江苏启东中学2025-2026学年高二下学期物理周考(5月17日)

**基本信息** 启东中学高二物理周考试卷注重真实情境创设与核心素养考查，覆盖力学、热学、电磁学等模块，通过分层设问实现基础巩固与能力提升，适配高二学生阶段性学习评估。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|11题/44分|自由落体运动、热力学第二定律、核衰变、光电效应等|结合原子弹试爆（第3题）、苹果分拣装置（第9题）等真实情境，考查物理观念与科学推理| |非选择题|6题/56分|实验（小车质量测量）、玻尔理论、核衰变、力学综合等|第17题力学综合题融合运动学与牛顿定律，体现模型建构与科学论证；实验题（第12题）注重数据处理与误差分析，培养科学探究能力|

启东中学高二物理周考(5月17日) 一、选择题(共11题，每小题4分，共44分.每题只有一个选项最符合题意) 1．盛有水的开口塑料瓶静止在水平桌面上，在瓶壁上扎一个小孔，水会从小孔处喷出。若由静止释放该塑料瓶，发现塑料瓶下落过程中，水并未从小孔处流出。下列说法正确的是（　　） A．下落过程中，瓶内的水不受重力的作用 B．下落过程中，由于水的表面张力作用，水才不会从小孔处流出 C．下落过程中，瓶内水各处的压强与外界大气的压强相同 D．若将该塑料瓶竖直向上抛出，在其上升过程中，小孔处会持续喷出水流 2．下列宏观过程不能用热力学第二定律解释的是（　　） A．大米和小米混合后小米能填充到大米空隙中并且经过一段时间大米、小米也不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，墨水会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水也不会自动分开 C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．汽车热机的效率不会达到100% 3．1964年10月16日，中国第一枚原子弹试爆成功。该原子弹核反应物的主要成分是。天然是不稳定的，它将通过若干次衰变和衰变最终成为稳定的元素。衰变形成的稳定的同位素为（　　） A． B． C． D． 4．伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且重复了上百次。假设某次实验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、B、C滚下，如图所示。设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为υ1、υ2、υ3，下列关系式中正确、并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（　　） A． B． C． D． 5．静止在O点的原子核发生衰变的同时，空间中出现如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．A粒子为粒子 B．原子核发生的是衰变 C．两粒子始终处在同一等势面上 D．经过相等时间A、B粒子位移比为2:5 6．如图甲所示，分别用a、b两种可见光照射光电管的K极，得到光电流与光电管两极之间的电压关系如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。依据波尔原子模型理论，若取无穷远处为零电势点，氢原子的电势能可表示为（静电力常量，元电荷，两电荷之间的距离），则（　　） A．滑动变阻器滑片向右移动时光电流不为零且保持不变 B．处于第2能级时，氢原子电子绕核运动的动能为 C．当电压U的值介于和之间，此时只有a光照射时才发生光电效应 D．氢原子吸收能量，电子速率增大为绕核速率的倍时，可成为自由电子 7．如图所示，一个上端封闭、下端装有阀门的“”形管，右侧的玻璃管长度大于左侧，且两根玻璃管均具有良好的导热性。两侧的玻璃管内分别封闭了一定质量的理想气体A和B，气体的长度分别为和，已知。假设玻璃管内的温度等于环境温度，下列说法正确的是（　　） A．若环境温度缓慢升高，则封闭气体的长度 B．若环境温度缓慢升高，则封闭气体的长度 C．打开阀门缓慢放出少量水银后，则封闭气体的长度 D．打开阀门缓慢放出少量水银后，则封闭气体的长度 8．分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，如果用横轴表示分子间的距离，纵轴表示分子力或分子势能，下列说法正确的是（　　） A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线D表示合力与分子间距的关系 B．如果纵轴表示分子势能，则曲线B表示分子势能与分子间距的关系 C．分子间距离无穷远时，分子势能最小 D．教室内空气的分子势能趋于零 9．