2021届江苏省七市高三高考物理二模试卷含答案
展开1.如下列图,在飞镖比赛中,某同学将飞镖从O点水平抛出,第一次击中飞镖盘上的a点,第二次击中飞镖盘上的b点,忽略空气阻力,那么〔 〕
A. 飞镖第一次水平抛出的速度较小 B. 飞镖第二次抛出时的动能较小
C. 飞镖两次在空中运动的时间相等 D. 飞镖两次击中飞镖盘时的速度方向相同
2.可调式理想变压器示意图如下列图,原线圈的输入电压为U1 , 副线圈输出电压为U2 , R为电阻。将原线圈输入端滑动触头P向下移动时。以下结论中正确的选项是〔 〕
A. 输出电压U2增大 B. 流过R的电流减小 C. 原线圈输入电流减小 D. 原线圈输入功率不变
3.引体向上是中学生体育测试的工程之一,引体向上运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟.假设某中学生在30秒内完成12次引体向上,该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于〔 〕
A. 400W B. 100W C. 20W D. 5W
4.为使雨水尽快离开房屋的屋顶面,屋顶的倾角设计必须合理。某房屋示意图如下列图,设屋顶面光滑,倾角为θ,雨水由静止开始沿屋顶面向下流动,那么理想的倾角θ为〔 〕
A. 30° B. 45° C. 60° D. 75°
5.如下列图,光滑水平杆上套一导体圆环,条形磁铁平行于水平杆固定放置,t=0时刻,导体环在磁铁左侧O点获得一个向右的初速度,经过t0时间停在磁铁右侧O1点,O、O1两点间距离为x0 , 且两点关于磁铁左右对称。上述过程中,以下描述穿过导体环的磁通量Φ、导体环所受安培力F随位移x变化的关系图线,以及速度v、电流i随时间t变化的关系图线可能正确的选项是〔 〕
A. B. C. D.
6.2021年1月,中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW,技术水平到达世界前列,散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置,一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后,导致重核不稳定而放出20~30个中子,大大提高了中子的产生效率。关于质子和中子,以下说法中正确的有 〔 〕
A. 中子和质子的质量相等
B. 原子核由质子和中子组成,稳定的原子核内,中子数一定大于质子数
C. 原子核的β衰变,实质是核内中子转化为质子和电子
D. 中子不带电,比质子更容易打入重核内
二、多项选择题
7.2021年11月,我国以“一箭双星〞方式成功发射了第四十二、四十三颗北斗导航卫星,北斗系统开始提供全球效劳。这两颗卫星的轨道介于近地轨道和地球同步轨道之间,属于中圆轨道。用1、2、3分别代表近地、中圆和地球同步三颗轨道卫星,关于它们运动的线速度v、角速度ω、加速度a及周期T,以下结论中正确的有〔 〕
A. v1>v2>v3 B. ω1<ω2<ω3 C. a1>a2>a3 D. T1<T2<T3
8.检测煤气管道是否漏气通常使用气敏电阻传感器.某气敏电阻的阻值随空气中煤气浓度增大而减小,某同学用该气敏电阻R1设计了图示电路,R为变阻器,a、b间接报警装置.当a、b间电压高于某临界值时,装置将发出警报.那么〔 〕
A. 煤气浓度越高,a、b间电压越高 B. 煤气浓度越高,流过R1的电流越小
C. 煤气浓度越低,电源的功率越大 D. 调整变阻器R的阻值会影响报警装置的灵敏度
9.如下列图,带箭头的实线为某电场的电场线,虚线abc是某个带电粒子只在电场力作用下的一段运动轨迹.关于粒子及其运动,以下说法中正确的有〔 〕
A. 粒子带负电 B. 粒子一定从a运动到c
C. 粒子运动的速度先增大后减小 D. 粒子的动能和电势能之和保持不变
10.如下列图,水平地面上放置一斜面体A,带正电的小物块B置于A的绝缘斜面上。轻推一下B,B能沿斜面匀速下滑,现在斜面顶端正上方P点固定一带正电的点电荷,让B从顶端向下运动,此后〔 〕
A. B物块做匀速直线运动 B. B物块受到斜面A对它作用力不断变小
C. B物块动能的增加量小于电势能的减少量 D. 斜面体A受到地面水平向左的静摩擦力
11.以下说法中正确的有 〔 〕
A. 扩散现象只能发生在气体和液体中 B. 制作半导体的硅是高纯度的单晶体
C. 电场可以改变某些液晶的光学性质 D. 干湿泡湿度计的两温度计温差越大。空气相对湿度越大
12.超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米,它的方向性好,穿透能力强,易于获得较集中的声能,在医学、军事、工业、农业上有很多的应用.关于超声波,以下说法中正确的有 〔 〕
A. 由于高频率超声波波长很短,衍射本领很差,在均匀介质中能够沿直线传播
B. 空气中超声波传播速度远大于普通声波传播的速度
C. 当超声波在介质中传播时,介质参与振动的频率等于超声波频率
D. 用超声波测血液流速,超声波迎着血液流动方向发射,血液流速越快,仪器接收到的反射回波的频率越低
三、实验题
13.利用图甲所示装置探究物体的加速度与所受合外力的关系,小车质量约300g,另配置质量20g的钩码5个,质量500g的砝码1个.
〔1〕实验中,平衡摩擦力的具体做法是:________〔选填“挂上〞或“移去〞〕钩码,长木板右端用垫块抬高,调至适当高度,接通电源,轻推小车,使纸带上打出的点间距相等.
〔2〕实验通过添加钩码改变小车的受力.关于小车,以下说法中正确的有_____.
A.当钩码质量远小于小车总质量时,可认为小车所受合外力与钩码重力大小相等
B.开始实验时,应将砝码放人小车
〔3〕实验中打出一条纸带,如图乙所示,从某清晰点开始取计数点,分别标为0、1、2、3、4、5、6,测量点0到点3的距离为d1 , 点0到点6的距离为d2 , 相邻计数点间的时间间隔均为T,那么加速度a=________.
〔4〕实验小组由小车受到的拉力F和对应的加速度a,作出a﹣F图线,如图丙中实线所示,以下对实验图线偏离直线的原因分析,正确的选项是_____.
A.测量不准确引起的,属于偶然误差
B.实验原理方法引起的,属于系统误差
C.加速度大,空气阻力作用更加明显
14.描绘某电学元件伏安特性曲线,提供实验器材如下:
A.待测元件〔额定电压5V,额定功率2.5W〕;
B.电流表A〔0.6A,内阻约0.5Ω〕;
C.电压表V〔3V,内阻约3kΩ〕;
D.电阻箱R〔0~9999Ω〕;
E.滑动变阻器〔0~20Ω〕;
F.滑动变阻器〔0~1kΩ〕;
G.电池〔6V〕;
H.开关,导线假设干。
〔1〕为扩大电压表量程,首先采用如图甲所示电路测定电压表内阻,实验操作过程如下:
Ⅰ.根据图甲电路,正确操作,完成了实验电路连接。
Ⅱ.闭合S,调节变阻器R1的滑片P至某一位置,然后调节电阻箱。读出此时电阻箱阻值R及对应电压表示数U.保持滑片P位置不变,改变电阻箱阻值,读出多组〔U,R〕数据。
Ⅲ.以 为纵轴,R为横轴,作 图线如图乙所示。
①实验中滑动变阻器R1应选择________〔填写器材前序号〕。
②实验过程中,电阻箱取值为R=3200Ω时,电压表的表头指针如图丙所示,那么读数U=________V.接着,为使电压表示数增大到接近满偏,电阻箱取值范围应在2kΩ到3kΩ之间,调节电阻箱正确的操作是:保持“×1000〞挡旋钮不动,将“×100〞挡旋钮拨到________〔选填“0〞或“9〞〕位置,再将“×1000〞挡旋钮拨到________位置,然后调节电阻箱阻值为适当值。
③图乙中,直线的纵截距为a,斜率为k,那么电压表内阻RV=________。
〔2〕请用笔画线代替导线,在图丁中将描绘电学元件伏安特性曲线的实物电路图连接完整。
四、填空题
15. 2021年1月,中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW,技术水平到达世界前列,散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置,一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后,导致重核不稳定而放出20~30个中子,大大提高了中子的产生效率。汞原子能级图如下列图,大量的汞原子从n=4的能级向低能级跃迁时辐射出光子,其中辐射光子能量的最小值是________eV;用辐射光照射金属钨为阴极的光电管,钨的逸出功为4.54eV,使光电流为零的反向电压至少为________V。
16.某同学设计的气压升降机如下列图,竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的气体,汽缸内壁光滑,活塞与内壁接触紧密无气体泄漏,活塞横截面积为S,活塞及其上方装置总重力 ,活塞停在内壁的小支架上,与缸底的距离为H,气体温度为T0 , 压强为大气压强p0 . 现给电热丝通电,经过一段时间,活塞缓慢上升 .上述过程中,气体可视为理想气体,那么气体分子的平均速率________〔选填“不断增大〞“先增大后减小〞或“先减小后增大〞〕;除分子碰撞外,气体分子间作用力为________〔选填“引力〞“斥力〞或“零〞〕。
17.如下列图,宇航飞行器以接近光速的速度经过地球.宇航舱内点光源S与前壁M和后壁N距离都是L.某时刻光源S发出一个闪光,宇航舱内仪器观测到M、N同时接收到光信号,那么地面观测站观测到闪光________〔选填“是〞或“不是〞〕同时到达M、N;地面观测站观测到宇航舱前后壁间距离________〔选填“>〞“=〞或“<〞〕2L.
五、解答题
18. 2021年1月,中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW,技术水平到达世界前列,散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置,一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后,导致重核不稳定而放出20~30个中子,大大提高了中子的产生效率。一个高能质子的动量为p0 , 打到质量为M、原来静止的钨核内,形成瞬时的复合核,然后再散裂出假设干中子,质子质量为m,普朗克常量为h。
①求复合核的速度v;
②设复合核释放的某个中子的动量为p,求此中子的物质波波长λ。
19.某同学设计的气压升降机如下列图,竖直圆柱形汽缸用活塞封闭了一定质量的气体,汽缸内壁光滑,活塞与内壁接触紧密无气体泄漏,活塞横截面积为S,活塞及其上方装置总重力 ,活塞停在内壁的小支架上,与缸底的距离为H,气体温度为T0 , 压强为大气压强p0 . 现给电热丝通电,经过一段时间,活塞缓慢上升 .上述过程中,气体可视为理想气体,假设整个过程中封闭气体内能的变化为△U,求:
①气体的最高温度T;
②整个过程中气体吸收的热量Q。
20.测量两面平行玻璃砖折射率的装置如下列图,带圆孔的遮光板N和光屏M平行放置,O点为圆孔的圆心,OO′连线垂直于光屏M,在O′O连线的延长线上放置一个点光源S,S到光屏M距离H=20cm,测得光屏M上圆形光斑半径r1=20cm.将厚度d=10cm、足够长的玻璃砖贴着N板放置,测得光屏M上圆形光斑半径为r2=15cm.
①求玻璃砖的折射率n;
②假设将玻璃砖沿OO′连线向光屏M平移一小段距离,说明折射后落在光屏M上圆形光斑的大小有无变化.
21.如下列图,竖直平面内一质量为m、边长为L、电阻为R的正方形金属线框abcd从某一高度由静止下落,穿过具有水平边界、宽度也为L的水平匀强磁场区,cd边进入磁场前,线框已经做匀速运动,cd边穿过磁场区的时间为t,上述运动过程中,ab、cd边始终保持水平,重力加速度为g,不计空气阻力,求:
〔1〕线框匀速运动的速度v和匀强磁场磁感应强度B;
〔2〕cd边穿过磁场过程中,线框中产生的焦耳热Q;
〔3〕cd边穿过磁场过程中线框中电流强度大小I及通过导线截面的电荷量q.
22.如图甲所示,在xOy坐标平面原点O处有一粒子源,能向xOy坐标平面2θ=120°范围内各个方向均匀发射质量为m、电荷量为q的带正电粒子,粒子初速度大小均为v0 , 不计粒子重力及粒子间相互作用.
〔1〕在图甲y轴右侧加垂直纸面向里且范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B1 , 垂直于x轴放置足够大的荧光屏MN.
①沿x轴平移荧光屏,使得所有粒子刚好都不能打到屏上,求此时荧光屏到O点的距离d;
②假设粒子源发射的粒子有一半能打到荧光屏上并被吸收,求所有发射的粒子在磁场中运动的最长时间与最短时间之比;
〔2〕假设施加两个垂直纸面的有界圆形匀强磁场区,使得粒子源发出的所有粒子经过磁场偏转后成为一束宽度为2L、沿x轴正方向的平行粒子束,如图乙所示,请在图乙中大致画出磁场区,标出磁场方向,并求出磁感应强度的大小B2 .
23.如下列图,足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆,原长为L的轻弹簧套在杆上,质量均为m的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接,轻杆长也为L,A球套在竖直杆上.现将A球搁在弹簧上端,当系统处于静止状态时,轻杆与竖直方向夹角θ=37°.重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,sin37°=0.6,cs37°=0.8.
〔1〕求轻杆对B的作用力F和弹簧的劲度系数k;
〔2〕让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动,假设转动的角速度为ω0〔未知〕时,B、C球刚要脱离圆台,求轻杆与竖直方向夹角θ0的余弦和角速度ω0;
〔3〕两杆竖直并拢,A球提升至距圆台L高处静止,受到微小扰动,A球向下运动,同时B、C球向两侧相反方向在圆台上沿直线滑动,A、B、C球始终在同一竖直平面内,观测到A球下降的最大距离为0.4L.A球运动到最低点时加速度大小为a0 , 求此时弹簧的弹性势能Ep以及B球加速度的大小a.
答案解析局部
一、单项选择题
1.【解析】【解答】飞镖做平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,有: ,得: ,知飞镖第二次下降的高度大,运动时间较长。由x=v0t,x相等,知飞镖第二次水平抛出的速度较小,动能较小,AC不符合题意,B符合题意。飞镖击中飞镖盘时的速度方向与水平方向夹角正切为: ,知飞镖第二次抛出时运动时间较长,而初速度较小,可知飞镖第二次抛出时击中飞镖盘时的速度方向与竖直方向的夹角较大,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,根据水平方向的位移求解初速度。
2.【解析】【解答】P向下移动时,原线圈的匝数减小,根据 ,可知副线圈电压增大,那么副线圈电流增大,流过R的电流增大,输出功率增大,那么输入功率也增大,原线圈电压不变,那么原线圈输入电流增大,A符合题意、BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】利用变压器原副线圈匝数比与电压的关系求解副线圈的电压,再利用欧姆定律求解电流,进而计算功率即可。
3.【解析】【解答】学生体重约为50kg,每次引体向上上升高度约为0.5m,引体向上一次克服重力做功为W=mgh=50×10×0.5J=250J,全过程克服重力做功的平均功率为 ,B符合题意,ACD不符合题意.
故答案为:B
【分析】功率是描述物体做功快慢的物理量,做功越快,功率就越大;但是功率与做功的多少没有直接关系。对于公式P=Fv,既可以求解物体的平均功率,也可以求物体的瞬时功率,而公式P=W/t,只能求解物体的平均功率。
4.【解析】【解答】设屋檐的底角为θ,底边为L,注意底边长度是不变的。屋顶的坡面长度为s,雨滴下滑的加速度为a,对雨滴受力分析,只受重力mg和屋顶对水滴的支持力N,垂直于屋顶方向:N=mgcsθ,平行于屋顶方向:ma=mgsinθ,水滴的加速度a=gsinθ,根据三角关系判断,屋顶坡面的长度为: ,由 得: ,θ=45°时,t最短。
故答案为:B
【分析】对物体进行受力分析,在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解,在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度,结合运动学公式求解时间即可。
5.【解析】【解答】根据条形磁铁磁场的对称性,导体环在O和O1的磁通量是一样的,等大同向,A不符合题意;根据楞次定律,导体换受到的阻力一直与速度方向相反,故受力一直向左,不存在力反向的情况,B不符合题意;导体环再OO1中点的磁通量变化率为0,故在该点受安培力大小为0,图中速度无斜率为0点,C不符合题意;开始导体环靠近磁极磁通量增加,磁通量变化率可能会增加,故电流增大,之后磁通量变化率会变小故电流会减小;过了OO1中点磁通量减少,因此产生电流反向,磁通量变化率可能继续增加,故电流反向增大,靠近O1时随着速度减小磁通量变化率逐渐减至0,电流也逐渐减小到0,D符合题意。
故答案为:D
【分析】闭合电路中的磁通量发生改变,回路中就会产生感应电流,利用楞次定律判断电流的流向,利用法拉第电磁感应定律求解电压的大小,再利用欧姆定律求解回路中电流的大小,结合安培力公式求解导体棒受到的安培力大小。
6.【解析】【解答】根据原子结构可知,原子中绝大局部质量集中在原子核中,在原子核中质量主要集中在质子上,中子质量和质子质量并不相等,A不符合题意。根据原子核内部质量数与质子数及中子数的关系可知,质子数和中子数的关系只与元素的种类有关,即中子数不一定大于质子数,B不符合题意。根据β衰变的实质可知,在衰变过程中中子转为质子的过程中会放出电子,不是转化为电子,C不符合题意。因为在原子核中所有的正电荷集中在原子核,在重核内部,原子核所带的正电荷量较大,对于质子的库仑力斥力较大,而中子不带电,核对于中子没有库仑力,因此中子比质子更容易打入内部,D符合题意。
故答案为:D
【分析】原子核是由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
二、多项选择题
7.【解析】【解答】由万有引力提供向心力: ,解得: 、 、 、 由 可知半径小的速度大,那么v1>v2>v3 , A符合题意;由 ,可知半径小的角速度大,那么ω1>ω2>ω3 , B不符合题意;由 ,可知半径小的向心加速度大,那么a1>a2>a3 , C符合题意;由 可知半径小的周期小,那么T1<T2<T3 , D符合题意。
故答案为:ACD
【分析】卫星离地球越近,线速度越大,环绕周期越短,同时动能增加,势能减小,总的机械能减小,结合选项分析即可。
8.【解析】【解答】煤气浓度越高气敏电阻R1阻值越小,电路总电阻越小,由闭合电路欧姆定律可知,电路电流I越大,电阻两端电压U=IR变大,即a、b间电压越高,A符合题意,B不符合题意;煤气浓度越大,气敏电阻R1越大,电路总电阻越大,电路电流I越小,电源功率P=EI越小,C不符合题意;调整变阻器R的阻值会改变煤气浓度一定时a、b间的电压,回影响报警器的灵敏度,D符合题意.
故答案为:AD
【分析】煤气浓度增加,接入电路中的电阻变小,结合欧姆定律求解电流、电压的变化,利用功率公式求解功率。
9.【解析】【解答】带电粒子的轨迹向右下方弯曲,力的方向与电场线在该处切线方向相反,根据电场线的方向,所以可判断出粒子带负电,A符合题意;由图不能判断出粒子运动的方向,B不符合题意;带电粒子的轨迹向右下方弯曲,力的方向大致向左,所以无论是粒子从a到c,还是从c到a,电场力都是先做负功,后做正功,粒子的动能都是先减小,后增大,C不符合题意;只在电场力作用下的一段运动轨迹,因此只是电势能与动能相互转化,两者总和守恒的,D符合题意.
故答案为:AD
【分析】结合点电荷的电场线模型,电场线密集的区域电场强度大,沿电场线方向电势减小,电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增加。
10.【解析】【解答】物块B下滑的过程中,B、P距离越来越大,正电荷P对正电荷B的库伦斥力是变力且越来越小,B做变加速运动。A不符合题意;由于P对B的库伦斥力变小,所以这个库伦力在垂直于斜面的分力也减小,AB之间摩擦力也减小,所以B对A的作用力也不断减小,B符合题意;根据题意,没有电荷P时,B沿斜面向下做匀速运动,根据动能定理:mgh﹣Wf=0,有电荷P时,B沿斜面做变加速运动,由动能定理:mgh+W电﹣Wf′=△Ek, , 由于f′>f , 所以Wf′>Wf , 因为电势能的减小量等于电场力做功,联合可得物块动能的增加与电势能的减小量之差为:△Ek﹣W电=mgh﹣Wf′=Wf﹣Wf′<0,那么有:△Ek<W电 , C符合题意;把A、B看成一个整体,电荷P对这个整体有沿斜向左下方的库伦斥力,A有向左的运动的趋势,斜面体A有受到地面向右的静摩擦力,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】由于库仑力发生变化所以B物块做变加速运动;利用库仑力的分力可以判别斜面作用力的变化;利用外力做功可以判别机械能增加;利用斜面体的平衡可以判别静摩擦力的方向。
11.【解析】【解答】固体、液体、气体都有扩散现象,是分子热运动的表现,A不符合题意;制作半导体的硅是高纯度的单晶体,B符合题意;单晶体具有各向异性的特点,电场可以改变某些液晶的光学性质,C符合题意;干湿泡湿度计的湿泡温度计与干泡温度计的示数差距越大,说明湿泡的蒸发非常快,说明空气越枯燥,空气的相对湿度越小,D不符合题意。
故答案为:BC
【分析】液晶也叫作液态晶体,晶体具有各向异性,在不同电压下发光不一样,故可以用来做显示器的屏幕。
12.【解析】【解答】波长超短的波其衍射现象越不明显,故高频率超声波波长很短,衍射本领很差,在均匀介质中能够沿直线传播,A符合题意;不同机械波在同一介质中的传播速度是相同的,故空气中超声波传播速度与普通声波传播的速度相等,B不符合题意;波在介质中传播时,频率由振源决定,故当超声波在介质中传播时,介质参与振动的频率等于超声波频率,C符合题意;用超声波测血液流速,超声波迎着血液流动方向发射,血液流速越快,仪器接收到的反射回波的频率越高,D不符合题意.
故答案为:AC
【分析】当外界的驱动频率与物体的固有频率相同时,物体的振幅越大。
三、实验题
13.【解析】【解答】〔1〕平衡摩擦力时,移去钩码,长木板右端用垫块抬高,调至适当高度,接通电源,轻推小车,使纸带上打出的点间距相等.〔2〕当钩码的质量远小于小车的质量时,可以认为小车所受的合力等于钩码的重力,A符合题意;开始实验时,应将砝码放入小车,使得钩码质量远小于小车质量,B符合题意;小车内放入砝码后,不需要重新平衡摩擦力,C不符合题意;实验研究加速度与力的关系,需保持小车的总质量不变,所以不需要测出小车的质量,D符合题意.〔3〕根据逐差法得,加速度 .〔4〕a﹣F图线中图线上端偏离直线的原因是不能满足钩码的质量远小于小车的质量,该误差属于系统误差,是由实验原理方法引起的.
【分析】〔1〕当小车拖着纸带做匀速直线运动时,重力的分力与摩擦力相平衡,打出的纸带上的点是均匀的;
〔2〕当m<
〔4〕当m<
【分析】〔1〕分压滑动变阻器选择小阻值的即可,可以比较灵明的调节电压;
〔2〕电阻比较大,使得指针偏大,故倍率应该加大;读数时利用表盘的示数乘以倍率即可;
〔3〕结合电流表、电压表的示数,利用欧姆定律求解电阻的表达式即可。
四、填空题
15.【解析】【解答】根据跃迁理论可知,当原子从4能级跃迁到3能级时释放的光子能量最小,最小能量为E=E4﹣E3=﹣1.6eV﹣〔﹣2.7eV〕=1.1eV;假设要使钨发生光电效应,那么当光电子的最大初动能最小的时候,此时的反向电流最小,由题意可知,从2能级跃迁到1能级上,入射光子的能量最小为E=4.9eV,根据光电效应方程为:Ekm=hγ﹣W逸 , Ekm=eU,解得:U=4.26V。
【分析】当电子由低能级跃迁到高能级时,电子需要吸收能量,当电子由高能级跃迁到低能级时,电子需要释放能量,结合公式求解产生或吸收光子的频率。
16.【解析】【解答】温度是气体平均速率的衡量标志,温度不断升高,那么气体分子的平均速率不断增大;理想气体分子间作用合力可视为零。
【分析】分子的平均动能只与温度有关系,温度高,分子的平均动能越大,分子运动的越剧烈,对于一定质量的气体来说,气体温度越高,速度大的分子所占的比例越高。
当分子间距小于平衡距离时,增大分子间距,分子力减小。
当分子间距大于平衡距离时,增大分子间距,分子力先增加后减小,
当分子间距增大时, 引力和斥力都会减小,只是两种力减小的快慢不同。
17.【解析】【解答】车厢中的人认为,车厢是个惯性系,光向前向后传播的速度相等,光源在车厢中央,闪光同时到达前后两壁.地面上人以地面是一个惯性系,光向前向后传播的速度相等,向前传播的路程长些,故到达前壁的时刻晚些.由相对论原理可知,地面上人看到的车厢的长度比静止时要短.即观测到的宇航舱前后壁间距离小于2L.
【分析】当物体的速度到达光速时,会出现很多效应,比方时间减缓效应、尺度收缩效应。
五、解答题
18.【解析】【分析】利用动量守恒定律求解粒子的速度,结合德布罗意关系求解波长。
19.【解析】【分析】〔1〕气体做等压变化,结合气体初状态和末状态的体积和温度,利用盖—吕萨克定律列方程求解末状态的温度即可;
〔2〕利用热力学第一定律 ∆U=Q-W求解气体内能的变化即可,其中Q气体的吸热,W是气体对外界做的功。
20.【解析】【分析】通过几何关系求出光的入射角和折射角,利用折射定律求解介质的折射率。
21.【解析】【分析】〔1〕当导线框受到的安培力等于重力的时候,导体棒速度到达最大,结合此时的速度求解电路中的电流,再利用法拉第电磁感应定律求解磁感应强度;
〔2〕结合导体棒初末状态的速度,对导体棒的运动过程应用动能定理,其中导体棒克服安培力做的功即为电路产生的热量;
〔3〕通过的电荷量利用法拉第电磁感应定律和电流的定义式求解即可。
22.【解析】【分析】带电粒子在磁场中受到洛伦兹力,在洛伦兹力的作用下粒子做圆周运动,根据磁场方向、电性和运动方向确定粒子的运动轨迹,利用几何关系求解轨道半径,再结合向心力公式分析求解即可。
23.【解析】【分析】〔1〕对物体进A行受力分析,在重力和弹力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解;
〔2〕对小球B进行受力分析,结合小球的角速度,根据向心力公式列方程求解即可;
〔3〕对物体进行受力分析,利用牛顿第二定律求解物体的加速度。
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