限時練習：90min完成時間：月日天氣：作業15綜合測評卷一、單選題1．如圖所示，一平行金屬軌道平面與水平面成θ角，兩道軌上端用一電阻R相連，該裝置處于勻強磁場中，磁場方向垂直軌道平面向上。質量為m的金屬桿ab，從距離地面高度h處靜止釋放，下滑一段距離后達到最大速度vm并剛好到達軌道底端，若運動過程中，金屬桿始終保持與導軌垂直且接觸良好，且軌道與金屬桿的電阻均忽略不計，摩擦力恒為f。則從開始下滑到達到最大速度的過程中（）A．金屬桿做勻加速直線運動 B．電路產生的焦耳熱等于C．金屬桿損失的機械能等于 D．金屬桿所受安培力的沖量大小為【答案】C【解析】A．設金屬軌道寬度為L，金屬桿運動速度為，對金屬桿受力分析可得，即可得開始時金屬桿下滑速度增大，加速度在減小，當加速度等于0時，此時速度達到最大值，故A錯誤；B．從開始下滑到達到最大速度的過程中，根據能量守恒可得電路產生的焦耳熱為故B錯誤；C．從開始下滑到達到最大速度過程，金屬桿損失的機械能為故C正確。D．從開始下滑到達到最大速度的過程中，根據動量定理可得可知金屬桿所受安培力的沖量大小為故D錯誤。故選C。2．如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為2：1，電源的輸出電壓，定值電阻，，滑動變阻器的最大阻值為5Ω，a、b為滑動變阻器的兩個端點，所有電表均為理想電表。現將滑動變阻器滑片P置于b端，則（）A．電流表示數為B．電壓表示數為10VC．滑片P由b向a緩慢滑動，消耗的功率減小D．滑片P由b向a緩慢滑動，變壓器的輸出功率減小【答案】C【解析】AB．題圖的電路圖可以等效為設原線圈兩端電壓為，副線圈兩端電壓為，又因為理想變壓器原副線圈的功率相等，有整理有電源的電壓輸出為因為電流表和電壓表測量的為有效值，電源的有效值為30V，電流表的示數為原線圈兩端電壓的有效值為電壓表測量的是副線圈兩端的電壓，即整理有故AB錯誤：C．當滑片P從b向a緩慢滑動過程中，阻值變大，根據電流規律可知，總電阻變大，結合之前的分析可知，流過電阻的電流減小，由變壓器規律，流過副線圈的電流也成比例減小，電阻不變，電流減小，根據，所以功率減小，故C正確；D．由之前的分析，可以將電阻與電源放在一起，等效成新電源，其副線圈輸出功率變為新電源的輸出功率，有電源的輸出功率的規律可知，當等效電阻等于新電源的內阻20Ω時，即，其輸出功率最大，所以在滑片從b向a緩慢滑的過程中，其副線圓的輸出功率先增大，后減小，故D錯誤。故選C。3．關于電磁波下列說法正確的是（）A．麥克斯韋通過實驗驗證了“變化的電場產生磁場”和“變化的磁場產生電場”，并證實了電磁波的存在B．醫院里常用X射線照射病房和手術室進行消毒C．一切物體都在輻射紅外線，這種輻射與物體的溫度有關D．電磁波的傳播需要介質，其在介質中的傳播速度等于光速【答案】C【解析】A．麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證明了電磁波的存在且測得了波速，A錯誤；B．X射線都有很高的穿透本領，常用于醫學上透視人體；對人體有一輻射，故不能用來消毒，B錯誤；C．一切物體都在不停地向外輻射紅外線，這種輻射與物體的溫度有關，物體的溫度越高，輻射的紅外線就越強，C正確；D．電磁波的傳播不需要介質，電磁波在真空中的傳播速度等于光速，D錯誤；故選C。4．某學習小組利用傳感器制作簡單的自動控制裝置的實驗中選擇了智能扶手電梯課題，設計如下原理圖，其中R是壓敏電阻，電梯上無乘客時，電動機轉動變慢，使電梯運動變慢；電梯上有乘客時，電動機轉動變快，使電梯運動變快，下列說法正確的是（

）A．電磁繼電器與發電機工作原理相同B．電磁鐵上端是N極C．電梯上無乘客時，銜鐵與觸點1接觸D．電梯上有乘客時，壓敏電阻R的阻值增大【答案】C【解析】A．電磁繼電器的主要結構是電磁鐵，電磁鐵是通電流之后具有磁性，是根據電流的磁效應工作的，而發電機是根據電磁感應原理制成的，故A錯誤；B．根據圖示可知，電流從電磁鐵的上端流入、下端流出，根據安培定可知，電磁鐵的下端是N極、上端是S極，故B錯誤；C．當電梯上無乘客時，電動機轉速較慢，電動機兩端的電壓較小，電阻R1和電動機都接入電路，此時銜鐵和上面的靜觸頭1接通，故C正確；D．電梯上有乘客時，銜鐵和下面的靜觸頭2接通，說明線圈中電流增加，磁性增加而吸引觸頭2，此時壓敏電阻R的阻值減小，選項D錯誤。故選C。5．分子勢能的大小是由分子間的相對位置決定的。分子勢能與分子間距離r的關系如圖所示，為分子間的平衡位置。下列說法正確的是（）A．當分子勢能最小B．當分子間的距離從增大到的過程中，分子間作用力做負功C．，分子間作用力最大D．當分子間的距離從增大到的過程中，分子勢能一直增大【答案】A【解析】A．由圖可知，當分子勢能最小，故A正確；B．當分子間的距離從增大到的過程中，分子勢能減小，分子間作用力做正功，故B錯誤；C．圖像斜率的絕對值表示分子間作用力大小，由圖可知，當時，圖像斜率的絕對值不是最大值，故，分子間作用力不是最大，故C錯誤；D．由圖可知，當分子間的距離從增大到的過程中，分子勢能先減小后增大，故D錯誤。故選A。6．常見的氣壓式水槍玩具內部原理如圖所示。從儲水罐充氣口充入氣體，達到一定壓強后，關閉充氣口。扣動扳機將閥門M打開，水立即從槍口噴出。若在水不斷噴出的過程中，罐內溫度始終保持不變，則罐內氣體（）A．壓強變大 B．內能減少 C．對外做功 D．對外放熱【答案】C【解析】A．噴水過程中，氣體體積增大，根據等溫變化罐內氣體壓強減小，故A錯誤；B．溫度不變，內能不變，故B錯誤；C．氣體體積增大，氣體對外做功，故C正確；D．根據熱力學第一定律內能不變，氣體對外做功，則氣體吸收熱量，故D錯誤。故選C。7．空氣炸鍋是利用高溫空氣循環技術加熱食物。圖為某型號空氣炸鍋簡化模型圖，其內部有一氣密性良好的內膽，封閉了質量、體積均不變可視為理想氣體的空氣，已知初始氣體壓強為p0＝1.0×105Pa，溫度為T0＝300K，加熱一段時間后氣體溫度升高到T＝360K，此過程中氣體吸收的熱量為4.2×103J，則（）A．升溫后所有氣體分子的動能都增大B．升溫后膽中氣體的壓強為1.5×105PaC．此過程膽中氣體的內能增加量為4.2×103JD．升溫后壓強增大是由于單位體積的分子數增多了【答案】C【解析】A．升溫后分子平均動能變大，并非所有氣體分子的動能都增大，選項A錯誤；B．根據解得升溫后膽中氣體的壓強為p=1.2×105Pa選項B錯誤；C．此過程膽中氣體體積不變，則W=0，吸收的熱量為Q=4.2×103J，則氣體內能增加量為?U=Q=4.2×103J選項C正確；D．氣體體積不變，則單位氣體體積的分子數不變，升溫后氣體分子平均速率變大，可知壓強增大不是由于單位體積的分子數增多了，而是氣體分子對器壁的平均碰撞力增大了，選項D錯誤。故選C。8．氫原子的能級示意圖，如圖所示。用一定頻率的光照射大量基態的氫原子，在輻射的譜線中發現了兩種可見光，已知可見光的能量范圍為1.62~3.11eV，金屬鈉的逸出功為2.25eV。則下列說法正確的是（

）A．氫原子向外輻射的光子種類有6種B．照射光的能量可能為13.00eVC．兩種可見光都能使金屬鈉發生光電效應現象D．照射光的能量為12eV時，能使基態的氫原子發生躍遷【答案】A【解析】A．由于光照射后氫原子能向外輻射2種可見光，結合氫原子的能級示意圖可知，從n=3到n=2能級與n=4到n=2能級釋放的光子為可見光，則光照射后氫原子躍遷到了n=4能級，向低能級躍遷時向外輻射的光子種類為種故A正確；B．由于基態的氫原子由基態躍遷到了n=4能級，則照射光的能量一定等于這兩個能級的能量差，即為故B錯誤；C．從n=3躍遷到n=2能級向外輻射的光子的能量為則該光子不能使金屬鈉產生光電效應現象，從n=4躍遷到n=2能級向外輻射的光子的能量為則該光子能使金屬鈉產生光電效應現象，故只有一種可見光能使金屬鈉發生光電效應現象，故C錯誤；D．用光照射基態氫原子躍遷到高能級時，照射光的能量一定等于該能級與基態的能量差，故12eV的光不能使基態氫原子發生躍遷，故D錯誤。故選A。二、多選題9．氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產生可見光Ⅰ，從能級3躍遷到能級2產生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產生光電效應。下列說法正確的是（）A．圖1中的Hα對應的是ⅡB．圖2中的干涉條紋對應的是ⅡC．Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量D．P向a移動，電流表示數為零時Ⅰ對應的電壓表示數比Ⅱ的大【答案】ACD【解析】A．由題意可知，氫原子從能級6躍遷到能級2產生可見光Ⅰ，從能級3躍遷到能級2產生可見光Ⅱ，故可見光Ⅰ的頻率大于可見光Ⅱ，故可見光Ⅰ是紫光，可見光Ⅱ是紅光，圖1中的Hα對應的是Ⅱ，故A正確；B．因可見光Ⅱ的頻率小，故可見光Ⅱ波長大，其條紋間距較大，根據可知圖3中的干涉條紋對應的是Ⅱ，故B錯誤；C．根據可知Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量，故C正確；D．根據，可得可知發生光電效應時I對應的遏制電壓大，則P向a移動，電流表示數為零時Ⅰ對應的電壓表示數比Ⅱ的大，故D正確。故選ACD。10．核反應堆中發生的一種裂變反應是：，下列說法正確的是（）A．裂變反應的生成物中B．核與核相比，核的結合能大C．核與核相比，核的比結合能大D．核的結合能大于核與核的結合能之和【答案】CD【解析】A．根據核反應前后質量數相等、質子數相等可知，裂變反應的生成物中x＝3，故A錯誤；B．核子數越多，結合能越大，可知核結合能大，故B錯誤；C．核的比結合能比核的大，故C正確；D．由于結合中子釋放能量，故核的結合能大于核與核的結合能之和，D正確。故選CD。11．某種復合光由紅、綠兩種顏色的光組成，實驗小組以此復合光照射光電管的陰極K（紅、綠單色光均可使該光電管發生光電效應），進行光電效應實驗，如圖甲所示。設光電管電壓為時測得的光電流為，測得多組數據，并作出圖像如圖乙所示，已知紅光光子頻率為，綠光光子頻率為，光電管的逸出功為，普朗克常量為，電子電荷量大小為，下列說法正確的是（）A．光電子的最大初動能為 B．測量遏止電壓時，滑片應向移動C．遏止電壓 D．紅光的光強大于綠光的光強【答案】ABD【解析】A．綠光的頻率大于紅光的頻率，綠光光子的能量大于紅光光子的能量，根據光電效應方程，光電子的最大初動能為故A正確；B．測量遏止電壓時，應接反向電壓，滑片應向移動，故B正確；C．根據動能定理解得遏止電壓為故C錯誤；D．綠光的頻率大于紅光的頻率，綠光的遏止電壓大于紅光的遏止電壓，可知紅光的飽和光電流為，綠光的飽和光電流為，故紅光的光強大于綠光的光強，故D正確。故選ABD。12．如圖，某種太陽能電池的主體部分由P型半導體和N型半導體結合而成。當太陽光照射到該材料上時，材料吸收光子發生內光電效應，電子從材料內部由P型向N型一側移動，從而在兩端形成電勢差。已知該材料中的電子至少需要吸收一個能量為E的光子才能發生內光電效應，普朗克常量為h，光速為c，則（）A．太陽光的強度越弱，則通過負載的電流越小B．通過負載的電流方向從下至上C．能使該材料發生內光電效應的最長波長為D．改用紫外線照射該材料，則不能發生光電效應【答案】AB【解析】A．太陽光強度越弱，內光電效應釋放的電子越少，向N型一側移動的自由電子越少，兩端電勢差越小，電路中的電流越小，故太陽光的強度越弱，則通過負載的電流越小，A正確；B．自由電子向N型一側移動，N型一側電勢更低，故電流從P型一側流出，回到N型一側，故電流應該從下至上通過負載，B正確；C．發生光電效應的極限波長滿足解得C錯誤；D．太陽光中紫外線的頻率最高，太陽光能讓該材料發生內光電效應，則該材料的極限頻率應小于等于紫外線的頻率，故改用紫外線照射該材料，能發生內光電效應，D錯誤。故選AB。三、實驗題13．某同學用如圖（a）所示的裝置探究氣體等溫變化的規律，空氣柱的壓強可以通過壓力表讀出，空氣柱的體積即空氣柱的長度與橫截面積的乘積。整個裝置安裝在固定架上，把柱塞置于注射器玻璃管的某一刻度處，將橡膠套套在玻璃管的下端，把一段空氣柱封閉在玻璃管中，實驗中空氣柱質量保持不變。(1)請將下列實驗步驟補充完整：①讀出初始狀態下空氣柱的壓強p和空氣柱的長度l；②（填“緩慢”或“快速”）向上拉或向下壓柱塞，待壓力表示數穩定后，讀出空氣柱的壓強和空氣柱的長度；③重復步驟②，記錄多組數據；(2)某次實驗時，壓力表的示數如圖（b）所示，則空氣柱的壓強Pa；(3)以p為縱坐標，以為橫坐標，把采集的各組數據在坐標紙上描點，各點位于過原點的同一條直線上，由此得出結論：在實驗誤差允許范圍內，一定質量的氣體，在溫度不變的情況下，壓強與體積成反比。【答案】(1)緩慢(2)(3)【解析】（1）為避免溫度變化，應該把柱塞緩慢地向下壓或向上拉。（2）由圖可知壓強為。（3）根據解得則橫坐標為。14．小明同學做“探究感應電流產生條件”實驗的裝置如圖所示。

（1）閉合開關的瞬間，他觀察到電流表G的指針向右偏轉。電路穩定后，他將線圈A中的鐵芯快速抽出，電流表G的指針將向（選填“左”或“右”）偏轉。（2）小明同學將滑動變阻器的滑片從左端滑到右端時，第一次快速滑動，第二次緩慢滑動，發現兩次電流表G的指針擺動幅度大小不同，第一次的擺動幅度比第二次（選填“大”或“小”），原因是兩次實驗中線圈的（選填“磁通量”、“磁通量的變化量”或“磁通量的變化率”）不同。【答案】左大磁通量的變化率【解析】（1）[1]閉合開關的瞬間，線圈B中的磁通量增大，電流表G的指針向右偏轉；線圈A中的鐵芯快速抽出，線圈B中的磁通量減小，電流表G的指針將向左偏轉。（2）[2][3]將滑動變阻器的滑片從左端滑到右端時，第一次快速滑動，第二次緩慢滑動，第一次實驗磁通量的變化率大，產生的感應電流較大，故第一次的擺動幅度比第二次大。四、解答題15．如圖甲所示，位于坐標原點O的粒子源隨時間均勻向右發射出質量為m、帶電量為＋q的帶電粒子，初速度均為。在粒子源右方存在著間距為L的平行電極板，其中M板緊貼y軸，N板位于處，兩極板與x軸交點處均有空隙允許粒子通過，在區域存在著磁感應強度為的勻強磁場，在區域存在著磁感應強度為的勻強磁場，磁場方向均垂直紙面向里，處是粒子探測器。忽略粒子的重力、粒子相互間的作用力和其他阻力，粒子在電場中運動的時間不計，和的大小未知。（1）當電極板M、N間不接加速電壓，帶電粒子恰好能到達磁場，求的大小；（2）若，電極板M、N間接圖乙所示的加速電壓，有80%的粒子到達探測器，求的大小；（3）若，電極板M、N間仍然接入圖乙所示的加速電壓，求到達探測器的粒子比例。（保留兩位有效數字）【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由題意可得粒子在磁場中的軌跡半徑粒子所受洛倫茲力提供粒子做圓周運動的向心力，有解得（2）當粒子恰能到達探測器時，粒子在磁場中運動的軌跡半徑為設粒子在磁場中運動的速度大小為，則解得由動能定理得解得由解得（3）臨界情況，粒子軌跡與探測器相切，在豎直方向由動量定理有解得解得設此情況下電壓值為，則由動能定理有解得故16．如圖甲，平行金屬導軌ab、cd水平放置，相距為L，導軌平面內有豎直向上的勻強磁場，磁感強度為B，兩金屬棒M、N靜止在導軌上。其中N棒質量為m，電阻為R，M棒被鎖定（鎖定裝置寬度不計），導軌與M棒電阻不計，初始兩棒相距d。以下各種情況的運動中，兩棒始終與導軌接觸良好，且始終保持與導軌垂直，導軌光滑且足夠長。（1）若給N棒一瞬間向左的初速度，此后N棒恰好不與M棒相碰，求此過程中N棒產生的焦耳熱；（2）零時刻起，給N棒施加一水平向右的恒力F（大小未知），作用時間后，撤去F，同時將M棒解除鎖定，整個過程中N棒的v-t圖像如圖乙（為已知量），其中圖線CD段、EF段為平行橫軸的直線。求：①解除鎖定后N棒產生的焦耳熱；②時間內N棒產生焦耳熱。【答案】（1）；（2）①，②【解析】（1）在棒向左運動過程中，受到安培力沖量大小為、產生平均感應電動勢為E，平均電流為I，歷時t，對N棒列動量定理又聯立得由系統能量守恒得（2）①解除鎖定后：設M棒質量為，M、N棒最終共同運動，系統動量守恒得M、N棒系統，列能量守恒得②CD段N棒勻速得時間內：N棒運動的位移為s，對N棒列動量定理得對系統列能量守恒得17．北京奧運場館的建設體現了“綠色奧運”的理念。國家體育館“鳥巢”隱藏著一座年發電量比較大的太陽能光伏發電系統，假設該發電系統的輸出電壓恒為250V，通過理想變壓器向遠處輸電，如圖，所用輸電線的總電阻為8Ω，升壓變壓器原、副線圈匝數比為1:16，則：（1）若用戶消耗功率減少，則升壓變壓器的輸出電壓如何變化？（2）若用戶消耗功率增加，則用戶電路兩端電壓如何變化？（3）若該發電系統輸送功率為，則輸電線損失的功率為多少？（4）若該發電系統輸送功率為，用戶獲得220V電壓，則降壓變壓器原、副線圈的匝數比為多大？【答案】（1）不變；（2）減小；（3）5kW；（4）【解析】（1）理想變壓器，所以有整理有由于輸入電壓以及升壓變壓器的匝數比不變，所以雖然用戶消耗的功率減小，但是升壓變壓器的輸出電壓不變。（2）用戶消耗功率增加，則發電系統的輸出功率一定增加，即變大，由于由于不變，所以變大。由于理想變壓器，所以有所以變大，即輸電線上的電流變大，由之前的分析可知，升壓變壓器副線圈的兩端的電壓不變，由所以降壓變壓器的輸入電壓變