如图所示是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以 为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻。 上， 的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时， 两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上的弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时， 两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量 m。为该装置 的分拣标准，下列说法正确的是（　　） A．压力越小，越小 B．调节的大小可以改变筛选苹果的标准 C．若电源内阻变小，则会提高分拣标准 D．若电源电动势变大，可提高分拣标准 10．如图，“L”形导线框置于磁感应强度大小为 B、竖直向下的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l，总电阻为R。线框绕b、e所在直线以角速度ω顺时针匀速转动， be与磁场方向垂直。t=0时， abef与水平面平行，下列说法错误的是（　　） A．t=0时，感应电动势为 B．线圈中产生的交流电瞬时值表达式为 C．时刻线圈中电流大小为 方向为 afedcba D．t=0到 过程中，感应电动势平均值为 11．“电荷泵”电路由具有单向导电性的二极管、电容器、电感线圈、电动势为E的电源组成，如图所示。多次闭合、断开开关S，给电容器C充电。以下说法正确的是（　　） A．电容器C的上极板时而带正电荷，时而带负电荷 B．开关S断开后，电感线圈中存在振荡电流 C．电容器两端最终能够获得远远超出E的高压 D．开关S断开后，电感线圈两端的电压始终等于电容器两端的电压 二、非选择题:共6题，共56分 12．（15分）用图甲所示器材测量小车质量M：所用交流电频率为50Hz，共6个槽码，每个槽码的质量均为m=10g。    实验步骤： i.安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列_______的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑； ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a； iii.逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii； iv.以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。 已知重力加速度大小g=9.80m/s2，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空： （1）请将步骤i中画横线的部分填写完整： （2）下列说法正确的是_________； A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放 B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行 C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量 D．若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg （3）某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小=________m/s；    （4）写出随变化的关系式_________（用M，m，g，a，n表示）； （5）测得关系图线的斜率为2.5s2/m，则小车质量M=_________kg。 13．（7分）福佑崇文阁的某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，求： （1）用频率为的光照射时，光电子的最大初速度v （2）普朗克常数h （3）阴极K金属的极限频率。 14．（7分）玻尔的原子结构理论指出，电子环绕氢原子核做圆周运动，如图1所示。已知某状态下电子绕核运动的轨道半径为r，电子的电量为e，静电力常量为k。试回答以下问题： （1）求电子在轨道半径为r圆周上运动时动能Ek； （2）氢原子核外电子的轨道是一系列分立、特定的轨道，如图2所示，电子对应的轨道半径关系为rn=n2r1（n=1，2，3…）。图3为氢原子的能级图。已知n=1时，相应的轨道半径r1=0.53×10-10 m，静电力常量k=9.0×109 Nm2/C2。计算n=3时，氢原子的势能Ep3； （3）若规定两质点相距无限远时引力势能为零，则质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能表达式为，式中G为引力常量。原子核和它周围的电子运动模型与太阳和地球、地球和人造卫星运动很相似。如图4所示，设距地球无穷远处万有引力势能为零，已知地球的质量为MD，地球半径为RD。请推导地球的第二宇宙速度表达式。 15．（7分）发生衰变时，其衰变方程为：，光在真空中的传播速度为，，求： （1）一次衰变过程中亏损的质量为多少千克（保留2位有效数字）； （2）若开始处于静止状态，衰变过程释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，则放出的粒子的动能是多少（单位用表示，保留2位有效数字）； （3）若静止的铀核处在匀强磁场中，释放的粒子和产生的新核均能在磁场中做匀速圆周运动，则粒子和钍核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为多少。 16．（6分）如图，某刚性绝热轻杆将导热U形管固定在某高度，左管与大气相通，右管用轻活塞封闭一定质量的气体，活塞通过刚性轻杆与轻活塞相连，固定在地面上的导热气缸内中装有气体。已知活塞平衡时，左右两管的水银高度差为，气柱长为，活塞到缸底距离为，环境大气压，温度为，活塞可在气缸内无摩擦的移动且不漏气。活塞的面积分别为。求： (1)活塞平衡时，缸内气体的压强为多少？ (2)对气缸进行加热，U形管内水银柱相平时，气缸中气体温度为多少摄氏度？ 17．（14分）如图所示，一竖直厚度不计的圆环A，套在一根竖直放置且粗细均匀、长度为L的圆柱棒B的上端。圆环A与圆柱棒B的质量均为m，圆环内径略大于棒的直径，可在棒上滑动，它们之间的滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，大小均为。开始时，圆环和棒均静止，棒下端距水平地面高H，且。现将圆环和棒同时由静止开始释放，设定棒每次与地面碰撞前后速度大小不变、方向反向，碰撞时间极短可不计，已知重力加速度为g，忽略空气阻力。求： (1)棒下端第1次刚要触地前的速度大小（计算结果用g、H表示）； (2)棒下端第2次刚要触地前的速度大小（计算结果用g、H表示）； (3)分析说明，棒下端与地面碰撞多少次后，圆环从棒上脱落；并求圆环脱离棒时的速度大小。 启东中学高二物理周考(5月17日) 一、选择题(共11题，每小题4分，共44分.每题只有一个选项最符合题意) 1．盛有水的开口塑料瓶静止在水平桌面上，在瓶壁上扎一个小孔，水会从小孔处喷出。若由静止释放该塑料瓶，发现塑料瓶下落过程中，水并未从小孔处流出。下列说法正确的是（　　） A．下落过程中，瓶内的水不受重力的作用 B．下落过程中，由于水的表面张力作用，水才不会从小孔处流出 C．下落过程中，瓶内水各处的压强与外界大气的压强相同 D．若将该塑料瓶竖直向上抛出，在其上升过程中，小孔处会持续喷出水流 【答案】C 【详解】A．下落过程中水仍然受重力作用，只是重力全部用来提供向下的加速度，系统处于完全失重状态，故A错误； B．水不流出是因为完全失重状态下，由重力产生的液体压强消失，和表面张力无关，故B错误； C．静止时水内部压强为 完全失重时等效重力加速度为0，水内部各处压强均等于外界大气压，小孔内外压强相等，因此水不会流出，故C正确； D．竖直上抛上升过程中，瓶和水的加速度仍为向下，同样处于完全失重状态，水不会从小孔喷出，故D错误。 故选C。 2．下列宏观过程不能用热力学第二定律解释的是（　　） A．大米和小米混合后小米能填充到大米空隙中并且经过一段时间大米、小米也不会自动分开 B．将一滴红墨水滴入一杯清水中，墨水会均匀扩散到整杯水中，经过一段时间，墨水和清水也不会自动分开 C．冬季的夜晚，放在室外的物体随气温的降低，不会由内能自发地转化为机械能而动起来 D．汽车热机的效率不会达到100% 【答案】A 【详解】A．自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，大米和小米混合后小米能自发地填充到大米空隙中与热现象无关，所以不能用热力学第二定律解释。故A符合题意； B．热力学第二定律的内容可以表述为：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性；将一滴红墨水滴入一杯清水中，会均匀扩散到整杯水中，墨水的扩散是分子热运动导致的不可逆过程，是这一规律的体现。经过一段时间，墨水和清水不会自动分开。故B不符合题意； C．根据热力学第二定律，内能无法自发地全部转化为机械能而不引起其他变化。因此放在室外的物体不会自发地将内能转化为机械能而动起来，该现象可以用热力学第二定律解释，故C不符合题意； D．热力学第二定律可表述为第二类永动机（效率100%）是不可能制成的。故D不符合题意。 故选A。 3．1964年10月16日，中国第一枚原子弹试爆成功。该原子弹核反应物的主要成分是。天然是不稳定的，它将通过若干次衰变和衰变最终成为稳定的元素。衰变形成的稳定的同位素为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】发生一次衰变，释放出两个质子和两个中子，质量数减少4，发生一次衰变，一个中子转化成一个质子和一个电子，质量数不变，因此经过若干次衰变和衰变，相较于，同位素的质量数减少量为4的倍数。 A．235-204=31，不是4的倍数，故A错误； B．235-205=30，不是4的倍数，故B错误； C．235-206=29，不是4的倍数，故C错误； D．235-207=28，是4的倍数，故D正确。 故选D。 4．伽利略在研究自由落体运动时，做了如下的实验：他让一个铜球从阻力很小（可忽略不计）的斜面上由静止开始滚下，并且重复了上百次。假设某次实验伽利略是这样做的：在斜面上任取三个位置A、B、C，让小球分别由A、B、C滚下，如图所示。设A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3，小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3，小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为υ1、υ2、υ3，下列关系式中正确、并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．可以证明小球沿斜面下滑是匀变速直线运动，但是，在伽利略那个年代，比较准确测量小球的速度是做不到的，A错误； B．由平均速度公式可得 B错误； C．表达式 并不能证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动，C错误； D．由匀变速直线运动的位移公式 解得 如果上式成立，则小球做匀变速直线运动。在伽利略那个年代，能够比较准确测量小球沿斜面下滑时的位移和运动时间，D正确。 故选D。 5．静止在O点的原子核发生衰变的同时，空间中出现如图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B两粒子的运动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．A粒子为粒子 B．原子核发生的是衰变 C．两粒子始终处在同一等势面上 D．经过相等时间A、B粒子位移比为2:5 【答案】A 【详解】B．根据A、B两粒子的运动轨迹，可知其所受电场力均与电场方向相同，即两粒子均带正电，可知，原子核发生的是衰变，B错误； A．根据上述，该衰变的核反应方程为 衰变过程动量守恒，则有 可知，质量越大，速度越小，即的初速度小于的初速度，粒子在电场中做类平抛运动，则有 ， 解得 根据图像可知，当竖直分位移大小相等时，的初速度小，电荷量多，则水平分位移小一些，可知A粒子为粒子，A正确； C．根据上述有 可知，若时间相等，的比荷小于的比荷，即经历相等时间，的竖直分位移小于的竖直分位移，即两粒子飞出后不在同一等势面上，C错误； D．根据上述有 ， 解得，经过相等时间A、B粒子水平分位移比为 可知，经历相等时间A、B粒子水平分位移比为2:5，位移之比并不等于2:5，D错误。 故选A。 6．如图甲所示，分别用a、b两种可见光照射光电管的K极，得到光电流与光电管两极之间的电压关系如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。依据波尔原子模型理论，若取无穷远处为零电势点，氢原子的电势能可表示为（静电力常量，元电荷，两电荷之间的距离），则（　　） A．滑动变阻器滑片向右移动时光电流不为零且保持不变 B．处于第2能级时，氢原子电子绕核运动的动能为 C．当电压U的值介于和之间，此时只有a光照射时才发生光电效应 D．氢原子吸收能量，电子速率增大为绕核速率的倍时，可成为自由电子 【答案】D 【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动时，光电管反向电压增大，光电流不为零且减小，故A错误； B．根据库仑力提供向心力有 则动能为 则处于第2能级时，有 eV 解得 eV 故B错误； C．能否发生光电效应与遏止电压大小无关，则当电压U的值介于和之间，此时b光照射时一定能发生光电效应且会有光电流，而a光照射时无光电流产生，但是仍能发生光电效应，故C错误； D．根据库仑力提供向心力有 解得 电离时电势能为0，根据能量守恒定律有 解得 故D正确； 故选D。 7．如图所示，一个上端封闭、下端装有阀门的“”形管，右侧的玻璃管长度大于左侧，且两根玻璃管均具有良好的导热性。两侧的玻璃管内分别封闭了一定质量的理想气体A和B，气体的长度分别为和，已知。