精品解析：浙江省余姚中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

余姚中学2023学年第二学期期中考试高二物理试卷 一、单选题（本题共13小题，每小题只有一个选项正确，每小题3分，共39分） 1. 以下物理量为矢量，且单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. 电流、A B. 力、 C. 功率、 D. 电场强度、 2. 关于物理学史，下列说法正确的是（ ） A. 库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 B. 赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度 C. 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 D. 爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的 3. 如图所示，某同学在同一位置用同一频闪相机记录了乒乓球抛至最高点和从最高点下落的两张频闪照片，频闪时间间隔相同，其中、处均为最高点。若全程空气阻力大小不变，则下列说法正确的是（　　） A. 图甲乒乓球在运动过程中机械能守恒 B. 图乙为乒乓球上抛时所拍摄的频闪照片 C. 乒乓球在段运动过程中重力的冲量大小不同 D. 通过两张照片可估测乒乓球所受重力与空气阻力之比 4. 起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动。一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中，他的重心上升了h，离地时他的速度大小为v，重力加速度为g。关于该起跳过程，下列说法正确的是（　　） A. 该同学自己对自己做功为 B. 地面的支持力对该同学做功为 C. 合外力对该同学做功为 D. 该同学所受地面的支持力与其重力是一对平衡力 5. 北京2022年冬奥会极大推动了全国范围内的冰雪运动设施建设，如图所示为一个开阔、平坦的倾斜雪坡，一个小孩靠推一棵树获得大小为的水平初速度。雪坡的倾角为，与小孩之间的滑动摩擦系数为，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化。雪坡足够大，经过足够长的时间关于小孩运动的说法，正确的是（　　） A. 可能一直做曲线运动 B. 可能做匀加速直线运动，与初速度v的夹角小于90° C. 若做匀速运动，则可判断 D. 若没有停下，则最终速度的方向一定与初速度垂直 6. 2018年12月8日我国嫦娥四号探测器成功发射,实现人类首次在月球背面无人软着陆．通过多次调速让探月卫星从近地环绕轨道经地月转移轨道进入近月环绕轨道．已知地球与月球的质量之比及半径之比分别为a、b,则关于近地卫星与近月星做匀速圆周运动的下列判断正确的是 A. 加速度之比约为 B. 周期之比约为 C. 速度之比约为 D. 从近地轨道进入到地月转移轨道,卫星必须减速 7. 如图所示，图中以点电荷Q为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的横截面图．一个带电的粒子经过该电场，它的运动轨迹如图中实线所示，P、M、N、O、F都是轨迹上的点．不计带电粒子受到的重力，由此可以判断（ ） A. 此粒子和点电荷Q带异种电荷 B. 此粒子在M点的动能大于在F点的动能 C. 若PM两点间的距离和MN两点间的距离相等，则从P到M和从M到N，电场力做功相等 D. 带电粒子从P运动到N的过程中,电势能逐渐减小 8. 下列有关光电效应的说法错误的是（　　） A. 爱因斯坦提出了光电效应理论 B. 甲图实验中让锌板带负电，光照后，验电器张角会变小 C. 乙图中光电子到达A板的速度越大，则光电流越大 D. 乙图光电流的大小与入射光束的光强有关 9. 如图，有一小型水电站发电机输出功率为50kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电电压为10kV，输电线的总电阻R为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，两变压器均视为理想变压器，下列说法正确的（ ） A. 升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:400 B. 输电线上损失的功率为250W C. 降压变压器原、副线圈中的电流之比为995:22 D. 图中的所有灯泡亮度都相同 10. 如图甲所示电路，不计电感线圈L的直流电阻，闭合开关S后一段时间电路达到稳定状态。t=0时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡。则（　　） A. 乙图可以表示L中的电流随时间变化的图像 B. 