2021_2022学年山东省菏泽第一中学高二（下）月考物理试卷（6月）（含答案解析）

2021~2022学年山东省菏泽第一中学高二（下）月考物理试卷（6月）

1.  如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为的金属钠，下列说法正确的是(    )

A. 这群氢原子能发出3种频率不同的光，都可以使钠发生光电效应
B. 这群氢原子能发出的光，从跃迁到所发出的光波长最小
C. 可见光能量范围为，跃迁产生的光子都不是可见光
D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为

2.  氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是(    )

A. 处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为的光子并电离
B. 图丙中的图线b所表示的入射光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的
C. 图丙中的图线b所表示的入射光的光子能量为
D. 用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大

3.  下列说法正确的是(    )

A. 射线是由氦原子核衰变产生
B. 卢瑟福的粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”
C. 太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同
D. 霓虹灯中的各种气体原子的能级不同但跃迁时发射能量相同的光子

4.  如图所示，单匝闭合金属线圈的面积为S，电阻为R，垂直于磁感线放在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为从某时刻起记为时刻磁感应强度的大小发生变化，但方向不变．在这段时间内磁感应强度B随时间变化的规律为一个正的常数在这段时间内，线圈中感应电流(    )

A. 方向为逆时针方向，大小为
B. 方向为顺时针方向，大小为
C. 方向为逆时针方向，大小为
D. 方向为顺时针方向，大小为

5.  如图所示，将一铝质薄圆管竖直放在表面绝缘的台秤上，圆管的电阻率为，高度为h，半径为R，厚度为dd远小于R。整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小均匀磁场中。则从时刻开始，下列说法正确的是(    )

A. 从上向下看，圆管中的感应电流为顺时针方向
B. 圆管中的感应电动势大小为
C. 圆管中的感应电流大小为
D. 台秤的读数会随时间推移而增大

6.  如图所示，在北京某地有一间房子坐北朝南，门口朝向正南，门扇四周是铝合金边框，中间是绝缘体玻璃，则下列说法正确的是

A. 房子所在位置地磁场的磁感线由南指向北，与水平面平行
B. 无论开门还是关门的过程中，穿过门扇的磁通量是不变的
C. 某人站在室内面向正南推开门过程，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针
D. 某人站在室内面向正南关上门过程，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针

7.  在如图所示电路中，L为电阻很小的线圈，和为零点在表盘中央的相同的电流表．当开关S闭合时，电流表指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是.(    )

A. 和指针都立即回到零点
B. 指针立即回到零点，而指针缓慢地回到零点
C.  指针缓慢回到零点，而指针先立即偏向右方，然后缓慢地回到零点
D. 指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而指针缓慢地回到零点

8.  在如图所示的电路中，电源电动势E和内电阻r，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P移动时，发现电压表示数变大，则下列判断正确的是(    )

A. 电流表示数变大 B. 电阻的电功率变大
C. 滑动变阻器的滑片P向上移动 D. 电源的输出功率一定增大

9.  以下说法正确的是(    )

A. 磁感应强度越大，线圈的面积越大，穿过的磁通量也越大
B. 穿过线圈的磁通量为零时，该处的磁感应强度不一定为零
C. 闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
D. 感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化

10.  下列说法正确的是(    )

A. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
B. 粒子的散射说明原子核具有复杂的结构
C. 光具有波粒二象性
D. 原子核发生衰变时，不遵循能量守恒定律，但遵循动量守恒定律

11.  下列说法中正确的是(    )

A.  天然放射现象说明原子核内部有电子
B. 发现质子的核反应方程是
C. 衰变成要经过6次衰变和8次衰变
D. 氢原子从能级跃迁到能级辐射出光子的能量，高于从氢原子能级跃迁到能级所释放出光子的能量

12.  如图a所示在光滑水平面上用恒力F拉质量m的单匝均匀正方形铜线框，边长为a，在1位置以速度进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时，若磁场的宽度为，在时刻线框到达2位置速度又为并开始离开匀强磁场．此过程中图象如图b所示，则(    )

A. 时，线框右侧边MN的两端电压为
B. 在时刻线框的速度为
C. 线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定比时刻线框的速度大
D. 线框从1位置进入磁场到完全离开磁场位置3过程中，线框中产生的电热为2Fb

13.  如图，理想变压器原副线圈的匝数比为k，且，交流电源输出电压U保持恒定，定值电阻的阻值分别为、，电流表、电压表均为理想电表．开始时，滑动变阻器的触头位于某一位置，电流表、电压表的示数分别用和表示；现将变阻器的触头向b端移动后，电流表、电压表的示数分别用和表示，电流表、电压表示数变化分别用和表示．下列表达式正确的是(    )
 

A.  B.  C.  D.

14.  在研究电磁感应现象实验中，

为了能明显地观察到实验现象，请在如图所示的实验器材中，选择必要的器材，在图中用实线连接成相应的实物电路图；

将原线圈插入副线圈中，闭合电键，副线圈中感生电流与原线圈中电流的绕行方向_______填“相同”或“相反”；

将原线圈拔出时，副线圈中的感生电流与原线圈中电流的绕行方向_____填“相同”或“相反”

15.  如图所示，水平放置的足够长平行金属导轨左端与定值电阻R相接，质量为m、电阻为的金属杆垂直置于导轨上，其PQ段的长度为L，整个装置处在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向下，时刻，金属杆以初速度向右运动，忽略导轨的电阻及导轨与金属杆间的摩擦。

求金属杆的速度为时，金属杆的加速度大小；

求金属杆开始运动到停止运动的过程中，定值电阻R所产生的焦耳热。

16.  为了准确测量宇宙射线的中带电粒子组成，可以在轨道空间站上安装“太空粒子探测器”和质谱仪。某种“太空粒子探测器”由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成，其原理可简化为图甲所示。环形薄层区域内有辐射状的加速电场，电场的边界为两个同心圆，圆心为O，外圆的半径为图中比例是示意图，远小于，内圆半径R，外圆与内圆间电势差为U。内圆内有方向垂直纸面向里的匀强磁场。收集装置是以O为圆心，半径为的圆形收集板可以吸收打在板上粒子。假设有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从加速电场的外圆边界由静止开始加速，粒子进入磁场后，发生偏转，最后打在收集板上并被吸收，不考虑粒子间相互作用及收集板上电荷的作用。
 

求粒子刚到达内圆时速度的大小；
若改变内圆中磁场的磁感应强度，带电粒子刚好没有被收集板吸收而在探测器内做周期性运动，求此时磁感应强度大小，并求出带电粒子运动的周期不计粒子在电场中的运动时间；
现“太空粒子探测器”收集到质量分别为2m和m、电荷量均为的两种粒子，粒子从静止开始经图乙所示的电压为的加速电压加速后通过狭缝PQ并垂直磁场边界进入磁感应强度为的匀强磁场中，最后打在位于磁场边界处的照相底片上，磁场垂直纸面向外，不考虑粒子间的相互作用，若粒子进入磁场时与垂直磁场边界的方向可能存在0到的角度偏差，要使两种粒子在底片上没有重叠，求狭缝PQ的宽度满足的条件。

17.  如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一水平面上，两导轨间距，导轨电阻忽略不计，其间接有固定电阻，导轨上停放一质量为、电阻，的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。利用一外力F沿水平方向拉金属杆ab，使之由静止开始做匀加速直线运动，电压传感器可将R两端的电压U即时采集并输入电脑，并获得U随时间t的关系如图乙所示。求：

金属杆加速度的大小；

第2s末外力的瞬时功率。

18.  如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长且电阻不计的平行金属导轨相距L，导轨平面与水平面夹角为，上端连接阻值为R的电阻｡匀强磁场方向垂直导轨平面向下图中未画出。质量为m，电阻可忽略不计的金属棒放在两导轨上由静止开始释放，金属棒下滑过程中的最大速度为，棒与导轨始终垂直并保持良好接触，且它们之间的动摩擦因数为｡已知重力加速度为g，求：

金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；

磁场的磁感应强度大小；

当金属棒沿导轨下滑距离为s时，金属棒速度已达到最大值，则此过程中电阻R上产生的焦耳热为多少？

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】A.一群氢原子处于  的激发态，可能发出3中不同频率的光子，根据玻尔理论  得知，从  能级跃迁到  能级所发出的光能量最小，且为

由于  ，根据发生光电效应的条件可知从  能级跃迁到  能级所发出的光不能使钠发生光电效应，故A错误；

B.根据玻尔理论  得知，从  能级跃迁到  能级所发出的光能量最大，根据  可知得知，从  能级跃迁到  能级所发出的光的光子频率最高，波长最短，故B正确；

C.根据玻尔理论  得知，从  能级跃迁到  能级所发出的光能量为，属于可见光，故C错误；

D.从  能级跃迁到  能级发出的光子频率最高，发出的光子能量为

根据光电效应方程  可知最大初动能

故D错误；

故选B。

2.【答案】B 

【解析】A.处于第4能级的氢原子至少要吸收能量为的光子才能电离，故A错误；

B.让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应，所以发生光电效应的能量值对应的跃迁为氢原子由第4能级向基态跃迁或氢原子由第3能级向基态跃迁。由图乙可知，b光的遏止电压大，a光的遏制电压小，根据光电效应方程

