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四川省南充市阆中中学2024-2025学年高三上学期开学检测物理试题（Word版附解析）
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这是一份四川省南充市阆中中学2024-2025学年高三上学期开学检测物理试题（Word版附解析），文件包含四川省阆中中学校2024-2025学年高三上学期开学检测物理试题Word版含解析docx、四川省阆中中学校2024-2025学年高三上学期开学检测物理试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共24页， 欢迎下载使用。
（满分：100分 时间：75分钟 ）
一、单选题（每小题4分，共28分）
1. 首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是（ ）
A. 法拉第B. 麦克斯韦C. 赫兹D. 奥斯特
【答案】C
【解析】
【详解】由物理史实可知首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是赫兹，故选C。
2. 一乒乓球放在室外，若乒乓球内气体可视为理想气体，且其质量和体积保持不变，则在室外环境温度降低的过程中，乒乓球内的气体（ ）
A. 吸收热量，内能增加
B. 压强减小，分子平均动能减少
C. 不对外做功，瓶内每个气体分子的速率均减小
D. 压强减小，气体分子对球壁的平均作用力大小不变
【答案】B
【解析】
【详解】B．根据题意可知乒乓球内气体做等容变化，温度降低，则分子平均动能减少，根据可知乒乓球内的气体压强减小，故B正确；
C．乒乓球内气体做等容变化，则气体不对外做功，分子平均动能减少，则分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速率都减小，故C错误；
A．气体温度降低，则内能减少，气体不对外做功，根据热力学第一定律可知气体分子放出热量，故A错误；
D．气体压强减小，根据气体压强的微观意义可知温度降低后，气体分子对球壁的平均作用力大小减小，故D错误。
故选B。
3. （镅）是一种半衰期长达 433 年的放射性金属，通过衰变释放射线而被用于烟雾探测器，其衰变方程为 在该烟雾探测器中装有大约0.3 微克的媚241，其释放的射线可以使腔内空气电离，从而在探测腔内加有低压的电极间形成微小电流。一旦烟雾进入探测器，就会阻挡部分射线而使电流减小引发警报。下列说法中正确的是（ ）
A. 是α粒子，有很强的贯穿本领
B. γ是光子，不具有能量
C. 0.3 微克的镅经过866年剩余的质量为0.075 微克
D. 媚241衰变过程要放出能量，故的比结合能比 的大
【答案】C
【解析】
【详解】A. 是α粒子，有很强的电离本领，故A错误；
B. γ是光子，具有能量，故B错误；
C. 根据半衰期公式
0.3 微克的铝经过866年剩余的质量为0.075 微克，故C正确；
D. 结合能是指，自由核子结合成原子核所释放的能量，或者原子核分裂成自由电子所需要的能量。比结合能是指，结合能与核子数的比值。比结合能越大，说明核子越稳定。媚241衰变为，说明比更稳定，所以的比结合能比 的小。故D错误。
故选C。
4. 光伏发电是提供清洁能源的方式之一，光伏发电的原理是光电效应，某同学利用如图甲所示的电路研究某种金属的遏止电压与入射光的频率的关系，描绘出如图乙所示的图像，根据光电效应规律，结合图像分析，下列说法正确的是（ ）
A 滑片P向右移动，电流表示数会变大
B. 仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能增大
C. 由图像可知，该光电管的截止频率为
D. 开关S断开时，若入射光的频率为，则电压表的示数为
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，两极间反向电压逐渐增大，反向电压越大，流过电流表的电流就越小，故A错误；
B．根据光电效应方程
可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，因此增大入射光的强度，光电子的最大初动能不变，故B错误；
C．根据
解得
当遏止电压为零时
故C正确；
D．开关S断开时，光电管是电源，发生光电效应后，其电流强度与光照强度有关，无法判断电压表的示数大小，故D错误。
故选C。
5. 临沂籍物理学家薛其坤院士荣获2023年度国家最高科学技术奖。薛院士在研究霍尔效应的过程中发现了量子反常霍尔效应现象。如图是某金属材料做成的霍尔元件，所加磁场方向及电流方向如图所示，则（ ）
A. 该霍尔元件的前后两表面间存在电压，且前表面电势高
B. 该霍尔元件的前后两表面间存在电压，且前表面电势低
C. 该霍尔元件的上下两表面间存在电压，且上表面电势高
D. 该霍尔元件的上下两表面间存在电压，且上表面电势低
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，由于金属材料的载流子为自由电子，由左手定则可知，自由电子向后表面偏转，则该霍尔元件的前后两表面间存在电压，且前表面电势高。
故选A。
6. 远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比，在的原线圈两端接入一正弦交流电，其电压变化规律满足，若原线圈的输入电功率，输电线总电阻为。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
A. 1kWB. 2kWC. 10kWD. 20kW
【答案】B
【解析】
【详解】升压变压器T原线圈所加电压的有效值为
根据可得，升压变压器T原线圈中的电流
根据理想变压器的电流规律
解得输电线中电流
输电线上损失的电功率
故选B。
7. 如图所示，整个空间中存在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B，导轨间距为L且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计，现有一长为2L、电阻为2R的均匀金属棒OA垂直放在导轨上，金属棒的下端O在导轨上，沿着导轨以恒定的速度向右运动，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，则（ ）
A. 通过定值电阻的电流方向由b到a
B. 通过定值电阻的电流大小为
C. 金属棒OA两端的电压为
D. 金属棒受到的安培力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．导体棒以恒定的速度向右运动切割磁感线产生动生电动势，其大小为
由右手定则可知等效电源的正极在上端，则通过定值电阻的电流方向由a到b，故A错误；
B．导体棒上端切割磁感线只产生电动势，下端切割产生的电动势接入电路，其电阻为，外电路的电阻为，则通过定值电阻的电流大小为
故B正确；
C．金属棒OA两端的电压分为两部分，上端为棒的电动势，下端为闭合电路的路端电压，电压为
故C错误；
D．金属棒的下半部分通电受安培力，大小为
故D错误。
故选B。
二、多选题（每小题5分，共15分）
8. 研究某种金属光电效应的实验装置如图甲所示，用a、b两种单色光照射金属K，得到的光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A. b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大
B. 两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更小
C. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距更大
D. a光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长比b光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长短
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由
可知b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大，故A正确；
B．由
可知b光的频率大，所以b光的折射率大，则两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更大，故B错误；
CD．a光的频率小，由
可知a光波长长，由
可知通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距更大，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，光滑绝缘水平面上，有两根固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时按相同规律增大，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈1中无感应电流
B. 线圈2中无感应电流
C. 线圈3中有逆时针方向的电流
D. 线圈4中有逆时针方向的电流
【答案】AD
【解析】
【详解】由安培定则可以判断出线圈1中磁通为零，线圈2中磁通垂直于水平面向外，线圈3中磁通为零，线圈4中磁通垂直于水平面向内。当两根导线上电流同时按相同规律增大时，根据楞次定律可知线圈1和线圈3中无感应电流，线圈2中有顺时针电流，线圈4中有逆时针电流。所以AD正确，BC错误。
故选AD。
10. 利用电场和磁场控制带电粒子的运动是现代电子设备的常见现象。如图所示，两水平正对放置的平行金属板MN和PQ之间存在竖直向下的匀强电场E（未知），两金属板的板长和间距均为平行金属板间有垂直纸面向里的磁场，N、Q连线右侧空间有垂直纸面向外的磁场，两磁感应强度均为B。质量为2m0、速度为 v0、带电量为+q的粒子甲和质量为m0、速度为2v0、带电量也为+q的粒子乙先后从M、P的连线中点 O处沿两平行金属板中轴线进入后，甲粒子恰好沿轴线射出金属板，乙粒子恰好从MN板右侧 N点射出，此时速度方向与水平方向夹角 不计粒子大小及重力，关于两粒子的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 金属板间电场强度为
B. 甲、乙两粒子在平行金属板间的运动时间之比为2：1
C. 甲、乙两粒子在射出平行金属板的速度之比为
D. 甲、乙两粒子在 N、Q 连线右侧的运动时间之比为6：5
【答案】AD
【解析】
【详解】A．甲粒子恰好沿轴线射出金属板，则有
解得
故A正确；
B．甲粒子做匀速直线运动，有
解得
乙粒子的运动可分解为速度大小为的匀速圆周运动和水平向右速度大小为匀速直线运动，沿电场线方向
在点速度关系如图所示
解得
粒子在磁场中做圆周运动的周期
联立可得
则
故B错误；
C．甲粒子做匀速直线运动，射出平行金属板的速度为v0，乙粒子运动过程中，洛伦兹力不做功，只有电场力做功，则有
解得
可得
故C错误；
D．甲、乙粒子在N、Q 连线右侧磁场中均做匀速圆周运动，可得
，
根据
解得
，
两粒子的轨迹如图所示
可得
，
解得
故D正确。
故选AD。
三、实验题（每空2分，共18分）
11. 某同学用如图所示装置探究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系，已知电流从a接线柱流入电流表时，电流表指针右偏。
（1）若无论快速插入还是拔出磁铁，均不能看到电流表指针有明显偏转，经检查电路没有断路，则原因可能是______。
（2）解决上述问题后，该同学进行了4次实验，并把磁铁下方磁场方向、磁铁运动情况、电流表指针偏转情况及线圈中感应电流的磁场方向都记录在下表中：
在实验1、4中，线圈中感应电流的磁场方向为______（填“向上”或“向下”）。
（3）由实验1、3得出的结论是穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______（填“相同”或“相反”）。
（4）由实验2、4得出的结论是穿过闭合电路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______（填“相同”或“相反”）。
（5）由实验1、2、3、4得出的结论是感应电流的磁场总是要______引起感应电流的磁通量的变化。
【答案】（1）电流表量程过大或线圈匝数过少或磁铁磁性太弱
（2）向上 （3）相反
（4）相同 （5）阻碍
【解析】
【小问1详解】
电路没有断路而电流表没有明显示数，可能是电流表量程过大或线圈匝数过少或磁铁磁性太弱所致。
【小问2详解】
电流从a接线柱流入电流表指针向右偏转，根据右手螺旋定则可知感应电流的磁场方向向上。
【小问3详解】
由表中信息可知，在实验1、3中，磁铁插入线圈，穿过线圈的磁通量增加，穿过线圈的磁场方向相反，感应电流方向相反，但感应电流产生的磁场方向均与原磁场方向相反，由此可知穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反。
【小问4详解】
由表中实验信息可知，在实验2、4中，穿过线圈的磁通量减小，穿过线圈的磁场方向相反，感应电流方向相反，但感应电流产生的磁场方向均与原磁场方向相同，由此可知穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
【小问5详解】
综合分析4次实验可知感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
12. 太阳能光电直接转换器的工作原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能。图示为测定光电流的电路简图。
（1）现给光电管加正向电压，则A极是电源______极，E连线柱是电流表的______接线柱（填“正”或“负”）；
（2）入射光应照射在______极上（填“C”或“D”）；
（3）若电流表读数是，电子所带电荷量，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是______个。
【答案】 ①. 正 ②. 负 ③. D ④.
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，D为阴极，C是对阴极，电子在电场力作用下，从D加速到C，则电源左边 A为正极，右边B为负极；电流应从电流表正极流入，所以电流变是上正下负；故E连线柱是电流表负接线柱。
（2）[3]从光电管阴极D发射的光电子，要在回路中定向移动形成电流，因此光射在D极上；
（3）[4]因A端应该与电源的正极相连，这样电子出来即可被加速，从而在回路中形成电流;每秒在回路中通过的电量为
Q=It
所以产生的光电子数目至少为
联立得
四、解答题（共3小题，共39分）
13. 如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B体积均为Sl，压强均为，弹簧为原长。现将B中气体抽出一半，B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求：
（1）抽气之后A、B的压强。
（2）弹簧的劲度系数k。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）设抽气前两体积为，对气体A分析：抽气后
根据玻意耳定律得
解得
对气体B分析，若体积不变的情况下抽去一半的气体，则压强变为原来的一半即，则根据玻意耳定律得
解得
（2）由题意可知，弹簧的压缩量为，对活塞受力分析有
根据胡克定律得
联立得
14. 如图，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN，PQ是水平放置的不计电阻的平行长直导轨，其间距为L，N、Q两点间接有阻值为R的定值电阻，质量为m，电阻不计的金属棒ab与导轨保持垂直且接触良好。对ab棒施加一个水平向左垂直棒的恒力F，使金属棒由静止开始沿导轨滑动。金属导轨光滑，求
（1）当ab棒的速度为v时，导体棒中电流的大小和方向；
（2）当ab棒的速度为v时，导体棒的加速度大小；
（3）ab棒的最大速度。
【答案】（1），方向由a到b；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当ab棒的速度为v时，产生的电动势大小为
根据闭合电路欧姆定律可知，导体棒中电流的大小为
根据右手定则可知，通过导体棒的电流方向由a到b。
（2）当ab棒的速度为v时，导体棒受到的安培力大小为
根据牛顿第二定律可得
解得导体棒的加速度大小为
（3）当导体棒受到的安培力等于恒力F时，ab棒的速度达到最大，则有
解得ab棒的最大速度为
15. 质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动、再由O点进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的P点处，运动轨迹如图中虚线所示。
（1）粒子带正电还是负电？求粒子的比荷。
（2）求O点到P点的距离。
（3）若速度选择器Ⅱ中匀强电场电场强度大小变为（略大于），方向不变，粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的点上。求粒子打在点的速度大小。
【答案】（1）带正电，；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由于粒子向上偏转，根据左手定则可知粒子带正电；设粒子的质量为m，电荷量为q，粒子进入速度选择器时的速度为，在速度选择器中粒子做匀速直线运动，由平衡条件
在加速电场中，由动能定理
联立解得，粒子的比荷为
（2）由洛伦兹力提供向心力
可得O点到P点的距离为
（3）粒子进入Ⅱ瞬间，粒子受到向上的洛伦兹力
向下的电场力
由于，且
所以通过配速法，如图所示
其中满足
则粒子在速度选择器中水平向右以速度做匀速运动的同时，竖直方向以做匀速圆周运动，当速度转向到水平向右时，满足垂直打在速度选择器右挡板的点的要求，故此时粒子打在点的速度大小为
【点睛】
实验序号
磁铁磁场方向
磁铁运动情况
指针偏转情况
感应电流的磁场方向
1
向下
插入
右偏
2
向下
拔出
左偏
3
向上
插入
左偏
4
向上
拔出
右偏
（满分：100分 时间：75分钟 ）
一、单选题（每小题4分，共28分）
1. 首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是（ ）
A. 法拉第B. 麦克斯韦C. 赫兹D. 奥斯特
【答案】C
【解析】
【详解】由物理史实可知首先用实验证实电磁波存在、验证麦克斯韦电磁场理论正确的科学家是赫兹，故选C。
2. 一乒乓球放在室外，若乒乓球内气体可视为理想气体，且其质量和体积保持不变，则在室外环境温度降低的过程中，乒乓球内的气体（ ）
A. 吸收热量，内能增加
B. 压强减小，分子平均动能减少
C. 不对外做功，瓶内每个气体分子的速率均减小
D. 压强减小，气体分子对球壁的平均作用力大小不变
【答案】B
【解析】
【详解】B．根据题意可知乒乓球内气体做等容变化，温度降低，则分子平均动能减少，根据可知乒乓球内的气体压强减小，故B正确；
C．乒乓球内气体做等容变化，则气体不对外做功，分子平均动能减少，则分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速率都减小，故C错误；
A．气体温度降低，则内能减少，气体不对外做功，根据热力学第一定律可知气体分子放出热量，故A错误；
D．气体压强减小，根据气体压强的微观意义可知温度降低后，气体分子对球壁的平均作用力大小减小，故D错误。
故选B。
3. （镅）是一种半衰期长达 433 年的放射性金属，通过衰变释放射线而被用于烟雾探测器，其衰变方程为 在该烟雾探测器中装有大约0.3 微克的媚241，其释放的射线可以使腔内空气电离，从而在探测腔内加有低压的电极间形成微小电流。一旦烟雾进入探测器，就会阻挡部分射线而使电流减小引发警报。下列说法中正确的是（ ）
A. 是α粒子，有很强的贯穿本领
B. γ是光子，不具有能量
C. 0.3 微克的镅经过866年剩余的质量为0.075 微克
D. 媚241衰变过程要放出能量，故的比结合能比 的大
【答案】C
【解析】
【详解】A. 是α粒子，有很强的电离本领，故A错误；
B. γ是光子，具有能量，故B错误；
C. 根据半衰期公式
0.3 微克的铝经过866年剩余的质量为0.075 微克，故C正确；
D. 结合能是指，自由核子结合成原子核所释放的能量，或者原子核分裂成自由电子所需要的能量。比结合能是指，结合能与核子数的比值。比结合能越大，说明核子越稳定。媚241衰变为，说明比更稳定，所以的比结合能比 的小。故D错误。
故选C。
4. 光伏发电是提供清洁能源的方式之一，光伏发电的原理是光电效应，某同学利用如图甲所示的电路研究某种金属的遏止电压与入射光的频率的关系，描绘出如图乙所示的图像，根据光电效应规律，结合图像分析，下列说法正确的是（ ）
A 滑片P向右移动，电流表示数会变大
B. 仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能增大
C. 由图像可知，该光电管的截止频率为
D. 开关S断开时，若入射光的频率为，则电压表的示数为
【答案】C
【解析】
【详解】A．滑动变阻器的滑片P向右移动过程中，两极间反向电压逐渐增大，反向电压越大，流过电流表的电流就越小，故A错误；
B．根据光电效应方程
可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，因此增大入射光的强度，光电子的最大初动能不变，故B错误；
C．根据
解得
当遏止电压为零时
故C正确；
D．开关S断开时，光电管是电源，发生光电效应后，其电流强度与光照强度有关，无法判断电压表的示数大小，故D错误。
故选C。
5. 临沂籍物理学家薛其坤院士荣获2023年度国家最高科学技术奖。薛院士在研究霍尔效应的过程中发现了量子反常霍尔效应现象。如图是某金属材料做成的霍尔元件，所加磁场方向及电流方向如图所示，则（ ）
A. 该霍尔元件的前后两表面间存在电压，且前表面电势高
B. 该霍尔元件的前后两表面间存在电压，且前表面电势低
C. 该霍尔元件的上下两表面间存在电压，且上表面电势高
D. 该霍尔元件的上下两表面间存在电压，且上表面电势低
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，由于金属材料的载流子为自由电子，由左手定则可知，自由电子向后表面偏转，则该霍尔元件的前后两表面间存在电压，且前表面电势高。
故选A。
6. 远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比，在的原线圈两端接入一正弦交流电，其电压变化规律满足，若原线圈的输入电功率，输电线总电阻为。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（ ）
A. 1kWB. 2kWC. 10kWD. 20kW
【答案】B
【解析】
【详解】升压变压器T原线圈所加电压的有效值为
根据可得，升压变压器T原线圈中的电流
根据理想变压器的电流规律
解得输电线中电流
输电线上损失的电功率
故选B。
7. 如图所示，整个空间中存在方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B，导轨间距为L且足够长，左端接阻值为R的定值电阻，导轨电阻不计，现有一长为2L、电阻为2R的均匀金属棒OA垂直放在导轨上，金属棒的下端O在导轨上，沿着导轨以恒定的速度向右运动，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，则（ ）
A. 通过定值电阻的电流方向由b到a
B. 通过定值电阻的电流大小为
C. 金属棒OA两端的电压为
D. 金属棒受到的安培力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．导体棒以恒定的速度向右运动切割磁感线产生动生电动势，其大小为
由右手定则可知等效电源的正极在上端，则通过定值电阻的电流方向由a到b，故A错误；
B．导体棒上端切割磁感线只产生电动势，下端切割产生的电动势接入电路，其电阻为，外电路的电阻为，则通过定值电阻的电流大小为
故B正确；
C．金属棒OA两端的电压分为两部分，上端为棒的电动势，下端为闭合电路的路端电压，电压为
故C错误；
D．金属棒的下半部分通电受安培力，大小为
故D错误。
故选B。
二、多选题（每小题5分，共15分）
8. 研究某种金属光电效应的实验装置如图甲所示，用a、b两种单色光照射金属K，得到的光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
A. b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大
B. 两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更小
C. 通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距更大
D. a光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长比b光照射时逸出的动能最大的光电子的物质波的波长短
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由
可知b光照射时，逸出的光电子的最大初动能更大，故A正确；
B．由
可知b光的频率大，所以b光的折射率大，则两单色光通过同一玻璃三棱镜时，b光的偏折程度更大，故B错误；
CD．a光的频率小，由
可知a光波长长，由
可知通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距更大，故C正确，D错误。
故选AC。
9. 如图所示，光滑绝缘水平面上，有两根固定的相互垂直彼此绝缘的长直导线，通以大小相同的电流。在角平分线上，对称放置四个相同的圆线圈。若两根导线上的电流同时按相同规律增大，下列说法正确的是（ ）
A. 线圈1中无感应电流
B. 线圈2中无感应电流
C. 线圈3中有逆时针方向的电流
D. 线圈4中有逆时针方向的电流
【答案】AD
【解析】
【详解】由安培定则可以判断出线圈1中磁通为零，线圈2中磁通垂直于水平面向外，线圈3中磁通为零，线圈4中磁通垂直于水平面向内。当两根导线上电流同时按相同规律增大时，根据楞次定律可知线圈1和线圈3中无感应电流，线圈2中有顺时针电流，线圈4中有逆时针电流。所以AD正确，BC错误。
故选AD。
10. 利用电场和磁场控制带电粒子的运动是现代电子设备的常见现象。如图所示，两水平正对放置的平行金属板MN和PQ之间存在竖直向下的匀强电场E（未知），两金属板的板长和间距均为平行金属板间有垂直纸面向里的磁场，N、Q连线右侧空间有垂直纸面向外的磁场，两磁感应强度均为B。质量为2m0、速度为 v0、带电量为+q的粒子甲和质量为m0、速度为2v0、带电量也为+q的粒子乙先后从M、P的连线中点 O处沿两平行金属板中轴线进入后，甲粒子恰好沿轴线射出金属板，乙粒子恰好从MN板右侧 N点射出，此时速度方向与水平方向夹角 不计粒子大小及重力，关于两粒子的运动情况，下列说法正确的是（ ）
A. 金属板间电场强度为
B. 甲、乙两粒子在平行金属板间的运动时间之比为2：1
C. 甲、乙两粒子在射出平行金属板的速度之比为
D. 甲、乙两粒子在 N、Q 连线右侧的运动时间之比为6：5
【答案】AD
【解析】
【详解】A．甲粒子恰好沿轴线射出金属板，则有
解得
故A正确；
B．甲粒子做匀速直线运动，有
解得
乙粒子的运动可分解为速度大小为的匀速圆周运动和水平向右速度大小为匀速直线运动，沿电场线方向
在点速度关系如图所示
解得
粒子在磁场中做圆周运动的周期
联立可得
则
故B错误；
C．甲粒子做匀速直线运动，射出平行金属板的速度为v0，乙粒子运动过程中，洛伦兹力不做功，只有电场力做功，则有
解得
可得
故C错误；
D．甲、乙粒子在N、Q 连线右侧磁场中均做匀速圆周运动，可得
，
根据
解得
，
两粒子的轨迹如图所示
可得
，
解得
故D正确。
故选AD。
三、实验题（每空2分，共18分）
11. 某同学用如图所示装置探究感应电流的方向与引起感应电流的磁场的关系，已知电流从a接线柱流入电流表时，电流表指针右偏。
（1）若无论快速插入还是拔出磁铁，均不能看到电流表指针有明显偏转，经检查电路没有断路，则原因可能是______。
（2）解决上述问题后，该同学进行了4次实验，并把磁铁下方磁场方向、磁铁运动情况、电流表指针偏转情况及线圈中感应电流的磁场方向都记录在下表中：
在实验1、4中，线圈中感应电流的磁场方向为______（填“向上”或“向下”）。
（3）由实验1、3得出的结论是穿过闭合电路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______（填“相同”或“相反”）。
（4）由实验2、4得出的结论是穿过闭合电路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向与原磁场方向______（填“相同”或“相反”）。
（5）由实验1、2、3、4得出的结论是感应电流的磁场总是要______引起感应电流的磁通量的变化。
【答案】（1）电流表量程过大或线圈匝数过少或磁铁磁性太弱
（2）向上 （3）相反
（4）相同 （5）阻碍
【解析】
【小问1详解】
电路没有断路而电流表没有明显示数，可能是电流表量程过大或线圈匝数过少或磁铁磁性太弱所致。
【小问2详解】
电流从a接线柱流入电流表指针向右偏转，根据右手螺旋定则可知感应电流的磁场方向向上。
【小问3详解】
由表中信息可知，在实验1、3中，磁铁插入线圈，穿过线圈的磁通量增加，穿过线圈的磁场方向相反，感应电流方向相反，但感应电流产生的磁场方向均与原磁场方向相反，由此可知穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相反。
【小问4详解】
由表中实验信息可知，在实验2、4中，穿过线圈的磁通量减小，穿过线圈的磁场方向相反，感应电流方向相反，但感应电流产生的磁场方向均与原磁场方向相同，由此可知穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同。
【小问5详解】
综合分析4次实验可知感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
12. 太阳能光电直接转换器的工作原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能。图示为测定光电流的电路简图。
（1）现给光电管加正向电压，则A极是电源______极，E连线柱是电流表的______接线柱（填“正”或“负”）；
（2）入射光应照射在______极上（填“C”或“D”）；
（3）若电流表读数是，电子所带电荷量，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是______个。
【答案】 ①. 正 ②. 负 ③. D ④.
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，D为阴极，C是对阴极，电子在电场力作用下，从D加速到C，则电源左边 A为正极，右边B为负极；电流应从电流表正极流入，所以电流变是上正下负；故E连线柱是电流表负接线柱。
（2）[3]从光电管阴极D发射的光电子，要在回路中定向移动形成电流，因此光射在D极上；
（3）[4]因A端应该与电源的正极相连，这样电子出来即可被加速，从而在回路中形成电流;每秒在回路中通过的电量为
Q=It
所以产生的光电子数目至少为
联立得
四、解答题（共3小题，共39分）
13. 如图，刚性容器内壁光滑、盛有一定量的气体，被隔板分成A、B两部分，隔板与容器右侧用一根轻质弹簧相连（忽略隔板厚度和弹簧体积）。容器横截面积为S、长为2l。开始时系统处于平衡态，A、B体积均为Sl，压强均为，弹簧为原长。现将B中气体抽出一半，B的体积变为原来的。整个过程系统温度保持不变，气体视为理想气体。求：
（1）抽气之后A、B的压强。
（2）弹簧的劲度系数k。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）设抽气前两体积为，对气体A分析：抽气后
根据玻意耳定律得
解得
对气体B分析，若体积不变的情况下抽去一半的气体，则压强变为原来的一半即，则根据玻意耳定律得
解得
（2）由题意可知，弹簧的压缩量为，对活塞受力分析有
根据胡克定律得
联立得
14. 如图，空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，MN，PQ是水平放置的不计电阻的平行长直导轨，其间距为L，N、Q两点间接有阻值为R的定值电阻，质量为m，电阻不计的金属棒ab与导轨保持垂直且接触良好。对ab棒施加一个水平向左垂直棒的恒力F，使金属棒由静止开始沿导轨滑动。金属导轨光滑，求
（1）当ab棒的速度为v时，导体棒中电流的大小和方向；
（2）当ab棒的速度为v时，导体棒的加速度大小；
（3）ab棒的最大速度。
【答案】（1），方向由a到b；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当ab棒的速度为v时，产生的电动势大小为
根据闭合电路欧姆定律可知，导体棒中电流的大小为
根据右手定则可知，通过导体棒的电流方向由a到b。
（2）当ab棒的速度为v时，导体棒受到的安培力大小为
根据牛顿第二定律可得
解得导体棒的加速度大小为
（3）当导体棒受到的安培力等于恒力F时，ab棒的速度达到最大，则有
解得ab棒的最大速度为
15. 质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器，加速电压为U；Ⅱ为速度选择器，匀强电场的电场强度大小为，方向沿纸面向下，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里；Ⅲ为偏转分离器，匀强磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。从S点释放初速度为零的带电粒子（不计重力），加速后进入速度选择器做直线运动、再由O点进入分离器做圆周运动，最后打到照相底片的P点处，运动轨迹如图中虚线所示。
（1）粒子带正电还是负电？求粒子的比荷。
（2）求O点到P点的距离。
（3）若速度选择器Ⅱ中匀强电场电场强度大小变为（略大于），方向不变，粒子恰好垂直打在速度选择器右挡板的点上。求粒子打在点的速度大小。
【答案】（1）带正电，；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由于粒子向上偏转，根据左手定则可知粒子带正电；设粒子的质量为m，电荷量为q，粒子进入速度选择器时的速度为，在速度选择器中粒子做匀速直线运动，由平衡条件
在加速电场中，由动能定理
联立解得，粒子的比荷为
（2）由洛伦兹力提供向心力
可得O点到P点的距离为
（3）粒子进入Ⅱ瞬间，粒子受到向上的洛伦兹力
向下的电场力
由于，且
所以通过配速法，如图所示
其中满足
则粒子在速度选择器中水平向右以速度做匀速运动的同时，竖直方向以做匀速圆周运动，当速度转向到水平向右时，满足垂直打在速度选择器右挡板的点的要求，故此时粒子打在点的速度大小为
【点睛】
实验序号
磁铁磁场方向
磁铁运动情况
指针偏转情况
感应电流的磁场方向
1
向下
插入
右偏
2
向下
拔出
左偏
3
向上
插入
左偏
4
向上
拔出
右偏
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