新疆生产建设兵团第二师八一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．下面说法中其中说法全部正确的一组是（ ）
①爱因斯坦提出了光子学说 ②密立根发现了电子
③卢瑟福发现了中子 ④卢瑟福最先发现了质子
⑤ 卢瑟福提出了原子的核式结构 ⑥贝可勒尔发现了天然放射现象
A．①②③ B．②③ ④ C．③④⑤ D．④⑤⑥
2．如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛仑兹力方向标示正确的是（）
A． B．
C． D．
3．如图所示，高考考生入场时监考老师要用金属探测器进行安检。这种手持金属探测器工作时，探测器内部的线圈通有正弦交流电，产生变化的磁场。当探测器靠近金属物体时，会引起探测器内线圈中的电流异常变化，报警器就会发出警报，则该探测器工作时（ ）
A．利用的是静电感应现象
B．利用的是磁场对金属的吸引作用
C．能准确区分金属种类
D．靠近金属，金属中会产生涡流
4．“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A．衰变方程中的X等于233
B．发生衰变
C．比的比结合能小
D．月夜的寒冷导致的半衰期变大
5．快递公司用充气的塑料袋包裹物品，一个塑料袋内气体在标准状况下体积为67.2mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积V0＝22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，则塑料袋内气体分子数为（ ）
A．1.8×1021个 B．1.8×1022个 C．1.8×1023个 D．1.8×1024个
6．研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，放射源能放出、、三种射线，两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极连接。放射源发出的射线从其上方小孔向外射出，下列说法正确的是（ ）
A．到达A板的射线穿透能力最强
B．到达B板的射线穿透能力最强
C．到达A板的射线为射线，是原子核内的中子转化为质子时放出的
D．到达B板的射线电离本领最强，可以用于治疗肿瘤
7．关于下列各图，说法正确的是（ ）
A．图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体
B．图乙中液体和管壁表现为不浸润
C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D．图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显
8．“北斗三号”采用星载氢原子钟，其精度比“北斗二号”的星载铷原子钟提高一个数量级。如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是（ ）
A．处于能级的氢原子可以辐射任意频率的光子
B．欲使处于基态的氢原子被激发，可用的光子照射
C．当氢原子从的状态跃迁到的状态时，要吸收光子
D．用能级跃迁到能级辐射出的光照射金属铂（逸出功为）时不能发生光电效应
9．（2023·全国乙卷）一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（ ）
A．图（c）是用玻璃管获得的图像
B．在铝管中下落，小磁体做匀变速运动
C．在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变
D．用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短
10．如图所示，关于带电粒子（不计重力）在以下四种仪器中运动，下列说法正确的有（ ）
A．甲图中，只要增大加速电压，粒子最终就能获得更大的动能
B．乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
C．丙图中，等离子体进入A、B极板之间后，A极板电势高于B极板电势
D．丁图中，从左侧射入的带负电粒子，若速度满足，将向上极板偏转
11．在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流（不计内阻）。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．若将电阻替换为一个电容，欲使电路安全运行，其耐压值最少为10V
D．电阻在任意三分之一个周期内产生的热量一定等于0.1J
12．（2023高二下·项城月考）如图甲所示为LC振荡电路，图甲中电流方向为电流的正方向，回路中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，电容器上极板带正电
B．在时刻，电容器带电量为0
C．在时间内，电容器在充电
D．在时间内，线圈中的磁场能在减小
13．如图所示，置于水平桌面上的汽缸导热良好，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用水平向右的外力F作用在活塞上，使其缓慢向右移动，汽缸始终静止，外界温度保持不变。在活塞被拉出汽缸前的过程中（ ）
A．气体对外界做功，吸收热量 B．气体温度降低，放出热量
C．气体压强逐渐减小，内能减小 D．气体体积逐渐增大，内能增大
14．远距离输电的原理图如图所示，发电机的输出功率为P，输电线上损失的功率为P线，变压器均为理想变压器，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
15．（2021·全国乙卷）医学治疗中常用放射性核素 产生 射线，而 是由半衰期相对较长的 衰变产生的。对于质量为 的 ，经过时间t后剩余的 质量为m，其 图线如图所示。从图中可以得到 的半衰期为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
16．汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会发热
B．导体运动的速度越大，制动力越大
C．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力
D．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小
17．（2021高二下·泰安期末）汽缸用活塞封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态 ，然后经过过程 到达状态 ，第二次经过过程 到状态 状态温度相同，如 图所示。设气体在状态 和状态 的压强分别为 和 在过程 和 中吸收的热量分别为 和 ，则（ ）
A． B． C． D．
18．如图所示，活塞质量为m，汽缸质量为M，通过弹簧吊在空中，汽缸内封住一定质量的空气，汽缸内壁与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为，则（ ）
A．汽缸内空气的压强等于
B．汽缸内空气的压强等于
C．弹簧弹力的大小为
D．内外空气对活塞的作用力大小为
19．甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处静止释放，则（ ）
A．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子力一直做正功
B．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
C．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
D．乙分子由c到d的过程中，两分子间的分子力做负功
20．根据光敏电阻特性设计的自动计数器的电路图如图所示，其中为光敏电阻，为定值电阻，电源电动势和内阻恒定，信号处理系统会实时监测两端的电压，每获得一次低电压就记数一次。下列说法正确的是（ ）
A．有光照射时的阻值比无光光照时小
B．有光照射时两端的电压比无光照射时大
C．有光照射时电源两端的电压比无光照射时小
D．有光照射时消耗的电功率比无光照射时小
三、实验题
21．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.4mL，用量筒和注射器测得1mL上述溶液有100滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸薄膜的面积是．（结果均保留两位有效数字）
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ；
（2）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m；
（3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于____
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液中含有大量酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴
四、解答题
22．一束电子（电量为e）以速度v0从磁场右边界垂直射入宽为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。电子束离开磁场时速度方向与入射速度方向成角。（忽略电子所受重力。e、v0、B、d已知）
（1）求电子在磁场中运动的轨道半径；
（2）求电子的质量；
（3）求粒子在磁场中运动时间。
23．图示为一台小型发电机示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。矩形线圈的面积为S=2.0×10-2m2，匝数N=40匝，线圈电阻r=1.0Ω，磁场的磁感应强度B=0.20T。线圈绕OO′轴以ω=100rad/s的角速度匀速转动。线圈两端外接阻值为R=9.0Ω的定值电阻和一个理想交流电压表。求：
（1）线圈中产生的感应电动势的最大值；
（2）从图示位置开始计时，写出通过电流瞬时值的表达式；
（3）交流电压表的读数。
24．在光电效应实验中，如图所示用频率为的光照射金属板K，当电压表示数减为时，灵敏电流表上才有电流出现。（普朗克常量，，电子的电量为）
（1）求该金属的逸出功；
（2）若将电路中电源正负极对调，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为时，光电子到达阳极A的最大动能为多少？
（3）若电流表的示数为，则每秒从阴极K发射出的电子个数是多少？
25．（2022高二下·岳阳期末）细长玻璃管用长为的水银柱封闭一定质量的空气，当玻璃管开口向下竖直放置时，空气柱长度为；当玻璃管水平放置时，空气柱长度为。求：
（1）大气压强为多少？（单位可用厘米水银柱即表示）
（2）玻璃管开口向上竖直放置时空气柱的长度又为多少？
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】爱因斯坦由光电效应的实验规律提出了光子学说，故①正确；汤姆逊发现了电子，故②错误；卢瑟福最先发现了质子并预言中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现中子，故③错误，④正确；卢瑟福根据粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构，故⑤正确；贝可勒尔发现了天然放射现象，故⑥正确，ABC不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据物理学史分析科学家的贡献。
2．【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】A.由左手定则可知电荷所受洛伦兹力向下，A不符合题意；
B.图电荷的运动方向与磁感应强度方向平行不受洛伦兹力，B不符合题意；
C.由左手定则可知电荷所受洛伦兹力向下，C符合题意；
D.由左手定则可知电荷所受洛伦兹力向左，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据左手定则判断电荷受到的洛伦兹力方向，电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷不受力。
3．【答案】D
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】探测器内部的线圈通有正弦交流电，产生变化的磁场。当探测器靠近金属物体时，金属中会产生涡流，会引起探测器内线圈中的电流异常变化，报警器就会发出警报，这是利用了电磁感应现象；只要是金属物体就能产生涡流，所以不能准确区分金属种类，ABC不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据题中对探测器工作时的描述确定探测器应用的物理原理。
4．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；结合能与比结合能
【解析】【解答】AB.根据质量数和电荷数守恒可知，的衰变方程为 为衰变，X=234，AB不符合题意；
C.比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，C符合题意；
D.半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据质量数和电荷数守恒分析核反应方程，确定反应类型和X的数值；根据比结合能越大越稳定分析与的比结合能大小；半衰期由自身觉得，与所处物理环境和化学环境无关。
5．【答案】A
【知识点】与阿伏加德罗常数有关的计算
【解析】【解答】塑料袋内气体分子数为，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据阿伏加德罗常数的物理含义列式求解塑料袋内气体分子数。
6．【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】AB.由图可知，A板带正电，B板带负电，射线为氦核流，带正电，将向B板偏转，且射线电离能力最强，穿透能力最弱，AB不符合题意；
C.β射线为电子流，带负电，将向A板偏转，且β射线是原子核内的中子转化为质子时放出的，其转变方程为，C符合题意；
D.射线为光子流，不带电，在电场中不会发生偏转，可以用于治疗肿瘤，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据极板的正负确定三种射线，再根据三种射线的特点分析各选项。
7．【答案】D
【知识点】分子运动速率的统计规律；气体压强的微观解释；晶体和非晶体；浸润和不浸润
【解析】【解答】A.图甲中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，A不符合题意；
B.图乙中液体和管壁接触面中的附着层中分子间表现为引力效果，可知液体和管壁表现为浸润，B不符合题意；
C.图丙中，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，可知对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，C不符合题意；
D.图丁中，微粒越小，温度越高，布朗运动越明显，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】只有单晶体才具有各项异性，非晶体和多晶体都是各向同性；根据液面形状判定是浸润现象还是不浸润现象；根据分子速率统计规律，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大；微粒越小，温度越高，布朗运动越明显。
8．【答案】B
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A.根据组合公式可知，n=3能级的大量氢原子最多可以辐射3种频率的光子，A不符合题意；
B.n=1能级与n=3能级的能量之差为12.09eV，所以可用12.09eV的光子照射使处于基态的氢原子可以被激发，B符合题意；
C.当氢原子从n=5的状态跃迁到n=3的状态时，从高能级往低能级跃迁要辐射光子，C不符合题意；
D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为12.09eV，该光子的能量大于了金属铂的逸出功6.34eV，所以去照射金属铂（逸出功为6.34eV）时能发生光电效应，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由组合公式分析n=3能级的大量氢原子最多可以辐射几种频率的光子；原子由低能级向高能级跃迁时，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差；从高能级向低能级跃迁，要辐射出光子；入射光的能量要大于金属的逸出功时，才能产生光电效应。
9．【答案】A
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；楞次定律；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A、强磁体在竖直金属管中运动时，金属管会产生涡流，所以受到电磁阻尼，强磁铁在管中加速后很快打到平衡状态，匀速下降，脉冲电流峰值不变，而在玻璃管中磁体一直做加速运动，脉冲电流峰值不断增大，A正确；
B、在铝管中，脉冲电流峰值不变，磁通量的变化率相等，强磁体做匀速直线运动，B错误；
C、在玻璃管中，脉冲电流峰值不断增大，电流不断变化，电磁阻力不断变化，C错误；
D、强磁体由静止释放，在铝管中，最终在线圈间匀速运动，玻璃管中在线圈间加速运动，故在铝管中电流第一个峰到最后一个峰的时间长，D错误。
故答案为：A。
【分析】正确理解应用法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小由磁通量的变化率决定，感应电动势的大小也反映了强磁体运动速度的大小，从而区分玻璃管和金属管中的运动情况。
10．【答案】D
【知识点】质谱仪和回旋加速器；磁流体发电机；速度选择器
【解析】【解答】A.甲图中，当粒子运动半径等于D型盒半径时，粒子具有最大速度时，有，即，此时粒子的最大动能，由此可见最大动能与加速电压无关，A不符合题意；
B.乙图中，粒子射出速度选择器后在磁场中运动有，解得，可知粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，即r越小，则粒子的比荷越大，B不符合题意；
C.丙图中，等离子体进入A、B极板之间后，由左手定则可知，正电粒子向B极板偏转，负电粒子向A极板偏转，因此A极板电势低于B极板电势，C不符合题意；
D.丁图中，带负电的粒子从左侧射入复合场中时，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子会沿直线射出，当速度满足，即洛伦兹力qvB小于电场力Eq，粒子将向上极板偏转，D符合题意。
故答案为D。
【分析】推导粒子最终能获得的最大动能的表达式，判断最大动能与加速电压的关系；推导粒子在磁场中做圆周运动的半径与粒子比荷之间的关系式，分析粒子打在胶片上的位置与比荷的关系；由左手定则判断出粒子的偏转方向，得到极板的电势高低；判断出洛伦兹力和电场力的方向，再由v与的关系分析电场力与洛伦兹力的大小关系，确定粒子的偏转方向。
11．【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A.交流电表显示的有效值，根据有效值定义可得电压表的示数为，解得U=10V，A符合题意；
B.由欧姆定律可知，电流表的示数为，B不符合题意；
C.由于由于该交流的电压最大值为，所以若将电阻R换成一个耐压值为10V的电容，会被击穿，C不符合题意；
D.由图甲可知，无法确定任意三分之一个周期内电阻R两端电压的有效值，所以无法确定电阻在任意三分之一个周期内产生的热量，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据有效值定义求出电压表的示数；由欧姆定律求出电流表示数；电容器安全工作时，交流电的最大值应该小于等于电容器的耐压值；因为无法确定电压有效值，所以无法计算热量。
12．【答案】D
【知识点】LC振荡电路分析
【解析】【解答】A．由图乙可知，0-t1过程中，电容器处于放电过程，且电流为正，即与图甲中电流方向相同，t1时刻电容器放电完毕，则电容器不带电，故A错误；
B．由图乙可知，t1-t2过程中，电容器处于充电过程，t2时刻电容器充电完成，则电容器所带电荷量不为0，故B错误；
C．由图乙可知，t2-t3过程中，电流逐渐增大，电容器处于放电过程，故C错误；
D．由图乙可知，t3-t4过程中，电流逐渐减小，电容器处于充电过程，磁场能转化为电场能，即线圈中的磁场能在减小，故D正确。
故选D。
【分析】由图乙分析出各时间段电容器是充电还是放电，结合磁场能与电场能相互转过程中能量守恒处理。
13．【答案】A
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】由题意知，活塞缓慢向右移动，气体体积V变大，故气体对外做功，W<0；又汽缸导热良好，外界温度T保持不变，故气体内能不变，；由理想气体状态方程知，气体压强逐渐减小，由热力学第一定律知，气体吸收热量，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】由气体体积的变化分析气体做功，由气体温度的变化分析气体内能，由热力学第一定律分析吸热还是放热，由理想气体状态方程分析气体参量变化。
14．【答案】D
【知识点】电能的输送；变压器的应用
【解析】【解答】A.根据理想变压器电压与匝数的关系有，A不符合题意；
B.输电线路上损耗的电压，根据输电线上电压的关系有，解得，B不符合题意；
C.输电线上损耗的功率，结合上述解得，C不符合题意；
D.发电机输出的功率为，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据理想变压器电压与匝数的公式分析；由欧姆定律分析输电线上的电流；由分析输电线损失的功率；根据理想变压器的输入功率等于输出功率分析发电机的输出功率。
15．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】半衰期定义为大量原子核其质量衰变一半所用的时间，从图中其放射性核素从 到 恰好衰变了，已知核素 到 的时间，根据半衰期的定义可知半衰期为
故答案为：C。
【分析】利用图像可以判别质量衰变一半的时间大小即半衰期的时间。
16．【答案】B,D
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A.由于导体中产生了涡流，根据可知，制动过程中，导体会发热，A不符合题意；
B.导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力越大，即制动力越大，B符合题意；
C.根据楞次定律，可知，原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即使改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，C不符合题意；
D.制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则所受安培力变小，即制动力变小，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】由电流流过导体，导体就会放热；根据法拉第电磁感应定律和安培力公式F=BIL分析制动力与导体运动速度的关系；根据楞次定律分析改变线圈中的电流方向，导体受到到安培力方向。
17．【答案】B,C
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】 图象的斜率为 ，因此 ，过程 体积变大，温度升高由热力学第一定律可知
因此
过程 温度升高，体积不变由热力学第一定律可知
因此
由于
所以
故答案为：BC。
【分析】根据图像可知ab过程发生的是等压变化，bc过程是发生的是等温变化，ca发生的是等容变化，根据气体实验定律以及热力学第一定律分析求解。
18．【答案】B,C
【知识点】共点力的平衡；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】AB.以汽缸为研究对象受力分析，由平衡条件得，解得汽缸内空气的压强等于，A不符合题意，B符合题意；
CD.以汽缸，缸内气体及活塞整体为研究对象，由平衡条件得弹簧弹力，以活塞为研究对象，由平衡条件得，则内外空气对活塞的作用力，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】分析汽缸受力，由共点力平衡条件求解汽缸内空气的压强；对汽缸，缸内气体及活塞整体，由共点力平衡条件求出弹簧弹力；对活塞受力分析，由共点力平衡条件求出内外空气对活塞的作用力。
19．【答案】A,C,D
【知识点】分子间的作用力
【解析】【解答】AB.由图知，c为平衡位置，乙分子由a到b一直受引力作用，分子力做正功，乙分子做加速运动，从b到c乙分子受到的力仍为引力，所以继续加速，A符合题意，B不符合题意；
C.乙分子在从a到c的过程中一直受到引力作用，做加速运动，而从c到d的过程中分子乙受斥力作用，做减速运动，所以达到c时速度为最大，C符合题意；
D.从c到d的过程中分子受斥力，分子力一直做负功，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】由图像分析乙分子在a、b、c、d四点受到的分子力方向，判断运动过程中分子力做功和速度的变化情况。
20．【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】AB．每当光照被挡住时，信号处理系统获得一次低电压就记数一次，此时光敏电阻两端电压较大，阻值较大；所以有光照射时光敏电阻的阻值比无光光照时小，则根据闭合电路欧姆定律可得，有光照射时两端的电压比无光照射时小，故A正确，B错误；
C．有光照射时，的阻值比无光光照时其阻值小，则外电阻总阻值比无光照射时总阻值小，则电源两端的电压比无光照射时小，故C正确；
D．有光照射时，光敏电阻的阻值比无光光照时小，则电路总电阻比无光照射时小，电路总电流比无光照射时大，定值电阻消耗的电功率比无光照射时大，故D错误。
故选AC。
【分析】根据光照影响阻值，得出两种情况下光敏电阻阻值变化，再根据欧姆定律得出电压变化，从而得出电源两端电压变化；
总电阻大，总电流小，根据电功率得出功率变化。
21．【答案】（1）
（2）
（3）D
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积；
（2）由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为；
（3）A.计算油酸分子直径的公式是是纯油酸的体积，S是油膜的面积。油酸未完全散开 ，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，A不符合题意；
B.计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，B不符合题意；
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，C不符合题意；
D.计算时把向量筒中滴入1mL油脂酒精溶液时，滴数多数了10滴，则计算得到的一滴纯油酸的体积将偏小，则d偏小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）根据浓度配比计算每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；（2）由计算分子直径；（3）计算油酸分子直径的公式是，分析所给选项对式中V和S的影响，得出实验误差。
22．【答案】（1）解：电子垂射入匀强磁场中，做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示
由几何知识可得
（2）解：电子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
（3）解：电子在匀强磁场中的运动周期为
由几何知识可得电子在磁场中运动轨迹的圆心角为
则电子的运动时间为
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）做出粒子的运动轨迹，由几何关系，求出电子在磁场中运动的轨道半径；（2）由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力求出电子的质量；（3）由粒子在磁场中运动的周期公式结合几何关系求出粒子在磁场中运动时间。
23．【答案】（1）解：线圈中产生的感应电动势的最大值为
（2）解：回路中的最大电流为
图示位置与中性面垂直，故通过电流瞬时值的表达式为
（3）解：电流的有效值为
交流电压表的读数为
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；闭合电路的欧姆定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）由 计算线圈中产生的感应电动势的最大值；（2）根据 写出瞬时值表达式；（3）交流电压表显示有效值，先求出电流的有效值，再由欧姆定律求出电压的有效值。
24．【答案】（1）解：根据光电效应方程有
根据动能定理有
联立可得该金属的逸出功为
（2）解：若将电路中电源正负极对调，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为时，设光电子到达阳极A的最大动能为，根据动能定理可得
联立解得
（3）解：若电流表的示数为，则每秒从阴极K发射出的电子个数为
【知识点】动能定理的综合应用；电流的微观表达式及其应用；光电效应
【解析】【分析】（1）根据光电效应方程和动能定理求解该金属的逸出功；（2）由动能定理分析光电子从阴极K运动到阳极A的过程，求出光电子到达阳极A的最大动能；（3）根据电流公式求出则每秒从阴极K发射出的电子个数。
25．【答案】（1）解：当玻璃管开口向下竖直放置时，气体压强为
当玻璃管水平放置时，气体压强为
设玻璃管横截面积为，根据玻意耳定律可得
联立解得大气压强为
（2）解：玻璃管开口向上竖直放置时，气体压强为
根据玻意耳定律可得
联立解得空气柱的长度为
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1） 当玻璃管开口向下竖直放置时 根据玻意耳定律得出大气压强；
（2） 玻璃管开口向上竖直放置时， 结合玻意耳定律得出空气柱的长度 。
新疆生产建设兵团第二师八一中学2022-2023学年高二下学期期末物理试题
一、单选题
1．下面说法中其中说法全部正确的一组是（ ）
①爱因斯坦提出了光子学说 ②密立根发现了电子
③卢瑟福发现了中子 ④卢瑟福最先发现了质子
⑤ 卢瑟福提出了原子的核式结构 ⑥贝可勒尔发现了天然放射现象
A．①②③ B．②③ ④ C．③④⑤ D．④⑤⑥
【答案】D
【知识点】物理学史
【解析】【解答】爱因斯坦由光电效应的实验规律提出了光子学说，故①正确；汤姆逊发现了电子，故②错误；卢瑟福最先发现了质子并预言中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现中子，故③错误，④正确；卢瑟福根据粒子散射实验现象，提出了原子的核式结构，故⑤正确；贝可勒尔发现了天然放射现象，故⑥正确，ABC不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据物理学史分析科学家的贡献。
2．如图所示，一带负电的粒子（不计重力）进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛仑兹力方向标示正确的是（）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用
【解析】【解答】A.由左手定则可知电荷所受洛伦兹力向下，A不符合题意；
B.图电荷的运动方向与磁感应强度方向平行不受洛伦兹力，B不符合题意；
C.由左手定则可知电荷所受洛伦兹力向下，C符合题意；
D.由左手定则可知电荷所受洛伦兹力向左，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据左手定则判断电荷受到的洛伦兹力方向，电荷的运动方向与磁场方向平行时，电荷不受力。
3．如图所示，高考考生入场时监考老师要用金属探测器进行安检。这种手持金属探测器工作时，探测器内部的线圈通有正弦交流电，产生变化的磁场。当探测器靠近金属物体时，会引起探测器内线圈中的电流异常变化，报警器就会发出警报，则该探测器工作时（ ）
A．利用的是静电感应现象
B．利用的是磁场对金属的吸引作用
C．能准确区分金属种类
D．靠近金属，金属中会产生涡流
【答案】D
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；电磁感应在生活中的应用
【解析】【解答】探测器内部的线圈通有正弦交流电，产生变化的磁场。当探测器靠近金属物体时，金属中会产生涡流，会引起探测器内线圈中的电流异常变化，报警器就会发出警报，这是利用了电磁感应现象；只要是金属物体就能产生涡流，所以不能准确区分金属种类，ABC不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】根据题中对探测器工作时的描述确定探测器应用的物理原理。
4．“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（ ）
A．衰变方程中的X等于233
B．发生衰变
C．比的比结合能小
D．月夜的寒冷导致的半衰期变大
【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；结合能与比结合能
【解析】【解答】AB.根据质量数和电荷数守恒可知，的衰变方程为 为衰变，X=234，AB不符合题意；
C.比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，C符合题意；
D.半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据质量数和电荷数守恒分析核反应方程，确定反应类型和X的数值；根据比结合能越大越稳定分析与的比结合能大小；半衰期由自身觉得，与所处物理环境和化学环境无关。
5．快递公司用充气的塑料袋包裹物品，一个塑料袋内气体在标准状况下体积为67.2mL，已知气体在标准状态下的摩尔体积V0＝22.4 L/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1，则塑料袋内气体分子数为（ ）
A．1.8×1021个 B．1.8×1022个 C．1.8×1023个 D．1.8×1024个
【答案】A
【知识点】与阿伏加德罗常数有关的计算
【解析】【解答】塑料袋内气体分子数为，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据阿伏加德罗常数的物理含义列式求解塑料袋内气体分子数。
6．研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，放射源能放出、、三种射线，两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极连接。放射源发出的射线从其上方小孔向外射出，下列说法正确的是（ ）
A．到达A板的射线穿透能力最强
B．到达B板的射线穿透能力最强
C．到达A板的射线为射线，是原子核内的中子转化为质子时放出的
D．到达B板的射线电离本领最强，可以用于治疗肿瘤
【答案】C
【知识点】左手定则—磁场对带电粒子的作用；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】AB.由图可知，A板带正电，B板带负电，射线为氦核流，带正电，将向B板偏转，且射线电离能力最强，穿透能力最弱，AB不符合题意；
C.β射线为电子流，带负电，将向A板偏转，且β射线是原子核内的中子转化为质子时放出的，其转变方程为，C符合题意；
D.射线为光子流，不带电，在电场中不会发生偏转，可以用于治疗肿瘤，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据极板的正负确定三种射线，再根据三种射线的特点分析各选项。
7．关于下列各图，说法正确的是（ ）
A．图甲中，实验现象说明薄板材料是非晶体
B．图乙中液体和管壁表现为不浸润
C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D．图丁中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显
【答案】D
【知识点】分子运动速率的统计规律；气体压强的微观解释；晶体和非晶体；浸润和不浸润
【解析】【解答】A.图甲中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，A不符合题意；
B.图乙中液体和管壁接触面中的附着层中分子间表现为引力效果，可知液体和管壁表现为浸润，B不符合题意；
C.图丙中，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，可知对应曲线为同一气体温度较低时的速率分布图，C不符合题意；
D.图丁中，微粒越小，温度越高，布朗运动越明显，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】只有单晶体才具有各项异性，非晶体和多晶体都是各向同性；根据液面形状判定是浸润现象还是不浸润现象；根据分子速率统计规律，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大；微粒越小，温度越高，布朗运动越明显。
8．“北斗三号”采用星载氢原子钟，其精度比“北斗二号”的星载铷原子钟提高一个数量级。如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是（ ）
A．处于能级的氢原子可以辐射任意频率的光子
B．欲使处于基态的氢原子被激发，可用的光子照射
C．当氢原子从的状态跃迁到的状态时，要吸收光子
D．用能级跃迁到能级辐射出的光照射金属铂（逸出功为）时不能发生光电效应
【答案】B
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】A.根据组合公式可知，n=3能级的大量氢原子最多可以辐射3种频率的光子，A不符合题意；
B.n=1能级与n=3能级的能量之差为12.09eV，所以可用12.09eV的光子照射使处于基态的氢原子可以被激发，B符合题意；
C.当氢原子从n=5的状态跃迁到n=3的状态时，从高能级往低能级跃迁要辐射光子，C不符合题意；
D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光的能量为12.09eV，该光子的能量大于了金属铂的逸出功6.34eV，所以去照射金属铂（逸出功为6.34eV）时能发生光电效应，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】由组合公式分析n=3能级的大量氢原子最多可以辐射几种频率的光子；原子由低能级向高能级跃迁时，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差；从高能级向低能级跃迁，要辐射出光子；入射光的能量要大于金属的逸出功时，才能产生光电效应。
9．（2023·全国乙卷）一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（ ）
A．图（c）是用玻璃管获得的图像
B．在铝管中下落，小磁体做匀变速运动
C．在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变
D．用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短
【答案】A
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；楞次定律；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的动力学问题
【解析】【解答】A、强磁体在竖直金属管中运动时，金属管会产生涡流，所以受到电磁阻尼，强磁铁在管中加速后很快打到平衡状态，匀速下降，脉冲电流峰值不变，而在玻璃管中磁体一直做加速运动，脉冲电流峰值不断增大，A正确；
B、在铝管中，脉冲电流峰值不变，磁通量的变化率相等，强磁体做匀速直线运动，B错误；
C、在玻璃管中，脉冲电流峰值不断增大，电流不断变化，电磁阻力不断变化，C错误；
D、强磁体由静止释放，在铝管中，最终在线圈间匀速运动，玻璃管中在线圈间加速运动，故在铝管中电流第一个峰到最后一个峰的时间长，D错误。
故答案为：A。
【分析】正确理解应用法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小由磁通量的变化率决定，感应电动势的大小也反映了强磁体运动速度的大小，从而区分玻璃管和金属管中的运动情况。
10．如图所示，关于带电粒子（不计重力）在以下四种仪器中运动，下列说法正确的有（ ）
A．甲图中，只要增大加速电压，粒子最终就能获得更大的动能
B．乙图中，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小
C．丙图中，等离子体进入A、B极板之间后，A极板电势高于B极板电势
D．丁图中，从左侧射入的带负电粒子，若速度满足，将向上极板偏转
【答案】D
【知识点】质谱仪和回旋加速器；磁流体发电机；速度选择器
【解析】【解答】A.甲图中，当粒子运动半径等于D型盒半径时，粒子具有最大速度时，有，即，此时粒子的最大动能，由此可见最大动能与加速电压无关，A不符合题意；
B.乙图中，粒子射出速度选择器后在磁场中运动有，解得，可知粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，即r越小，则粒子的比荷越大，B不符合题意；
C.丙图中，等离子体进入A、B极板之间后，由左手定则可知，正电粒子向B极板偏转，负电粒子向A极板偏转，因此A极板电势低于B极板电势，C不符合题意；
D.丁图中，带负电的粒子从左侧射入复合场中时，受向上的电场力和向下的洛伦兹力，当两个力平衡时，带电粒子会沿直线射出，当速度满足，即洛伦兹力qvB小于电场力Eq，粒子将向上极板偏转，D符合题意。
故答案为D。
【分析】推导粒子最终能获得的最大动能的表达式，判断最大动能与加速电压的关系；推导粒子在磁场中做圆周运动的半径与粒子比荷之间的关系式，分析粒子打在胶片上的位置与比荷的关系；由左手定则判断出粒子的偏转方向，得到极板的电势高低；判断出洛伦兹力和电场力的方向，再由v与的关系分析电场力与洛伦兹力的大小关系，确定粒子的偏转方向。
11．在图乙的电路中，电源输出如图甲所示的交变电流（不计内阻）。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．若将电阻替换为一个电容，欲使电路安全运行，其耐压值最少为10V
D．电阻在任意三分之一个周期内产生的热量一定等于0.1J
【答案】A
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A.交流电表显示的有效值，根据有效值定义可得电压表的示数为，解得U=10V，A符合题意；
B.由欧姆定律可知，电流表的示数为，B不符合题意；
C.由于由于该交流的电压最大值为，所以若将电阻R换成一个耐压值为10V的电容，会被击穿，C不符合题意；
D.由图甲可知，无法确定任意三分之一个周期内电阻R两端电压的有效值，所以无法确定电阻在任意三分之一个周期内产生的热量，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据有效值定义求出电压表的示数；由欧姆定律求出电流表示数；电容器安全工作时，交流电的最大值应该小于等于电容器的耐压值；因为无法确定电压有效值，所以无法计算热量。
12．（2023高二下·项城月考）如图甲所示为LC振荡电路，图甲中电流方向为电流的正方向，回路中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，电容器上极板带正电
B．在时刻，电容器带电量为0
C．在时间内，电容器在充电
D．在时间内，线圈中的磁场能在减小
【答案】D
【知识点】LC振荡电路分析
【解析】【解答】A．由图乙可知，0-t1过程中，电容器处于放电过程，且电流为正，即与图甲中电流方向相同，t1时刻电容器放电完毕，则电容器不带电，故A错误；
B．由图乙可知，t1-t2过程中，电容器处于充电过程，t2时刻电容器充电完成，则电容器所带电荷量不为0，故B错误；
C．由图乙可知，t2-t3过程中，电流逐渐增大，电容器处于放电过程，故C错误；
D．由图乙可知，t3-t4过程中，电流逐渐减小，电容器处于充电过程，磁场能转化为电场能，即线圈中的磁场能在减小，故D正确。
故选D。
【分析】由图乙分析出各时间段电容器是充电还是放电，结合磁场能与电场能相互转过程中能量守恒处理。
13．如图所示，置于水平桌面上的汽缸导热良好，用活塞封闭了一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。现用水平向右的外力F作用在活塞上，使其缓慢向右移动，汽缸始终静止，外界温度保持不变。在活塞被拉出汽缸前的过程中（ ）
A．气体对外界做功，吸收热量 B．气体温度降低，放出热量
C．气体压强逐渐减小，内能减小 D．气体体积逐渐增大，内能增大
【答案】A
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】由题意知，活塞缓慢向右移动，气体体积V变大，故气体对外做功，W<0；又汽缸导热良好，外界温度T保持不变，故气体内能不变，；由理想气体状态方程知，气体压强逐渐减小，由热力学第一定律知，气体吸收热量，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】由气体体积的变化分析气体做功，由气体温度的变化分析气体内能，由热力学第一定律分析吸热还是放热，由理想气体状态方程分析气体参量变化。
14．远距离输电的原理图如图所示，发电机的输出功率为P，输电线上损失的功率为P线，变压器均为理想变压器，下列关系式正确的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】电能的输送；变压器的应用
【解析】【解答】A.根据理想变压器电压与匝数的关系有，A不符合题意；
B.输电线路上损耗的电压，根据输电线上电压的关系有，解得，B不符合题意；
C.输电线上损耗的功率，结合上述解得，C不符合题意；
D.发电机输出的功率为，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据理想变压器电压与匝数的公式分析；由欧姆定律分析输电线上的电流；由分析输电线损失的功率；根据理想变压器的输入功率等于输出功率分析发电机的输出功率。
15．（2021·全国乙卷）医学治疗中常用放射性核素 产生 射线，而 是由半衰期相对较长的 衰变产生的。对于质量为 的 ，经过时间t后剩余的 质量为m，其 图线如图所示。从图中可以得到 的半衰期为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】半衰期定义为大量原子核其质量衰变一半所用的时间，从图中其放射性核素从 到 恰好衰变了，已知核素 到 的时间，根据半衰期的定义可知半衰期为
故答案为：C。
【分析】利用图像可以判别质量衰变一半的时间大小即半衰期的时间。
二、多选题
16．汽车使用的电磁制动原理示意图如图所示，当导体在固定通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（ ）
A．制动过程中，导体不会发热
B．导体运动的速度越大，制动力越大
C．改变线圈中的电流方向，导体就可获得动力
D．制动过程中导体获得的制动力逐渐减小
【答案】B,D
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A.由于导体中产生了涡流，根据可知，制动过程中，导体会发热，A不符合题意；
B.导体运动速度越大，穿过导体中回路的磁通量的变化率越大，产生的涡流越大，则所受安培力越大，即制动力越大，B符合题意；
C.根据楞次定律，可知，原磁场对涡流的安培力总是要阻碍导体的相对运动，即使改变线圈中的电流方向，导体受到的安培力仍然为阻力，C不符合题意；
D.制动过程中，导体的速度逐渐减小，穿过导体中回路的磁通量的变化率变小，产生的涡流变小，则所受安培力变小，即制动力变小，D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】由电流流过导体，导体就会放热；根据法拉第电磁感应定律和安培力公式F=BIL分析制动力与导体运动速度的关系；根据楞次定律分析改变线圈中的电流方向，导体受到到安培力方向。
17．（2021高二下·泰安期末）汽缸用活塞封闭一定量的理想气体，气体开始处于状态 ，然后经过过程 到达状态 ，第二次经过过程 到状态 状态温度相同，如 图所示。设气体在状态 和状态 的压强分别为 和 在过程 和 中吸收的热量分别为 和 ，则（ ）
A． B． C． D．
【答案】B,C
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】 图象的斜率为 ，因此 ，过程 体积变大，温度升高由热力学第一定律可知
因此
过程 温度升高，体积不变由热力学第一定律可知
因此
由于
所以
故答案为：BC。
【分析】根据图像可知ab过程发生的是等压变化，bc过程是发生的是等温变化，ca发生的是等容变化，根据气体实验定律以及热力学第一定律分析求解。
18．如图所示，活塞质量为m，汽缸质量为M，通过弹簧吊在空中，汽缸内封住一定质量的空气，汽缸内壁与活塞无摩擦，活塞截面积为S，大气压强为，则（ ）
A．汽缸内空气的压强等于
B．汽缸内空气的压强等于
C．弹簧弹力的大小为
D．内外空气对活塞的作用力大小为
【答案】B,C
【知识点】共点力的平衡；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】AB.以汽缸为研究对象受力分析，由平衡条件得，解得汽缸内空气的压强等于，A不符合题意，B符合题意；
CD.以汽缸，缸内气体及活塞整体为研究对象，由平衡条件得弹簧弹力，以活塞为研究对象，由平衡条件得，则内外空气对活塞的作用力，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】分析汽缸受力，由共点力平衡条件求解汽缸内空气的压强；对汽缸，缸内气体及活塞整体，由共点力平衡条件求出弹簧弹力；对活塞受力分析，由共点力平衡条件求出内外空气对活塞的作用力。
19．甲分子固定在坐标原点O，乙分子位于x轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图中线所示，F>0为斥力，F<0为引力。a、b、c、d为x轴上四个特定的位置。现把乙分子从a处静止释放，则（ ）
A．乙分子由a到b的过程中，两分子间的分子力一直做正功
B．乙分子由a到b做加速运动，由b到c做减速运动
C．乙分子由a到c做加速运动，到达c时速度最大
D．乙分子由c到d的过程中，两分子间的分子力做负功
【答案】A,C,D
【知识点】分子间的作用力
【解析】【解答】AB.由图知，c为平衡位置，乙分子由a到b一直受引力作用，分子力做正功，乙分子做加速运动，从b到c乙分子受到的力仍为引力，所以继续加速，A符合题意，B不符合题意；
C.乙分子在从a到c的过程中一直受到引力作用，做加速运动，而从c到d的过程中分子乙受斥力作用，做减速运动，所以达到c时速度为最大，C符合题意；
D.从c到d的过程中分子受斥力，分子力一直做负功，D符合题意。
故答案为：ACD。
【分析】由图像分析乙分子在a、b、c、d四点受到的分子力方向，判断运动过程中分子力做功和速度的变化情况。
20．根据光敏电阻特性设计的自动计数器的电路图如图所示，其中为光敏电阻，为定值电阻，电源电动势和内阻恒定，信号处理系统会实时监测两端的电压，每获得一次低电压就记数一次。下列说法正确的是（ ）
A．有光照射时的阻值比无光光照时小
B．有光照射时两端的电压比无光照射时大
C．有光照射时电源两端的电压比无光照射时小
D．有光照射时消耗的电功率比无光照射时小
【答案】A,C
【知识点】电功率和电功；电路动态分析
【解析】【解答】AB．每当光照被挡住时，信号处理系统获得一次低电压就记数一次，此时光敏电阻两端电压较大，阻值较大；所以有光照射时光敏电阻的阻值比无光光照时小，则根据闭合电路欧姆定律可得，有光照射时两端的电压比无光照射时小，故A正确，B错误；
C．有光照射时，的阻值比无光光照时其阻值小，则外电阻总阻值比无光照射时总阻值小，则电源两端的电压比无光照射时小，故C正确；
D．有光照射时，光敏电阻的阻值比无光光照时小，则电路总电阻比无光照射时小，电路总电流比无光照射时大，定值电阻消耗的电功率比无光照射时大，故D错误。
故选AC。
【分析】根据光照影响阻值，得出两种情况下光敏电阻阻值变化，再根据欧姆定律得出电压变化，从而得出电源两端电压变化；
总电阻大，总电流小，根据电功率得出功率变化。
三、实验题
21．在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.4mL，用量筒和注射器测得1mL上述溶液有100滴，用注射器把一滴该溶液滴入表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸薄膜的面积是．（结果均保留两位有效数字）
（1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 ；
（2）根据上述数据，估测出油酸分子的直径是 m；
（3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于____
A．油酸未完全散开
B．油酸酒精溶液中含有大量酒精
C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
D．在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数多数了10滴
【答案】（1）
（2）
（3）D
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积；
（2）由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为；
（3）A.计算油酸分子直径的公式是是纯油酸的体积，S是油膜的面积。油酸未完全散开 ，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，A不符合题意；
B.计算时利用的是纯油酸的体积，酒精的作用是更易于油酸平铺成单层薄膜，自身溶于水或挥发掉，使测量结果更精确，B不符合题意；
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，S将偏小，故得到的分子直径将偏大，C不符合题意；
D.计算时把向量筒中滴入1mL油脂酒精溶液时，滴数多数了10滴，则计算得到的一滴纯油酸的体积将偏小，则d偏小，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】（1）根据浓度配比计算每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积；（2）由计算分子直径；（3）计算油酸分子直径的公式是，分析所给选项对式中V和S的影响，得出实验误差。
四、解答题
22．一束电子（电量为e）以速度v0从磁场右边界垂直射入宽为d，磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示。电子束离开磁场时速度方向与入射速度方向成角。（忽略电子所受重力。e、v0、B、d已知）
（1）求电子在磁场中运动的轨道半径；
（2）求电子的质量；
（3）求粒子在磁场中运动时间。
【答案】（1）解：电子垂射入匀强磁场中，做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示
由几何知识可得
（2）解：电子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得
解得
（3）解：电子在匀强磁场中的运动周期为
由几何知识可得电子在磁场中运动轨迹的圆心角为
则电子的运动时间为
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）做出粒子的运动轨迹，由几何关系，求出电子在磁场中运动的轨道半径；（2）由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力求出电子的质量；（3）由粒子在磁场中运动的周期公式结合几何关系求出粒子在磁场中运动时间。
23．图示为一台小型发电机示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。矩形线圈的面积为S=2.0×10-2m2，匝数N=40匝，线圈电阻r=1.0Ω，磁场的磁感应强度B=0.20T。线圈绕OO′轴以ω=100rad/s的角速度匀速转动。线圈两端外接阻值为R=9.0Ω的定值电阻和一个理想交流电压表。求：
（1）线圈中产生的感应电动势的最大值；
（2）从图示位置开始计时，写出通过电流瞬时值的表达式；
（3）交流电压表的读数。
【答案】（1）解：线圈中产生的感应电动势的最大值为
（2）解：回路中的最大电流为
图示位置与中性面垂直，故通过电流瞬时值的表达式为
（3）解：电流的有效值为
交流电压表的读数为
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；闭合电路的欧姆定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）由 计算线圈中产生的感应电动势的最大值；（2）根据 写出瞬时值表达式；（3）交流电压表显示有效值，先求出电流的有效值，再由欧姆定律求出电压的有效值。
24．在光电效应实验中，如图所示用频率为的光照射金属板K，当电压表示数减为时，灵敏电流表上才有电流出现。（普朗克常量，，电子的电量为）
（1）求该金属的逸出功；
（2）若将电路中电源正负极对调，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为时，光电子到达阳极A的最大动能为多少？
（3）若电流表的示数为，则每秒从阴极K发射出的电子个数是多少？
【答案】（1）解：根据光电效应方程有
根据动能定理有
联立可得该金属的逸出功为
（2）解：若将电路中电源正负极对调，调节滑动变阻器滑片，使电压表的示数为时，设光电子到达阳极A的最大动能为，根据动能定理可得
联立解得
（3）解：若电流表的示数为，则每秒从阴极K发射出的电子个数为
【知识点】动能定理的综合应用；电流的微观表达式及其应用；光电效应
【解析】【分析】（1）根据光电效应方程和动能定理求解该金属的逸出功；（2）由动能定理分析光电子从阴极K运动到阳极A的过程，求出光电子到达阳极A的最大动能；（3）根据电流公式求出则每秒从阴极K发射出的电子个数。
25．（2022高二下·岳阳期末）细长玻璃管用长为的水银柱封闭一定质量的空气，当玻璃管开口向下竖直放置时，空气柱长度为；当玻璃管水平放置时，空气柱长度为。求：
（1）大气压强为多少？（单位可用厘米水银柱即表示）
（2）玻璃管开口向上竖直放置时空气柱的长度又为多少？
【答案】（1）解：当玻璃管开口向下竖直放置时，气体压强为
当玻璃管水平放置时，气体压强为
设玻璃管横截面积为，根据玻意耳定律可得
联立解得大气压强为
（2）解：玻璃管开口向上竖直放置时，气体压强为
根据玻意耳定律可得
联立解得空气柱的长度为
【知识点】理想气体的实验规律
【解析】【分析】（1） 当玻璃管开口向下竖直放置时 根据玻意耳定律得出大气压强；
（2） 玻璃管开口向上竖直放置时， 结合玻意耳定律得出空气柱的长度 。
