2022-2023学年北京十二中高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析）

这是一份2022-2023学年北京十二中高二（下）期末物理试卷（含详细答案解析），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列说法正确的是( )
A. 放射性元素的半衰期与外界压强有关
B. 天然放射现象说明原子具有核式结构
C. 原子核放出γ射线说明原子核内有光子
D. β衰变的本质是原子核内的1个中子转化为1个质子和1个电子
2.关于光谱，下列说法正确的是( )
A. 炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱
B. 太阳光谱中的暗线说明太阳缺少这些暗线对应的元素
C. 气体发出的光只能产生线状光谱
D. 发射光谱一定是连续光谱
3.下列说法正确的是( )
A. 布朗运动是指在显微镜中看到的液体分子的无规则运动
B. 温度高的物体比温度低的物体内能大
C. 气体总是很容易充满容器，这是分子间存在斥力的宏观表现
D. 水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现
4.根据电磁场理论及电磁波的相关知识，下列说法正确的是( )
A. 电磁波的频率越高，在真空中的传播速度越大
B. 电磁波不是真实存在的，是一种假想的波
C. 波长越长的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
D. 若测出雷达从发射电磁波到接收反射回来的电磁波的时间，就可以确定障碍物的体积
5.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有( )
A. 36Li核比 24He核更稳定
B. 24He核的结合能约为14MeV
C. 两个 12H核结合成 24He核时释放能量
D. 92235U核中核子的平均结合能比 3689Kr核中的大
6.把一块带负电的锌板连接在验电器上，验电器指针张开一定的角度。用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张角发生变化。下列推断合理的是( )
A. 验电器指针的张角会不断变大
B. 验电器指针的张角会先变小后变大
C. 验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子
D. 若改用红外线照射锌板也一定会使验电器指针的张角发生变化
7.关于固体、液体，下列说法正确的是( )
A. 晶体没有确定的熔点，非晶体有确定的熔点
B. 发生毛细现象时，细管中的液体只能上升不会下降
C. 表面张力使液体表面具有扩张趋势，使液体表面积趋于最大
D. 液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性
8.分子间有相互作用势能，规定两分子相距无穷远时两分子间的势能为零．设分子a固定不动，分子b以某一初速度从无穷远处向a运动，直到它们之间的距离最小．在此过程中，a、b之间的势能( )
A. 先减小，后增大，最后小于零B. 先减小，后增大，最后大于零
C. 先增大，后减小，最后小于零D. 先增大，后减小，最后大于零
9.如图所示，一束可见光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b。下列判断正确的是( )
A. 玻璃对a光的折射率小于对b光的折射率
B. a光的频率大于b光的频率
C. 在真空中a光的波长大于b光的波长
D. a光光子能量小于b光光子能量
10.已知光敏电阻在没有光照射时电阻很大，并且光照越强其阻值越小。利用光敏电阻作为传感器设计了如图所示的电路，电源电动势E、内阻r及电阻R的阻值均不变。当光照强度增强时，则( )
A. 电灯L变亮B. 电流表读数减小
C. 电阻R的功率增大D. 电源的输出功率一定增大
11.如图所示，面积为S、匝数为N、内阻不计的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从图示位置开始计时，绕水平轴OO′以角速度ω匀速转动。矩形线圈通过滑环连接理想变压器。理想变压器原线圈上的滑动触头P上下移动可改变副线圈的输出电压，副线圈接有可变电阻R，电表均为理想交流电表。导线电阻不计，下列判断正确的是( )
A. 线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSsinωt
B. 当线圈转过90∘时，电压表示数为0
C. 当仅将R阻值增大时，电压表示数增大
D. 当仅将P位置向下移动时，电流表示数变小
12.如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。下列说法正确的是( )
A. A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功
B. A→B过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加
C. B→C过程中气体的压强减小，气体分子的数密度也减小
D. C→A过程中单位体积内分子数增加，分子的平均动能也增加
13.如图1所示，足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，导轨上端接入阻值为R的电阻，其他部分电阻不计，导轨处在磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中。质量为m、有效电阻为r的金属棒MN从导轨上某一位置由静止释放，下滑过程中始终与导轨垂直且保持良好接触。从金属棒由静止释放开始计时，关于图2中甲、乙、丙、丁四个图像的说法正确的是( )
A. 甲图可以用来描述金属棒MN的速度大小变化
B. 乙图可以用来描述重力的功率变化
C. 丙图可以用来描述金属棒MN的位移大小变化
D. 丁图可以用来描述金属棒MN的加速度大小变化
二、多选题：本大题共1小题，共3分。
14.某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏加德罗常数NA可表示为( )
A. NA=VV0B. NA=ρVmC. NA=MmD. NA=MρV0
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
15.“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验步骤如下：
A.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓中的方格数(正方形小方格的边长为2cm)，求油膜面积S(如图所示)
B.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在盘上，用彩笔将薄膜的形状画在玻璃板上
C.向浅盘中装入约2cm深的水，并撒上痱子粉或细石膏粉
D.用所学公式求出油膜厚度，即油酸分子的直径
E.在1mL纯油酸中加入酒精，至油酸酒精溶液总体积为1000mL
F.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60滴溶液体积为lmL
(1)上述实验步骤的合理顺序是：EF ______；
(2)根据上述数据，每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______ mL；(保留2位有效数字)
(3)根据上述数据及图中的面积，估测出油酸分子的直径是______ m；(保留2位有效数字)
(4)关于本实验下列说法正确的有______；
A.选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜
B.若油酸没有充分散开，油酸分子直径的计算结果将偏小
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，油酸分子直径的计算结果将偏大
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，油酸分子直径的计算结果将偏小
(5)该实验体现了理想化模型的思想，实验中我们的理想假设有______。
A.把油酸分子视为球形
B.油酸在水面上充分散开形成单分子油膜
C.油酸分子是紧挨着的没有空隙
D.油酸不溶于水
16.实验小组采用如图1所示的装置探究气体等温变化的规律。他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。
(1)关于本实验的基本要求，下列说法正确的是______(选填选项前的字母)。
A.移动活塞时应缓慢一些
B.封闭气体的注射器应密封良好
C.必须测出注射器内封闭气体的质量
(2)为了能够最直观地判断出气体的压强p与其体积V是否成反比，应做出______(选填“p−V”或“p−1V”)图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条______线，就说明在______和______时，气体的压强与其体积成反比。
(3)实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图2所示，请你判断两条等温线对应的环境温度T1和T2的高低，并从气体分子热运动的视角对上述判断进行说明。
四、简答题：本大题共3小题，共31分。
17.将电源、开关、导体棒与足够长的光滑平行金属导轨连接成闭合回路，整个回路水平放置，俯视图如图所示，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。已知磁感应强度为B，电源电动势为E、内阻为r。导体棒的质量为m，电阻为r，长度恰好等于导轨间的宽度L，且与导轨间接触良好，不计金属轨道的电阻。
(1)求闭合开关瞬间导体棒的加速度的大小a；
(2)分析说明开关闭合后，导体棒的运动过程，并求导体棒最终的速度大小v；
(3)当导体棒的速度从0增加到v1的过程中，通过导体棒的电量为q，求此过程中导体棒产生的焦耳热Q。
18.根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为e，质量为m，电子在第1轨道运动的半径为r，静电力常量为k。
(1)电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期及形成的等效电流的大小；
(2)氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：Ep=−ke2r(以无穷远为电势能零点)。请根据以上条件完成下面的问题：
a.推导电子在第n轨道运动时的动能；
b.试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式En=E1n2。
19.光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具们能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：E=mc2，其中c为真空中光速。真空中光速c，普朗克常量h均已知。
(1)已知某单色光的频率为ν，波长为λ，该单色光光子的能量E=hν，中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动最的定义：动量=质量×速度，推导该单色光光子的动量p=hλ；
(2)光照射到物体表面时，如同大量气体分与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用l表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，试写出其在物体表面引起的光压的表达式；
(3)在某次康普顿效应中，为简化问题研究，设入射光子与静止的无约束自由电子发生弹性碰撞，如图，碰撞后光子的方向恰好与原入射方向成90∘，已知：入射光波长λ0，散射后波长为λ1，求碰撞后电子的动能和动量。
五、计算题：本大题共1小题，共9分。
20.一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变，放射出的α粒子的质量为m，速度的大小为v。分析并计算以下三个问题：
(1)放射性原子核用 ZAX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程；
(2)若该原子核发生衰变后的新核质量为M，求衰变后新核的速度大小；
(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，求衰变过程的质量亏损Δm。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、半衰期是原子核本身具有的属性，与外界条件和原子所处的物理或化学状态无关，故A错误；
B、天然放射现象说明原子核内部有复杂的结构，α粒子散射实验说明原子具有核式结构，故B错误；
C、γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的高频电磁波，原子核内无光子，故C错误；
D、β衰变的本质是原子核内的1个中子转化为1个质子和1个电子，故D正确；
故选：D。
半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关；天然放射现象说明原子核内部有复杂的结构；γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的高频电磁波；β衰变的本质是原子核内的中子转化为质子同时放出电子。
本题考查半衰期的相关概念和影响因素，以及天然放射现象，此部分知识主要依靠识记掌握，要求学生在平时学习中重视积累，难度不大。
2.【答案】A
【解析】解：A.炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱，故A正确；
B.太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素，故B错误；
C.高温高压气体发出的光谱是连续光谱，故C错误；
D.发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱，故D错误。
故选：A。
光谱是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后，被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱。
本题是考查光谱与光谱分析，要求学生理解与掌握即可，属于基础题。
3.【答案】D
【解析】A、布朗运动是指在显微镜中看到的悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，故A错误；
B、物体内能与物质的质量、温度和体积有关，温度高，物体的内能不一定大，故B错误；
C、气体很容易充满容器，是由于气体分子自由扩散的缘故，故C错误；
D、由于分子间存在斥力，所以固体、液体很难被压缩，故D正确。
故选：D。
本题考查了分子间作用力、布朗运动、物体的内能等热学中的基本现象和基本规律，综合性较大，但难度一般，注意对基础知识的记忆。
水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现；气体很容易充满容器，是由于分子热运动的结果；物体的内能与物体的质量，温度和体积有关，布朗运动是小颗粒运动，它反映了液体分子永不停息地做无规则运动。
本题是对布朗运动，分子间作用力及物体内能的慨念及现象的考查，难度不大，只要熟记这些即可解答。
4.【答案】C
【解析】解：A.根据爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设和麦克斯韦电磁场理论可知，电磁波在真空中的传播速度都是相同的，等于光在真空中传播的速度，故A错误；
B.电磁波是由变化的电场和变化的磁场交替产生的，电场和磁场都是物质，因此电磁波也是一种物质，是真实存在的，故B错误；
C.根据波发生明显的衍射条件可知，电磁波的波长越长，衍射现象越明显，越容易绕过障碍物，便于远距离传播，故C正确；
D.若测出雷达从发射电磁波到接收反射回来的电磁波的时间，可以测出障碍物的距离，故D错误。
故选：C。
A.根据爱因斯坦狭义相对论的两个基本假设和麦克斯韦电磁场理论分析作答；
B.根据电磁波的产生分析作答；
C.根据波发生明显的衍射条件分析作答；
D.根据雷达测距原理分析作答。
本题考查了光速不变原理、电磁波的物质性、波发生明显衍射的条件以及雷达测距，涉及的知识点较多，需要加强理解记忆。
5.【答案】C
【解析】解：A、 36Li核的比结合能比 24He核的比结合能小，所以 24He核更稳定，故A错误；
B、 24He核的比结合能大约为7MeV，核子数为4，则 24He核的结合能大约为28MeV，故B错误；
C、因为 24He核的比结合能比 12H核的比结合能大，所以两个 12H核结合成 24He核时要放出能量，故C正确；
D、由图可知，U核中核子的平均结合能比Kr核中的小，故D错误。
故选：C。
根据图线得出原子核的比结合能大小，比结合能越大，原子核越稳定；结合核子数求出原子核的结合能；因为 24He核的比结合能较大，所以两个 12H核结合成为 24He核时要放出能量。
本题主要考查了结合能和比结合能，注意比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定。
6.【答案】B
【解析】解：C、发生光电效应时，锌板会有光电子逸出，锌板因此而失去电子，验电器指针的张角也会因此而发生变化，故C错误。
AB、由于锌板原来带负电，发生光电效应时，电子不断减少，锌板带电量先减小后增大，验电器指针的张角也会先变小后变大，故A错误，B正确。
D、因为红外线的频率小于紫外线的频率，用红外线照射，不一定产生光电效应，验电器指针的张角也不一定会发生变化，故D错误。
故选：B。
发生光电效应时，锌板会失去电子，锌板的带电量会发生相应的变化；发生光电效应的条件为入射光的频率大于锌板的极限频率，用红外线照射，不一定产生光电效应。
本题考查了光电效应。解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及掌握光电效应对锌板电量的影响。
7.【答案】D
【解析】解：A、晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，故A错误；
B、毛细管插入浸润液体中，管内液面上升，高于管外；毛细管插入不浸润液体中，管内液体下降，低于管外，故B错误；
C、表面张力使液体表面具有收缩的趋势，使液体表面积趋于最小，故C错误；
D、由液晶的性质，可知它既具有液体的流动性，又像某些晶体那样有光学各向异性，故D正确。
故选：D。
根据晶体和非晶体的特点判断；根据浸润现象分析毛细现象；液体表面张力的作用是使液体表面积趋于最小；根据液晶的性质判断。
解题的关键是知道晶体、非晶体和液晶的特点；同时明确根据分子间作用力解释相关热学现象的方法。
8.【答案】B
【解析】解：分子间距大于r0，分子力为引力，因此引力做正功使分子势能逐渐减小；分子间距小于r0，分子力为斥力，因此斥力做负功使分子势能逐渐增大，故分子势能先减小后增大，根据能量守恒，距离最小时a、b之间的势能等于初动能，是大于零的，B正确，ACD错误。
故选：B。
开始时由于两分子之间的距离大于r0，因此分子力为引力，相互靠近时分子力做正功，分子势能减小，当分子间距小于r0，分子力为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增大，整个过程中能量守恒．
分子力做功对应着分子势能的变化，要正确分析分子之间距离与分子力、分子势能的关系．
9.【答案】B
【解析】解：A、根据光路可逆知识，a光的入射角大于b光，但折射角相等，根据n=sinisinr可知介质对a光折射率大于对b光的折射率，故A错误；
B、根据频率与折射率关系，a光的频率大于b光的频率，故B正确；
C、根据v=λf可知，a的波长小于b的波长，故C错误；
D、由于a光的频率高，故a光子能量大，故D错误。
故选：B。
根据光路可逆原理可得出由空气进入玻璃时的入射角和折射角，从而根据折射定律确定折射率以及频率；再根据波长、波速以及频率的关系确定波长，根据频率与能量的关系确定能量关系。
这类题型考查了几何光学折射率知识，这一类题目中，要将能联系在一起的知识都联系在一起，例如频率跟折射率关系，跟波长、干涉现象、衍射现象、光子的能量的大小等之间的关系。这类题目如果能够知道红光和紫光的特点，在做题时，将红光、紫光代入，技能快速准确的得到答案。
10.【答案】C
【解析】解：A、当光照强度增强时，光敏电阻阻值变小，则总电流变大，内电压变大，路端电压变小，灯泡L变暗，故A错误。
B、由上一选项可知，电路中的总电流增大，故电流表的示数增大，故B错误；
C、由于内电压变大，路端电压减小，但灯泡的电流减小，所以定值电阻R的电流增大，消耗的功率增大，故C正确；
D、当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大，本题中不明确外电阻和内阻的关系，输出功率不一定增大，故D错误。
故选：C。
当光照强度增强时，光敏电阻阻值变小，则总电流变大，根据闭合电路欧姆定律即可分析。
当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大。
本题是电路的动态分析问题，知道电路中有一个电阻变大，总电阻就变大，总电流就变小，再结合闭合电路欧姆定律分析即可，难度不大，属于基础题。
11.【答案】D
【解析】解：A、感应电动势的峰值为Em=NBSω
从图示位置开始计时，线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=Emcsωt=NBSωcsωt
故A错误；
B、电压表的示数为有效值，线圈转动过程中，电压表的示数不变，则当线圈转过90∘时，电压表示数不为0，故B错误；
C、矩形线圈内阻不计，电压表的示数为感应电动势的有效值，改变电阻R，对电压表的示数没有影响，则当仅将R阻值增大时，电压表示数不变，故C错误；
D、有理想变压器原副线圈电压比等于匝数比得：U1U2=n1n2
当仅将P位置向下移动时，原线圈匝数n1增大，原线圈电压U1不变，则副线圈电压U2减小，由I2=U2R得，副线圈电流I2减小，由理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比得：I1I2=n2n1
则原线圈中的电流I1减小，则电流表的示数变小，故D正确。
故选：D。
根据正弦式交变电流规律求解感应电动势的峰值和瞬时值；电压表的示数为有效值；电压由原线圈决定，改变副线圈电阻，对电压没有影响；根据理想变压器变压规律判断电流的变化。
本题考查正弦式交变电流规律和理想变压器，解题关键是掌握正弦式交变电流规律，会求解正弦式交变电流的峰值、瞬时值和有效值，知道电压表的示数为有效值，知道理想变压器的变压规律。
12.【答案】A
【解析】解：A、根据一定质量理想气体状态方程可得pVT=C，解得：V=CpT，可见，V−T图像与坐标原点连线的斜率越大、压强越小。A到B过程中气体压强不变，C到A过程中气体压强逐渐增大，所以A到B过程中的压强大于C到A过程中的平均压强，而A到B过程中气体体积增加量等于C到A过程中气体体积的减少量，根据W=pΔV可知，A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故A正确；
B、气体在A→B过程中，由图像可知，气体压强保持不变，气体温度升高，气体分子的平均动能变大，根据气体压强微观意义可知，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减小，故B错误；
C、B→C过程中气体做等容变化，气体的压强减小，气体分子的数密度不变，故C错误；
D、C→A过程中气体体积减小、单位体积内分子数增加，气体温度不变，则分子的平均动能不变，故D错误。
故选：A。
根据W=pΔV分析气体做功情况；气体在A→B过程中压强保持不变，气体温度升高，根据气体压强微观意义进行分析；根据图像的斜率分析B→C过程中气体压强变化情况，体积不变则气体分子的数密度不变；温度是分子平均动能的标志。
本题主要是考查一定质量理想气体的状态方程之图象问题，关键是弄清楚图象表示的物理意义、知道图象的斜率表示的物理意义，根据一定质量的理想气体状态方程进行分析。
13.【答案】B
【解析】解：AD、金属棒切割磁感线产生的感应电动势E=BLv
由闭合电路的欧姆定律可知，感应电流I=ER+r=BLvR+r
金属棒受到的安培力大小F=BIL=B2L2vR+r
对金属棒，由牛顿第二定律得：mgsinθ−B2L2vR+r=ma
解得金属棒的加速度大小a=gsinθ−B2L2vm(R+r)
金属棒由静止开始下滑向下做加速运动，v逐渐增大，金属棒的加速度a逐渐减小，金属棒做加速度减小的加速运动，
当金属棒所受合力为零时，金属棒的加速度为零，金属棒做匀速直线运动，故AD错误；
B、重力的功率P=mgvcs(90∘−θ)=mgvsinθ，金属棒先做加速度减小的加速运动，然后做匀速直线运动，重力的功率P随时间增大且增加的越来越慢，最后保持不变，故B正确；
C、金属棒先做加速度减小的加速运动后做匀速直线运动，位移-时间图像开始是曲线后来是倾斜的直线，故C错误。
故选：B。
由E=BLv求出感应电动势，应用闭合电路的欧姆定律求出感应电流，应用安培力公式求出安培力，由牛顿第二定律求出金属棒的加速度，分析清楚金属棒的运动过程，然后分析答题。
本题是电磁感应与电路、力学相结合的一道综合题，根据题意分析清楚金属棒的运动过程与受力情况是解题的前提；应用基础知识即可解题。
14.【答案】BC
【解析】解：AD、公式NA=VV0=MρV0中，v0应该为气体分子所占空间的平均体积，和题给条件不符，故AD错误。
BC、公式NA=Mm中，M气体的摩尔质量，m为每个分子的质量，和题给条件相同，而M=ρV，即NA=ρVm，故BC正确。
故选：BC。
公式NA=VV0=MρV0中，v0应该为气体分子所占空间的平均体积；公式NA=Mm中，M气体的摩尔质量，m为每个分子的质量。
本题考查了阿伏加德罗常数的应用。这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，难度不大。
15.【答案】CBAD1.7×10−5 7.1×10−10 AC ABC
【解析】解：(1)根据实验原理可知上述正确的实验步骤是EFCBAD；
(2)v=11000×160mL=1.7×10−5mL
(3)油膜轮廓包含60个小正方向，则油膜的面积为
S=NS0=60×2×2cm2=240cm2
油酸分子的直径是
d=VS=1.7×10−5×10−6240×10−4m=7.1×10−10m
(4)A、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，使测量结果更加精确，所以选用油酸酒精溶液而不是纯油酸，目的是让油酸尽可能散开，形成单分子油膜，故A正确；
B、计算油酸直径的公式为V=dS，V是纯油酸的体积，S是油膜的面积，水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，导致测量的S偏小，则计算结果偏大，故B错误；
C、舍去了不足一格的方格，会导致测量的面积偏小，则计算结果偏大，故C正确；
D、计算时把向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少滴了几滴，浓度升高，则d偏大，故D错误；
故选：AC。
(5)实验中我们的理想假设有把油酸分子视为球形，油酸在水面上充分散开形成单分子油膜、油酸分子是紧挨着的没有空隙，故ABC正确，D错误。
故选：ABC。
故答案为：(1)CBAD；(2)1.7×10−5；(3)7.1×10−10；(4)AC；(5)ABC。
(1)根据实验原理掌握正确的实验步骤；
(2)根据浓度计算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积；
(3)根据油膜轮廓包含的小正方形格数计算油膜面积，结合公式V=dS得出分子的直径；
(4)根据实验原理掌握正确的实验操作。
(5)根据实验原理分析判断。
本题主要考查了油膜法测量油酸分子直径大小的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式V=Sd即可完成分析，难度不大。
16.【答案】(1)AB；(2)p−1V；直；质量一定；温度不变；(3)T2>T1，体积一定的情况下，温度高，气体分子平均动能增大，单次撞击产生的力更大且单位时间内撞击次数增加，即气体压强增大，所以pV乘积增大，图像更高，故T2>T1。
【解析】解：(1)探究等温变化，需要保证封闭气体质量不变，保证温度不变应该缓慢推动活塞，只需要保证质量不变，不必知道具体质量数值，故选AB；
(2)曲线不容易判断是否成反比，可以化曲为直，画出p−1V图像；若p−V成反比，则p−1V为一条直线。成立条件为一定质量的理想气体温度不变，故填质量一定，温度不变；
(3)T2>T1，体积一定的情况下，温度高，气体分子平均动能增大，单次撞击产生的力更大且单位时间内撞击次数增加，即气体压强增大，所以pV乘积增大，图像更高，故T2>T1。
故答案为：(1)AB；(2)p−1V；直；质量一定；温度不变；(3)T2>T1，体积一定的情况下，温度高，气体分子平均动能增大，单次撞击产生的力更大且单位时间内撞击次数增加，即气体压强增大，所以pV乘积增大，图像更高，故T2>T1。
探究等温变化，需要保证封闭气体质量不变；为了使图像更直观需要化曲为直；根据气体压强微观公式可以判断温度高低与图像的关系。
注意理想气体方程成立的条件：一定质量的封闭气体。掌握压强的微观解释。
17.【答案】解：(1)闭合开关瞬间，电路中的电流为
I=E2r
导体棒受到的安培力大小为F=BIL
对导体棒，根据牛顿第二定律有
F=ma
联立解得加速度的大小为a=BEL2mr
(2)导体棒受安培力作用做加速运动，从而切割磁感线产生感应电动势，回路中的电流减小，导体棒受到的安培力减小，加速度减小，则导体棒做加速度逐渐减小的加速运动，速度为v时感应电流大小为
I=E−BLv2r
当动生电动势和电源电动势相等时，回路中电流为零，导体棒不再受到安培力，导体棒向右做匀速直线运动，有
E=BLv
整理可得导体棒最终的速度大小v=EBL
(3)当导体棒的速度从0增加到v1的过程中，通过导体棒的电量为q，对电路由能量守恒定律可得
qE=Q总+12mv12
根据焦耳定律可知，导体棒和内阻产生的热量相等，故导体棒产生的焦耳热Q=Q总2
联立整理可得Q=12qE−14mv12
答：(1)闭合开关瞬间导体棒的加速度的大小a为BEL2mr；
(2)导体棒先做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动，导体棒最终的速度大小v为EBL；
(3)当导体棒的速度从0增加到v1的过程中，通过导体棒的电量为q，此过程中导体棒产生的焦耳热Q为12qE−14mv12。
【解析】(1)闭合开关瞬间，根据闭合电路欧姆定律求出回路中电流，根据安培力公式结合牛顿第二定律求出导体棒的加速度大小a；
(2)根据回路中的动生电动势和电源电动势的关系，分析导体棒的运动情况，并求出导体棒最终的速度大小；
(3)根据能量守恒定律，结合焦耳定律求解导体棒产生的热量Q。
本题考查法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律和能量守恒定律，在处理时要注意各定律的综合应用，另外要注意本题中当动生电动势和电源电动势相等时，回路中电流为零。
18.【答案】解：(1)设电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期为T1，形成的等效电流大小为I1，
根据牛顿第二定律有：ke2r2=m4π2T12r
解得：T1=2πe mr3k
由电流的定义得：I1=eT1
解得：I1=e22π kmr3
(2)a、设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有：
ke2r12=mv12r1
电子在第1轨道运动的动能为：
Ek1=12mv12=ke22r1
同理可得电子在第n轨道运动时氢原子的动能：Ekn=ke22rn
已知：rn=n2r1=n2r
解得：Ekn=ke22n2r
b、电子在第1轨道运动时氢原子的能量：E1=Ek1+Ep1=−ke2r1+ke22r1=−ke22r1
同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量 En=−ke2rn+ke22rn=−ke22rn
则有 En=−ke22rn=−ke22n2r1=E1n2，命题得证。
答：(1)电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期为2πe mr3k，形成的等效电流的大小为e22π kmr3；
(2)a、电子在第n轨道运动时的动能为ke22n2r；
b、证明见解答。
【解析】(1)根据库仑力提供向心力，结合圆周运动周期的公式，再由电流表达式，即可求解；
(2)a、根据牛顿第二定律，结合动能的表达式求出动能；
b、结合电势能表达式，从而确定各轨道的能级，最后由能量守恒定律，即可求解．
考查库仑定律，掌握牛顿第二定律的应用，注意原子核的电量与电子电量相等，同时各轨道的能量是解题的关键，还要掌握能量守恒定律的内容。
19.【答案】解：(1)光子的能量E=mc2，E=hν=hcλ，光子的动量p=mc，综上所述：p=Ec=hλ。
(2)一小段时间Δt内激光发射器发射的光子数n=P0Δthcλ，光照射物体表面，由动量定理得FΔt=np，产生的光压I=FS，解得I=P0cS。
(3)由题意碰撞后如图所示，建立如同所示坐标系。
设电子的动量为p′，设x方向分动量为p1，y方向分动量为p2，则x、y方向分别由动量守恒定律得。p1=hλ0，p2=hλ1，所以动量为p′= p12+p22=hλ0λ1 λ12+λ02。又因为原来粒子的能量为E0=hcλ0，碰后粒子的能量为E′=hcλ1。由能量守恒定律得电子的动能为Ek=E0−E′=hcλ1−λ0λ1λ0。
答：(1)由推导可得，该单色光光子的动量为p=hλ。
(2)其在物体表面引起的光压的表达式为P0cS。
(3)碰撞后电子的动能为hcλ1−λ0λ1λ0和动量为hλ0λ1 λ12+λ02。
【解析】(1)由质能方程与E=hν整合就可以推导单色光光子的动量。
(2)先求出功率为P0的激光发射器在极短时间(Δt)内产生的光子数。再通过动能定理与压强公式求出其在物体表面引起的光压的表达式。
(3)先画出碰撞后的示意图，再通过动量守恒定律求出原来粒子的动量，然后通过能量守恒定律就可以求出电子的动能。
此题主要考查了动能定理、动量守恒定律、能量守恒定律。要注意的是对于波长公式以及对动量守恒定律、能量守恒定律的理解。
20.【答案】解：该α衰变的核反应方程为 ZAX→Z−2A−4Y+24He
(2)以α粒子的速度方向为正方向，则由动量守恒定律可知Mv′−mv=0
解得：v′=mvM
(3)该衰变过程释放的核能为ΔE=12Mv′2+12mv2=(M+m)mv22M
根据质能方程ΔE=Δmc2
可得：Δm=(M+m)mv22Mc2
答：(1)α衰变的核反应方程为 ZAX→Z−2A−4Y+24He；
(2)衰变后新核的速度大小为mvM；
(3)衰变过程的质量亏损为(M+m)mv22Mc2。
【解析】(1)根据质量数守恒和电荷数守恒得出衰变的方程；
(2)根据动量守恒定律得出新核的速度；
(3)根据动能的计算公式和质能方程计算出质量亏损。
本题主要考查了质能方程的应用，熟悉核反应方程的写法，结合动量守恒定律和质能方程即可完成分析。