精品解析：山东省菏泽市鄄城县2023-2024学年高二下学期6月月考物理试题

2023—2024学年度第二学期第五次双周考 高二物理试题 一、单选题（本题共12个小题，每小题3分，共36分） 1. 下列关于固体、液体和气体的说法中正确的是（　　） A. 晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同 B. 少量的水银掉落在水泥地板上，形成一个个“略扁”的水银珠，当地重力加速度越小，水银珠越接近球状 C. 出现毛细现象时，液体一定浸润该毛细管 D. 炒菜时的烟气升腾，是油烟颗粒的热运动 2. 以下为教材中的四幅图，下列相关叙述正确的是（ ） A. 图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B. 乙图是氧气分子的速率分布图像，图中温度T1高于温度T2 C. 丙图是每隔30s记录了小炭粒在水中的位置，小炭粒做无规则运动的原因是组成小炭粒的固体分子始终在做无规则运动 D. 丁图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量热量，从而冶炼金属 3. 如图，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件。下列说法正确的是（ ） A. 甲图中增加电压U，即可增大粒子获得的最大动能 B. 乙图可判断出通过电阻的电流从a流向b C. 丙图粒子能够向右沿直线匀速通过速度选择器的条件是，但不能判断带电粒子的电性 D. 丁图中若载流子带正电，稳定时D板电势低 4. 下列说法不正确的是（　　） A. 图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动 B. 图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布 C. 由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力先做正功后做负功 D. 由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小 5. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆所在的平面。一速度为v的带电粒子从圆周上的A点沿半径方向射入磁场，入射点A与出射点B间的圆弧为整个圆周的三分之一。现有一群该粒子从A点沿该平面以任意方向射入磁场，已知粒子速率均为，忽略粒子间的相互作用，则粒子在磁场中最长运动时间为（　　） A. B. C. D. 6. 一定质量的理想气体从状态a开始，经历abcda过程回到原状态，其图像如图所示，其中ab、cd与T轴平行，bd的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　） A. 在a、c两状态，气体的体积相等 B. 在b、d两状态，气体的体积相等 C. 由c状态到d状态，气体内能增大 D. 由d状态到a状态，气体对外做功 7. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ） A. 图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图甲可知状态③的温度最高 B. 图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用 C. 图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用 D. 图丁中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 8. 斯特林发动机是独特的热机，它的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。该发动机工作中经过由两个等容过程和两个等温过程组成的可逆循环，被称之为斯特林循环。如图所示，一定质量的理想气体，依次经过A→B→C→D→A循环，对此气体下列说法正确的是（　　） A. A到B过程，气体放出热量 B. C到D过程，温度降低，每个气体分子运动速率都变小 C. D到A过程，气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数减少 D. 经过如图所示的一个斯特林循环过程，气体从外界吸收热量 9. 光电效应实验电路如图甲所示。用a、b两种单色光分别照射光电管的阴极K，实验中得到的光电流Ⅰ与光电管两端电压U的关系如图乙所示。则（　　） A. 研究图乙中U<0的规律时甲图开关需打在2上 B. 开关打在2上触头Р左移时，微安表示数增大 C. 电压为图乙中U0时，a光照射时单位时间到达A极的光电子个数比b的多 D. 若b光可以让处于基态的氢原子电离，则a光一定也可以 10. 如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n = 3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为4.2eV的金属铝。下列说法正确的是（ ） A. 逸出光电子的最大初动能为8.89eV B. n = 3跃迁到n = 1放出的光子动量最大 C. 有3种频率的光子能使金属铝产生光电效应 D. 用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n = 4激发态 11. 将水杯开口向下倒置在水盆中，可在杯中封闭一段气体。现将水杯缓慢向上提起一段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出），设环境温度保持不变，此过程中杯中封闭气体（　　） A. 体积变小，压强变小 B. 体积变大，压强变大 C. 体积变小，压强变大 D. 体积变大，压强变小 12. 如图所示，左端封闭、右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为，水银面高度差为。当左侧部分气体温度升高较小的，重新达到平衡后，和的变化是（　　） A. 变小 B. 不变 C. 变小 D. 变大 二、多选题（本题共4个小题，每小题4分，共16分） 13. 如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈的匝数比为，已知，的最大阻值为，现将滑动变阻器的滑片从最上端向下滑动，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数变大，电流表示数变大 B. 电的输出功率变大 C. 当时，电流表的示数为 D. 当时，获得的功率最大 14. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（X）发生了衰变放出了一个粒子。放射出的粒子（He）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒子的运动轨道半径为R，质量为m和电荷量为q。下面说法正确的是（　　） A. 衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图甲 B. 新核Y在磁场中圆周运动的半径 C. α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 D. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 15. 如图所示的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆形区域半径为R，圆心为O，圆形边界上有A、B、C三点，其中A、B两点连线为直径，OA与OC间的夹角为，现有大量带负电的粒子以大小不同的速度从A点射入圆形区域，入射方向相同（如图，均与OA成），带电粒子质量为m，电荷量为，不计粒子重力，要让粒子从不同位置射出磁场区域，则下列说法正确的是（　　） A. 从B点射出磁场区域的粒子，在磁场中运动的时间为 B. 垂直AB连线方向射出磁场区域的粒子，出射点到AB连线的垂直距离为 C. 从C点射出磁场区域的粒子，速度大小为 D. 射出磁场区域时速度方向恰好改变的粒子，速度大小为 16. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 三、解答题（本题共3个小题，共48分） 17. 一矩形线圈，面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻为，线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，以的角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示。若从中性面开始计时，求： （1）从图示位置开始计时转过s时线图的瞬时感应电动势； （2）线圈从开始计时经的过程中，外接电阻上产生的热量。 18. 如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。 （1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力的大小； （2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 19. 如图所示，在xOy平面内虚线OM与x轴负方向的夹角为45°，虚线OM右侧区域Ⅰ内存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，虚线OM左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度v0射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线OM后恰好能到达x轴上的P点。原点O与P点间的距离为d，不计粒子受到的重力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）匀强电场的电场强度大小E； （3）粒子从O点射出至第三次穿过边界线OM所用的时间t总。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年度第二学期第五次双周考 高二物理试题 一、单选题（本题共12个小题，每小题3分，共36分） 1. 下列关于固体、液体和气体的说法中正确的是（　　） A. 晶体沿不同方向的导热或导电性能不同，但沿不同方向的光学性质一定相同 B. 少量的水银掉落在水泥地板上，形成一个个“略扁”的水银珠，当地重力加速度越小，水银珠越接近球状 C. 出现毛细现象时，液体一定浸润该毛细管 D. 炒菜时的烟气升腾，是油烟颗粒的热运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．晶体分为单晶体与多晶体，单晶体在导热、导电与光学性质上表现出各向异性，即沿不同方向上的性能不相同，多晶体在导热、导电与光学性质上表现出各向同性，即沿不同方向上的性能相同，故A错误； B．少量的水银掉落在水泥地板上，形成一个个“略扁”的水银珠，水银除了除了受到表面张力作用外，还受到重力作用，故当地重力加速度越小，水银珠越接近球状，故B正确； C．浸润液体在细管中会上升出现毛细现象，不浸润液体在细管中会下降，也会出现毛细现象，故C错误； D．油烟颗粒是宏观粒子，油烟颗粒的运动不是热运动，故D错误。 2. 以下为教材中的四幅图，下列相关叙述正确的是（ ） A. 图甲：当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，铝框会同向转动，且和磁铁转得一样快 B. 乙图是氧气分子的速率分布图像，图中温度T1高于温度T2 C. 丙图是每隔30s记录了小炭粒在水中的位置，小炭粒做无规则运动的原因是组成小炭粒的固体分子始终在做无规则运动 D. 丁图是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量热量，从而冶炼金属 【答案】D 【解析】 【详解】A．由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，故A错误； B．氧气分子在温度下速率大的分子所占百分比较多，故温度高于温度，故B错误； C．布朗运动时悬浮在液体中的固体小颗粒的运动，不是分子的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故C错误； D．真空冶炼炉的工作原理是电磁感应现象中的涡流，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属产生大量涡流，产生大量热量，从而冶炼金属，故D正确。 故选D。 3. 如图，甲是回旋加速器，乙是磁流体发电机，丙是速度选择器，丁是霍尔元件。下列说法正确的是（ ） A. 甲图中增加电压U，即可增大粒子获得的最大动能 B. 乙图可判断出通过电阻的电流从a流向b C. 丙图粒子能够向右沿直线匀速通过速度选择器的条件是，但不能判断带电粒子的电性 D. 丁图中若载流子带正电，稳定时D板电势低 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图，粒子在回旋加速器中由洛伦兹力提供向心力 可得解得 由上式可知，若D形盒的半径为R，当时，则粒子的最大动能为 可知粒子的最大动能与电压无关，A错误； B．乙图，由左手定则可知，正离子向下偏转，因此下极板带正电，则A板是电源的负极，B板是电源的正极，所以电流从b流向a，B错误； C．丙图，电场方向与磁场方向垂直，粒子在复合场中受电场力和洛伦兹力，当二力平衡时则有 可得 由粒子的受力情况可知，不管粒子带正电还是负电，都可以沿直线匀速通过，因此不能判断带电粒子的电性，C正确； D．丁图中若载流子带正电，由左手定则可知，正粒子向D板偏转，因此D板带正电，则稳定时D板电势高，D错误。 故选C。 4. 下列说法不正确的是（　　） A. 图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动 B. 图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布 C. 由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力先做正功后做负功 D. 由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．温度越高，分子运动越剧烈，图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动，故A正确，不符合题意； B．图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，故B正确，不符合题意； C．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力一直表现为引力，分子力一直做正功，故C错误，符合题意； D．由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力一直做正功，分子势能不断减小，故D正确，不符合题意。 故选C。 5. 如图所示，半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于圆所在的平面。一速度为v的带电粒子从圆周上的A点沿半径方向射入磁场，入射点A与出射点B间的圆弧为整个圆周的三分之一。现有一群该粒子从A点沿该平面以任意方向射入磁场，已知粒子速率均为，忽略粒子间的相互作用，则粒子在磁场中最长运动时间为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】粒子在磁场中做匀速圆周运动，设速率为的带电粒子的运动半径为，其轨迹如图中弧AB所示 由题意可知，由几何关系可得 圆周运动的半径为 由洛伦兹力提供向心力可得 可得粒子的半径为 可知粒子运动半径与速率成正比，则速率为的粒子在磁场中圆周运动半径为 在磁场中运动时间最长的粒子的运动轨迹的弦为磁场区域圆的直径，粒子运动轨迹如图中的弧AC。则角满足 可得 粒子在磁场中运动的周期为 粒子在磁场中最长运动时间为 故选C。 6. 一定质量的理想气体从状态a开始，经历abcda过程回到原状态，其图像如图所示，其中ab、cd与T轴平行，bd的延长线过原点O。下列判断正确的是（　　） A. 在a、c两状态，气体的体积相等 B. 在b、d两状态，气体的体积相等 C. 由c状态到d状态，气体内能增大 D. 由d状态到a状态，气体对外做功 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据理想气体状态方程 可得 可知图线上点与原点连线斜率等于，由于a点与原点连线斜率大于c点与原点连线斜率，则a状态气体的体积小于c状态气体的体积；由于b点与原点连线斜率等于d点与原点连线斜率，则在b、d两状态，气体的体积相等，故A错误，B正确； C．由c状态到d状态，气体温度降低，气体内能减小，故C错误； D．由d状态到a状态，图线上点与原点连线斜率增大，则气体体积减小，外界对气体做功，故D错误。 故选B。 7. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ） A. 图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图甲可知状态③的温度最高 B. 图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用 C. 图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用 D. 图丁中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中，温度越高，速率大的分子占比越大，则状态③的温度最高，故A正确； B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，故B错误； C．图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子引力，故C错误； D．图丁中，由气体的摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的质量，用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算出气体分子占据的空间体积，而不是分子的体积，故D错误。 故选A。 8. 斯特林发动机是独特的热机，它的效率几乎等于理论最大效率，称为卡诺循环效率。该发动机工作中经过由两个等容过程和两个等温过程组成的可逆循环，被称之为斯特林循环。如图所示，一定质量的理想气体，依次经过A→B→C→D→A循环，对此气体下列说法正确的是（　　） A. A到B过程，气体放出热量 B. C到D过程，温度降低，每个气体分子运动速率都变小 C. D到A过程，气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数减少 D. 经过如图所示的一个斯特林循环过程，气体从外界吸收热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知A到B过程，气体体积不变，压强增大，由理想气体状态方程 可知，气体温度升高。故温度升高，内能增大，体积不变外界对气体不做功，由热力学第一定律 可知 气体吸热，故A错误； B．C到D过程，体积不变，压强减小，由理想气体状态方程 可知，温度降低，故分子平均速率减小，但是单个气体分子的运动是随机的，速率可能变大也可能变小，故B错误； C．D到A过程，温度不变，容器中气体分子的平均速率不变，体积减小，分子数密度增大，故气体分子在单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数增加，故C错误； D．B到C过程，气体体积增大，气体对外做正功 做功大小为图像与横坐标围成的面积；D到A过程，气体体积减小，气体对外做负功 做功大小为图像与横坐标围成的面积，由图像可知 故全过程经过如图所示的一个斯特林循环过程，气体对外界做的总功 即总功为正，由热力学第一定律得该过程吸收热量，故D正确。 故选D。 9. 光电效应实验电路如图甲所示。用a、b两种单色光分别照射光电管的阴极K，实验中得到的光电流Ⅰ与光电管两端电压U的关系如图乙所示。则（　　） A. 研究图乙中U<0的规律时甲图开关需打在2上 B. 开关打在2上触头Р左移时，微安表示数增大 C. 电压为图乙中U0时，a光照射时单位时间到达A极的光电子个数比b的多 D. 若b光可以让处于基态的氢原子电离，则a光一定也可以 【答案】C 【解析】 【详解】A．研究图乙中U<0的规律时，图甲A端接负极，甲图开关需打在1上，故A错误； B．开关打在2上触头Р左移时，电压表示数减小，由图乙可知，微安表示可能减小，可能不变。故B错误； C．电压为图乙中U0时，a光比b光光电子产生的电流大，由电流的定义式可得 其中为单位时间内到达A极的光电子个数，因为 所以 即单位时间到达A极的光电子个数a比b的多。故C正确； D．由光电效应方程得 又 以上两式整理得 由于，所以，所以当b光可以让处于基态的氢原子电离时，a光不一定可以让处于基态的氢原子电离时。故D错误。 故选C。 10. 如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n = 3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为4.2eV的金属铝。下列说法正确的是（ ） A. 逸出光电子的最大初动能为8.89eV B. n = 3跃迁到n = 1放出的光子动量最大 C. 有3种频率的光子能使金属铝产生光电效应 D. 用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n = 4激发态 【答案】B 【解析】 【详解】A．从n = 3跃迁到n = 1放出的光子能量最大，根据 Ek= E－W0 可得此时最大初动能为Ek= 7.89eV，故A错误； B．根据 ， 又因为从跃迁到放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确； C．大量氢原子从的激发态跃迁到低能级能放出种频率的光子，其中从跃迁到放出的光子能量为 不能使金属铝产生光电效应，其他两种均可以，故C错误； D．由于从跃迁到需要吸收的光子能量为 所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到激发态，故D错误。 故选B。 11. 将水杯开口向下倒置在水盆中，可在杯中封闭一段气体。现将水杯缓慢向上提起一段高度（杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出），设环境温度保持不变，此过程中杯中封闭气体（　　） A. 体积变小，压强变小 B. 体积变大，压强变大 C. 体积变小，压强变大 D. 体积变大，压强变小 【答案】D 【解析】 【详解】将水杯缓慢向上提起一段高度，由于水杯上升，水杯内水面与杯口水面的高度差减小，则杯内气体压强变小，气体做等温变化，根据 可知此过程中杯中封闭气体体积变大。 故选D。 12. 如图所示，左端封闭、右侧开口的U形管内分别用水银封有两部分气体，右侧部分封闭气体的压强为，水银面高度差为。当左侧部分气体温度升高较小的，重新达到平衡后，和的变化是（　　） A. 变小 B. 不变 C. 变小 D. 变大 【答案】A 【解析】 【详解】CD．设大气压强为，右侧水银柱的高度为，则右侧部分封闭气体的压强 由于和均不变，所以不变，C、D错误； AB．设左侧气体压强为，当左侧部分气体温度升高时，假设气体体积不变，根据理想气体状态方程 可知增大；由于 可知h变小，A正确，B错误。 故选A。 二、多选题（本题共4个小题，每小题4分，共16分） 13. 如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器，原、副线圈的匝数比为，已知，的最大阻值为，现将滑动变阻器的滑片从最上端向下滑动，下列说法正确的是（ ） A. 电压表示数变大，电流表示数变大 B. 电的输出功率变大 C. 当时，电流表的示数为 D. 当时，获得的功率最大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由理想变压器的特点可知 可知 滑动变阻器的滑片向下滑动，减小，则变大，变大，故电流表的示数变大，原线圈两端电压 所以减小，则减小，电压表的示数减小，选项A错误； B．据前面的分析可知，由于变大，电源的输出功率，因此电源的输出功率变大，选项B正确； C．当时，副线圈两端电压为，根据变压器的工作原理有 依题意有 联立解得 选项C正确； D．根据等效电路思想，理想变压器输入、输出功率相等这一特点，获得的功率最大，即变压器原线圈的输入功率达到最大，相当于将原线圈替换为一电阻，其阻值为 将视为交流电源的内阻，可知当时，会获得最大的功率，此时根据电路特点依题意有 根据变压器规律有 则滑动变阻器的阻值 选项D错误。 故选BC。 14. 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（X）发生了衰变放出了一个粒子。放射出的粒子（He）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒子的运动轨道半径为R，质量为m和电荷量为q。下面说法正确的是（　　） A. 衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图甲 B. 新核Y在磁场中圆周运动的半径 C. α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 D. 若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于原子核X静止，根据动量守恒定律可知，放射出的粒子（He）及生成的新核Y在衰变初始位置的速度相反，根据左手定则可知，两者圆周运动的轨迹外切且转动方向相同，根据 解得 由于衰变过程动量守恒，即大小相等，即电荷量越大，轨道半径越小，可知粒子的轨道半径大一些，可知衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图丁，故A错误； B．根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为 由于质量为m和电荷量为q，则新核Y的质量为和电荷量为，根据上述有 ， 由于动量守恒，即有 解得 故B正确； C．α粒子圆周运动的周期 则α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为 故C错误； D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则有 根据质能方程有 结合上述解得，衰变过程中的质量亏损为 故D正确。 故选BD。 15. 如图所示的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆形区域半径为R，圆心为O，圆形边界上有A、B、C三点，其中A、B两点连线为直径，OA与OC间的夹角为，现有大量带负电的粒子以大小不同的速度从A点射入圆形区域，入射方向相同（如图，均与OA成），带电粒子质量为m，电荷量为，不计粒子重力，要让粒子从不同位置射出磁场区域，则下列说法正确的是（　　） A. 从B点射出磁场区域的粒子，在磁场中运动的时间为 B. 垂直AB连线方向射出磁场区域的粒子，出射点到AB连线的垂直距离为 C. 从C点射出磁场区域的粒子，速度大小为 D. 射出磁场区域时速度方向恰好改变的粒子，速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从B点射出磁场区域的粒子，画出轨迹图如图所示 可知粒子在磁场中的轨迹对应的圆心角为，根据洛伦兹力提供向心力可知 可得 所以粒子在磁场中运动的时间为 A正确； B.垂直AB连线方向射出磁场区域的粒子，画出轨迹如图所示， 由图可知，轨迹所对应圆心角为，则，根据几何关系可知 可得粒子对应轨迹半径为 由几何关系可知出射点到AB连线的垂直距离为，B错误； C.从C点射出磁场区域的粒子，画出轨迹如图所示， 圆心在AC中点，所以轨迹半径为 根据 可知 C错误； D.射出磁场区域时速度方向恰好改变的粒子，由题意画出轨迹如图所示 则 则 结合 可得 D正确。 16. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 金属杆经过的速度为 B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有 E = BLv， 金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有 则 由于，则上面方程左右两边累计求和，可得 则 设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有 解得 综上有 则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误； B．在整个过程中，根据能量守恒有 则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为 故B错误； C．金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为 则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确； D．根据A选项可得，金属杆以初速度在磁场中运动有 金属杆的初速度加倍，设此时金属杆在BB1C1C区域运动的时间为，全过程对金属棒分析得 联立整理得 分析可知当金属杆速度加倍后，金属杆通过BB1C1C区域的速度比第一次大，故，可得 可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。 故选CD。 【点睛】 三、解答题（本题共3个小题，共48分） 17. 一矩形线圈，面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻为，线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，以的角速度绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示。若从中性面开始计时，求： （1）从图示位置开始计时转过s时线图的瞬时感应电动势； （2）线圈从开始计时经的过程中，外接电阻上产生的热量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为 V=50V 线圈中感应电动势的瞬时值表达式 （V） 将s代入解得 V （2）电路中电流有效值为 A 外接电阻上产生的热量为 J 18. 如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。 （1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力的大小； （2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。 【答案】（1）100N；（2）327K 【解析】 【详解】（1）活塞从位置到过程中，气体做等温变化，初态 、 末态 、 根据 解得 此时对活塞根据平衡条件 解得卡销b对活塞支持力的大小 （2）将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态 ， 末态，对活塞根据平衡条件 解得 设此时温度为，根据 解得 19. 如图所示，在xOy平面内虚线OM与x轴负方向的夹角为45°，虚线OM右侧区域Ⅰ内存在垂直xOy平面向里的匀强磁场，虚线OM左侧区域Ⅱ内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从原点O沿x轴正方向以速度v0射入磁场，此后当粒子第一次穿过边界线OM后恰好能到达x轴上的P点。原点O与P点间的距离为d，不计粒子受到的重力，求： （1）匀强磁场的磁感应强度大小B； （2）匀强电场的电场强度大小E； （3）粒子从O点射出至第三次穿过边界线OM所用的时间t总。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】由题意，可画出粒子在磁场和电场中的运动轨迹如图所示 （1）研究粒子在磁场中的匀速圆周运动，由向心力公式，得 解得 （2）粒子在电场中的匀减速运动，由动能定理，得 则 （3）粒子在磁场中运动的周期为 粒子第一次在磁场中运动的时间为 在电场中的加速度为 粒子第一次在电场中来回的时间为 粒子第二次在磁场中运动的时间为 粒子从点射出至第三次穿过边界线的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $