精品解析：福建省漳州第一外国语学校2023-2024学年高二下学期第二次月考物理试卷

2023—2024学年（下）漳州第一外国语学校第二次月考 高二年物理 考试时间：90分钟 满分：100分 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确） 1. 为了更好的描述和研究物理现象和规律，在物理学的发展过程中引入定义了很多物理概念，这些概念采用了不同的研究方法来定义，下面四个物理概念中定义方法与其他三个不同的是（　　） A. 质点 B. 点电荷 C. 电场强度 D. 自由落体运动 2. 下列关于原子和原子核的说法正确的是( ) A. β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B. 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D. 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 3. 如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示．设物块与地面间的最大静摩擦力fm的大小与滑动摩擦力大小相等．则( ) A. 0～t1时间内F的冲量为零 B. t2时刻物块A的速度最大 C. t3时刻物块A的动能最大 D. 0～t3时间内F对物块A先做正功后做负功 4. 质量为m的金属棒通有自a到b的恒定电流，当磁场方向水平向左时，金属棒与磁场方向垂直且恰好可以静止在光滑的绝缘导轨上，导轨与水平面夹角为θ。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时（已知电流大小保持不变，磁感应强度大小可以调整），要保持金属棒静止不动，下列说法中正确的是（　　） A. 磁感应强度逐渐变大 B. 安培力逐渐变小 C. 支持力先变小后变大 D. 当磁场方向和导轨垂直时，磁感应强度最小 5. 在沿斜面方向的拉力作用下，物体沿倾斜角度的斜面运动向上；以沿斜面向上为正方向，内拉力和物体速度随时间的变化规律如下图所示，则下列说法中错误的是（　　） A. 物体的质量为 B. 物体与斜面之间的动摩擦因数 C. 斜面倾斜角度 D. 后若撤去力F，物体将会做匀速直线运动 6. 如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则（　　） A. M板电势高于N板电势 B. 粒子做匀速直线运动 C. 粒子到达B点的动能为 D. 粒子的初速度 7. 太空授课至今让人难忘，进行试验的天宫一号每90分钟就绕地球一周，但是我们观看的视频丝毫感觉不到它的高速运动，对于天宫一号，下列说法中正确的是（　　） A. 天宫一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径 B. 天宫一号内部悬停的水滴加速度等于零 C. 人在天宫一号内部行走时，受到摩擦力作用 D. 天宫一号的角速度小于地球自转的角速度 8. 下列反应中属于核聚变反应的是（　　） A. →+ B. C. +→++3 D. 9. 如图所示，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小木块以速度v0从木板的左端滑上木板，当木块和木板相对静止时，木板相对地面滑动了s，小木块相对木板滑动了d。下列关于滑动摩擦力做功情况分析正确的是（ ） A. 木块动能的减少量等于滑动摩擦力对木板做的功 B. 木板动能的增加量等于木块克服滑动摩擦力做的功 C. 滑动摩擦力对木板所做功等于滑动摩擦力对木块做的功 D. 木块和木板组成的系统的机械能的减少量等于滑动摩擦力与木块相对木板的位移的乘积 10. 在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动。某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的，则碰后B球的速度大小是（ ） A. B. C. 或 D. 无法确定 二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，至少有二个选项正确） 11. 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中为极限频率。从图中可以确定的是（　　） A. 逸出功与有关 B. 光电子的最大初动能Ekm与入射光的频率成正比 C. 当>时，会逸出光电子 D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关 12. 氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是（　　） A. 氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光 B. 用波长为502nm的光照射，能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 C. 氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nm D. 一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 13. 如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离A为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　） A. 环到达B处时，重物上升的高度h= B. 环到达B处时，环与重物的速度大小之比为 C. 环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能 D. 环能下降的最大高度为 14. 用一段截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R（r<<R）的圆环。圆环落入磁感应强度为B的径向磁场中。如图所示，当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v，则（　　） A. 从俯视图看，感应电流的方向为顺时针方向 B. 此时圆环中的感应电流 C. 此时圆环的加速度为 D. 圆环下落过程加速度逐渐增大 15. 一群基态氢原子吸收某种波长的光后，可以发出三种波长的光，这三种光的波长关系为λ3＞λ2＞λ1，已知某金属的极限波长为λ2，则下列说法正确的是(　　) A. 该金属的逸出功为hλ2 B. 波长为λ3的光一定可以使该金属发生光电效应 C. 基态氢原子吸收的光子的波长为λ1 D. 若用波长为λ4的光照射该金属且能发生光电效应，则发生光电效应的光电子的最大初动能为hc 16. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，线圈匝数为n、电阻为r，外接电阻为R，交流电流表A。线圈从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始转过60°时的感应电流为I。下列说法中正确的是（　　） A. 电流表的读数为2I B. 转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 C. 从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 D. 线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为 三、实验题（本题共2小题，共14分） 17. 读出下图中的读数，螺旋测微器的读数为________mm。游标卡尺的读数为__________mm。 18. 碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞，发生弹性碰撞时，系统的动量守恒、机械能也守恒；发生非弹性碰撞时，系统的动量守恒，但机械能不守恒。为了判断碰撞的种类，某实验兴趣小组设计了如下实验。 实验步骤如下∶ ①按照如图所示的实验装置图，安装实物图； ②用石蜡打磨轨道，使ABC段平整光滑，其中AB段是曲面，BC段水平面，C端固定一重垂线； ③O是C点的竖直投影点，OC=H ，在轨道上固定一挡板D，从贴紧挡板D处由静止释放质量为m1小球1，小球1落在M点，用刻度尺测得M点与O点距离2l； ④在C的末端放置一个大小与小球1相同的小球2，其质量为m2。现仍从D处静止释放小球1，小球1与小球2发生正碰，小球2落在N点，小球1落在P点，测得OP为l，ON为3l。 (1)小球1与小球2的质量之比m1∶m2= ________； (2)若两小球均看作质点，以两球为系统，碰前系统初动能Ek0________。碰后系统末动能Ek______，则系统机械能___________（填“守恒”、“不守恒”），可以得出两球的碰撞是_________碰撞。Ek0、Ek用题目中字母H、m2、和重力加速度g表示） 四、计算题（本题共4小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 19. 运动的原子核放出粒子后变成静止的原子核Y．已知X、Y和粒子的质量分别是M、和，真空中的光速为c，粒子的速度远小于光速．求反应后与反应前的总动能之差以及粒子的动能． 20. 如图所示，x轴上M点和N点的坐标分别是(0.5 m，0)、(2 m，0)，虚线MM′与y轴平行．在y轴和MM′之间加垂直纸面方向的匀强磁场，在N点固定一个正的点电荷Q=+1×10-4C．现有一个质量m=3×10-7kg、电荷量的大小q=1×10-4C的粒子，从y轴上某点沿x轴的正方向以初速度v0=1×104m/s进入磁场，在第四象限两侧都做匀速圆周运动，最后从x轴上的Q点（没画出）射入第一象限，不计带电粒子的重力，粒子在磁场中运动时就不受在N点的固定点电荷影响．已知静电力常量k=9×109 N·m2/C2．求： （1）Q点的坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向； （3）带电粒子从开始运动到Q点的时间． 21. 某物理课外兴趣小组设计了如图所示装置，AB段为一竖直细圆管，BPC是一个半径R=0.4m的半圆轨道，C端的下方有一质量M=2kg的小车，DEF为半径r=0.2m的半圆轨道，E为轨道最低点，左侧紧靠一固定障碍物。在直管的下方固定一锁定的处于压缩状态的轻质弹簧，弹簧上端放置一质量为m=1kg的小球（小球直径略小于圆管的直径，远远小于R、r，）。小球到B端的距离为，C、D间竖直距离为。某时刻，解除弹簧的锁定，小球恰好能通过BPC的最高点P，从C端射出后恰好从D端沿切线进入半圆轨道DEF，并能从F端飞出。若各个接触面都光滑，重力加速度取g=10m/s2，则： （1）弹簧被释放前具有的弹性势能EP大小是多少； （2）小球从F点飞出后能上升的最大高度是多少？ （3）小球下落返回到E点时对轨道的压力大小是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年（下）漳州第一外国语学校第二次月考 高二年物理 考试时间：90分钟 满分：100分 一、单项选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确） 1. 为了更好的描述和研究物理现象和规律，在物理学的发展过程中引入定义了很多物理概念，这些概念采用了不同的研究方法来定义，下面四个物理概念中定义方法与其他三个不同的是（　　） A. 质点 B. 点电荷 C. 电场强度 D. 自由落体运动 【答案】C 【解析】 【详解】质点是将物体简化为有质量而无体积的理想模型，属于理想化方法；点电荷是将带电体简化为带电荷的点，忽略形状和大小，属于理想化方法；电场强度通过比值定义法（）引入，与理想化方法不同；自由落体运动忽略空气阻力等次要因素，属于理想化方法。 故选C。 2. 下列关于原子和原子核的说法正确的是( ) A. β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B. 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D. 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 【答案】B 【解析】 【详解】试题分析： A．β衰变现象中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，A错误； B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化，即原子处在一系列不连续的能量状态中，B正确； C．放射性元素的半衰期与外界因素无关，温度升高半衰期不变，C错误； D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，D错误； 故选B。 【名师点睛】此题考查了原子物理知识的几个知识点；要知道β衰变中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的；原子总是处在一系列不连续的能量状态中，即能量量子化；放射性元素的半衰期与外界因素以及所处的化合状态无关；理解比结合能的概念. 3. 如图甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示．设物块与地面间的最大静摩擦力fm的大小与滑动摩擦力大小相等．则( ) A. 0～t1时间内F的冲量为零 B. t2时刻物块A的速度最大 C. t3时刻物块A的动能最大 D. 0～t3时间内F对物块A先做正功后做负功 【答案】C 【解析】 【详解】A．0～t1时间内F不为零，时间不为零，所以F的冲量不为零，F的冲量大小可以由F-t图像与坐标轴围成的面积求出，故A错误； BC．t1时刻物块刚要运动，t1～t3时间内，拉力大于摩擦力，合外力一直做正功，物块的动能一直在增大，而t3时刻以后，F小于摩擦力，物块做减速运动，所以t3时刻物块的动能最大，速度最大；故B错误，C正确； D．0～t1时间内物块静止，F不做功，t1～t3时间内F一直做正功，故D错误。 故选C。 4. 质量为m的金属棒通有自a到b的恒定电流，当磁场方向水平向左时，金属棒与磁场方向垂直且恰好可以静止在光滑的绝缘导轨上，导轨与水平面夹角为θ。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时（已知电流大小保持不变，磁感应强度大小可以调整），要保持金属棒静止不动，下列说法中正确的是（　　） A. 磁感应强度逐渐变大 B. 安培力逐渐变小 C. 支持力先变小后变大 D. 当磁场方向和导轨垂直时，磁感应强度最小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．磁场方向水平向左，导体棒受重力、和竖直向上的安培力，两个力的合力为零，安培力等于重力。当磁场方向由水平向左逐渐变为竖直向上时，设安培力与斜面之间的夹角为且先减小后增大，受重力、支持力和安培力平衡，要保持金属棒静止不动，安培力沿斜面向上的分力等于重力沿斜面向下的分力 先增大后减小，安培力先减小后增大，磁感应强度先减小后增大，A错误，B错误； C．安培力沿垂直斜面的分力先垂直斜面向上逐渐减小，后垂直斜面向下逐渐增大，所以支持力逐渐增大，C错误； D．当磁场方向和导轨垂直时，最大等于1，安培力最小，磁感应强度最小，D正确。 故选D。 【点睛】金属棒静止，金属棒处于平衡状态，所受合力为零，对金属棒进行受力分析，根据平衡条件及左手定则分析，分别沿斜面和垂直斜面列方程即可。 5. 在沿斜面方向的拉力作用下，物体沿倾斜角度的斜面运动向上；以沿斜面向上为正方向，内拉力和物体速度随时间的变化规律如下图所示，则下列说法中错误的是（　　） A. 物体的质量为 B. 物体与斜面之间的动摩擦因数 C. 斜面倾斜角度 D. 后若撤去力F，物体将会做匀速直线运动 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．由v-t图像知：0～5s，物体向上匀加速运动，； 5～6s，物体向上匀减速运动，加速度大小； 6～7s，物体向下匀加速运动，加速度大小 由受力分析图和F-t图像知，根据牛顿第二定律：0～5s内， 5～6s内， 6～7s内， 解得 故AC正确，B错误； D．7s末物体正沿斜面向下运动，7s后若撤去力F，由于μ=tanθ 则有 物体的合力为零，所以物体将会做匀速直线运动，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 6. 如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电量为q，从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则（　　） A. M板电势高于N板电势 B. 粒子做匀速直线运动 C. 粒子到达B点的动能为 D. 粒子的初速度 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．带电微粒做直线运动，可知电场力与重力的合力水平向左，所以电场力垂直极板向上，则场强垂直极板向下，M板电势高于N板电势，合力与初速度方向相反，粒子在两板间做匀减速直线运动，故A正确，B错误； C．根据竖直方向平衡可知 根据动能定理 解得粒子到达B点的动能为，故C正确； D．因为 解得，故D错误。 故选AC。 7. 太空授课至今让人难忘，进行试验的天宫一号每90分钟就绕地球一周，但是我们观看的视频丝毫感觉不到它的高速运动，对于天宫一号，下列说法中正确的是（　　） A. 天宫一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径 B. 天宫一号内部悬停的水滴加速度等于零 C. 人在天宫一号内部行走时，受到摩擦力作用 D. 天宫一号的角速度小于地球自转的角速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律，轨道半径与周期满足 天宫一号周期为90分钟，远小于同步卫星的周期（24小时），因此其轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故A正确； B．天宫一号内部悬停的水滴与天宫一号同速绕地球做圆周运动，其加速度等于向心加速度（不为零），故B错误； C．人在天宫一号内部处于完全失重状态，人与舱壁之间没有正压力，因此也就没有摩擦力，故C错误； D．角速度，天宫一号周期小于地球自转周期（24小时），因此其角速度大于地球自转角速度，故D错误。 故选A。 8. 下列反应中属于核聚变反应的是（　　） A. →+ B. C. +→++3 D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．铀-238衰变为钍-234并释放氦核（α粒子），属于α衰变，故A错误； B．钍-234通过β衰变生成镤-234并释放电子，属于β衰变，故B错误； C．铀-235吸收中子后发生裂变（如生成中等质量核并释放中子），属于核裂变，故C错误； D．若反应式为轻核（如氘和氚）结合成较重核（如氦），并释放能量，则属于核聚变，故D正确。 故选D。 9. 如图所示，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小木块以速度v0从木板的左端滑上木板，当木块和木板相对静止时，木板相对地面滑动了s，小木块相对木板滑动了d。下列关于滑动摩擦力做功情况分析正确的是（ ） A. 木块动能的减少量等于滑动摩擦力对木板做的功 B. 木板动能的增加量等于木块克服滑动摩擦力做的功 C. 滑动摩擦力对木板所做功等于滑动摩擦力对木块做的功 D. 木块和木板组成的系统的机械能的减少量等于滑动摩擦力与木块相对木板的位移的乘积 【答案】D 【解析】 【详解】C．由功的公式知，滑动摩擦力对木块做功 摩擦力对木板做功 因二者不相等，C错误； A．对木块，由动能定理得，木块动能的减少量 A错误； B．对木板由动能定理得，木板动能的增加量 可见小于木块克服摩擦力做的功f（s+d），B错误； D．木块与木板机械能的减少量 D正确。 故选D。 10. 在光滑水平面上，质量为m的小球A正以速度v0匀速运动。某时刻小球A与质量为3m的静止小球B发生正碰，两球相碰后，A球的动能恰好变为原来的，则碰后B球的速度大小是（ ） A. B. C. 或 D. 无法确定 【答案】A 【解析】 【详解】根据碰后A球的动能恰好变为原来的得 解得 碰撞过程中AB动量守恒，则有 解得 vB=v0或vB=v0 当vB=v0时A的速度大于B的速度，不符合实际，故选项A正确，BCD错误。 故选A。 二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，至少有二个选项正确） 11. 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中为极限频率。从图中可以确定的是（　　） A. 逸出功与有关 B. 光电子的最大初动能Ekm与入射光的频率成正比 C. 当>时，会逸出光电子 D. 图中直线的斜率与普朗克常量有关 【答案】CD 【解析】 【详解】A．逸出功与金属本身有关，与入射光无关，A错误； B．由光电效应方程 可知，Ekm与入射光频率不是正比关系，B错误； C．当>时，入射光频率大于截止频率，会逸出光电子，C正确； D．由爱因斯坦光电效应方程可知，图中直线斜率等于普朗克常量，D正确。 故选CD。 12. 氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是（　　） A. 氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光 B. 用波长为502nm的光照射，能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 C. 氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nm D. 一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线 【答案】AD 【解析】 【详解】A．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光的能量为 该光为可见光，故A正确； B．用波长为的光照射，才能使氢原子从跃迁到的能级，故B错误； C．氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的能量大于氢原子从跃迁到的能级时辐射的能量，故辐射的波长小于，故C错误； D．一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 种谱线，故D正确。 故选AD。 13. 如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离A为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　） A. 环到达B处时，重物上升的高度h= B. 环到达B处时，环与重物的速度大小之比为 C. 环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能 D. 环能下降的最大高度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．环到达B点时，根据几何关系可知重物上升的高度为（-1）d，A错误； B．环运动到B点时，速度与绳不共线，需要分解环的速度，沿绳子和垂直绳子的方向进行分解，而沿绳子方向的速度等于重物的速度 环与重物的速度大小之比为，故B错误； C．以环和重物为研究对象，机械能守恒，故环从A点到B点，环减少的机械能等于重物增加的机械能，C正确； D．当环到达最低点时速度为零，此时环减小的重力势能等于重物增加的重力势能，设环下降的最大高度为h，因而有mgh=2mg（） 解得h=，D正确。 故选CD。 14. 用一段截面半径为r、电阻率为ρ、密度为d的均匀导体材料做成一个半径为R（r<<R）的圆环。圆环落入磁感应强度为B的径向磁场中。如图所示，当圆环在加速下落时某一时刻的速度为v，则（　　） A. 从俯视图看，感应电流的方向为顺时针方向 B. 此时圆环中的感应电流 C. 此时圆环的加速度为 D. 圆环下落过程加速度逐渐增大 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由题意可知，根据右手定则，图中，环左端面电流方向垂直纸面向里，右端面电流方向向外，则有(俯视)顺时针的感应电流，故A正确； BC．圆环落入磁感应强度B的径向磁场中，产生的感应电动势 圆环的电阻 电流为 圆环所受的安培力大小 由牛顿第二定律得 其中质量为 联立解得，故BC正确； D．由加速度表达式可知，随着速度增大，加速度逐渐减小，故D错误。 故选ABC。 15. 一群基态氢原子吸收某种波长的光后，可以发出三种波长的光，这三种光的波长关系为λ3＞λ2＞λ1，已知某金属的极限波长为λ2，则下列说法正确的是(　　) A. 该金属的逸出功为hλ2 B. 波长为λ3的光一定可以使该金属发生光电效应 C. 基态氢原子吸收的光子的波长为λ1 D. 若用波长为λ4的光照射该金属且能发生光电效应，则发生光电效应的光电子的最大初动能为hc 【答案】CD 【解析】 【详解】A．金属的极限波长为λ2，则该金属的逸出功为，故A错误； B．因λ3＞λ2，则 则波长为λ3的光不可以使该金属发生光电效应，故B错误； C．因三种光的波长关系为λ3＞λ2＞λ1，则频率最大的是波长最短的λ1，则基态氢原子吸收的光子的波长为λ1，故C正确； D．若用波长为λ4的光照射该金属且能发生光电效应，则 解得发生光电效应的光电子的最大初动能为 故D正确。 故选CD。 16. 如图所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，线圈匝数为n、电阻为r，外接电阻为R，交流电流表A。线圈从图示位置（线圈平面平行于磁场方向）开始转过60°时的感应电流为I。下列说法中正确的是（　　） A. 电流表的读数为2I B. 转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 C. 从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为 D. 线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．根据题意得 解得 电流表测量的是有效值，A错误； B．感应电动势最大值 又因为 磁通量最大值 联立得 ，B正确． C．从图示位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量为，C正确． D．线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为，D正确。 故选BCD。 三、实验题（本题共2小题，共14分） 17. 读出下图中的读数，螺旋测微器的读数为________mm。游标卡尺的读数为__________mm。 【答案】 ①. 1.998##1.997##1.999 ②. 10.94 【解析】 【详解】[1][2]根据螺旋测微器读数规则，图中读数为 图中游标卡尺分度尺为50分度，根据游标卡尺读数规则，读数为 18. 碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞，发生弹性碰撞时，系统的动量守恒、机械能也守恒；发生非弹性碰撞时，系统的动量守恒，但机械能不守恒。为了判断碰撞的种类，某实验兴趣小组设计了如下实验。 实验步骤如下∶ ①按照如图所示的实验装置图，安装实物图； ②用石蜡打磨轨道，使ABC段平整光滑，其中AB段是曲面，BC段水平面，C端固定一重垂线； ③O是C点的竖直投影点，OC=H ，在轨道上固定一挡板D，从贴紧挡板D处由静止释放质量为m1小球1，小球1落在M点，用刻度尺测得M点与O点距离2l； ④在C的末端放置一个大小与小球1相同的小球2，其质量为m2。现仍从D处静止释放小球1，小球1与小球2发生正碰，小球2落在N点，小球1落在P点，测得OP为l，ON为3l。 (1)小球1与小球2的质量之比m1∶m2= ________； (2)若两小球均看作质点，以两球为系统，碰前系统初动能Ek0________。碰后系统末动能Ek______，则系统机械能___________（填“守恒”、“不守恒”），可以得出两球的碰撞是_________碰撞。Ek0、Ek用题目中字母H、m2、和重力加速度g表示） 【答案】 ①. 3：1 ②. ③. ④. 守恒 ⑤. 弹性 【解析】 【详解】(1)球1运动到C端的速度为v1，在空中做平抛运动。 水平方向：2l=v1t，竖直方向：H=gt2， 解得： 由于球1两次均从同一高度自由下滑，到C端动能一样，速度均为v1，设球1与球2碰撞后速度分别为：v1′、v2′，解得 v1′=l；v2′=3l 碰撞前后系统动量守恒，以向右为正方向，以球1和球2为系统，由动量守恒定律得 m1v1=m1v1′+m2v2′ 碰后两均在空中做平抛运动，球1水平方向：l=v1′t 球2水平方向：3l=v2′t 则有m1×2l=m1×l+m2×3l 解得 （2）以两球为系统，碰前系统初动能 EK0=m1v12= 碰后系统末动能 EK=m1v1′2+m2v2′2= 把质量与速度代入整理得 EK0=EK 则碰撞过程系统机械能守恒，两球碰撞是弹性碰撞。 四、计算题（本题共4小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 19. 运动的原子核放出粒子后变成静止的原子核Y．已知X、Y和粒子的质量分别是M、和，真空中的光速为c，粒子的速度远小于光速．求反应后与反应前的总动能之差以及粒子的动能． 【答案】， 【解析】 【详解】反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量， 故根据爱因斯坦质能方程可得① 反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有，② 联立①②可得 20. 如图所示，x轴上M点和N点的坐标分别是(0.5 m，0)、(2 m，0)，虚线MM′与y轴平行．在y轴和MM′之间加垂直纸面方向的匀强磁场，在N点固定一个正的点电荷Q=+1×10-4C．现有一个质量m=3×10-7kg、电荷量的大小q=1×10-4C的粒子，从y轴上某点沿x轴的正方向以初速度v0=1×104m/s进入磁场，在第四象限两侧都做匀速圆周运动，最后从x轴上的Q点（没画出）射入第一象限，不计带电粒子的重力，粒子在磁场中运动时就不受在N点的固定点电荷影响．已知静电力常量k=9×109 N·m2/C2．求： （1）Q点的坐标； （2）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向； （3）带电粒子从开始运动到Q点的时间． 【答案】（1）（5m，0）（2）30T；垂直纸面向里（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子运动轨迹如图所示，先在匀强磁场中做匀速圆周运动，后在点电荷产生的电场中做匀速圆周运动带电粒子离开磁场后做匀速圆周运动的向心力由库仑力提供，所以粒子带负电，且有， 解得； Q点的横坐标为； 所以，Q点的坐标为（5m，0）； （2）由左手定则可知，匀强磁场的方向是垂直纸面向内； 带电粒子在匀强磁场的圆周运动向心力由洛伦兹力提供，； 由几何关系可知：带电粒子在磁场中圆周运动的半径， 解得B=30T； （3）由几何关系可知： 带电粒子在匀强磁场中运动时间； 带电粒子在点电荷电场中运动时间； 带电粒子从开始运动到Q点的时间； 21. 某物理课外兴趣小组设计了如图所示装置，AB段为一竖直细圆管，BPC是一个半径R=0.4m的半圆轨道，C端的下方有一质量M=2kg的小车，DEF为半径r=0.2m的半圆轨道，E为轨道最低点，左侧紧靠一固定障碍物。在直管的下方固定一锁定的处于压缩状态的轻质弹簧，弹簧上端放置一质量为m=1kg的小球（小球直径略小于圆管的直径，远远小于R、r，）。小球到B端的距离为，C、D间竖直距离为。某时刻，解除弹簧的锁定，小球恰好能通过BPC的最高点P，从C端射出后恰好从D端沿切线进入半圆轨道DEF，并能从F端飞出。若各个接触面都光滑，重力加速度取g=10m/s2，则： （1）弹簧被释放前具有的弹性势能EP大小是多少； （2）小球从F点飞出后能上升的最大高度是多少？ （3）小球下落返回到E点时对轨道的压力大小是多少？ 【答案】（1）18J（2）1m（3）190N 【解析】 【详解】（1）由A到P的过程中，小球机械能守恒，可得 在P点，有牛顿第二定律可得 解得 ， （2）P到E的过程中，小球机械能守恒，由机械能守恒定律可得 计算得出 小球由E上升到最高点过程中，小球与车组成的系统在水平方向动量守恒，系统机械能守恒，以球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得 由机械能守恒定律可得 代入数据解得 （3）小球从第一次经过E点到再次返回E点的过程中，小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，系统机械能守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律可得 由机械能守恒定律可得 计算得出，小球的速度大小为 方向水平向左 小车的速度大小 方向水平向右 小球与小车运动方向相反，所以二者的相对速度为 则小球受到的支持力为 根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力为190N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $