精品解析:海南儋州市2025-2026学年高二下学期期末学业质量检测物理试题
2026-07-21
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 海南省 |
| 地区(市) | 儋州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.34 MB |
| 发布时间 | 2026-07-21 |
| 更新时间 | 2026-07-21 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-07-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58902282.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
儋州市2026年春季学期高二期末学业质量监测
物理
(试卷满分:100分,考试时间:90分钟)
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,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
4.本卷主要命题范围:选择性必修第二、三册。
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. 已知与4G电磁波相比,5G电磁波的频率更大,下列说法正确的是( )
A. 5G电磁波是由于原子核受到激发而产生的
B. 5G电磁波在真空中传播速度更大
C. 5G电磁波的波长更短
D. 5G电磁波遇到障碍物更容易发生衍射现象
2. 核污水含铯、锶、氚等多种放射性物质,其中的“氚”难以从水中清除。氚会发生β衰变,其半衰期为12.5年,37.5年后核废水中的氚含量为现在的( )
A. 1.25% B. 12.5% C. 52.5% D. 87.5%
3. 如图所示,水黾停在水面而不沉,是由于( )
A. 水黾受到水的浮力大于自身的重力
B. 水黾与水面之间的摩擦
C. 表面张力与水黾的重力方向相反
D. 表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对水黾产生向上的弹力
4. 如图是一款高空风车及其发电模块原理图。在发电期间,面积为S,匝数为n的线圈ab在磁感应强度大小为B的匀强磁场中以角速度ω绕中心轴转动,某一时刻转至图示位置,则( )
A. 发电的工作原理是电流的磁效应
B. 从该时刻开始计时,线圈产生感应电动势的表达式为
C. 该时刻线圈b端电势高于a端电势
D. 风力减小时,线圈中的感应电动势不变
5. 如图所示,半径为的虚线圆形边界内(包括边界)存在与边界垂直的匀强磁场,其磁感应强度大小与时间的关系式为(且为常量)。单位长度电阻为的正方形金属回路正好与虚线圆形边界相切,则回路中的感应电流为( )
A. B. C. D.
6. 如图甲所示实验装置中,分别用、两束光照射阴极,移动滑片P,得到电压表示数与微安表示数的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 测量遏止电压时,应将滑片P向端移动
B. 滑片P向端移动时,微安表示数减小
C. 光的频率可能大于光
D. 光照射后电子逸出的初动能可能大于光
7. 为了保障社会安全,在各车站、机场中,金属探测仪被广泛使用。如图所示,其内部主要原理为一LC振荡电路,当探测仪靠近金属物体时,线圈的自感系数增大,从而使振荡电路中的电流频率发生变化而发出声响。已知某时刻,线圈中的磁场方向如图所示,且电流强度正在减弱,则( )
A. 该时刻电流从a流向b
B. 该时刻电容器正在放电
C. 该时刻电路中磁场能正在向电场能转化
D. 探测仪靠近金属时,振荡电流的频率增大
8. 如图甲所示,无线充电是近年来发展起来的新技术,具有使用方便、不易老化磨损等优点,同时也存在着传输距离短、能量损耗大等不足。图乙为其工作原理图,其送电线圈与受电线圈匝数比为,若在端输入的交流电压,则端的输出电压的有效值可能为( )
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,有多项符合题目要求。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. 如图所示,体积相同的两个容器,甲中装有氧气,乙中装有氢气,甲、乙两容器内的温度均为25°C,压强也相同。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两容器中气体分子的平均速率相同
B. 甲、乙两容器中气体分子的平均动能相同
C. 甲、乙两容器中气体分子的速率分布情况是有规律的
D. 甲、乙两容器中,单位时间内气体分子撞击器壁的分子数相同
10. 如图所示,在水平桌面上固定一光滑U形金属导轨,将一根质量为m的导体棒垂直导轨放置。将回路正上方的条形磁铁由静止释放。在其下落到桌面前,安培力对导体棒做功为W,回路中产生的焦耳热为Q,导体棒获得的末速度为v,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 导体棒对导轨的压力大于mg B. 磁铁加速度大于g
C. D.
11. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其T-V图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 气体内能增大 B. 气体压强不变 C. 气体对外界做功 D. 气体向外界放热
12. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现对太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ为氢原子由n=3或n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线(如图),则( )
A. Hα是由n=3能级向n=2能级跃迁产生的
B. 用同一双缝干涉装置研究这种光的干涉现象,Hβ的条纹间距大
C. Hα的光子动量大于Hβ的光子动量
D. Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态
13. 如图所示,绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆,沿两金属杆方向分别建立x轴和y轴。另有两光滑金属杆1、2,t=0时刻与两固定杆围成正方形,金属杆间彼此接触良好,空间存在竖直向上的匀强磁场。分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆1、2,已知四根金属杆完全相同且足够长,回路中的电流为I(以逆时针为电流正方向),通过金属杆截面的电荷量为q,用下列相关图像描述某段运动过程中电流I与电荷量q关于时间t变化的规律,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
14. 某同学进行了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)在做实验时,为了估测油酸分子的大小,可把它简化为球形处理。下列说法不正确的是( )(填字母)。
A. 油膜的厚度,可以看成是球形的直径
B. 计算油膜面积时,舍去所有不足一格的方格
C. 实验时,把油酸配制成浓度合适的油酸酒精溶液能更好地展开油膜
D. 在浅盘里盛上水,将爽身粉(痱子粉或细石膏粉)均匀地撒在水面上
(2)该同学做实验时,每油酸酒精溶液中有纯油酸。用注射器测得80滴这样的溶液为,把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如图所示。实验中算出图中膜的面积约是。根据上述数据,估测出油酸分子的直径是____________。(结果保留两位有效数字)
15. 光照强度对植物的生长具有显著影响。无论是光照过强还是过弱,都不利于植物的正常生长。根据家中某植物的光照需求,某同学设计了一套光控电路,实时显示光照强度(通过改装的电流表显示)。
该光控电路的组成如图甲所示,可以选用的器材有:
电源(电动势,内阻不计)
电源(电动势,内阻不计)
电流表(量程,内阻约)
定值电阻()
光敏电阻
电阻箱
开关(单刀单掷开关和单刀双掷开关各一个)和导线若干
(1)测量不同光照条件下光敏电阻的阻值
该同学在网上查阅植物对光照强度的适应范围,利用实验室提供的照明系统,测量不同光照条件下光敏电阻的阻值。首先闭合开关,将开关拨至1,分别调整不同的光照强度,在调整“适中”环境的最大光照值时,电流表示数如图乙所示____________,随后将开关拨至“2”,调节电阻箱至时,电流表的示数仍为,则表格中空白处的电阻为____________。采用相同的方法,测得不同光照条件下光敏电阻的阻值及相应的电流值(部分数据未给出),如下表所示。根据表格所提供的数据及所提供的器材可知,实验中选用电源是____________(填写对应的器材符号)。
光照强度
暗
偏暗
适中
偏亮
亮
________~100
~
~
(2)将电流表改成“光照强度表”。
①保持开关拨向2,调节电阻箱的阻值为,记录电流表的示数;再调节电阻箱的阻值为,记录电流表的示数,在该区间标上“适中”。
②同样调整电阻箱的阻值,电流表示数分别标上“暗、偏暗、偏亮和亮”区间,“偏暗”应标在“适中”____________(填“左侧”或“右侧”)。
③最后,将开关拨向1,该电流表改装完毕。
(3)请仿照示例,根据计算结果,在图乙电流表上标出“适中”对应的大致范围__________。
16. 沙漠地区昼夜温差很大,清晨温度为,到了正午可达到。清晨一游客将喝光的矿泉水瓶用封盖封紧,此时瓶内气体的压强为大气压强。矿泉水瓶中气体为理想气体,忽略瓶的容积变化,,大气压强恒为。求:
(1)正午时,矿泉水瓶内气体的压强;
(2)正午时,该游客打开瓶盖,经过足够长时间后,瓶内剩余的气体与原有气体质量之比。
17. 如图所示,在平面直角坐标系第一象限内有沿轴负方向的匀强电场,第四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,在轴下方放置一长度为的绝缘薄板,薄板平面与轴垂直且上端紧贴轴。第二象限内放射源装置中静止的铀核()经历一次衰变生成钍核()并放出一个质量为、电荷量为的带正电的粒子(不计粒子重力),该粒子从轴上点以大小为的速度平行于轴进入电场后恰好从薄板上边缘点处射入磁场,粒子射入磁场时的速度方向与的夹角为,之后粒子恰好未与薄板碰撞。
(1)写出第二象限内放射源装置中铀()的衰变方程;
(2)求匀强磁场磁感应强度的大小和粒子在薄板右侧运动的时间;
(3)若认为衰变后的钍核不稳定,将动能一次性转为光子释放,求光子的波长。(真空中光速为,普朗克常量为)
18. 如图甲所示,两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内,处于磁感应强度为,方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,左端连接一定值电阻R和理想交流电流表A,质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置,与导轨始终接触良好。对金属棒施加一个平行于导轨的拉力,使得金属棒运动的速度v随时间t按如图乙所示的正弦规律变化。其中,T已知,不计导轨的电阻。求:
(1)电流表A的示数I;
(2)在的过程中,拉力所做的功W;
(3)在的过程中,通过定值电阻的电荷量q。
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儋州市2026年春季学期高二期末学业质量监测
物理
(试卷满分:100分,考试时间:90分钟)
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,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B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,用0.5mm的黑色字迹签字笔将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请将答题卡上交。
4.本卷主要命题范围:选择性必修第二、三册。
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. 已知与4G电磁波相比,5G电磁波的频率更大,下列说法正确的是( )
A. 5G电磁波是由于原子核受到激发而产生的
B. 5G电磁波在真空中传播速度更大
C. 5G电磁波的波长更短
D. 5G电磁波遇到障碍物更容易发生衍射现象
【答案】C
【解析】
【详解】A.电磁波是无线电波,不是由原子核受到激发而产生的,A错误;
B.电磁波在真空中的传播速度相同,B错误;
C.电磁波的频率更大,波长更短,C正确;
D.电磁波的波长更短,遇到障碍物更不容易发生衍射现象,D错误。
故选C。
2. 核污水含铯、锶、氚等多种放射性物质,其中的“氚”难以从水中清除。氚会发生β衰变,其半衰期为12.5年,37.5年后核废水中的氚含量为现在的( )
A. 1.25% B. 12.5% C. 52.5% D. 87.5%
【答案】B
【解析】
【详解】氚的半衰期T为12.5年,经过t等于37.5年,根据半衰期公式,剩余质量
解得
即剩余量为原来的12.5%。
故选B。
3. 如图所示,水黾停在水面而不沉,是由于( )
A. 水黾受到水的浮力大于自身的重力
B. 水黾与水面之间的摩擦
C. 表面张力与水黾的重力方向相反
D. 表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对水黾产生向上的弹力
【答案】D
【解析】
【详解】A.水黾身体没浸入水中,不受浮力作用,故A错误;
BCD.表面张力与水表面相切,水黾能停在水面上是由于水的表面张力使水面收缩成“弹性薄膜”,对水黾产生向上的弹力与水黾的重力平衡。故BC错误,D正确。
故选D。
4. 如图是一款高空风车及其发电模块原理图。在发电期间,面积为S,匝数为n的线圈ab在磁感应强度大小为B的匀强磁场中以角速度ω绕中心轴转动,某一时刻转至图示位置,则( )
A. 发电的工作原理是电流的磁效应
B. 从该时刻开始计时,线圈产生感应电动势的表达式为
C. 该时刻线圈b端电势高于a端电势
D. 风力减小时,线圈中的感应电动势不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.高空风车发电的工作原理是电磁感应,故A错误;
电动势最大值为
B.图示位置线圈平面与磁场方向平行,磁通量变化率最大,感应电动势最大,所以从该时刻开始计时,线圈产生感应电动势的表达式为,故B错误;
C.根据右手定则可知,电流方向沿顺时针方向,则该时刻线圈b端电势高于a端电势,故C正确;
D.风力越大,风车转动得越快,线圈ab转动的角速度越大,根据,可知感应电动势变大,故D错误。
故选C。
5. 如图所示,半径为的虚线圆形边界内(包括边界)存在与边界垂直的匀强磁场,其磁感应强度大小与时间的关系式为(且为常量)。单位长度电阻为的正方形金属回路正好与虚线圆形边界相切,则回路中的感应电流为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】法拉第电磁感应定律可得
金属框的总长度为
金属框的电阻为
金属框的电流为
联立解得
故选A。
6. 如图甲所示实验装置中,分别用、两束光照射阴极,移动滑片P,得到电压表示数与微安表示数的关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 测量遏止电压时,应将滑片P向端移动
B. 滑片P向端移动时,微安表示数减小
C. 光的频率可能大于光
D. 光照射后电子逸出的初动能可能大于光
【答案】AD
【解析】
【详解】A.甲中滑片向a端移动,所加为反向电压,测量遏止电压时,应将滑片P向a端移动,故A正确;
B.滑片P向b端移动时,所加为正向电压,所以电流表的示数增大,故B错误;
C.根据光电效应方程可知,故a光的频率小于b光,故C错误;
D.光电子的逸出初动能分布在0到最大初动能之间,a光的最大初动能虽小于b光,但a光中部分光电子的初动能可能大于b光中部分光电子的初动能,故D正确。
故选AD。
7. 为了保障社会安全,在各车站、机场中,金属探测仪被广泛使用。如图所示,其内部主要原理为一LC振荡电路,当探测仪靠近金属物体时,线圈的自感系数增大,从而使振荡电路中的电流频率发生变化而发出声响。已知某时刻,线圈中的磁场方向如图所示,且电流强度正在减弱,则( )
A. 该时刻电流从a流向b
B. 该时刻电容器正在放电
C. 该时刻电路中磁场能正在向电场能转化
D. 探测仪靠近金属时,振荡电流的频率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电流的磁效应与右手螺旋定则,该时刻的电流方向应该是由b流向a,故A错误;
BC.此时电流强度正在减弱,根据振荡电路的原理可知,电容器的电量增加,电容器正在充电,磁场能向电场能转化,故B错误,C正确;
D.根据公式,探测仪靠近金属物体时线圈的自感系数增大,则振荡周期增大。由,频率减小,故D错误。
故选 C。
8. 如图甲所示,无线充电是近年来发展起来的新技术,具有使用方便、不易老化磨损等优点,同时也存在着传输距离短、能量损耗大等不足。图乙为其工作原理图,其送电线圈与受电线圈匝数比为,若在端输入的交流电压,则端的输出电压的有效值可能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】若该变压器为理想变压器,则,
解得,考虑到能量的损耗,所以副线圈两端的实际电压低于5.5V。
故选A。
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,有多项符合题目要求。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. 如图所示,体积相同的两个容器,甲中装有氧气,乙中装有氢气,甲、乙两容器内的温度均为25°C,压强也相同。下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两容器中气体分子的平均速率相同
B. 甲、乙两容器中气体分子的平均动能相同
C. 甲、乙两容器中气体分子的速率分布情况是有规律的
D. 甲、乙两容器中,单位时间内气体分子撞击器壁的分子数相同
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.甲、乙两容器内的温度均为25°C,可知气体分子的平均动能相同,但是氧气和氢气的分子质量不同,可知气体分子的平均速率不相同,故A错误,B正确;
C.甲、乙两容器中气体分子的速率分布情况是有规律的,呈现“中间多、两头少”的规律,故C正确;
D.压强由分子平均动能和单位时间内撞击器壁的分子数共同决定。两容器压强相同,但氧气分子质量大,平均速率小,因此单位时间内撞击器壁的分子数更少(氢气分子平均速率大,撞击更频繁),故D错误。
故选BC。
10. 如图所示,在水平桌面上固定一光滑U形金属导轨,将一根质量为m的导体棒垂直导轨放置。将回路正上方的条形磁铁由静止释放。在其下落到桌面前,安培力对导体棒做功为W,回路中产生的焦耳热为Q,导体棒获得的末速度为v,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 导体棒对导轨的压力大于mg B. 磁铁加速度大于g
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.磁铁向下运动,根据“来拒去留”,导体棒有向下的运动趋势,故导体棒对轨道压力大于重力。根据牛顿第三定律,回路对磁铁的反作用力向上,故磁铁加速度小于,故A正确,B错误;
C.电磁感应现象中,导体棒克服安培力做功等于回路产生的焦耳热,故C错误;
D.根据动能定理,安培力对导体棒做功等于合力做功,即等于导体棒动能的变化量,故,故D正确。
故选AD。
11. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其T-V图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 气体内能增大 B. 气体压强不变 C. 气体对外界做功 D. 气体向外界放热
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由图可知,从状态到状态气体温度升高,一定质量理想气体的内能随温度升高而增大,故A正确。
B.对一定质量理想气体,为定值,因此与成正比。在图像中,原点与状态点连线的斜率为,由图可知
故,气体压强减小,故B错误;
C.从状态到状态,气体体积增大,气体对外界做功,故C正确;
D.取为气体对外界做的功,由热力学第一定律有。该过程中且,所以
气体从外界吸热,故D错误。
故选AC。
12. 我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现对太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ为氢原子由n=3或n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线(如图),则( )
A. Hα是由n=3能级向n=2能级跃迁产生的
B. 用同一双缝干涉装置研究这种光的干涉现象,Hβ的条纹间距大
C. Hα的光子动量大于Hβ的光子动量
D. Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态
【答案】AD
【解析】
【详解】A.图中红色的波长最长,对应的能级差最小,因此是氢原子由能级向能级跃迁产生的,故A正确;
B.双缝干涉条纹间距满足
对应的能级差大于,频率更高、波长更短,条纹间距更小,故B错误;
C.光子动量满足,的波长大于,所以,故C错误;
D.光子能量为
氢原子从基态跃迁到第一激发态所需能量为
因,不能发生该跃迁,故D正确。
故选AD。
13. 如图所示,绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆,沿两金属杆方向分别建立x轴和y轴。另有两光滑金属杆1、2,t=0时刻与两固定杆围成正方形,金属杆间彼此接触良好,空间存在竖直向上的匀强磁场。分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆1、2,已知四根金属杆完全相同且足够长,回路中的电流为I(以逆时针为电流正方向),通过金属杆截面的电荷量为q,用下列相关图像描述某段运动过程中电流I与电荷量q关于时间t变化的规律,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.设初始正方形边长为L,金属杆单位长度电阻为,分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度v匀速移动金属杆1、2,1杆产生的感应电动势为
方向为顺时针;2杆产生的感应电动势为
方向为逆时针;且
回路中总电阻为
可知回路中总电阻不变;故回路中总电流为
可知回路中总电流随时间均匀增加,当2杆运动至y轴负半轴时,电流方向反向,故AB正确;
CD.根据
联立可得
故CD错误。
故选AB。
三、非选择题:本题共5小题,共56分。
14. 某同学进行了“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)在做实验时,为了估测油酸分子的大小,可把它简化为球形处理。下列说法不正确的是( )(填字母)。
A. 油膜的厚度,可以看成是球形的直径
B. 计算油膜面积时,舍去所有不足一格的方格
C. 实验时,把油酸配制成浓度合适的油酸酒精溶液能更好地展开油膜
D. 在浅盘里盛上水,将爽身粉(痱子粉或细石膏粉)均匀地撒在水面上
(2)该同学做实验时,每油酸酒精溶液中有纯油酸。用注射器测得80滴这样的溶液为,把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如图所示。实验中算出图中膜的面积约是。根据上述数据,估测出油酸分子的直径是____________。(结果保留两位有效数字)
【答案】(1)B (2)
【解析】
【小问1详解】
A.油膜厚度即单分子层高度,可视为球形分子直径,故A正确,不符合题意;
B.计算油膜面积时,应采用“超过半格算一格,不足半格舍去”原则,若“舍去所有不足一格的方格”,会导致面积偏小、直径偏大,故B不正确,符合题意;
C.油酸酒精溶液可降低黏度,利于形成单分子膜,故C正确,不符合题意;
D.痱子粉用于显示油膜轮廓,需均匀撒布,故D正确,不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积,纯油酸的体积除以油膜的面积,得出的油膜厚度,即是油酸分子的直径,根据实验数据,油酸分子的直径为
15. 光照强度对植物的生长具有显著影响。无论是光照过强还是过弱,都不利于植物的正常生长。根据家中某植物的光照需求,某同学设计了一套光控电路,实时显示光照强度(通过改装的电流表显示)。
该光控电路的组成如图甲所示,可以选用的器材有:
电源(电动势,内阻不计)
电源(电动势,内阻不计)
电流表(量程,内阻约)
定值电阻()
光敏电阻
电阻箱
开关(单刀单掷开关和单刀双掷开关各一个)和导线若干
(1)测量不同光照条件下光敏电阻的阻值
该同学在网上查阅植物对光照强度的适应范围,利用实验室提供的照明系统,测量不同光照条件下光敏电阻的阻值。首先闭合开关,将开关拨至1,分别调整不同的光照强度,在调整“适中”环境的最大光照值时,电流表示数如图乙所示____________,随后将开关拨至“2”,调节电阻箱至时,电流表的示数仍为,则表格中空白处的电阻为____________。采用相同的方法,测得不同光照条件下光敏电阻的阻值及相应的电流值(部分数据未给出),如下表所示。根据表格所提供的数据及所提供的器材可知,实验中选用电源是____________(填写对应的器材符号)。
光照强度
暗
偏暗
适中
偏亮
亮
________~100
~
~
(2)将电流表改成“光照强度表”。
①保持开关拨向2,调节电阻箱的阻值为,记录电流表的示数;再调节电阻箱的阻值为,记录电流表的示数,在该区间标上“适中”。
②同样调整电阻箱的阻值,电流表示数分别标上“暗、偏暗、偏亮和亮”区间,“偏暗”应标在“适中”____________(填“左侧”或“右侧”)。
③最后,将开关拨向1,该电流表改装完毕。
(3)请仿照示例,根据计算结果,在图乙电流表上标出“适中”对应的大致范围__________。
【答案】(1) ①. 29.0(28.5~29.5均可) ②. 50 ③.
(2)左侧 (3)
【解析】
【小问1详解】
[1]根据题图乙可知,电流表分度值为,读数为
[2]两次电流表示数相同,其他电路不变,因此光敏电阻阻值等于电阻箱阻值,故
[3]表格中光照强度为“暗”时,光敏电阻阻值大于,此时电路总电阻大于
若选用的电源,则最小电流为,刚好达到电流表的满偏量程,光照稍强时电流就会超过量程;若选用的电源,本题涉及的光照强度对应光敏电阻阻值范围内电流均不超过电流表量程。
故实验中选用电源
【小问2详解】
光敏电阻特性:光照越强,阻值越小。偏暗比适中光照弱,因此更大,总电阻更大,电路电流更小;电流表电流越小,指针越偏左,因此“偏暗”应标在“适中”的左侧。
【小问3详解】
适中光照的范围为
由
计算得时,,时,
因此“适中”对应电流表大约的区间,在刻度上刻度的左右两侧,从附近到附近标出区间即可,如答案图所示。
16. 沙漠地区昼夜温差很大,清晨温度为,到了正午可达到。清晨一游客将喝光的矿泉水瓶用封盖封紧,此时瓶内气体的压强为大气压强。矿泉水瓶中气体为理想气体,忽略瓶的容积变化,,大气压强恒为。求:
(1)正午时,矿泉水瓶内气体的压强;
(2)正午时,该游客打开瓶盖,经过足够长时间后,瓶内剩余的气体与原有气体质量之比。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
瓶内气体可视为等容变化,根据查理定律有
其中,
解得
【小问2详解】
根据理想气体状态方程有
解得
则有
即瓶内剩余的气体与原有气体质量之比为。
17. 如图所示,在平面直角坐标系第一象限内有沿轴负方向的匀强电场,第四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场,在轴下方放置一长度为的绝缘薄板,薄板平面与轴垂直且上端紧贴轴。第二象限内放射源装置中静止的铀核()经历一次衰变生成钍核()并放出一个质量为、电荷量为的带正电的粒子(不计粒子重力),该粒子从轴上点以大小为的速度平行于轴进入电场后恰好从薄板上边缘点处射入磁场,粒子射入磁场时的速度方向与的夹角为,之后粒子恰好未与薄板碰撞。
(1)写出第二象限内放射源装置中铀()的衰变方程;
(2)求匀强磁场磁感应强度的大小和粒子在薄板右侧运动的时间;
(3)若认为衰变后的钍核不稳定,将动能一次性转为光子释放,求光子的波长。(真空中光速为,普朗克常量为)
【答案】(1)
(2);
(3)
【解析】
【小问1详解】
铀核衰变方程:
【小问2详解】
粒子在点的速度
粒子在磁场中做圆周运动,有
粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示
根据几何关系可得
联立解得
根据几何关系可知,粒子在挡板右侧磁场中运动的时间
而粒子做圆周运动的周期
解得
【小问3详解】
核反应符合动量守恒定律,则有
其中
所释放光子
则波长
18. 如图甲所示,两足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面内,处于磁感应强度为,方向竖直向上的匀强磁场中,导轨间距为L,左端连接一定值电阻R和理想交流电流表A,质量为m、长度为L、电阻为R的金属棒垂直导轨放置,与导轨始终接触良好。对金属棒施加一个平行于导轨的拉力,使得金属棒运动的速度v随时间t按如图乙所示的正弦规律变化。其中,T已知,不计导轨的电阻。求:
(1)电流表A的示数I;
(2)在的过程中,拉力所做的功W;
(3)在的过程中,通过定值电阻的电荷量q。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
金属棒产生的电动势的有效值为
回路中的电流
解得电流表的示数
【小问2详解】
在时间内,产生的焦耳热为
根据功能关系有
解得
【小问3详解】
由于感应电动势为
该方式下产生的交变电流与单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的方式是相似的,则在单匝线圈在匀强磁场中转动产生交变电流的模型中,的过程中流过线圈的电量为
又有
联立解得
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