精品解析：北京市第一零一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题

北京一零一中2022-2023学年度第二学期期末考试 高二物理 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分；在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对得3分，选错或不答的得0分。） 1. 下列核反应方程中，括号内的粒子为中子的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A． ，括号内的粒子是质子，不是中子，A不符合题意； B． ，括号内的粒子是中子，B符合题意； C． ，括号内的粒子是α粒子，C不符合题意； D． ，括号内的粒子是电子，D不符合题意。 故选B。 2. 根据玻尔理论，氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，下列说法正确的是 A. 放出光子，原子的能量变大 B. 放出光子，原子的能量变小 C. 吸收光子，原子的能量变大 D. 吸收光子，原子的能量变小 【答案】B 【解析】 【详解】根据玻尔理论，氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，放出光子，动能增大，势能减小，原子的能量降低，故B选项正确，ACD错误． 3. 下列现象说明光具有粒子性的是（ ） A. 光的干涉现象 B. 光电效应现象 C. 光的衍射现象 D. 光的偏振现象 【答案】B 【解析】 【详解】光电效应现象说明光具有粒子性，干涉现象、衍射现象和偏振现象说明光具有波动性。 故选B。 4. 下列关于原子和原子核叙述中正确的是（　　） A. 原子核发生核反应时，反应前后质量守恒 B. β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 C. 天然放射现象中的α、β、γ射线都能在电场中发生偏转 D. 在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 【答案】D 【解析】 【详解】A．核反应中存在质量亏损，A错误； B．β射线是核内中子转化为质子时释放的电子，B错误； C．γ射线为中性光子，在电场中不偏转，C错误； D．比结合能越大，核子结合越牢固，原子核越稳定，D正确。 故选D。 5. 在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核发生了衰变，衰变后射出的粒子及新核恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹如图所示，两圆的半径之比为44∶1。则下列说法中正确的是（　　） A. 该原子核发生的是α衰变 B. 轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向外 C. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D. 衰变前的原子核内质子数为45 【答案】C 【解析】 【详解】BC．根据牛顿第二定律得 解得 根据动量守恒定律，衰变后射出的粒子与新核的动量大小相等，所以电荷量与轨道半径成反比，所以，轨迹1是粒子的，轨迹2是新核的； 因新核带正电，根据左手定则，磁场方向垂直纸面向里，B错误，C正确； A．因为磁场方向垂直纸面向里，且轨迹1是粒子的，根据左手定则，粒子带负电荷，所以粒子是电子，A错误； D．因为粒子是电子，所以新核的电荷量是+44e，根据电荷守恒定律，衰变前的原子核带电量为+43e，衰变前的原子核内质子数为43，D错误。 故选C。 6. 根据你所学的热学知识，下列说法中正确的是（　　） A. 理想气体吸收热量后，温度一定升高 B. 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 C. 在热机中，燃气的内能不可能全部转化为机械能 D. 物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据热力学第一定律 ，若理想气体吸收热量（）但对外做功（），则内能可能不变（如等温膨胀过程），温度也不变，A错误； B．热力学第二定律的克劳修斯表述指出，热量不能自发从低温物体传到高温物体，但通过外界做功（如制冷机）可以实现，B错误； C．根据热力学第二定律，热机效率不可能为100%，必然有部分热量排放到低温热源，因此燃气的内能无法完全转化为机械能，C正确； D．根据热力学第一定律，物体放出热量，同时对外做功，那么，内能一定减小，不可能不变，D错误。 故选C。 7. 如图所示，有一圆形匀强磁场区域，O为圆的圆心，磁场方向垂直纸面向里。一个正电子和一个负电子（正负电子质量相等，电量大小相等，电性相反）以不同的速率沿着PO方向进入磁场，运动轨迹如图所示。不计电子之间的相互作用及重力。a与b比较，下列判断正确的是（　　） A. a为正电子，b为负电子 B. b的速率较大 C. a在磁场中所受洛伦兹力较大 D. b在磁场中运动的时间较长 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据左手定律可知正电荷所受洛伦兹力向上，则b为正电子，a为负电子，所以A错误； B．根据轨道半径公式 速度越大，；轨道半径越大，则b的速率较大，所以B正确； C．根据洛伦兹力公式 则速率越大，洛伦兹力越大，所以b在磁场中所受洛伦兹力较大，则C错误； D．根据周期公式 可知，周期与运动速率无关，则两粒子的运动周期相同，它们在磁场中的运动时间为 由图可知a粒子的圆心角较大，所以a在磁场中的运动时间较长，则D错误； 故选B。 8. 一辆小汽车在10s内速度从0达到100km/h，一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。若认为加速过程中汽车和火车都在做匀加速直线运动，则加速过程中（　　） A. 火车的平均速度较大 B. 汽车的速度变化较快 C. 火车的加速度较大 D. 汽车的位移较大 【答案】B 【解析】 【详解】A．小汽车的平均速度为 火车的平均速度为 故两者相等，故A错误； BC．小汽车的加速度为 火车的加速度为 故小汽车的加速度较大，也即小汽车的速度变化较快，故B正确，C错误； D．小汽车位移为 火车的位移为 故火车的位移较大，故D错误。 故选B。 9. 从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了12s时，发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速运动直至停车，汽车从开出到停止总共历时20s，行进了50m。则汽车的最大速度为（　　） A. 5m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 1m/s 【答案】A 【解析】 【详解】汽车的平均速度为 汽车的平均速度满足 解得 故选A。 10. 如图1所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图2所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A. 时间内，磁铁受到线圈的作用力方向先向上后向下 B. 若将磁铁两极翻转后重复实验，将先产生负向感应电流，后产生正向感应电流 C. 若将线圈的匝数加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 D. 若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据楞次定律的“来拒去留”可知，时间内，磁铁受到线圈的作用力方向一直向上，故A错误； B．若将磁铁两极翻转后重复实验，则穿过圆环磁通量方向相反，根据楞次定律可知，将先产生负向感应电流，后产生正向感应电流，故B正确； C．若将线圈的匝数加倍 ， 因为电阻也加倍，线圈中产生的电流峰值不会加倍，故C错误； D．若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，如果没有磁场力 高度加倍，速度并非变为原来的2倍，实际中存在磁场力做负功，速度不是原来的2倍，则线圈中产生的电流峰值不会加倍，故D错误； 故选B。 二、多项选择题（本题共4小题，每题3分，共12分。在每小题给出的4个选项中，至少两项是符合题意的，选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。） 11. 甲、乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落，则在下落过程中（　　） A. 两球速度差始终不变 B. 两球速度差越来越大 C. 两球距离始终不变 D. 两球距离越来越大 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】设甲球下落时间为，则乙球下落时间为 AB．由自由落体速度公式 可得两球速度差为 则两球速度差恒定，故A正确，B错误； CD．由自由落体位移公式 可得两球距离为 则两球距离越来越大，故C错误，D正确。 故选AD。 12. 研究光电效应的电路如图甲所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与A、K之间的电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中此时通过电流计G的电流方向由d流向c B. 1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强 C. 光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应 D. 用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关 【答案】BD 【解析】 【详解】A．甲图中此时电子向右运动，电流的方向向左，通过电流计G的电流方向由c流向d，A错误； B．根据动能定理得 根据光电效应方程 解得 1、3的遏止电压相同，所以1、3的频率相同，所以1、3为用黄光照射时得到的曲线； 入射光的强度越大，光子数越多，打出的光电子数越多，饱和光电流越大，所以曲线1对应的黄光较强，B正确； C．如果入射光的频率大于金属极板K的极限频率，光电管两端电压U为零时也能发生光电效应，C错误； D．根据光电效应方程 用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关，与入射光的频率有关，D正确。 故选BD。 13. 如图所示为氢原子的能级示意图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法中正确的是（　　） A. 这些氢原子跃迁过程中可以辐射出2种不同频率的光子 B. 波长最短的辐射光是氢原子从能级跃迁到能级产生的 C. 从能级跃迁到能级需要吸收0.66eV的能量 D. 使能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．这些氢原子跃迁过程中可以辐射出3种不同频率的光子，A错误； B．根据， 解得 从能级跃迁到能级能级的能级差最大，辐射的光子波长最短，B正确； C．从能级跃迁到能级需要吸收的能量为 ，C正确； D．使能级的氢原子电离至少需要吸收的能量为 ，D正确。 故选BCD。 14. A、B两质点从同一地点运动的x-t图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. A、B两质点在4s末速度相等 B. A、B两质点8s内路程一样大 C. 前4s内A、B之间距离先增大后减小，4s末两质点相遇 D. 前4s内A质点的位移等于B质点的位移，后4s内A质点的速度在某时刻可以等于B质点的速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A． A、B两质点在4s末速度分别为，，A错误； B． A、B两质点8s内路程分别为40m和40m，一样大，B正确； C． 前4s内A、B之间距离先增大后减小，4s末两质点相遇，C正确； D． 前4s内A质点的位移20m等于B质点的位移20m；后4s内A质点的速度向正方向，B质点的速度向负方向，所以后4s内A质点的速度在某时刻不会等于B质点的速度，D错误。 故选BC 三、实验、填空题（本题共2小题，共14分。） 15. 实验课上同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀变速运动的规律，其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了—条点迹清晰的纸带，如图所示，图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点，在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个打出点没有画出．由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度大小是___m/s,小车运动的加速度是______m/s2．（计算结果均保留两位有效数字）． 【答案】 ①. 0.96 ②. 2.4 【解析】 【详解】根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有： 由题意可知：x1=3.60cm，x2=（9.61-3.60）cm=6.01cm，x3=（18.01-9.61）cm=8.4cm，x4=（28.81-18.01）cm=10.80cm 由此△x=2.4cm，T=0.1s，根据匀变速直线运动推论△x=aT2，可得： 故带入数据解得：； 16. 用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 （1）图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间的连线___。 （2）若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈_______（填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：①_______；②_______。 （3）如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为_______（填写“a到b”或“b到a”）。断开开关后的一小段时间内，由于B线圈仍有电流，使得铁芯仍然具有磁性，进而达到延时的效果。 【答案】（1） （2） ①. A ②. 将滑动变阻器滑片快速向右滑动 ③. 铁芯快速抽出或断开开关的瞬间 （3）a到b 【解析】 【小问1详解】 本实验中线圈B与电源相连，通过调节滑动变阻器使线圈B中的磁通量发生变化，从而使线圈A产生电磁感应现象，故线圈A应与检流计相连，实物连接如图所示 【小问2详解】 [1]在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈A中有了感应电流； [2][3]在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明磁通量增大，电流计指针向右偏转，若要使电流计指针向左偏转，应减小磁通量，所以可以将滑动变阻器的滑片快速向右滑动；将铁芯快速抽出或断开开关的瞬间。 【小问3详解】 S断开瞬间，延时功能启动，根据右手螺旋定则可知，穿过线圈B的磁通量向下且减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场方向向下，所以直导线ab中电流方向为a到b。 四、计算题（本题共5小题，共44分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。） 17. 某一质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，粒子由静止加速后以速度v进入B；B为速度选择器，磁场（图中未标出）与电场正交，速度选择器两板间电压为U2，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）磁感应强度B1的大小和方向； （2）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。 【答案】（1），方向垂直纸面向里 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据平衡条件有 所以 由于粒子带正电，电场力水平向左，则洛伦兹力水平向右，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里； 【小问2详解】 粒子在偏转分离器内做匀速圆周运动，则 解得 18. 如图1所示，边长为l、总电阻为R的正方形导线框abcd，以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为3l的匀强磁场区域，磁感应强度为B。 （1）求ab边刚进入磁场时，线框中产生的电动势E； （2）以顺时针方向为电流的正方向，由线框在图示位置的时刻开始计时，在图2中画出线框Uab随时间变化的图像； （3）求线框穿过磁场区域的全过程产生的电能E电。 【答案】（1）Blv （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 ab边刚进入磁场时，线框中产生的电动势为 【小问2详解】 从图示时刻开始，经过t1时间线框才开始进入磁场，则， 线框进入磁场过程，线框中的电流为 则 所需时间为 整个线框全部进入磁场时，有 所需时间为 当线框出磁场时，有 所需时间为 所以线框在图示位置的时刻开始计时，线框Uab随时间变化的图像如图所示 【小问3详解】 线框穿过磁场区域全过程产生的电能为 19. 如图所示，MN、PQ为足够长的光滑平行金属导轨，间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω。直线ab以下的斜面上存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T。将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s=4.0m。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）金属棒达到cd处的速度大小； （2）金属棒从位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量； （3）滑行至cd处时，记为零时刻，为了不产生电流，磁场需要逐渐减小，写出该过程中磁场的磁感应强度Bt与时间t的表达式。 【答案】（1）6m/s （2）0.3J （3） 【解析】 【小问1详解】 设金属棒达到cd处的速度大小为v，则， 联立可得 【小问2详解】 金属棒从位置ab运动到cd的过程中，根据能量守恒定律可得 所以 【小问3详解】 为了不产生电流，则磁通量不变，所以， 联立可得 20. 在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵。如图所示是一种液态金属电磁泵的简化结构示意图，将装有液态金属、截面为矩形的导管的一部分水平置于匀强磁场中，当电流穿过液态金属时，液态金属即被驱动。若输送液态金属的管道（用特殊陶瓷材料制成）截面长为a，宽为b（不计管道壁的厚度），正、负电极板镶嵌在管道两侧（两极板正对且与管内液态金属良好接触），电极板长为c，宽为b；正、负电极板间的液态金属恰好处在磁场区域内，该磁场的磁感应强度为B，方向与导管上、下表面垂直；通过两电极板间液态金属的电流为I；液态金属在磁场驱动力的作用下，在导管中以恒定的速率v流动。已知液态金属的电阻率为ρ。整个装置类似于电动机，通电液态金属在磁场中因受力而运动。 （1）导管截面上由磁场驱动力所形成的压强差是多大？ （2）单位时间内，电流通过两电极板间液态金属所消耗的电能是多少？ （3）类比电动机的工作原理，推导正负两极板的电压大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 通电液态金属在磁场中受到的安培力为 则导管截面上由磁场驱动力所形成的压强差为 【小问2详解】 单位时间内，电路产生的热量为， 所以单位时间内，电流通过两电极板间液态金属所消耗的电能为 【小问3详解】 正负两极板的电压大小为， 联立可得 21. 真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图1所示。光照前两板都不带电。以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出，忽略逸出电子之间的相互作用，不计电子重力。已知电子逸出时的最大动能为Ekm，元电荷为e。 （1）假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变，a和b为接线柱。若a、b断路，则A板和B板都聚集一定的电荷。若将a、b短接，则回路中的电流为Im。 ①求A板和B板之间的最大电势差Um，以及单位时间内从A板逸出的电子数N； ②电子从A板射出时，其初动能的取值范围在零到最大动能Ekm之间，且取任意值的几率均等。将该光电转换装置和一滑动变阻器以及理想电表连接成图2所示的电路，移动滑动变阻器的滑片，电压表、电流表的示数U和I随之发生变化，请写出I与U的表达式，并在图3画出I-U图像。 （2）真实的光电效应实验中，电子出射的方向是随机的，如图4甲所示，光照射阴极K，有电子从其向不同方向射出，将电阻箱R的阻值调为零，然后调节滑动变阻器Rp的阻值得到I-U图像，如图4乙所示，其中当电压为U1=10V时，电流达到饱和电流Ig=5mA。在电阻箱R的阻值为零的条件下，调节滑动变阻器Rp使电压表的示数为25V，并保持滑片位置不变。这时调节电阻箱的阻值在某一个范围内，灵敏电流计的示数保持不变，即可认为构造了一个恒流源为电阻箱供电。若可视为恒流源，求电阻箱的调节范围。 【答案】（1）①，；② （2）0~3000Ω 【解析】 【小问1详解】 ①根据动能定理可得 解得 短路时所有逸出电子都到达B板，则 所以 ②电源电动势等于断路时的路端电压，即 电源的内阻为 根据闭合电路欧姆定律有 所以 做出的I-U图像为 【小问2详解】 当电压为U1=10V时，电流达到饱和电流Ig=5mA，在电阻箱R的阻值为零的条件下，调节滑动变阻器Rp使电压表的示数为25V，则 所以 即电阻箱的调节范围为0~3000Ω。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京一零一中2022-2023学年度第二学期期末考试 高二物理 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分；在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对得3分，选错或不答的得0分。） 1. 下列核反应方程中，括号内的粒子为中子的是（　　） A. B. C. D. 2. 根据玻尔理论，氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，下列说法正确的是 A. 放出光子，原子的能量变大 B. 放出光子，原子的能量变小 C. 吸收光子，原子的能量变大 D. 吸收光子，原子的能量变小 3. 下列现象说明光具有粒子性的是（ ） A. 光的干涉现象 B. 光电效应现象 C. 光的衍射现象 D. 光的偏振现象 4. 下列关于原子和原子核的叙述中正确的是（　　） A. 原子核发生核反应时，反应前后质量守恒 B. β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 C. 天然放射现象中的α、β、γ射线都能在电场中发生偏转 D. 在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 5. 在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核发生了衰变，衰变后射出的粒子及新核恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹如图所示，两圆的半径之比为44∶1。则下列说法中正确的是（　　） A. 该原子核发生的是α衰变 B. 轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向外 C. 轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里 D. 衰变前的原子核内质子数为45 6. 根据你所学的热学知识，下列说法中正确的是（　　） A. 理想气体吸收热量后，温度一定升高 B 根据热力学第二定律可知，热量不可能从低温物体传到高温物体 C. 在热机中，燃气的内能不可能全部转化为机械能 D. 物体放出热量，同时对外做功，其内能可能不变 7. 如图所示，有一圆形匀强磁场区域，O为圆的圆心，磁场方向垂直纸面向里。一个正电子和一个负电子（正负电子质量相等，电量大小相等，电性相反）以不同的速率沿着PO方向进入磁场，运动轨迹如图所示。不计电子之间的相互作用及重力。a与b比较，下列判断正确的是（　　） A. a为正电子，b为负电子 B. b的速率较大 C. a在磁场中所受洛伦兹力较大 D. b在磁场中运动的时间较长 8. 一辆小汽车在10s内速度从0达到100km/h，一列火车在300s内速度也从0达到100km/h。若认为加速过程中汽车和火车都在做匀加速直线运动，则加速过程中（　　） A. 火车的平均速度较大 B. 汽车的速度变化较快 C. 火车的加速度较大 D. 汽车的位移较大 9. 从车站开出的汽车，做匀加速直线运动，走了12s时，发现还有乘客没上来，于是立即做匀减速运动直至停车，汽车从开出到停止总共历时20s，行进了50m。则汽车的最大速度为（　　） A. 5m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 1m/s 10. 如图1所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图2所示的感应电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　） A. 时间内，磁铁受到线圈的作用力方向先向上后向下 B. 若将磁铁两极翻转后重复实验，将先产生负向感应电流，后产生正向感应电流 C. 若将线圈匝数加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 D. 若将线圈到玻璃管上端的距离加倍，线圈中产生的电流峰值也将加倍 二、多项选择题（本题共4小题，每题3分，共12分。在每小题给出的4个选项中，至少两项是符合题意的，选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。） 11. 甲、乙两球从同一高度处相隔1s先后自由下落，则在下落过程中（　　） A. 两球速度差始终不变 B. 两球速度差越来越大 C. 两球距离始终不变 D. 两球距离越来越大 12. 研究光电效应电路如图甲所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与A、K之间的电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中此时通过电流计G的电流方向由d流向c B. 1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强 C. 光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应 D. 用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关 13. 如图所示为氢原子的能级示意图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法中正确的是（　　） A. 这些氢原子跃迁过程中可以辐射出2种不同频率的光子 B. 波长最短的辐射光是氢原子从能级跃迁到能级产生的 C. 从能级跃迁到能级需要吸收0.66eV的能量 D. 使能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量 14. A、B两质点从同一地点运动的x-t图像如图所示，下列说法中正确的是（　　） A. A、B两质点在4s末速度相等 B. A、B两质点8s内路程一样大 C. 前4s内A、B之间距离先增大后减小，4s末两质点相遇 D. 前4s内A质点的位移等于B质点的位移，后4s内A质点的速度在某时刻可以等于B质点的速度 三、实验、填空题（本题共2小题，共14分。） 15. 实验课上同学们利用打点计时器等器材，研究小车做匀变速运动的规律，其中一个小组的同学从所打的几条纸带中选取了—条点迹清晰的纸带，如图所示，图中O、A、B、C、D是按打点先后顺序依次选取的计数点，在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个打出点没有画出．由图中的数据可知，打点计时器打下C点时小车运动的速度大小是___m/s,小车运动的加速度是______m/s2．（计算结果均保留两位有效数字）． 16. 用如图所示的实验器材来探究产生感应电流的条件。 （1）图中已经用导线将部分器材连接，请补充完成实物间连线___。 （2）若连接好实验电路并检查无误后，在闭合开关的瞬间，观察到电流计指针向右偏转，说明线圈_______（填“A”或“B”）中有了感应电流。要使电流计指针向左偏转，请写出两项可行的操作：①_______；②_______。 （3）如图所示是一种延时继电器的示意图。铁芯上有两个线圈A和B。线圈A和电源连接，线圈B与直导线ab构成一个闭合回路。弹簧K与衔铁D相连，D的右端触头C连接工作电路（未画出）。开关S闭合状态下，工作电路处于导通状态。S断开瞬间，延时功能启动，此时直导线ab中电流方向为_______（填写“a到b”或“b到a”）。断开开关后的一小段时间内，由于B线圈仍有电流，使得铁芯仍然具有磁性，进而达到延时的效果。 四、计算题（本题共5小题，共44分。要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位。） 17. 某一质谱仪原理如图所示，A为粒子加速器，粒子由静止加速后以速度v进入B；B为速度选择器，磁场（图中未标出）与电场正交，速度选择器两板间电压为U2，两板间距离为d；C为偏转分离器，磁感应强度为B2。今有一质量为m、电荷量为e的正粒子（不计重力），经加速后，该粒子恰能沿直线通过速度选择器，粒子进入分离器后做匀速圆周运动。求： （1）磁感应强度B1的大小和方向； （2）粒子在B2磁场中做匀速圆周运动的半径R。 18. 如图1所示，边长为l、总电阻为R的正方形导线框abcd，以恒定速度v沿x轴运动，并穿过图中所示的宽度为3l的匀强磁场区域，磁感应强度为B。 （1）求ab边刚进入磁场时，线框中产生的电动势E； （2）以顺时针方向为电流的正方向，由线框在图示位置的时刻开始计时，在图2中画出线框Uab随时间变化的图像； （3）求线框穿过磁场区域的全过程产生的电能E电。 19. 如图所示，MN、PQ为足够长的光滑平行金属导轨，间距L=0.50m，导轨平面与水平面间夹角θ=37°，N、Q间连接一个电阻R=5.0Ω。直线ab以下的斜面上存在垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T。将一根质量m=0.050kg的金属棒放在导轨的ab位置，金属棒及导轨的电阻不计。现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与导轨垂直，且与导轨接触良好。已知当金属棒滑行至cd处时，其速度大小开始保持不变，位置cd与ab之间的距离s=4.0m。已知g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）金属棒达到cd处的速度大小； （2）金属棒从位置ab运动到cd的过程中，电阻R产生的热量； （3）滑行至cd处时，记为零时刻，为了不产生电流，磁场需要逐渐减小，写出该过程中磁场的磁感应强度Bt与时间t的表达式。 20. 在原子反应堆中抽动液态金属或在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵。如图所示是一种液态金属电磁泵的简化结构示意图，将装有液态金属、截面为矩形的导管的一部分水平置于匀强磁场中，当电流穿过液态金属时，液态金属即被驱动。若输送液态金属的管道（用特殊陶瓷材料制成）截面长为a，宽为b（不计管道壁的厚度），正、负电极板镶嵌在管道两侧（两极板正对且与管内液态金属良好接触），电极板长为c，宽为b；正、负电极板间的液态金属恰好处在磁场区域内，该磁场的磁感应强度为B，方向与导管上、下表面垂直；通过两电极板间液态金属的电流为I；液态金属在磁场驱动力的作用下，在导管中以恒定的速率v流动。已知液态金属的电阻率为ρ。整个装置类似于电动机，通电液态金属在磁场中因受力而运动。 （1）导管截面上由磁场驱动力所形成的压强差是多大？ （2）单位时间内，电流通过两电极板间液态金属所消耗的电能是多少？ （3）类比电动机的工作原理，推导正负两极板的电压大小。 21. 真空中放置的平行金属板可以用作光电转换装置，如图1所示。光照前两板都不带电。以光照射A板，则板中的电子可能吸收光的能量而逸出，忽略逸出电子之间的相互作用，不计电子重力。已知电子逸出时的最大动能为Ekm，元电荷为e。 （1）假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，忽略电子之间的相互作用。保持光照条件不变，a和b为接线柱。若a、b断路，则A板和B板都聚集一定的电荷。若将a、b短接，则回路中的电流为Im。 ①求A板和B板之间的最大电势差Um，以及单位时间内从A板逸出的电子数N； ②电子从A板射出时，其初动能的取值范围在零到最大动能Ekm之间，且取任意值的几率均等。将该光电转换装置和一滑动变阻器以及理想电表连接成图2所示的电路，移动滑动变阻器的滑片，电压表、电流表的示数U和I随之发生变化，请写出I与U的表达式，并在图3画出I-U图像。 （2）真实光电效应实验中，电子出射的方向是随机的，如图4甲所示，光照射阴极K，有电子从其向不同方向射出，将电阻箱R的阻值调为零，然后调节滑动变阻器Rp的阻值得到I-U图像，如图4乙所示，其中当电压为U1=10V时，电流达到饱和电流Ig=5mA。在电阻箱R的阻值为零的条件下，调节滑动变阻器Rp使电压表的示数为25V，并保持滑片位置不变。这时调节电阻箱的阻值在某一个范围内，灵敏电流计的示数保持不变，即可认为构造了一个恒流源为电阻箱供电。若可视为恒流源，求电阻箱的调节范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $