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2021-2022学年重庆市巴蜀中学高二（下）半期测试模拟物理试题（二）（解析版）
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这是一份2021-2022学年重庆市巴蜀中学高二（下）半期测试模拟物理试题（二）（解析版），共25页。试卷主要包含了单选题，多选，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
重庆巴蜀中学2021-2022学年高2023届高二下期半期
物理测试模拟2
一、单选题
1. 下列说法正确的是
A. 放射性原子核经2次α衰变和3次β衰变后，变为原子核
B. 在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放置镉棒
C. 比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固
D. 玻尔理论认为，氢原子的核外电子轨道是量子化的
【答案】D
【解析】
【详解】A．设经过x次α衰变和y次β衰变后变为，则，据电荷数和质量数守恒可得、，解得、．即经过3次α衰变和2次β衰变后，变为．故A项错误．
B．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放置石墨作为减速剂．镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度．故B项错误．
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固．故C项错误．
D．玻尔理论认为，氢原子的核外电子轨道是量子化的．故D项正确．
故选Ｄ。
点睛：α衰变，新核比旧核质量数少4，电荷数少2；新核中质子数、中子数与旧核比均少2．β衰变，新核与旧核质量数相等，电荷数多1；新核中质子数比旧核多1，中子数比旧核少1；β衰变的本质是原子核中一个中子变成质子的同时立即从核中放出一个电子．
2. 2017年12月29日，中国首个快堆核电示范工程在福建霞浦开工建设．“快堆”核反应进程依次为：，下列说法正确的是( )
A. 和是同位素，其原子核内中子数相同
B. 变为发生了α衰变
C. 变为发生了β衰变
D. 1g 经过一个半衰期，原子核数目变为原来的一半
【答案】D
【解析】
【详解】A、和由于电荷数相同，即质子数相同，所以是同位素，其原子核内中子数不相同，故A错误；
B、C、变为，电荷数不变，质量数减小1，即放出一个中子，所以不是衰变，也不是衰变，故B、C错误；
D、根据半衰变期公式可知，经过一个半衰变期，变为原来的一半，故D正确．
3. 一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为→＋。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B. 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C. 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D. 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
【答案】B
【解析】
分析】
【详解】B．衰变过程中满足动量守恒定律，所以衰变后钍核的动量与α粒子的动量等大反向，故B正确；
A．由动能和动量的关系式
Ek＝mv2＝
可知，由于钍核的质量大于α粒子的质量，所以钍核的动能小于α粒子的动能，故A错误；
C．半衰期的定义是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，并不是其放出一个α粒子所经历的时间，故C错误；
D．由于该反应放出能量，所以一定会发生质量亏损，衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D错误。
故选B。
4. 大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放能量用来发电。氘核聚变反应方程是：＋→＋。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u,1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）
A. 3.7 MeV B. 3.3 MeV C. 2.7 MeV D. 0.93 MeV
【答案】B
【解析】
【详解】在核反应中，反应前物质的质量
m1=2×2.0136u=4.0272u
反应后物质的质量
m2=3.0150u+1.0087u=4.0237u
质量亏损
Δm=m1-m2=0.0035u
则氘核聚变释放的核能为
E=931×0.0035MeV≈3.3MeV
故选B。
5. 某同学用如图（甲）所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与光照强度、光的频率等物理量之间的关系．阴极K和阳极A是密封在真空玻璃中的两个电极，K在受到光照射时能够发射光电子。K、A之间的电压大小可以调节，电源极性也可以对调。当分别用a、b、c三束不同的光照射阴极K，得到的关系分别如图（乙）中a、b、c三条曲线所示。下列关于三束光的频率、三束光的强度E大小关系，则（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，的饱和电流最大，因此光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，而光的强度最小，光的强度介于其中，即有
当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据
入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，光、光的遏止电压相等，所以光、光的频率相等，而光的频率最大。
故选C。
6. 下列说法中不正确的是（ ）
A. 由于两个分子间的距离发生变化而使得分子势能变化，则可以判定在这一过程中，分子间的相互作用力一定做了功
B. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C. 物体的内能跟物体的温度和体积有关
D 当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力也减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据功能原理可知，分子力做正功分子势能减少，反之则增加且分子势能变化量与分子做功大小相等；所以如果两个分子间的距离发生变化而使得分子势能变化，则分子间的相互作用力一定做了功，故A正确，不符合题意；
B．做功和热传递是改变物体内能的两种方法，仅对物体做功，物体内能不一定增加，如物体自由下落重力做功，将重力势能转化为动能，并没有改变物体的内能，故B错误，符合题意；
C．物体内所有分子动能和分子势能的总和叫作内能，内能与质量、温度、体积有关，故C正确，不符合题意；
D．当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，斥力减小得更快些，故D正确，不符合题意。
故选B。
7. 如图所示，足够长的宽度为d的条形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，直角三角形金属线框ABC的BC边长度为L，已知L>d．现令线框在外力作用下以速度v0匀速穿过磁场区域，以B点进入磁场的时刻为计时起点，规定线框中电流沿逆时针方向为正方向，则在线框穿过磁场的过程中，线框中的电流i随时间t的变化情况可能是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】B点进入磁场后直至线框位移为d的过程中，线框的有效切割长度随时间均匀增大，线框中电流随时间均匀增大至I0，方向为逆时针方向，已知L>d，线框位移大于d小于L的过程中，其有效切割长度不变，线框中的电流不变，仍为逆时针，线框出磁场的过程中，有效切割长度随时间均匀增大，电流随时间均匀增大，选项AD错误；由B项的横轴可知L=2d，由几何关系可知线框位移为L时的有效切割长度与位移为d时的有效切割长度相等，故电流等大，但方向为顺时针方向，位移为L+d时，有效长度是位移为d时的2倍，电流为-2I0，选项B错误；由C项的横轴可知L=3d，由几何关系可知线框位移为L时的有效切割长度是位移为d时的2倍，故电流为-2I0，位移为L+d时，有效长度是位移为d时的3倍，电流为-3I0，选项C正确；故选C.
点睛：本题为选择题，而过程比较复杂，故可选用排除法解决，这样可以节约一定的时间；根据感应电流产生的条件判断是否有感应电流产生、由楞次定律判断出感应电流的方向是正确解题的关键．
8. 氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.5 eV的钨时，下列说法中正确的是（ ）
A. 氢原子能辐射4种不同频率的光子
B. 氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应
C. 氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大
D. 钨能吸收两个从n=4向n=2能级跃迁的光子而发生光电效应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射6种不同频率的光子，选项A错误；
B．从n=4到n=3跃迁辐射出的光子能量
E43=（1.51-0.85）eV=0.66 eV＜4.54 eV
故不能使钨发生光电效应，选项B错误；
C．氢原子辐射一个光子后，能级降低，半径变小，动能变大，速率增大，选项C错误；
D．金属发生光电效应时，不能同时吸收两个光子，选项D错误。
故选C。
9. 如图A中水平放置的U形光滑金属导轨NMPQ，MN接有电键K，导轨宽度为L，其电阻不计。在左侧边长为L的正方形区域存在方向竖直向上磁场B，其变化规律如图B所示；中间一段没有磁场，右侧一段区域存在方向竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度为B0，在该段导轨之间放有质量为m、电阻为R、长为L的金属棒ab。若在图B所示的时刻关闭电键K，则在这一瞬间（ ）
A. 金属棒ab中的电流方向为由a流向b
B. 金属棒ab中的电流大小为
C. 金属棒ab所受安培力方向水平向右
D. 金属棒ab的加速度大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可得金属棒ab中的电流方向为由b流向a，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势
所以金属棒ab中的电流大小为
故B错误；
C．金属棒ab的电流方向为由b流向a，根据左手定则可得ab棒所受安培力方向水平向右，C正确；
D．根据牛顿第二定律可得金属棒ab的加速度大小为
故D错误。
故选C。
10. 如图所示，假设甲分子（未画出）固定在原点O处静止不动，乙分子（未画出）位于轴不同位置处，两条曲线分别表示分子间引力和斥力的大小随两分子间距离x的变化关系，E为两曲线的交点。取无穷远处的分子势能为零。下列判断不正确的是（ ）
A. 时，分子间作用力为零
B. 时，分子力表现为引力
C. x从开始逐渐增大，分子力先逐渐增大后逐渐减小
D. x从开始逐渐增大，分子势能也逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图发现，时，分子间引力和斥力的大小相等，则分子间作用力为零，故A正确，不符合题意；
B．因为分子间引力和斥力都随距离靠近而增大且斥力增大的更快，故时，分子力表现为斥力，故B错误，符合题意；
C．两图线的同一横坐标之差表示分子力的大小，由图发现，x从开始逐渐增大，分子力先逐渐增大后逐渐减小，故C正确，不符合题意；
D．由B分析可知，图线CD表示斥力，故x从开始逐渐增大，分子力表现为引力，故分子力做负功，分子势能增大，故D正确，不符合题意。
故选B。
二、多选
11. 下列说法正确的是（ ）
A. 卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在
B. 核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为Cs→Ba＋x，可以判断x为电子
C. 若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
D. 质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1＋2m2－m3）c2
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构模型，没有提出原子核内有中子存在，故A错误；
B．根据137Cs的核反应方程式
Cs→Ba＋x
可知x的质量数为
137－137＝0
电荷数为
55－56＝－1
故x为电子，故B正确；
C．氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光子的频率大于从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光子的频率，故若从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故C正确；
D．质子和中子结合成一个α粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损
Δm＝2m1＋2m2－m3
由质能方程可知，释放的能量
ΔE＝Δmc2＝（2m1＋2m2－m3）c2
故D正确。
故选BCD。
12. 氦原子被电离出一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子。已知基态氦离子能量为，其能级的示意图如图所示，下列有关描述中正确的是（ ）
A. 氦离子的能级是分立的
B. 处于基态的氦离子能够吸收能量为的光子而发生跃迁
C. 一群处于能级的氦离子自发向低能级跃迁时能发出3种不同频率的光子
D. 若从能级的氦离子向能级跃迁时辐射的光能使某金属发生光电效应，则从能级向能级跃迁时辐射的光，一定能使该金属发生光电效应
【答案】AC
【解析】
【详解】A．依题氦离子的能级的示意图，可知是能级是不连续的，是分离的，故A正确；
B．依题氦离子的能级示意图，根据玻耳理论，吸收光子的能量须等于两个能级能量之差，处于基态的氦离子能够吸收能量为的光子能从基态跃迁到n=2的激发态、也能吸收能量为的光子能从基态跃迁到n=３的激发态，由于
可知处于基态的氦离子不能够吸收能量为的光子而发生跃迁，故B错误；
C．一群处于能级的氦离子自发向低能级跃迁时，有的从能级向能级跃迁，有的从能级向能级跃迁，有的再从能级向能级跃迁，能发出3种不同频率的光子，故C正确；
D．依题意有，从能级向能级跃迁时辐射的光子能量与从能级的氦离子向能级跃迁时辐射的光子能量分别为
因为
根据光电效应的特点，从能级向能级跃迁时辐射的光，不一定能使该金属发生光电效应，故D错误。
故选AC。
13. 如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化，内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，如果要求负载上消耗的电动率最大，则下列说法正确的是（ ）
A. 该交流电源的电动势的瞬时值表达式为V
B. 变压器原副线圈匝数的比值为
C. 电流表的读数为
D. 负载上消耗的热功率
【答案】BC
【解析】
详解】A．由图可知周期T＝4×10-2s，角速度
所以该交流电源的电动势的瞬时值表达式为
e＝Emsin(50πt)
故A错误；
B．设原副线圈中的匝数分别为n1和n2，电流分别为I1和I2，电压分别为U1和U2，则
U1＝E−I1r
电阻R消耗的功率
P＝U2I2=U1I
即
P＝(E−I1r)I1＝−I12r−EI1
可见
I1＝
时，P有最大值
此时
则
所以
故B正确；
C．电流表的读数为有副线圈电流的有效值：原线圈电流有效值为
则
故C正确；
D．负载上消耗的功率
故D错误。
故选BC.
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢
B. 分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增大时，分子间的引力增大，斥力减小
C. 液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
D. 液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，蒸发的速度越接近水蒸气液化的速度，水蒸发越慢．故A正确；
B．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小，故B错误；
C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，故C正确；
D．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，故D正确。
故选ACD。
15. 如图所示，有一长方体金属桶，左右两侧开口，其长、宽、高分别为a、b、c，置于方向向下且垂直于上、下表面的磁感应强度为B的匀强磁场中．第一次实验时沿“→”方向通入电解质溶液；第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I；第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I．则下列说法正确的是（ ）
A. 三次实验中，装置前、后表面都会形成电势差
B. 第一次实验时，在装置前、后表面形成电势差，当电势差稳定时，测得其大小为U，则电解质溶液的流量
C. 第二次实验时后表面附近电解质溶液浓度高
D. 第三次实验时，其前表面电势低于后表面电势
【答案】BC
【解析】
【详解】A．第一次实验时沿“→”方向通入电解质溶液，则电解液中的正负粒子由于受洛伦兹力作用分别向后、前表面偏转积聚，形成电势差；第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I，则电解液中的正负粒子分别向右、左方向定向移动，根据左手定则，正负粒子都向后表面偏转积聚，不会在装置的前、后表面形成电势差；第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I，则金属中的负电子受洛伦兹力向后表面积聚，从而在前后表面形成电势差．选项A错误；
B．第一次实验时，在装置前、后表面形成电势差，当电势差稳定时，测得其大小为U，则：
则电解质溶液的流量
选项B正确；
C．由A的分析可知，第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I，则正负粒子都向后表面偏转积聚，后表面附近电解质溶液浓度高，选项C正确；
D．由A的分析可知，第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I，则金属中的负电子受洛伦兹力向后表面积聚，前表面电势高于后表面电势，选项D错误；故选BC．
16. 下列说法正确的是（ ）
A. 是太阳内部核反应之一，该核反应过程释放的能量是。已知光在真空中的传播速度为c，则该核反应中平均每个核子亏损的质量为
B. 卢瑟福通过粒子散射实验揭示了原子核的内部结构
C. 紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
D. 根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．该核反应过程释放的能量是，核子的个数是3，根据爱因斯坦质能方程
所以核反应中平均每个核子亏损的质量为，故A正确；
B．卢瑟福通过粒子散射实验揭示了原子的内部结构，故B错误；
C．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，而光电子数目可能增加，故选项C错误；
D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，库仑力做正功，动能增大，电势能减小，故选项D正确。
故选AD。
17. 如图甲所示，正方形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直，初始时刻磁场方向垂直纸面向里，且磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，其中为已知量。已知导线框的边长为L，总电阻为R，则下列说法中正确的是（ ）
A. 时间内，导线框中电流的方向始终为
B. 时间内，边受到的安培力大小为
C. 时间内，导线框产生的热量为
D. 时间内，通过导线框的电荷量为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．时间内，导线框中的磁通量先垂直纸面向里减小，后垂直纸面向外增大，根据楞次定律和安培定则可知，导线框中电流的方向始终为，故A正确；
B．时间内，穿过线框的磁通量不变，无感应电流，边没有受到安培力，故B错误；
C．时间内，感应电动势
导线框产生的热量为
故C正确；
D．时间内，通过导线框的电荷量
故D正确。
故选ACD。
18. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，间距为L，其上端连接有阻值为R的电阻和电容器C，装置区域有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。将一根水平金属棒开始下滑。已知金属棒的质量为m，电阻也为R。金属棒在运动中始终保持水平且与导轨良好接触，且通过金属棒的电流恒定不变，忽略导轨电阻，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 因为通过金属棒ab的电流不变，所以金属棒ab做匀速运动，速度大小是
B. 尽管通过金属棒ab的电流不变，金属棒还是ab做匀变速运动，加速度大小是
C. 电阻R的电功率
D. 若金属棒ab由静止下滑，开始时电容器所带电荷量为0，那么经过时间t，电容器两端电量
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由题可知金属棒ab受到的安培力为
又
所以
所以安培力
对金属棒ab，由牛顿第二定律可得
解得
加速度恒定不变，所以金属棒ab做匀变速运动，故A错误，B正确；
C．由以上分析可知
解得
则电阻的功率为
故C错误；
D．经过时间t电容器两端的电量为
故D正确。
故选BD。
三、实验题
19. 在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10mL处,然后将注射器连接压强传感器并开始实验,气体体积V每增加1mL测一次压强p,最后得到p和V的乘积逐渐增大．
（1）由此可推断,该同学的实验结果可能为图__________．
（2）图线弯曲的可能原因是在实验过程中（ ）
A．注射器中有异物
B．连接软管中存在气体
C．注射器内气体温度升高
D．注射器内气体温度降低
【答案】（1）甲（2）C
【解析】
【详解】（1）[1]由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”，因此在图象中，斜率逐渐增大，斜率变大，故选甲．
（2）[2]
A.注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误；
B.连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误；
CD.注射器内气体温度升高，由克拉柏龙方程知，当T增大时，PV会增大，故C正确D错误
20. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花打点计时器打下的纸带如图1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每打5次点记为一个计数点，电火花打点计时器接220 V、50 Hz电源。
（1）设电火花打点计时器打计时点的周期为T，则计算计数点F的瞬时速度vF的公式为vF=___________；
（2）他经过测量并计算得到电火花打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如表所示。以A点对应的时刻为t=0，试在图2所示坐标系中合理地选择标度，作出v -t图象_______，并利用该图象求出物体的加速度a=___________m/s2（结果保留两位有效数字）；
对应点
B
C
D
E
F
速度/m·s-1
0.141
0.180
0.218
0.262
0.301
（3）如果当时电网中交变电流的电压变成240 V，打计时点的周期不变，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值将___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. ②. ③. 0.40 ④. 不变
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知
vF=
（2）[2]用描点法作出v -t图象如图所示：
[3]由图线的斜率求出加速度
（3）[4]电网中交变电流的电压变化，并不改变电火花计时器的周期，故测量值不变。
四、计算题
21. 有一次洛一高秋季运动会上，.甲、乙两人在某一直道上完成200 m的赛跑，他们同时、同地由静止开始运动，都经过4 s的匀加速，甲的爆发力比乙强，加速过程甲跑了20 m、乙跑了18 m；然后都将做一段时间的匀速运动，乙的耐力比甲强，匀速持续时间甲为10 s、乙为13 s，因为体力、毅力的原因，他们都将做匀减速运动的调节，调节时间都为2 s，且速度都降为8 m/s，最后冲刺阶段以8 m/s的速度匀速达到终点．求：
（1）甲做匀减速运动的加速度；
（2）甲冲刺阶段完成的位移大小．
【答案】(1) (2)62m
【解析】
【详解】(1)由匀变速直线的位移公式x1=
得v1=10m/s
甲匀减速的末速度为,匀减速的加速度为a2：
由
得a2＝－1m/s2
(2)匀速运动的位移：m
匀减速的位移：
得x3＝18m
最后冲刺的位移为: m
【点睛】本题考查匀变速直线运动的规律的应用，要注意明确平均速度公式的应用，注意加速度的计算方法，同时在计算时要注意明确各物理量的矢量性．
22. 一热气球体积为V，内部充有温度为的热空气，气球外冷空气的温度为已知空气在1个大气压、温度为时的密度为，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g．
（1）求该热气球所受浮力的大小；
（2）求该热气球内空气所受的重力；
（3）设充气前热气球的质量为，求充气后它还能托起的最大质量．
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【详解】（1）设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0，密度为: ①
温度为T时的体积为VT，密度为： ②
由盖-吕萨克定律可得： ③
联立①②③解得： ④
气球所受的浮力为： ⑤
联立④⑤解得： ⑥
(2)气球内热空气所受的重力： ⑦
联立④⑦解得： ⑧
(3)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件可知：mg=f–G–m0g ⑨
联立⑥⑧⑨可得：
23. 如图所示，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．
①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；
②继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强．
【答案】（2）320K;
【解析】
【详解】试题分析：现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部的过程中，a活塞不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程，分析出初态和末态的体积和温度，由盖•吕萨克定律求解；继续缓慢加热，使活塞a上升，活塞a上方的氧气经历等温过程，根据玻意耳定律求解即可．
（1）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程．设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为,
则有：
根据盖•吕萨克定律得：
代入数据解得：
（2）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V1′，压强为P1′，末态体积为V2′，压强为P2′，
由题给数据有，
由玻意耳定律得：
解得：
点睛：本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分气体之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系．
24. 如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨固定在水平桌面上，导轨间的夹角为，导轨单位长度的电阻为。导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，且磁场随时间均匀变化，磁场的磁感应强度B与时间t的关系为，其中比例系数。将电阻不计的金属杆放置在水平桌面上，在外力作用下，时刻金属杆以恒定速度从О点开始向右滑动。在滑动过程中保持垂直于两导轨间夹角的平分线，且与导轨接触良好。（已知导轨和金属杆杆均足够长，求：
（1）在时，回路中的感应电动势的大小；
（2）在时，金属杆所受安培力的大小；
（3）在时，外力对金属杆所做功的功率。
【答案】（1）18V；（2）；（3）72W
【解析】
【详解】（1）经时间t时，金属杆切割磁感线的有效长度为
回路所围的面积为
回路的总电阻为
金属杆切割磁感线产生感应电动势大小为
产生感应电流的方向为逆时针，设为t的前后时刻，在时间内回路磁通电量变化为
根据楞次定律可判断其感应电动势产生感应电流的方向也为逆时针，可得回路中的感应电动势的大小
（2）金属杆所受安培力的大小为
由闭合电路欧姆定律可以知道回路中的电流
得
（3）外力对金属杆所做的功率为
因为金属杆以恒定速度向右滑动，有
联立解得
重庆巴蜀中学2021-2022学年高2023届高二下期半期
物理测试模拟2
一、单选题
1. 下列说法正确的是
A. 放射性原子核经2次α衰变和3次β衰变后，变为原子核
B. 在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放置镉棒
C. 比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固
D. 玻尔理论认为，氢原子的核外电子轨道是量子化的
【答案】D
【解析】
【详解】A．设经过x次α衰变和y次β衰变后变为，则，据电荷数和质量数守恒可得、，解得、．即经过3次α衰变和2次β衰变后，变为．故A项错误．
B．在核反应堆中，为使快中子减速，在铀棒周围要放置石墨作为减速剂．镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度．故B项错误．
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固．故C项错误．
D．玻尔理论认为，氢原子的核外电子轨道是量子化的．故D项正确．
故选Ｄ。
点睛：α衰变，新核比旧核质量数少4，电荷数少2；新核中质子数、中子数与旧核比均少2．β衰变，新核与旧核质量数相等，电荷数多1；新核中质子数比旧核多1，中子数比旧核少1；β衰变的本质是原子核中一个中子变成质子的同时立即从核中放出一个电子．
2. 2017年12月29日，中国首个快堆核电示范工程在福建霞浦开工建设．“快堆”核反应进程依次为：，下列说法正确的是( )
A. 和是同位素，其原子核内中子数相同
B. 变为发生了α衰变
C. 变为发生了β衰变
D. 1g 经过一个半衰期，原子核数目变为原来的一半
【答案】D
【解析】
【详解】A、和由于电荷数相同，即质子数相同，所以是同位素，其原子核内中子数不相同，故A错误；
B、C、变为，电荷数不变，质量数减小1，即放出一个中子，所以不是衰变，也不是衰变，故B、C错误；
D、根据半衰变期公式可知，经过一个半衰变期，变为原来的一半，故D正确．
3. 一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为→＋。下列说法正确的是（ ）
A. 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B. 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C. 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D. 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
【答案】B
【解析】
分析】
【详解】B．衰变过程中满足动量守恒定律，所以衰变后钍核的动量与α粒子的动量等大反向，故B正确；
A．由动能和动量的关系式
Ek＝mv2＝
可知，由于钍核的质量大于α粒子的质量，所以钍核的动能小于α粒子的动能，故A错误；
C．半衰期的定义是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，并不是其放出一个α粒子所经历的时间，故C错误；
D．由于该反应放出能量，所以一定会发生质量亏损，衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D错误。
故选B。
4. 大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放能量用来发电。氘核聚变反应方程是：＋→＋。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u,1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）
A. 3.7 MeV B. 3.3 MeV C. 2.7 MeV D. 0.93 MeV
【答案】B
【解析】
【详解】在核反应中，反应前物质的质量
m1=2×2.0136u=4.0272u
反应后物质的质量
m2=3.0150u+1.0087u=4.0237u
质量亏损
Δm=m1-m2=0.0035u
则氘核聚变释放的核能为
E=931×0.0035MeV≈3.3MeV
故选B。
5. 某同学用如图（甲）所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与光照强度、光的频率等物理量之间的关系．阴极K和阳极A是密封在真空玻璃中的两个电极，K在受到光照射时能够发射光电子。K、A之间的电压大小可以调节，电源极性也可以对调。当分别用a、b、c三束不同的光照射阴极K，得到的关系分别如图（乙）中a、b、c三条曲线所示。下列关于三束光的频率、三束光的强度E大小关系，则（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，的饱和电流最大，因此光束照射时单位时间内产生的光电子数量大，光强大，而光的强度最小，光的强度介于其中，即有
当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，对应的光的频率为截止频率，根据
入射光的频率越高，对应的遏止电压越大，光、光的遏止电压相等，所以光、光的频率相等，而光的频率最大。
故选C。
6. 下列说法中不正确的是（ ）
A. 由于两个分子间的距离发生变化而使得分子势能变化，则可以判定在这一过程中，分子间的相互作用力一定做了功
B. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加
C. 物体的内能跟物体的温度和体积有关
D 当分子间距离增大时，分子间引力减小，分子间斥力也减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据功能原理可知，分子力做正功分子势能减少，反之则增加且分子势能变化量与分子做功大小相等；所以如果两个分子间的距离发生变化而使得分子势能变化，则分子间的相互作用力一定做了功，故A正确，不符合题意；
B．做功和热传递是改变物体内能的两种方法，仅对物体做功，物体内能不一定增加，如物体自由下落重力做功，将重力势能转化为动能，并没有改变物体的内能，故B错误，符合题意；
C．物体内所有分子动能和分子势能的总和叫作内能，内能与质量、温度、体积有关，故C正确，不符合题意；
D．当分子间距离增大时，分子间引力和斥力都减小，斥力减小得更快些，故D正确，不符合题意。
故选B。
7. 如图所示，足够长的宽度为d的条形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，直角三角形金属线框ABC的BC边长度为L，已知L>d．现令线框在外力作用下以速度v0匀速穿过磁场区域，以B点进入磁场的时刻为计时起点，规定线框中电流沿逆时针方向为正方向，则在线框穿过磁场的过程中，线框中的电流i随时间t的变化情况可能是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】B点进入磁场后直至线框位移为d的过程中，线框的有效切割长度随时间均匀增大，线框中电流随时间均匀增大至I0，方向为逆时针方向，已知L>d，线框位移大于d小于L的过程中，其有效切割长度不变，线框中的电流不变，仍为逆时针，线框出磁场的过程中，有效切割长度随时间均匀增大，电流随时间均匀增大，选项AD错误；由B项的横轴可知L=2d，由几何关系可知线框位移为L时的有效切割长度与位移为d时的有效切割长度相等，故电流等大，但方向为顺时针方向，位移为L+d时，有效长度是位移为d时的2倍，电流为-2I0，选项B错误；由C项的横轴可知L=3d，由几何关系可知线框位移为L时的有效切割长度是位移为d时的2倍，故电流为-2I0，位移为L+d时，有效长度是位移为d时的3倍，电流为-3I0，选项C正确；故选C.
点睛：本题为选择题，而过程比较复杂，故可选用排除法解决，这样可以节约一定的时间；根据感应电流产生的条件判断是否有感应电流产生、由楞次定律判断出感应电流的方向是正确解题的关键．
8. 氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，若用这些光照射逸出功为4.5 eV的钨时，下列说法中正确的是（ ）
A. 氢原子能辐射4种不同频率的光子
B. 氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应
C. 氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率增大
D. 钨能吸收两个从n=4向n=2能级跃迁的光子而发生光电效应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时能辐射6种不同频率的光子，选项A错误；
B．从n=4到n=3跃迁辐射出的光子能量
E43=（1.51-0.85）eV=0.66 eV＜4.54 eV
故不能使钨发生光电效应，选项B错误；
C．氢原子辐射一个光子后，能级降低，半径变小，动能变大，速率增大，选项C错误；
D．金属发生光电效应时，不能同时吸收两个光子，选项D错误。
故选C。
9. 如图A中水平放置的U形光滑金属导轨NMPQ，MN接有电键K，导轨宽度为L，其电阻不计。在左侧边长为L的正方形区域存在方向竖直向上磁场B，其变化规律如图B所示；中间一段没有磁场，右侧一段区域存在方向竖直向下的匀强磁场，其磁感应强度为B0，在该段导轨之间放有质量为m、电阻为R、长为L的金属棒ab。若在图B所示的时刻关闭电键K，则在这一瞬间（ ）
A. 金属棒ab中的电流方向为由a流向b
B. 金属棒ab中的电流大小为
C. 金属棒ab所受安培力方向水平向右
D. 金属棒ab的加速度大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可得金属棒ab中的电流方向为由b流向a，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势
所以金属棒ab中的电流大小为
故B错误；
C．金属棒ab的电流方向为由b流向a，根据左手定则可得ab棒所受安培力方向水平向右，C正确；
D．根据牛顿第二定律可得金属棒ab的加速度大小为
故D错误。
故选C。
10. 如图所示，假设甲分子（未画出）固定在原点O处静止不动，乙分子（未画出）位于轴不同位置处，两条曲线分别表示分子间引力和斥力的大小随两分子间距离x的变化关系，E为两曲线的交点。取无穷远处的分子势能为零。下列判断不正确的是（ ）
A. 时，分子间作用力为零
B. 时，分子力表现为引力
C. x从开始逐渐增大，分子力先逐渐增大后逐渐减小
D. x从开始逐渐增大，分子势能也逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图发现，时，分子间引力和斥力的大小相等，则分子间作用力为零，故A正确，不符合题意；
B．因为分子间引力和斥力都随距离靠近而增大且斥力增大的更快，故时，分子力表现为斥力，故B错误，符合题意；
C．两图线的同一横坐标之差表示分子力的大小，由图发现，x从开始逐渐增大，分子力先逐渐增大后逐渐减小，故C正确，不符合题意；
D．由B分析可知，图线CD表示斥力，故x从开始逐渐增大，分子力表现为引力，故分子力做负功，分子势能增大，故D正确，不符合题意。
故选B。
二、多选
11. 下列说法正确的是（ ）
A. 卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在
B. 核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为Cs→Ba＋x，可以判断x为电子
C. 若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
D. 质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1＋2m2－m3）c2
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构模型，没有提出原子核内有中子存在，故A错误；
B．根据137Cs的核反应方程式
Cs→Ba＋x
可知x的质量数为
137－137＝0
电荷数为
55－56＝－1
故x为电子，故B正确；
C．氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光子的频率大于从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光子的频率，故若从n＝6能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故C正确；
D．质子和中子结合成一个α粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损
Δm＝2m1＋2m2－m3
由质能方程可知，释放的能量
ΔE＝Δmc2＝（2m1＋2m2－m3）c2
故D正确。
故选BCD。
12. 氦原子被电离出一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子。已知基态氦离子能量为，其能级的示意图如图所示，下列有关描述中正确的是（ ）
A. 氦离子的能级是分立的
B. 处于基态的氦离子能够吸收能量为的光子而发生跃迁
C. 一群处于能级的氦离子自发向低能级跃迁时能发出3种不同频率的光子
D. 若从能级的氦离子向能级跃迁时辐射的光能使某金属发生光电效应，则从能级向能级跃迁时辐射的光，一定能使该金属发生光电效应
【答案】AC
【解析】
【详解】A．依题氦离子的能级的示意图，可知是能级是不连续的，是分离的，故A正确；
B．依题氦离子的能级示意图，根据玻耳理论，吸收光子的能量须等于两个能级能量之差，处于基态的氦离子能够吸收能量为的光子能从基态跃迁到n=2的激发态、也能吸收能量为的光子能从基态跃迁到n=３的激发态，由于
可知处于基态的氦离子不能够吸收能量为的光子而发生跃迁，故B错误；
C．一群处于能级的氦离子自发向低能级跃迁时，有的从能级向能级跃迁，有的从能级向能级跃迁，有的再从能级向能级跃迁，能发出3种不同频率的光子，故C正确；
D．依题意有，从能级向能级跃迁时辐射的光子能量与从能级的氦离子向能级跃迁时辐射的光子能量分别为
因为
根据光电效应的特点，从能级向能级跃迁时辐射的光，不一定能使该金属发生光电效应，故D错误。
故选AC。
13. 如图所示，理想变压器输入端接在电动势随时间变化，内阻为r的交流电源上，输出端接理想电流表及阻值为R的负载，如果要求负载上消耗的电动率最大，则下列说法正确的是（ ）
A. 该交流电源的电动势的瞬时值表达式为V
B. 变压器原副线圈匝数的比值为
C. 电流表的读数为
D. 负载上消耗的热功率
【答案】BC
【解析】
详解】A．由图可知周期T＝4×10-2s，角速度
所以该交流电源的电动势的瞬时值表达式为
e＝Emsin(50πt)
故A错误；
B．设原副线圈中的匝数分别为n1和n2，电流分别为I1和I2，电压分别为U1和U2，则
U1＝E−I1r
电阻R消耗的功率
P＝U2I2=U1I
即
P＝(E−I1r)I1＝−I12r−EI1
可见
I1＝
时，P有最大值
此时
则
所以
故B正确；
C．电流表的读数为有副线圈电流的有效值：原线圈电流有效值为
则
故C正确；
D．负载上消耗的功率
故D错误。
故选BC.
14. 下列说法正确的是（ ）
A. 空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢
B. 分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增大时，分子间的引力增大，斥力减小
C. 液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征
D. 液体中悬浮微粒的无规则运动称为布朗运动
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，蒸发的速度越接近水蒸气液化的速度，水蒸发越慢．故A正确；
B．分子间同时存在着引力和斥力，当分子间距增大时，分子间的引力和斥力都减小，故B错误；
C．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似具有各向异性，故C正确；
D．布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，故D正确。
故选ACD。
15. 如图所示，有一长方体金属桶，左右两侧开口，其长、宽、高分别为a、b、c，置于方向向下且垂直于上、下表面的磁感应强度为B的匀强磁场中．第一次实验时沿“→”方向通入电解质溶液；第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I；第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I．则下列说法正确的是（ ）
A. 三次实验中，装置前、后表面都会形成电势差
B. 第一次实验时，在装置前、后表面形成电势差，当电势差稳定时，测得其大小为U，则电解质溶液的流量
C. 第二次实验时后表面附近电解质溶液浓度高
D. 第三次实验时，其前表面电势低于后表面电势
【答案】BC
【解析】
【详解】A．第一次实验时沿“→”方向通入电解质溶液，则电解液中的正负粒子由于受洛伦兹力作用分别向后、前表面偏转积聚，形成电势差；第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I，则电解液中的正负粒子分别向右、左方向定向移动，根据左手定则，正负粒子都向后表面偏转积聚，不会在装置的前、后表面形成电势差；第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I，则金属中的负电子受洛伦兹力向后表面积聚，从而在前后表面形成电势差．选项A错误；
B．第一次实验时，在装置前、后表面形成电势差，当电势差稳定时，测得其大小为U，则：
则电解质溶液的流量
选项B正确；
C．由A的分析可知，第二次实验时在空间内装入电解质溶液并沿“→”方向通入电流I，则正负粒子都向后表面偏转积聚，后表面附近电解质溶液浓度高，选项C正确；
D．由A的分析可知，第三次实验时在空间内装入形状和大小与所示长方体一样的金属板并沿“→”方向通入电流I，则金属中的负电子受洛伦兹力向后表面积聚，前表面电势高于后表面电势，选项D错误；故选BC．
16. 下列说法正确的是（ ）
A. 是太阳内部核反应之一，该核反应过程释放的能量是。已知光在真空中的传播速度为c，则该核反应中平均每个核子亏损的质量为
B. 卢瑟福通过粒子散射实验揭示了原子核的内部结构
C. 紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
D. 根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．该核反应过程释放的能量是，核子的个数是3，根据爱因斯坦质能方程
所以核反应中平均每个核子亏损的质量为，故A正确；
B．卢瑟福通过粒子散射实验揭示了原子的内部结构，故B错误；
C．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，而光电子数目可能增加，故选项C错误；
D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，库仑力做正功，动能增大，电势能减小，故选项D正确。
故选AD。
17. 如图甲所示，正方形导线框固定在匀强磁场中，磁感线方向与导线框所在平面垂直，初始时刻磁场方向垂直纸面向里，且磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，其中为已知量。已知导线框的边长为L，总电阻为R，则下列说法中正确的是（ ）
A. 时间内，导线框中电流的方向始终为
B. 时间内，边受到的安培力大小为
C. 时间内，导线框产生的热量为
D. 时间内，通过导线框的电荷量为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．时间内，导线框中的磁通量先垂直纸面向里减小，后垂直纸面向外增大，根据楞次定律和安培定则可知，导线框中电流的方向始终为，故A正确；
B．时间内，穿过线框的磁通量不变，无感应电流，边没有受到安培力，故B错误；
C．时间内，感应电动势
导线框产生的热量为
故C正确；
D．时间内，通过导线框的电荷量
故D正确。
故选ACD。
18. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨竖直放置，间距为L，其上端连接有阻值为R的电阻和电容器C，装置区域有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。将一根水平金属棒开始下滑。已知金属棒的质量为m，电阻也为R。金属棒在运动中始终保持水平且与导轨良好接触，且通过金属棒的电流恒定不变，忽略导轨电阻，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 因为通过金属棒ab的电流不变，所以金属棒ab做匀速运动，速度大小是
B. 尽管通过金属棒ab的电流不变，金属棒还是ab做匀变速运动，加速度大小是
C. 电阻R的电功率
D. 若金属棒ab由静止下滑，开始时电容器所带电荷量为0，那么经过时间t，电容器两端电量
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．由题可知金属棒ab受到的安培力为
又
所以
所以安培力
对金属棒ab，由牛顿第二定律可得
解得
加速度恒定不变，所以金属棒ab做匀变速运动，故A错误，B正确；
C．由以上分析可知
解得
则电阻的功率为
故C错误；
D．经过时间t电容器两端的电量为
故D正确。
故选BD。
三、实验题
19. 在“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验中,某同学将注射器活塞置于刻度为10mL处,然后将注射器连接压强传感器并开始实验,气体体积V每增加1mL测一次压强p,最后得到p和V的乘积逐渐增大．
（1）由此可推断,该同学的实验结果可能为图__________．
（2）图线弯曲的可能原因是在实验过程中（ ）
A．注射器中有异物
B．连接软管中存在气体
C．注射器内气体温度升高
D．注射器内气体温度降低
【答案】（1）甲（2）C
【解析】
【详解】（1）[1]由于“最后得到p和V的乘积逐渐增大”，因此在图象中，斜率逐渐增大，斜率变大，故选甲．
（2）[2]
A.注射器有异物不会影响图线的斜率，故A错误；
B.连接软管中存在气体可以视为被封闭的气体总体积较大，不会影响斜率，故B错误；
CD.注射器内气体温度升高，由克拉柏龙方程知，当T增大时，PV会增大，故C正确D错误
20. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花打点计时器打下的纸带如图1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7个计数点，每打5次点记为一个计数点，电火花打点计时器接220 V、50 Hz电源。
（1）设电火花打点计时器打计时点的周期为T，则计算计数点F的瞬时速度vF的公式为vF=___________；
（2）他经过测量并计算得到电火花打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如表所示。以A点对应的时刻为t=0，试在图2所示坐标系中合理地选择标度，作出v -t图象_______，并利用该图象求出物体的加速度a=___________m/s2（结果保留两位有效数字）；
对应点
B
C
D
E
F
速度/m·s-1
0.141
0.180
0.218
0.262
0.301
（3）如果当时电网中交变电流的电压变成240 V，打计时点的周期不变，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值将___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. ②. ③. 0.40 ④. 不变
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知
vF=
（2）[2]用描点法作出v -t图象如图所示：
[3]由图线的斜率求出加速度
（3）[4]电网中交变电流的电压变化，并不改变电火花计时器的周期，故测量值不变。
四、计算题
21. 有一次洛一高秋季运动会上，.甲、乙两人在某一直道上完成200 m的赛跑，他们同时、同地由静止开始运动，都经过4 s的匀加速，甲的爆发力比乙强，加速过程甲跑了20 m、乙跑了18 m；然后都将做一段时间的匀速运动，乙的耐力比甲强，匀速持续时间甲为10 s、乙为13 s，因为体力、毅力的原因，他们都将做匀减速运动的调节，调节时间都为2 s，且速度都降为8 m/s，最后冲刺阶段以8 m/s的速度匀速达到终点．求：
（1）甲做匀减速运动的加速度；
（2）甲冲刺阶段完成的位移大小．
【答案】(1) (2)62m
【解析】
【详解】(1)由匀变速直线的位移公式x1=
得v1=10m/s
甲匀减速的末速度为,匀减速的加速度为a2：
由
得a2＝－1m/s2
(2)匀速运动的位移：m
匀减速的位移：
得x3＝18m
最后冲刺的位移为: m
【点睛】本题考查匀变速直线运动的规律的应用，要注意明确平均速度公式的应用，注意加速度的计算方法，同时在计算时要注意明确各物理量的矢量性．
22. 一热气球体积为V，内部充有温度为的热空气，气球外冷空气的温度为已知空气在1个大气压、温度为时的密度为，该气球内、外的气压始终都为1个大气压，重力加速度大小为g．
（1）求该热气球所受浮力的大小；
（2）求该热气球内空气所受的重力；
（3）设充气前热气球的质量为，求充气后它还能托起的最大质量．
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【详解】（1）设1个大气压下质量为m的空气在温度T0时的体积为V0，密度为: ①
温度为T时的体积为VT，密度为： ②
由盖-吕萨克定律可得： ③
联立①②③解得： ④
气球所受的浮力为： ⑤
联立④⑤解得： ⑥
(2)气球内热空气所受的重力： ⑦
联立④⑦解得： ⑧
(3)设该气球还能托起的最大质量为m，由力的平衡条件可知：mg=f–G–m0g ⑨
联立⑥⑧⑨可得：
23. 如图所示，两气缸AB粗细均匀，等高且内壁光滑，其下部由体积可忽略的细管连通；A的直径为B的2倍，A上端封闭，B上端与大气连通；两气缸除A顶部导热外，其余部分均绝热．两气缸中各有一厚度可忽略的绝热轻活塞a、b，活塞下方充有氮气，活塞a上方充有氧气；当大气压为P0，外界和气缸内气体温度均为7℃且平衡时，活塞a离气缸顶的距离是气缸高度的，活塞b在气缸的正中央．
①现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b恰好升至顶部时，求氮气的温度；
②继续缓慢加热，使活塞a上升，当活塞a上升的距离是气缸高度的时，求氧气的压强．
【答案】（2）320K;
【解析】
【详解】试题分析：现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞b升至顶部的过程中，a活塞不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程，分析出初态和末态的体积和温度，由盖•吕萨克定律求解；继续缓慢加热，使活塞a上升，活塞a上方的氧气经历等温过程，根据玻意耳定律求解即可．
（1）活塞b升至顶部的过程中，活塞a不动，活塞a、b下方的氮气经历等压过程．设气缸A的容积为V0，氮气初态体积为V1，温度为T1，末态体积为V2，温度为T2，按题意，气缸B的容积为,
则有：
根据盖•吕萨克定律得：
代入数据解得：
（2）活塞b升至顶部后，由于继续缓慢加热，活塞a开始向上移动，直至活塞上升的距离是气缸高度的时，活塞a上方的氧气经历等温过程，设氧气初态体积为V1′，压强为P1′，末态体积为V2′，压强为P2′，
由题给数据有，
由玻意耳定律得：
解得：
点睛：本题涉及两部分气体状态变化问题，除了隔离研究两部分气体之外，关键是把握它们之间的联系，比如体积关系、温度关系及压强关系．
24. 如图所示，两根完全相同的光滑金属导轨固定在水平桌面上，导轨间的夹角为，导轨单位长度的电阻为。导轨所在空间有垂直于桌面向下的匀强磁场，且磁场随时间均匀变化，磁场的磁感应强度B与时间t的关系为，其中比例系数。将电阻不计的金属杆放置在水平桌面上，在外力作用下，时刻金属杆以恒定速度从О点开始向右滑动。在滑动过程中保持垂直于两导轨间夹角的平分线，且与导轨接触良好。（已知导轨和金属杆杆均足够长，求：
（1）在时，回路中的感应电动势的大小；
（2）在时，金属杆所受安培力的大小；
（3）在时，外力对金属杆所做功的功率。
【答案】（1）18V；（2）；（3）72W
【解析】
【详解】（1）经时间t时，金属杆切割磁感线的有效长度为
回路所围的面积为
回路的总电阻为
金属杆切割磁感线产生感应电动势大小为
产生感应电流的方向为逆时针，设为t的前后时刻，在时间内回路磁通电量变化为
根据楞次定律可判断其感应电动势产生感应电流的方向也为逆时针，可得回路中的感应电动势的大小
（2）金属杆所受安培力的大小为
由闭合电路欧姆定律可以知道回路中的电流
得
（3）外力对金属杆所做的功率为
因为金属杆以恒定速度向右滑动，有
联立解得
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