内容正文:
厦门第六中学2025-2026学年第二学期高二年段6月阶段性测试
物理试卷
满分:100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题:(每小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 甲、乙、丙、丁四幅图分别对应不同的物理现象与规律,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,是回旋加速器的结构简图,粒子从两D形盒的磁场中获得能量
B. 乙图中,是某霍尔元件的原理图,若电流由电子的定向移动产生,则元件上表面的电势高
C. 丙图中,光刻胶液体与玻璃管之间浸润
D. 丁图中,卢瑟福通过粒子散射实验,发现了原子核内存在质子和中子
【答案】B
【解析】
【详解】A.回旋加速器中,洛伦兹力只改变粒子运动方向,不做功,粒子是通过两D形盒缝隙间的电场加速获得能量,不是在磁场中获得能量,故A错误;
B.电流沿正方向,由电子定向移动形成,因此电子运动方向沿轴负方向,磁场沿轴正方向向外。根据左手定则,电子受到的洛伦兹力沿轴负方向向下,电子向下表面偏转,下表面积累负电荷,上表面带正电,因此上表面电势更高,故B正确;
C.浸润液体与固体管壁接触时,液面呈凹形而不浸润液体液面呈凸形。由图可知,光刻胶液面向上凸,说明光刻胶与玻璃管之间是不浸润,故C错误;
D.卢瑟福通过粒子散射实验,只提出了原子的核式结构模型;质子是卢瑟福通过粒子轰击氮核发现的,中子是查德威克发现的,故D错误。
故选B。
2. 光在真空中的传播速度为。铀原子核既可发生衰变,也可发生裂变。其衰变方程为:,裂变方程为:,其中、、、的质量分别为、、、,则下列叙述正确的是( )
A. 发生的是衰变
B. 原子核中含有56个中子
C. 裂变时释放的能量为
D. 若提高温度,的半衰期将会变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据核反应质量数、电荷数守恒,X的质量数为,电荷数为
即X为α粒子,故发生的是α衰变,故A错误;
B.根据核反应守恒规律,Y的质量数为,电荷数为
中子数为质量数减去质子数,故B错误;
C.核裂变的质量亏损为反应前总质量减去反应后总质量
根据爱因斯坦质能方程,释放的能量,故C正确;
D.半衰期由原子核内部结构决定,与温度、压强等外界环境无关,提高温度的半衰期不变,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,单刀双掷开关S先打到端让电容器充满电。时开关S打到端,时,理想LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,则( )
A. LC回路的周期为0.02 s
B. LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C. 时回路中电流沿顺时针方向
D. 时线圈中磁场能最大
【答案】D
【解析】
【详解】A.开关S打到a端时电容器充电,上极板接电源正极带正电。时开关S打到b端,LC回路开始振荡。时电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,说明经历了半个周期,即
解得,故A错误;
B.LC回路的电流最大时,磁场能最大,电容器中电场能最小,故B错误;
C.,此时电容器放电完毕,回路中电流最大。在时间内,电容器放电,电流从上极板流出,经过线圈流向下极板,沿逆时针方向,故C错误;
D.,此时电容器放电完毕,电场能全部转化为磁场能,线圈中磁场能最大,故D正确。
故选D。
4. 如图甲是研究光电效应的实验装置图,图示位置中滑片和固定点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。实验得到光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图乙所示,图中水平虚线为曲线的渐近线。丙是氢原子的能级图,大量处于某一激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的光子,用此光束照射光电管电极。向端移动滑片,当电压表的示数为7.55V时,微安表的示数恰好为零。则( )
A. 此光电管的逸出功为7.55eV
B. 此光束中入射光子的最大能量为12.09eV
C. 大量处于该激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可放出6种频率的光子
D. 一定光照强度的光照射电极,滑片向右移动的过程中,微安表的示数一定不断地增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据光电效应方程有
可知当入射光波长时,则
由图乙可知,渐近线对应
因此光电管的逸出功,故A错误;
B.滑片向端移动后,电压表示数为时,电流为零,说明遏止电压为
根据遏止电压关系
代入数据可得最大光子能量,故B正确;
C.光子最大能量等于氢原子跃迁的最大能级差,即
设氢原子初始激发态为,最大能级差为
代入
解得
由图丙可知对应能级。大量氢原子从跃迁,放出光子的种类为种,故C错误;
D.滑片向右移动时,光电管两端正向电压增大,光电流会逐渐增大,但当光电流达到饱和电流后,电流不再随电压增大而增大,因此电流不是一定不断增大,故D错误。
故选B。
二、双项选择题:(每小题6分,共24分。在每小题给出的4个选项中,有两项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。)
5. 关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是( )
A. 某物体的温度为,说明该物体中分子的平均动能为零
B. 当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力都增大
C. 物体的温度升高时,分子的平均动能一定增大,但内能不一定增大
D. 10g、水的内能小于10g、水蒸气的内能
【答案】CD
【解析】
【详解】A.某物体的温度是0 ℃,不表示物体中分子的平均动能为零,分子永不停息在做无规则热运动,平均动能不为零,故A错误;
B.当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力均减小,故B错误;
C.温度是分子平均动能的标志,故物体的温度升高时,分子的平均动能一定增大,内能的多少还与物质的多少以及分子的势能有关,所以内能不一定增大,故C正确;
D.温度是分子平均动能的标志,所以10 g、100 ℃的水的分子平均动能等于10 g、100 ℃的水蒸气的分子平均动能,同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量,所以100 ℃水的内能小于100 ℃的相同质量的水蒸气的内能,故D正确。
故选CD。
6. 如图所示,两光滑平行金属导轨间距为,直导线垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为,电容器的电容为,除电阻外,导轨和导线的电阻均不计。现给导线一初速度,使导线向右运动,当电路稳定后,以速度向右做匀速运动,则( )
A. 电阻两端的电压为零
B. 电容器两端的电压为零
C. 电容器所带电荷量为
D. 为保持匀速运动,需对其施加的拉力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.导线MN以某一初速度向右运动后,切割磁感线产生感应电动势,给电容器充电,电路中有充电电流,MN受到向左的安培力而做减速运动,电容器板间电势差逐渐增大,当MN两端电势差等于电容器两极板间的电势差时,电路中没有电流,MN不再受安培力而做匀速运动,此时电阻两端的电压为零,电容器两端的电压不为零,故A正确,B错误。
C.稳定后,MN两端电势差等于电容器两极板间的电势差,大小为U=BLv,此时电容器带电量为Q=CU=CBLv,故C正确。
D.因MN匀速运动时不再受安培力,则不需要对其施加拉力,故D错误。
故选AC。
7. 如图所示,图甲中理想变压器原副线圈的匝数之比为,现在原线圈两端加上按图乙规律变化的交变电压时,灯泡、均正常发光,光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小,电压表和电流表可视为理想电表,则下列说法中正确的是( )
A. 该交流电的周期
B. 电压表的示数为
C. 仅增加光敏电阻的光照强度,则原线圈输入功率增大
D. 仅增加光敏电阻的光照强度,则亮度不变、将变亮
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图乙可知,该交流电的周期,故A错误;
B.原线圈电压最大值为,有效值
根据理想变压器电压关系有
代入
解得副线圈电压有效值
电压表测量副线圈两端电压,因此示数为,故B正确;
C.增加的光照强度,阻值减小,副线圈总电阻减小,副线圈电压由原线圈电压和匝数比决定,保持不变,副线圈总功率
可知增大,理想变压器输入功率等于输出功率,故原线圈输入功率增大,故C正确;
D.副电路中与支路并联,两支路电压都等于,因此电压、电流不变,亮度不变;减小后,支路总电阻减小,支路电流增大,功率增大,亮度变亮,故D错误。
故选BC。
8. 如图所示,两间距为的平行光滑长直金属导轨固定在竖直面内,导轨间有垂直于导轨平面向里、大小为的匀强磁场。两质量均为的金属棒、垂直导轨放置,由静止释放金属棒的同时,用的恒力竖直向上拉金属棒,使其由静止开始竖直向上运动,两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知两金属棒接入回路的电阻均为,重力加速度大小为,导轨电阻不计,下列说法正确的是( )
A. 金属棒开始运动时的加速度大小为
B. 运动过程中,金属棒和的速度总是大小相等、方向相反
C. 金属棒运动的最大速度为
D. 若金属棒加速运动的时间为,则这段时间通过金属棒横截面的电荷量为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.初始时刻两棒速度为0,感应电流、安培力均为0。对MN受力分析,仅受重力,由牛顿第二定律得
得加速度,故A错误;
B.设PQ速度向上,MN速度向下,回路总感应电动势
电流
安培力大小
对PQ由牛顿第二定律可得
对MN由牛顿第二定律可得
得任意时刻,两棒初速度均为0,因此任意时刻,大小相等、方向相反,故B正确;
C.加速度为0时速度最大,设最大速度大小为,则
代入
得
解得,故C错误;
D.设加速时间后达到最大速度,取向下为正方向对MN用动量定理可得
代入整理得,故D正确。
故选BD。
三、填空题:(共22分。)
9. 我国考古发现的“长信宫灯”示意图如图所示,灯罩内灯芯点燃后产生的烟气沿着右臂管道进入灯体内,经灯体底部的水盘过滤烟尘,清洁空气。假设灯罩内气体的体积为,灯芯点燃前气体的密度为,温度为,气体的压强保持不变。则:
(1)灯芯点燃前,灯罩内气体的质量_______;
(2)灯芯点燃,稳定后,灯罩内气体温度变为,则灯罩内气体的质量_______。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据
可得灯芯点燃前,灯罩内气体质量
【小问2详解】
气体压强保持不变,属于等压变化,以原有全部气体为研究对象,设温度升高到后,原有气体膨胀的总体积为,由盖-吕萨克定律有
解得
由于膨胀后气体密度均匀,灯罩体积仍为,剩余质量满足
又
解得
10. 如图所示,一定质量的理想气体的循环,从开始由下面4个过程组成:为等压过程,为绝热过程,为等压过程,为绝热过程。则:
(1)过程中,气体内能:_______;(选填“增加”、“减小”或“不变”)
(2)完成一次整个循环过程,气体:_______;(选填“吸热”、“放热”)
【答案】(1)增加 (2)吸热
【解析】
【小问1详解】
过程中,压强不变,体积增加。根据可得,温度增加,气体内能增加。
【小问2详解】
由
可知图像与轴所围面积代表气体状态变化所做的功,根据图像可知,过程和过程气体对外界做功,过程和过程外界对气体做功,过程和过程与轴所围面积减去过程和过程与轴所围面积即图形面积,所以图形面积为整个过程气体状态变化所做的功,由于过程和过程与轴所围面积大于过程和过程与轴所围面积,所以整个过程气体对外界做功,即
又,整个过程初始和末尾温度一样,气体内能不变。
根据热力学第一定律
可得
所以完成一次整个循环过程,气体吸热。
11. 如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨和,两导轨间距为,电阻不计。在之间接有一阻值为的电阻。导体杆质量为,电阻为,并与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中。现给杆一个初速度,使杆向右运动。则:
(1)杆速度减为时,杆加速度大小_______;
(2)整个过程电阻上产生的热量_______;
(3)整个过程导体杆移动的距离_______。
【答案】(1)0.3m/s2
(2)6.75J (3)24m
【解析】
【小问1详解】
感应电动势为
电流为
导体棒受到的安培力为
根据牛顿第二定律,有
解得物体的加速度的大小为
【小问2详解】
由能量守恒可知整个过程产生的热量为
电阻上产生的热量
【小问3详解】
对导体棒应用动量定理
其中
且
联立可得
12. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。
(1)请选出需要的操作,并按正确操作的先后顺序排列起来:D_______(用字母符号表示,第一步已经给出)。
A、倒入油酸 B、倒入水 C、描绘油膜轮廓
D、记录油酸酒精溶液的滴数 E、滴入油酸酒精溶液 F、撒爽身粉
(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是_______。
A. 可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上,如图所示,已数过图中油膜轮廓中大约有60个有效小方格,则:油酸分子的直径_______m(结果保留一位有效数字)。
(4)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏大,则可能的原因有______(多选)。
A. 水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B. 计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理
C. 油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多
D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴
【答案】(1)BFEC (2)B
(3)7×10-10 (4)AD
【解析】
【分析】
【小问1详解】
“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤为:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
②往浅盘里倒入约2cm深的水;
③水面稳定后将适量爽身粉均匀撒在水面上;
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上;
⑤待薄膜形状稳定,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上,计算出油膜的面积
⑥根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
综上可知,正确操作的先后顺序排列为DBFEC,故填BFEC。
【小问2详解】
实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用,更能保证形成单分子油膜
故选B。
【小问3详解】
依题意,一滴油酸酒精溶液中,纯油酸的体积为
图中油膜轮廓中大约有60个小方格,则油膜的面积为
根据油酸分子的直径
得
【小问4详解】
A.水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开,则油膜面积测量值偏小,根据可知分子直径测量值偏大,A正确;
B.计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理,则油膜面积测量值偏大,根据可知分子直径测量值偏小,B错误;
C.油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多,导致油酸实际浓度增大,则代入计算的浓度偏小,每滴溶液中纯油酸的体积测量值偏小,根据可知分子直径测量值偏小,C错误;
D.求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴,则每滴溶液中纯油酸的体积测量值偏大,根据可知分子直径测量值偏大,D正确。
故选AD。
【点睛】
13. 实验小组在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆式变压器如图甲
所示,图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”的匝数。
(1)除图甲中的器材和多用电表外,下列器材中还需要的是:( )
A. 干电池 B. 磁铁
C. 低压交流电源 D. 直流电压表
(2)某同学将变压器按照要求组装好后,原线圈接“0”“4”接线柱,副线圈接“0”“14”接线柱。原线圈两端的交流电压表量程为10V,示数如图乙所示,其读数值为:________V,此时副线圈实际输出的电压为:________(第2空选填:A、5.25V B、14V C、15.5V D、19V)。
(3)小李同学将原线圈接在交流电源上,将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上,观察到副
线圈电压随时间变化的图像如图丙所示,在时间内该同学先断开开关,其后仅进行的一项操作可能是:( )
A. 拧紧了松动的铁芯 B. 增加了交流电源的频率
C. 减少了副线圈的匝数 D. 减少了原线圈的匝数
【答案】(1)C (2) ①. 4.4 ②. B (3)AD
【解析】
【小问1详解】
变压器的工作原理是互感现象,需要变化的磁通量才能在副线圈产生感应电压,因此原线圈需要接低压交流电源,干电池无法产生变化磁通量,不需要额外磁铁,题目已经给出多用电表,不需要直流电压表。
故选C。
【小问2详解】
[1]原线圈两端的交流电压表量程为10V,根据图乙多用电表指针位置,其读数值为;
[2]原线圈匝数匝,副线圈匝数匝,根据理想变压器电压规律
可得理想副线圈电压
可拆变压器存在漏磁、能量损耗,实际输出电压略小于理想值,选项中最符合的是14V。
故选B。
【小问3详解】
由图可知,最大值增大,则有效值增大,根据原副线圈两端电压与匝数的关系
可得
可知,可能是原线圈的匝数减少或副线圈匝数增大,也可能拧紧了松动的铁芯,使漏磁减小,副线圈磁通量的变化率增大,从而增大电压,由于交流电周期不变,则交流电的频率不变。
故选AD。
四、计算题:(3题,共38分。请写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤和答案,只写最后答案的不能得分。)
14. 图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图,半径为0.02m、匝数为200的线圈a,所在位置的磁感应强度。线圈a接原副线圈匝数比为的理想变压器,给两个额定电流均为0.2A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动,线圈a中电动势随时间按正弦规律变化,如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求:
(1)图丙中电动势的表达式;
(2)若手动发电的效率为20%,两灯泡正常发光,手动做功的平均功率;
(3)线圈a往复运动过程中的最大速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由图丙可知,电动势随时间按正弦规律变化,最大值为,周期为。则角速度为
由于时,故电动势的瞬时值表达式为
【小问2详解】
两灯泡正常发光,副线圈电流为
根据变压器电流比
可得原线圈电流有效值为
原线圈输入电压有效值等于电动势有效值为
输出电功率为
根据效率公式
可得手动做功的平均功率为
【小问3详解】
线圈在辐射状磁场中运动,切割磁感线的有效长度为线圈周长
感应电动势最大值为
代入数据解得
15. 如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,足够长的光滑平行金属导轨水平放置,导轨左右两部分的间距分别为L、2L;质量分别为m、2m的导体棒a、b均垂直导轨放置,导体棒a接入电路的电阻为R,其余电阻均忽略不计;a、b两棒分别以、的初速度同时向右运动,两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触,a总在窄轨上运动,b总在宽轨上运动,直到两棒达到稳定状态。从开始运动到两棒稳定的过程中,求:
(1)两棒加速度的大小的比;
(2)稳定时两棒的速度大小;
(3)电路中产生的焦耳热;
(4)流过导体棒a的某一横截面的电荷量;
【答案】(1)
(2),
(3)
(4)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
由牛顿第二定律得
即BIL=ma
得
可得两棒加速度的比为
【小问2详解】
因为导轨光滑,导体棒只受到安培力作用。以向右为正方向,对a棒由动量定理可得
对b棒由动量定理可得
稳定时无电流,即
得
联立解得,
【小问3详解】
由能量守恒可知,动能的损失等于焦耳热,则由两棒组成的系统初动能
末动能
则电路中产生的焦耳热为
【小问4详解】
对a应用动量定理
又
得
而
解得
【点睛】
16. 研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置,如题图所示,水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B,方向垂直于纸面向外的匀强磁场。O、N、M均为荧光屏上的点,且在纸面内的同一直线上。发射管K(不计长度)位于O点正上方,仅可沿管的方向发射粒子,一端发射带正电粒子,另一端发射带负电粒子,同时发射的正、负粒子速度大小相同,方向相反,比荷均为。已知,,不计粒子所受重力及粒子间相互作用。
(1)若K水平发射的粒子在O点产生光点,求粒子的速度大小。
(2)若K从水平方向逆时针旋转60°,其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点,求粒子的速度大小。
(3)要使(2)问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点,可在粒子发射t时间后关闭磁场,忽略磁场变化的影响,求t。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意粒子水平发射后做匀速圆周运动,要在O点产生光点,其运动半径
运动过程中由洛伦兹力提供向心力有
联立解得
【小问2详解】
若K从水平方向逆时针旋转60°,其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点,则两端粒子的轨迹正好构成一个完整的圆,且在N点相切,如图
由于K从水平方向逆时针旋转60°,则,根据和和关系可知此时粒子做匀速圆周运动的半径为
根据洛伦兹力提供向心力可知
解得
【小问3详解】
由题意带正电粒子恰好在M点产生光点,则关闭磁场时粒子速度恰好指向M,过M点做正电粒子轨迹的切线,切点为P,如图
根据前面解析可知,所以
由于,且
根据几何关系可知,而
所以
粒子在磁场中运动的周期,对应的圆心角
所以
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厦门第六中学2025-2026学年第二学期高二年段6月阶段性测试
物理试卷
满分:100分 考试时间:75分钟
一、单项选择题:(每小题4分,共16分。在每小题给出的4个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 甲、乙、丙、丁四幅图分别对应不同的物理现象与规律,下列说法正确的是( )
A. 甲图中,是回旋加速器的结构简图,粒子从两D形盒的磁场中获得能量
B. 乙图中,是某霍尔元件的原理图,若电流由电子的定向移动产生,则元件上表面的电势高
C. 丙图中,光刻胶液体与玻璃管之间浸润
D. 丁图中,卢瑟福通过粒子散射实验,发现了原子核内存在质子和中子
2. 光在真空中的传播速度为。铀原子核既可发生衰变,也可发生裂变。其衰变方程为:,裂变方程为:,其中、、、的质量分别为、、、,则下列叙述正确的是( )
A. 发生的是衰变
B. 原子核中含有56个中子
C. 裂变时释放的能量为
D. 若提高温度,的半衰期将会变小
3. 如图所示,单刀双掷开关S先打到端让电容器充满电。时开关S打到端,时,理想LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,则( )
A. LC回路的周期为0.02 s
B. LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C. 时回路中电流沿顺时针方向
D. 时线圈中磁场能最大
4. 如图甲是研究光电效应的实验装置图,图示位置中滑片和固定点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置。实验得到光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图乙所示,图中水平虚线为曲线的渐近线。丙是氢原子的能级图,大量处于某一激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的光子,用此光束照射光电管电极。向端移动滑片,当电压表的示数为7.55V时,微安表的示数恰好为零。则( )
A. 此光电管的逸出功为7.55eV
B. 此光束中入射光子的最大能量为12.09eV
C. 大量处于该激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可放出6种频率的光子
D. 一定光照强度的光照射电极,滑片向右移动的过程中,微安表的示数一定不断地增大
二、双项选择题:(每小题6分,共24分。在每小题给出的4个选项中,有两项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错或不选的得0分。)
5. 关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是( )
A. 某物体的温度为,说明该物体中分子的平均动能为零
B. 当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力都增大
C. 物体的温度升高时,分子的平均动能一定增大,但内能不一定增大
D. 10g、水的内能小于10g、水蒸气的内能
6. 如图所示,两光滑平行金属导轨间距为,直导线垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处在垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为,电容器的电容为,除电阻外,导轨和导线的电阻均不计。现给导线一初速度,使导线向右运动,当电路稳定后,以速度向右做匀速运动,则( )
A. 电阻两端的电压为零
B. 电容器两端的电压为零
C. 电容器所带电荷量为
D. 为保持匀速运动,需对其施加的拉力大小为
7. 如图所示,图甲中理想变压器原副线圈的匝数之比为,现在原线圈两端加上按图乙规律变化的交变电压时,灯泡、均正常发光,光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小,电压表和电流表可视为理想电表,则下列说法中正确的是( )
A. 该交流电的周期
B. 电压表的示数为
C. 仅增加光敏电阻的光照强度,则原线圈输入功率增大
D. 仅增加光敏电阻的光照强度,则亮度不变、将变亮
8. 如图所示,两间距为的平行光滑长直金属导轨固定在竖直面内,导轨间有垂直于导轨平面向里、大小为的匀强磁场。两质量均为的金属棒、垂直导轨放置,由静止释放金属棒的同时,用的恒力竖直向上拉金属棒,使其由静止开始竖直向上运动,两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。已知两金属棒接入回路的电阻均为,重力加速度大小为,导轨电阻不计,下列说法正确的是( )
A. 金属棒开始运动时的加速度大小为
B. 运动过程中,金属棒和的速度总是大小相等、方向相反
C. 金属棒运动的最大速度为
D. 若金属棒加速运动的时间为,则这段时间通过金属棒横截面的电荷量为
三、填空题:(共22分。)
9. 我国考古发现的“长信宫灯”示意图如图所示,灯罩内灯芯点燃后产生的烟气沿着右臂管道进入灯体内,经灯体底部的水盘过滤烟尘,清洁空气。假设灯罩内气体的体积为,灯芯点燃前气体的密度为,温度为,气体的压强保持不变。则:
(1)灯芯点燃前,灯罩内气体的质量_______;
(2)灯芯点燃,稳定后,灯罩内气体温度变为,则灯罩内气体的质量_______。
10. 如图所示,一定质量的理想气体的循环,从开始由下面4个过程组成:为等压过程,为绝热过程,为等压过程,为绝热过程。则:
(1)过程中,气体内能:_______;(选填“增加”、“减小”或“不变”)
(2)完成一次整个循环过程,气体:_______;(选填“吸热”、“放热”)
11. 如图所示,水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨和,两导轨间距为,电阻不计。在之间接有一阻值为的电阻。导体杆质量为,电阻为,并与导轨接触良好,整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度为的匀强磁场中。现给杆一个初速度,使杆向右运动。则:
(1)杆速度减为时,杆加速度大小_______;
(2)整个过程电阻上产生的热量_______;
(3)整个过程导体杆移动的距离_______。
12. 某同学做“用油膜法估测分子的直径”的实验。
(1)请选出需要的操作,并按正确操作的先后顺序排列起来:D_______(用字母符号表示,第一步已经给出)。
A、倒入油酸 B、倒入水 C、描绘油膜轮廓
D、记录油酸酒精溶液的滴数 E、滴入油酸酒精溶液 F、撒爽身粉
(2)实验中使用到油酸酒精溶液,其中酒精的作用是_______。
A. 可使油酸和爽身粉之间形成清晰的边界轮廓
B. 对油酸溶液起到稀释作用
C. 有助于测量一滴油酸的体积
D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别
(3)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有2mL油酸,又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL,将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上,在玻璃板上描出油膜的边界线,再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上,如图所示,已数过图中油膜轮廓中大约有60个有效小方格,则:油酸分子的直径_______m(结果保留一位有效数字)。
(4)在该实验中,若测出的分子直径结果明显偏大,则可能的原因有______(多选)。
A. 水面上爽身粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
B. 计算油酸膜面积时,错将不足半格的方格作为完整方格处理
C. 油酸酒精溶液配制的时间较长,酒精挥发较多
D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液滴数少计了5滴
13. 实验小组在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用的可拆式变压器如图甲
所示,图中各接线柱对应的数字表示倍率为“”的匝数。
(1)除图甲中的器材和多用电表外,下列器材中还需要的是:( )
A. 干电池 B. 磁铁
C. 低压交流电源 D. 直流电压表
(2)某同学将变压器按照要求组装好后,原线圈接“0”“4”接线柱,副线圈接“0”“14”接线柱。原线圈两端的交流电压表量程为10V,示数如图乙所示,其读数值为:________V,此时副线圈实际输出的电压为:________(第2空选填:A、5.25V B、14V C、15.5V D、19V)。
(3)小李同学将原线圈接在交流电源上,将副线圈接在电压传感器(可视为理想电压表)上,观察到副
线圈电压随时间变化的图像如图丙所示,在时间内该同学先断开开关,其后仅进行的一项操作可能是:( )
A. 拧紧了松动的铁芯 B. 增加了交流电源的频率
C. 减少了副线圈的匝数 D. 减少了原线圈的匝数
四、计算题:(3题,共38分。请写出必要的文字说明、方程式、重要的演算步骤和答案,只写最后答案的不能得分。)
14. 图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面图,半径为0.02m、匝数为200的线圈a,所在位置的磁感应强度。线圈a接原副线圈匝数比为的理想变压器,给两个额定电流均为0.2A的灯泡供电。推动手柄使线圈a沿轴线往复运动,线圈a中电动势随时间按正弦规律变化,如图丙所示。线圈a及导线电阻不计。求:
(1)图丙中电动势的表达式;
(2)若手动发电的效率为20%,两灯泡正常发光,手动做功的平均功率;
(3)线圈a往复运动过程中的最大速度。
15. 如图所示,空间存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B,足够长的光滑平行金属导轨水平放置,导轨左右两部分的间距分别为L、2L;质量分别为m、2m的导体棒a、b均垂直导轨放置,导体棒a接入电路的电阻为R,其余电阻均忽略不计;a、b两棒分别以、的初速度同时向右运动,两棒在运动过程中始终与导轨垂直且保持良好接触,a总在窄轨上运动,b总在宽轨上运动,直到两棒达到稳定状态。从开始运动到两棒稳定的过程中,求:
(1)两棒加速度的大小的比;
(2)稳定时两棒的速度大小;
(3)电路中产生的焦耳热;
(4)流过导体棒a的某一横截面的电荷量;
16. 研究小组设计了一种通过观察粒子在荧光屏上打出的亮点位置来测量粒子速度大小的装置,如题图所示,水平放置的荧光屏上方有沿竖直方向强度大小为B,方向垂直于纸面向外的匀强磁场。O、N、M均为荧光屏上的点,且在纸面内的同一直线上。发射管K(不计长度)位于O点正上方,仅可沿管的方向发射粒子,一端发射带正电粒子,另一端发射带负电粒子,同时发射的正、负粒子速度大小相同,方向相反,比荷均为。已知,,不计粒子所受重力及粒子间相互作用。
(1)若K水平发射的粒子在O点产生光点,求粒子的速度大小。
(2)若K从水平方向逆时针旋转60°,其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点,求粒子的速度大小。
(3)要使(2)问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点,可在粒子发射t时间后关闭磁场,忽略磁场变化的影响,求t。
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