乙图可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图 C. 时刻，磁场能最大 D. 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的倍 11. 如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部ABC为等腰直角三角形，，BC边的长度为2R，下半部是半径为R的半圆，O是圆心，P、Q是半圆弧BDC上的两个点，AD、BC垂直相交于O点。现有一束某一频率平行光平行于AD方向射到AB面上，从A点射入玻璃的光射到P点。已知玻璃工件折射率为，不考虑反射光。下列有关说法正确的是（　　） A. B. 从A点射到P点的光能发生全反射 C. 从AB面上射到圆弧界面上的最长时间 D. 圆弧界面上有光射出部分长为 12. 氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光进行如下实验研究，则（　　） A. 照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽 B. 以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小 C. 以相同功率发射细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多 D. 相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的饱和光电流小 13. 若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 二、多选题（本题共2小题，全部选对3分，漏选2分，共6分） 14. 某均匀介质中的O处有一波源做简谐运动，所激发的波沿水平方向向四周传播。波源在0~0.5s内以9Hz的频率振动，0.5s后的振动图像如图乙所示且频率不再发生变化。图甲为波源频率稳定较长时间后某时刻的俯视图，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（  ） A. 该波波源起振方向向下，波速为4m/s B. 从图示时刻开始，质点A经s后运动的路程为 C. 在时，距离波源5.0m处的质点向上振动 D. 距离波源1.0m与2.0m处的质点的振动情况始终相反 15. 关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ） A. 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 B. 铯原子核( )的结合能小于铅原子核( )的结合能 C. 比结合能越大，原子核越不稳定 D. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应能量大于该原子核的结合能 三、非选择题（本题共6小题，共55分） 16. 某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________；（填字母） A. 实验前应将注射器的空气完全排出 B. 空气柱体积变化应尽可能的快些 C. 实验前应在柱塞上涂润滑油以保证气密性 （2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为________（选填“”“”或“”）； （3）如橡胶套内的气体不可忽略。移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p，绘出的图像可能为________。（填字母） A. B. C. D. 17. 在“测量电源的电动势和内阻”实验中，某小组用两节干电池串联进行测量。 （1）该小组用多用电表粗测电池组的电动势，在实验前可能需要进行的操作是________（选填“机械调零”、“欧姆调零”）；如图所示，是多用电表的操作面板，实验前需将选择开关旋转至________挡；经正确操作后，电表指针指在如图所示位置，由图中可知该电池组的电动势为________V。 （2）①该小组进一步用图所示仪器（其中定值电阻阻值为4.00Ω），测量电池组的电动势与内电阻，已完成连接。 ②经过正确操作后，得到该电池伏安特性曲线如图所示，由此可知电池组的电动势为________V，内电阻为________Ω（结果保留三位有效数字）。 18. 某种理想气体A内能公式可表示为，n表示物质的量，R为气体常数（），T为热力学温度。如图所示，带有阀门的连通器在顶部连接两个绝热汽缸，其横截面积均为，高度分别为，用一个质量的绝热活塞在左侧汽缸距底部10cm处封闭，的气体A，汽缸底部有电阻丝可对其进行加热，活塞运动到汽缸顶部时（图中虚线位置）被锁住，右侧汽缸初始为真空。现对电阻丝通电一段时间，活塞刚好缓慢移动至汽缸顶部时断开电源并打开阀门。已知外界大气压强为，重力加速度，不计活塞与汽缸的摩擦及连通器气柱和电阻丝的体积。