假设玻璃管内的温度等于环境温度，下列说法正确的是（　　） A．若环境温度缓慢升高，则封闭气体的长度 B．若环境温度缓慢升高，则封闭气体的长度 C．打开阀门缓慢放出少量水银后，则封闭气体的长度 D．打开阀门缓慢放出少量水银后，则封闭气体的长度 【答案】C 【详解】AB．由题意可知，左侧A气体的压强大于右侧B气体的压强，两部分气体的体积相同，均为，温度均为。假设缓慢升高相同的温度后，A和B气体的体积不变，该过程为等容变化，对A气体分析，查理定律可知 对B气体分析，查理定律可知 已知，则 所以A气体的压强增加量较大，所以水银的高度差变大，稳定后两部分气体的长度，AB错误； CD．设两部分气体体积的增加量都为，对A气体分析，由玻意耳定律可知 解得 同理对B气体分析，由玻意耳定律可得 联立作差可得 可得 所以水银的高度差变小，稳定后两部分气体的长度，C正确，D错误。 故选C。 8．分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，如果用横轴表示分子间的距离，纵轴表示分子力或分子势能，下列说法正确的是（　　） A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线D表示合力与分子间距的关系 B．如果纵轴表示分子势能，则曲线B表示分子势能与分子间距的关系 C．分子间距离无穷远时，分子势能最小 D．教室内空气的分子势能趋于零 【答案】D 【详解】A．如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示斥力与分子间距的关系，曲线C表示引力与分子间距的关系，曲线B表示合力与分子间距的关系，A错误； B．如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系，B错误； C．分子间距离为时，分子势能最小，C错误； D．教室内空气分子间距可视为，分子势能趋于零，D正确。 故选D。 9．如图所示是苹果自动分拣装置的示意图，该装置能够按一定质量标准自动分拣大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在一个以 为转动轴的杠杆上，杠杆末端压在电阻。 上， 的阻值随压力的变化而变化。小苹果通过托盘秤时， 两端的电压较小，分拣开关在弹簧向上的弹力作用下处于水平状态，小苹果进入上面通道；当大苹果通过托盘秤时， 两端能够获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道。设定进入下面通道的大苹果最小质量 m。为该装置 的分拣标准，下列说法正确的是（　　） A．压力越小，越小 B．调节的大小可以改变筛选苹果的标准 C．若电源内阻变小，则会提高分拣标准 D．若电源电动势变大，可提高分拣标准 【答案】B 【详解】A．小苹果通过托盘秤时，压力较小，此时两端的电压较小，根据串联分压规律可知，此时电阻值较大，即压力越小，越大，故A错误； B．根据题意可知，当两端获得较大电压，电磁铁吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，让大苹果进入下面通道，可知，当苹果质量一定，压力一定，电阻一定，此时如果电阻越大，两端获得电压越大，电磁铁将吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，即调节的大小可以改变筛选苹果的标准，故B正确； C．若电源内阻变小，当苹果质量一定且较小时，压力一定，电阻一定，此时回路电流增大，两端获得电压越大，电磁铁将吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，即若电源内阻变小，会降低分拣标准，故C错误； D．若电源电动势变大，当苹果质量一定且较小时，压力一定，电阻一定，此时回路电流增大，两端获得电压越大，电磁铁将吸动分拣开关的衔铁，打开下面通道，即若电源电动势变大，会降低分拣标准，故D错误。 故选B。 10．如图，“L”形导线框置于磁感应强度大小为 B、竖直向下的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l，总电阻为R。线框绕b、e所在直线以角速度ω顺时针匀速转动， be与磁场方向垂直。t=0时， abef与水平面平行，下列说法错误的是（　　） A．t=0时，感应电动势为 B．线圈中产生的交流电瞬时值表达式为 C．时刻线圈中电流大小为 方向为 afedcba D．t=0到 过程中，感应电动势平均值为 【答案】B 【详解】A．时，只有cd边切割磁感线产生的感应电动势，，A正确； B．两个面的感应电动势相位差，合成后感应电动势瞬时值为： ，B错误； C．时，，代入瞬时式得感应电动势大小为，电流大小，由楞次定律可判断电流方向为，C正确； D．时总磁通量，（转过）时总磁通量，，，平均电动势，D正确。 本题要求选错误项，故选B 。 11．“电荷泵”电路由具有单向导电性的二极管、电容器、电感线圈、电动势为E的电源组成，如图所示。多次闭合、断开开关S，给电容器C充电。以下说法正确的是（　　） A．电容器C的上极板时而带正电荷，时而带负电荷 B．开关S断开后，电感线圈中存在振荡电流 C．电容器两端最终能够获得远远超出E的高压 D．开关S断开后，电感线圈两端的电压始终等于电容器两端的电压 【答案】C 【详解】A．由于二极管具有单向导电性，电容器C的上极板只能带一种极性的电荷（负电荷），不会时而带正电荷，时而带负电荷，A错误； B．开关S断开后，因二极管具有单向导电性，只能通过一个方向的电流，则电感线圈中不存在振荡电流，B错误； C．多次闭合、断开开关S，利用电感的自感现象和二极管的单向导电性，能不断给电容器充电，使得电容器两端最终能够获得远远超出E的高压，C正确； D．开关S断开后，电感线圈会产生自感电动势，此时电感线圈两端的电压不等于电容器两端的电压，D错误。 故选C。 二、非选择题:共6题，共56分 12．（15分）用图甲所示器材测量小车质量M：所用交流电频率为50Hz，共6个槽码，每个槽码的质量均为m=10g。    实验步骤： i.安装好实验器材，跨过定滑轮的细线一端连接在小车上，另一端悬挂着6个槽码。调整轨道的倾角，用手轻拨小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列_______的点，表明小车沿倾斜轨道匀速下滑； ii.保持轨道倾角不变，取下1个槽码（即细线下端悬挂5个槽码），让小车拖着纸带沿轨道下滑，根据纸带上打的点迹测出加速度a； iii.逐个减少细线下端悬挂的槽码数量，重复步骤ii； iv.以取下槽码的总个数的倒数为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上作出关系图线。 已知重力加速度大小g=9.80m/s2，计算结果均保留三位有效数字，请完成下列填空： （1）请将步骤i中画横线的部分填写完整： （2）下列说法正确的是_________； A．接通电源后，再将小车从靠近打点计时器处释放 B．小车下滑时，位于定滑轮和小车之间的细线应始终跟倾斜轨道保持平行 C．实验中必须保证细线下端悬挂槽码的质量远小于小车的质量 D．若细线下端悬挂着2个槽码，则小车在下滑过程中受到的合外力大小为4mg （3）某次实验获得如图乙所示的纸带，相邻计数点间均有4个点未画出，则在打“5”点时小车的速度大小=________m/s；    （4）写出随变化的关系式_________（用M，m，g，a，n表示）； （5）测得关系图线的斜率为2.5s2/m，则小车质量M=_________kg。 【答案】 等间距 AB/BA 0.723 0.185 【详解】（1）[1] 若小车匀速下滑则a=0，由 故纸带上打出一系列等间距的点。 （2）[2] A．先接通电源，后释放小车，小车应从靠近打点计时器处释放，故A正确； B．小车下滑时，为保证实验的准确性，应使细线始终与轨道平行，故B正确； C．由于该实验每个槽码的质量已知道，故不需要使质量远小于小车质量，故C错误； D．匀速运动时有 若细线下端悬挂着2个槽码，整体牛顿第二定律有 解得加速度为 小车在下滑过程中受到的合外力大小 故D错误。 故选AB。 （3）[3] 依题意，可知相邻计数点间的时间间隔为 根据图乙，点5是点4、6的中间时刻 （4）[4] 对于小车匀速时有 减小n个槽码后，对小车和槽码分别有 则 即 （5）[5] 由[4]中分析可知关系图线斜率 而m=10g，，代入解得 13．（7分）福佑崇文阁的某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此电压表的电压值U称为遏止电压，根据遏止电压，可以计算出光电子的最大初动能Ekm。现分别用频率为和的单色光照射阴极，测量到遏止电压分别为U1和U2，设电子质量为m，电荷量为e，求： （1）用频率为的光照射时，光电子的最大初速度v （2）普朗克常数h （3）阴极K金属的极限频率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【分析】（1）根据动能定理求光电子的最大初速度；（2）根据爱因斯坦光电效应方程求金属的逸出功和普朗克常量h；（3）由求金属的极限频率。 【详解】（1）光电子在电场中做减速运动，根据动能定理可知 可得 （2）根据光电效应方程有 可得： 联立解得： （3）将h代入，解得： 14．（7分）玻尔的原子结构理论指出，电子环绕氢原子核做圆周运动，如图1所示。已知某状态下电子绕核运动的轨道半径为r，电子的电量为e，静电力常量为k。试回答以下问题： （1）求电子在轨道半径为r圆周上运动时动能Ek； （2）氢原子核外电子的轨道是一系列分立、特定的轨道，如图2所示，电子对应的轨道半径关系为rn=n2r1（n=1，2，3…）。图3为氢原子的能级图。已知n=1时，相应的轨道半径r1=0.53×10-10 m，静电力常量k=9.0×109 Nm2/C2。计算n=3时，氢原子的势能Ep3； （3）若规定两质点相距无限远时引力势能为零，则质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能表达式为，式中G为引力常量。原子核和它周围的电子运动模型与太阳和地球、地球和人造卫星运动很相似。如图4所示，设距地球无穷远处万有引力势能为零，已知地球的质量为MD，地球半径为RD。请推导地球的第二宇宙速度表达式。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）设电子质量为，由静电力提供向心力得 电子动能表达式为 联立可得 （2）由，可得当时 所以 代入数据解得 又因为 由图可知 解得 （3）要摆脱地球束缚，需从地球表面飞至离地球无穷远处，由于地球无穷远处引力为0，忽略空气阻力，物体与地球组成的系统机械能守恒，设第二宇宙速度为，则 解得 15．（7分）发生衰变时，其衰变方程为：，光在真空中的传播速度为，，求： （1）一次衰变过程中亏损的质量为多少千克（保留2位有效数字）； （2）若开始处于静止状态，衰变过程释放的核能全部转化为粒子和钍核的动能，则放出的粒子的动能是多少（单位用表示，保留2位有效数字）； （3）若静止的铀核处在匀强磁场中，释放的粒子和产生的新核均能在磁场中做匀速圆周运动，则粒子和钍核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为多少。 【答案】（1）；（2）；（3）45∶1 【详解】（1）由衰变方程可知，一次衰变释放的核能 由质能方程可知 解得 （2）释放的核能，根据动量守恒可知，粒子和钍核动量等大反向，根据可知 解得 （3）由可知 16．（6分）如图，某刚性绝热轻杆将导热U形管固定在某高度，左管与大气相通，右管用轻活塞封闭一定质量的气体，活塞通过刚性轻杆与轻活塞相连，固定在地面上的导热气缸内中装有气体。已知活塞平衡时，左右两管的水银高度差为，气柱长为，活塞到缸底距离为，环境大气压，温度为，活塞可在气缸内无摩擦的移动且不漏气。活塞的面积分别为。求： (1)活塞平衡时，缸内气体的压强为多少？ (2)对气缸进行加热，U形管内水银柱相平时，气缸中气体温度为多少摄氏度？ 【答案】(1) (2) 【详解】（1）对气体有 对活塞整体受力分析有： 解得： （2）当左右两侧水银柱相平时有： 对气体有状态参量如下：，，， 由理想气体状态方程可知： 解得 由几何关系： 解得活塞上升的距离为 对活塞整体受力分析 解得 对气体由状态参量如下：，，，， 由理想气体状态方程得： 得 17．（14分）如图所示，一竖直厚度不计的圆环A，套在一根竖直放置且粗细均匀、长度为L的圆柱棒B的上端。圆环A与圆柱棒B的质量均为m，圆环内径略大于棒的直径，可在棒上滑动，它们之间的滑动摩擦力和最大静摩擦力相等，大小均为。开始时，圆环和棒均静止，棒下端距水平地面高H，且。现将圆环和棒同时由静止开始释放，设定棒每次与地面碰撞前后速度大小不变、方向反向，碰撞时间极短可不计，已知重力加速度为g，忽略空气阻力。求： (1)棒下端第1次刚要触地前的速度大小（计算结果用g、H表示）； (2)棒下端第2次刚要触地前的速度大小（计算结果用g、H表示）； (3)分析说明，棒下端与地面碰撞多少次后，圆环从棒上脱落；并求圆环脱离棒时的速度大小。 【答案】(1) (2) (3)2， 【详解】（1）圆环与棒同时由静止释放，初始阶段两者共同做自由落体运动。根据位移与速度的关系式 解得棒第一次触地前的速度大小为 （2）棒第一次触地后以速度v1竖直向上反弹，圆环则以速度v1继续向下运动。对棒进行受力分析，其受到向下的重力和向下的摩擦力，取向下为正方向，根据牛顿第二定律，其加速度为 圆环受到向下的重力和向上的摩擦力，其加速度为，方向向上； 两者相对运动的初速度 相对加速度大小为 当相对速度减为零时所需时间为 在此时间内，棒上升的高度为 代入数据计算得 此时棒的速度为 解得 此后，圆环与棒以相同的加速度g共同加速下落，设棒第二次触地前的速度为，根据运动学公式 代入数据解得 （3）设每次发生相对滑动过程的相对位移为。第一次相对滑动过程中，相对初速度为，相对加速度为4g，则最大相对位移为 由于H第二次相对滑动的起始相对速度为 该阶段能达到的最大相对位移为 两次相对滑动的总相对位移为 因为，所以棒下端与地面发生第二次碰撞后，圆环会从棒上脱落。 圆环在第二次相对滑动过程中，当相对位移达到0.25H时脱落。设从第二次相对滑动开始到脱落的时间为t，由运动学公式 解得 圆环在脱落时的速度大小为 代入时间t，解得 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $