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2024年上海市杨浦区高考物理二模试卷（含详细答案解析）
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这是一份2024年上海市杨浦区高考物理二模试卷（含详细答案解析），共15页。试卷主要包含了简答题等内容，欢迎下载使用。
1.物质是由分子组成的，人类无法直接观察分子的运动，通过分析各种宏观现象来获得分子运动和相互作用的信息。分子的运动也对应着能量的转化和守恒。
(1)下列关于各种材料的说法正确的是______。
A.液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性
B.半导体材料的导电性能通常介于金属导体和绝缘体之间
C.物质的微粒小到纳米数量级，其性质会发生很多变化
D.单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
(2)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁；此过程中______。
A.瓶内空气分子的平均速率增大，气体对外界做正功
B.瓶内空气分子的平均速率减小，外界对气体做正功
C.瓶内空气分子的平均速率不变，外界对气体不做功
D.瓶内空气分子的平均速率减小，外界对气体做负功
(3)利用海浪制作的发电机工作时气室内的活塞随海浪上升或下降，通过改变气室中空气的压强驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭来推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体，理想气体的定义是______。压缩过程中，两个阀门均关闭，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0.45m3。压强为1个标准大气压。已知阿伏加德罗常数NA=6.02×1023ml−1。估算此时气室中气体的分子数为______(计算结果保留2位有效数字)。
2.现代科技发展提供了很多测量物体运动速度的方法。我们教材介绍的门式结构光电门传感器如图1所示，两臂上有A、B两孔，A孔内的发光管发射红外线，B孔内的光电管接收红外线。
(1)如图2所示，为了测量物体运动的速度，在物体上安装挡光片。用光电门传感器测量运动物体经过光电门时的速度，需要测量的物理量有______和______。
(2)光电门传感器是根据光电效应，利用光电转换元件将光信号转换成电信号的器件。如图3所示为某种金属在各种频率单色光照射下反向遏止电压Ue与入射光频率ν之间的关系。从图中数据可知该金属的极限频率为______Hz(计算结果保留2位有效数字)。已知红外线的波长范围约在7×10−7∼1×10−3m，用红外线照射该金属______(选填“能”或“不能”)产生光电效应。(普朗克常量h=6.626×10−34J⋅s，电子电量e=1.6×10−19C)
(3)图4(a)中磁铁安装在半径为R的自行车前轮上，磁铁到前轮圆心的距离为r。磁铁每次靠近霍尔传感器，传感器就输出一个电压信号到速度计上。
①测得连续N个电压信号的时间间隔为t，则在这段时间内自行车前进的平均速度v=______。
②自行车做匀变速直线运动，某段时间内测得电压信号强度I随时间t的变化如图4(b)所示，则自行车的加速度a=______(以车前进方向为正方向)。
③如图4(c)所示，电流从上往下通过霍尔元件A(自由电荷为电子)，当磁铁C沿图示方向运动经过霍尔元件附近时，会有图示方向的磁场穿过霍尔元件，在元件的左右两面间能检测到电势差Uabc，则磁铁经过霍尔元件的过程中______。(由空间磁场变化所激发的电场可忽略不计)
A.磁铁C的N极靠近元件且Uab>0
B.磁铁C的S极靠近元件且Uab>0
C.磁铁C的N极靠近元件且Uab<0
D.磁铁C的S极靠近元件且Uab<0
(4)用微波传感器测量飞行网球的速度，利用发送信号与接收信号的频率差，通过公式计算出物体运动的速度。当球远离传感器运动时，单位时间内测得的信号数和波长______。
A.变多，变长
B.变多，变短
C.变少，变短
D.变少，变长
3.阴极射线的研究和电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，放射性射线的研究深入到原子核的内部。已知质子质量mP=1.6726×10−27kg，中子质量mn=1.6749×10−27kg。
(1)如图，放射源发出未知射线，移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，则未知射线中包含______。
A.α射线
B.β射线
C.γ射线
(2)根据量子理论可以推断或解释的是______。
A.实物粒子都具有波动性
B.光电子的最大初动能与入射光的强度无关
C.电子绕原子核旋转对外辐射电磁波，能量会越来越少
D.经物质散射的光除了传播方向发生变化，频率也会发生变化
(3)某原子从能级A跃迁到能级B时辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时辐射出波长为λ2的光子，且λ1<λ2，则该原子从能级B跃迁到能级C将______(选填“吸收”或“发射”)光子，光子的波长为______。
(4)电子显微镜可观测的分子线度为电子的德布罗意波长的n倍(n>1)。已知普朗克常量为h。能观测到线度为d的分子的电子动量为______。
(5)已知α粒子的结合能为4.347×10−12J，则α粒子的质量约为______。
×10−27kg
×10−27kg
×10−27kg
(6)在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止的原子序数为Z的放射性原子核X发生了一次α衰变。放射出的α粒子在与磁场垂直的平面内做半径为Ra的圆周运动。设α粒子的质量为ma，产生的新核Y的质量为M。电子电量为e。求：
①新核Y在磁场中做圆周运动的半径RY
②新核Y获得的动能Ek，
4.我们生活在浩瀚的电磁波的海洋里，光也是一种电磁波。如图1所示为能产生无线电波的振荡电路。振荡电路的频率f=12π LC，其中L为电感(单位：H)，C为电容(单位：F)。
(1)下列用国际单位制的基本单位表示的关系式中正确的是______。
A.1H=1kg⋅m2/(A2⋅s2)
B.IH=1V⋅s/A
C.1F=1A2⋅s2/(kg⋅m2)
D.1F=1A⋅s/V
(2)①将图2中4幅图排序，下列排序能正确反映一个完整的振荡周期的是______。
A.④①②③
B.②③①④
C.①③④②
D.③②④①
②图1中的电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图3所示。由图线可知______。
A.在t2时刻振荡电路中的磁场能最大
B.在t3时刻振荡电路中的电场能最大
C.t1∼t2时间内电容器极板上的电荷量不断减小
D.t3∼t4时间内电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向
(3)如图4所示，发射器和接收器置于同一直线上，发射器发出一束偏振光，在接收器的前端加装一偏振片，若接收器按图示方向沿轴线转动一周，能观察到______次光线变暗过程。
(4)如图5所示，图中阴影部分ABCD为一透明材料做的柱形光学元件的横截面，该材料的折射率n=53。AD为一半径R=10cm的半圆弧，在半圆弧的圆心O处有一点光源，从该点光源射入半圆弧AD的光中有一部分不能从AB、BC、CD边直接射出，则能从这三个边射出光的边长之和为______cm(只考虑首次从半圆弧直接射向AB、BC、CD边的光线)。
5.不论是常见的电池还是发电机，其内部原理都与带电物体在电场、磁场中的运动息息相关。
(1)利用果蔬发电是科技界不断研究的一项新技术。某学生研究小组将铜片和锌片磨光后分别平行插入番茄和土豆制成果蔬电池进行实验探究。实验电路如图1所示。
①经采集和计算得到的电池参数见表中数据，则______。
A.实验中电阻箱的取值应远小于果蔬电池的内阻
B.电键断开时，电压传感器的读数就是电动势值
C.若电阻箱阻值不断增大，电压传感器的读数将趋近一个常数
D.番茄电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功大于土豆电池所做的功
②实验过程中多次改变电阻箱阻值R、测量对应的电流值I并分别绘制出番茄电池和土豆电池的R−I−1关系图线，如图2所示，其中对应土豆电池的R−I−1关系的图线为______。
A.①
B.②
(2)如图3所示，在竖直平面内有一半径为R的圆形导线框，导线框内有一垂直导线框向内的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀增大。导线框的右端通过导线连接一对水平放置的平行金属板a、b，两板间距为d。一质量为m、电荷量大小为q的带电小球P从左侧两板中央以初速度v0水平向右射入。重力加速度为g。
①要使P沿直线飞出金属板，判断P所带电荷量的正负并求磁感应强度B随时间t的变化率k；
②当磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半时P恰好能从b板右侧边缘飞出，求板长L。
(3)如图4所示，两根光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端上滑，ab运动到最高点的时间为t1，ab从最高点返回到出发位置的下滑时间为t2。运动过程中ab与导轨始终垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为g。求：
①ab沿导轨上滑的速度为v02时的加速度a；
②ab沿导轨上滑的最大距离s；
③ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小。
答案和解析
1.【答案】BC B 在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体 1.1×1025个
【解析】解：A、液晶既有液体的流动性，分子取向排列的液晶具有各向异性，故A错误；
B、半导体导电性能介于导体和绝缘体之间，它们的电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多，故B正确；
C、当构成物质的微粒某个维度达到纳米尺度时，其性质会发生很多变化，例如石墨烯，故C正确；
D、单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故D错误；
故选：BC。
(2)温度降低分子的平均动能减小，由于密闭薄塑料瓶，物质相同，质量相同，所以瓶内空气分子的平均速率减小，薄塑料瓶因降温而变扁、空气体积减小，外界压缩气体做功，故外界对气体做正功，故B正确，ACD错误；
故选：B。
(3)在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体叫做“理想气体”。
设气体在标准状况下的体积为V0，上述过程为等压过程，有
VT=V0T0
气体物质的量为
n=VVM
分子数为
N=nNA
联立以上等式可得：N≈1.1×1025个
故答案为：(1)BC；(2)B；(3)在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体；1.1×1025个。
(1)理解液晶和半导体的特点，根据其物理性质和导电性质完成分析；
(2)根据气体的体积变化分析出气体对外界的做功类型，结合热力学第一定律分析出气体的温度变化趋势，从而得出气体分子的平均速率变化趋势；
(3)理解理想气体的定义，结合等压变化的特点得出对应的分子数量。
本题主要考查了一定质量的理想气体状态方程的相关应用，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，结合等压变化的特点完成分析。
2.【答案】挡光片宽度 挡光片通过光电门的挡光时间 5.6×1014 能 2(N−1)πRt −2πR3T02 C D
【解析】解：(1)根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度有
v=dt
其中d为挡光片的宽度，用游标卡尺测量，t为挡光片通过光电门的挡光时间；
(2)根据遏止电压的定义有
eUe=hv−W0
则反向遏止电压Ue与入射光频率ν之间的关系图像的表达式为
Ue=hev−W0e
代入(8.0×1014,1.0)解得该金属的逸出功为
W0=3.7×10−19J
再根据极限频率的定义有
vc=W0h=3.7×10−196.626×10−34Hz=5.6×1014Hz；
根据频率与波长的关系可知该金属的极限频率的波长为
λ=cf=3×1085.6×1014m=5.4×10−5m
根据光电效应发生的条件可知，当选用的红外线的波长小于极限频率的波长时，能发生光电效应；
(3)①根据题意，时间t内自行车的位移为
x=(N−1)2πR
根据运动学公式有
v=xt=2(N−1)πRt；
②由图可知，自行车做匀减速直线运动，根据运动学公式有
2πR2T0=2πRT0+a⋅32T0
解得
a=−2πR3T02；
③根据磁场方向可知磁铁的N极靠近元件；根据左手定则可知，电子向元件的左侧聚集，则元件的左侧电势低于右侧电势，即Uab<0，故C正确，ABD错误。
故选：C；
(4)根据多普勒效应可知，当球远离传感器运动时，传感器接收到的频率会变小，波长则会变大，故D正确，ABC错误。
故选：D。
故答案为：(1)挡光片宽度；挡光片通过光电门的挡光时间；(2)5.6×1014；能；(3)①2(N−1)πRt；②−2πR3T02；③C；(4)D。
(1)根据光电门测速的原理可知需要测量的物理量；
(2)根据遏止电压的定义写出反向遏止电压Ue与入射光频率ν之间的关系图像的表达式，根据题意代入数据解得该金属的逸出功，再根据极限频率的定义求解该金属的极限频率；根据频率与波长关系求解该金属的极限频率的波长，根据光电效应的条件判断即可；
(3)①先求解自行车在时间t内的位移，再根据运动学公式求解自行车的平均速度；
②根据运动学公式求解子洗车的加速度；
③根据磁场的方向判断磁铁靠近元件的磁极；根据左手定则判断电子偏转的方向，进一步判断元件左、右两侧电势的高低，即可判断Uab大于0还是小于0；
(4)根据多普勒效应判断。
本题考查爱因斯坦光电效应方程、多普勒效应及应用、霍尔效应、探究小车速度随时间变化的规律等，要求学生熟练掌握这些基本的知识点及其应用。
3.【答案】AC ABD 吸收 λ1λ2λ1+λ2 nhd A
【解析】解：(1)移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，说明穿过薄铝片的射线不带电，应为γ射线。再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，说明有射线不能穿透薄铝片，应为α射线，β射线穿透能力比α射线强。故未知射线中包含γ射线与α射线，故AC正确，B错误。
(2)A.实物粒子都具有波动性，称之为物质波，故A正确；
B.根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B正确；
C.根据玻尔的原子能级结构理论，电子处于分立的轨道上，绕原子核旋转时不对外辐射电磁波，原子由高能级向低能级跃迁时(对应电子由高轨道跃迁到低轨道)向外辐射电磁波，故C错误；
D.根据康普顿效应，经物质散射的光子的动量会变化，其波长会变化，频率也会发生变化，故D正确。
(3)根据光子的能量为E=hν=hcλ，因λ1<λ2，故从能级A跃迁到B时辐射出的光子能量比从能级A跃迁到C时大，可知能级B低于能级C，则该原子从能级B跃迁到能级C，是向高能级跃迁，故需要吸收光子。
由：EA−EB=hcλ1；EA−EC=hcλ2
可得从能级B跃迁到C吸收的光子能量为：EC−EB=hcλ1−hcλ2
则吸收光子的波长λ满足：hcλ=hcλ1−hcλ2
解得：λ=λ1λ2λ1+λ2
(4)依题意可知线度为d的分子的电子德布罗意波长为λ=dn，电子动量为p=hλ=nhd。
(5)α粒子由2个质子和2个中子组成，其结合能为：E=(2mP+2mn−mα)c2=4.347×10−12J
已知：mP=1.6726×10−27kg，mn=1.6749×10−27kg，c=3×108m/s
解得：α粒子的质量mα≈6.647×10−27kg，故A正确；BC错误。
(6)①由洛伦兹力提供向心力得：qvB=mv2R，可得：R=mvqB
对α粒子有：Ra=mava2eB
新核Y有：RY=MvYZeB
原子核发生α衰变的过程满足动量守恒定律，则有：mava=MvY
解得新核Y在磁场中做圆周运动的半径为RY=2RaZ
②由Ra=mava2eB，可得：va=2eBRama
新核Y的速度大小为：vY=mavaM
新核Y获得的动能Ek=12MvY2=2e2B2Ra2M
答：(1)AC；(2)ABD；(3)吸收；λ1λ2λ1+λ2；(4)nhd；(5)A；
(6)①新核Y在磁场中做圆周运动的半径RY为2RaZ；
②新核Y获得的动能Ek为2e2B2Ra2M。
(1)移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，说明穿过薄铝片的射线不带电，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，说明有射线不能穿透薄铝片，β射线穿透能力比α射线强。
(2)实物粒子都具有波动性；根据爱因斯坦光电效应方程，玻尔的原子能级结构理论，康普顿效应分析解答。
(3)根据光子的能量与波长的关系，分析能级B与能级C的关系；根据玻尔的原子能级结构理论解答。
(4)根据德布罗意波长与动量的关系解答。
(5)根据爱因斯坦质能方程和结合能的物理意义求解。
(6)①②原子核发生α衰变的过程满足动量守恒定律，根据洛伦兹力提供向心力求解。
本题考查了量子物理部分的知识，对量子理论考查的很全面。掌握光子能量与动量的公式，要知道微观粒子的散射，原子核衰变过程满足动量守恒定律。
4.【答案】A B D 两 30
【解析】解：(1)AB、根据：f=12π LC，由物理量的关系可得：
L=14π2f2C=T24π2C=UT24π2Q=EdT24π2Q=FQdT24π2Q=FdT24π2Q2=madT24π2(It)2=mad4π2I2
可得：1H=1kg⋅m2/(A2⋅s2)
B选项中的单位V不是国际单位制的基本单位，故A正确，B错误；
CD、根据：f=12π LC，由物理量的关系可得：
C=14π2f2L=T24π2L
结合：1H=1kg⋅m2/(A2⋅s2)，可得：1F=1A2⋅s4/(kg⋅m2)
D选项中的单位V不是国际单位制的基本单位，故CD错误。
(2)①、四幅图的图①中电容器极板上的电荷量为零，此时电流最大，则①之前必为放电过程，且放电开始时电容器下极板带正电，故图③在①之前；①之后必为充电过程，且充电结束电容器上极板带正电，故④在①之后；图②可以③之前的充电过程，也可以是④之后的放电过程，故四幅图排序为②③①④或者为③①④②，故B正确，ACD错误。
②、A.在t2时刻振荡电路中电流为零，磁场能最小，故A错误；
B.在t3时刻振荡电路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B错误；
C.t1∼t2时间内电流逐渐减小，磁场能向电场能转化，电容器极板上的电荷量不断增大，故C错误；
D.t3∼t4时间内电路中电流逐渐减小，根据楞次定律，电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向，故D正确。
(3)当接收器加装的偏振片的偏振方向与偏振光的偏振方向垂直时没有光通过，平行时通过的光强度最大，则接收器按图示方向沿轴线转动一周，要经历两次由平行到垂直的过程，故能观察到两次光线变暗过程。
(4)取阴影部分ABCD的一半进行分析，如下图所示。
设该种材料全反射临界角为C，则sinC=1n，解得：C=37∘
若沿OE方向射到MC面上的光线刚好发生全反射，则：∠MOE=37∘
同理，若沿OG方向射入的光线恰好在DC面上发生全反射，可得：∠DOG=37∘
由几何关系可得：ME=DG=Rtan37∘=10×0.75cm=7.5cm
由对称性可得能从这三个边射出光的边长之和为：s=4×7.5cm=30cm。
故答案为：(1)A；(2)①B；②D；(3)两；(4)30
(1)根据物理量的关系推导电感与电容的关系式，得到用国际单位制的基本单位表示的单位。
(2)①②根据LC振荡电路中电容器极板上的电荷量与回路中电流的周期性变化关系，回路中电流大小与磁场能的关系，电荷量的多少与电场能的关系解答。
(3)根据当接收器加装的偏振片的偏振方向与偏振光的偏振方向垂直时没有光通过，平行时通过的光强度最大进行分析。
(4)根据全反射临界角与折射率的关系求得全反射临界角。根据几何关系与对称性求解。
本题考查了电磁振荡，光的偏转现象，几何光路的计算问题。掌握电磁振荡过程电容器的电荷量与回路的电流，电场能与磁场能周期性地变化过程。
5.【答案】C A
【解析】解：(1)①、A.实验中电阻箱的取值若远小于果蔬电池的内阻，会使电流、电压传感器的示数较小，误差较大。电阻箱的取值应与果蔬电池的内阻相差不多，故A错误；
B.电键断开时，电压传感器保留的读数是断开前瞬间的电压值，断开前瞬间电路中仍有电流，故此值不等于电动势的值，故B错误；
C.根据路端电压U=ERR+r=E1+rR，可知若电阻箱阻值R不断增大，电压传感器的读数(即路端电压)将趋近等于电动势E，故C正确；
D.电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功在数值上就等于电动势的值，因番茄电池的电动势小于土豆电池的电动势，故番茄电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功小于土豆电池所做的功，故D错误。
故选：C。
②根据：I=ER+r，变形为：R=E1I−r
可知R−I−1关系图线的斜率等于电动势，因土豆电池的电动势大于番茄电池的，故土豆电池的R−I−1关系的图线为①，故A正确，B错误。
故选：A。
(2)①由楞次定律可知，下极板b为正极板，板间电场方向向上，由带电小球P受力平衡可知其所受电场力向上，则其带正电。
由题意可知，两板间的电压U等于线框产生的感应电动势，则有：
U=E=ΔΦΔtS=kπR2
带电液滴受的电场力：F=qUd
由平衡条件得：F=mg
联立解得：k=mgdπqR2
②当磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半时，板间电压变为原来的一半，即：U′=12U
此时电场力F′=12F=12mg
P在极板间的加速度为：a=mg−F′m=12g
P在电场中做类平抛运动，沿极板方向做匀速运动，沿垂直于极板方向做匀加速直线运动，则有：
12d=12at2
L=v0t
解得板长：L=v0 2dg。
(3)①、ab沿导轨上滑的速度为v02时，根据E=12BLv0、I=ER、F安=BIL
可得金属杆受到的安培力大小为：F安=B2L2v02R，方向沿导轨向下。
根据牛顿第二定律得：
mgsinθ+F安=ma
解得：a=gsinθ+B2L2v02mR
②对ab上滑的过程，以沿导轨向上为正方向，由动量定理得：
−BI−Lt1−mgsinθt1=0−mv0
其中：I−t1=E−Rt1=ΔΦR=BLsR
联立解得：s=mRv0−mgRt1sinθB2L2
③ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小为v1，对ab下滑的过程，以沿导轨向上为正方向，由动量定理得：
BI−′Lt2−mgsinθt2=−mv1
其中：I−′t2=E−Rt2=ΔΦR=BLsR
可见：I−′t2=I−t1
联立解得：v1=mgsinθ(t1+t2)−v0
答：(1)①C；②A。
(2)①P带正电，磁感应强度B随时间t的变化率k为mgdπqR2；
②板长L为v0 2dg。
(3)①ab沿导轨上滑的速度为v02时的加速度a为gsinθ+B2L2v02mR；
②ab沿导轨上滑的最大距离s为mRv0−mgRt1sinθB2L2；
③ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小为mgsinθ(t1+t2)−v0。
(1)①、实验中电阻箱的取值若远小于果蔬电池的内阻，会使电流、电压传感器的示数较小，误差较大；电键断开时，电压传感器保留的读数是断开前瞬间的电压值，不等于电动势的值；根据闭合电路欧姆定律分析；电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功在数值上就等于电动势的值。
②根据闭合电路欧姆定律推导图像表达式，根据图线的斜率等于电动势判断。
(2)①根据楞次定律判断极板的正负，根据板间电场方向与带电小球P所受电场力方向的关系，判断其带电性。两板间的电压等于线框产生的感应电动势，
根据法拉第电磁感应定律、电场力计算公式与平衡条件求解；
②当磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半时，板间电压、电场力均变为原来的一半。P在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求解；
(3)①根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力计算公式，应用牛顿第二定律求解；
②对ab上滑的过程，应用动量定理求解上滑最大距离；
③对ab下滑的过程，应用动量定理求解末速度。
本题考查了测量电源电动势与内阻的实验，电磁感应现象的感生电动势与动生电动势的不同情况，带电粒子在电场中运动问题。对于电磁感应的综合问题，要做好电流、安培力、力与运动、功能关系这四个方面的分析，要知道安培力与速度有关，克服安培力做功等于回路产生的焦耳热。电池
电动势E(V)
内阻r(Ω)
番茄
0.6959
291.81
土豆
0.7549
559.59
1.物质是由分子组成的，人类无法直接观察分子的运动，通过分析各种宏观现象来获得分子运动和相互作用的信息。分子的运动也对应着能量的转化和守恒。
(1)下列关于各种材料的说法正确的是______。
A.液晶既有液体的流动性，又有光学性质的各向同性
B.半导体材料的导电性能通常介于金属导体和绝缘体之间
C.物质的微粒小到纳米数量级，其性质会发生很多变化
D.单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
(2)密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁；此过程中______。
A.瓶内空气分子的平均速率增大，气体对外界做正功
B.瓶内空气分子的平均速率减小，外界对气体做正功
C.瓶内空气分子的平均速率不变，外界对气体不做功
D.瓶内空气分子的平均速率减小，外界对气体做负功
(3)利用海浪制作的发电机工作时气室内的活塞随海浪上升或下降，通过改变气室中空气的压强驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭来推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体，理想气体的定义是______。压缩过程中，两个阀门均关闭，气体刚被压缩时的温度为27℃，体积为0.45m3。压强为1个标准大气压。已知阿伏加德罗常数NA=6.02×1023ml−1。估算此时气室中气体的分子数为______(计算结果保留2位有效数字)。
2.现代科技发展提供了很多测量物体运动速度的方法。我们教材介绍的门式结构光电门传感器如图1所示，两臂上有A、B两孔，A孔内的发光管发射红外线，B孔内的光电管接收红外线。
(1)如图2所示，为了测量物体运动的速度，在物体上安装挡光片。用光电门传感器测量运动物体经过光电门时的速度，需要测量的物理量有______和______。
(2)光电门传感器是根据光电效应，利用光电转换元件将光信号转换成电信号的器件。如图3所示为某种金属在各种频率单色光照射下反向遏止电压Ue与入射光频率ν之间的关系。从图中数据可知该金属的极限频率为______Hz(计算结果保留2位有效数字)。已知红外线的波长范围约在7×10−7∼1×10−3m，用红外线照射该金属______(选填“能”或“不能”)产生光电效应。(普朗克常量h=6.626×10−34J⋅s，电子电量e=1.6×10−19C)
(3)图4(a)中磁铁安装在半径为R的自行车前轮上，磁铁到前轮圆心的距离为r。磁铁每次靠近霍尔传感器，传感器就输出一个电压信号到速度计上。
①测得连续N个电压信号的时间间隔为t，则在这段时间内自行车前进的平均速度v=______。
②自行车做匀变速直线运动，某段时间内测得电压信号强度I随时间t的变化如图4(b)所示，则自行车的加速度a=______(以车前进方向为正方向)。
③如图4(c)所示，电流从上往下通过霍尔元件A(自由电荷为电子)，当磁铁C沿图示方向运动经过霍尔元件附近时，会有图示方向的磁场穿过霍尔元件，在元件的左右两面间能检测到电势差Uabc，则磁铁经过霍尔元件的过程中______。(由空间磁场变化所激发的电场可忽略不计)
A.磁铁C的N极靠近元件且Uab>0
B.磁铁C的S极靠近元件且Uab>0
C.磁铁C的N极靠近元件且Uab<0
D.磁铁C的S极靠近元件且Uab<0
(4)用微波传感器测量飞行网球的速度，利用发送信号与接收信号的频率差，通过公式计算出物体运动的速度。当球远离传感器运动时，单位时间内测得的信号数和波长______。
A.变多，变长
B.变多，变短
C.变少，变短
D.变少，变长
3.阴极射线的研究和电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，放射性射线的研究深入到原子核的内部。已知质子质量mP=1.6726×10−27kg，中子质量mn=1.6749×10−27kg。
(1)如图，放射源发出未知射线，移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，则未知射线中包含______。
A.α射线
B.β射线
C.γ射线
(2)根据量子理论可以推断或解释的是______。
A.实物粒子都具有波动性
B.光电子的最大初动能与入射光的强度无关
C.电子绕原子核旋转对外辐射电磁波，能量会越来越少
D.经物质散射的光除了传播方向发生变化，频率也会发生变化
(3)某原子从能级A跃迁到能级B时辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时辐射出波长为λ2的光子，且λ1<λ2，则该原子从能级B跃迁到能级C将______(选填“吸收”或“发射”)光子，光子的波长为______。
(4)电子显微镜可观测的分子线度为电子的德布罗意波长的n倍(n>1)。已知普朗克常量为h。能观测到线度为d的分子的电子动量为______。
(5)已知α粒子的结合能为4.347×10−12J，则α粒子的质量约为______。
×10−27kg
×10−27kg
×10−27kg
(6)在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止的原子序数为Z的放射性原子核X发生了一次α衰变。放射出的α粒子在与磁场垂直的平面内做半径为Ra的圆周运动。设α粒子的质量为ma，产生的新核Y的质量为M。电子电量为e。求：
①新核Y在磁场中做圆周运动的半径RY
②新核Y获得的动能Ek，
4.我们生活在浩瀚的电磁波的海洋里，光也是一种电磁波。如图1所示为能产生无线电波的振荡电路。振荡电路的频率f=12π LC，其中L为电感(单位：H)，C为电容(单位：F)。
(1)下列用国际单位制的基本单位表示的关系式中正确的是______。
A.1H=1kg⋅m2/(A2⋅s2)
B.IH=1V⋅s/A
C.1F=1A2⋅s2/(kg⋅m2)
D.1F=1A⋅s/V
(2)①将图2中4幅图排序，下列排序能正确反映一个完整的振荡周期的是______。
A.④①②③
B.②③①④
C.①③④②
D.③②④①
②图1中的电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图3所示。由图线可知______。
A.在t2时刻振荡电路中的磁场能最大
B.在t3时刻振荡电路中的电场能最大
C.t1∼t2时间内电容器极板上的电荷量不断减小
D.t3∼t4时间内电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向
(3)如图4所示，发射器和接收器置于同一直线上，发射器发出一束偏振光，在接收器的前端加装一偏振片，若接收器按图示方向沿轴线转动一周，能观察到______次光线变暗过程。
(4)如图5所示，图中阴影部分ABCD为一透明材料做的柱形光学元件的横截面，该材料的折射率n=53。AD为一半径R=10cm的半圆弧，在半圆弧的圆心O处有一点光源，从该点光源射入半圆弧AD的光中有一部分不能从AB、BC、CD边直接射出，则能从这三个边射出光的边长之和为______cm(只考虑首次从半圆弧直接射向AB、BC、CD边的光线)。
5.不论是常见的电池还是发电机，其内部原理都与带电物体在电场、磁场中的运动息息相关。
(1)利用果蔬发电是科技界不断研究的一项新技术。某学生研究小组将铜片和锌片磨光后分别平行插入番茄和土豆制成果蔬电池进行实验探究。实验电路如图1所示。
①经采集和计算得到的电池参数见表中数据，则______。
A.实验中电阻箱的取值应远小于果蔬电池的内阻
B.电键断开时，电压传感器的读数就是电动势值
C.若电阻箱阻值不断增大，电压传感器的读数将趋近一个常数
D.番茄电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功大于土豆电池所做的功
②实验过程中多次改变电阻箱阻值R、测量对应的电流值I并分别绘制出番茄电池和土豆电池的R−I−1关系图线，如图2所示，其中对应土豆电池的R−I−1关系的图线为______。
A.①
B.②
(2)如图3所示，在竖直平面内有一半径为R的圆形导线框，导线框内有一垂直导线框向内的匀强磁场，磁感应强度B随时间t均匀增大。导线框的右端通过导线连接一对水平放置的平行金属板a、b，两板间距为d。一质量为m、电荷量大小为q的带电小球P从左侧两板中央以初速度v0水平向右射入。重力加速度为g。
①要使P沿直线飞出金属板，判断P所带电荷量的正负并求磁感应强度B随时间t的变化率k；
②当磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半时P恰好能从b板右侧边缘飞出，求板长L。
(3)如图4所示，两根光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端上滑，ab运动到最高点的时间为t1，ab从最高点返回到出发位置的下滑时间为t2。运动过程中ab与导轨始终垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为g。求：
①ab沿导轨上滑的速度为v02时的加速度a；
②ab沿导轨上滑的最大距离s；
③ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小。
答案和解析
1.【答案】BC B 在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体 1.1×1025个
【解析】解：A、液晶既有液体的流动性，分子取向排列的液晶具有各向异性，故A错误；
B、半导体导电性能介于导体和绝缘体之间，它们的电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多，故B正确；
C、当构成物质的微粒某个维度达到纳米尺度时，其性质会发生很多变化，例如石墨烯，故C正确；
D、单晶体和多晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，故D错误；
故选：BC。
(2)温度降低分子的平均动能减小，由于密闭薄塑料瓶，物质相同，质量相同，所以瓶内空气分子的平均速率减小，薄塑料瓶因降温而变扁、空气体积减小，外界压缩气体做功，故外界对气体做正功，故B正确，ACD错误；
故选：B。
(3)在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体叫做“理想气体”。
设气体在标准状况下的体积为V0，上述过程为等压过程，有
VT=V0T0
气体物质的量为
n=VVM
分子数为
N=nNA
联立以上等式可得：N≈1.1×1025个
故答案为：(1)BC；(2)B；(3)在任何温度、任何压强下都严格遵从气体实验定律的气体；1.1×1025个。
(1)理解液晶和半导体的特点，根据其物理性质和导电性质完成分析；
(2)根据气体的体积变化分析出气体对外界的做功类型，结合热力学第一定律分析出气体的温度变化趋势，从而得出气体分子的平均速率变化趋势；
(3)理解理想气体的定义，结合等压变化的特点得出对应的分子数量。
本题主要考查了一定质量的理想气体状态方程的相关应用，解题的关键点是分析出气体变化前后的状态参量，结合等压变化的特点完成分析。
2.【答案】挡光片宽度 挡光片通过光电门的挡光时间 5.6×1014 能 2(N−1)πRt −2πR3T02 C D
【解析】解：(1)根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度有
v=dt
其中d为挡光片的宽度，用游标卡尺测量，t为挡光片通过光电门的挡光时间；
(2)根据遏止电压的定义有
eUe=hv−W0
则反向遏止电压Ue与入射光频率ν之间的关系图像的表达式为
Ue=hev−W0e
代入(8.0×1014,1.0)解得该金属的逸出功为
W0=3.7×10−19J
再根据极限频率的定义有
vc=W0h=3.7×10−196.626×10−34Hz=5.6×1014Hz；
根据频率与波长的关系可知该金属的极限频率的波长为
λ=cf=3×1085.6×1014m=5.4×10−5m
根据光电效应发生的条件可知，当选用的红外线的波长小于极限频率的波长时，能发生光电效应；
(3)①根据题意，时间t内自行车的位移为
x=(N−1)2πR
根据运动学公式有
v=xt=2(N−1)πRt；
②由图可知，自行车做匀减速直线运动，根据运动学公式有
2πR2T0=2πRT0+a⋅32T0
解得
a=−2πR3T02；
③根据磁场方向可知磁铁的N极靠近元件；根据左手定则可知，电子向元件的左侧聚集，则元件的左侧电势低于右侧电势，即Uab<0，故C正确，ABD错误。
故选：C；
(4)根据多普勒效应可知，当球远离传感器运动时，传感器接收到的频率会变小，波长则会变大，故D正确，ABC错误。
故选：D。
故答案为：(1)挡光片宽度；挡光片通过光电门的挡光时间；(2)5.6×1014；能；(3)①2(N−1)πRt；②−2πR3T02；③C；(4)D。
(1)根据光电门测速的原理可知需要测量的物理量；
(2)根据遏止电压的定义写出反向遏止电压Ue与入射光频率ν之间的关系图像的表达式，根据题意代入数据解得该金属的逸出功，再根据极限频率的定义求解该金属的极限频率；根据频率与波长关系求解该金属的极限频率的波长，根据光电效应的条件判断即可；
(3)①先求解自行车在时间t内的位移，再根据运动学公式求解自行车的平均速度；
②根据运动学公式求解子洗车的加速度；
③根据磁场的方向判断磁铁靠近元件的磁极；根据左手定则判断电子偏转的方向，进一步判断元件左、右两侧电势的高低，即可判断Uab大于0还是小于0；
(4)根据多普勒效应判断。
本题考查爱因斯坦光电效应方程、多普勒效应及应用、霍尔效应、探究小车速度随时间变化的规律等，要求学生熟练掌握这些基本的知识点及其应用。
3.【答案】AC ABD 吸收 λ1λ2λ1+λ2 nhd A
【解析】解：(1)移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，说明穿过薄铝片的射线不带电，应为γ射线。再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，说明有射线不能穿透薄铝片，应为α射线，β射线穿透能力比α射线强。故未知射线中包含γ射线与α射线，故AC正确，B错误。
(2)A.实物粒子都具有波动性，称之为物质波，故A正确；
B.根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B正确；
C.根据玻尔的原子能级结构理论，电子处于分立的轨道上，绕原子核旋转时不对外辐射电磁波，原子由高能级向低能级跃迁时(对应电子由高轨道跃迁到低轨道)向外辐射电磁波，故C错误；
D.根据康普顿效应，经物质散射的光子的动量会变化，其波长会变化，频率也会发生变化，故D正确。
(3)根据光子的能量为E=hν=hcλ，因λ1<λ2，故从能级A跃迁到B时辐射出的光子能量比从能级A跃迁到C时大，可知能级B低于能级C，则该原子从能级B跃迁到能级C，是向高能级跃迁，故需要吸收光子。
由：EA−EB=hcλ1；EA−EC=hcλ2
可得从能级B跃迁到C吸收的光子能量为：EC−EB=hcλ1−hcλ2
则吸收光子的波长λ满足：hcλ=hcλ1−hcλ2
解得：λ=λ1λ2λ1+λ2
(4)依题意可知线度为d的分子的电子德布罗意波长为λ=dn，电子动量为p=hλ=nhd。
(5)α粒子由2个质子和2个中子组成，其结合能为：E=(2mP+2mn−mα)c2=4.347×10−12J
已知：mP=1.6726×10−27kg，mn=1.6749×10−27kg，c=3×108m/s
解得：α粒子的质量mα≈6.647×10−27kg，故A正确；BC错误。
(6)①由洛伦兹力提供向心力得：qvB=mv2R，可得：R=mvqB
对α粒子有：Ra=mava2eB
新核Y有：RY=MvYZeB
原子核发生α衰变的过程满足动量守恒定律，则有：mava=MvY
解得新核Y在磁场中做圆周运动的半径为RY=2RaZ
②由Ra=mava2eB，可得：va=2eBRama
新核Y的速度大小为：vY=mavaM
新核Y获得的动能Ek=12MvY2=2e2B2Ra2M
答：(1)AC；(2)ABD；(3)吸收；λ1λ2λ1+λ2；(4)nhd；(5)A；
(6)①新核Y在磁场中做圆周运动的半径RY为2RaZ；
②新核Y获得的动能Ek为2e2B2Ra2M。
(1)移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，说明穿过薄铝片的射线不带电，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，说明有射线不能穿透薄铝片，β射线穿透能力比α射线强。
(2)实物粒子都具有波动性；根据爱因斯坦光电效应方程，玻尔的原子能级结构理论，康普顿效应分析解答。
(3)根据光子的能量与波长的关系，分析能级B与能级C的关系；根据玻尔的原子能级结构理论解答。
(4)根据德布罗意波长与动量的关系解答。
(5)根据爱因斯坦质能方程和结合能的物理意义求解。
(6)①②原子核发生α衰变的过程满足动量守恒定律，根据洛伦兹力提供向心力求解。
本题考查了量子物理部分的知识，对量子理论考查的很全面。掌握光子能量与动量的公式，要知道微观粒子的散射，原子核衰变过程满足动量守恒定律。
4.【答案】A B D 两 30
【解析】解：(1)AB、根据：f=12π LC，由物理量的关系可得：
L=14π2f2C=T24π2C=UT24π2Q=EdT24π2Q=FQdT24π2Q=FdT24π2Q2=madT24π2(It)2=mad4π2I2
可得：1H=1kg⋅m2/(A2⋅s2)
B选项中的单位V不是国际单位制的基本单位，故A正确，B错误；
CD、根据：f=12π LC，由物理量的关系可得：
C=14π2f2L=T24π2L
结合：1H=1kg⋅m2/(A2⋅s2)，可得：1F=1A2⋅s4/(kg⋅m2)
D选项中的单位V不是国际单位制的基本单位，故CD错误。
(2)①、四幅图的图①中电容器极板上的电荷量为零，此时电流最大，则①之前必为放电过程，且放电开始时电容器下极板带正电，故图③在①之前；①之后必为充电过程，且充电结束电容器上极板带正电，故④在①之后；图②可以③之前的充电过程，也可以是④之后的放电过程，故四幅图排序为②③①④或者为③①④②，故B正确，ACD错误。
②、A.在t2时刻振荡电路中电流为零，磁场能最小，故A错误；
B.在t3时刻振荡电路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B错误；
C.t1∼t2时间内电流逐渐减小，磁场能向电场能转化，电容器极板上的电荷量不断增大，故C错误；
D.t3∼t4时间内电路中电流逐渐减小，根据楞次定律，电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向，故D正确。
(3)当接收器加装的偏振片的偏振方向与偏振光的偏振方向垂直时没有光通过，平行时通过的光强度最大，则接收器按图示方向沿轴线转动一周，要经历两次由平行到垂直的过程，故能观察到两次光线变暗过程。
(4)取阴影部分ABCD的一半进行分析，如下图所示。
设该种材料全反射临界角为C，则sinC=1n，解得：C=37∘
若沿OE方向射到MC面上的光线刚好发生全反射，则：∠MOE=37∘
同理，若沿OG方向射入的光线恰好在DC面上发生全反射，可得：∠DOG=37∘
由几何关系可得：ME=DG=Rtan37∘=10×0.75cm=7.5cm
由对称性可得能从这三个边射出光的边长之和为：s=4×7.5cm=30cm。
故答案为：(1)A；(2)①B；②D；(3)两；(4)30
(1)根据物理量的关系推导电感与电容的关系式，得到用国际单位制的基本单位表示的单位。
(2)①②根据LC振荡电路中电容器极板上的电荷量与回路中电流的周期性变化关系，回路中电流大小与磁场能的关系，电荷量的多少与电场能的关系解答。
(3)根据当接收器加装的偏振片的偏振方向与偏振光的偏振方向垂直时没有光通过，平行时通过的光强度最大进行分析。
(4)根据全反射临界角与折射率的关系求得全反射临界角。根据几何关系与对称性求解。
本题考查了电磁振荡，光的偏转现象，几何光路的计算问题。掌握电磁振荡过程电容器的电荷量与回路的电流，电场能与磁场能周期性地变化过程。
5.【答案】C A
【解析】解：(1)①、A.实验中电阻箱的取值若远小于果蔬电池的内阻，会使电流、电压传感器的示数较小，误差较大。电阻箱的取值应与果蔬电池的内阻相差不多，故A错误；
B.电键断开时，电压传感器保留的读数是断开前瞬间的电压值，断开前瞬间电路中仍有电流，故此值不等于电动势的值，故B错误；
C.根据路端电压U=ERR+r=E1+rR，可知若电阻箱阻值R不断增大，电压传感器的读数(即路端电压)将趋近等于电动势E，故C正确；
D.电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功在数值上就等于电动势的值，因番茄电池的电动势小于土豆电池的电动势，故番茄电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功小于土豆电池所做的功，故D错误。
故选：C。
②根据：I=ER+r，变形为：R=E1I−r
可知R−I−1关系图线的斜率等于电动势，因土豆电池的电动势大于番茄电池的，故土豆电池的R−I−1关系的图线为①，故A正确，B错误。
故选：A。
(2)①由楞次定律可知，下极板b为正极板，板间电场方向向上，由带电小球P受力平衡可知其所受电场力向上，则其带正电。
由题意可知，两板间的电压U等于线框产生的感应电动势，则有：
U=E=ΔΦΔtS=kπR2
带电液滴受的电场力：F=qUd
由平衡条件得：F=mg
联立解得：k=mgdπqR2
②当磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半时，板间电压变为原来的一半，即：U′=12U
此时电场力F′=12F=12mg
P在极板间的加速度为：a=mg−F′m=12g
P在电场中做类平抛运动，沿极板方向做匀速运动，沿垂直于极板方向做匀加速直线运动，则有：
12d=12at2
L=v0t
解得板长：L=v0 2dg。
(3)①、ab沿导轨上滑的速度为v02时，根据E=12BLv0、I=ER、F安=BIL
可得金属杆受到的安培力大小为：F安=B2L2v02R，方向沿导轨向下。
根据牛顿第二定律得：
mgsinθ+F安=ma
解得：a=gsinθ+B2L2v02mR
②对ab上滑的过程，以沿导轨向上为正方向，由动量定理得：
−BI−Lt1−mgsinθt1=0−mv0
其中：I−t1=E−Rt1=ΔΦR=BLsR
联立解得：s=mRv0−mgRt1sinθB2L2
③ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小为v1，对ab下滑的过程，以沿导轨向上为正方向，由动量定理得：
BI−′Lt2−mgsinθt2=−mv1
其中：I−′t2=E−Rt2=ΔΦR=BLsR
可见：I−′t2=I−t1
联立解得：v1=mgsinθ(t1+t2)−v0
答：(1)①C；②A。
(2)①P带正电，磁感应强度B随时间t的变化率k为mgdπqR2；
②板长L为v0 2dg。
(3)①ab沿导轨上滑的速度为v02时的加速度a为gsinθ+B2L2v02mR；
②ab沿导轨上滑的最大距离s为mRv0−mgRt1sinθB2L2；
③ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小为mgsinθ(t1+t2)−v0。
(1)①、实验中电阻箱的取值若远小于果蔬电池的内阻，会使电流、电压传感器的示数较小，误差较大；电键断开时，电压传感器保留的读数是断开前瞬间的电压值，不等于电动势的值；根据闭合电路欧姆定律分析；电池把1C正电荷在电源内部从负极搬运到正极所做的功在数值上就等于电动势的值。
②根据闭合电路欧姆定律推导图像表达式，根据图线的斜率等于电动势判断。
(2)①根据楞次定律判断极板的正负，根据板间电场方向与带电小球P所受电场力方向的关系，判断其带电性。两板间的电压等于线框产生的感应电动势，
根据法拉第电磁感应定律、电场力计算公式与平衡条件求解；
②当磁感应强度B随时间t的变化率变为原来的一半时，板间电压、电场力均变为原来的一半。P在电场中做类平抛运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求解；
(3)①根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力计算公式，应用牛顿第二定律求解；
②对ab上滑的过程，应用动量定理求解上滑最大距离；
③对ab下滑的过程，应用动量定理求解末速度。
本题考查了测量电源电动势与内阻的实验，电磁感应现象的感生电动势与动生电动势的不同情况，带电粒子在电场中运动问题。对于电磁感应的综合问题，要做好电流、安培力、力与运动、功能关系这四个方面的分析，要知道安培力与速度有关，克服安培力做功等于回路产生的焦耳热。电池
电动势E(V)
内阻r(Ω)
番茄
0.6959
291.81
土豆
0.7549
559.59
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