2021-2022学年广东省中山市高二（下）期末物理试卷（含解析）

这是一份2021-2022学年广东省中山市高二（下）期末物理试卷（含解析），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

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2021-2022学年广东省中山市高二（下）期末物理试卷


一、单选题（本题共7小题，共28分）
1. 佩戴一次性医用外科口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一，合格的一次性医用外科口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为水滴在一次性医用外科口罩内侧的照片，对此，以下说法正确的是(    )
A. 照片中的口罩和水滴发生了浸润现象
B. 照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
C. 照片中水滴呈扁球状是液体表面张力和重力共同作用的结果
D. 水对所有材料都是不浸润的
2. 国家速滑馆(又名“冰丝带”)是北京2022年冬奥会冰上运动的主场馆，为确保运动项目的顺利完成，需要对场馆内降温．若将场馆内的空气看作理想气体，已知降温前场馆内、外的温度均为7℃，降温后场馆内温度为-8℃，该过程中场馆内气体压强不变．以下说法正确的是(    )
A. 场馆内空气分子平均动能不变
B. 场馆内所有空气分子的分子动能都减小
C. 场馆内热量是由场馆内自发传递到场馆外的
D. 场馆内部单位时间内空气分子与冰面碰撞次数增多
3. 我国发射的“嫦娥”系列月球探测器，在着陆器和月球车内均安置有钚-238，以确保仪器仓内温度不会很低，让搭载的仪器安然度过月夜，成为仪器的“暖宝宝”． ​94238Pu可以通过以下过程得到： 92238U+12H→93238Np+k01n， 93238Np→X+94238Pu，则下列说法正确的是(    )
A. k=1，X为质子 B. k=2，X为电子
C. k=1，X为电子 D. k=2，X为质子
4. 图甲是“探究光电效应”的实验电路图，光电管截止电压Uc随入射光频率ν的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是(    )

A. 入射光的频率ν不同时，截止电压Uc也不同
B. 入射光的频率ν不同时，Uc-ν图像的斜率不同
C. 图甲电路中，当电压表示数增大时，电流表的示数增大
D. 图甲电路中入射光频率不变，增加入射光的光照强度，光电子的最大初动能增加
5. 如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右规定为电流的正方向，则(    )

A. 0.5～1ms内，电容器两端电压逐渐减小
B. 0.5～1ms内，电容器的上极板带负电荷
C. 1～1.5ms内，Q点比P点电势低
D. 1～1.5ms内，电容器电场能正在增加
6. 如图所示，发电机线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势e=1002sin100πt(V).线圈与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为5：2，降压变压器副线圈接入一台“220V 1100W”的电动机，恰好正常工作，电动机内阻为10Ω，输电线路总电阻为25Ω，线圈及其余导线电阻不计，电表均为交流理想电表，则下列说法正确的是(    )

A. 图示位置时电压表示数为1002V
B. 升压变压器原、副线圈匝数比为1：5
C. 输电线路中的电流是12.5A
D. 发电机线圈的输出功率为1200W
7. 如图所示，足够长的导体棒AB水平放置，通有向右的恒定电流I。足够长的粗糙细杆CD处在导体棒AB的正下方不远处，与AB平行。一质量为m、电量为+q的小圆环套在细杆CD上。现给圆环向右的初速度v0，圆环运动的v-t图象不可能是(    )

A. B.
C. D.
二、多选题（本题共6小题，共24分）
8. 自热锅因其便于加热和方便携带，越来越受到户外驴友的欢迎．自热锅内有一个发热包，遇水发生化学反应而产生大量热能，不需要明火，温度可超过100℃，能在15分钟内迅速加热食品．自热锅的盖子上有一个透气孔，如果透气孔堵塞，容易造成小型爆炸。对于这种现象下列说法正确的是(    )
A. 自热锅爆炸前，锅内气体温度升高 B. 自热锅爆炸前，锅内气体内能增加
C. 自热锅爆炸时，锅内气体温度降低 D. 自热锅爆炸时，锅内气体内能增加
9. WiFi无线通信技术是当今使用最广的一种无线网络传输技术，几乎所有智能手机、平板电脑和笔记本电脑都支持WiFi上网，WiFi信号的本质就是电磁波，波长约7～12厘米，通过无线路由器发射后将信号传递到设备上，使设备实现无线上网能力，下列对WiFi信号的判断正确的是(    )
A. 波长比可见光短 B. 能在真空中传播
C. 其信号波是横波 D. 不能产生干涉和衍射现象
10. 一定质量的理想气体经历了ABCDA的循环，其p-V图像如图所示，下列说法正确的是(    )

A. 由D到A的过程中，气体对外做功
B. 由B到C的过程中，气体温度降低
C. 由C到D的过程中，气体吸收热量
D. 整个循环过程中D状态气体分子平均动能最小
11. 电子眼在城市道路上随处可见，电子眼在交通管理中的运用，大大减小了交管部门的工作强度．电子眼系统通过路面下埋设的感应线来感知汽车的压力．感应线是一个压电薄膜传感器，压电薄膜在受压时两端产生电压，压力越大电压越高，压力稳定电压稳定，压电薄膜与电容器C和电阻R组成图甲所示的回路，红灯亮时，如果汽车的前、后轮先后经过感应线，回路中会产生两个脉冲电流，如图乙所示，即视为“闯红灯”，电子眼拍照留存．则红灯亮时(    )

A. 车轮停在感应线上时，电阻R上有恒定电流
B. 车轮经过感应线的过程中，电容器先充电后放电
C. 增大电阻R值，可以使电容器稳定时的带电量减小
D. 汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内，仍会被电子眼拍照留存
12. 如图示为氢原子的能级图，下列说法正确的是(    )
A. 欲使处于n=2能级的氢原子被电离，可用单个光子能量为3eV的光照射该氢原子
B. 用单个光子能量为12.5eV的光照射处于基态的氢原子，一定能使氢原子发生能级跃迁
C. 一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光能使逸出功为2eV的钾发生光电效应
D. 一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生6种频率的光



13. 如图甲所示是处在匀强磁场中的真空室内的两个半圆形的金属扁盒(“D”型盒)，若“D”型盒的半径为R，匀强磁场的磁感应强度大小为B，现在两“D”型盒间接入峰值为U0的交变电压，电压随时间的变化规律如图乙所示，将粒子源置于D1盒的圆心处，粒子源产生的质量为m、电荷量为q的氘核，在t=0时刻进入“D”型盒的间隙，已知氘核的初速度不计，氘核穿过电场的时间忽略不计，不考虑相对论效应和重力作用，下列说法正确的是(    )

A. 氘核离开回旋加速器的最大动能为q2B2R22m
B. 交变电压的周期可以取2πm3qB
C. 经电场n次加速后进入D盒的运动半径为1B2nmU0q
D. 氘核第n次被加速前、后的轨道半径比为n-1：n
三、实验题（本题共1小题，共8分）
14. 如图1是“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”的实验装置示意图，实验操作步骤如下：
①将活塞移动到注射器满刻度处；
②用软管连接注射器和压强传感器，并将压强传感器重置；
③用数据线依次连接压强传感器、数据采集器、计算机；
④缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录注射器上的刻度数值V，以及相应的压强传感器示数p；
⑤重复上述步骤④，多次测量并记录；
⑥根据记录的数据，作出相应图象，分析得出结论．

(1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的______和______；
(2)实验过程中，下列说法正确的______；
A.推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出
B.推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分
C.活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值
(3)某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、1V为横轴，画出图象如图2所示，则产生的可能原因是______．
A.实验过程中有气体从注射器漏出
B.实验开始前，压强传感器没有置零
C.实验过程中气体温度升高
D.实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了
(4)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确．环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图3所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是______。

四、计算题（本题共4小题，共40分）
15. 世界多国都在加紧研制真空管道超高速磁悬浮列车，我国西南大学在这方面的研究也取得了很高的成就，试验列车已经进入测试环节．某研发团队想要探究其电磁刹车的效果时，在遥控小车底面安装N匝正方形线框abcd，边长为L，线框总电阻为R.其平面与水平轨道平行，小车总质量为m，其俯视图如图所示，小车到站需要减速时，在前方虚线PP'和QQ'之间设置一竖直向上的匀强磁场区域，磁感应强为B.宽度为H，且H>L.若小车关闭引擎即将进入磁场前的速度为v0，在行驶过程中小车受到轨道的阻力可忽略不计，不考虑车身其他金属部分的电磁感应现象．求：
(1)cd边刚进入磁场时线框内感应电流的大小和方向；
(2)若小车完全进入磁场时速度为v02，求小车进入磁场的过程中通过线圈的电荷量和线圈上产生的焦耳热．

16. 小明是一位汽车爱好者，他通过学习得知汽车正常行驶的胎压要求是230kpa～260kpa.在某次调研活动中小明发现汽车在地下车库中胎压为150kpa，轮胎体积为20L，地下车库的温度为27℃，大气压为100kpa.司机将汽车开出车库静置于露天停车场足够长时间后，小明发现胎压变为155kpa，轮胎体积几乎没有变化，求：
(1)露天停车场的温度是多少摄氏度？
(2)若在地下车库对轮胎充气，使得胎压变为250kpa，需要充入压强100kpa、温度27℃的气体多少升？假定充气过程轮胎内外温度始终是27℃．
17. 如图甲所示，矩形绝缘斜面MNQP与水平面间的夹角为θ=37°.有一垂直于斜面向上的磁场分布在EFQP区域内，EF平行于PQ，磁感应强度B随时间变化规律如乙图所示。将一质量为m1=2kg、匝数为n=10的矩形金属框abcd放置在斜面上，金属框的总电阻为R=1Ω，边长ab=1m，bc=2m，金属框四边恰好分别和斜面的四边平行，且金属框的一半处于EF下方的磁场中，另一半处于EF上方的无场区域，有一轻质绝缘细线系在cd边的中点处，细线通过一大小不计且光滑的定滑轮连接着质量m2=0.2kg的物块，物块自然下垂，细线对金属框的拉力始终沿着斜面向下，方向垂直于cd边。在t=0时刻，磁感应强度为0，此时金属框恰好静止在斜面上，设金属框受到的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，cos37°=0.8，sin37°=0.6，求：
(1)金属框和斜面之间的动摩擦系数；
(2)金属框中的电流强度；
(3)从t=0开始，金属框保持静止的最长时间。

18. 在芯片制造过程中，离子注入是其中一道重要的工序．如图所示是一部分离子注入工作原理示意图，离子经加速后沿水平方向进入速度选择器，选择出一定速度的离子，然后通过磁分析器Ⅰ，选择出特定比荷的离子，经偏转系统Ⅱ后注入水平放置的硅片上．速度选择器、磁分析器中的匀强磁场的磁感应强度大小均为B，方向均垂直纸面向外；速度选择器中的匀强电场场强大小为E，方向竖直向上．磁分析器截面是矩形，矩形长为2L，宽为(4-23)L.其宽和长中心位置C和D处各有一个小孔；半径为L的圆形偏转系统Ⅱ内存在垂直纸面向外，磁感应强度大小可调的匀强磁场，D、M、N在一条竖直线上，DM为圆形偏转系统的直径，最低点M到硅片的距离MN=L2，不计离子重力。

(1)求离子通过速度选择器后的速度大小；
(2)求磁分析器选择出来的离子的比荷；
(3)若偏转系统磁感应强度大小的取值范围233B≤B偏≤3B，求硅片上离子注入的宽度．
答案和解析

1.【答案】C 
【解析】解：A、由图可知，水珠呈球形，并没有发生浸润现象，故A错误；
B、如图所示，小水滴为球形是由于液体表面张力造成的，照片中附着层内分子比水的内部稀疏，表面张力具有使液体表面绷紧即减小表面积的作用，故B错误；
C、水滴只在表面张力的作用下应呈球形，但由于在地面上受到重力作用，使水球呈扁球形，故C正确；
D、浸润与不浸润现象是相对的，所以水不是对所有材料都是不浸润的，故D错误。
故选：C。
根据题中图象判断水没有浸润到口罩；知道水滴表面分子比水滴内部稀疏，表面分子存在表面张力，在表面张力和重力的作用下水滴呈扁圆形，知道浸润和不浸润取决于相互接触的两材料间的性质，水并不是对所有材料都是不浸润的。
本题通过口罩考查了液体表面张力和浸润现象，要明确分子间的相互作用力的性质，并会根据分子间作用力的性质解析相关现象。

2.【答案】D 
【解析】解：AB、场馆内温度在降低的过程中，由于温度是分子的平均动能的标志，可知场馆内空气分子平均动能减小，但是并不代表所有空气分子的分子动能都减小，有的分子动能可能增大，故AB错误；
C、根据热力学第二定律，可知热量自发地从高温物体传递到低温物体，即热量由场馆外自发传递到场馆内，故C错误；
D、根据气体压强的微观意义，场馆内气体压强不变，空气分子平均动能减小，则场馆内部单位时间内空气分子与冰面碰撞次数增多，故D正确。
故选：D。
根据温度是分子的平均动能的标志判断；根据热力学第二定律判断；根据气体压强的微观解释判断。
本题以国家速滑馆(又名“冰丝带”)是北京2022年冬奥会冰上运动的主场馆为背景，考查了分子平均动能、热力学第二定律、气体压强的微观解释等知识点，要求学生对这部分知识要重视课本，强化理解并记忆。

3.【答案】B 
【解析】解：发生核反应方程时符合质量数与电荷数守恒，： 92238U+12H→93238Np+k01n，则k=2， 93238Np→X+94238Pu，X的电荷数为-1，质量数为0，为电子，故ACD错误，B正确；
故选：B。
根据质量数守恒和电荷数守恒判断生成产物。
本题考查了核反应方程式的书写、原子核衰变等知识点，根据质量数守恒及核电荷数守恒写出核反应方程式是解决本题的关键。

4.【答案】A 
【解析】解：A、根据公式Ekm=hν-W0可知，入射光的频率不同时，电子的最大初动能不同，又
eUc=Ekm
得：Uc=hνe-W0e
可见入射光的频率ν不同时，截止电压也不同。故A正确；
B、由上述分析可知，Uc=hνe-W0e，则Uc-ν图像的斜率保持不变，故B错误；
C、图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，光电流为零，此时的电压为截止电压，不会达到饱和电流，故C错误；
D、根据公式Ekm=hν-W0可知，光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关，故D错误；
故选：A。
根据爱因斯坦的光电效应方程结合动能定理得出截止电压的影响因素，结合图像的斜率特点完成分析；正确理解光电效应中饱和光电流和初动能的影响因素。
本题主要考查了光电效应方程的相关应用，熟悉公式，理解图线的物理意义，分清最大初动能和饱和光电流的影响因素即可完成分析。

5.【答案】B 
【解析】解：AB、由图乙可知，在0.5ms～1ms内，电流方向是正的，电流大小减小，此时电容器C正在反向充电，电容器两端电压逐渐增大；经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，因此在该时间段内，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故A错误，B正确；
C、由图乙可知，在1ms～1.5ms内，电流是负的，即通过P点的电流向左，回路电流沿逆时针方向，因此Q点电势比P点电势高，故C错误；
D、由图乙可知，在1ms～1.5ms内电流在增大，电容器正在放电，磁场能在增大，电场能在减小，故D错误。
故选：B。
根据图象，分析清楚电磁振荡过程；知道LC振荡电路放电时，电场能转化为磁场能，电路电流增大；LC振荡电路充电时，磁场能转化为电场能，电路电流减小。
本题考查电磁振荡的基本规律，应熟练掌握电磁振荡过程、能正确分析图象，明确电流的变化是正确解题的关键。

6.【答案】D 
【解析】解：(1)根据e=1002sin100πt(V)可知线圈转动产生的感应电动势的最大值为Em=1002V，有效值E=Em2=10022V=100V，故电压表的示数为1100V，故A错误；
BC、根据U3U4=n3n4可知：U3=550V，由P=UI可知，降压变压器副线圈中的电流I4=P电U4=1100220A=5A，根据I3I4=n4n3可得：I3=2A，故输电线路上损失的电压ΔU=I3r=2×25V=50V，故U2=U3+ΔU=550V+50V=600V，故n1n2=EU2=100600=16，故BC错误；
C、输电线路上损失的功率ΔP=I32r=22×25W=100W，故发电机线圈的输出功率为P=P电+ΔP=1100W+100W=1200W，故D正确；
故选：D。
电压表读的是交流电的有效值；根据电功率的计算公式求解电动机的电流，根据变压器的原理求解输电电流，即可求得输电线路上损失的电压和功率，根据原副线圈两端的电压之比与线圈的匝数成正比即可求得。
本题主要是考查了变压器以及远距离高压输电的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比等于匝数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道电动机输入功率和输出功率之间的关系。

7.【答案】B 
【解析】解：当qvB=mg时，圆环做匀速运动，此时图象为A，故A可能；
当qvB>mg时，FN=qvB-mg，此时：μFN=ma，所以圆环做加速度逐渐减小的减速运动，直到qvB=mg时，圆环开始做匀速运动，故D可能；
当qvB B图像中加速度不变，速度随时间均匀减小，洛伦兹力减小，圆环与粗糙细杆CD弹力大小变化，圆环与粗糙细杆CD摩擦力变化，圆环加速度变化，所以B图像不可能。
本题要求选不可能的，故选：B。
带正电的小环向右运动时，受到的洛伦兹力方向向上，注意讨论洛伦兹力与重力的大小关系，然后即可确定其运动形式，注意洛伦兹力大小随着速度的大小是不断变化的．
分析洛伦兹力要用动态思想进行分析，注意讨论各种情况，同时注意v-t图象斜率的物理应用，总之本题比较全面的考查了高中所学物理知识。

8.【答案】ABC 
【解析】解：AB、自热锅爆炸前，发热包遇水发生化学反应而产生大量热能，锅内气体温度升高，锅内气体对外不做功，根据热力学第一定律可知，锅内气体内能增加，故AB正确；
CD、自热锅爆炸时，锅内气体对外界做功，而没有来得及热传递，由热力学第一定律可知，锅内气体内能减少，温度下降，故C正确，D错误。
故选：ABC。
自热锅爆炸前，锅内气体温度升高，锅内气体内能增加。自热锅爆炸时，锅内气体对外做功，内能减少，温度降低，根据热力学第一定律分析。
本题考查热力学第一定律的应用，关键是知道一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度升高，内能增加。

9.【答案】BC 
【解析】解：A、WiFi信号的波长约7～12厘米，而可见光的波长为4.0×10-5～7.6×10-5厘米，所以WiFi信号的波长比可见光长，故A错误；
B、电磁波的传播不需要介质，所以WiFi信号可以在真空中传播，故B正确；
C、由于WiFi信号的本质就是电磁波，所以其信号波是横波，故C正确；
D、干涉和衍射现象是波特有的现象，而WiFi信号属于电磁波，所以WiFi信号能产生干涉和衍射现象，故D错误。
故选：BC。
WiFi信号的波长比可见光长；电磁波的传播不需要介质；根据电磁波是横波判断；根据干涉和衍射现象是波特有的现象判断。
本题以WiFi无线通信技术是当今使用最广的一种无线网络传输技术为情境载体，考查了电磁波的特点，要明确WiFi信号的本质就是电磁波。

10.【答案】BD 
【解析】解：A、由D到A过程气体体积V不变，气体对外界不做功，故A错误；
B、由B到C过程气体体积V不变而压强P减小，由一定质量的理想气体状态方程pVT=C可知：气体温度降低，故B正确；
C、C、由C到D过程，PV减小，由理想气体状态方程pVT=C可知，气体温度T降低，气体的内能减小，即：ΔU<0，体积减小，故W>0，由热力学第一定律ΔU=W+Q可知：Q=ΔU-W<0，即放出热量，故C错误；
D、A、由pVT=C可知pV值最小的为D状态，故状态D的T最小，又：温度是分子平均动能的标志，温度越低分子平均动能越小，即状态D气体分子的平均动能最小，故D正确。
故选：BD。
温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大；一定量的理想气体内能由气体温度决定，温度越高气体内能越大，根据pVT=C结合图示图象分析清楚气体状态变化过程，再结合热力学第一定律分析答题。
本题考查一定质量的气体状态方程与热力学第一定律的应用，根据图示图象分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，根据图示图象应用一定质量的理想气体状态方程、热力学第一定律即可解题；应用热力学第一定律解题时，注意各物理量正负号的含义。

11.【答案】BD 
【解析】解：A、车轮停在感应线上时，压电薄膜受到的压力不变，则电压不变，电容器不充电，也不放电，电阻R上没有电流，故A错误；
B、由图乙可知，当车轮经过感应线时，电流先增大后减小，然后再反向增大后减小，因电压是在受压时产生的，故说明电容器先充电后放电。故B正确；
C、电容器稳定时的电压等于压电薄膜两端产生的电压，与R无关，故C错误；
D、汽车前轮刚过感应线，又回到线内，则前轮两次压线，形成两个脉冲电流，符合拍照条件，故D正确。
故选：BD。
根据电流和电路图分析电容器的充放电情况，并根据工作原理明确汽车前轮刚越过感应线，又倒回到线内是否符合拍照条件。
本题考查传感器的应用及电容器的使用，要注意对于未知事物能有效建立物理模型，应用所学过的物理规律分析。

12.【答案】CD 
【解析】解：A、欲使处于n=2能级的氢原子被电离，需E=0-(-3.40eV)=3.40eV的能量，所以用单个光子能量为3eV的光照射该氢原子无法使n=2能级的氢原子被电离，故A错误；
B、处于基态的氢原子跃迁到n=2能级所需能量为E'=-3.40-(-13.60eV)=10.20eV，处于基态的氢原子跃迁到n=3能级所需能量为E''=-1.51-(-13.60eV)=12.09eV，所以用单个光子能量为12.5eV的光照射处于基态的氢原子，不能使氢原子发生能级跃迁，故B错误；
C、一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，可向外释放E''=-1.51-(-13.60eV)=12.09eV能量的光，根据光电效应条件可知能使逸出功为2eV的钾发生光电效应，故C正确；
D、一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生C42=6种频率的光，故D正确；
故选：CD。
根据电离的条件分析，氢原子跃迁时需吸收能级差的能量才可以，原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板的逸出功的关系判断是否发生光电效应现象。
解决本题的关键知道什么是电离，以及能级的跃迁满足hν=Em-En，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，同时掌握吸收或释放能量要正好等于能级之差．

13.【答案】ABCD 
【解析】解：A、氘核在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=mv2R，氘核离开回旋加速器的最大动能为Ek=12mv2，解得：Ek=q2B2R22m，故A正确；
B、氘核在磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πrv=2πmqB，若交变电压的周期T'=2πm3qB，则T=3T'，氘核通过电场时能够被加速，交变电压的周期可以取2πm3qB，故B正确；
C、氘核经电场加速，由动能定理得：nqU0=12mvn2-0，解得氘核被电场n次加速后的速度vn=2nqUm，氘核在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvnB=mvn2rn，解得：rn=1B2nmU0q，故C正确；
D、氘核经电场加速，n次加速前，即被加速n-1次时的速度vn-1=2(n-1)mU0m，氘核在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径rn-1=1B2(n-1)mU0q，氘核第n次被加速前、后的轨道半径比rn-1：rn=n-1：n，故D正确。
故选：ABCD。
氘核在电场中加速，在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，应用动能定理与牛顿第二定律求解。
本题考查了带电粒子在电磁场中的运动，熟练掌握回形加速器工作原理是解题关键，最大速度由D盒半径决定。

14.【答案】质量  温度  B  CD  AC 
【解析】解：(1)研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系实验需要保持气体的质量与温度保持不变。
(2)A、为控制气体温度不变且避免气体进入或漏出，推拉活塞时，动作要缓慢，故A错误；
B、为保持气体温度不变，推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，故B正确；
C、为保持气体温度不变且准确测出气体体积，活塞移至某位置时，应等气体稳定后再记录此时注射器内气柱的长度和压力表的压强值，故C错误。
故选：B。
(3)由一定质量的理想气体状态方程pVT=C可知：p=CT1V，由图2所示图象可知，随1V增大，图线发生弯曲，p-1V图线的斜率增大
A、如果实验过程中有气体从注射器漏出，气体压强应减小，图线向下弯曲，故A错误；
B、如果实验开始前，压强传感器没有置零，图线在纵轴上有截距，不会导致图线弯曲，故B错误；
C、如果实验过程中气体温度升高，则图象斜率变大，图线向上弯曲，故C正确；
D、如果实验过程中外面气体进入注射器，使注射器里面气体质量增加了，气体物质的量增加，气体压强增大，图线向上弯曲，故D正确。
故选：CD。
(4)AB、由一定质量的理想气体状态方程pVT=C可知，一定质量的气体当V相等时气体温度T越高气体压强越大，故A正确，B错误；
CD、由一定质量的理想气体状态方程pVT=C可知：p=CT1V，气体温度越高，p-1V图线的斜率越大，由于T1>T2，故C正确，D错误。
故选：AC。
故答案为：(1)质量；温度；(2)B；(3)CD；(4)AC。
研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系实验需要控制气体的质量与温度保持不变，根据实验原理与实验注意事项，应用一定质量的理想气体状态方程分析求解。
本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析．

15.【答案】解：(1)cd边刚进入磁场时线框内感应电动势为：E=NBLv0
感应电流的大小为：I=ER=NBLv0R
根据右手定则可判断感应电流方向为：a→d→c→b→a；
(2)从开始到小车完全进入磁场的过程产生的平即感应电动势为：E-=NΔΦΔt
平均感应电流为：I-=E-R
根据电荷量的计算公式可得：q=I-Δt
联立解得：q=NΔΦR，其中ΔΦ=BL2
解得在此过程中通过线圈的电荷量为：q=NBL2R；
根据能量守恒定律有：12mv02=Q+12m(v02)2
解得线圈产生的焦耳热为：Q=38mv02。
答：(1)cd边刚进入磁场时线框内感应电流的大小为NBLv0R，方向为a→d→c→b→a；
(2)若小车完全进入磁场时速度为v02，小车进入磁场的过程中通过线圈的电荷量为NBL2R，线圈上产生的焦耳热为38mv02。 
【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律结合闭合电路的欧姆定律求解感应电流的大小，根据右手定则可判断感应电流方向；
(2)根据电荷量的计算公式求解通过线圈的电荷量，根据能量守恒定律求解线圈产生的焦耳热。
本题主要是考查电磁感应现象中的能量问题、电荷量的求解方法，关键是能够根据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律求解平均电流，根据能量守恒定律分析产生的热。

16.【答案】解：(1)轮胎内气体初状态的压强p1=150kpa，T1=(273+27)K300K，末状态压强P2=155kpa
轮胎内部气体发生等容变化，由查理定律得：p1T1=p2T2
代入数据解得：T2=310K，t2=(310-273)℃=37℃
(2)充入气体初状态压强，p0=100kpa，气体体积V0=20L，气体末状态压强p3=250kpa，
设充入气体的体积为ΔV，充气过程气体温度不变，以充入气体与轮胎内原有气体整体为研究对象，
由玻意耳定律得：p3V0=p1V0+p0ΔV
代入数据解得：ΔV=20L
答：(1)露天停车场的温度是37摄氏度。
(2)需要充入压强100kpa、温度27℃的气体20升。 
【解析】(1)气体体积不变，应用查理定律求解。
(2)气体温度不变，应用玻意耳定律求解。
根据题意分析清楚气体状态变化过程，正确选择研究对象是解题的前提，应用查理定律与玻意耳定律即可解题。

17.【答案】解：(1)在t=0时刻，磁感应强度为0时，金属框恰好静止在斜面上可知，
m1gsin37°+m2g=μm1gcos37°
解得μ=78；
(2)根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E=nΔBSΔt，
由欧姆定律可知，I=ER
联立解得I=1A；
(3)根据题意分析可知，经过时间t金属框开始沿着鞋面向上运动，此时
BIL=m1gsin37°+m2g+μm1gcos37°
根据图像可知B=0.1t，
联立解得t=280s；
答：(1)金属框和斜面之间的动摩擦系数为78；
(2)金属框中的电流强度为1A；
(3)从t=0开始，金属框保持静止的最长时间为280s。 
【解析】(1)根据题意t=0时刻，金属框恰好处于静止状态，根据受力平衡列方程求解，
(2)根据感应电动势以及欧姆定律联立列式求解即可，
(3)根据题意分析可知，当金属框刚要开始运动时向上的安培力大小等于金属框受到向下的最大静摩擦力、细线的拉力与自身重力的下滑分力之和，列式求解。
该题考查金属框处于静止状态下的受力分析以及法拉第电磁感应定律，本题的易错点在于能否正确读出题干图像的信息，该题难度适中，中档题型。

18.【答案】解：(1)离子在速度选择器中做匀速直线运动，设离子通过速度选择器的速度为v，由平衡条件得：
qvB=qE
解得：v=EB
(2)离子进入磁分析器Ⅰ后由C到D做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示，设其运动半径为r，轨迹的圆心为O'点，轨迹圆心角为θ，由几何关系得：
[r-12(4-23)L]2+L2=r2
解得：r=2L
sinθ=Lr=12
解得：θ=30°
由洛伦兹力提供向心力得：
qvB=mv2r
解得比荷：qm=E2B2L
(3)离子由D点进入偏转系统后做匀速圆周运动，由qvB偏=mv2R，
可得离子在偏转系统中圆周运动半径：R=mvqB偏=2BLB偏
当B偏=3B时，其运动半径为R1=233L，因R1cosθ=233L×32=L，故轨迹圆心O1与圆形磁场的圆心O在同一水平线上，由几何关系可得离子恰好在M点离开磁场，离开磁场时速度方向与水平方向夹角为θ，轨迹如图中红色轨迹。
当B偏=233B时，其运动半径为R2=3L，因2Lcosθ=3L=R2，故轨迹圆心O2恰好在圆形磁场圆周边界上，由几何关系可得离子恰好在过圆心O2的水平线与磁场边界的交点G离开磁场，离开磁场时速度方向竖直向下，轨迹如图中蓝色轨迹。
由题意可知离子在GM区域离开磁场，离开磁场离子做匀速直线运动，在硅片上离子注入的宽度等于P、Q两点的距离，则有：
PN=12R2=3L2
QN=L2tanθ=3L2
PQ=PN+QN=3L。
答：(1)离子通过速度选择器后的速度大小为EB；
(2)磁分析器选择出来的离子的比荷为E2B2L；
(3)硅片上离子注入的宽度为3L。 
【解析】(1)离子在速度选择器中做匀速直线运动，由平衡条件求解；
(2)离子进入磁分析器Ⅰ后由C到D做匀速圆周运动，作出运动轨迹图，由几何关系求得运动半径，由洛伦兹力提供向心力求解；
(3)求得离子在偏转系统中圆周运动半径的最大值与最小值，由几何关系求得射出磁场的区域范围，从而求解在硅片上离子注入的宽度。
本题考查了带电粒子在电场和磁场中运动问题，依据力与运动的关系，解析粒子运动过程。对于带电粒子在匀强磁场只受洛伦兹力而做匀速圆周运动，依据洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律解答，依据题意作出粒子运动轨迹图是解题的前提，根据几何关系求得运动半径和轨迹圆心角是解题关键。