电键S，a、b两点之间电势差为，闭合电键S，a、b两点之间电势差为，因电键断开时，外电阻更大，则有 [2]闭合电键S，电子从a点在电源内部经d、c移动至b点的过程中，非静电力做功为 断开电键S，电子从a点在电源内部经d、c移动至b点的过程中，非静电力做功为 可得 14. 汽油发动机的火花塞工作时需要一万伏左右的瞬时高压才能产生火花。一同学用12V直流电源、变压器、开关及导线若干设计点火电路。图中是否可行。如果可行，说明其工作原理。如果不能，说明如何改进。 【答案】可行，打开或者闭合开关，原线圈磁通量瞬间变化，副线圈中产生感应电动势，只要副线圈的匝数足够大，可以产生一万伏左右的电压 【解析】 【详解】变压器是改变交流电的电压的设备，由图可知，当图中的开关接通与断开的瞬间，左侧的电流发生变化，变化的电流引起左侧的线圈内磁通量的变化，进而引起右侧的线圈内磁通量的变化，则在右侧的线圈内产生感应电动势，根据变压器原副线圈电压表等于匝数比 该电动势以高压的形式对外输出，只要副线圈的匝数足够大，即可使火花塞产生一万伏左右的高压点火。 15. 家用电压为220V，图为家庭配电系统示意图。 （1）其中虚线框内的电器名称为______ （2）某同学家中突然灯泡熄灭，所有用电器全部不工作了。用验电笔测试室内各处电路的火线和零线时，氖泡都发光。可能的故障原因是（　　） A. 可能是进户线中的火线断路 B. 可能是进户线中的零线断路 C. 可能是室内电路中某处短路 【答案】（1）低压断路器 （2）B 【解析】 【小问1详解】 虚线框内的电器名称为低压断路器； 【小问2详解】 家中的电灯是并联的，彼此互不影响。全熄灭了，不可能全部被烧坏；另外如果灯泡都烧坏了，进户火线断路，用测电笔测试室内各处电路时，接触火线氖管不会发光。电路中某处短路会使电路中电流过大，烧断保险丝，电路断路，测电笔氖管不会发光；只可能是进户线中的零线断路。 故选Ｂ。 16. 已经测得该电池的电动势为5V、内阻为，左图为某一小灯泡的图线，现将两个这样的小灯泡并联后再与一个的定值电阻R串联，接在该电源的两端，如右图所示，则每个灯泡的功率为______W。 【答案】0.6 【解析】 【详解】已知、、，由闭合电路欧姆定律可得每个灯泡的电压与电流的关系式 代入数据整理得 灯泡的等效电动势为，等效内电阻为，做出等效电源的外电路图像 由图可得，每个灯泡的功率 五、加速器 加速器是粒子物理学重要的实验工具。 17. 如图所示，直线加速器由多个横截面积相同的金属圆筒依次排列，相邻圆筒间的距离相同，其中心轴线在同一直线上，A、B接在电压大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源上，粒子从序号为0的金属圆板的中心沿轴线进入圆筒。则粒子（　　） A. 在加速器中一直做匀加速直线运动 B. 只在金属圆筒内做匀加速直线运动 C. 只在相邻两个金属圆筒间做匀加速直线运动 D. 在加速器中一直做加速度增大的变加速直线运动 【答案】C 【解析】 【详解】大小不变、极性随时间周期性变化的交变电源加在相邻两个金属圆筒之间，所以粒子在相邻两个金属圆筒间受恒定的电场力，做匀加速直线运动，金属圆筒中电场为零，粒子不受电场力，做匀速运动。 故选C。 18. 质量为m、电荷量为q的粒子静止开始从O点沿轴线进入直线加速器，所加电压如图所示，质子电量为e，质量为m，不计质子经过狭缝的时间，质子从5号圆筒射出时的速度大小为______，8号圆筒的长度为______ 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]质子静止开始从O点沿轴线进入直线加速器，经过5次加速，从5号圆筒射出，则根据动能定理有 解得 [2]根据题意可知，质子在圆筒中做匀速直线运动，在每个圆筒中的运动时间都相等，且与电源极性切换间隔相等，为，则有 质子经过8次加速，进入8号圆筒，根据动能定理可得 联立解得8号圆筒的长度为 19. 1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的两个D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计，磁感应强度为B的匀强磁场方向与盒面垂直。两D形盒之间所加上题一样的交流电压，质量为m、电荷量为q的粒子从D形盒一侧圆心处静止开始被加速，经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出。粒子被加速5次后做圆周运动的半径______；粒子从开始被加速到离开D形盒所需要的时间______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2]粒子被加速5次后运动速度为，由动能定理有 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有 得 粒子离开D形盒的速度为，有 粒子从开始到离开D形盒被加速的次数 粒子从开始被加速到离开D形盒所需要的时间 其中 联立得 20. 在高能物理中，需要把粒子加速到很高的速度，甚至接近光速，此时应该用直线加速器还是回旋加速器？简单说明理由。 【答案】使用回旋加速器，若用直线加速器，则要把粒子加速到很高速度需要粒子做加速运动的距离很长，没有那么长的场地满足要求；而回旋加速器利用电场进行加速，磁场进行偏转，粒子做圆周运动，场地要求相对较小。 【解析】 【详解】若用直线加速器，则要把粒子加速到很高速度需要粒子做加速运动的距离很长，没有那么长的场地满足要求；而回旋加速器利用电场进行加速，磁场进行偏转，粒子做圆周运动，场地要求相对较小。故使用回旋加速器。 21. 氘核（）与粒子经加速器加速后获得相等的速度，均垂直于磁场方向进入质谱仪中，x为粒子做圆周运动的直径，则（　　） A. 氘核的直径大 B. 粒子的直径大 C. 氘核与粒子的直径一样大 【答案】C 【解析】 【详解】粒子经过加速器加速，根据动能定理可得 可得 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力得 可得 则粒子在磁场中的轨迹直径为 由于氘核与粒子的比荷相等，则氘核与粒子的直径一样大。 故选C。 六、能量与能源 能量是物质运动转换的量度，能源是能量的来源，支撑社会发展和科技进步。 22. 下列能源属于不可再生能源的是 A. 水能 B. 风能 C. 太阳能 D. 天然气 【答案】D 【解析】 【详解】A. 水能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项A错误； B. 风能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项B错误； C. 太阳能在短时间内可以再次产生，是可再生能源，选项C错误； D. 天然气短时间内不能再次产生的，是不可再生能源，选项D正确． 23. 下列涉及原子核裂变的链式反应的是（　　） A. 核电站发电 B. 煤的形成 C. 石油的形成 D. 太阳辐射能量 【答案】A 【解析】 【详解】A．核电站发电是利用原子核重核裂变的链式反应在可控制的反应堆中进行，故A正确； B．煤的形成是植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用而转化变成的沉积有机矿产，故B错误； C．石油的形成是复杂的过程，属于生物化学作用，故C错误； D．太阳能辐射是以热传递的形式传递热量，故D错误。 故选A。 24. 如图是一款称之为“钢珠永动机”的玩具，小钢珠从A处小孔沿轨道静止滑落，从C处飞离轨道作斜抛运动，然后落到圆盘后滚至A处从小孔再次落下，周而复始。下列判断正确的是（　　） A. 此玩具是一个不需要外界能量的永动机 B. 钢珠在运动过程中机械能守恒 C. 此玩具可能仅在轨道的最低处B处的下方安装了一个强磁铁吸引钢珠实现永动 D. 钢珠运动过程有除重力、弹力和摩擦力之外的力对钢球做了功 【答案】D 【解析】 【详解】A．永动机违背能的转化和守恒定律，故永动机不能制造成功，故A错误； B．钢珠在运动过程中有空气阻力、轨道间摩擦力做功，机械能转化为内能，钢珠机械能不守恒，故B错误； C．此玩具仅在轨道的最低处B处的下方安装了一个强磁铁吸引钢珠，钢珠靠近磁铁时引力做正功，远离磁铁时引力做负功，不能实现永动，故C错误； D．钢珠能一直运动，运动过程中一部分机械能转化为内能，钢珠运动过程有除重力、弹力和摩擦力之外的力对钢球做了功，故D正确。 故选D。 25. 如图所示，水平绝缘桌面上固定两根相互平行电阻不计的金属导轨、，导轨间距为，左端接一定值电阻。在轨道区域内有竖直方向的磁场（未画出），磁感应强度沿方向（方向与金属导轨、平行）的变化规律为。质量为，阻值也为R的金属棒与导轨接触良好且垂直静置在导轨上，金属棒的初始位置为。金属棒在外力F的作用下水平向右做速度为的匀速直线运动，金属棒与导轨之间的动摩擦因数为。（结果保留） （1）金属棒在磁场中运动过程中产生的感应电动势瞬时值的表达式； （2）金属棒从初始位置开始向右运动的过程中，外力所做的功。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）电动势为 又因为 可得产生的感应电动势瞬时值的表达式为 （2）感应电流表达式为 可知电流的有效值为 金属棒AB从初始位置开始向右运动的过程中，有 电路中产生的焦耳热为 根据动能定理 又因为 即 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $