内容正文:
定安县2024-2025学年第二学期高二年级期末考试
物理
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,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,用铅笔把答题卡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. 在下列核反应方程中表示核聚变过程的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.,两个轻核(氚和氘)结合成氦核并释放中子,符合核聚变定义,故A正确;
B.,通过β衰变生成,属于放射性衰变,故B错误;
C., 释放α粒子(氦核),属于α衰变,故C错误;
D.,吸收中子后分裂为钡和氪,属于核裂变,故D错误。
故选A。
2. 下列各图中标出了磁场B和带电粒子运动速度v的方向,该时刻粒子所受洛伦兹力方向沿纸面向左的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.选项A中粒子运动方向与磁场方向平行,则粒子不受洛伦兹力作用,故A错误;
B.根据左手定则可知,选项B中带负电粒子所受洛伦兹力方向沿纸面向下,故B错误;
C.根据左手定则可知,选项C中带正电粒子所受洛伦兹力方向沿纸面向左,故C正确;
D.根据左手定则可知,选项D中带负电粒子所受洛伦兹力方向沿纸面向上,故D错误。
故选C。
3. 如图所示的平行板器件中,电场强度和磁感应强度相互垂直。的粒子以速度从左侧沿水平方向进入,恰能沿虚线通过。则( )
A. 的粒子以速度从右侧沿水平方向进入,能沿虚线通过
B. 的粒子以速度从左侧沿水平方向进入,不能沿虚线通过
C. 的粒子以速度从左侧沿水平方向进入,能沿虚线通过
D. 改变电场强度和磁感应强度,粒子一定不能沿虚线通过
【答案】C
【解析】
【详解】A.的粒子以速度从右侧沿水平方向进入时,粒子所受的电场力和洛伦兹力方向都向下,故粒子会向下偏转,不能沿虚线通过,A错误;
B.的粒子以速度从左侧沿水平方向进入,电场力方向变为竖直向上,大小为
洛伦兹力方向变为竖直向下,大小为,合力还是零,故还能沿虚线通过,B错误;
C.的粒子以速度从左侧沿水平方向进入,电场力方向竖直向下,大小为,洛伦兹力方向竖直向上,大小为,合力还是零,故能沿虚线通过,C正确;
D.改变电场强度和磁感应强度,若仍满足,则粒子所受电场力和洛伦兹力平衡,粒子仍能沿虚线通过,D错误。
故选C。
4. 如图为交流发电机的原理图,其矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按图示方向匀速转动,转动角速度ω=50rad/s,线圈的匝数n=100匝、总电阻r=10Ω,线圈围成的面积S=0.1m2。线圈两端与阻值R=90Ω的电阻相连,交流电压表可视为理想电表。已知磁场的磁感应强度B=0.2T,图示位置矩形线圈与磁感线平行。则下列说法正确的是( )
A. 图示位置时,线圈中的电流最小,电流方向为abcda
B. 电路中交流电压表的示数为90V
C. 图示位置时,磁通量变化率最大
D. 线圈由图示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为0.01C
【答案】C
【解析】
【详解】AC.图示位置磁通量为0,磁通量变化率最大,电动势最大,电流最大,根据右手定则可得线圈电流方向为abcda,故A错误,C正确;
B.电动势的最大值为
则电动势的有效值为
由闭合电路欧姆定律可得,电路中交流电压表示数为,故B错误;
D.线圈由图示位置转动过程中,通过电阻R的电荷量为,故D错误。
故选C。
5. 如图所示为振荡电路中电容器的极板所带的电荷量随时间变化的曲线,下列判断正确的是( )
A. 在b和d时刻,电路中电流最小
B. 在时间内,电场能转变为磁场能
C. a和c时刻,电场能为零
D. 在和时间内,电容器被充电
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.在b、d两时刻,电荷量为零,故电场能为零,故电流最大,磁场能最大,故A错误;
B.在时间内,电荷量减小,电场能转变为磁场能,故B正确;
C.a、c时刻,电荷量最大,此时电场能最大,故C错误;
D.在时间内,电荷量在增加,故电容器被充电,而在时间内,电荷量在减小,电容器在放电,故D错误。
故选B。
6. 分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系图线如图所示,纵坐标未知。已知甲图与横坐标交点为,乙图最低点对应的横坐标为,取无穷远处分子势能。下列说法正确的是( )
A. 乙图像为分子力与分子间距离的关系图像
B. 当分子间距离从增大到的过程中,分子力先变大再变小
C. 当分子间距离从增大到的过程中,分子力先做负功再做正功
D. 当分子间距离从增大到的过程中,分子势能先变小再变大
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图像可知,为平衡位置时分子之间的间距,在此位置,分子力为0,分子势能最小,可知,甲图像为分子力与分子间距离的关系图像,故A错误;
B.结合上述可知,甲图像为分子力与分子间距离的关系图像,根据图像可知,当分子间距离从增大到的过程中,分子力先变小再变大之后变小,故B错误;
C.结合上述可知,甲图像为分子力与分子间距离的关系图像,根据图像可知,当分子间距离从增大到的过程中,分子力先表现为斥力,后表现为引力,则分子力先做正功再做负功,故C错误;
D.结合上述可知,乙图像为分子势能与分子间距离的关系图线,势能的正负表示大小,则当分子间距离从增大到的过程中,分子势能先变小再变大,故D正确。
故选D。
7. 某同学利用图甲所示的电路图来研究光电效应,实验中先后用同一装置进行了两次实验。每次实验后他都将得到的光电流I与相应的电压U描绘到I—U坐标系中,如图乙所示,已知普朗克常量为h,实验中所用金属的逸出功为,则下列说法正确的是( )
A. A光的频率大于B光的频率
B. A光和B光的光强一样大
C. 若A光的频率为,则A光照射金属时的遏止电压为
D. A光照射金属时的遏止电压大于B光照射金属时的遏止电压
【答案】C
【解析】
【详解】D.根据图乙可知,两种光的遏止电压相同,故D错误;
A.结合上述可知,两种光的遏止电压相同,由动能定理可得
可知,两次实验时,产生的光电子的最大初动能相同,根据光电效应方程有
可知,两种光的频率相等,故A错误;
B.根据题图乙可知在发生光电效应时光的饱和电流大于B光的,由于,两种光的频率相等,则A光的光强较大,故B错误;
C.根据动能定理有
根据光电效应方程有
解得
故C正确。
故选C。
8. 如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场强度为,方向沿竖直方向,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。一质量为m的带电微粒,在该场区内沿竖直平面做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为,则可判断该微粒( )
A. 一定沿逆时针方向运动
B. 一定是带电量为的正电荷
C. 运动的速率一定为
D. 运动到最低点时电势能一定最大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.带电微粒在竖直平面内做匀速圆周运动,重力与电场力平衡,则有
可得微粒的电荷量大小为
由于电场方向不确定,所以小球的电性不能确定,小球的运动方向不能确定,故AB错误;
C.粒子做圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有
联立解得
故C错误;
D.由于带电微粒受到的电场力竖直向上,所以带电微粒从最低点向最高点运动过程,电场力一直做正功,电势能一直减小,则带电微粒运动到最低点时电势能最大,故D正确。
故选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. 下列关于布朗运动和扩散现象的说法中正确的是( )
A. 布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
B. 布朗运动和扩散现象都是分子的无规则运动
C. 布朗运动和扩散现象都能说明物质分子的运动是无规则的
D. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,运动的剧烈程度不受温度的影响
【答案】AC
【解析】
【详解】A.布朗运动和扩散现象都与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,导致扩散加快,布朗运动也更明显,故A正确;
B.布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,并非分子本身的运动,而扩散现象是分子的运动,故B错误;
C.布朗运动的无规则性反映了液体分子的无规则运动,扩散现象直接体现分子的无规则运动,二者均能说明分子运动的无规则性,故C正确;
D.布朗运动的剧烈程度受温度影响,温度越高,运动越剧烈,故D错误。
故选AC。
10. 如图甲所示,理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上,输入电压随时间变化的图像如图乙所示,副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A. 原线圈的输入功率为12W
B. 副线圈中电流的有效值为0.5A
C. 原、副线圈匝数之比为4:1
D. 输入变压器原线圈的交流电压瞬时值表达式为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.灯泡正常发光,由于原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,所以原线圈的输入功率为3W,故A错误;
B.灯泡正常发光,可知副线圈的电流有效值为,故B正确;
C.由图乙可知原线圈输入电压有效值为
则原、副线圈匝数之比为,故C正确;
D.由图乙可知,输入变压器原线圈的交流电压瞬时值表达式为,故D错误。
故选BC。
11. 一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态,已知垂直于轴,延长线过点,下列说法正确的是( )
A. 过程气体对外界做功 B. 过程气体压强不变
C. 过程气体内能减小 D. 过程气体放出热量
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由理想气体状态方程
可得
由图像可知,图像的斜率越大,压强越小,故
bc为等压变化,体积减小,外界对气体做功,故A错误,B正确;
C.过程温度升高,则气体内能增大,故C错误;
D.过程为等温变化,内能不变,故
根据玻意耳定律可知,体积减小,压强增大,外界对气体做功,则
根据热力学第一定律可知
可得
则过程气体放出热量,故D正确。
故选BD。
12. 氢原子的能级如图所示,一群处于能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时发出频率不同的光,这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上。下列说法正确的是( )
A. 跃迁时,最多能发出6种不同频率的光
B. 氢原子从跃迁到能级时,发出的光频率最大
C. 氢原子从跃迁到能级时,发出的光波长最长
D. 锌板会发生光电效应现象,且表面逸出光电子的最大初动能为9.41eV
【答案】AD
【解析】
【详解】A.一群处于能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时,根据
可知最多能发出6种不同频率的光,故A正确;
B.氢原子从跃迁到能级时,能级差最小,发出的光子能量最小,根据可知,发出的光频率最小,故B错误;
C.氢原子从跃迁到能级时,能级差最大,发出的光子能量最大,根据可知,发出的光频率最大,波长最短,故C错误;
D.氢原子从跃迁到能级时,能级差最大,发出的光子能量最大,为
则锌板会发生光电效应现象,且表面逸出光电子的最大初动能为,故D正确。
故选AD。
13. 如图所示,两根足够长的粗糙平行金属导轨间距为,其电阻不计,两导轨及其所在平面与水平面的夹角均为,上端连接一阻值为的电阻,整个装置处于方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。将一质量为、电阻不计的金属棒放在导轨上,无磁场时金属棒恰好处于静止状态。从时刻开始,匀强磁场的磁感应强度随时间的变化关系如图所示(令垂直导轨平面向下为正方向),已知金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,,。在时,导体棒恰好运动,则( )
A. 金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.7
B. 时,从上方俯视整个回路,回路中感应电流的方向为逆时针方向
C. 时,金属棒受到的安培力大小为6N
D. 时刻,金属棒与导轨顶端的距离为3m
【答案】BD
【解析】
【详解】A.没有磁场时,对金属棒,由平衡条件有
解得,故A错误;
B.0~2s内,闭合回路中的磁通量增大,由楞次定律可知,从上方俯视整个回路,感应电流的方向为逆时针方向,故B正确;
C.时,对金属棒由平衡条件有
解得,故C错误;
D.时,由法拉第电磁感应定律有
又,
联立解得金属棒与导轨顶端的距离为,故D正确。
故选BD。
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. 某学习小组进行“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)该实验中,将油酸分子看成是球形的,所采用的方法是________。
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 比值定义法
(2)实验过程中,若使用的油酸酒精溶液的浓度为A,滴溶液的总体积为。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示),测得油膜占有的正方形小格个数为。则油酸分子的直径为_______。(用A、、、、表示)
(3)若实验时痱子粉撒得太厚,则所测得的分子直径会_________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)B (2)
(3)偏大
【解析】
【小问1详解】
在这个实验中,将油酸分子看成球形,且认为它们紧密排布形成单分子油膜,把油酸分子简化成了一个理想的球形模型,用单分子油膜厚度来等效油酸分子直径,采用的就是理想模型法。故选B。
【小问2详解】
由题意可知一滴溶液所含纯油酸体积为
每一滴所形成的油膜的面积为
所以油膜的厚度,即为油酸分子的直径为
【小问3详解】
若实验时痱子粉撒得太厚,则S偏小,由可知所测得的分子直径会偏大。
15. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中
(1)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现灵敏电流表指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。
A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值
B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确
C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系
(2)用如图2所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图3所示,某次实验在条形磁体N极向下插入螺线管的过程中,螺线管中的磁通量在_____________(选填“不断增加”、“不断减少”或“保持不变”)。螺线管中感应电流的磁场方向_________(选填“向上”或“向下”)。则可知当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向________(选填“相同”或“相反”)。
(3)我们还可以通过以下实验来探究“电磁感应现象”。
接好电路后,合上开关瞬间,灵敏电流表指针_________(选填“偏转”或“不偏转”);如果合上开关后,将线圈A迅速插入线圈B时,发现灵敏电流表指针向右偏了一下。那么在线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,灵敏电流表指针将向________偏(选填“右”或“左”)。
【答案】(1)C (2) ①. 不断增加 ②. 向上 ③. 相反
(3) ①. 偏转 ②. 右
【解析】
【小问1详解】
闭合开关后,发现灵敏电流表指针向右偏转,这样操作的目的是为了检验电流计指针的偏转方向与电流方向之间的关系,故C正确,AB错误。
故选C。
【小问2详解】
[1]在条形磁体N极向下插入螺线管的过程中,螺线管中的磁通量在不断增加。
[2][3]由安培定则可知螺线管中感应电流的磁场方向向上。则可知当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反。
【小问3详解】
[1]接好电路后,合上开关瞬间,线圈B中磁通量增加,产生感应电流,则灵敏电流表指针偏转;
[2]如果合上开关后,将线圈A迅速插入线圈B时,线圈B中磁通量增加,灵敏电流表指针向右偏。那么在线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,电路中电流增大,线圈B中磁通量增加,灵敏电流表指针将向右偏。
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. 如图所示,导热良好、粗细均匀的足够长玻璃管开口向上竖直放置,管内用一段高度h=8cm的水银柱,封闭了长度L1=24cm的空气柱,已知大气压强p0=76cmHg,初始时环境温度T1=300K。
(1)缓慢加热玻璃管,使温度升至T2=350K,求此时空气柱的长度L2;
(2)保持温度T2不变,将玻璃管顺时针缓慢转动60°,稳定时求空气柱的长度L3。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
温度从升高到的过程,封闭气体做等压变化,设玻璃管的横截面积为,则
代入数据,解得
【小问2详解】
保持温度不变,将玻璃管顺时针旋转,管内气体的压强为
初始状态,管内气体的压强为
根据理想气体状态方程
代入数据,解得
17. 如图,在平面直角坐标系的第一象限内,存在垂直纸面向外的匀强磁场。一个质量为、电荷量为的粒子从轴上的点,在纸面内以速度射入磁场,入射速度方向与轴正方向的夹角为,粒子垂直轴离开磁场。不计粒子的重力。已知点坐标为。
(1)求带电粒子在磁场中做圆周运动的半径及匀强磁场的磁感应强度的大小;
(2)求带电粒子穿过第一象限所用的时间。
【答案】(1),
(2)
【解析】
【小问1详解】
粒子运动轨迹如图
粒子运动的半径为
洛伦兹力提供向心力
解得匀强磁场的磁感应强度
【小问2详解】
轨迹对应的圆心角为,粒子在磁场中运动的时间为
18. 如图所示,足够长的光滑导线框固定在水平面内,一个质量,电阻的导体棒在水平外力作用下沿导线框向右做匀速直线运动,线框中接有电阻。线框放在磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面。导体棒的长度,运动的速度。线框的电阻不计。
(1)计算感应电流的大小并判断导体棒中感应电流的方向;
(2)求水平外力的功率;
(3)若某时刻撤去水平外力,求此后导体棒运动的加速度与速度的关系式并分析其运动性质,计算从撤去水平外力到导体棒停下过程中,电阻上产生的焦耳热。
【答案】(1)4.0A,从b流向a
(2)8.0W (3),加速度减小的减速运动,2.0J
【解析】
【小问1详解】
感应电动势
感应电流
由右手定则可知导体棒中感应电流的方向从b流向a。
【小问2详解】
水平外力
水平外力的功率
【小问3详解】
某时刻撤去水平外力,此后导体棒运动的加速度
又,
解得
导体棒做加速度减小的减速运动。
从撤去水平外力到导体棒停下过程中,对导体棒由动能定理得
电路中产生的焦耳热
电阻上产生的焦耳热
解得
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定安县2024-2025学年第二学期高二年级期末考试
物理
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,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,用铅笔把答题卡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. 在下列核反应方程中表示核聚变过程的是( )
A. B.
C. D.
2. 下列各图中标出了磁场B和带电粒子运动速度v的方向,该时刻粒子所受洛伦兹力方向沿纸面向左的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示的平行板器件中,电场强度和磁感应强度相互垂直。的粒子以速度从左侧沿水平方向进入,恰能沿虚线通过。则( )
A. 的粒子以速度从右侧沿水平方向进入,能沿虚线通过
B. 的粒子以速度从左侧沿水平方向进入,不能沿虚线通过
C. 的粒子以速度从左侧沿水平方向进入,能沿虚线通过
D. 改变电场强度和磁感应强度,粒子一定不能沿虚线通过
4. 如图为交流发电机的原理图,其矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′按图示方向匀速转动,转动角速度ω=50rad/s,线圈的匝数n=100匝、总电阻r=10Ω,线圈围成的面积S=0.1m2。线圈两端与阻值R=90Ω的电阻相连,交流电压表可视为理想电表。已知磁场的磁感应强度B=0.2T,图示位置矩形线圈与磁感线平行。则下列说法正确的是( )
A. 图示位置时,线圈中的电流最小,电流方向为abcda
B. 电路中交流电压表的示数为90V
C. 图示位置时,磁通量变化率最大
D. 线圈由图示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量为0.01C
5. 如图所示为振荡电路中电容器的极板所带的电荷量随时间变化的曲线,下列判断正确的是( )
A. 在b和d时刻,电路中电流最小
B. 在时间内,电场能转变为磁场能
C. a和c时刻,电场能为零
D. 在和时间内,电容器被充电
6. 分子间作用力、分子势能与分子间距离的关系图线如图所示,纵坐标未知。已知甲图与横坐标交点为,乙图最低点对应的横坐标为,取无穷远处分子势能。下列说法正确的是( )
A. 乙图像为分子力与分子间距离的关系图像
B. 当分子间距离从增大到的过程中,分子力先变大再变小
C. 当分子间距离从增大到的过程中,分子力先做负功再做正功
D. 当分子间距离从增大到的过程中,分子势能先变小再变大
7. 某同学利用图甲所示的电路图来研究光电效应,实验中先后用同一装置进行了两次实验。每次实验后他都将得到的光电流I与相应的电压U描绘到I—U坐标系中,如图乙所示,已知普朗克常量为h,实验中所用金属的逸出功为,则下列说法正确的是( )
A. A光的频率大于B光的频率
B. A光和B光的光强一样大
C. 若A光的频率为,则A光照射金属时的遏止电压为
D. A光照射金属时的遏止电压大于B光照射金属时的遏止电压
8. 如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场强度为,方向沿竖直方向,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。一质量为m的带电微粒,在该场区内沿竖直平面做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为,则可判断该微粒( )
A. 一定沿逆时针方向运动
B. 一定是带电量为的正电荷
C. 运动的速率一定为
D. 运动到最低点时电势能一定最大
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. 下列关于布朗运动和扩散现象的说法中正确的是( )
A. 布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显
B. 布朗运动和扩散现象都是分子的无规则运动
C. 布朗运动和扩散现象都能说明物质分子的运动是无规则的
D. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动,运动的剧烈程度不受温度的影响
10. 如图甲所示,理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上,输入电压随时间变化的图像如图乙所示,副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常发光,下列说法正确的是( )
A. 原线圈的输入功率为12W
B. 副线圈中电流的有效值为0.5A
C. 原、副线圈匝数之比为4:1
D. 输入变压器原线圈的交流电压瞬时值表达式为
11. 一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态,已知垂直于轴,延长线过点,下列说法正确的是( )
A. 过程气体对外界做功 B. 过程气体压强不变
C. 过程气体内能减小 D. 过程气体放出热量
12. 氢原子的能级如图所示,一群处于能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时发出频率不同的光,这些光照射在逸出功为3.34eV的锌板上。下列说法正确的是( )
A. 跃迁时,最多能发出6种不同频率的光
B. 氢原子从跃迁到能级时,发出的光频率最大
C. 氢原子从跃迁到能级时,发出的光波长最长
D. 锌板会发生光电效应现象,且表面逸出光电子的最大初动能为9.41eV
13. 如图所示,两根足够长的粗糙平行金属导轨间距为,其电阻不计,两导轨及其所在平面与水平面的夹角均为,上端连接一阻值为的电阻,整个装置处于方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。将一质量为、电阻不计的金属棒放在导轨上,无磁场时金属棒恰好处于静止状态。从时刻开始,匀强磁场的磁感应强度随时间的变化关系如图所示(令垂直导轨平面向下为正方向),已知金属棒与导轨间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,,。在时,导体棒恰好运动,则( )
A. 金属棒与导轨间的动摩擦因数为0.7
B. 时,从上方俯视整个回路,回路中感应电流的方向为逆时针方向
C. 时,金属棒受到的安培力大小为6N
D. 时刻,金属棒与导轨顶端的距离为3m
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. 某学习小组进行“用油膜法估测油酸分子的大小”实验。
(1)该实验中,将油酸分子看成是球形的,所采用的方法是________。
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 比值定义法
(2)实验过程中,若使用的油酸酒精溶液的浓度为A,滴溶液的总体积为。在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉,将一滴溶液滴在水面上,待油膜稳定后,在带有边长为的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓(如图所示),测得油膜占有的正方形小格个数为。则油酸分子的直径为_______。(用A、、、、表示)
(3)若实验时痱子粉撒得太厚,则所测得的分子直径会_________(选填“偏大”或“偏小”)。
15. 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中
(1)按如图1所示连接电路,闭合开关后,发现灵敏电流表指针向右偏转。进行这项实验操作的实验目的是为了________。
A. 测量灵敏电流表能够承受电流的最大值
B. 检查灵敏电流表测量电流的大小是否准确
C. 检测灵敏电流表指针偏转方向与电流流向的关系
(2)用如图2所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图3所示,某次实验在条形磁体N极向下插入螺线管的过程中,螺线管中的磁通量在_____________(选填“不断增加”、“不断减少”或“保持不变”)。螺线管中感应电流的磁场方向_________(选填“向上”或“向下”)。则可知当穿过线圈的磁通量增加时,感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向________(选填“相同”或“相反”)。
(3)我们还可以通过以下实验来探究“电磁感应现象”。
接好电路后,合上开关瞬间,灵敏电流表指针_________(选填“偏转”或“不偏转”);如果合上开关后,将线圈A迅速插入线圈B时,发现灵敏电流表指针向右偏了一下。那么在线圈A插入线圈B后,将滑动变阻器滑片迅速向右移动时,灵敏电流表指针将向________偏(选填“右”或“左”)。
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. 如图所示,导热良好、粗细均匀的足够长玻璃管开口向上竖直放置,管内用一段高度h=8cm的水银柱,封闭了长度L1=24cm的空气柱,已知大气压强p0=76cmHg,初始时环境温度T1=300K。
(1)缓慢加热玻璃管,使温度升至T2=350K,求此时空气柱的长度L2;
(2)保持温度T2不变,将玻璃管顺时针缓慢转动60°,稳定时求空气柱的长度L3。
17. 如图,在平面直角坐标系的第一象限内,存在垂直纸面向外的匀强磁场。一个质量为、电荷量为的粒子从轴上的点,在纸面内以速度射入磁场,入射速度方向与轴正方向的夹角为,粒子垂直轴离开磁场。不计粒子的重力。已知点坐标为。
(1)求带电粒子在磁场中做圆周运动的半径及匀强磁场的磁感应强度的大小;
(2)求带电粒子穿过第一象限所用的时间。
18. 如图所示,足够长的光滑导线框固定在水平面内,一个质量,电阻的导体棒在水平外力作用下沿导线框向右做匀速直线运动,线框中接有电阻。线框放在磁感应强度的匀强磁场中,磁场方向垂直于线框平面。导体棒的长度,运动的速度。线框的电阻不计。
(1)计算感应电流的大小并判断导体棒中感应电流的方向;
(2)求水平外力的功率;
(3)若某时刻撤去水平外力,求此后导体棒运动的加速度与速度的关系式并分析其运动性质,计算从撤去水平外力到导体棒停下过程中,电阻上产生的焦耳热。
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