求： （1）上升过程中左侧缸内气体的压强。 （2）断开电源时气体升高的温度。 （3）稳定后整个过程中气体吸收的热量。 19. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由倾角的固定斜面CD、水平传送带EF、粗糙水平轨道FG、光滑圆弧轨道GPQ、及固定在Q处的弹性挡板组成。斜面CD高度，传送带EF与轨道FG离地面高度均为h，两者长度分别为、，OG、OP分别为圆弧轨道的竖直与水平半径，半径，圆弧PQ所对应的圆心角，轨道各处平滑连接。现将质量的滑块（可视为质点）从斜面底端的弹射器弹出，沿斜面从D点离开时速度大小，恰好无碰撞从E点沿水平方向滑上传送带。当传送带以的速度顺时针转动，滑块恰好能滑至P点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，滑块与挡板碰撞后原速率反向弹回，不计空气阻力。，，求： （1）高度h； （2）滑块与水平轨道FG间的动摩擦因数； （3）滑块最终静止时离G点的距离x； （4）若传送带速度大小可调，要使滑块与挡板仅碰一次，且始终不脱离轨道，则传送带速度大小v的范围。 20. 如图所示，电池通过开关与两根光滑水平轨道相连接，轨道的S、T两处各有一小段绝缘，其它位置电阻不计，轨道间L=1m，足够长的区域MNPO内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，QR右侧足够长的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，O、P两处各有一微微突起的导电结点，结点不影响金属棒通过。轨道右端电阻=0.1Ω，P与R间有一开关。轨道上放置三根质量m=0.03kg、电阻r=0.1Ω的相同金属棒，金属棒甲位于磁场内的左侧；金属棒乙用较长绝缘细线悬挂在磁场外靠近OP边界的右侧，且与导电结点无接触；金属棒丙位于磁场内的左侧。闭合K1，金属棒甲向右加速，达到稳定后以=2m/s速度与金属棒乙碰撞形成一个结合体向右摆起。此时立即断开并闭合，当两棒结合体首次回到OP时，恰与导电结点接触(无碰撞)，此时导体棒丙获得向右的速度。两棒结合体首次向左摆到最大高度h=0.032m处被锁止。空气阻力不计，不考虑装置自感。求: （1）电池电动势E的大小； （2）碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小； （3）结合体与导电结点接触过程，通过金属棒丙的电荷量q； （4）全过程金属棒丙产生焦耳热Q。 21. 研究光电效应的装置如甲图所示，该装置可用于分析光子的信息。在xOy平面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔，坐标为。第一象限存在垂直向里的匀强磁场，x轴处有小孔，平行板电容器A，K的上极板与x轴紧靠且平行，其长度为L，板间距为，A板中央小孔与对齐，K板连接电流表后接地。在入射光的照射下，质量为m，电荷量为e的电子从M板逸出后经极板电压加速从点持续不断进入磁场，速度大小在与之间，已知速度为的电子经磁场偏转后恰能垂直x轴射入点，板M的逸出功为W，普朗克常量为h。忽略电子之间的相互作用，电子到达边界或极板立即吸收并导走。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小 （2）求逸出光电子的最大初动能和入射光的频率； （3）时，求到达K板最左端的电子刚从板M逸出时速度的大小及与x轴的夹角θ； （4）若在小孔处增加一特殊装置，可使进入的电子沿各方向均匀分布在与轴成0~范围内，速率在与之间。监测发现每秒钟有n个电子通过小孔，调节加载在k与A板之间的电压，试在乙图中大致画出流过电流表的电流i随变化的关系曲线。标出相关数据。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 余姚中学2023学年第二学期期中考试高二物理试卷 一、单选题（本题共13小题，每小题只有一个选项正确，每小题3分，共39分） 1. 以下物理量为矢量，且单位用国际单位制基本单位表示正确的是（　　） A. 电流、A B. 力、 C. 功率、 D. 电场强度、 【答案】D 【解析】 【详解】A．电流是标量，单位用国际单位制基本单位表示为A，故A错误； B．力是矢量，根据 单位用国际单位制基本单位表示为，故B错误； C．功率是标量，根据 单位用国际单位制基本单位表示为，故C错误； D．电场强度是矢量，根据 单位用国际单位制基本单位表示，故D正确。 故选D。 2. 关于物理学史，下列说法正确的是（ ） A. 库仑不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像 B. 赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度 C. 麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 D. 爱因斯坦首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的 【答案】B 【解析】 【详解】A．法拉第不仅提出了场的概念，而且直观地描绘了场的清晰图像，A错误； B．赫兹通过测量证明在真空中，电磁波具有与光相同的速度，B正确； C．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，C错误； D．普朗克首先提出当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份份地辐射或吸收的，D错误。 故选B。 3. 如图所示，某同学在同一位置用同一频闪相机记录了乒乓球抛至最高点和从最高点下落的两张频闪照片，频闪时间间隔相同，其中、处均为最高点。若全程空气阻力大小不变，则下列说法正确的是（　　） A. 图甲乒乓球在运动过程中机械能守恒 B. 图乙为乒乓球上抛时所拍摄的频闪照片 C. 乒乓球在段运动过程中重力的冲量大小不同 D. 通过两张照片可估测乒乓球所受重力与空气阻力之比 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于乒乓球在运动过程空气阻力做功，则机械能不守恒，故A错误； C．根据题意，由图可知，乒乓球在段运动过程中的运动时间相等，则运动过程中重力的冲量大小相等，故C错误； BD．根据题意，设空气阻力为，由牛顿第二定律可得，上抛时有 下降时有 可知 由 可知，上抛时运动的距离较大，则图甲为乒乓球上抛时所拍摄的频闪照片，根据逐差法，由图可求的乒乓球上抛时的加速度和下降时的加速度，联立解得 ， 可得，乒乓球所受重力与空气阻力之比 即通过两张照片可估测乒乓球所受重力与空气阻力之比，故B错误，D正确。 故选D 4. 起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动。一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中，他的重心上升了h，离地时他的速度大小为v，重力加速度为g。关于该起跳过程，下列说法正确的是（　　） A. 该同学自己对自己做功为 B. 地面的支持力对该同学做功为 C. 合外力对该同学做功为 D. 该同学所受地面的支持力与其重力是一对平衡力 【答案】A 【解析】 【详解】A．该同学自己对自己做功转化为自身增加的机械能，故该同学自己对自己做功为 故A正确； B．该同学在起跳过程始终没有离开地面，即有力无位移，故地面的支持力没有做功，故B错误； C．根据动能定理可知，合外力对该同学做功为 故C错误； D．该同学起跳过程，向上的速度增大，具有向上的加速度，处于超重状态，故该同学所受地面的支持力大于重力,故D错误。 故选A。 5. 北京2022年冬奥会极大推动了全国范围内的冰雪运动设施建设，如图所示为一个开阔、平坦的倾斜雪坡，一个小孩靠推一棵树获得大小为的水平初速度。雪坡的倾角为，与小孩之间的滑动摩擦系数为，不计空气阻力，不考虑摩擦力随速度大小的变化。雪坡足够大，经过足够长的时间关于小孩运动的说法，正确的是（　　） A. 可能一直做曲线运动 B. 可能做匀加速直线运动，与初速度v的夹角小于90° C. 若做匀速运动，则可判断 D. 若没有停下，则最终速度的方向一定与初速度垂直 【答案】D 【解析】 【详解】ABD.起初小孩子的速度是水平方向的，他受到的合力具体表现为：与运动方向相反的摩擦力的作用和重力沿斜面向下的分力的作用，二者的合力是斜向左下的，它与速度方向有夹角，故小孩子的运动方向会改变，当其运动方向改变后，摩擦力的方向也会随之而改变，总与他的运动方向相反，故开始小孩子会做曲线运动，若摩擦力较大，可能会在做曲线运动的过程中，消耗掉了他的初动能而变为静止；若摩擦力较小，但总是有一定摩擦力的，最终小孩子水平向右的速度对应的动能会因克服摩擦力做功而变为零，而重力会一直对他做正功，所以最终他的速度方向一定是沿斜面向下，与初速度方向垂直，故AB错误、D正确； C.若摩擦力适中，则小孩最终达到匀速运动，说明 得 故C错误。 故选D。 6. 2018年12月8日我国嫦娥四号探测器成功发射,实现人类首次在月球背面无人软着陆．通过多次调速让探月卫星从近地环绕轨道经地月转移轨道进入近月环绕轨道．已知地球与月球的质量之比及半径之比分别为a、b,则关于近地卫星与近月星做匀速圆周运动的下列判断正确的是 A. 加速度之比约为 B. 周期之比约为 C. 速度之比约为 D. 从近地轨道进入到地月转移轨道,卫星必须减速 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据可知，，选项A错误； B．由可得，，选项B正确； C．根据可得，选项C错误； D．从近地轨道进入到地月转移轨道，卫星必须要多次加速变轨，选项D错误． 7. 如图所示，图中以点电荷Q为圆心的虚线同心圆是该点电荷电场中球形等势面的横截面图．一个带电的粒子经过该电场，它的运动轨迹如图中实线所示，P、M、N、O、F都是轨迹上的点．不计带电粒子受到的重力，由此可以判断（ ） A. 此粒子和点电荷Q带异种电荷 B. 此粒子在M点的动能大于在F点的动能 C. 若PM两点间的距离和MN两点间的距离相等，则从P到M和从M到N，电场力做功相等 D. 带电粒子从P运动到N的过程中,电势能逐渐减小 【答案】AD 【解析】 【详解】A.根据轨迹弯曲方向判断出，粒子M、N间运动过程中，电荷一直受静电引力作用，此粒子和点电荷异种电荷．故A正确； B. 粒子从M到N，电场力做正功，故电势能减小，故M点的电势能大于N点的电势能；N点与F点在同一个等势面上，所以粒子在F点的动能等于在N点的动能，所以粒子在M点的动能小于在F点的动能．故B错误； C.距离场源电荷越近则受到的电场力越大，所以MN两点间的平均电场力大于PM两点之间的电场力，而PM两点间的距离和MN两点间的距离相等，则从P到M电场力做的功比从M到N电场力做功小，故C错误； D. 粒子从P到N，只受电场力，合力做正功，根据动能定理，动能增加，电势能减小，故D正确. 8. 下列有关光电效应的说法错误的是（　　） A. 爱因斯坦提出了光电效应理论 B. 甲图实验中让锌板带负电，光照后，验电器张角会变小 C. 乙图中光电子到达A板的速度越大，则光电流越大 D. 乙图光电流的大小与入射光束的光强有关 【答案】C 【解析】 【详解】A．爱因斯坦提出了光子说理论，并成功地解释了光电效应实验，故A正确； B．由于事先使锌板带负电，验电器张开一定的角度，锌板表面的自由电子溢出后，验电器的指针张角变小，故B正确； C．当达到饱和光电流以后，继续增加光电管两端的电压，即增加光电子到达A板的速度，光电流不变，故C错误； D．当光电管两端的电压不变，即光电子到达A板的速度不变，入射光越强，光子数越多，光电流越大，则光电流的大小与入射光束的光强有关，故D正确。 本题选错误的，故选C。 9. 如图，有一小型水电站发电机的输出功率为50kW，发电机的输出电压为250V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电电压为10kV，输电线的总电阻R为10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，两变压器均视为理想变压器，下列说法正确的（ ） A. 升压变压器原、副线圈的匝数之比为1:400 B. 输电线上损失的功率为250W C. 降压变压器原、副线圈中的电流之比为995:22 D. 图中的所有灯泡亮度都相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据理想变压器电压比等于匝数比，可得升压变压器原、副线圈的匝数之比为 故A错误； B．升压变压器副线圈电流为 则输电线上损失的功率为 故B正确； C．用户端得到的功率为 则降压变压器副线圈电流为 则降压变压器原、副线圈中的电流之比为 故C错误； D．由于电容器对交变电流有一定的阻碍作用，所以与电容器串联的灯泡亮度比其他灯泡的亮度暗，故D错误。 故选B。 10. 如图甲所示电路，不计电感线圈L的直流电阻，闭合开关S后一段时间电路达到稳定状态。t=0时刻断开开关S，LC振荡电路中产生电磁振荡。则（　　） A. 乙图可以表示L中的电流随时间变化的图像 B. 乙图可以表示电容器所带电荷量随时间变化的图 C. 时刻，磁场能最大 D. 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的倍 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．t=0时刻断开开关S，电感线圈L与电容器构成振荡回路，L中的电流从某一最大值减小，产生自感电动势对电容器充电，磁场能转化为电场能，电容器所带电荷量从0增加，当L中的电流减为零，电容器充满电，所带电荷量达到最大，振荡电路经历，此时磁场能为零，电场能最大，随后电容器放电，所带电荷量减小，L中电流反向增加，电场能转化为磁场能，依此形成振荡电路，故AC错误，B正确； D．由振荡电路的周期为知，电磁振荡的频率为 将自感系数L和电容C同时增大为原来的2倍，电磁振荡的频率变为原来的倍，故D错误。 故选B。 11. 如图所示为一玻璃工件的截面图，上半部ABC为等腰直角三角形，，BC边的长度为2R，下半部是半径为R的半圆，O是圆心，P、Q是半圆弧BDC上的两个点，AD、BC垂直相交于O点。现有一束某一频率平行光平行于AD方向射到AB面上，从A点射入玻璃的光射到P点。已知玻璃工件折射率为，不考虑反射光。下列有关说法正确的是（　　） A. B. 从A点射到P点的光能发生全反射 C. 从AB面上射到圆弧界面上的最长时间 D. 圆弧界面上有光射出部分长为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由几何知识可知从A点射入玻璃的光的入射角为，故有 解得 故可知 故A错误； B．光线在该玻璃工件内发生全反射的临界角为 即临界角,为等腰三角形，故光射到P点时的入射角 可知从A点射到P点的光不能发生全反射，故B错误； C．根据几何知识可知从AB面上射到圆弧界面上光的路径中沿A点射入到达P点时的路程最大，光在玻璃中的速度为，可知最长时间为 同时有 ， 解得 故C正确； D．设从E点入射的光线刚好在圆弧界面上M点发生全反射，由几何知识可得 ， 故，故可知 可知圆弧都有光线射出，故圆弧界面上有光射出部分长为 故D错误。 故选C。 12. 氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光进行如下实验研究，则（　　） A. 照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽 B. 以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小 C. 以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多 D. 相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的饱和光电流小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据巴耳末公式可知，光的波长较长。波长越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽，故A错误； B．光的波长较长，根据 可知光的频率较小，则光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较小，光的侧移量小，故B错误； C．光的频率较小，光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，光的光子数较多，真空中单位长度上光的平均光子数多，故C正确； D．若、光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的频率较小，光的光子能量较小，光的光子数较多，则光的饱和光电流大，光的饱和光电流小，故D错误。 故选C。 13. 若通以电流I的圆形线圈在线圈内产生的磁场近似为方向垂直线圈平面的匀强磁场，其大小（k的数量级为）。现有横截面半径为的导线构成半径为的圆形线圈处于超导状态，其电阻率上限为。开始时线圈通有的电流，则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】线圈中电流的减小将在线圈内导致自感电动势，故 其中L代表线圈的自感系数，有 在计算通过线圈的磁通量时，以导线附近即处的B为最大，而该处B又可把线圈当成无限长载流导线所产生的，根据题意 则 根据电阻定律有 联立解得 A，V 则线圈的感应电动势大小的数量级和一年后电流减小量的数量级分别为，。 故选D。 二、多选题（本题共2小题，全部选对3分，漏选2分，共6分） 14. 某均匀介质中的O处有一波源做简谐运动，所激发的波沿水平方向向四周传播。波源在0~0.5s内以9Hz的频率振动，0.5s后的振动图像如图乙所示且频率不再发生变化。图甲为波源频率稳定较长时间后某时刻的俯视图，实线表示波峰，虚线表示波谷。下列说法正确的是（  ） A. 该波波源起振方向向下，波速为4m/s B. 从图示时刻开始，质点A经s后运动的路程为 C. 在时，距离波源5.0m处的质点向上振动 D. 距离波源1.0m与2.0m处的质点的振动情况始终相反 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．波源在0~0.5s内，振动周期为s，则波源在0~0.5s内振动了个周期，由乙图可得，当时，波源在向下振动，即起振方向向上；0.5s后波源的振动周期为 由甲图可知，机械波的波长为 则机械波的波速为 故A错误； B．质点A的振动时间为 图示时质点A在波峰处，则在时间内通过的路程为 在时间内通过的路程为 则，质点A经后运动的路程为 故B正确； C．因为 故波源在时的振动与波源在时的振动相同，由图乙可知，此时波源在向下振动，距离波源5.0m处的质点与波源的距离为 则该质点的振动始终与波源的振动相反，即在t=1.9s时，距离波源5.0m处的质点向上振动，故C正确； D．距离波源1.0m与2.0m处的质点的距离差为 则距离波源1.0m与2.0m处的质点的振动相反，故D正确。 故选BCD。 15. 关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ） A. 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 B. 铯原子核( )的结合能小于铅原子核( )的结合能 C. 比结合能越大，原子核越不稳定 D. 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 【答案】AB 【解析】 【详解】A．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故A正确； B．铯原子核不如铅原子核稳定，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，故B正确； C．比结合能越大，原子核越稳定，故C错误； D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故D错误。 故选AB。 三、非选择题（本题共6小题，共55分） 16. 某实验小组用如图甲所示实验装置来探究一定质量的气体发生等温变化遵循的规律。 （1）关于该实验，下列说法正确是________；（填字母） A. 实验前应将注射器的空气完全排出 B. 空气柱体积变化应尽可能的快些 C. 实验前应在柱塞上涂润滑油以保证气密性 （2）为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，他们进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为________（选填“”“”或“”）； （3）如橡胶套内的气体不可忽略。移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度V和压力表读数p，绘出的图像可能为________。（填字母） A. B. C. D. 【答案】（1）C （2） （3）C 【解析】 【小问1详解】 A．实验是以注射器内的空气为研究对象，所以实验前注射器内的空气不能完全排出，故A错误； B．空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动注射器保证气体温度不变，故B错误； C．为了保证气体质量不变，实验前应在柱塞上涂润滑油以保证气密性，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 根据理想气体状态方程 即 可知离坐标原点越远的等温线温度越高，则有 【小问3详解】 如橡胶套内的气体不可忽略，设橡胶套内的气体体积为，则有 可得 可知图像上点与原点连线的斜率为 可知随着的增大，图像上点与原点连线的斜率逐渐减小。 故选C。 17. 在“测量电源的电动势和内阻”实验中，某小组用两节干电池串联进行测量。 （1）该小组用多用电表粗测电池组的电动势，在实验前可能需要进行的操作是________（选填“机械调零”、“欧姆调零”）；如图所示，是多用电表的操作面板，实验前需将选择开关旋转至________挡；经正确操作后，电表指针指在如图所示位置，由图中可知该电池组的电动势为________V。 （2）①该小组进一步用图所示仪器（其中定值电阻阻值为4.00Ω），测量电池组的电动势与内电阻，已完成连接。 ②经过正确操作后，得到该电池的伏安特性曲线如图所示，由此可知电池组的电动势为________V，内电阻为________Ω（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1） ①. 机械调零 ②. 直流10V ③. 2.7 （2） ①. 3.00 ②. 1.56 【解析】 【小问1详解】 [1]多用电表粗测电池组的电动势，在实验前可能需要进行的操作是机械调零。 [2]用多用电表测电池组电动势，实验前需将选择开关旋转至直流10V挡。 [3]经正确操作后，电表指针指在如图所示位置，由图中可知该电池组的电动势为2.7V。 【小问2详解】 [1]由闭合电路欧姆定律 可得 故纵截距为电动势 [2]斜率的绝对值为 解得 18. 某种理想气体A内能公式可表示为，n表示物质的量，R为气体常数（），T为热力学温度。如图所示，带有阀门的连通器在顶部连接两个绝热汽缸，其横截面积均为，高度分别为，用一个质量的绝热活塞在左侧汽缸距底部10cm处封闭，的气体A，汽缸底部有电阻丝可对其进行加热，活塞运动到汽缸顶部时（图中虚线位置）被锁住，右侧汽缸初始为真空。现对电阻丝通电一段时间，活塞刚好缓慢移动至汽缸顶部时断开电源并打开阀门。已知外界大气压强为，重力加速度，不计活塞与汽缸的摩擦及连通器气柱和电阻丝的体积。求： （1）上升过程中左侧缸内气体的压强。 （2）断开电源时气体升高的温度。 （3）稳定后整个过程中气体吸收的热量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由平衡条件知 压强为 （2）气体做等压变化，由盖-吕萨克定律可得 解得 则 （3）气体增加的内能为 气体对外界做功为 根据热力学第一定律有 解得 故气体吸收的热量为293.5J。 19. 一游戏装置竖直截面如图所示，该装置由倾角的固定斜面CD、水平传送带EF、粗糙水平轨道FG、光滑圆弧轨道GPQ、及固定在Q处的弹性挡板组成。斜面CD高度，传送带EF与轨道FG离地面高度均为h，两者长度分别为、，OG、OP分别为圆弧轨道的竖直与水平半径，半径，圆弧PQ所对应的圆心角，轨道各处平滑连接。现将质量的滑块（可视为质点）从斜面底端的弹射器弹出，沿斜面从D点离开时速度大小，恰好无碰撞从E点沿水平方向滑上传送带。当传送带以的速度顺时针转动，滑块恰好能滑至P点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数，滑块与挡板碰撞后原速率反向弹回，不计空气阻力。，，求： （1）高度h； （2）滑块与水平轨道FG间的动摩擦因数； （3）滑块最终静止时离G点的距离x； （4）若传送带速度大小可调，要使滑块与挡板仅碰一次，且始终不脱离轨道，则传送带速度大小v的范围。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）滑块从D到E做斜抛运动，E点为最高点，分解，竖直方向 水平方向 竖直位移为y，则，解得 所以 （2）滑块以滑上传送带，假设能被加速到，则 成立。故滑块离开F点的速度 从F到P由动能定理得 解得 （3）由分析可知，物块从P返回后向左进入传送带，又被传送带原速率带回，设物块从P返回后，在FG之间滑行总路程为s，则 解得 所以，滑块停止时离G点 （4）设传送带速度为时，滑块恰能到Q点，在Q点满足 解得 从F到Q由动能定理得 解得 设传送带速度为时，滑块撞挡板后恰能重新返回到P点，由动能定理得 解得 若滑块被传送带一直加速，则 可得 所以，传送带可调节的速度范围为 20. 如图所示，电池通过开关与两根光滑水平轨道相连接，轨道的S、T两处各有一小段绝缘，其它位置电阻不计，轨道间L=1m，足够长的区域MNPO内有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，QR右侧足够长的区域内有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度=0.5T，O、P两处各有一微微突起的导电结点，结点不影响金属棒通过。轨道右端电阻=0.1Ω，P与R间有一开关。轨道上放置三根质量m=0.03kg、电阻r=0.1Ω的相同金属棒，金属棒甲位于磁场内的左侧；金属棒乙用较长绝缘细线悬挂在磁场外靠近OP边界的右侧，且与导电结点无接触；金属棒丙位于磁场内的左侧。闭合K1，金属棒甲向右加速，达到稳定后以=2m/s速度与金属棒乙碰撞形成一个结合体向右摆起。此时立即断开并闭合，当两棒结合体首次回到OP时，恰与导电结点接触(无碰撞)，此时导体棒丙获得向右的速度。两棒结合体首次向左摆到最大高度h=0.032m处被锁止。空气阻力不计，不考虑装置自感。求: （1）电池电动势E的大小； （2）碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小； （3）结合体与导电结点接触过程，通过金属棒丙的电荷量q； （4）全过程金属棒丙产生的焦耳热Q。 【答案】（1）1V；（2）1m/s；（3）0.024C；（4） 【解析】 【详解】（1）当感应电动势大小等于电池电动势大小时，金属棒匀速运动，电池电动势 E= （2）根据动量守恒 得碰后瞬间甲、乙结合体的速度大小 （3）根据 得两棒结合体首次回到OP时的速度 方向向左 对结合体，由动量定理得 代入数据解得 （4）对金属棒丙分析，其产生瞬间的速度，由动量定理得 解得 金属丙棒到达绝缘段前，则有 分配至金属棒丙有 金属丙棒到达绝缘段后，最终静止，则有 分配至金属棒丙有 则全过程金属棒丙产生的焦耳热 21. 研究光电效应的装置如甲图所示，该装置可用于分析光子的信息。在xOy平面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔，坐标为。第一象限存在垂直向里的匀强磁场，x轴处有小孔，平行板电容器A，K的上极板与x轴紧靠且平行，其长度为L，板间距为，A板中央小孔与对齐，K板连接电流表后接地。在入射光的照射下，质量为m，电荷量为e的电子从M板逸出后经极板电压加速从点持续不断进入磁场，速度大小在与之间，已知速度为的电子经磁场偏转后恰能垂直x轴射入点，板M的逸出功为W，普朗克常量为h。忽略电子之间的相互作用，电子到达边界或极板立即吸收并导走。 （1）求匀强磁场的磁感应强度大小 （2）求逸出光电子的最大初动能和入射光的频率； （3）时，求到达K板最左端的电子刚从板M逸出时速度的大小及与x轴的夹角θ； （4）若在小孔处增加一特殊装置，可使进入的电子沿各方向均匀分布在与轴成0~范围内，速率在与之间。监测发现每秒钟有n个电子通过小孔，调节加载在k与A板之间的电压，试在乙图中大致画出流过电流表的电流i随变化的关系曲线。标出相关数据。 【答案】（1）；（2），；（3），；（4） 【解析】 【详解】（1）由几何关系可知 根据 可得 （2）逸出速度为0： 逸出速度为 由光电效应方程 入射光的频率 ； （3）打中左端，刚好为偏转轨迹直径 由动能定理 解得 竖直方向上 解得 （4）入射电场的粒子与轴负半轴的夹角为； 当电压为0时，的所有粒子都可以被收集，此时电流为 当加反向电压时，若的粒子都无法到达，则其他粒子都不能被收集， 当加正向电压时，若的粒子都可到达，则其他粒子都能被收集 流过电流表的电流i随变化的关系曲线如图 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $