福建省南安市侨光中学2018-2019学年高二下学期物理5月月考试卷
一、单选题
1．（2019高二下·南安月考）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）
A．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
B．查德威克用α粒子轰击 获得反冲核 ，发现了中子
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A、D项：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，AD不符合题意；
B项：查德威克用α粒子轰击铍核，产生中子和碳12原子核，B不符合题意；
C项：贝克勒尔发现天然放射性现象，由于天然放射性现象是原子核的变化，所以说明原子核有复杂结构；C符合题意。
故答案为：C
【分析】卢瑟福通过a粒子的散射实验，提出了原子的核式结构；查德威克是利用a粒子轰击铍核。
2．（2019高二下·南安月考）铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应： ，则a+b可能是( )
A． B．
C． D．
【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】根据核反应的特点可知，核反应前后质量数和电荷数都守恒，根据各选项中的数据可知，A质量数和电荷数都不守恒，B质量数不守恒，C电荷数不守恒，只有D中质量数和电荷数都守恒，D符合题意．
故答案为：D。
【分析】利用核反应过程中质量数和电荷数守恒可以选择对应的选项。
3．（2019高二下·南安月考）如图的交流电路中，若电源电动势的表达式由“ ”变为“ ”，且已知ω1<ω2，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是（ ）
A．L1、L2、L3亮度都不变 B．L1变亮、L2变暗、L3不变
C．L1变暗、L2变亮、L3不变 D．L1变暗，L2不变、L3变亮
【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】因为ω1<ω2，根据 可知f1
【分析】由于角速度变大导致频率变大；利用感抗和容抗的变化可以判别电流的变化。
4．（2019高二下·南安月考）如图1所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图2所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（ ）
A．110V B．156V C．220V D．311V
【答案】B
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】由图象可知该交变电流的周期为：
T=2×10 2s
可分两段0 0.01s和0.01 0.02S
根据有效值的定义可得： ，
解得：U=Um/2=311/2V=156V，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用焦耳定律结合周期可以求出电压的有效值。
5．（2019高二下·南安月考）关于天然放射现象，叙述不正确的是（ ）
A．若使放射性物质与其他物质发生化学反应，其半衰期不会改变
B．β衰变所释放的电子不可能是原子核外的电子电离形成的
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D．铀核（ ）衰变为铅核（ ）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A项：半衰期由元素本身决定，与元素所处物理、化学环境无关，A不符合题意；
B项：β衰变的实质是原子核的一个中子变为质子同时释放一个电子，B不符合题意；
C项：、根据α、β、γ三种射线性质可知，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，C不符合题意；
D项：根据质量数守恒得：238=206+4x，得x=8；根据电荷数守恒得：92=82+2x+y（-1），解得：y=6，即要经过8次α衰变和6次β衰变，D错误，符合题意。
故答案为：D
【分析】半衰期是原子核内部的特性和化学反应无关；衰变的电子是从核内出来的；利用核反应过程的质量数和电荷数守恒可以判别衰变的次数。
6．（2019高二下·南安月考）在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素 Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．新核为 Mg B．轨迹1是新核的径迹
C． Na发生的是α衰变 D．新核沿顺时针方向旋转
【答案】A
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A、C项：根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒，配平核反应方程式，可知衰变方程为 ，故新核是 ，A符合题意，C不符合题意；
B项：由题意，静止的 发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式 可知半径与电荷量q成反比，所以轨迹1为所释放出的粒子的轨迹，B不符合题意；
D项：根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知：新核要沿逆时针方向旋转。D不符合题意。
故答案为：A
【分析】利用速度方向相反但是洛伦兹力方向相同可以判别是衰变；利用比荷大小可以判别轨迹的半径；利用左手定则可以判别新核的运动方向。
7．（2019高二下·南安月考）如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电电线的电阻均不变，电表均为理想电表．由于用户节约用电，消耗的电功率减小，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1示数减小，电流表A1减小
B．电压表V2示数增大，电流表A2减小
C．输电线上损耗功率增大
D．用户总功率与发电厂的输出功率的比值减小
【答案】B
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】根据 得电压表V1两端的电压 不变，A不符合题意；根据 得通过电流表A1的电流 将减小，根据 得通过电流表A2的电流 将减小，降压变压器原线圈两端的电压 将增大，根据 得电压表V2两端的电压 增大，B符合题意；输电线上损耗功率 将减小，C不符合题意；用户总功率与发电厂的输出功率的比值为 ，随着 的增大而增大，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】由于用电户消耗功率变小所以电流表2的电流变小；所以会导致电流表1电流也变小，所以电线上的损耗变小所以导致输出电压变大，但是电压表1的电压由原线圈决定所以保持不变。
8．（2019高二下·南安月考）质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上是一个四分之一圆周的光滑轨道，轨道下端切线水平．质量为m的小球沿水平方向从轨道下端以初速度v0滑上小车，重力加速度为g，如图所示．已知小球不从小车上端离开小车，小球滑上小车又滑下，与小车分离时，小球与小车速度方向相反，速度大小之比等于1：3，则m?M的值为 （ ）
A．1：3 B．3：1 C．3：5 D．5：3
【答案】C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】设小球的初速度方向为正方向，由动量守恒可知： ， ，对整体有机械能守恒定律可得： ，联立解得： ，C符合题意。
故答案为：C
【分析】利用动量守恒结合机械能守恒可以求出质量之比。
9．（2019高二下·南安月考）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为 A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
【答案】C
【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. 题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10 A，则有效值为：I= =10A；由于电流表的示数为有效值，故示数I=10A，A不符合题意；
B. 线圈转动的角速度ω=2π/T=100πrad/s，B不符合题意；
C. 0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，C符合题意；
D. 0.02s时线圈位置与图示位置重合，由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】利用图像峰值可以求出有效值大小；利用周期可以求出角速度大小；利用线圈位置可以判别电流方向；利用电流大小可以判别磁通量大小及线圈位置。
二、多选题
10．（2019高二下·南安月考）如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是（ ）
A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
【答案】A,D
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势 ，感应电流 ，即感应电流 ，即感应电流大小与磁感应强度变化的快慢有关，与增加减小无关，因此答案BC不符合题意AD对。
故答案为：AD
【分析】感应电流大小和磁通量大小变化无关，只与变化的快慢有关。
11．（2019高二下·南安月考）如图电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值相同，接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光．则（ ）
A．在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗
B．在电路（a）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗
D．在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗
【答案】A,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】A、B项：在电路（a）中，断开K，由于线圈阻碍电流变小，导致S将逐渐变暗。A符合题意，B不符合题意；
C、D项：在电路（b）中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开K时，由于线圈阻碍电流变小，自感线圈中的电流流过小灯泡，导致S将变得更亮，然后逐渐变暗。C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】由于电感对于电流的阻碍作用所以会导致断开时a电路的灯泡慢慢变暗；而b电路在断开前灯泡是没有电流，断开时会有电流通过所以是先变亮后变暗。
12．（2019高二下·南安月考）某理想变压器的原、副线圈按如图所示电路连接，图中电表均为理想交流电表，且R1=R2，电键S原来闭合。现将S断开，则电压表的示数U、电流表的示数I、电阻R1上的功率P1、变压器原线圈的输入功率P的变化情况分别是（ ）
A．U增大 B．I增大 C．P1增大 D．P增大
【答案】A,C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】当S断开时，负载减少总电阻增大，原副线圈中电流都减小，B不符合题意；电流减小，R1两端电压U增大，消耗的功率P1增大，副线圈中电压不变，电流减小，输出功率减小，由输入功率等于输出功率知P减小，AC符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】断开开关会使电路中电阻变大所以会使电流都变小；但是由于负载分压变小会使电阻R1的电压变大，所以导致功率也变大，由于电流变小电压不变所以输入功率变小。
13．（2019高二下·南安月考）如图所示为氢原子的能级图。现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁。下列说法正确的是（ ）
A．这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光
B．氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
C．氢原子由n＝3跃迁到n＝2产生的光波长最长
D．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 eV
【答案】B,C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】根据 =3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子。A不符合题意。氢原子由n=3向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，最大能量为13.6-1.51eV=12.09eV，由光电效应条件可知，大于逸出功，能使逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应。B符合题意；氢原子由n=3跃迁到n=2辐射的光子能量较小，则产生的光波长最长，C符合题意。氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，D不符合题意；
故答案为：BC.
【分析】利用排列组合可以求出光的种数；利用能级的能量差可以判别频率的大小及能否发生光电效应。
14．（2019高二下·南安月考）如图，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L＝1.0 m，一端通过导线与阻值为R＝0.5 Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝1.0 kg的金属杆(如图甲)，金属杆与导轨的电阻忽略不计；匀强磁场竖直向下．用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，使杆运动．当改变拉力的大小时，相对应稳定时的速度v也会变化．已知v和F的关系如图乙．(取重力加速度g＝10 m/s2)则（ ）
A．金属杆受到的拉力与速度成正比
B．该磁场磁感应强度B为 T
C．图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小
D．导轨与金属杆之间的动摩擦因数为μ＝0.4
【答案】B,C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】设导轨与金属杆之间的动摩擦因数为μ，根据共点力的平衡条件可得：F-μmg=BIL，而 ，整理可得：F=μmg+ ；图象可知v-F图象在F方向上截距不为零，金属杆受到的拉力与速度成一次函数关系，不是正比例关系，A不符合题意；从图象上分别读出两组F、v数据，即当F=4N时，速度v=4m/s，当F=8N时，速度v=12m/s；代入上式求得B= T，μ=0.2，B符合题意D不符合题意。由此可知v=0时，F=μmg，则图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小，C符合题意；
故答案为：BC
【分析】利用平衡条件可以判别图像不是一次函数；利用坐标结合表达式可以求出电磁感应强度和动摩擦因数大小；利用速度为0可以判别阻力大小和摩擦力大小相等。
三、解答题
15．（2019高二下·南安月考）如图所示，半径为L的圆形金属框，电阻值为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的下半部处于磁场内．磁场方向与线框平面垂直，磁场随时间变化规律为B＝kt(k>0)，求：
（1）线框中感应电流的方向；
（2）线框中感应电流的大小；
【答案】（1）解：根据楞次定律，则有感应电流的方向：逆时针方向
（2）解：由法拉第电磁感应定律，则有：
那么
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）利用楞次定律可以判别感应电流的方向；
（2）利用法拉第电磁感应定律可以求出电动势和电流大小。
16．（2019高二下·南安月考）如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1
kg、mC＝2 kg.开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C发生碰撞．求
（1）A与C碰撞后瞬间A的速度大小．
（2）运动过程中因摩擦而产生的热量。
【答案】（1）解：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC， 以向右为正方向，由动量守恒定律得 mAv0=mAvA+mCvC，①
A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得
mAvA+mBv0=（mA+mB） vAB②
A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足：vAB=vC ③
联立①②③式解得：vA=2m/s
（2）解：运动过程中因摩擦而产生的热量等于A、B相互作用的过程中损失的机械能，即：
代入数据解得：Q=3J
【知识点】动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】（1）利用动量守恒结合速度相同可以求出A的速度；
（2）利用能量守恒可以求出损失的机械能。
17．（2019高二下·南安月考）在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为R，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度 绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为r.
（1）求导线框中感应电流最大值.
（2）求导线框从图示位置开始转过900的过程中通过导线框横截面的电荷量.
（3）求线框匀速转动一周产生的热量.
【答案】（1）解：线框从图甲位置开始(t=0)转过900的过程中，产生的感应电动势为：
由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：
联立以上各式解得：
同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为：
故感应电流最大值为：
（2）解：导线框从图示位置转过 过程中
联立可得：
（3）解：线框转一周产生的热量：
线框进出第3象限的过程中，回路电流为：
又
解得：
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）利用动生电动势结合欧姆定律可以求出感应电流的最大值；
（2）利用磁通量的变化量可以求出电荷量的大小；
（3）利用焦耳定律结合周期可以求出热量的大小。
18．（2019高二下·南安月考）如图甲所示，MN、PQ为间距L=1.0m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=6Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一根质量为m=0.1kg电阻为r（大小未知）的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中金属棒沿斜面下滑的距离为S=4m，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．取g=10m/s2． (sin370=0.6，sin530=0.8) 求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ；
（2）金属棒的电阻r；
（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）。
【答案】（1）解：当v=0时，a=2m/s2
.
解得：
（2）解：由图像可知： ，当金属棒达到稳定速度时
.
联立得
（3）解：当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流，此时金属棒将沿导轨做匀加速运动
.
=
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）利用牛顿第二定律结合加速度大小可以求出动摩擦因数的大小；
（2）利用平衡结合稳定速度大小可以求出电阻的大小；
（3）利用牛顿第二定律结合加速度大小可以求出磁感应强度的表达式。
福建省南安市侨光中学2018-2019学年高二下学期物理5月月考试卷
一、单选题
1．（2019高二下·南安月考）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）
A．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
B．查德威克用α粒子轰击 获得反冲核 ，发现了中子
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
2．（2019高二下·南安月考）铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应： ，则a+b可能是( )
A． B．
C． D．
3．（2019高二下·南安月考）如图的交流电路中，若电源电动势的表达式由“ ”变为“ ”，且已知ω1<ω2，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是（ ）
A．L1、L2、L3亮度都不变 B．L1变亮、L2变暗、L3不变
C．L1变暗、L2变亮、L3不变 D．L1变暗，L2不变、L3变亮
4．（2019高二下·南安月考）如图1所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图2所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（ ）
A．110V B．156V C．220V D．311V
5．（2019高二下·南安月考）关于天然放射现象，叙述不正确的是（ ）
A．若使放射性物质与其他物质发生化学反应，其半衰期不会改变
B．β衰变所释放的电子不可能是原子核外的电子电离形成的
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D．铀核（ ）衰变为铅核（ ）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变
6．（2019高二下·南安月考）在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素 Na发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．新核为 Mg B．轨迹1是新核的径迹
C． Na发生的是α衰变 D．新核沿顺时针方向旋转
7．（2019高二下·南安月考）如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电电线的电阻均不变，电表均为理想电表．由于用户节约用电，消耗的电功率减小，则下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1示数减小，电流表A1减小
B．电压表V2示数增大，电流表A2减小
C．输电线上损耗功率增大
D．用户总功率与发电厂的输出功率的比值减小
8．（2019高二下·南安月考）质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上是一个四分之一圆周的光滑轨道，轨道下端切线水平．质量为m的小球沿水平方向从轨道下端以初速度v0滑上小车，重力加速度为g，如图所示．已知小球不从小车上端离开小车，小球滑上小车又滑下，与小车分离时，小球与小车速度方向相反，速度大小之比等于1：3，则m?M的值为 （ ）
A．1：3 B．3：1 C．3：5 D．5：3
9．（2019高二下·南安月考）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是（ ）
A．电流表的示数为 A
B．线圈转动的角速度为50π rad/s
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左
二、多选题
10．（2019高二下·南安月考）如图所示，闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度随时间变化，下列说法正确的是（ ）
A．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流可能减小
B．当磁感应强度增加时，线框中的感应电流一定增大
C．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流一定增大
D．当磁感应强度减小时，线框中的感应电流可能不变
11．（2019高二下·南安月考）如图电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值相同，接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光．则（ ）
A．在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗
B．在电路（a）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗
D．在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，然后渐渐变暗
12．（2019高二下·南安月考）某理想变压器的原、副线圈按如图所示电路连接，图中电表均为理想交流电表，且R1=R2，电键S原来闭合。现将S断开，则电压表的示数U、电流表的示数I、电阻R1上的功率P1、变压器原线圈的输入功率P的变化情况分别是（ ）
A．U增大 B．I增大 C．P1增大 D．P增大
13．（2019高二下·南安月考）如图所示为氢原子的能级图。现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁。下列说法正确的是（ ）
A．这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光
B．氢原子由n＝3跃迁到n＝1产生的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
C．氢原子由n＝3跃迁到n＝2产生的光波长最长
D．这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为10.2 eV
14．（2019高二下·南安月考）如图，水平面上两根足够长的金属导轨平行固定放置，间距为L＝1.0 m，一端通过导线与阻值为R＝0.5 Ω的电阻连接；导轨上放一质量为m＝1.0 kg的金属杆(如图甲)，金属杆与导轨的电阻忽略不计；匀强磁场竖直向下．用与导轨平行的拉力F作用在金属杆上，使杆运动．当改变拉力的大小时，相对应稳定时的速度v也会变化．已知v和F的关系如图乙．(取重力加速度g＝10 m/s2)则（ ）
A．金属杆受到的拉力与速度成正比
B．该磁场磁感应强度B为 T
C．图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小
D．导轨与金属杆之间的动摩擦因数为μ＝0.4
三、解答题
15．（2019高二下·南安月考）如图所示，半径为L的圆形金属框，电阻值为R，用细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场中，金属框的下半部处于磁场内．磁场方向与线框平面垂直，磁场随时间变化规律为B＝kt(k>0)，求：
（1）线框中感应电流的方向；
（2）线框中感应电流的大小；
16．（2019高二下·南安月考）如图所示，光滑水平轨道上放置长板A(上表面粗糙)和滑块C，滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA＝2 kg、mB＝1
kg、mC＝2 kg.开始时C静止，A、B一起以v0＝5 m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动，经过一段时间，A、B再次达到共同速度一起向右运动，且恰好不再与C发生碰撞．求
（1）A与C碰撞后瞬间A的速度大小．
（2）运动过程中因摩擦而产生的热量。
17．（2019高二下·南安月考）在图甲中，直角坐标系0xy的1、3象限内有匀强磁场，第1象限内的磁感应强度大小为2B，第3象限内的磁感应强度大小为B，磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为R，圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度 绕O点在纸面内沿逆时针匀速转动，导线框回路电阻为r.
（1）求导线框中感应电流最大值.
（2）求导线框从图示位置开始转过900的过程中通过导线框横截面的电荷量.
（3）求线框匀速转动一周产生的热量.
18．（2019高二下·南安月考）如图甲所示，MN、PQ为间距L=1.0m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=6Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B0=1T．将一根质量为m=0.1kg电阻为r（大小未知）的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中金属棒沿斜面下滑的距离为S=4m，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．取g=10m/s2． (sin370=0.6，sin530=0.8) 求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ；
（2）金属棒的电阻r；
（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A、D项：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，AD不符合题意；
B项：查德威克用α粒子轰击铍核，产生中子和碳12原子核，B不符合题意；
C项：贝克勒尔发现天然放射性现象，由于天然放射性现象是原子核的变化，所以说明原子核有复杂结构；C符合题意。
故答案为：C
【分析】卢瑟福通过a粒子的散射实验，提出了原子的核式结构；查德威克是利用a粒子轰击铍核。
2．【答案】D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】根据核反应的特点可知，核反应前后质量数和电荷数都守恒，根据各选项中的数据可知，A质量数和电荷数都不守恒，B质量数不守恒，C电荷数不守恒，只有D中质量数和电荷数都守恒，D符合题意．
故答案为：D。
【分析】利用核反应过程中质量数和电荷数守恒可以选择对应的选项。
3．【答案】C
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】因为ω1<ω2，根据 可知f1
【分析】由于角速度变大导致频率变大；利用感抗和容抗的变化可以判别电流的变化。
4．【答案】B
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】由图象可知该交变电流的周期为：
T=2×10 2s
可分两段0 0.01s和0.01 0.02S
根据有效值的定义可得： ，
解得：U=Um/2=311/2V=156V，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用焦耳定律结合周期可以求出电压的有效值。
5．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A项：半衰期由元素本身决定，与元素所处物理、化学环境无关，A不符合题意；
B项：β衰变的实质是原子核的一个中子变为质子同时释放一个电子，B不符合题意；
C项：、根据α、β、γ三种射线性质可知，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，C不符合题意；
D项：根据质量数守恒得：238=206+4x，得x=8；根据电荷数守恒得：92=82+2x+y（-1），解得：y=6，即要经过8次α衰变和6次β衰变，D错误，符合题意。
故答案为：D
【分析】半衰期是原子核内部的特性和化学反应无关；衰变的电子是从核内出来的；利用核反应过程的质量数和电荷数守恒可以判别衰变的次数。
6．【答案】A
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】A、C项：根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒，配平核反应方程式，可知衰变方程为 ，故新核是 ，A符合题意，C不符合题意；
B项：由题意，静止的 发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式 可知半径与电荷量q成反比，所以轨迹1为所释放出的粒子的轨迹，B不符合题意；
D项：根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知：新核要沿逆时针方向旋转。D不符合题意。
故答案为：A
【分析】利用速度方向相反但是洛伦兹力方向相同可以判别是衰变；利用比荷大小可以判别轨迹的半径；利用左手定则可以判别新核的运动方向。
7．【答案】B
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】根据 得电压表V1两端的电压 不变，A不符合题意；根据 得通过电流表A1的电流 将减小，根据 得通过电流表A2的电流 将减小，降压变压器原线圈两端的电压 将增大，根据 得电压表V2两端的电压 增大，B符合题意；输电线上损耗功率 将减小，C不符合题意；用户总功率与发电厂的输出功率的比值为 ，随着 的增大而增大，D不符合题意．
故答案为：B
【分析】由于用电户消耗功率变小所以电流表2的电流变小；所以会导致电流表1电流也变小，所以电线上的损耗变小所以导致输出电压变大，但是电压表1的电压由原线圈决定所以保持不变。
8．【答案】C
【知识点】动量守恒定律
【解析】【解答】设小球的初速度方向为正方向，由动量守恒可知： ， ，对整体有机械能守恒定律可得： ，联立解得： ，C符合题意。
故答案为：C
【分析】利用动量守恒结合机械能守恒可以求出质量之比。
9．【答案】C
【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. 题图乙可知交流电电流的最大值是Im=10 A，则有效值为：I= =10A；由于电流表的示数为有效值，故示数I=10A，A不符合题意；
B. 线圈转动的角速度ω=2π/T=100πrad/s，B不符合题意；
C. 0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，C符合题意；
D. 0.02s时线圈位置与图示位置重合，由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】利用图像峰值可以求出有效值大小；利用周期可以求出角速度大小；利用线圈位置可以判别电流方向；利用电流大小可以判别磁通量大小及线圈位置。
10．【答案】A,D
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】根据法拉第电磁感应定律，线圈中感应电动势 ，感应电流 ，即感应电流 ，即感应电流大小与磁感应强度变化的快慢有关，与增加减小无关，因此答案BC不符合题意AD对。
故答案为：AD
【分析】感应电流大小和磁通量大小变化无关，只与变化的快慢有关。
11．【答案】A,D
【知识点】电感器与电容器对交变电流的影响
【解析】【解答】A、B项：在电路（a）中，断开K，由于线圈阻碍电流变小，导致S将逐渐变暗。A符合题意，B不符合题意；
C、D项：在电路（b）中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开K时，由于线圈阻碍电流变小，自感线圈中的电流流过小灯泡，导致S将变得更亮，然后逐渐变暗。C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】由于电感对于电流的阻碍作用所以会导致断开时a电路的灯泡慢慢变暗；而b电路在断开前灯泡是没有电流，断开时会有电流通过所以是先变亮后变暗。
12．【答案】A,C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】当S断开时，负载减少总电阻增大，原副线圈中电流都减小，B不符合题意；电流减小，R1两端电压U增大，消耗的功率P1增大，副线圈中电压不变，电流减小，输出功率减小，由输入功率等于输出功率知P减小，AC符合题意，D不符合题意。
故答案为：AC
【分析】断开开关会使电路中电阻变大所以会使电流都变小；但是由于负载分压变小会使电阻R1的电压变大，所以导致功率也变大，由于电流变小电压不变所以输入功率变小。
13．【答案】B,C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】根据 =3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子。A不符合题意。氢原子由n=3向n=1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，最大能量为13.6-1.51eV=12.09eV，由光电效应条件可知，大于逸出功，能使逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应。B符合题意；氢原子由n=3跃迁到n=2辐射的光子能量较小，则产生的光波长最长，C符合题意。氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，D不符合题意；
故答案为：BC.
【分析】利用排列组合可以求出光的种数；利用能级的能量差可以判别频率的大小及能否发生光电效应。
14．【答案】B,C
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】设导轨与金属杆之间的动摩擦因数为μ，根据共点力的平衡条件可得：F-μmg=BIL，而 ，整理可得：F=μmg+ ；图象可知v-F图象在F方向上截距不为零，金属杆受到的拉力与速度成一次函数关系，不是正比例关系，A不符合题意；从图象上分别读出两组F、v数据，即当F=4N时，速度v=4m/s，当F=8N时，速度v=12m/s；代入上式求得B= T，μ=0.2，B符合题意D不符合题意。由此可知v=0时，F=μmg，则图线在横轴的截距表示金属杆与导轨间的阻力大小，C符合题意；
故答案为：BC
【分析】利用平衡条件可以判别图像不是一次函数；利用坐标结合表达式可以求出电磁感应强度和动摩擦因数大小；利用速度为0可以判别阻力大小和摩擦力大小相等。
15．【答案】（1）解：根据楞次定律，则有感应电流的方向：逆时针方向
（2）解：由法拉第电磁感应定律，则有：
那么
【知识点】法拉第电磁感应定律
【解析】【分析】（1）利用楞次定律可以判别感应电流的方向；
（2）利用法拉第电磁感应定律可以求出电动势和电流大小。
16．【答案】（1）解：因碰撞时间极短，A与C碰撞过程动量守恒，设碰撞后瞬间A的速度大小为vA，C的速度大小为vC， 以向右为正方向，由动量守恒定律得 mAv0=mAvA+mCvC，①
A与B在摩擦力作用下达到共同速度，设共同速度为vAB，由动量守恒定律得
mAvA+mBv0=（mA+mB） vAB②
A、B达到共同速度后恰好不再与C碰撞，应满足：vAB=vC ③
联立①②③式解得：vA=2m/s
（2）解：运动过程中因摩擦而产生的热量等于A、B相互作用的过程中损失的机械能，即：
代入数据解得：Q=3J
【知识点】动量与能量的综合应用一板块模型
【解析】【分析】（1）利用动量守恒结合速度相同可以求出A的速度；
（2）利用能量守恒可以求出损失的机械能。
17．【答案】（1）解：线框从图甲位置开始(t=0)转过900的过程中，产生的感应电动势为：
由闭合电路欧姆定律得，回路电流为：
联立以上各式解得：
同理可求得线框进出第3象限的过程中，回路电流为：
故感应电流最大值为：
（2）解：导线框从图示位置转过 过程中
联立可得：
（3）解：线框转一周产生的热量：
线框进出第3象限的过程中，回路电流为：
又
解得：
【知识点】导体切割磁感线时的感应电动势
【解析】【分析】（1）利用动生电动势结合欧姆定律可以求出感应电流的最大值；
（2）利用磁通量的变化量可以求出电荷量的大小；
（3）利用焦耳定律结合周期可以求出热量的大小。
18．【答案】（1）解：当v=0时，a=2m/s2
.
解得：
（2）解：由图像可知： ，当金属棒达到稳定速度时
.
联立得
（3）解：当回路中的总磁通量不变时，金属棒中不产生感应电流，此时金属棒将沿导轨做匀加速运动
.
=
【知识点】电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】（1）利用牛顿第二定律结合加速度大小可以求出动摩擦因数的大小；
（2）利用平衡结合稳定速度大小可以求出电阻的大小；
（3）利用牛顿第二定律结合加速度大小可以求出磁感应强度的表达式。
