精品解析：海南省海南师范大学附属中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

海师附中2024~2025学年第二学期 高二年级期末考试（物理） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡 上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾。我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关，关于热学中的分子，下列说法中正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行 C. 两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力没有引力 D. 两个分子间距离增大时，分子间的分子势能一定减小 2. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，V、R和L分别是理想电压表、定值电阻和电感线圈，D1、D2均为灯泡。已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数为62.2V B. 电压u的表达式为u=311sin50πt（V） C. 仅增大电压u的频率，电压表示数增大 D. 仅增大电压u的频率，D1亮度不变，D2变暗 3. 氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处于能级的激发态，则下列说法正确的是（ ） A. 这群氢原子可能辐射2种频率的光子 B. 处于能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离 C. 这群氢原子辐射光子的最小能量为 D. 这群氢原子从能级跃迁到能级，辐射光子的波长最大 4. 关于下列四幅图，说法正确的是（　　） A. 图甲中烧热铁针垂直插入涂有石蜡的薄板，石蜡熔化区域呈圆形说明薄板是非晶体 B. 图乙是一定质量的气体分子在两种不同温度下的速率分布图，图线②对应的温度较高 C. 图丙是电磁振荡的示意图，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大 D. 图丁是自然光通过偏振片，仅缓慢转动Q时，光屏上的光亮度变化，表明光是纵波 5. 2023年6月7日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的转化为易发生裂变的并裂变的过程示意图。下列说法正确的是（　　） A. 中子轰击生成的核反应是核聚变 B. 释放的电子是由原子核内部核反应产生的 C. 比结合能大于的比结合能 D. 可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染 6. 对爱因斯坦光电效应验证如图所示，甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极，实验测得电流与电势差满足图乙所示规律，电子电荷量为，关于该实验说法正确的是（　　） A. 光电子的最大初动能为0.84eV B. 滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，电流计示数一定增大 C. 如果仅增加该绿光的照射强度，遏止电压保持不变 D. 如果改用蓝光照射阴极，可能不会发生光电效应 7. 一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图像如图中的I所示，经后，波形图像如图中的Ⅱ所示。已知该波的周期，关于这列波下列说法正确的是（　　） A. 图中I所示的质点P正向y轴正方向振动 B. 波的周期 C. 波的振幅是4cm D. 波速是2m/s 8. 如图甲所示，圆形导线框与电阻R串联，框内有变化的磁场，取由a经R流向b为感应电流iR的正方向，测得iR随时间t变化的图象如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向，则描述磁感应强度B随时间t变化的图象正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 下列关于光现象描述正确的是（　　） A. 海市蜃楼是光的衍射现象 B. 光电效应表明光具有粒子性 C. 水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象 D. 斜插在水杯中的筷子看起来像被折断是光的反射现象 10. 我国已经在空间站上开展四次精彩的太空授课，“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个塑料板表面之间可形成大尺寸液桥，如图甲所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的容器。下列说法正确的是（　　） A. 从甲图可推断水和塑料板是浸润的 B. 图甲液桥不会“垮塌”，是由于液体的表面张力 C. 图乙中的B点处最能反映液桥表面层中水分子势能 D. 在“毛细现象”演示中，如图丙，水在三个塑料管内均不断上升，直到管顶 11. 如图所示，某小型水电站发电机的输出电压，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻，输电线上损失的功率，养殖场共有1100盏标有“220V 40W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 输电线上的电流 B. 升压变压器的匝数比 C. 降压变压器的匝数比 D. 发电机的输出功率为44kW 12. 将一定质量的某种理想气体密闭在容积可变的容器中,其压强(P)随密度(ρ)变化的规律如图所示,其状态经历了如图所示ab、bc、cd、da四个过程的变化,其中cd的延长线通过原点,ab与水平轴平行,be与竖直轴平行,da是双曲线的一部分,则下列说法正确的是 A. da过程气体温度保持不变 B. ab过程气体可能从外界吸收热量 C. bc过程气体一定向外界放出热量 D. cd过程气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少 13. A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出粒子，另一个放出β粒子，与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（　　） A. 甲图为α衰变的轨迹图，乙图为β衰变轨迹图 B. 甲图为β衰变的轨迹图，乙图为α衰变轨迹图 C. b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 D. a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹 三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 14. 在探究单摆周期与摆长关系的实验中： （1）用游标尺测得摆球的直径为d； （2）将摆球拉离平衡位置一个较小角度（小于5°）静止释放，摆球在竖直平面内摆动。如图甲，在摆球运动的最低点左、右两侧分别放置一光敏电阻（光照增强时，其阻值变小）和一激光光源，光敏电阻与自动记录仪相连，记录仪显示的光敏电阻阻值R随时间的变化图线如图乙。 ①表示小球经过______（填“最低点”或“最高点”）的时间； ②若增加小球静止释放时的角度，则______（填“增加”或“减少”或“不变”）； ③图乙中、、分别为对应各段的时间中点，则该单摆周期为______； （3）实验中用米尺测得摆线长度为，则当地重力加速度______。（用测得物理量的符号表示） 15. 现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材： A.蓄电池（电动势，内阻） B.表头G（满偏电流6.0mA，内阻未知） C.电流表A（满偏电流10mA，内阻未知） D.电阻箱（最大阻值999.9Ω） E.电阻箱（最大阻值999.9Ω） F.开关及导线若干 （1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开开关、、，将、调到最大值。合上开关，将拨到2处，调节，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关，调节和，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时为108.0Ω，则由此可知表头G的内电阻为_______，改装电表时应将调为_______Ω，改装结束后断开所有开关。 （2）该同学若将图丙中开关、合上，而将拨到1处，电阻箱的阻值调为14.0Ω，酒精气体浓度为零时，表头G的读数为_______mA。 （3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0mA。已知酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于“醉驾”，则该次测试酒精浓度范围属于_______（选填“酒驾”或“醉驾”）。 （4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整_______（“”或“”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。 四、计算题：本题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 受台风‘杜苏芮’的影响，我国多地出现暴雨天气。路面水井盖因排气孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，质量的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积，初始时刻水位与井盖之间的距离，井内密封空气的压强恰好为大气压强，若井盖内的空气视为理想气体，温度始终不变，重力加速度取。求： （1）密闭空气的压强为多大时水井盖刚好被顶起； （2）水井盖刚好被顶起时，水位上升的高度。 17. 如图甲所示的螺线管，线圈匝数n=2000，横截面积为S=10cm2，电阻r=1Ω，与螺线管串联的外电阻R1=4Ω，R2=3Ω，向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化。求： （1）螺线管产生的感应电动势大小； （2）电路中电流的大小； （3）螺线管两端的电压大小，并说明M、P两点哪点相当于电源正极。 18. 某研究团队设计了一种粒子加速器的模型，如图甲所示。“加速装置”为一对平行金属板，两极板间的电势差为U；“循环部分”由4个圆形磁场区域组成（其磁感应强度大小可调）；“测速装置”用于测量粒子是否达到预期速度。一束质量为m、电荷量为e的负电粒子流，通过“引入装置”无初速飘入加速装置，经加速装置加速n次后从“引出装置”引出，并保持速度大小不变从AD中点O进入一边长为L的正方形匀强磁场（边界处无磁场），磁感应强度大小（其中k>0且可调节、如图丙所示，不计粒子重力、粒子间的相互作用力及碰撞，计算结果可以保留根号。 （1）求粒子离开“引出装置”时的速度大小。 （2）“测速装置”是一个长、宽、高分别为的长方体中空装置，如图乙所示，其中上、下两面为导电板，前、后两面为绝缘板，左、右两面开放，两导电板间有磁感应强度为，方向向里的匀强磁场。调节加在两导电板的电压，可以使粒子每次经过“测速装置”时均做匀速直线运动。求粒子最后一次经过装置时，加在两导电板的电压。 （3）由于干扰，导致粒子流以发散角POQ（在纸面内）从O点进入正方形匀强磁场（速度大小相等），如图丙所示，其中若要求所有粒子均能从AB边射出（不含A、B点），求k的取值范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 海师附中2024~2025学年第二学期 高二年级期末考试（物理） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡 上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 严冬时节，梅花凌寒盛开，淡淡的花香沁人心脾。我们能够闻到花香，这与分子的热运动有关，关于热学中的分子，下列说法中正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行 C. 两个分子间距离小于r0时，分子间只有斥力没有引力 D. 两个分子间的距离增大时，分子间的分子势能一定减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．布朗运动是悬浮于液体中的固体小颗粒的运动，A错误； B．扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，扩散能在气体和液体中进行，也能在固体中进行，B正确； C．两个分子间距离小于r0时，分子间斥力和引力都有，只是分子力表现为斥力，C错误； D．当，分子势能随着分子间距离的增大，分子势能减小，当时，分子势能随分子距离增大而增大，D错误。 故选B。 2. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，V、R和L分别是理想电压表、定值电阻和电感线圈，D1、D2均为灯泡。已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化，下列说法正确的是（　　） A. 电压表示数为62.2V B. 电压u的表达式为u=311sin50πt（V） C. 仅增大电压u的频率，电压表示数增大 D. 仅增大电压u的频率，D1亮度不变，D2变暗 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由图知变压器输入电压的有效值为220V，由 可得电压表的示数为44V，故A错误； B．由图象可知输入电压的最大值为Um=311V，周期T=2×10-2s，有 ω==100πrad/s 故B错误； C．变压器的电压与频率无关，故C错误； D．增大输入电压的频率对R支路无影响，但使L的感抗增加，通过D2的电流减小，D2变暗，故D正确。 故选D。 3. 氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处于能级的激发态，则下列说法正确的是（ ） A. 这群氢原子可能辐射2种频率的光子 B. 处于能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离 C. 这群氢原子辐射光子的最小能量为 D. 这群氢原子从能级跃迁到能级，辐射光子的波长最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．这群原子能辐射出种不同频率光子，故A错误； B．处于能级的氢原子具有的能量为-1.51eV，则至少需吸收能量的光子才能电离，故B正确； C．根据能级差公式可知氢原子从能级跃迁到能级，辐射光子的能量最小，氢原子辐射光子的最小能量为 故C错误； D．根据能级差公式 则氢原子从能级跃迁到能级，辐射光子的能量最大，波长最小，故D错误。 故选B。 4. 关于下列四幅图，说法正确的是（　　） A. 图甲中烧热的铁针垂直插入涂有石蜡的薄板，石蜡熔化区域呈圆形说明薄板是非晶体 B. 图乙是一定质量的气体分子在两种不同温度下的速率分布图，图线②对应的温度较高 C. 图丙是电磁振荡的示意图，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大 D. 图丁是自然光通过偏振片，仅缓慢转动Q时，光屏上光亮度变化，表明光是纵波 【答案】C 【解析】 【详解】A．烧热的铁针垂直插入涂有石蜡的薄板，出现石蜡圆形熔化区域说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体，故A错误； B．乙图是某种气体分子速率正态分布的图线，可以看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的迁移，可知图线②对应的温度较低，故B错误； C．图丙是电磁振荡的示意图，根据安培定则，线圈中的磁场方向向上，电容器正在放电，电流正在变大，故C正确； D．图丁是自然光通过偏振片，仅缓慢转动Q时，光屏上的光亮度变化，表明光是横波，故D错误。 故选C。 5. 2023年6月7日，世界首台第四代核电技术钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电。钍基熔盐堆用我国储量丰富的钍作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的转化为易发生裂变的并裂变的过程示意图。下列说法正确的是（　　） A. 中子轰击生成的核反应是核聚变 B. 释放的电子是由原子核内部核反应产生的 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染 【答案】B 【解析】 【详解】A．中子轰击生成的核反应不是核聚变，故A错误； B．释放电子的过程是衰变，实质是原子核中一个中子转变成一个质子和一个电子，故B正确； C．整个过程中释放能量，的比结合能小于的比结合能，故C错误； D．放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度、压强无关，与化学状态也无关，故D错误。 故选B。 6. 对爱因斯坦光电效应的验证如图所示，甲是研究光电效应规律的实验装置图，用绿光照射阴极，实验测得电流与电势差满足图乙所示规律，电子电荷量为，关于该实验说法正确的是（　　） A. 光电子的最大初动能为0.84eV B. 滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，电流计示数一定增大 C. 如果仅增加该绿光的照射强度，遏止电压保持不变 D. 如果改用蓝光照射阴极，可能不会发生光电效应 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据动能定理 故A错误； B．由甲图可知，滑动变阻器滑片从图示位置向右滑动，光电管AK两极间电压增大，向左的场强增大，光电子受到向右的电场力增大，若未达到饱和光电流，则电流计示数会增大，若已达到饱和光电流，则电流计示数不会增大，故B错误； C．如果仅增加该绿光的照射强度，入射光的频率不变，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能不变，根据动能定理可知，遏止电压保持不变，故C正确； D．如果改用蓝光照射阴极K，入射光的频率增大，则一定会发生光电效应，故D错误。 故选C。 7. 一列沿x轴正方向传播的横波在某时刻的波形图像如图中的I所示，经后，波形图像如图中的Ⅱ所示。已知该波的周期，关于这列波下列说法正确的是（　　） A. 图中I所示的质点P正向y轴正方向振动 B. 波的周期 C. 波的振幅是4cm D. 波速是2m/s 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，质点P此时正向y轴正方向振动，故A项正确； C．由图像可知该波的振幅为2cm，故C项错误； B．设经历了n个周期，有 解得 （、1、2……） 由于，所以周期为0.8s，故B项错误； D．由题图可知，该波的波长为8m，结合之前的分析可知，周期为0.8s，所以有 故D项错误。 故选A。 8. 如图甲所示，圆形导线框与电阻R串联，框内有变化的磁场，取由a经R流向b为感应电流iR的正方向，测得iR随时间t变化的图象如图乙所示，取垂直纸面向里为磁场的正方向，则描述磁感应强度B随时间t变化的图象正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．0～1s内、1～2s内的磁感应强度不变，根据法拉第电磁感应定律知，感应电动势为零，感应电流为零，故A错误． B．在0～1s内，1～2s内，根据法拉第电磁感应定律知E=nS，磁感应强度变化率不变，则感应电动势不变，根据楞次定律知，0～1s内感应电流从a经R流向b，1～2s内感应电流从b经R流向a，故B正确． C．在0～1s内，1～2s内，根据法拉第电磁感应定律知，E=nS，磁感应强度变化率不变，则感应电动势不变，根据楞次定律知，0～1s内感应电流从b经R流向a，1～2s内感应电流从a经R流向b，故C错误． D．在0～1s内，1～2s内，根据法拉第电磁感应定律知，磁感应强度的变化率不是定值，则感应电动势变化，感应电流变化，故D错误． 故选B。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 下列关于光现象描述正确的是（　　） A. 海市蜃楼是光的衍射现象 B. 光电效应表明光具有粒子性 C. 水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹是光的干涉现象 D. 斜插在水杯中的筷子看起来像被折断是光的反射现象 【答案】BC 【解析】 【详解】A．海市蜃楼是光的折射现象，故A错误； B．光电效应表明光具有粒子性，故B正确； C．水面上的油膜在阳光下呈现彩色条纹是光的薄膜干涉现象，故C正确； D．斜插在水杯中筷子看起来像被折断是光的折射现象，故D错误。 故选BC。 10. 我国已经在空间站上开展四次精彩的太空授课，“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个塑料板表面之间可形成大尺寸液桥，如图甲所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的容器。下列说法正确的是（　　） A. 从甲图可推断水和塑料板是浸润的 B. 图甲液桥不会“垮塌”，是由于液体的表面张力 C. 图乙中的B点处最能反映液桥表面层中水分子势能 D. 在“毛细现象”演示中，如图丙，水在三个塑料管内均不断上升，直到管顶 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．在图甲中，液桥的形成表明液体(水)和塑料板之间有良好的润湿性。如果液体和塑料板之间不浸润，液桥很难形成。故A正确； B．液桥的存在和稳定性主要是由于液体的表面张力。表面张力使得液体表面尽可能收缩，从而保持液桥的稳定形态，故B正确； C．图乙中的B点处为分子势能的最小值点，此时分子力引力和分子斥力平衡，分子间距离 液桥表面层中 分子间表现为引力，分子势能不是最小值，故C错误； D．微重力环境下在“毛细现象”演示中，如图丙，水在三个塑料管内均不断上升，直到管顶，故D正确。 故选ABD。 11. 如图所示，某小型水电站发电机的输出电压，经升压变压器和降压变压器后为养殖场供电。已知输电线的总电阻，输电线上损失的功率，养殖场共有1100盏标有“220V 40W”字样的灯泡正常工作（除此之外没有其他用电器）。假设两个变压器均为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 输电线上的电流 B. 升压变压器的匝数比 C. 降压变压器的匝数比 D. 发电机的输出功率为44kW 【答案】AC 【解析】 【详解】A. 根据 解得 A正确； B. 设升压变压器原线圈电流为I1 解得 升压变压器的匝数比为 B错误； C. 降压变压器的副线圈的电流为 降压变压器的匝数比为 C正确； D. 发电机输出功率为 D错误。 故选AC。 12. 将一定质量的某种理想气体密闭在容积可变的容器中,其压强(P)随密度(ρ)变化的规律如图所示,其状态经历了如图所示ab、bc、cd、da四个过程的变化,其中cd的延长线通过原点,ab与水平轴平行,be与竖直轴平行,da是双曲线的一部分,则下列说法正确的是 A. da过程气体温度保持不变 B. ab过程气体可能从外界吸收热量 C. bc过程气体一定向外界放出热量 D. cd过程气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少 【答案】CD 【解析】 【详解】A.根据一定质量理想气体方程，且得到：，所以图像斜率与温度成正比所以da过程气体温度变大，A错误 B.根据A选项分析，ab过程斜率变小，温度降低，而理想气体内能只与温度有关，内能减小．密度变大，体积减小，所以外界对气体做功，根据热力学第一定律：得，所以气体放热，B错误 C.bc过程斜率变小，温度降低，内能减小，密度不变，体积不变，，结合得到，所以气体放热，C正确 D. cd过程斜率不变，气体温度不变，分子平均动能不变，但气体压强减小，根据压强微观解释，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积碰撞次数减少，D正确 13. A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出粒子，另一个放出β粒子，与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（　　） A. 甲图为α衰变的轨迹图，乙图为β衰变轨迹图 B. 甲图为β衰变的轨迹图，乙图为α衰变轨迹图 C. b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹 D. a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】AB．原来静止的核在放出粒子的过程中总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，且新原子核和粒子的动量大小相等，由左手定则判断可知衰变的轨迹为外切圆，β衰变的轨迹为内切圆，所以A正确；B错误； CD．由 可得，动量一定时，电量小的半径大，所以b为粒子轨迹，c为β粒子轨迹，则C正确；D错误； 故选AC。 三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 14. 在探究单摆周期与摆长关系的实验中： （1）用游标尺测得摆球的直径为d； （2）将摆球拉离平衡位置一个较小角度（小于5°）静止释放，摆球在竖直平面内摆动。如图甲，在摆球运动的最低点左、右两侧分别放置一光敏电阻（光照增强时，其阻值变小）和一激光光源，光敏电阻与自动记录仪相连，记录仪显示的光敏电阻阻值R随时间的变化图线如图乙。 ①表示小球经过______（填“最低点”或“最高点”）的时间； ②若增加小球静止释放时的角度，则______（填“增加”或“减少”或“不变”）； ③图乙中、、分别为对应各段的时间中点，则该单摆周期为______； （3）实验中用米尺测得摆线长度为，则当地重力加速度______。（用测得物理量的符号表示） 【答案】 ①. 最低点 ②. 减少 ③. ④. 【解析】 【详解】（2）①[1]光敏电阻在光照增强时，其阻值变小，在时间内光敏电阻的阻值变大，则光照减弱，所以表示小球经过最低点的时间。 ②[2]若增加小球静止释放时的角度，则小球到达最低点的速度变大，则减少。 ③[3]小球连续两次经过最低点的时间间隔是半个周期，则该单摆周期为 （3）[4]由单摆的周期公式 又，解得 15. 现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材： A.蓄电池（电动势，内阻） B.表头G（满偏电流6.0mA，内阻未知） C.电流表A（满偏电流10mA，内阻未知） D.电阻箱（最大阻值999.9Ω） E.电阻箱（最大阻值999.9Ω） F.开关及导线若干 （1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开开关、、，将、调到最大值。合上开关，将拨到2处，调节，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关，调节和，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时为108.0Ω，则由此可知表头G的内电阻为_______，改装电表时应将调为_______Ω，改装结束后断开所有开关。 （2）该同学若将图丙中开关、合上，而将拨到1处，电阻箱阻值调为14.0Ω，酒精气体浓度为零时，表头G的读数为_______mA。 （3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0mA。已知酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于_______（选填“酒驾”或“醉驾”）。 （4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整_______（“”或“”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。 【答案】（1） ①. 54Ω ②. 6.0Ω （2）2.0mA （3）醉驾 （4） 【解析】 【小问1详解】 [1]合上开关，将拨到2处，调节，使表头满偏，电流表A示数为。则表头与电流表A串联，可知 合上开关，调节和，当电流表A仍为时，表头与并联，由图丁可知表头的示数 则中的电流 由，解得表头的内阻 [2]将表头的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻中的电流为 则由，解得改装电表时应将调为 【小问2详解】 改装后电流表的内阻为 由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为 由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流 则表头的读数为 【小问3详解】 某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向，电路中总电流 由闭合电路欧姆定律可得 解得传感器的电阻 由图乙可知酒精浓度为，所以该次测试的酒精浓度范围属于醉驾。 【小问4详解】 由闭合电路欧姆定律可知 使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把调小，使电路中总电阻减小。 四、计算题：本题共3小题，共38分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 16. 受台风‘杜苏芮’的影响，我国多地出现暴雨天气。路面水井盖因排气孔（如图甲）堵塞可能会造成井盖移位而存在安全隐患。如图乙所示，质量的某井盖排气孔被堵塞且与地面不粘连，圆柱形竖直井内水面面积，初始时刻水位与井盖之间的距离，井内密封空气的压强恰好为大气压强，若井盖内的空气视为理想气体，温度始终不变，重力加速度取。求： （1）密闭空气的压强为多大时水井盖刚好被顶起； （2）水井盖刚好被顶起时，水位上升的高度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对井盖进行受力分析有 代入数据有 （2）井内气体经历等温变化，井盖刚顶起时，设水位上升，对气体由玻意耳定律得 解得 【点睛】本题以井盖结构为背景，考查了理想气体的实验定律，考查了模型建构能力，信息提取能力，逻辑推理能力，突出了对基础性、应用性的考查。 17. 如图甲所示的螺线管，线圈匝数n=2000，横截面积为S=10cm2，电阻r=1Ω，与螺线管串联的外电阻R1=4Ω，R2=3Ω，向右穿过螺线管的匀强磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化。求： （1）螺线管产生的感应电动势大小； （2）电路中电流的大小； （3）螺线管两端的电压大小，并说明M、P两点哪点相当于电源正极。 【答案】（1）4V；（2）0.5A；（3）3.5V，M点 【解析】 【详解】（1）由题图乙可知B随t的变化率为 根据法拉第电磁感应定律可得螺线管产生的感应电动势大小为 （2）根据闭合电路欧姆定律可知电路中的电流大小为 （3）螺线管两端的电压大小为 根据楞次定律可知电流从M点流出螺线管，所以M点相当于电源正极。 18. 某研究团队设计了一种粒子加速器的模型，如图甲所示。“加速装置”为一对平行金属板，两极板间的电势差为U；“循环部分”由4个圆形磁场区域组成（其磁感应强度大小可调）；“测速装置”用于测量粒子是否达到预期速度。一束质量为m、电荷量为e的负电粒子流，通过“引入装置”无初速飘入加速装置，经加速装置加速n次后从“引出装置”引出，并保持速度大小不变从AD中点O进入一边长为L的正方形匀强磁场（边界处无磁场），磁感应强度大小（其中k>0且可调节、如图丙所示，不计粒子重力、粒子间的相互作用力及碰撞，计算结果可以保留根号。 （1）求粒子离开“引出装置”时的速度大小。 （2）“测速装置”是一个长、宽、高分别为的长方体中空装置，如图乙所示，其中上、下两面为导电板，前、后两面为绝缘板，左、右两面开放，两导电板间有磁感应强度为，方向向里的匀强磁场。调节加在两导电板的电压，可以使粒子每次经过“测速装置”时均做匀速直线运动。求粒子最后一次经过装置时，加在两导电板的电压。 （3）由于干扰，导致粒子流以发散角POQ（在纸面内）从O点进入正方形匀强磁场（速度大小相等），如图丙所示，其中若要求所有粒子均能从AB边射出（不含A、B点），求k的取值范围。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在粒子加速器中加速的全过程，有 解得 （2）最后一次经过测速装置，有 解得 （3）设k的最小值为k₁，此时磁场最小，只要满足沿 OP方向射入磁场的粒子，轨迹与BC边界相切（如图甲所示），则其它方向射入磁场的粒子均能从AB边界射出。轨迹与BC边界相切时，有 解得 又 解得 设k的最大值为k2，此时磁场最大，只要满足沿OQ 方向射入磁场的粒子，轨迹经过A点（如图乙所示），则其它方向射入磁场的粒子均能从AB边界射出。轨迹经过A点时，有 又 解得 综上所述，要求所有的粒子均从AB边射出磁场，k值应满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$