参考答案:
1.A
【详解】A.根据光电效应方程有
根据动能定理可得
联立可得
可知图像的斜率为
解得
故A正确;
B.根据
由图像可知当时
则有
解得该实验所用光电管的极材料的逸出功为
故B错误;
CD.入射光频率越大,遏止电压越大,所以、为同一种光,且、的频率小于的频率,则、为绿光,为紫光。而入射光越强,饱和光电流越大,所以为强绿光,故C、D错误。
故选A。
2.D
【详解】A.一个处于n=4能级的氢原子最多可发出3种频率的光子,故A错误;
B.从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光子波长最短,故B错误;
C.该氢原子可以吸收
E=0.31eV
的光子跃迁到n=5的能级,故C错误;
D.使该氢原子电离至少需要吸收0.85eV的能量,故D正确。
故选D。
3.A
【详解】A.电压表的示数为有效值,可知,令示数为U,则有
解得
U=10V
A正确;
B.电流表的示数为有效值,该电流表的示数为
B错误;
C.由于交流电的峰值为,大于耐压值为10V,因此,若将电阻R换成一个耐压值为10V的电容,会被击穿,C错误;
D.电阻R一个周期内产生的热量为
可知,电阻R一个周期内产生的热量一定等于30J,D错误。
故选A。
4.A
【详解】A.经过β衰变电荷数多1,质量数不变,所以钚239由铀239经过2次β衰变而产生, A正确;
B.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的核聚变反应,B错误;
C.根据半衰期公式
可得
m=5g
即20g的经过2个半衰期后其质量变为5g, C错误;
D.核反应前后,原子核的核子总数守恒,D错误。
故选A。
5.A
【详解】CD.在图像中,AB为过坐标原点的直线,气体做等圧变化,故CD错误;
AB.从B到C,根据一定质量的理想气体状态方程可得
解得
故B错误,A正确;
故选A。
6.C
【详解】AB.若从上往下看,圆盘顺时针转动,根据右手定则可知,电流方向由指向圆盘中心,则圆盘中心电势比边缘高,电流沿a到b的方向流过电阻,故AB错误;
C.若圆盘转动的角速度为,铜盘转动产生的感应电动势大小为
故C正确;
D.若圆盘转动的方向不变,角速度大小发生变化,则电流的大小发生变化,电流方向不发生变化,故D错误。
故选C。
7.A
【详解】A.由图b可知,线圈产生的感应电动势的最大值为V,周期T=0.2s,线圈产生的感应电动势的有效值
V
根据闭合电路的欧姆定律可知
A
故A正确;
B.电压表的示数
故B错误;
C.t=0.1s时刻,线圈产生的感应电动势最大,此时线圈位于与中性面垂直位置,故穿过线圈的磁通量为零,故C错误;
D.线圈转动的角速度
rad/s
线圈产生的最大感应电动势
故
= Wb
0~0.05s内,通过电阻R的电荷量为
=0.036C
故D错误
故选A。
8.A
【详解】A.若电路中电容的上板带正电,则电容器在放电,该电路中电流在增大,故A正确;
B.若电路中电容的下板带正电,则电容器在充电,电感产生的磁场在减弱,故B错误;
C.若电路中电流i正在增大,则电容器在放电,该电路中电容上的电荷量在减少,故C错误;
D.若电路中电流i正在减小,则电容器在充电,电容的下板带正电,该电路中电容器里的电场向上,故D错误。
故选A。
9.AD
【详解】A.当分子力为零的时候,分子间势能有最小值,则由图像可知,虚线为图线,实线为图线,故A正确;
B.为平衡位置,当分子间距离时,甲、乙分子间作用力F将表现为斥力,故B错误;
C.乙分子从到的过程中,分子间作用力表现为引力且逐渐增大,则加速度逐渐增大;而到的过程中,分子力仍然表现为引力,但此过程中分子力逐渐减小,到达时分子力减小为零,即加速度逐渐减小为零;到的过程中,分子力表现为斥力,且逐渐增大,即反向加速度逐渐增大,因此可知,乙分子从到的过程中,加速度a先增大,后减小,再增大,故C错误;
D.乙分子从到的过程中分子势能减小,从到的过程中,分子势能增大,因此可知,乙分子从到的过程中,分子势能先减小后增大,故D正确。
故选AD。
10.BD
【详解】A.设回旋加速器中的磁感应强度为B,半径为R,粒子的电荷量为q,质量为m,则带电粒子在回旋加速器中,根据洛伦兹力提供向心力有
可得,带电粒子的最大速度为
可知回旋加速器加速带电粒子的最大速度与回旋加速器的半径有关,与加速电压无关,选项A错误;
B.经过质谱仪的速度选择器区域的粒子速度v都相同,经过偏转磁场时击中光屏同一位置的粒子轨道半径R相同,则根据洛伦兹力提供向心力有
可得
所以不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同,选项B正确;
C.根据左手定则可判断负电荷受到的洛伦兹力方向指向N侧,所以N侧带负电荷,选项C错误;
D.经过电磁流量计的带电粒子受到洛伦兹力的作用会向前后两个金属侧面偏转,在前后两个侧面之间产生电场,当带电粒子受到的电场力与洛伦兹力相等时流量Q恒定,故有
又流量为
联立可得,前后两个金属侧面的电压为
即前后两个金属侧面的电压与a、b无关,选项D正确。
故选BD。
11.AC
【详解】AB.在磁感应强度均匀减小的过程中,根据楞次定律可知圆环有扩张的趋势以及向左运动的趋势,选项A正确,B错误;
C.圆环的电阻
感应电动势
感应电流
磁感应强度由减小到0的时间
通过圆环横截面的电量
选项C正确;
D.圆环在磁场中的部分产生的焦耳热为
选项D错误。
故选AC。
12.AD
【详解】A.升压变压器原线圈电流为
所以
故A正确;
B.输电线损耗的功率为
所以用户获得的功率为
故B错误;
C.升压变压器副线圈电压为
输电线损耗的电压为
所以降压变压器的匝数比为
故C错误;
D.若充电桩消耗的功率增大,则电源输入总功率变大,因为总电压不变,由可知升压变压器原线圈电流变大,升压变压器副线圈电流变大,则输电线上的损耗电压变大,降压变压器原线圈电压变小,则降压变压器副线圈电压也变小。故D正确。
故选AD。
13. B BC/CB
【详解】(1)[1]油酸酒精溶液没有完全展开前,油酸分子间所夹酒精分子还未溶于水,从而增大了油膜面积,当完全展开后,油酸分子间的酒精分子完全溶于水后分子间出现间隙,需要油酸分子补充进入,从而使油膜面积稍微收缩。
故选B。
(2)[2]油酸酒精溶液中,油酸的体积分数为
一滴油酸酒精溶液的体积为
则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
[3]根据油膜轮廓估算可得油膜的面积约为
可得油酸分子的直径为
(3)[4]A.计算油膜面积时应舍去不足半格的,而大于等于半格的记为一格,若舍去所有不足一格的,得到的油膜面积将偏小,从而使计算得到的油酸分子直径偏大,故A错误;
B.本实验用到了球形理想化模型,将油酸分子看成是球状的且紧密排列在一起的单分子层,故B正确;
C.实验中若油酸未完全散开则得到的油膜面积将偏小,从而导致计算得到的油酸分子直径偏大,故C正确;
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,若滴数少计了,则会使每一滴油酸酒精溶液的体积偏大,从而导致一滴油酸的体积偏大,最终使计算得到的油酸分子直径偏大,故D错误。
故选BC。
14. 45 9 7.5 30
【详解】(1)[1]由图乙电阻箱接入电路的电阻阻值为
根据欧姆定律
解得
(2)[2]灵敏电流计改装后的量程为
,
代入数据解得
(3)[3]改装后的电流表A的内阻为
由图丙可知,当温度为50时,热敏电阻阻值,由图丁根据闭合电路欧姆定律有
解得
[4]原电流计指示5mA时,则电流表A的示数为
由
解得
由图丙知此时的温度为30。
15.(1),小圆是新核X的轨迹;(2),
【详解】(1)根据质量数与电荷数守恒, 衰变方程为
粒子在磁场中做匀速圆周运动,则有
解得
由于静止的核在匀强磁场中发生衰变的过程满足动量守恒,即粒子与新核X的动量大小相等,则电荷量越大,轨道半径越小,即小圆是新核X的轨迹。
(2)衰变的过程满足动量守恒,则有
粒子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,则有
,
解得
,
则有
,
16.(1)28cm;(2)36.6cm
【详解】(1)初时刻,气体的压强为
加速时,对水银,由牛顿第二定律得
联立解得
由玻意耳定律得
解得
(2)玻璃管缓慢转动至管口水平时的压强为
由理想气体状态方程得
解得
17.(1);(2)300K;(3)36J
【详解】(1)对活塞,根据牛顿第二定律
解得
(2)根据理想气体状态方程
得
所以
(3)气体对外做功
根据热力学第一定律图木舒克市第二高级中学2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试卷
一、选题题(1-8为单选,9-12为多选,每题4分,总共48分)
1.某实验小组研究光电效应规律时,用不同频率的光照射同一光电管并记录数据,得到遏止电压与频率的关系图线如图甲所示,当采用绿色强光、绿色弱光、紫色弱光三种光照射同一光电管时,得到的光电流与电压的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为,结合图中数据可知( )
A.普朗克常量 B.光电管的极材料的逸出功为
C.光为紫色弱光 D.光为绿色强光
2.如图为氢原子的能级示意图,现有一个氢原子处于n=4的能级上,下列说法正确的是( )
A.该氢原子向低能级跃迁最多可发出6种频率的光子
B.从n=4能级跃迁到n=3能级发出的光子波长最短
C.该氢原子可以吸收E=0.32eV的光子跃迁到n=5的能级
D.使该氢原子电离至少需要吸收0.85eV的能量
3.在图乙的电路中,通入如图甲所示的交变电流。电阻R的阻值为10Ω,电表均为理想电表。下列判断正确的是( )
A.电压表的示数为10V
B.电流表的示数为2A
C.电阻R换成一个耐压值为10V的电容,不会被击穿
D.电阻R一个周期内产生的热量一定大于30J
4.下列说法正确的是( )
A.研制核武器的钚239()是由铀239()经过2次β衰变而产生
B.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变
C.20g的经过两个半衰期后,质量变为15g
D.在中子轰击下,生成Sr和Xe的核反应前后,原子核的核子总数减少
5.图示为一定质量的理想气体由状态A经过状态变为状态的图像.已知气体在状态A时的压强是.关于气体的状态,下列说法正确的是( )
A.气体在状态的压强为
B.气体在状态的压强为
C.从状态A到状态气体的压强增大
D.从状态A到状态气体的压强减小
6.法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。半径为L的铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触,磁感应强度为B,方向如图所示,下列说法正确的是( )
A.若从上往下看,圆盘顺时针转动,则圆盘中心电势比边缘要低
B.若从上往下看,圆盘顺时针转动,则电流沿b到a的方向流动
C.若圆盘转动的角速度为,铜盘转动产生的感应电动势大小为
D.若圆盘转动的方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
7.图(a)为一交流发电机示意图,线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO'沿顺时针方向匀速转动,图(b)是该发电机的电动势已随时间t按余弦规律变化的图像。已知线圈电阻为2.5Ω,定值电阻R=10Ω,电表均为理想交流电表。由此可以判定( )
A.电流表读数为0.8A
B.电压表读数为10V
C.t=0.1s时刻,穿过线圈的磁通量最大
D.0~0.05s内,通过电阻R的电荷量为0.04C
8.如图所示是某时刻LC振荡电路中振荡电流i的方向,下列对回路情况的判断正确的是( )
A.若电路中电容的上板带正电,则该电路中电流在增大
B.若电路中电容的下板带正电,则电感产生的磁场在增强
C.若电路中电流i正在增大,则该电路中电容上的电荷量也在增大
D.若电路中电流i正在减小,则该电路中电容器里的电场必定向下
9.如图,将甲分子固定于坐标原点O处,乙分子放置于r轴上距离O点很远的处,、、为r轴上的三个特殊位置,甲、乙两分子间的作用力F和分子势能随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示,现把乙分子从处由静止释放,下列说法正确的是( )
A.虚线为图线,实线为图线
B.当分子间距离时,甲、乙分子间作用力F为引力
C.乙分子从到的过程中,加速度a先减小后增大
D.乙分子从到的过程中,分子势能先减小后增大
10.磁场中的四种仪器如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与回旋加速器的电压有关
B.乙中不改变质谱仪各区域的电场磁场时击中光屏同一位置的粒子比荷相同
C.丙中自由电荷为负电荷的霍尔元件通上如图所示电流和加上如图磁场时,M侧带负电荷
D.丁中长宽高分别为a、b、c的电磁流量计加上如图所示磁场,若流量Q恒定,前后两个金属侧面的电压与a、b无关
11.用一根横截面积为、电阻率为的粗细均匀的硬质细导线做成半径为的圆环,固定在水平桌面上,为圆环的直径,在的左侧存在分强磁场,方向垂直圆环所在的平面,磁感应强度随时间的变化规律为,在磁感应强度由减小到0的过程中,下列说法正确的是( )
A.圆环有扩张的趋势 B.圆环有向右运动的趋势
C.通过圆环横截面的电量为 D.圆环在磁场中的部分产生的焦耳热为
12.绿色环保、低碳出行已经成为一种时尚,新能源汽车越来越受市民的喜爱,正在加速“驶入”百姓家,某物理老师为自家电动汽车安装充电桩的电路图如下,已知总电源的输出电压为U1= 220V,输出功率为,输电线的总电阻r =12Ω,变压器视为理想变压器,其中升压变压器的匝数比为,汽车充电桩的额定电压为50V。则下列说法中正确的有( )
A.输电线上的电流为100A
B.用户获得的功率为
C.降压变压器的匝数比为
D.若充电桩消耗的功率增大,在总电压不变的情况下,充电桩用户端获得的电压减小
二、实验题(每空2分,16分)
13.小徐同学在做“用油膜法估测分子的大小”的实验。他在1mL纯油酸中加入酒精,直至油酸酒精溶液的总体积为1000mL,接着用滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒,测得50滴油酸酒精溶液的体积为1mL。
(1)他在浅盘中装入约2cm深的水,并撒上痱子粉,接着将一滴油酸酒精溶液滴在水面上。他看到的现象是___________。
A.油膜的面积先快速扩张后慢慢趋于稳定
B.油膜的面积先扩张后又稍微收缩了一些
(2)待油酸薄膜的形状稳定后,他将玻璃板放在盘上,用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上,接着将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标系中正方形方格的边长为2cm。则每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________,根据实验数据估测出油酸分子直径约为___________m。(计算结果均保留一位有效数字)
(3)关于本实验,下列说法正确的有___________。
A.计算油膜面积时应舍去所有不足一格的方格
B.实验中我们假设油酸分子是紧挨着的没有空隙
C.实验中油酸未完全散开,会导致油酸分子直径的计算结果偏大
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,若滴数少计了,会导致油酸分子直径的计算结果偏小
14.某实验探究小组的同学用一灵敏电流计(内阻未知)和一热敏电阻制作成一热敏温度计。在实验室找到以下器材:
A.灵敏电流计G(量程为10mA,内阻约为50Ω)
B.电压表V(量程为3V,内阻约10kΩ)
C.电阻箱R1(阻值范围为0~9999Ω)
D.滑动变阻器R2(阻值范围为0~100Ω,最大电流为1.5A)
E.干电池两节(每节电动势,内阻不计)
F.热敏电阻Rt
G.开关S,导线若干
(1)该实验小组先设计如图甲所示实验电路测量灵敏电流计的内阻Rg。当电阻箱旋钮位置如图乙所示时,测得电压表示数为2.8V,灵敏电流计示数为5.6mA。则Rg=______Ω。
(2)为将灵敏电流计的量程扩大为原来的6倍,该实验小组将电阻箱与灵敏电流计并联,把灵敏电流计改装成电流表A,则应将电阻箱R1的阻值调为______Ω。
(3)已知热敏电阻Rt的说明书上给出其性能图线如图丙所示。该小组同学利用上述改装的电流表A和热敏电阻设计成实验电路如图丁所示,其中R0为保护电阻,Rt做测温探头,电源为1节干电池,把电流表的表盘刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的热敏电阻温度计。若要求原灵敏电流计G指针满偏的位置标为50,则电阻______Ω,原灵敏电流计指针在5mA处应标为______。
三、解答题
15.如图所示,匀强磁场磁感应强度为B,一静止的核在匀强磁场中发生衰变,粒子与新核运动轨迹为两个圆周,衰变过程中释放的核能全部转化为动能。
(1)写出衰变方程(新核用X表示),并判断小圆是谁的轨迹?
(2)粒子和反冲核的运动半径之比、周期之比。
16.如图所示,一根一端封闭粗细均匀足够长的细玻璃管AB开口向上竖直放置,管内用高h=25cm的水银柱封闭了一段长L=29.4cm的空气柱。已知外界大气压强为p0=75cmHg,封闭气体的温度为T1=27℃。绝对零度取-273K,g取10m/s2。则:
(1)封闭气体温度T1不变,试管以2m/s2的加速度竖直向上加速,求水银柱稳定时试管内空气柱长度;
(2)顺时针缓慢转动玻璃管至管口水平,同时使封闭气体的温度缓慢降到T3=280K,求此时试管内空气柱的长度L3(保留一位小数)。
17.如图所示,有一高为0.30m的内壁光滑的汽缸开口向上放置,其上端设有挡板,使厚度不计的绝热活塞不能离开汽缸,活塞的质量为4.0kg,横截面积为8.0。汽缸内封闭着一定质量的理想气体,开始时活塞距汽缸底部的高度为0.20m。现对汽缸加热,活塞缓慢上升,一段时间后停止加热,当封闭气体的温度达到600K时,压强变为。已知大气压强为,求
(1)气体原来的压强;
(2)气体原来的温度;
(3)若气体在整个过程中吸收的热量为48J,求气体内能的增加量。
答案第1页,共2页
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