及

知，b光为氢原子由第4能级向基态跃迁发出的；a光为氢原子由第3能级向基态跃迁发出的。故B正确；

C.图丙中的图线b所表示的光的光子能量为

故C错误；

D.由图乙可知，b光的遏止电压大，a光的遏制电压小，根据光电效应方程

可知图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更小，故D错误。

故选B。

3.【答案】B 

【解析】A.  射线是具有放射性的元素的原子核在衰变时，两个中子和两个质子结合在一起而从原子核内释放出来的，A错误；

B.卢瑟福的核式结构模型的建立，说明了汤姆孙西瓜模型是错误的，B正确；

C.太阳光的可见光是电磁波，而医院的超声波是声波，两者速度存在很大差别，C错误；

D.根据玻尔理论，气体处于不同能级，在跃迁时会辐射出不同频率的光子，所以光子的能量也不相同，D错误；

故选B。

4.【答案】A 

【解析】由图知道，穿过线圈的磁场方向向里，磁通量增大，根据楞次定律判断可知，线圈中感应电流为逆时针方向．由

得到

根据法拉第电磁感应定律得：线圈中感应电动势的大小为

由闭合电路欧姆定律得：感应电流大小为

所以A正确，BCD错误．

故选A。

5.【答案】C 

【解析】A.根据楞次定律可知，从上向下看，圆管中的感应电流为逆时针方向，故A错误；
B.根据法拉第电磁感应定律可知，圆管中的感应电动势大小为：，故B错误；
C.根据电阻定律可知，圆管在沿感应电动势方向的电阻为：，
根据闭合电路欧姆定律可知，圆管中的感应电流大小为：，故C正确；
D.根据对称性以及左手定则可知，圆管所受合安培力为零，台秤的读数始终不变，故D错误。
故选：C。
 

6.【答案】C 

【解析】北京在地球的北半球，房子所在位置地磁场的磁感线由南指向北，与水平面成一定的角度斜向下，选项A错误；
门在关闭时磁通量最大，则开门或关门的过程中，穿过门扇的磁通量都要变化，选项B错误；
某人站在室内面向正南推开门过程，穿过门的磁通量向北减小，根据楞次定律可知，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为逆时针，选项C正确；
某人站在室内面向正南关上门过程，穿过门的磁通量向北增加，根据楞次定律可知，对这个人来说，铝合金边框中的感应电流方向为顺时针，选项D错误；
故选
 

7.【答案】D 

【解析】当开关闭合时，两表指针均向右方偏，说明电流计指针向电流流进的方向偏．当开关断开时，通过线圈的电流变小，导致线圈中产生瞬间感应电动势，相当于一个瞬间电源，线圈左端是电源正极，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，从而阻碍电流的变小，所以使得的指针缓慢地回到零点，而的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，故ABC错误，D正确。
 

8.【答案】A 

【解析】解：C、当滑动变阻器的滑片P移动时，电压表示数变大，即路端电压变大，由知干路电流变小，由闭合电路欧姆定律可知外电阻变大，则滑动变阻器的滑片P向下移动，故C错误；
AB、干路电流变小，内电压和的电压均变小，则、并联电压变大，因此电流表示数变大，电阻的电功率变小，故A正确，B错误；
D、外电阻变大，由于不知道内外电阻的关系，所以电源的输出功率不一定增大，故D错误。
故选：A。
根据电压表示数变大，判断干路电流的变化，由闭合电路欧姆定律判断外电阻的变化，从而确定滑动变阻器的滑片P移动方向；分析、并联电压的变化，判断电流表示数的变化。根据流过的电流变化，分析其功率的变化。根据内外电阻的关系判断电源的输出功率变化。
本题是电路动态分析问题，按局部到整体再到局部的思路分析，要能熟练运用闭合电路欧姆定律。
 

9.【答案】B 

【解析】A.穿过线圈的磁通量不仅与磁感应强度大小、面积有关，还与磁感应强度与线圈的夹角有关，故A错误；

B.穿过线圈的磁通量为零，有可能是磁感应强度与线圈平行，该处的磁感应强度不一定为零，故B正确；

C.闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时，如果穿过线圈的磁通量不变，电路中也不会产生感应电流，故C错误；

D.感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故D错误。

故选B。

10.【答案】AC 

【解析】A.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项A正确；

B.  粒子的散射说明原子具有核式结构，选项B错误；

C.光具有波粒二象性，选项C正确；

D.原子核发生衰变时，即遵循能量守恒定律，也遵循动量守恒定律，选项D错误。

故选AC。

11.【答案】CD 

【解析】A.天然放射现象说明原子核有复杂结构，选项A错误；

B.发现质子的核反应方程是

选项B错误；

C.发生衰变是放出，发生衰变是放出电子  ，设发生了x次衰变和y次衰变，则根据质量数和电荷数守恒有

解得

故衰变过程中共有8次衰变和6次衰变，选项C正确；

D.氢原子由高能级向低能级跃迁，辐射光子能量，由于  和  间的能级差大于  和  间的能级差，则氢原子从  能级跃迁到  能级辐射出光子的能量，高于从氢原子  能级跃迁到  能级所释放出光子的能量，选项D正确。

故选CD。

12.【答案】AD 

【解析】A.时，MN边切割磁感线相当于电源，线框右侧边MN的两端电压为外电压，感应电动势：

外电压

   ，

故A错误；

B.根据图象可知在时间内，线框做匀加速直线运动，合力等于F，则在时刻线框的速度为

故B正确；

C.因为时刻和时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故线框完全离开磁场时的速度与时刻的速度相等，故C错误；

D.因为时刻和时刻线框的速度相等，进入磁场和穿出磁场的过程中受力情况相同，故线框完全离开磁场时的速度与时刻的速度相等，进入磁场克服安培力做的功和离开磁场克服安培力做的功一样多.线框在位置1和位置2时的速度相等，从位置1到位置2过程中外力做的功等于克服安培力做的功，即有，所以线框穿过磁场的整个过程中，产生的电热为2Fb，故D正确。

13.【答案】BD 

【解析】解：AB、根据欧姆定律，，将变阻器的触头向b端移动后，R增大，则，故A错误，B正确；
CD、根据变压器的原理可得，则有，
在原线圈电路中有，即
整理可得，则有，故C错误，D正确；
故选：BD。
根据欧姆定律结合电阻的变化分析电压与电流比值关系的大小；根据原副线圈匝数比得出电流、电压的比值关系，结合闭合电路欧姆定律完成分析。
本题主要考查了变压器的构造和原理，理解原副线圈匝数比和电学物理量的比值关系，结合闭合电路欧姆定律完成分析。
 

14.【答案】 ；相反；相同。 

【解析】将电源、电键、变阻器上、下各连一个接线柱、小螺线管串联成一个回路，再将电流计与大螺线管串联成另一个回路，实物图如下：

闭合电键瞬间，副线圈中磁通量增大，根据楞次定律可知，副线圈中的感应电流磁场阻碍其磁通量的增大，形成与原线圈中电流的绕行方向相反的感应电流；

同理将原线圈拔出时，副线圈中的磁通量减小，同理根据楞次定律可知副线圈中形成与原线圈中电流的绕行方向相同的感应电流。

15.【答案】解：金属杆的速度为  时，产生的感应电动势为

感应电流

安培力

加速度

根据能量守恒，整个过程中回路所产生的焦耳热为

定值电阻 R 所产生的焦耳热为

【解析】见答案
 

16.【答案】解：由动能定理：，
解得粒子刚到达内圆时速度的大小；        
 粒子进入磁场中做圆周运动由几何关系得：，，
 由 得，
对应的圆运动周期 ，
粒子完成一次圆弧运动对应的张角是  ，，对应的磁场半径张角是，
可得粒子完成一次周期性运动总时间为；  
两种粒子在加速电场中运动过程，分别由动能定理：
 ， ，   
两种粒子在磁场中做圆周运动的半径分别为：，，
两种粒子底片上不重叠有，
得。 

【解析】本题主要考查带电粒子加速以及带电粒子在磁场中得偏转，质子在盒间加速时，电场力做功引起动能变化求出速度；根据几何关系求出半径，从而求出磁感应强度和周期以及满足狭缝得条件
 

17.【答案】解： 设路端电压为 U ，金属杆的运动速度为 v ，则感应电动势

通过电阻 R 的电流

电阻 R 两端的电压

由图乙可得

解得

加速度为

 在 2s 末，速度

电动势

通过金属杆的电流

金属杆受安培力

解得

设 2s 末外力大小为  ，由牛顿第二定律

解得

故 2s 末时 F 的瞬时功率

【解析】见答案
 

18.【答案】解：刚开始，受力分析如图

根据牛顿第二定律

可得

当杆在轨道上下滑时

受力分析如图

当时，杆运动达最大速度，则有

可得

由能量守恒定律得

解得

【解析】见解答