精品解析：湖北省宜昌市协作体2024-2025学年高二下学期期末物理试卷

湖北省宜昌市多校2024-2025学年高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 一静止的铝原子核俘获一速度为的质子后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法不正确的是（　　） A. 核反应方程为 B. 核反应过程中系统动量守恒 C. 核反应前后核子数相等，所以生成物质量等于反应物的质量之和 D. 硅原子核速度的数量级为，方向与质子初速度的方向一致 2. 用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，为了使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹 B. 若单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大 C. 若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 D. 若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 3. 如图所示，厚度为，宽度为的导体板放在垂直于前后侧面，磁感应强度为的匀强磁场，当电流通过导体板时，在导体的上下表面与之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差、电流、磁场存在关系，式子中比例系数称为霍尔系数，设电流时电子的定向移动形成的，电子电荷量为，则下列说法正确的是（　　） A. 达到稳定状态时，导体上侧面的电势高于下侧面的电势 B. 在电子向导体板一侧聚集的过程中，电子所受的洛伦兹力对电子做正功 C. 当导体板上下两侧形成稳定的电势差时，电子所受的电场力大小为 D. 由静电力和洛伦兹力平衡的条件，可以证明霍尔系数，其中代表导体板单位体积中电子的个数 4. 如图是某同学研究“电感现象”时设置的实验电路，图中线圈的自感系数很大且电阻不计，三个灯泡规格完全相同，现将开关闭合，待电路稳定后迅速将开关断开，则在这以后所观察到的现象是（　　） A. 甲丙两个灯泡同时熄灭 B. 三个灯泡同时闪亮一下再熄灭 C. 甲乙两灯逐渐熄灭，丙灯亮一下再熄灭 D. 甲丙两灯亮度立即减弱再逐渐熄灭，乙灯亮一下再熄灭 5. 如图所示，甲、乙是两个完全相同的闭合正方形导线线框，、是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域，只是区域到地面的高度比高一些。甲、乙线框分别从磁场区域的正上方相同高度处同时由静止释放，穿过磁场后落到地面。下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直。以下说法正确的是（　　） A. 下落过程中甲框产生的焦耳热大 B. 下落过程中两框产生的焦耳热一样大 C. 落地时甲框的速度比乙框小 D. 落地时甲框的速度比乙框大 6. 一列沿轴正方向传播的横波，在时刻的波形如图甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为 B. 图乙表示质点的振动图像 C. 质点在时的位移最大 D. 质点的振动方程为 7. 一半圆形玻璃砖，C点为其球心，直线与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线平行且到直线距离相等的ab两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　） A. b光从空气射入玻璃砖后速度变小，波长变长 B. 真空中a光的波长大于b光 C. a光频率比b光高 D. 若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 如图所示，正六棱柱上下底面中心为和，、两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 点与点的电场强度相同 B. 点与点的电势差小于点与点的电势差 C. 将试探电荷由点沿直线移动到点，其电势能先增大后减小 D. 将试探电荷由点沿直线运动到点，其电势能先减小后增大 9. 我国空间站的霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。xOy 平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平入射，入射速度为v0时，电子沿x轴做直线运动；入射速度为v（v<v0）时，电子的运动轨迹如图中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小E =v0B B. 电子向上运动的过程中动能逐渐减少 C. 电子运动到最高点的速度大小为2v0+v D. 电子运动到最高点的速度大小为2v0-v 10. 如图所示，在x＝0.6m处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在x＝－0.6m处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t＝0时刻两波源开始振动，t＝0.5s时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波速大小均为2m/s B. 再经过0.1s，平衡位置在x＝－0.2m处的质点位移为－0.1m C. 平衡位置在x＝－0.4m处的质点为振动减弱点 D. 平衡位置在x＝0.2m处的质点前0.5s内运动的路程为50cm 三、实验题：本大题共1小题，共14分。 11. 某实验小组按图甲的电路测定一节干电池的电动势和内阻。图乙已将实验器材进行了部分连接。 （1）结合图甲，将图乙中的实物电路补充完整_____。 （2）调节滑动变阻器测得6组电流和电压的数据，并做出电池路端电压U随电流I变化的U − I图像，如图丙。结合图像分析，得到电池电动势E = _____V，内阻r = _____Ω。（保留三位有效数字） （3）此后，实验组更换了实验器材重测一次。移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器。重新连接电路，测量多组电压和电阻的数据，并做出电池路端电压U随电阻R变化的图像。通过图像可测得电池电动势和内阻。在图丁的虚线框中画出相应的实验电路图_____，电阻箱用符号“”表示，其余器件符号参考图甲。电压表内阻很大，根据方框中电路图，某次电阻箱阻值读数为R0，电压表示数为U0，结合闭合电路欧姆定律，可得电动势E = _____（用本题中字母r、U0、R0表示） 12 如图所示：某同学对实验装置进行调节并观察实验现象： (1)图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______（填A或B）。 (2)下述现象中能够观察到的是：（ ） A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D.去掉滤光片后，干涉现象消失 (3)已知双缝之间距离为d，测的双缝到屏的距离为L，相邻条纹中心间距为，由计算公式______，可求得波长。如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是11.550mm，求得这种色光的波长为______m。（已知双缝间距，双缝到屏的距离L = 700mm，计算结果保留一位小数） 四、计算题：本大题共3小题，共40分。 13. 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab部分水平，bcd为半径的半圆轨道，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。直轨道ab左侧的光滑水平地面上停着质量的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车且恰好没有掉下小车，B向右滑动且刚好能到达半圆轨道上与圆心等高的c点。物块A与小车之间的动摩擦因数，重力加速度大小。 （1）当物块B运动到圆弧轨道的最低点b时，求轨道对物块B的弹力大小； （2）求剪断细绳之前弹簧弹性势能； （3）求小车的长度L。 14. 一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态，能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像如图乙已知氢原子的能级图如图丙所示。 （1）若光照射金属时逸出光电子的最大初动能为，求光电子的最小波长（用普朗克常量，电子质量和表示）； （2）求该金属逸出功； （3）已知光的能量为，普朗克常量为，真空中的光速为，若一个质量为的静止电子吸收了一个光的光子，求电子在吸收光子后的速度大小。（不计电子吸收光子后的质量变化） 15. 如图所示，两根间距为的金属导轨和，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨左端有宽度为、方向竖直向上的匀强磁场，右端有另一磁场，其宽度也为，磁场的磁感应强度大小均为。有两根质量均为、电阻均为的金属棒a与与导轨垂直放置，棒置于磁场中点、处，导轨除、两处（对应的距离极短）外其余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的倍，a棒从弯曲导轨某处由静止释放。 （1）若a棒释放的高度大于，则a棒进入磁场时才会使棒运动，请求出； （2）若将a棒从高度小于的某处释放，使其以速度进入磁场，结果a棒以的速度从磁场中穿出，求两棒即将相碰时棒上的电功率； （3）若将a棒从高度大于的某处释放，使其以速度进入磁场，从磁场穿出时的速度大小为，分析说明棒此时是否已穿出磁场。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 湖北省宜昌市多校2024-2025学年高二（下）期末物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 一静止铝原子核俘获一速度为的质子后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法不正确的是（　　） A. 核反应方程为 B. 核反应过程中系统动量守恒 C. 核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 D. 硅原子核速度的数量级为，方向与质子初速度的方向一致 【答案】C 【解析】 【详解】A． 核反应方程满足质量数守恒（1+27=28）和电荷数守恒（1+13=14），正确书写为，故A正确。 B． 核反应过程中，系统（铝原子核和质子）不受外力，动量守恒，故B正确。 C． 核反应释放能量，根据质能方程，质量发生亏损，生成物的总质量小于反应物的质量之和，故C错误。 D． 由动量守恒 代入，得，数量级为，方向与质子初速度相同，故D正确。 本题要求选择不正确的选项，故选C。 2. 用双缝干涉测光的波长的实验装置如图所示，为了使光屏上能观察到清晰的干涉条纹。关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 取下滤光片，光屏上将不能出现彩色的干涉条纹 B. 若单缝向右平移一小段距离，光屏上相邻两条亮纹中心的距离增大 C. 若将双缝间的距离d增大，光屏上相邻两条暗纹中心的距离增大 D. 若将滤光片由红色换成绿色，光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．取下滤光片，不同的色光干涉，在光屏上将出现彩色的干涉条纹，A错误； B．若单缝向右平移一小段距离，由于双缝到光屏的距离不变，则光屏上相邻两条亮纹中心的距离不变，B错误； C．根据 将双缝的距离d增大，则光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，C错误； D．若将滤光片由红色换成绿色，色光的波长减小，根据 光屏上相邻两条暗纹中心的距离减小，D正确。 故选D。 3. 如图所示，厚度为，宽度为的导体板放在垂直于前后侧面，磁感应强度为的匀强磁场，当电流通过导体板时，在导体的上下表面与之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应，实验表明，当磁场不太强时，电势差、电流、磁场存在关系，式子中比例系数称为霍尔系数，设电流时电子的定向移动形成的，电子电荷量为，则下列说法正确的是（　　） A. 达到稳定状态时，导体上侧面的电势高于下侧面的电势 B. 在电子向导体板一侧聚集的过程中，电子所受的洛伦兹力对电子做正功 C. 当导体板上下两侧形成稳定的电势差时，电子所受的电场力大小为 D. 由静电力和洛伦兹力平衡的条件，可以证明霍尔系数，其中代表导体板单位体积中电子的个数 【答案】D 【解析】 【详解】A．导体的电子定向移动形成电流，电子的运动方向与电流方向相反，电流方向向右，则电子向左运动。由左手定则判断，电子会偏向端面，板上出现等量的正电荷，电场线向上，所以侧面的电势低于下侧面的电势，故A错误； B．在电子向导体板一侧聚集过程中，电子所受的洛伦兹力不对电子做功，故B错误； C．电子所受静电力的大小为，故C错误； D．电子所受的洛伦兹力的大小为 当电场力与洛伦兹力平衡时，则有 解得 导体中通过的电流为 由 解得 联立解得，故D正确。 故选D。 4. 如图是某同学研究“电感现象”时设置的实验电路，图中线圈的自感系数很大且电阻不计，三个灯泡规格完全相同，现将开关闭合，待电路稳定后迅速将开关断开，则在这以后所观察到的现象是（　　） A. 甲丙两个灯泡同时熄灭 B. 三个灯泡同时闪亮一下再熄灭 C. 甲乙两灯逐渐熄灭，丙灯亮一下再熄灭 D. 甲丙两灯亮度立即减弱再逐渐熄灭，乙灯亮一下再熄灭 【答案】D 【解析】 【详解】将开关闭合，待电路稳定后，由于线圈电阻不计，稳定时，线圈相当于一根导线，此时乙灯泡被短路，即稳定时，乙灯泡熄灭，甲丙并联，甲丙亮度相同，稳定后迅速将开关断开，线圈由于自感作用，可以等效为一个电源，线圈中的电流在新回路中逐渐减为0，此时甲、丙灯泡串联后与乙并联，通过的电流要通过三盏灯形成新的回路，则甲、丙两灯亮度立即减弱再逐渐熄灭，乙灯中因为原来电流为零，所以乙灯先突然闪亮后再逐渐变暗熄灭。 故选D。 5. 如图所示，甲、乙是两个完全相同的闭合正方形导线线框，、是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域，只是区域到地面的高度比高一些。甲、乙线框分别从磁场区域的正上方相同高度处同时由静止释放，穿过磁场后落到地面。下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直。以下说法正确的是（　　） A. 下落过程中甲框产生焦耳热大 B. 下落过程中两框产生的焦耳热一样大 C. 落地时甲框的速度比乙框小 D. 落地时甲框的速度比乙框大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．区域到地面的高度比高一些，所以乙线框进入磁场时速度较大，安培力较大，线框克服安培力做功较多，即产生的焦耳热较多，AB错误； CD．甲、乙线框由静止释放到落地时重力势能减小量相同，由前面分析知乙框产生的焦耳热多，根据能量守恒定律知，乙线框落地时的动能较小，所以乙线框落地时的速度较小，C错误，D正确。 故选D。 6. 一列沿轴正方向传播的横波，在时刻的波形如图甲所示，图乙是图甲中某质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A. 该波的波速为 B. 图乙表示质点的振动图像 C. 质点在时的位移最大 D. 质点的振动方程为 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由甲图的振动图像可知波长为8m，由乙图的振动图像可知，周期为4s，，故A错误； B．t=0s时，甲图中波沿轴正方向传播，根据波的传播方向与振动方向同侧的原则，质点向下振动，而图乙中t=0s时，质点向上振动，故B错误； C．t=0s时，甲图中质点R位于波谷，时波传播了1.5T，质点R振动了1.5T，位于波峰，位移最大，故C正确； D．质点的振动方程为，其中A=12cm，，所以质点的振动方程为，故D错误。 故选C。 7. 一半圆形玻璃砖，C点为其球心，直线与玻璃砖上表面垂直，C为垂足，如图所示。与直线平行且到直线距离相等的ab两条不同频率的细光束从空气射入玻璃砖，折射后相交于图中的P点，以下判断正确的是（　　） A. b光从空气射入玻璃砖后速度变小，波长变长 B. 真空中a光的波长大于b光 C. a光的频率比b光高 D. 若a光、b光从同一介质射入真空，a光发生全反射的临界角小于b光 【答案】B 【解析】 【详解】A．由和可知，b光从空气射入玻璃砖后速度变小，波长变短，故A错误； BC．由题可知，玻璃对于b光的折射率大于对a光的折射率，b光的频率高，由得知，在真空中，a光的波长大于b光的波长，故B正确，C错误； D．由分析可知,a光的折射率小，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角，故D错误。 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共18分。 8. 如图所示，正六棱柱上下底面中心为和，、两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（　　） A. 点与点的电场强度相同 B. 点与点的电势差小于点与点的电势差 C. 将试探电荷由点沿直线移动到点，其电势能先增大后减小 D. 将试探电荷由点沿直线运动到点，其电势能先减小后增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据电场强度的叠加原理可知，正电荷在点产生场强和负电荷在点产生的场强大小相等，方向不同，正电荷在点产生场强和负电荷在点产生的场强大小相等，方向不同，因此点与点的电场强度大小相等，电场强度方向不同，故A错误； B．根据等量异种电荷的电势分布可知，，， 故 可得 故B正确； C．根据等量异种电荷的电势分布可知，由点沿直线移动到点电势先升高再降低，正电荷在电势高的地方电势能大，将试探电荷由点沿直线移动到点，其电势能先增大后减小，故C正确； D．根据等量异号电荷分布特点可以判断为等势线，将试探电荷由点沿直线运动到点，其电势不变，电势能不变，故D错误。 故选BC。 9. 我国空间站的霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。xOy 平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量为m、电荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平入射，入射速度为v0时，电子沿x轴做直线运动；入射速度为v（v<v0）时，电子的运动轨迹如图中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用，下列说法正确的是（　　） A. 电场强度的大小E =v0B B. 电子向上运动的过程中动能逐渐减少 C. 电子运动到最高点的速度大小为2v0+v D. 电子运动到最高点的速度大小为2v0-v 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当入射速度为v0时，电子沿x轴做直线运动，则有 可得电场强度大小为 A正确； B．若入射速度小于v0时，则，且电子向上偏转，则受到向上的电场力做正功，洛伦兹力不做功，故电子向上运动的过程中动能逐渐增加，B错误； CD．入射速度为v（v<v0）时，可将电子的入射速度分解为水平向右的速度和水平向左的速度，电子运动可看成水平向右的匀速直线运动和顺时针的匀速圆周运动，电子运动到最高点的速度大小为 C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，在x＝0.6m处的波源P产生一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在x＝－0.6m处的波源Q产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t＝0时刻两波源开始振动，t＝0.5s时两列简谐波的波形图分别如图中实线和虚线所示，下列说法正确的是（　　） A. 两列波的波速大小均为2m/s B. 再经过0.1s，平衡位置在x＝－0.2m处的质点位移为－0.1m C. 平衡位置在x＝－0.4m处的质点为振动减弱点 D. 平衡位置在x＝0.2m处的质点前0.5s内运动的路程为50cm 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据图像可知经过t＝0.5s时两列简谐波都传播了，故可知两列波的波速大小均为，故A正确； B．由图可知，两列波均传播，则两列波的周期均为，再经过0.1s，两列波在处的质点均回到平衡位置，则位移为0，故B错误； C．根据波形可知再经过，两列波在平衡位置在x＝－0.4m处出现波峰与波峰相遇，故该处为振动加强点，故C错误； D．波源P产生的波传播到的时间为 波源Q产生的波传播到的时间为 则，平衡位置在处的质点运动的路程为 由于两列波的起振方向相同，两波源到的距离差 则此处为振动减弱点，内质点运动的路程为 则平衡位置在处的质点在前内运动的路程为 故D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共1小题，共14分。 11. 某实验小组按图甲的电路测定一节干电池的电动势和内阻。图乙已将实验器材进行了部分连接。 （1）结合图甲，将图乙中的实物电路补充完整_____。 （2）调节滑动变阻器测得6组电流和电压的数据，并做出电池路端电压U随电流I变化的U − I图像，如图丙。结合图像分析，得到电池电动势E = _____V，内阻r = _____Ω。（保留三位有效数字） （3）此后，实验组更换了实验器材重测一次。移去电流表，同时用电阻箱替换滑动变阻器。重新连接电路，测量多组电压和电阻的数据，并做出电池路端电压U随电阻R变化的图像。通过图像可测得电池电动势和内阻。在图丁的虚线框中画出相应的实验电路图_____，电阻箱用符号“”表示，其余器件符号参考图甲。电压表内阻很大，根据方框中电路图，某次电阻箱阻值读数为R0，电压表示数为U0，结合闭合电路欧姆定律，可得电动势E = _____（用本题中字母r、U0、R0表示） 【答案】（1） （2） ①. 1.49##1.48##1.50 ②. 0.509（0.509 ~ 0.556均可） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 根据电路图连接实物图如图 【小问2详解】 [1][2]根据闭合电路欧姆定律可知 则图线的纵轴截距表示电源电动势，图线的斜率绝对值表示电源内阻，故有 【小问3详解】 [1]根据实验原理设计电路图如图 [2]根据闭合电路欧姆定律有 12. 如图所示：某同学对实验装置进行调节并观察实验现象： (1)图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______（填A或B）。 (2)下述现象中能够观察到的是：（ ） A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽 C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄 D.去掉滤光片后，干涉现象消失 (3)已知双缝之间距离为d，测的双缝到屏的距离为L，相邻条纹中心间距为，由计算公式______，可求得波长。如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是11.550mm，求得这种色光的波长为______m。（已知双缝间距，双缝到屏的距离L = 700mm，计算结果保留一位小数） 【答案】 ①. A ②. AC ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1]双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹，故选A； (2)[2]A．根据双缝干涉条纹的间距公式知，将滤光片由蓝色的换成红色的，频率减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽，故A正确； B．根据双缝干涉条纹的间距公式，将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变，故B错误； C．根据双缝干涉条纹的间距公式，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄，故C正确； D．去掉滤光片后，通过单缝与双缝的光成为白色光，白色光通过双缝后，仍然能发生干涉现象。故D错误。 (3)[3]已知双缝之间距离为d，测的双缝到屏的距离为L，相邻条纹中心间距为，根据 可得计算公式 [4]已知第1条亮纹中心到第6条亮纹中心间距，可得 由得 代入得 四、计算题：本大题共3小题，共40分。 13. 如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab部分水平，bcd为半径的半圆轨道，在b处与ab相切。在直轨道ab上放着质量分别为、的物块A、B（均可视为质点），用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧（未被拴接）。直轨道ab左侧的光滑水平地面上停着质量的小车，小车上表面与ab等高。现将细绳剪断，之后A向左滑上小车且恰好没有掉下小车，B向右滑动且刚好能到达半圆轨道上与圆心等高的c点。物块A与小车之间的动摩擦因数，重力加速度大小。 （1）当物块B运动到圆弧轨道的最低点b时，求轨道对物块B的弹力大小； （2）求剪断细绳之前弹簧的弹性势能； （3）求小车的长度L。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设物块B经过最低点b时的速度为，B刚好能到达半圆轨道上与圆心等高的c点，根据动能定理可得 解得 物块B经过最低点b时，根据牛顿第二定律可得 解得 （2）细绳剪断后，根据动量守恒定律有 解得 根据能量守恒定律，细绳剪断之前弹簧的弹性势能为 解得 （3）对A与小车组成的系统，根据动量守恒定律有 解得 根据能量守恒定律有 解得 14. 一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态，能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像如图乙已知氢原子的能级图如图丙所示。 （1）若光照射金属时逸出光电子的最大初动能为，求光电子的最小波长（用普朗克常量，电子质量和表示）； （2）求该金属逸出功； （3）已知光的能量为，普朗克常量为，真空中的光速为，若一个质量为的静止电子吸收了一个光的光子，求电子在吸收光子后的速度大小。（不计电子吸收光子后的质量变化） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据动能和动量的关系 可得 根据德布罗意波长公式 联立解得光电子的最小波长为 【小问2详解】 根据光电效应方程和动能定理可得 可知入射光的能量越大，照射到相同的金属上时，其遏止电压越高，由图知，光照射时遏止电压最大，则光的能量最高，可见光是由跃迁到能级得到的，光的光子能量为 由图乙知，光照射金属时的遏止电压，则有 解得该金属逸出功 【小问3详解】 光的光子能量为 光光子动量为 根据动量守恒定律，有 联立解得 15. 如图所示，两根间距为的金属导轨和，电阻不计，左端向上弯曲，其余水平，水平导轨左端有宽度为、方向竖直向上的匀强磁场，右端有另一磁场，其宽度也为，磁场的磁感应强度大小均为。有两根质量均为、电阻均为的金属棒a与与导轨垂直放置，棒置于磁场中点、处，导轨除、两处（对应的距离极短）外其余均光滑，两处对棒可产生总的最大静摩擦力为棒重力的倍，a棒从弯曲导轨某处由静止释放。 （1）若a棒释放的高度大于，则a棒进入磁场时才会使棒运动，请求出； （2）若将a棒从高度小于的某处释放，使其以速度进入磁场，结果a棒以的速度从磁场中穿出，求两棒即将相碰时棒上的电功率； （3）若将a棒从高度大于的某处释放，使其以速度进入磁场，从磁场穿出时的速度大小为，分析说明棒此时是否已穿出磁场。 【答案】（1） （2） （3）b棒此时没有穿出磁场 【解析】 【小问1详解】 a棒从高处释放后在弯曲导轨上滑动时机械能守恒，则有 解得 棒刚进入磁场时，感应电动势 感应电流 棒刚要运动时有  解得 【小问2详解】 若将a棒从高度小于的某处释放，结合上述可知，此时b棒静止不动，a棒经过区域时，根据动量定理有 该过程感应电动势平均值 感应电流的平均值， a棒经过区域时到两棒即将相碰，根据动量定理有 该过程感应电动势的平均值 感应电流的平均值， 解得 此时的感应电流 此时棒电功率 【小问3详解】 由于a棒从高度大于处释放，因此当棒进入磁场后，棒开始向右运动，取向右为正方向，由动量守恒定律得  解得 两棒的速度大小随时间的变化图像大致如下图所示 可见棒位移小于a棒位移的一半，所以没有穿出磁场。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $