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江苏省宿迁市三年（2020-2022）高二物理下学期期末测试题题型分类汇编3-实验、解答题
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这是一份江苏省宿迁市三年（2020-2022）高二物理下学期期末测试题题型分类汇编3-实验、解答题，共33页。试卷主要包含了填空题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
江苏省宿迁市三年（2020-2022）高二物理下学期期末测试题题型分类汇编3-实验、解答题
一、填空题
1．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）释放的氢气球，在其缓慢上升过程中，体积会逐渐膨胀，达到极限体积时甚至会爆炸．假设在气球上升过程中，环境温度保持不变，则球内的气体分子单位时间内对球壁单位面积撞击的次数________(填“增加”、“减少”或“不变”)，气体分子的平均动能____ (填“增大”、“减小”或“不变”)，气体分子的速率分布情况最接近图中的____线(填“A”、“B”或“C”)．图中f(v)表示速率v处单位速率区间内的分子数百分率．
2．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图所示为氢原子的能级图，n为量子数，电子处在n＝3轨道上比处在n＝2轨道上离氢核的距离______ (选填“近”或“远”)，若氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级的过程释放出的光子恰好能使某种金属产生光电效应，该金属的逸出功是___eV；一群氢原子从n＝4能级跃迁到基态形成的谱线中有____种频率的光照射该金属不能发生光电效应．
二、实验题
3．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）某同学在“研究互感和自感现象”的实验中，设计了如图所示的装置．线圈A、变阻器R和开关S连接到干电池上，灵敏电流计甲与高阻值电阻R0串联在另一支路中；线圈B的两端接到另一个灵敏电流计乙上，两个灵敏电流计相同，零刻度居中．闭合开关S后，保持滑动变阻器R的滑片P不动，稳定后甲、乙两个灵敏电流计指针的位置如图所示．
⑴当滑片P快速地向a端滑动时，乙表指针的偏转方向是______．（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）
⑵闭合开关S，待电路稳定后再迅速断开S，甲表的偏转情况是_______，乙表的偏转情况是______．(填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”)
4．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）某物理兴趣小组利用实验探究“单摆的周期与摆长的关系”，
（1）测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径d ，则摆长为______．
（2）为提高测量结果的精确度，下列措施有利的是____．
A．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的
B．摆线要细些、伸缩性要小，并适当增加摆线长度
C．摆球偏离平衡位置的角度不能太大
D．当摆球经过最高点时开始计时，测量50次全振动的时间，算出单摆的振动周期
（3）某同学由测量数据作出图线如图所示，根据图线求出重力加速度g=____m/s2 保留3位有效数字)．
5．（2019春·江苏宿迁·高二期末）做“用油膜法估测分子的大小”实验时，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得1mL溶液有75滴，把1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在水面上．在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图，坐标中正方形小方格的边长为1cm．则:
⑴油酸膜的面积是________cm²；
⑵每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____mL；
⑶油酸分子的直径是_______m(保留一位有效数字)；
⑷若用注射器测量1mL溶液滴数时，错将75滴数成73滴，则油酸分子的直径测量值偏____ (选填“大”或“小”).
6．（2019春·江苏宿迁·高二期末）如图是研究光电效应的电路图．用频率为v的入射光照射截止频率为v0的K极板，有光电子逸出．
⑴图中电极A为光电管的_______ (填“阴极”或“阳极”);
⑵K极板的逸出功W0＝_______；逸出的光电子最大初动能EK=______; 现将电源的电极反向连接，当电流表的示数为0时，电压表的示数UC=_____.(普朗克常量为h，电子的电量为e，电路中电表均为理想电表)
7．（2020春·江苏宿迁·高二期末）用气体压强传感器探究一定质量气体在温度不变时压强与体积关系的实验装置如图所示，实验步骤如下：
A．将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机；
B．手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；
C．记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；
D．多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论。
(1)该同学对器材操作错误的步骤是_____，因为该操作会直接影响气体的_____。（选填“温度”“压强”或“体积”）
(2)某小组在一次实验过程中，环境温度明显升高，其它操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是_____。
A． B． C． D．
(3)在不同温度环境下，某小组重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是_____（选填选项的字母）。
A． B． C． D．
8．（2020春·江苏宿迁·高二期末）利用单摆测当地重力加速度的实验中，某组同学采用如图所示的实验装置；
(1)为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用_____。（用器材前的字母表示）
A．长度接近1m的细绳
B．长度为20cm左右的细绳
C．直径为1.8cm的塑料球
D．直径为1.8cm的金属球
E．最小刻度为1cm的米尺
F．最小刻度为1mm的米尺
(2)该组同学先通过测量和计算得出悬点到小球球心的距离，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。更换摆线长度L后，多次测量时间t，保证每次单摆都完成n次全振动，根据实验数据，利用计算机做出t2＿L（n次全振动所用时间t的平方＿悬点到小球球心的距离L）图线，并根据图线拟合得到方程t2=kL。由此得出当地的重力加速度g=_____。（请用所给字母表示）
(3)某同学在实验过程中，摆长L没有加上小球的半径，其它操作和计算无误，那么他得到的摆长和周期的关系实验图像可能是下列图像中的_____。
A． B． C． D．
9．（2021春·江苏宿迁·高二期末）在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题：
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为___________mL；
（2）油膜的面积为___________cm2；
（3）油酸分子的直径约为___________m；（此小题保留一位有效数字）
（4）从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是___________。
（5）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是( )
A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些
B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些
10．（2022春·江苏宿迁·高二期末）用题1图所示装置探究气体等温变化的规律。
（1）关于该实验下列说法正确的是____________。
A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B．应快速推拉柱塞
C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为题2图中的___________（选填“①”或“②”）。
（3）为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的图如题3图所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化___________。
A．一直下降 B．先上升后下降 C．先下降后上升 D．一直上升
（4）实验中若使用传感器采集数据，则柱塞与针筒间的摩擦对实验结果乘积值的影响是_________（选填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。
（5）小华同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时，用连接管将注射器的连接头和压强传感器相连，通过DIS系统测得封闭气体的压强p，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，小华同学多次推拉活塞后，记录了多组气体压强、体积数据，完成操作后，将实验数据输入计算机用软件画出了图像，下面图像可能接近小华得到的图像是___________。
A． B． C． D．
三、解答题
11．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图甲所示，面积S1=0.03m2、匝数N=100匝、电阻r=1.0Ω的圆形线圈与一个电阻R=3.0Ω相连，电压表为理想电压表．圆形线圈中心区域存在垂直于纸面的匀强磁场，圆形磁场区域面积S2=0.02m2，取如图所示的磁场方向为正方向，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．
（1）求在t=0.1s时线圈中电压表的示数及A、B两端，哪端应该与电压表标+号的接线柱（或红接线柱）连接；
（2）通过计算，在图丙中画出0~1.0s时间内线圈中感应电流随时间变化图线（取顺时针方向为电流正方向）；
（3）求0~1.0s时间内线圈中感应电流的有效值．
12．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图所示，两根足够长的金属光滑导轨 MN、PQ平行放置，导轨平面与水平面成θ=300角，间距 L=0.5m，导轨 M、P两端接有阻值 R=5Ω的电阻，质量 m =0.2kg 的金属棒 a b垂直导轨放置，金属棒 a b和导轨电阻均不计．整个装置放在磁感应强度 B =2.0T 的匀强 磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．金属棒 a b由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动 时，通过电阻 R上的电荷量 q = 2 C．（取重力加速度 g=10m/s2）
（1）金属棒 a b匀速运动时的速度大小；
（2）导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动时，这一过程中金属棒 ab沿导轨平面运动的距离 x和电阻 R中产生的热量 Q．
13．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图所示，圆柱形气缸竖直放置，质量m＝3.0kg，横截面积S＝1.0×10﹣3m2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦，不计活塞和气缸的厚度．开始时活塞距气缸底距离h1＝0.50m，此时温度T1＝300K．给气缸缓慢加热至T2，活塞上升到距离气缸底h2＝0.80m处，同时缸内气体内能增加300J，已知外界大气压P0＝1.0×105Pa，取g＝10m/s2．求：
（1）缸内气体加热后的温度T2；
（2）此过程中缸内气体吸收的热量Q．
14．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图所示，三棱镜的横截面ABC为直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，边长LAC=20cm，棱镜材料的折射率为。一束平行于底边BC的单色光从AB边上的中点O射入此棱镜，已知真空中光速为3.0×108m/s。求：
(1)通过计算判断光束能否从BC边射出；
(2)该光束从O射到BC边所用的时间。
15．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）在某次短道速滑接力赛中，质量为50kg的运动员甲以6m/s的速度在前面滑行，质量为60kg的乙以7m/s的速度从后面追上，并迅速将甲向前推出，完成接力过程．设推后乙的速度变为4m/s，方向向前，若甲、乙接力前后在同一直线上运动，不计阻力，求：
⑴接力后甲的速度大小；
⑵若甲乙运动员的接触时间为0.5s，乙对甲平均作用力的大小．
16．（2019春·江苏宿迁·高二期末）已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol-1．试求：(结果均保留两位有效数字)
⑴水分子的质量m0；
⑵一个水分子的直径d．
17．（2019春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，一定质量的理想气体，由状态A经B到状态C的变化过程，曲线AC为等温线．气体在状态A时体积为1L，(1atm=1.0×105Pa)求：
⑴气体在C状态时的体积；
⑵在此过程中气体吸收的热量Q．
18．（2019春·江苏宿迁·高二期末）冬奥会短道速滑接力比赛中，在光滑的冰面上甲运动员静止，以10m/s运动的乙运动员从后去推甲运动员，甲运动员以6m/s向前滑行，已知甲、乙运动员相互作用时间为1s，甲运动员质量m1=70kg、乙运动员质量m2=60kg，求：
⑴乙运动员的速度大小；
⑵甲、乙运动员间平均作用力的大小．
19．（2019春·江苏宿迁·高二期末）中国在“人造太阳”方面的研究取得了较大的成就，“人造太阳”被评为2018年中国十大科技成就之一、其原理是一个质量的氚核（）与一个质量的氚核（）发生核聚变，结合后生成了一个质量大小为的新核，同时放出一个质量的中子（），并释放出大小为的能量。（光的速度，结果保留3位有效数字）
（1）写出“人造太阳”轻核聚变的方程式；
（2）求该聚变释放的能量。
20．（2020春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，在远离任何天体的太空中，甲、乙两名宇航员正在离宇宙飞船一定距离的地方执行任务。某时刻甲、乙都以v0=1m/s的速率相向运动。甲和他的装备总质量为M1=100kg，乙和他的装备总质量为M2=150kg，为避免相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m=50kg的物体A推向甲，甲迅速接住A后不再松开，此后甲、乙两宇航员以相同速度“飘”向宇宙飞船。（速度均指相对宇宙飞船的速度，且两宇航员和宇宙飞船三者始终在一条直线上）
(1)求甲、乙宇航员最后共同的速度是多大；
(2)求乙宇航员以多大速度将物体A推出（相对宇宙飞船的速度）；
(3)设甲与A作用时间为t=0.5s，求甲与A的平均作用力F的大小。
21．（2020春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，内壁光滑的绝热圆柱形气缸直立在水平地面上，容积为2V0，一厚度可忽略的绝热轻活塞密封一定质量的某理想气体，在缸口处有固定卡环，使活塞不会从气缸中顶出。现活塞位于气缸中央，此时该气体温度为T0、密度为ρ，已知摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，大气压强为p0，气缸密封良好。
(1)求气缸内气体分子的总个数N；
(2)现利用电阻丝对气体缓慢加热，使活塞缓慢上升，求气体温度升高到3T0时的压强p；
(3)该气体温度升高到3T0过程中，吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的变化量ΔU。
22．（2020春·江苏宿迁·高二期末）如图甲所示，绝缘轻杆将一个N=100匝的矩形线圈固定在竖直平面内，悬点P为AB边中点。矩形线圈水平边AB=CD=5cm，竖直边AD=BC=4cm，E、F分别为AD和BC边的中点，在EF上方有一个垂直纸面的匀强磁场。矩形线圈的质量m=10g、电阻为R=1Ω，取如图所示的磁场方向为正方向，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。（已知g=10m/s2）
(1)求在t=0.1s时线圈中电流大小及AB边电流的方向；
(2)求在t=0.1s时轻杆对线圈的作用力大小；
(3)求线圈中感应电流的有效值。
23．（2020春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，两条相距L的足够长光滑平行金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，阻值为R的电阻与导轨相连，质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直于导轨放置，整个装置在垂直于斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。轻绳一端与导体棒相连，另一端跨过光滑定滑轮与一个质量也为m的物块相连，且滑轮与杆之间的轻绳与斜面保持平行，物块距离地面足够高，（导轨电阻不计，重力加速度为g）。将物块由静止释放，导体棒经过一段时间达到最大速度，求：
(1)当物块由静止释放的瞬间，导体棒MN的加速度大小；
(2)导体棒MN达到的最大速度；
(3)若导体棒MN从静止到达最大速度的过程中通过电阻R的电荷量为q，求电阻R上产生的热量。
24．（2021春·江苏宿迁·高二期末）水的密度，水的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，求：（结果保留一位有效数字）
（1）一个水分子的直径；
（2）1cm3的水中含有水分子的个数。
25．（2021春·江苏宿迁·高二期末）静止的原子核X，自发发生反应，分裂成运动的新核Y和Z，同时产生一对彼此向相反方向运动的光子，这对光子的能量均为E。已知X、Y、Z的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，求：
（1）反应放出的核能；
（2）新核Z的动能Ekz。
26．（2021春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，绝热容器中封闭一定质量的理想气体，开始时活塞距底部高度，容器内气体温度为。现给电热丝通电，经过一段时间，气体温度升高至，已知活塞质量，横截面积，大气压强，不计活塞与器壁间摩擦，求：
（1）封闭部分气体的压强；
（2）当气体温度升高至t2时，活塞距底部高度H；
（3）若整个加热过程中内能变化量为120J，气体吸收的热量Q。
27．（2021春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd绕垂直磁场方向的轴以角速度匀速转动，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线圈匝数为N，线圈电阻为r，外电路电阻为R。求：
（1）图示时刻矩形线圈中产生的瞬时感应电动势e的大小；
（2）线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）线圈由中性面位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量Q。
28．（2022春·江苏宿迁·高二期末）铜的密度，铜的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，把铜块中的铜分子看成球形，且它们紧密排列，求：（结果保留一位有效数字）
（1）一个铜分子的直径d；
（2）1的铜中含有铜分子的个数N。
29．（2022春·江苏宿迁·高二期末）如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数；用频率为的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数。
（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？
（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。
30．（2022春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，把气缸固定，活塞能无摩擦地滑动，活塞的面积为S，与气缸底部相距L，气缸和活塞导热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为和。现对活塞施加一水平拉力，使活塞缓慢向右移动距离L后停止，整个过程中水平拉力做功为W，外界大气压和温度不变，求：
（1）最终缸内气体的压强；
（2）最终活塞所受水平拉力大小F；
（3）该过程中，缸内气体吸收的热量Q
31．（2022春·江苏宿迁·高二期末）随着科技发展，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（题1图）就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看做一个理想变压器，工作原理图简化为题2图，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为n，交变电源的电压有效值恒定为U，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。
（1）若通过定值阻抗的电流为I，求锅体中感应的电动势有效值；
（2）若锅体等效电阻为R，求流过定值阻抗的电流；
（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻R为多大时发热功率最大。
参考答案：
1． （1）减小； （2）不变； （3）C；
【详解】[1]．因温度不变，则气体分子热运动的剧烈程度不变，体积增大，分子密度变小，则球内的气体分子单位时间内对球壁单位面积撞击的次数减小；
[2]．因温度不变，气体分子的平均动能不变；
[3]．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，但不是说其余少数分子的速率都小于该数值，有个别分子的速率会更大，分子速率更小的也比较少，故分子速率分布图象应为C图；
2． 远； 1.89； 1；
【详解】量子数越大，轨道半径越大，距离原子核越远，电子处在n＝3轨道上比处在n＝2轨道上离氢核的距离远；
因为氢原子由n=3跃迁到n=2的过程释放出的光子恰好能使某种金属产生光电效应，即逸出功W0=E3−E2=3.4−1.51eV=1.89eV；
从n=4跃迁到n=1、2，从n=3跃迁到n=1、2，从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于等于逸出功，则有5种频率的光子能使该金属产生光电效应．从n=4跃迁到n=3辐射的光子能量小于逸出功，只有1种频率的光不能使该金属发生光电效应．
3． 向右偏； 向左偏； 向左偏；
【详解】(1) 当滑片P快速地向a端滑动时，线圈A中电流增大，穿过线圈B的磁通量向下增大，根据楞次定律，灵敏电流计乙的电流从正极流入，根据灵敏电流计甲电流从正极流入时指针向右偏，灵敏电流计乙的指针向右偏；
(2) 断开S，由于自感作用，线圈A中电流逐渐减小，此时灵敏电流计甲的电流从负极流入，所以甲表的指针向左偏；穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律，灵敏电流计乙的电流从负极流入，灵敏电流计乙的指针向左偏；
点睛：首先明确灵敏电流计甲的电流与偏转方向键的关系；根据楞次定律判断当滑片P快速地向a端滑动时，流过灵敏电流计乙的电流方向，确定指针的偏转方向；断开S，根据自感现象，判断流过灵敏电流计甲的电流方向，确定指针的偏转方向；根据楞次定律判断流过灵敏电流计乙的电流方向，确定指针的偏转方向．
4． l + BC 9.86
【详解】（1）摆长是悬点到摆球重心间的距离，应等于L=l +；
（2）A. 为减小空气阻力对实验的影响，质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的，故A错误；
B. 为减小思议误差，摆线要细些、伸缩性要小，并适当增加摆线长度，故B正确；
C. 单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，则单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过，故C正确；
D. 为准确测量单摆周期，当摆球经过平衡位置时开始计时，以此作为计时的起点，误差较小，测多个周期的时间取平均值作为单摆的周期，故D错误；
故选BC.
（3）根据单摆的周期，可得：，l-T2图象的斜率：，解得：g=9.86m/s2。
5． 71 (70~72) 8×10-6 1×10-9 大
【详解】第一空．数油膜覆盖的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到估算出油膜的面积是，正方形的个数为71个；则油膜的面积约为：S=71×1cm×1cm=71cm2；
第二空．每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：．
第三空．把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径：．
第四空．实验过程中，错将75滴数成73滴，则计算所得的每滴油酸酒精溶液中含油酸的体积偏大，则由可知，实验测量的油酸分子的直径偏大．
6． 阳极 hv0 hv－hv0
【详解】第一空．根据电路图可知，电极A为光电管的阳极；
第二空．K极板截止频率为v0，则其逸出功为：W=hv0；
第三空．根据光电效应方程可知逸出的光电子最大初动能为：EK=hv-hv0；
第四空．将电源的电极反向连接，当电流表的示数为0时，由动能定理可得：-eUC=0-EK，电压表的示数为：UC=．
7． B 温度 C AC
【详解】（1）[1] 探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度，手握住注射器筒的空气柱部会改变气体的温度，所以操作错误的步骤是手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积。
故选B。
[2] 探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度,B操作会影响气体的温度。
（2）[3] 由理想气体状态方程
可知
对于一定量的气体，温度T越高 图像的斜率越大，ABD错误C正确。
故选C。
（3）[4]AB．由理想气体状态方程
可知
对于一定量的气体，温度T越高越大，即图像离坐标轴越远，已知，，B错误A正确；
CD．由理想气体状态方程
可知
对于一定量的气体，温度T越高 图像的斜率越大，已知，，D错误C正确。
故选AC。
8． ADF A
【详解】（1）[1]．除秒表外，在下列器材中，还应该选用：
A．长度接近1m的细绳；
D．直径为1.8cm的金属球；
F．最小刻度为1mm的米尺；
故选ADF。
（2）[2]．由单摆周期公式
其中
解得
则
解得
（3）[3]．由单摆周期公式
若摆长L没有加上小球的半径，则表达式为
则图像应该为A。
9． 2.5×10-6 35 7×10-10 先变大后变小 A
【详解】（1）[1] 一滴溶液中含纯油的体积
（2）[2] 由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为
（3）[3] 油酸分子的直径约为
（4）[4] 从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小。
（5）[5]A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由
导致所测的分子直径d偏小，A正确；
B．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的细的算的，由
导致所测的分子直径d偏大，B错误；
C．在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由
导致所测的分子直径d偏大，C错误。
故选A。
10． AD ② B 无影响 D
【详解】（1）[1]A.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，选项A正确；
B.实验时为防止气体温度变化，应慢慢推拉柱塞，选项B错误；
C.实验时为防止温度发生变化，则不能用手握注射器推拉柱塞，选项C错误；
D. 只需关注图像斜率的变化即可探究压强和体积的关系，注射器旁的刻度尺只需要刻度分布均匀即可，可以不标注单位，故D正确；
故选AD；
（2）[2]理论上
则应是一条过原点的倾斜直线，然而压缩气体时漏气，则图像的斜率减小，则应为图乙中的②；
（3）[3]根据一定质量的理想气体状态方程有pV=CT，则压强与体积的乘积越大，温度越高，由图可发现温度先上升后下降；故B正确，ACD错误；
故选B。
（4）[4]气体压强由传感器测得，体积由注射器刻度测得，均与活塞与针筒之间的摩擦无关，则柱塞与针筒间的摩擦对实验结果pV乘积值无影响。
（5）[5]当注射器内气体的体积较大时，即较小时，连接注射器和压强传感器的管中的气体可忽略不计；当注射器内气体的体积较小时，即较大时，连接注射器和压强传感器的管中的气体不可忽略不计，即若逐渐减小注射器内气体的体积，则趋近于某一常量，即图像逐渐向平行于轴方向接近，则图像应该是D；
11．（1）9V，A；（2）；（3）A；
【详解】（1）由题意可得，0-0.2s内磁感应强度均匀变化，其间产生的感应电动势恒定
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
解得：0.1s时线圈中电压表的示数U=9V
根据楞次定律，感应电流为顺时针方向，A应该与电压表标+号的接线柱（或红接线柱）连接．
（2）由图乙和闭合电路欧姆定律得
0-0.2s和0.8-1.0s内线圈中感应电流均为=3A，
0.3-0.8s内线圈的感应电流为=2A，
所以0~1.0s时间内的电流随时间变化图线如下图所示：
（3）由电流热效应
代入数据可得：线圈中的感应电流有效值I=.
点睛：根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可求电压表的电压，根据楞次定律可判断电压的正负；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可求各时间段的电流，画出电流的图像；根据电流有效值的定义可求有效值．
12．（1）5m/s（2）10m；7.5J
【详解】（1）当金属杆ab匀速运动时，对金属棒ab有
Mgsin-BIL=0
根据欧姆定律：
联立可得v=5m/s；
（2）由题意可知棒ab由静止到匀速运动时，通过电阻R上的电荷量q=2C
,其中△φ=BLx
联立可得：x=10m
在这一过程中，设棒ab安培力做功为W，由动能定理可得
电阻R上产生的焦耳热Q=-W
代入数据可得：Q=7.5J
点睛：金属杆匀速运动，受力平衡．根据欧姆定律和安培力公式可求速度；根据法拉第电磁感应定律和电量与平均电流的关系，列方程可求位移．再根据动能定理可求产生的热量．
13．（1）480k；（2）336J；
【详解】（1）气体做等压变化,根据气态方程可得
解得
T2=480K；
（2）缸内气体压强
在气体膨胀的过程中，气体对外做功为
根据热力学第一定律△U=−W0+Q
得
Q=△U+W0=336J
点睛：气体做等压变化，根据理想气体状态方程求温度；根据活塞受力平衡可求压强，在气体膨胀的过程中，气体对外做功，加热的过程中内能的变化可由热力学第一定律列方程求解得出．
14．(1)不能；(2)1.0 ×10－9s ；
【详解】(1)由折射定律，解得r ＝30°
由临界角公式＜，
得C＜60°
光线达BC边时，入射角θ＝60°＞C，将发生全反射，所以光线不能从BC边射出；
(2)在棱镜中的传播速度
由几何关系∠BDO＝∠CDE＝30°，LAC＝20 cm，
则光在介质中的路程LOD＝LOB＝cm
所用时间t ＝＝1.0 ×10－9s
15．（1）9.6m/s；（2）360N；
【详解】（1）由动量守恒定律得
；
（2）对甲应用动量定理得
16．(1)m0=3.0×10-26kg (2)d=3.9×10-10m
【详解】（1）由
得:m0=3.0×10-26kg
（2） 而
由两式可得一个水分子的直径:d=3.9×10-10m
17．(1)VC=3L (2)Q=200J
【详解】（1）状态A与状态C 的温度相同, 由
得 VC=3L
（2） ΔU=Q+W ①
气体的温度不变，ΔU=0，故 Q=－W ②
从A到B，气体体积不变，W=0，
从B到C的过程中，体积增大，气体对外做功，即： ③
由①②③式可得，在此过程中气体吸收的热量Q=200J
18．(1)3m/s (2)F=420N
【详解】（1）甲乙运动员的动量守恒，由动量守恒定律公式
得：
（2）甲运动员的动量变化：
①
对甲运动员利用动量定理：
②
由①②式可得：
F=420N
19．（1） ；（2）
【详解】（1）轻核聚变的方程式
（2）轻核聚变中质量亏损为：
轻核聚变释放的能量
20．(1)；(2)； (3)
【详解】取乙宇航员的初速度方向为正方向。
(1)设甲乙两宇航员最终以相同速度“飘”向宇宙飞船，对甲、乙宇航员及装备所构成的系统，由动量守恒定律得
代入数据解得
(2)在乙宇航员向甲推装备A的过程中，对乙宇航员和装备A，由动量守恒定律得
代入数据解得
或以甲宇航员和所接到的装备A，由动量守恒定律得
代入数据解得
(3)在甲宇航员接到装备A的过程中，以装备A为研究对象，根据动量定理得
代入数据解得
21．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)气缸内气体分子的总个数
(2)活塞到达缸口固定卡环之前压强不变，由盖—吕萨克定律得
活塞到达缸口被卡住后气体体积不变，由查理定律得
联立可得
(3)在该气体温度升高到3T0过程中，气体对外做功为
由热力学第一定律可得,此过程中气体内能的变化量为
22．(1)，方向从A指向B；(2)5.1N；(3)
【详解】(1)在0~0.2s时间内，由图乙可知其磁通量的变化率不变，由法拉第电磁感应定律得
再由闭合电路欧姆定律求得在这段时间内感应电流的大小
方向从A指向B。
(1)当t=0.1s时线圈AB边所受到的安培力为
方向竖直向下。则此时轻杆对线圈的作用力大小为
由乙图还可求出在0.2~0.5s时间内感应电流的大小
则在一个周期之内
代入数据解得线圈中感应电流的有效值为
23．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)设物块由静止释放的瞬间绳子上的拉力为F
对物块m有：
①
对导体棒MN有：
②
联立①②两式可得：
(2)当导体棒MN达到的最大速度vm时有：
①
②
联立①②两式可得：
设导体棒MN从静止到达最大速度的过程中沿导轨运动距离为x，
则通过电阻R的电荷量为
①
又由过程中的能量守恒可得：
②
联立①②两式及利用闭合电路知识可得：
24．（1）；（2）个
【详解】（1）水的摩尔体积为
设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积
将水分子视为球形，则
联立解得
（2）的水的物质的量为
其中含有的分子个数为
个
25．（1）（m1－m2－m3）c2；（2）
【详解】（1）根据爱因斯坦质能方程
反应放出的核能
（2）根据能量守恒定律新核Y、Z的总动能为
由于动量守恒可知
故可知
所以新核Z的动能
26．（1）；（2）36cm；（3）125.4J
【详解】（1）对活塞，由
得
（2）由题意得P不变，则有
即
代入数据的
H=36cm
（3）由题意得
由
得
Q=125.4J
27．（1）NBl1l2ω；（2）；（3）
【详解】（1）从线圈平面和磁场平行时开始计时，感应电动势的瞬时表达式为
e=Emcosωt=NBl1l2ωcosωt
当线圈平面与磁场方向夹角为30°时，即ωt=30°，则
e=NBl1l2ω
（2）依题意磁通量的变化量
线圈转过60°的时间为
平均感应电动势为
平均感应电流为
通过电阻R的电量为
（3）线圈中感应电动势有效值为
电流的有效值为
时间
电阻R上产生的焦耳热为
28．（1）3×10-10m；（2）8×1022个
【详解】（1）铜的摩尔体积为
设铜分子是一个挨一个紧密排列的，则一个铜分子的体积
将铜分子视为球形，则
联立解得
（2）的铜的物质的量为
其中含有的分子个数为
个
29．（1）滑动变阻器的滑片P应该向a端移动；（2）
【详解】（1）根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才能为零，可知阴极K的电势需要高于阳极A的电势，即滑动变阻器的滑片P应该向a端移动。
（2）根据光电效应方程，可得
解得
30．（1）；（2）；（3）W
【详解】（1）根据玻意耳定律可知
解得
（2）对活塞受力分析可知
解得
（3）根据热力学第一定律，气体温度不变，则内能不变，即
∆U=0
气体对外做功W，则根据
∆U=-W+Q
可知气体吸热
Q=W
31．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）阻抗Rx的电流为I，则原线圈两端电压
U1=U-IRx
根据
解得锅体中感应的电动势有效值
（2）原线圈中满足
U1′=U-I1Rx
副线圈中满足
又因为
联立解得
（3）锅体产热的功率
因此当
取得最大功率。
江苏省宿迁市三年（2020-2022）高二物理下学期期末测试题题型分类汇编3-实验、解答题
一、填空题
1．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）释放的氢气球，在其缓慢上升过程中，体积会逐渐膨胀，达到极限体积时甚至会爆炸．假设在气球上升过程中，环境温度保持不变，则球内的气体分子单位时间内对球壁单位面积撞击的次数________(填“增加”、“减少”或“不变”)，气体分子的平均动能____ (填“增大”、“减小”或“不变”)，气体分子的速率分布情况最接近图中的____线(填“A”、“B”或“C”)．图中f(v)表示速率v处单位速率区间内的分子数百分率．
2．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图所示为氢原子的能级图，n为量子数，电子处在n＝3轨道上比处在n＝2轨道上离氢核的距离______ (选填“近”或“远”)，若氢原子由n＝3能级跃迁到n＝2能级的过程释放出的光子恰好能使某种金属产生光电效应，该金属的逸出功是___eV；一群氢原子从n＝4能级跃迁到基态形成的谱线中有____种频率的光照射该金属不能发生光电效应．
二、实验题
3．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）某同学在“研究互感和自感现象”的实验中，设计了如图所示的装置．线圈A、变阻器R和开关S连接到干电池上，灵敏电流计甲与高阻值电阻R0串联在另一支路中；线圈B的两端接到另一个灵敏电流计乙上，两个灵敏电流计相同，零刻度居中．闭合开关S后，保持滑动变阻器R的滑片P不动，稳定后甲、乙两个灵敏电流计指针的位置如图所示．
⑴当滑片P快速地向a端滑动时，乙表指针的偏转方向是______．（填“向右偏”、“向左偏”或“不偏转”）
⑵闭合开关S，待电路稳定后再迅速断开S，甲表的偏转情况是_______，乙表的偏转情况是______．(填“向左偏”、“向右偏”或“不偏转”)
4．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）某物理兴趣小组利用实验探究“单摆的周期与摆长的关系”，
（1）测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径d ，则摆长为______．
（2）为提高测量结果的精确度，下列措施有利的是____．
A．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的
B．摆线要细些、伸缩性要小，并适当增加摆线长度
C．摆球偏离平衡位置的角度不能太大
D．当摆球经过最高点时开始计时，测量50次全振动的时间，算出单摆的振动周期
（3）某同学由测量数据作出图线如图所示，根据图线求出重力加速度g=____m/s2 保留3位有效数字)．
5．（2019春·江苏宿迁·高二期末）做“用油膜法估测分子的大小”实验时，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得1mL溶液有75滴，把1滴溶液滴入撒有痱子粉的浅水盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在水面上．在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图，坐标中正方形小方格的边长为1cm．则:
⑴油酸膜的面积是________cm²；
⑵每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_____mL；
⑶油酸分子的直径是_______m(保留一位有效数字)；
⑷若用注射器测量1mL溶液滴数时，错将75滴数成73滴，则油酸分子的直径测量值偏____ (选填“大”或“小”).
6．（2019春·江苏宿迁·高二期末）如图是研究光电效应的电路图．用频率为v的入射光照射截止频率为v0的K极板，有光电子逸出．
⑴图中电极A为光电管的_______ (填“阴极”或“阳极”);
⑵K极板的逸出功W0＝_______；逸出的光电子最大初动能EK=______; 现将电源的电极反向连接，当电流表的示数为0时，电压表的示数UC=_____.(普朗克常量为h，电子的电量为e，电路中电表均为理想电表)
7．（2020春·江苏宿迁·高二期末）用气体压强传感器探究一定质量气体在温度不变时压强与体积关系的实验装置如图所示，实验步骤如下：
A．将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器、数据采集器和计算机；
B．手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；
C．记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；
D．多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论。
(1)该同学对器材操作错误的步骤是_____，因为该操作会直接影响气体的_____。（选填“温度”“压强”或“体积”）
(2)某小组在一次实验过程中，环境温度明显升高，其它操作均规范，则该小组最后得到的关系图像可能是_____。
A． B． C． D．
(3)在不同温度环境下，某小组重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是_____（选填选项的字母）。
A． B． C． D．
8．（2020春·江苏宿迁·高二期末）利用单摆测当地重力加速度的实验中，某组同学采用如图所示的实验装置；
(1)为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用_____。（用器材前的字母表示）
A．长度接近1m的细绳
B．长度为20cm左右的细绳
C．直径为1.8cm的塑料球
D．直径为1.8cm的金属球
E．最小刻度为1cm的米尺
F．最小刻度为1mm的米尺
(2)该组同学先通过测量和计算得出悬点到小球球心的距离，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。更换摆线长度L后，多次测量时间t，保证每次单摆都完成n次全振动，根据实验数据，利用计算机做出t2＿L（n次全振动所用时间t的平方＿悬点到小球球心的距离L）图线，并根据图线拟合得到方程t2=kL。由此得出当地的重力加速度g=_____。（请用所给字母表示）
(3)某同学在实验过程中，摆长L没有加上小球的半径，其它操作和计算无误，那么他得到的摆长和周期的关系实验图像可能是下列图像中的_____。
A． B． C． D．
9．（2021春·江苏宿迁·高二期末）在“油膜法估测分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是0.5cm，根据以上信息，回答下列问题：
（1）1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为___________mL；
（2）油膜的面积为___________cm2；
（3）油酸分子的直径约为___________m；（此小题保留一位有效数字）
（4）从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，油膜的面积大小变化情况是___________。
（5）甲、乙、丙三位同学分别在三个实验小组做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验，但都发生了操作错误。其中会导致所测的分子直径d偏小的是( )
A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值大一些
B．乙在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器把溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，每滴油酸酒精溶液的体积比原来的小
C．丙在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些
10．（2022春·江苏宿迁·高二期末）用题1图所示装置探究气体等温变化的规律。
（1）关于该实验下列说法正确的是____________。
A．为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B．应快速推拉柱塞
C．为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞
D．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为题2图中的___________（选填“①”或“②”）。
（3）为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的图如题3图所示，究其原因，是温度发生了怎样的变化___________。
A．一直下降 B．先上升后下降 C．先下降后上升 D．一直上升
（4）实验中若使用传感器采集数据，则柱塞与针筒间的摩擦对实验结果乘积值的影响是_________（选填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。
（5）小华同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时，用连接管将注射器的连接头和压强传感器相连，通过DIS系统测得封闭气体的压强p，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，小华同学多次推拉活塞后，记录了多组气体压强、体积数据，完成操作后，将实验数据输入计算机用软件画出了图像，下面图像可能接近小华得到的图像是___________。
A． B． C． D．
三、解答题
11．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图甲所示，面积S1=0.03m2、匝数N=100匝、电阻r=1.0Ω的圆形线圈与一个电阻R=3.0Ω相连，电压表为理想电压表．圆形线圈中心区域存在垂直于纸面的匀强磁场，圆形磁场区域面积S2=0.02m2，取如图所示的磁场方向为正方向，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示．
（1）求在t=0.1s时线圈中电压表的示数及A、B两端，哪端应该与电压表标+号的接线柱（或红接线柱）连接；
（2）通过计算，在图丙中画出0~1.0s时间内线圈中感应电流随时间变化图线（取顺时针方向为电流正方向）；
（3）求0~1.0s时间内线圈中感应电流的有效值．
12．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图所示，两根足够长的金属光滑导轨 MN、PQ平行放置，导轨平面与水平面成θ=300角，间距 L=0.5m，导轨 M、P两端接有阻值 R=5Ω的电阻，质量 m =0.2kg 的金属棒 a b垂直导轨放置，金属棒 a b和导轨电阻均不计．整个装置放在磁感应强度 B =2.0T 的匀强 磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．金属棒 a b由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动 时，通过电阻 R上的电荷量 q = 2 C．（取重力加速度 g=10m/s2）
（1）金属棒 a b匀速运动时的速度大小；
（2）导体棒从静止开始下滑到刚开始匀速运动时，这一过程中金属棒 ab沿导轨平面运动的距离 x和电阻 R中产生的热量 Q．
13．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图所示，圆柱形气缸竖直放置，质量m＝3.0kg，横截面积S＝1.0×10﹣3m2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与气缸壁封闭良好，不计摩擦，不计活塞和气缸的厚度．开始时活塞距气缸底距离h1＝0.50m，此时温度T1＝300K．给气缸缓慢加热至T2，活塞上升到距离气缸底h2＝0.80m处，同时缸内气体内能增加300J，已知外界大气压P0＝1.0×105Pa，取g＝10m/s2．求：
（1）缸内气体加热后的温度T2；
（2）此过程中缸内气体吸收的热量Q．
14．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）如图所示，三棱镜的横截面ABC为直角三角形，∠A=90°，∠B=30°，边长LAC=20cm，棱镜材料的折射率为。一束平行于底边BC的单色光从AB边上的中点O射入此棱镜，已知真空中光速为3.0×108m/s。求：
(1)通过计算判断光束能否从BC边射出；
(2)该光束从O射到BC边所用的时间。
15．（2018春·江苏宿迁·高二宿迁中学期末）在某次短道速滑接力赛中，质量为50kg的运动员甲以6m/s的速度在前面滑行，质量为60kg的乙以7m/s的速度从后面追上，并迅速将甲向前推出，完成接力过程．设推后乙的速度变为4m/s，方向向前，若甲、乙接力前后在同一直线上运动，不计阻力，求：
⑴接力后甲的速度大小；
⑵若甲乙运动员的接触时间为0.5s，乙对甲平均作用力的大小．
16．（2019春·江苏宿迁·高二期末）已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3、摩尔质量M＝1.8×10-2 kg/mol，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol-1．试求：(结果均保留两位有效数字)
⑴水分子的质量m0；
⑵一个水分子的直径d．
17．（2019春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，一定质量的理想气体，由状态A经B到状态C的变化过程，曲线AC为等温线．气体在状态A时体积为1L，(1atm=1.0×105Pa)求：
⑴气体在C状态时的体积；
⑵在此过程中气体吸收的热量Q．
18．（2019春·江苏宿迁·高二期末）冬奥会短道速滑接力比赛中，在光滑的冰面上甲运动员静止，以10m/s运动的乙运动员从后去推甲运动员，甲运动员以6m/s向前滑行，已知甲、乙运动员相互作用时间为1s，甲运动员质量m1=70kg、乙运动员质量m2=60kg，求：
⑴乙运动员的速度大小；
⑵甲、乙运动员间平均作用力的大小．
19．（2019春·江苏宿迁·高二期末）中国在“人造太阳”方面的研究取得了较大的成就，“人造太阳”被评为2018年中国十大科技成就之一、其原理是一个质量的氚核（）与一个质量的氚核（）发生核聚变，结合后生成了一个质量大小为的新核，同时放出一个质量的中子（），并释放出大小为的能量。（光的速度，结果保留3位有效数字）
（1）写出“人造太阳”轻核聚变的方程式；
（2）求该聚变释放的能量。
20．（2020春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，在远离任何天体的太空中，甲、乙两名宇航员正在离宇宙飞船一定距离的地方执行任务。某时刻甲、乙都以v0=1m/s的速率相向运动。甲和他的装备总质量为M1=100kg，乙和他的装备总质量为M2=150kg，为避免相撞，乙从自己的装备中取出一质量为m=50kg的物体A推向甲，甲迅速接住A后不再松开，此后甲、乙两宇航员以相同速度“飘”向宇宙飞船。（速度均指相对宇宙飞船的速度，且两宇航员和宇宙飞船三者始终在一条直线上）
(1)求甲、乙宇航员最后共同的速度是多大；
(2)求乙宇航员以多大速度将物体A推出（相对宇宙飞船的速度）；
(3)设甲与A作用时间为t=0.5s，求甲与A的平均作用力F的大小。
21．（2020春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，内壁光滑的绝热圆柱形气缸直立在水平地面上，容积为2V0，一厚度可忽略的绝热轻活塞密封一定质量的某理想气体，在缸口处有固定卡环，使活塞不会从气缸中顶出。现活塞位于气缸中央，此时该气体温度为T0、密度为ρ，已知摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，大气压强为p0，气缸密封良好。
(1)求气缸内气体分子的总个数N；
(2)现利用电阻丝对气体缓慢加热，使活塞缓慢上升，求气体温度升高到3T0时的压强p；
(3)该气体温度升高到3T0过程中，吸收的热量为Q，求此过程中气体内能的变化量ΔU。
22．（2020春·江苏宿迁·高二期末）如图甲所示，绝缘轻杆将一个N=100匝的矩形线圈固定在竖直平面内，悬点P为AB边中点。矩形线圈水平边AB=CD=5cm，竖直边AD=BC=4cm，E、F分别为AD和BC边的中点，在EF上方有一个垂直纸面的匀强磁场。矩形线圈的质量m=10g、电阻为R=1Ω，取如图所示的磁场方向为正方向，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。（已知g=10m/s2）
(1)求在t=0.1s时线圈中电流大小及AB边电流的方向；
(2)求在t=0.1s时轻杆对线圈的作用力大小；
(3)求线圈中感应电流的有效值。
23．（2020春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，两条相距L的足够长光滑平行金属导轨固定在倾角为的绝缘斜面上，阻值为R的电阻与导轨相连，质量为m、电阻为r的导体棒MN垂直于导轨放置，整个装置在垂直于斜面向下的匀强磁场中，磁感应强度的大小为B。轻绳一端与导体棒相连，另一端跨过光滑定滑轮与一个质量也为m的物块相连，且滑轮与杆之间的轻绳与斜面保持平行，物块距离地面足够高，（导轨电阻不计，重力加速度为g）。将物块由静止释放，导体棒经过一段时间达到最大速度，求：
(1)当物块由静止释放的瞬间，导体棒MN的加速度大小；
(2)导体棒MN达到的最大速度；
(3)若导体棒MN从静止到达最大速度的过程中通过电阻R的电荷量为q，求电阻R上产生的热量。
24．（2021春·江苏宿迁·高二期末）水的密度，水的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，求：（结果保留一位有效数字）
（1）一个水分子的直径；
（2）1cm3的水中含有水分子的个数。
25．（2021春·江苏宿迁·高二期末）静止的原子核X，自发发生反应，分裂成运动的新核Y和Z，同时产生一对彼此向相反方向运动的光子，这对光子的能量均为E。已知X、Y、Z的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，求：
（1）反应放出的核能；
（2）新核Z的动能Ekz。
26．（2021春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，绝热容器中封闭一定质量的理想气体，开始时活塞距底部高度，容器内气体温度为。现给电热丝通电，经过一段时间，气体温度升高至，已知活塞质量，横截面积，大气压强，不计活塞与器壁间摩擦，求：
（1）封闭部分气体的压强；
（2）当气体温度升高至t2时，活塞距底部高度H；
（3）若整个加热过程中内能变化量为120J，气体吸收的热量Q。
27．（2021春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd绕垂直磁场方向的轴以角速度匀速转动，其中ab边长为l1，bc边长为l2，线圈匝数为N，线圈电阻为r，外电路电阻为R。求：
（1）图示时刻矩形线圈中产生的瞬时感应电动势e的大小；
（2）线圈由图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）线圈由中性面位置转过的过程中，电阻R上所产生的热量Q。
28．（2022春·江苏宿迁·高二期末）铜的密度，铜的摩尔质量，阿伏伽德罗常数，把铜块中的铜分子看成球形，且它们紧密排列，求：（结果保留一位有效数字）
（1）一个铜分子的直径d；
（2）1的铜中含有铜分子的个数N。
29．（2022春·江苏宿迁·高二期末）如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数；用频率为的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数。
（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？
（2）已知电子的电荷量为e，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。
30．（2022春·江苏宿迁·高二期末）如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在气缸中，把气缸固定，活塞能无摩擦地滑动，活塞的面积为S，与气缸底部相距L，气缸和活塞导热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为和。现对活塞施加一水平拉力，使活塞缓慢向右移动距离L后停止，整个过程中水平拉力做功为W，外界大气压和温度不变，求：
（1）最终缸内气体的压强；
（2）最终活塞所受水平拉力大小F；
（3）该过程中，缸内气体吸收的热量Q
31．（2022春·江苏宿迁·高二期末）随着科技发展，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉（题1图）就是一次炊具革命——发热主体就是锅自己。电磁炉可以看做一个理想变压器，工作原理图简化为题2图，炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生涡流来加热食物。原、副线圈的匝数比为n，交变电源的电压有效值恒定为U，炉盘中配有定值阻抗（相当于定值电阻），锅体回路中的电阻相当于负载。
（1）若通过定值阻抗的电流为I，求锅体中感应的电动势有效值；
（2）若锅体等效电阻为R，求流过定值阻抗的电流；
（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，求锅体等效电阻R为多大时发热功率最大。
参考答案：
1． （1）减小； （2）不变； （3）C；
【详解】[1]．因温度不变，则气体分子热运动的剧烈程度不变，体积增大，分子密度变小，则球内的气体分子单位时间内对球壁单位面积撞击的次数减小；
[2]．因温度不变，气体分子的平均动能不变；
[3]．在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，但不是说其余少数分子的速率都小于该数值，有个别分子的速率会更大，分子速率更小的也比较少，故分子速率分布图象应为C图；
2． 远； 1.89； 1；
【详解】量子数越大，轨道半径越大，距离原子核越远，电子处在n＝3轨道上比处在n＝2轨道上离氢核的距离远；
因为氢原子由n=3跃迁到n=2的过程释放出的光子恰好能使某种金属产生光电效应，即逸出功W0=E3−E2=3.4−1.51eV=1.89eV；
从n=4跃迁到n=1、2，从n=3跃迁到n=1、2，从n=2跃迁到n=1辐射的光子能量大于等于逸出功，则有5种频率的光子能使该金属产生光电效应．从n=4跃迁到n=3辐射的光子能量小于逸出功，只有1种频率的光不能使该金属发生光电效应．
3． 向右偏； 向左偏； 向左偏；
【详解】(1) 当滑片P快速地向a端滑动时，线圈A中电流增大，穿过线圈B的磁通量向下增大，根据楞次定律，灵敏电流计乙的电流从正极流入，根据灵敏电流计甲电流从正极流入时指针向右偏，灵敏电流计乙的指针向右偏；
(2) 断开S，由于自感作用，线圈A中电流逐渐减小，此时灵敏电流计甲的电流从负极流入，所以甲表的指针向左偏；穿过线圈B的磁通量向下减小，根据楞次定律，灵敏电流计乙的电流从负极流入，灵敏电流计乙的指针向左偏；
点睛：首先明确灵敏电流计甲的电流与偏转方向键的关系；根据楞次定律判断当滑片P快速地向a端滑动时，流过灵敏电流计乙的电流方向，确定指针的偏转方向；断开S，根据自感现象，判断流过灵敏电流计甲的电流方向，确定指针的偏转方向；根据楞次定律判断流过灵敏电流计乙的电流方向，确定指针的偏转方向．
4． l + BC 9.86
【详解】（1）摆长是悬点到摆球重心间的距离，应等于L=l +；
（2）A. 为减小空气阻力对实验的影响，质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的，故A错误；
B. 为减小思议误差，摆线要细些、伸缩性要小，并适当增加摆线长度，故B正确；
C. 单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，则单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过，故C正确；
D. 为准确测量单摆周期，当摆球经过平衡位置时开始计时，以此作为计时的起点，误差较小，测多个周期的时间取平均值作为单摆的周期，故D错误；
故选BC.
（3）根据单摆的周期，可得：，l-T2图象的斜率：，解得：g=9.86m/s2。
5． 71 (70~72) 8×10-6 1×10-9 大
【详解】第一空．数油膜覆盖的正方形格数，大于半格的算一格，小于半格的舍去，得到估算出油膜的面积是，正方形的个数为71个；则油膜的面积约为：S=71×1cm×1cm=71cm2；
第二空．每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：．
第三空．把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径：．
第四空．实验过程中，错将75滴数成73滴，则计算所得的每滴油酸酒精溶液中含油酸的体积偏大，则由可知，实验测量的油酸分子的直径偏大．
6． 阳极 hv0 hv－hv0
【详解】第一空．根据电路图可知，电极A为光电管的阳极；
第二空．K极板截止频率为v0，则其逸出功为：W=hv0；
第三空．根据光电效应方程可知逸出的光电子最大初动能为：EK=hv-hv0；
第四空．将电源的电极反向连接，当电流表的示数为0时，由动能定理可得：-eUC=0-EK，电压表的示数为：UC=．
7． B 温度 C AC
【详解】（1）[1] 探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度，手握住注射器筒的空气柱部会改变气体的温度，所以操作错误的步骤是手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积。
故选B。
[2] 探究气体等温变化的规律，需要保持不变的量是气体的质量和温度,B操作会影响气体的温度。
（2）[3] 由理想气体状态方程
可知
对于一定量的气体，温度T越高 图像的斜率越大，ABD错误C正确。
故选C。
（3）[4]AB．由理想气体状态方程
可知
对于一定量的气体，温度T越高越大，即图像离坐标轴越远，已知，，B错误A正确；
CD．由理想气体状态方程
可知
对于一定量的气体，温度T越高 图像的斜率越大，已知，，D错误C正确。
故选AC。
8． ADF A
【详解】（1）[1]．除秒表外，在下列器材中，还应该选用：
A．长度接近1m的细绳；
D．直径为1.8cm的金属球；
F．最小刻度为1mm的米尺；
故选ADF。
（2）[2]．由单摆周期公式
其中
解得
则
解得
（3）[3]．由单摆周期公式
若摆长L没有加上小球的半径，则表达式为
则图像应该为A。
9． 2.5×10-6 35 7×10-10 先变大后变小 A
【详解】（1）[1] 一滴溶液中含纯油的体积
（2）[2] 由图示油膜可知，油膜所占坐标纸的格数约140个，油膜的面积为
（3）[3] 油酸分子的直径约为
（4）[4] 从油酸酒精溶液滴入浅盘到油膜稳定过程中，由于酒精的挥发，油膜的面积大小变化情况是先变大后变小。
（5）[5]A．甲同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒少了一点，导致油酸浓度比计算值大了一些，算出的一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积比实际值小，由
导致所测的分子直径d偏小，A正确；
B．丙同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的细，一滴油酸酒精溶液的实际体积变小，一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积变小，对应的油膜面积S变小，但体积V还是按原来的细的算的，由
导致所测的分子直径d偏大，B错误；
C．在计算油膜面积时，把凡是不足一格的油膜都不计，导致计算的面积比实际面积小一些，由
导致所测的分子直径d偏大，C错误。
故选A。
10． AD ② B 无影响 D
【详解】（1）[1]A.为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，选项A正确；
B.实验时为防止气体温度变化，应慢慢推拉柱塞，选项B错误；
C.实验时为防止温度发生变化，则不能用手握注射器推拉柱塞，选项C错误；
D. 只需关注图像斜率的变化即可探究压强和体积的关系，注射器旁的刻度尺只需要刻度分布均匀即可，可以不标注单位，故D正确；
故选AD；
（2）[2]理论上
则应是一条过原点的倾斜直线，然而压缩气体时漏气，则图像的斜率减小，则应为图乙中的②；
（3）[3]根据一定质量的理想气体状态方程有pV=CT，则压强与体积的乘积越大，温度越高，由图可发现温度先上升后下降；故B正确，ACD错误；
故选B。
（4）[4]气体压强由传感器测得，体积由注射器刻度测得，均与活塞与针筒之间的摩擦无关，则柱塞与针筒间的摩擦对实验结果pV乘积值无影响。
（5）[5]当注射器内气体的体积较大时，即较小时，连接注射器和压强传感器的管中的气体可忽略不计；当注射器内气体的体积较小时，即较大时，连接注射器和压强传感器的管中的气体不可忽略不计，即若逐渐减小注射器内气体的体积，则趋近于某一常量，即图像逐渐向平行于轴方向接近，则图像应该是D；
11．（1）9V，A；（2）；（3）A；
【详解】（1）由题意可得，0-0.2s内磁感应强度均匀变化，其间产生的感应电动势恒定
根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
解得：0.1s时线圈中电压表的示数U=9V
根据楞次定律，感应电流为顺时针方向，A应该与电压表标+号的接线柱（或红接线柱）连接．
（2）由图乙和闭合电路欧姆定律得
0-0.2s和0.8-1.0s内线圈中感应电流均为=3A，
0.3-0.8s内线圈的感应电流为=2A，
所以0~1.0s时间内的电流随时间变化图线如下图所示：
（3）由电流热效应
代入数据可得：线圈中的感应电流有效值I=.
点睛：根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可求电压表的电压，根据楞次定律可判断电压的正负；根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律可求各时间段的电流，画出电流的图像；根据电流有效值的定义可求有效值．
12．（1）5m/s（2）10m；7.5J
【详解】（1）当金属杆ab匀速运动时，对金属棒ab有
Mgsin-BIL=0
根据欧姆定律：
联立可得v=5m/s；
（2）由题意可知棒ab由静止到匀速运动时，通过电阻R上的电荷量q=2C
,其中△φ=BLx
联立可得：x=10m
在这一过程中，设棒ab安培力做功为W，由动能定理可得
电阻R上产生的焦耳热Q=-W
代入数据可得：Q=7.5J
点睛：金属杆匀速运动，受力平衡．根据欧姆定律和安培力公式可求速度；根据法拉第电磁感应定律和电量与平均电流的关系，列方程可求位移．再根据动能定理可求产生的热量．
13．（1）480k；（2）336J；
【详解】（1）气体做等压变化,根据气态方程可得
解得
T2=480K；
（2）缸内气体压强
在气体膨胀的过程中，气体对外做功为
根据热力学第一定律△U=−W0+Q
得
Q=△U+W0=336J
点睛：气体做等压变化，根据理想气体状态方程求温度；根据活塞受力平衡可求压强，在气体膨胀的过程中，气体对外做功，加热的过程中内能的变化可由热力学第一定律列方程求解得出．
14．(1)不能；(2)1.0 ×10－9s ；
【详解】(1)由折射定律，解得r ＝30°
由临界角公式＜，
得C＜60°
光线达BC边时，入射角θ＝60°＞C，将发生全反射，所以光线不能从BC边射出；
(2)在棱镜中的传播速度
由几何关系∠BDO＝∠CDE＝30°，LAC＝20 cm，
则光在介质中的路程LOD＝LOB＝cm
所用时间t ＝＝1.0 ×10－9s
15．（1）9.6m/s；（2）360N；
【详解】（1）由动量守恒定律得
；
（2）对甲应用动量定理得
16．(1)m0=3.0×10-26kg (2)d=3.9×10-10m
【详解】（1）由
得:m0=3.0×10-26kg
（2） 而
由两式可得一个水分子的直径:d=3.9×10-10m
17．(1)VC=3L (2)Q=200J
【详解】（1）状态A与状态C 的温度相同, 由
得 VC=3L
（2） ΔU=Q+W ①
气体的温度不变，ΔU=0，故 Q=－W ②
从A到B，气体体积不变，W=0，
从B到C的过程中，体积增大，气体对外做功，即： ③
由①②③式可得，在此过程中气体吸收的热量Q=200J
18．(1)3m/s (2)F=420N
【详解】（1）甲乙运动员的动量守恒，由动量守恒定律公式
得：
（2）甲运动员的动量变化：
①
对甲运动员利用动量定理：
②
由①②式可得：
F=420N
19．（1） ；（2）
【详解】（1）轻核聚变的方程式
（2）轻核聚变中质量亏损为：
轻核聚变释放的能量
20．(1)；(2)； (3)
【详解】取乙宇航员的初速度方向为正方向。
(1)设甲乙两宇航员最终以相同速度“飘”向宇宙飞船，对甲、乙宇航员及装备所构成的系统，由动量守恒定律得
代入数据解得
(2)在乙宇航员向甲推装备A的过程中，对乙宇航员和装备A，由动量守恒定律得
代入数据解得
或以甲宇航员和所接到的装备A，由动量守恒定律得
代入数据解得
(3)在甲宇航员接到装备A的过程中，以装备A为研究对象，根据动量定理得
代入数据解得
21．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)气缸内气体分子的总个数
(2)活塞到达缸口固定卡环之前压强不变，由盖—吕萨克定律得
活塞到达缸口被卡住后气体体积不变，由查理定律得
联立可得
(3)在该气体温度升高到3T0过程中，气体对外做功为
由热力学第一定律可得,此过程中气体内能的变化量为
22．(1)，方向从A指向B；(2)5.1N；(3)
【详解】(1)在0~0.2s时间内，由图乙可知其磁通量的变化率不变，由法拉第电磁感应定律得
再由闭合电路欧姆定律求得在这段时间内感应电流的大小
方向从A指向B。
(1)当t=0.1s时线圈AB边所受到的安培力为
方向竖直向下。则此时轻杆对线圈的作用力大小为
由乙图还可求出在0.2~0.5s时间内感应电流的大小
则在一个周期之内
代入数据解得线圈中感应电流的有效值为
23．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)设物块由静止释放的瞬间绳子上的拉力为F
对物块m有：
①
对导体棒MN有：
②
联立①②两式可得：
(2)当导体棒MN达到的最大速度vm时有：
①
②
联立①②两式可得：
设导体棒MN从静止到达最大速度的过程中沿导轨运动距离为x，
则通过电阻R的电荷量为
①
又由过程中的能量守恒可得：
②
联立①②两式及利用闭合电路知识可得：
24．（1）；（2）个
【详解】（1）水的摩尔体积为
设水分子是一个挨一个紧密排列的，则一个水分子的体积
将水分子视为球形，则
联立解得
（2）的水的物质的量为
其中含有的分子个数为
个
25．（1）（m1－m2－m3）c2；（2）
【详解】（1）根据爱因斯坦质能方程
反应放出的核能
（2）根据能量守恒定律新核Y、Z的总动能为
由于动量守恒可知
故可知
所以新核Z的动能
26．（1）；（2）36cm；（3）125.4J
【详解】（1）对活塞，由
得
（2）由题意得P不变，则有
即
代入数据的
H=36cm
（3）由题意得
由
得
Q=125.4J
27．（1）NBl1l2ω；（2）；（3）
【详解】（1）从线圈平面和磁场平行时开始计时，感应电动势的瞬时表达式为
e=Emcosωt=NBl1l2ωcosωt
当线圈平面与磁场方向夹角为30°时，即ωt=30°，则
e=NBl1l2ω
（2）依题意磁通量的变化量
线圈转过60°的时间为
平均感应电动势为
平均感应电流为
通过电阻R的电量为
（3）线圈中感应电动势有效值为
电流的有效值为
时间
电阻R上产生的焦耳热为
28．（1）3×10-10m；（2）8×1022个
【详解】（1）铜的摩尔体积为
设铜分子是一个挨一个紧密排列的，则一个铜分子的体积
将铜分子视为球形，则
联立解得
（2）的铜的物质的量为
其中含有的分子个数为
个
29．（1）滑动变阻器的滑片P应该向a端移动；（2）
【详解】（1）根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才能为零，可知阴极K的电势需要高于阳极A的电势，即滑动变阻器的滑片P应该向a端移动。
（2）根据光电效应方程，可得
解得
30．（1）；（2）；（3）W
【详解】（1）根据玻意耳定律可知
解得
（2）对活塞受力分析可知
解得
（3）根据热力学第一定律，气体温度不变，则内能不变，即
∆U=0
气体对外做功W，则根据
∆U=-W+Q
可知气体吸热
Q=W
31．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）阻抗Rx的电流为I，则原线圈两端电压
U1=U-IRx
根据
解得锅体中感应的电动势有效值
（2）原线圈中满足
U1′=U-I1Rx
副线圈中满足
又因为
联立解得
（3）锅体产热的功率
因此当
取得最大功率。
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