江西省吉安市吉水县第二中学2019-2020高二下学期物理期中考试试卷考试试卷

江西省吉安市吉水县第二中学2019-2020高二下学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2019高二下·北碚期末）万有引力的数学表达式为 ，下列说法正确的是
A．表达式中G是一个没有单位的常量
B．当两物体之间的距离趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C．两物体之间的万有引力大小与它们的质量、距离及运动状态都有关
D．两物体间的引力大小总是大小相等方向相反，与两物体质量是否相等无关
2．（2017高一下·临汾期末）一物体在三个共点力作用下做匀速直线运动，若突然撤去其中一个力，其余两力不变，此物体不可能做（　　）
A．匀加速直线运动 B．匀减速直线运动
C．类似于平抛运动 D．匀速圆周运动
3．（2019高二上·白城期中）在如图所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动，则（　　）
A．灯泡L变暗
B．电源内部消耗的功率先变大后变小
C．电容器C上的电荷量增加
D．流过R1的电流方向由左向右
4．（2019高二下·北碚期末）1905 年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得 1921年诺贝尔物理学奖。 下列关于光电效应的描述正确的是
A． 只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应
B．金属的逸出功与入射光的频率和强度无关
C．用同种频率的光照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同
D．发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔将明显增加
5．（2020高二下·吉水期中）如图所示，是波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的是（　　）
A．所辐射的光子的频率最多有6种
B．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小
C．从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小
D．金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条
6．（2019高二下·北碚期末）某带活塞的汽缸里装有一定质量的理想气体，气体经历如图所示的 ， 、 ， 四个变化过程，已知状态A的温度为 ，则下列说法正确的是(　　)
A．B态的温度
B． 过程气体对外做功100J
C． 过程气体对外做功140J
D．从A态又回到A态的过程气体吸热
二、多选题
7．（2020高二下·吉水期中）下列说法正确的是（　　）
A．一定量 100℃ 的水变成 100℃ 的水蒸气，其分子之间的势能增加
B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
C．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
D．晶体在熔化过程中吸收热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能
8．（2019高二下·沙河期中）如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311sin100πt(V) ，原副线圈的匝数之比为n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则(　　)
A．电压表读数为 220 V B．电压表读数为 22 V
C．变压器输出功率为 44 W D．变压器输入功率为 440 W
9．（2019高二下·北碚期末）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆 1 和 2 的径迹照片(如图所示)，已知两个相切圆半径分贝为r1、r2.下列说法正确的是(　　)
A．原子核可能发生的是α衰变，也可能发生的是β衰变
B．径迹 2 可能是衰变后新核的径迹
C．若衰变方程是 ，则r1：r2 = 1：45
D．若是α衰变，则 1 和 2 的径迹均是顺时针方向
10．（2020高二下·吉水期中）如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ad、bc接触良好，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化情况如图乙所示（设图甲中B的方向为正方向）．在 0～t1时间内导体棒PQ始终静止，下面判断正确的是(　　)
A．导体棒PQ中电流方向由Q至P
B．导体棒PQ受安培力方向沿框架向下
C．导体棒PQ受安培力大小在增大
D．导体棒PQ受安培力大小在减小
三、实验题
11．（2020高二下·吉水期中）在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。（纸带所标长度单位为cm，计算结果保留2位小数）
（1）则打下B点时，纸带的速度vB=　 　m/s；
（2）纸带的加速度大小为a=　 　m/s2。
12．（2020高二下·吉水期中）一个未知电阻Rx，阻值大约为10kΩ﹣20kΩ，为了较为准确地测定其电阻值，实验室中有如下器材：
电压表V1（量程3V、内阻约为3kΩ）
电压表V2（量程15V、内阻约为15kΩ）
电流表A1（量程200μA、内阻约为100Ω）
电流表A2（量程0.6A、内阻约为1Ω）
电源E（电动势为3V）
滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）
开关S
（1）在实验中电压表选　 　，电流表选　 　．（填V1、V2，A1、A2）
（2）为了尽可能减小误差，电流表最好用　 　（填“内”“外”）接法，滑动变阻器用　 　（填“分压式”或“限流式”）．
四、填空题
13．（2020高二下·吉水期中）用波长为λ的单色光射向阴极，产生了光电流，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c.测出光电流i随电压U的变化图象如图所示，则照射在金属表面上的这束光的最小功率P　 　；该光电管的阴极K是用截止频率为ν的金属铯制成，在光电管阳极A和阴极K之间加正向电压U.则光电子到达阳极的最大动能　 　．
五、解答题
14．（2019高二下·唐县期中）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10
kW，输电电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电，求：
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ；
（2）输电线路导线电阻R；
（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比 。
15．（2020高二下·吉水期中）已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u， 核的质量为3.0150u。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成 并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能。（质量亏损为1u时，释放的能量为931.5MeV。除了计算质量亏损外， 的质量可以认为是中子的3倍）
（1）写出该核反应的反应方程式；
（2）该核反应释放的核能是多少？
（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV？
16．（2020高二下·吉水期中）如图光滑斜面的下端有一条足够长的水平传送带，传送带以v0=4m/s的速度运动，运动方向如图所示。一个质量为1kg的物体，从h=3.2m的高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不计能量损失，物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，g=10m/s2，求
（1）物体下滑到A点时的速度大小？
（2）物体从A点滑到左边最远处的时间和这个过程中系统产生的热量？
17．（2020高二下·吉水期中）如图所示，固定的绝热汽缸内有一质量为m的“T”形绝热活塞（体积可忽略），距汽缸底部h0处连接一U形管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为1.5h0．已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2h0，重力加速度为g．试求：
（1）初始时，两边水银柱的高度差h；
（2）缓慢降低气体温度，“T”形绝热活塞刚好接触汽缸底部时的温度；
（3）改变气体温度，两边水银面相平时的温度．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A. G为万有引力常量，由卡文迪许利用扭秤实验测出，其单位是N m2/kg2，A不符合题意。
B. 万有引力定律公式只适合于两个可以看做质点的物体，而当距离无穷小时，相邻的两个物体不再适用万有引力公式，B不符合题意。
C. F只与质量m1、m2和两质点间的距离r有关，与运动状态无关，C不符合题意。
D. m1、m2之间万有引力是一对作用力和反作用力，遵守牛顿第三定律，总是大小相等，方向相反，与m1、m2的质量是否相等无关，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用引力的表达式可以判别G是有单位的；引力的公式不适用于距离趋近于0时；万有引力的大小与运动状态无关。
2．【答案】D
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】解：
A、有一个作匀速直线运动的物体受到三个力的作用，这三个力一定是平衡力，如果其中的一个力突然消失，剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，这个合力恒定不变．若物体的速度方向与此合力方向相同，则物体将匀加速直线运动，不符合题意．故A错误；
B、若剩余的两个力的合力与物体的速度方向相反，则物体做匀减速直线运动．不符合题意．故B错误；
C、曲线运动的条件是合力与速度不共线，当其余两个力的合力与速度不共线时，物体做曲线运动；若由于合力恒定，故加速度恒定，即物体做匀变速曲线运动，剩余的两个力的合力方向与原来速度方向垂直，则物体做类似于平抛运动．不符合题意．故C错误；
D、其余两个力的合力恒定，而匀速圆周运动合力一直指向圆心，是变力，所以物体不可能做匀速圆周运动，故D正确．
该题选不可能的，故选：D．
【分析】物体受到三个力的作用，物体做匀速直线运动，这三个力是平衡力，如果其中一个力突然消失，剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，是非平衡力，物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态；曲线运动的条件是合力与速度不共线．
3．【答案】D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】AB．当滑片向右移动时，电阻减小，干路电流增大，根据P=I2R知灯泡变亮，电源内部消耗功率 变大，A、B不符合题意；
C．根据U=IR知，电源内电压及灯泡上电压增大，滑动变阻器上分得电压减小，电容器因与滑动变阻器并联，电容器C上电压也减小，根据Q=CU知电容器电量减小，C不符合题意；
D．电容器会通过R、R1组成回路放电，故经过电阻R1的电流由左向右，D符合题意。
故答案为：D
【分析】滑动变阻器的滑片缓慢向右滑动的过程中，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，利用公式分析电容电荷量的变化。
4．【答案】B
【知识点】光电效应
【解析】【解答】只有入射光的波长小于金属的极限波长才能发生光电效应，A不符合题意；金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率和强度无关，B符合题意；由于不同金属的逸出功不同，则如果用同种频率的光照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能不相同，C不符合题意；发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔不变，只是逸出的光电子的数量减小，D不符合题意.
故答案为：B
【分析】波长越大频率越小，光电效应需要看的是光的频率足够大；逸出功是金属材料本身决定的；由于不同金属的逸出功不同，所以同种频率的光照射，光电子的最大初动能不相同；光照强度只是影响光电子的数量，不会影响光电子的速度大小。
5．【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．一群氢原子处于n=4的激发态，所辐射的光子的频率最多有 种，A符合题意；
B．由n=4跃迁到n=1时放出能量最多，则发出光子的频率最大，B不符合题意；
C．从高能级向低能级跃迁时静电力对电子做正功，则电子的动能增大、原子的势能减小、原子的总能量减小，C不符合题意；
D．根据 ，则有 ， ， ，
金属钾的逸出功为2.21eV，所以能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用排列组合可以求出光子的种数；利用能级差的能量可以判别频率的大小；利用轨道半径的变化可以判别动能变大电势能变小；利用能级差的能量可以判别能发生光电效应的光谱线数量。
6．【答案】D
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】AB. 是等压变化， ，所以B态的温度 ，气体对外做功 ，AB不符合题意。
C. 过程气体体积被压缩，外界对气体做功，C不符合题意。
D. 图像面积代表做功，所以 对外做功大于 外界对气体做功，而整个过程内能不变，根据热力学第一定律，从A态又回到A态的过程气体吸热，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用AB过程的等压变化可以求出B的温度；利用压强乘以体积变化可以求出气体对外做功；CD过程体积变小外界对气体做功；利用过程气体对外做功，可以判别气体吸热。
7．【答案】A,B,D
【知识点】固体和液体；物体的内能
【解析】【解答】A．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，内能增大而分子的平均动能不变，所以其分子之间的势能增加，A符合题意；
B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，B符合题意；
C．根据理想气体的状态方程 可知，气体的温度升高，若同时体积也增大，则压强不一定增大，C不符合题意；
D．晶体在熔化过程中吸收的热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】液晶具有晶体的各向异性；气体的温度升高但是体积不知道变化不能判别压强的变化；晶体熔化过程吸收热量是为了增加分子势能。
8．【答案】B,C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A、理想变压器的输入端电压 ，则电压的最大值为 ，电压有效值为 ，原副线圈的匝数之比为 ，则电压表示数为 ，A不符合题意，B符合题意；
B、因为电流表示数为 ，所以电阻消耗的功率为： ，即变压器输出功率为 ，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】本题关键是明确变压器的输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率。
9．【答案】C,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变
【解析】【解答】A．原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是 衰变，但不是 衰变，A不符合题意；
BC．核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子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： ，解得： ，由于P、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径，则半径为 的圆为放出新核的运动轨迹，半径为 的圆为粒子的运动轨迹， ： ： ：45，B不符合题意，C符合题意；
D．若是 衰变，生成的两粒子电性相同，图示由左手定则可知，两粒子都沿顺时针方向做圆周运动，D符合题意。
故答案为：CD
【分析】利用向心力的方向结合左手定则可以判别原子核属于a衰变；利用轨道半径大小结合牛顿第二定律可以判别轨迹2是a粒子的轨迹；利用轨迹半径和比荷的关系可以求出半径之比；利用左手定则可以判别粒子的运动方向。
10．【答案】A,D
【知识点】安培力；楞次定律
【解析】【解答】A.由楞次定律可判断导体棒PQ中电流方向由Q至P，A符合题意；
B.根据左手定则可知，开始导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力，B不符合题意；
CD.由于磁通量的变化率恒定，故感应电动势不变，产生的感应电流不变，但磁感应强度逐渐减小，故受到的安培力逐渐减小，C不符合题意，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向；结合左手定则可以判别安培力的方向；利用安培力的表达式可以判别安培力的变化。
11．【答案】（1）0.88
（2）3.50
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小 (2)由纸带上的数据得出相邻的计数点间的位移之差相等，即
根据匀变速直线运动的推论公式 得
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出速度的大小；
（2）利用邻差公式可以求出加速度的大小。
12．【答案】（1）V1；A1
（2）内接法；分压式
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）根据待测电阻的大小和电源的电动势大小，估测电路中的最大电流不会超过30mA，故电流表选择A1，电压表选择V1．（2）由于所给滑动变阻器太小，待测电阻很大，因此该实验采用滑动变阻器的分压接法和电流表的内接法．
【分析】（1）利用欧姆定律及电动势的大小可以判别电流表和电压表的选择；
（2）利用待测电阻的大小可以判别电流表选择内接法；滑动变阻器阻值小所以使用分压式接法。
13．【答案】；
【知识点】光电效应
【解析】【解答】第一空. 由于饱和光电流为I0，可知单位时间内产生的光电子的个数： ，若照射到金属上的光子全部被金属吸收，且每个光子对应一个光电子，则照射到金属上的光子的个数： ，所以这束光照射在金属表面上的最小功率 。
第二空. 根据光电效应方程得，光电子逸出金属的最大初动能 ，根据题意可知 ，经电压加速，根据动能定理可知，光电子到达阳极的最大动能 。
【分析】（1）利用单位时间的光子个数结合光电子的能量可以求出最小的功率；
（2）利用光电效应方程可以求出最大动能的大小。
14．【答案】（1）解：升压变压器、副线圈匝数比为：
（2）解：导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有 ，
而输送电流又决定输电电压及输送功率，
有
所以
（3）解：设降压变压器原线圈上电压为 ，
所以降压变压器原、副线圈匝数比为
本题考查交变电流的远距离传输，根据线路损耗功率求出线路电流和电阻，由闭合电路欧姆定律求线路损耗压降，从而求出降压变压器匝数比
【知识点】电能的输送
【解析】【分析】（1）利用电压之比可以求出原副线圈匝数之比；
（2）利用功率表达式结合欧姆定律可以求出输电线上的电阻大小；
（3）利用欧姆定律结合电压之比可以求出降压变压器的匝数之比。
15．【答案】（1）解：由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式
（2）解：质量亏损为
释放的核能为
（3）解：设中子和核的质量分别为m1、m1，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能是E0，反应后动能分别为 、 ，核反应过程系统动量守恒，以种子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
其中 ， ，解得
【知识点】原子核的人工转变；质量亏损与质能方程
【解析】【分析】（1）利用质量数和电荷数守恒可以写出对应的核反应方程；
（2）利用质量的变化可以求出释放的核能；
（3）利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出动能的大小。
16．【答案】（1）解：由机械能守恒定律可知
代入数据解得
（2）解：设物体滑到左边最远处的时间为t，则有
代入数据得
这个过程中物体在皮带上滑行的位移为
皮带运动的位移为
则
代入数据得
【知识点】摩擦力做功；机械能守恒及其条件；匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】（1）利用机械能守恒定律可以求出速度的大小；
（2）利用速度公式结合位移公式和摩擦力的大小可以求出产生的热量。
17．【答案】（1）解：选取活塞为研究对象，对其受力分析并根据平衡条件有p0S+mg=pS ①
可得被封闭气体压强
p=p0+ ②
设初始时水银柱两液面高度差为h，则被封闭气体压强p=p0+ρgh ③
联立以上两式可得，初始时液面高度差为h=
（2）解：气体等压变化初状态：p1=p0+mg/S，V1=1.5h0S，T1=T0；
末状态：p2=p1，V2=1.2h0S，T2=？
根据
解得T2=0.8T0
（3）解：降低温度直至液面相平的过程中，被封闭气体先等压变化，后等容变化．
初状态：p1=p0+mg/S，V1=1.5h0S，T1=T0；
末状态：p2=p0，V2=1.2h0S，T2=？
根据理想气体状态方程有
代入数据，可得T2＝
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）利用平衡方程可以求出高度差的大小；
（2）利用理想气体的等压变化可以求出气体的温度；
（3）利用理想气体的状态方程可以求出气体的温度。
江西省吉安市吉水县第二中学2019-2020高二下学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2019高二下·北碚期末）万有引力的数学表达式为 ，下列说法正确的是
A．表达式中G是一个没有单位的常量
B．当两物体之间的距离趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C．两物体之间的万有引力大小与它们的质量、距离及运动状态都有关
D．两物体间的引力大小总是大小相等方向相反，与两物体质量是否相等无关
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A. G为万有引力常量，由卡文迪许利用扭秤实验测出，其单位是N m2/kg2，A不符合题意。
B. 万有引力定律公式只适合于两个可以看做质点的物体，而当距离无穷小时，相邻的两个物体不再适用万有引力公式，B不符合题意。
C. F只与质量m1、m2和两质点间的距离r有关，与运动状态无关，C不符合题意。
D. m1、m2之间万有引力是一对作用力和反作用力，遵守牛顿第三定律，总是大小相等，方向相反，与m1、m2的质量是否相等无关，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用引力的表达式可以判别G是有单位的；引力的公式不适用于距离趋近于0时；万有引力的大小与运动状态无关。
2．（2017高一下·临汾期末）一物体在三个共点力作用下做匀速直线运动，若突然撤去其中一个力，其余两力不变，此物体不可能做（　　）
A．匀加速直线运动 B．匀减速直线运动
C．类似于平抛运动 D．匀速圆周运动
【答案】D
【知识点】力与运动的关系
【解析】【解答】解：
A、有一个作匀速直线运动的物体受到三个力的作用，这三个力一定是平衡力，如果其中的一个力突然消失，剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，这个合力恒定不变．若物体的速度方向与此合力方向相同，则物体将匀加速直线运动，不符合题意．故A错误；
B、若剩余的两个力的合力与物体的速度方向相反，则物体做匀减速直线运动．不符合题意．故B错误；
C、曲线运动的条件是合力与速度不共线，当其余两个力的合力与速度不共线时，物体做曲线运动；若由于合力恒定，故加速度恒定，即物体做匀变速曲线运动，剩余的两个力的合力方向与原来速度方向垂直，则物体做类似于平抛运动．不符合题意．故C错误；
D、其余两个力的合力恒定，而匀速圆周运动合力一直指向圆心，是变力，所以物体不可能做匀速圆周运动，故D正确．
该题选不可能的，故选：D．
【分析】物体受到三个力的作用，物体做匀速直线运动，这三个力是平衡力，如果其中一个力突然消失，剩余的两个力的合力与撤去的力等值、反向、共线，是非平衡力，物体在非平衡力的作用下一定改变了物体的运动状态；曲线运动的条件是合力与速度不共线．
3．（2019高二上·白城期中）在如图所示的电路中，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P缓慢向右移动，则（　　）
A．灯泡L变暗
B．电源内部消耗的功率先变大后变小
C．电容器C上的电荷量增加
D．流过R1的电流方向由左向右
【答案】D
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】AB．当滑片向右移动时，电阻减小，干路电流增大，根据P=I2R知灯泡变亮，电源内部消耗功率 变大，A、B不符合题意；
C．根据U=IR知，电源内电压及灯泡上电压增大，滑动变阻器上分得电压减小，电容器因与滑动变阻器并联，电容器C上电压也减小，根据Q=CU知电容器电量减小，C不符合题意；
D．电容器会通过R、R1组成回路放电，故经过电阻R1的电流由左向右，D符合题意。
故答案为：D
【分析】滑动变阻器的滑片缓慢向右滑动的过程中，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，利用公式分析电容电荷量的变化。
4．（2019高二下·北碚期末）1905 年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应，因此获得 1921年诺贝尔物理学奖。 下列关于光电效应的描述正确的是
A． 只有入射光的波长大于金属的极限波长才能发生光电效应
B．金属的逸出功与入射光的频率和强度无关
C．用同种频率的光照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能都相同
D．发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔将明显增加
【答案】B
【知识点】光电效应
【解析】【解答】只有入射光的波长小于金属的极限波长才能发生光电效应，A不符合题意；金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率和强度无关，B符合题意；由于不同金属的逸出功不同，则如果用同种频率的光照射各种金属，发生光电效应时逸出的光电子的初动能不相同，C不符合题意；发生光电效应时，保持入射光的频率不变，减弱入射光的强度，从光照射到金属表面到发射出光电子的时间间隔不变，只是逸出的光电子的数量减小，D不符合题意.
故答案为：B
【分析】波长越大频率越小，光电效应需要看的是光的频率足够大；逸出功是金属材料本身决定的；由于不同金属的逸出功不同，所以同种频率的光照射，光电子的最大初动能不相同；光照强度只是影响光电子的数量，不会影响光电子的速度大小。
5．（2020高二下·吉水期中）如图所示，是波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法正确的是（　　）
A．所辐射的光子的频率最多有6种
B．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小
C．从高能级向低能级跃迁时电子的动能减小、原子的势能增加、原子的总能量减小
D．金属钾的逸出功为2.21eV，能使金属钾发生光电效应的光谱线有2条
【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．一群氢原子处于n=4的激发态，所辐射的光子的频率最多有 种，A符合题意；
B．由n=4跃迁到n=1时放出能量最多，则发出光子的频率最大，B不符合题意；
C．从高能级向低能级跃迁时静电力对电子做正功，则电子的动能增大、原子的势能减小、原子的总能量减小，C不符合题意；
D．根据 ，则有 ， ， ，
金属钾的逸出功为2.21eV，所以能使金属钾发生光电效应的光谱线有4条，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用排列组合可以求出光子的种数；利用能级差的能量可以判别频率的大小；利用轨道半径的变化可以判别动能变大电势能变小；利用能级差的能量可以判别能发生光电效应的光谱线数量。
6．（2019高二下·北碚期末）某带活塞的汽缸里装有一定质量的理想气体，气体经历如图所示的 ， 、 ， 四个变化过程，已知状态A的温度为 ，则下列说法正确的是(　　)
A．B态的温度
B． 过程气体对外做功100J
C． 过程气体对外做功140J
D．从A态又回到A态的过程气体吸热
【答案】D
【知识点】气体的变化图像P-V图、P-T图、V-T图
【解析】【解答】AB. 是等压变化， ，所以B态的温度 ，气体对外做功 ，AB不符合题意。
C. 过程气体体积被压缩，外界对气体做功，C不符合题意。
D. 图像面积代表做功，所以 对外做功大于 外界对气体做功，而整个过程内能不变，根据热力学第一定律，从A态又回到A态的过程气体吸热，D符合题意。
故答案为：D
【分析】利用AB过程的等压变化可以求出B的温度；利用压强乘以体积变化可以求出气体对外做功；CD过程体积变小外界对气体做功；利用过程气体对外做功，可以判别气体吸热。
二、多选题
7．（2020高二下·吉水期中）下列说法正确的是（　　）
A．一定量 100℃ 的水变成 100℃ 的水蒸气，其分子之间的势能增加
B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性
C．如果气体分子总数不变，而气体温度升高，气体分子的平均动能增大，因此压强必然增大
D．晶体在熔化过程中吸收热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能
【答案】A,B,D
【知识点】固体和液体；物体的内能
【解析】【解答】A．一定量100℃的水变成100℃的水蒸气，内能增大而分子的平均动能不变，所以其分子之间的势能增加，A符合题意；
B．液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，B符合题意；
C．根据理想气体的状态方程 可知，气体的温度升高，若同时体积也增大，则压强不一定增大，C不符合题意；
D．晶体在熔化过程中吸收的热量，主要用于破坏空间点阵结构，增加分子势能，D符合题意。
故答案为：ABD。
【分析】液晶具有晶体的各向异性；气体的温度升高但是体积不知道变化不能判别压强的变化；晶体熔化过程吸收热量是为了增加分子势能。
8．（2019高二下·沙河期中）如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311sin100πt(V) ，原副线圈的匝数之比为n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则(　　)
A．电压表读数为 220 V B．电压表读数为 22 V
C．变压器输出功率为 44 W D．变压器输入功率为 440 W
【答案】B,C
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】A、理想变压器的输入端电压 ，则电压的最大值为 ，电压有效值为 ，原副线圈的匝数之比为 ，则电压表示数为 ，A不符合题意，B符合题意；
B、因为电流表示数为 ，所以电阻消耗的功率为： ，即变压器输出功率为 ，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】本题关键是明确变压器的输入电压决定输出电压，输出功率决定输入功率。
9．（2019高二下·北碚期末）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆 1 和 2 的径迹照片(如图所示)，已知两个相切圆半径分贝为r1、r2.下列说法正确的是(　　)
A．原子核可能发生的是α衰变，也可能发生的是β衰变
B．径迹 2 可能是衰变后新核的径迹
C．若衰变方程是 ，则r1：r2 = 1：45
D．若是α衰变，则 1 和 2 的径迹均是顺时针方向
【答案】C,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变
【解析】【解答】A．原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律可知，衰变生成的两粒子动量方向相反，粒子速度方向相反，由左手定则知：若生成的两粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆，若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆，所以为电性相同的粒子，可能发生的是 衰变，但不是 衰变，A不符合题意；
BC．核反应过程系统动量守恒，原子核原来静止，初动量为零，由动量守恒定律可知，原子核衰变后生成的两核动量P大小相等、方向相反，粒子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： ，解得： ，由于P、B都相同，则粒子电荷量q越大，其轨道半径r越小，由于新核的电荷量大于粒子的电荷量，则新核的轨道半径小于粒子的轨道半径，则半径为 的圆为放出新核的运动轨迹，半径为 的圆为粒子的运动轨迹， ： ： ：45，B不符合题意，C符合题意；
D．若是 衰变，生成的两粒子电性相同，图示由左手定则可知，两粒子都沿顺时针方向做圆周运动，D符合题意。
故答案为：CD
【分析】利用向心力的方向结合左手定则可以判别原子核属于a衰变；利用轨道半径大小结合牛顿第二定律可以判别轨迹2是a粒子的轨迹；利用轨迹半径和比荷的关系可以求出半径之比；利用左手定则可以判别粒子的运动方向。
10．（2020高二下·吉水期中）如图甲所示，abcd为导体做成的框架，其平面与水平面成θ角，导体棒PQ与ad、bc接触良好，整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中，磁场的磁感应强度B随时间t变化情况如图乙所示（设图甲中B的方向为正方向）．在 0～t1时间内导体棒PQ始终静止，下面判断正确的是(　　)
A．导体棒PQ中电流方向由Q至P
B．导体棒PQ受安培力方向沿框架向下
C．导体棒PQ受安培力大小在增大
D．导体棒PQ受安培力大小在减小
【答案】A,D
【知识点】安培力；楞次定律
【解析】【解答】A.由楞次定律可判断导体棒PQ中电流方向由Q至P，A符合题意；
B.根据左手定则可知，开始导体棒PQ受到沿导轨向上的安培力，B不符合题意；
CD.由于磁通量的变化率恒定，故感应电动势不变，产生的感应电流不变，但磁感应强度逐渐减小，故受到的安培力逐渐减小，C不符合题意，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向；结合左手定则可以判别安培力的方向；利用安培力的表达式可以判别安培力的变化。
三、实验题
11．（2020高二下·吉水期中）在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示，为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。（纸带所标长度单位为cm，计算结果保留2位小数）
（1）则打下B点时，纸带的速度vB=　 　m/s；
（2）纸带的加速度大小为a=　 　m/s2。
【答案】（1）0.88
（2）3.50
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】(1)相邻计数点间的时间间隔T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小 (2)由纸带上的数据得出相邻的计数点间的位移之差相等，即
根据匀变速直线运动的推论公式 得
【分析】（1）利用平均速度公式可以求出速度的大小；
（2）利用邻差公式可以求出加速度的大小。
12．（2020高二下·吉水期中）一个未知电阻Rx，阻值大约为10kΩ﹣20kΩ，为了较为准确地测定其电阻值，实验室中有如下器材：
电压表V1（量程3V、内阻约为3kΩ）
电压表V2（量程15V、内阻约为15kΩ）
电流表A1（量程200μA、内阻约为100Ω）
电流表A2（量程0.6A、内阻约为1Ω）
电源E（电动势为3V）
滑动变阻器R（最大阻值为200Ω）
开关S
（1）在实验中电压表选　 　，电流表选　 　．（填V1、V2，A1、A2）
（2）为了尽可能减小误差，电流表最好用　 　（填“内”“外”）接法，滑动变阻器用　 　（填“分压式”或“限流式”）．
【答案】（1）V1；A1
（2）内接法；分压式
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】（1）根据待测电阻的大小和电源的电动势大小，估测电路中的最大电流不会超过30mA，故电流表选择A1，电压表选择V1．（2）由于所给滑动变阻器太小，待测电阻很大，因此该实验采用滑动变阻器的分压接法和电流表的内接法．
【分析】（1）利用欧姆定律及电动势的大小可以判别电流表和电压表的选择；
（2）利用待测电阻的大小可以判别电流表选择内接法；滑动变阻器阻值小所以使用分压式接法。
四、填空题
13．（2020高二下·吉水期中）用波长为λ的单色光射向阴极，产生了光电流，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c.测出光电流i随电压U的变化图象如图所示，则照射在金属表面上的这束光的最小功率P　 　；该光电管的阴极K是用截止频率为ν的金属铯制成，在光电管阳极A和阴极K之间加正向电压U.则光电子到达阳极的最大动能　 　．
【答案】；
【知识点】光电效应
【解析】【解答】第一空. 由于饱和光电流为I0，可知单位时间内产生的光电子的个数： ，若照射到金属上的光子全部被金属吸收，且每个光子对应一个光电子，则照射到金属上的光子的个数： ，所以这束光照射在金属表面上的最小功率 。
第二空. 根据光电效应方程得，光电子逸出金属的最大初动能 ，根据题意可知 ，经电压加速，根据动能定理可知，光电子到达阳极的最大动能 。
【分析】（1）利用单位时间的光子个数结合光电子的能量可以求出最小的功率；
（2）利用光电效应方程可以求出最大动能的大小。
五、解答题
14．（2019高二下·唐县期中）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10
kW，输电电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电，求：
（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 ；
（2）输电线路导线电阻R；
（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比 。
【答案】（1）解：升压变压器、副线圈匝数比为：
（2）解：导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有 ，
而输送电流又决定输电电压及输送功率，
有
所以
（3）解：设降压变压器原线圈上电压为 ，
所以降压变压器原、副线圈匝数比为
本题考查交变电流的远距离传输，根据线路损耗功率求出线路电流和电阻，由闭合电路欧姆定律求线路损耗压降，从而求出降压变压器匝数比
【知识点】电能的输送
【解析】【分析】（1）利用电压之比可以求出原副线圈匝数之比；
（2）利用功率表达式结合欧姆定律可以求出输电线上的电阻大小；
（3）利用欧姆定律结合电压之比可以求出降压变压器的匝数之比。
15．（2020高二下·吉水期中）已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u， 核的质量为3.0150u。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成 并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能。（质量亏损为1u时，释放的能量为931.5MeV。除了计算质量亏损外， 的质量可以认为是中子的3倍）
（1）写出该核反应的反应方程式；
（2）该核反应释放的核能是多少？
（3）若测得反应后生成中子的动能是3.12MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV？
【答案】（1）解：由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式
（2）解：质量亏损为
释放的核能为
（3）解：设中子和核的质量分别为m1、m1，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能是E0，反应后动能分别为 、 ，核反应过程系统动量守恒，以种子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
其中 ， ，解得
【知识点】原子核的人工转变；质量亏损与质能方程
【解析】【分析】（1）利用质量数和电荷数守恒可以写出对应的核反应方程；
（2）利用质量的变化可以求出释放的核能；
（3）利用动量守恒定律结合能量守恒定律可以求出动能的大小。
16．（2020高二下·吉水期中）如图光滑斜面的下端有一条足够长的水平传送带，传送带以v0=4m/s的速度运动，运动方向如图所示。一个质量为1kg的物体，从h=3.2m的高处由静止沿斜面下滑，物体经过A点时，不计能量损失，物体与传送带间的动摩擦因数为0.4，g=10m/s2，求
（1）物体下滑到A点时的速度大小？
（2）物体从A点滑到左边最远处的时间和这个过程中系统产生的热量？
【答案】（1）解：由机械能守恒定律可知
代入数据解得
（2）解：设物体滑到左边最远处的时间为t，则有
代入数据得
这个过程中物体在皮带上滑行的位移为
皮带运动的位移为
则
代入数据得
【知识点】摩擦力做功；机械能守恒及其条件；匀变速直线运动基本公式应用
【解析】【分析】（1）利用机械能守恒定律可以求出速度的大小；
（2）利用速度公式结合位移公式和摩擦力的大小可以求出产生的热量。
17．（2020高二下·吉水期中）如图所示，固定的绝热汽缸内有一质量为m的“T”形绝热活塞（体积可忽略），距汽缸底部h0处连接一U形管（管内气体的体积忽略不计）．初始时，封闭气体温度为T0，活塞距离汽缸底部为1.5h0．已知水银的密度为ρ，大气压强为p0，汽缸横截面积为S，活塞竖直部分长为1.2h0，重力加速度为g．试求：
（1）初始时，两边水银柱的高度差h；
（2）缓慢降低气体温度，“T”形绝热活塞刚好接触汽缸底部时的温度；
（3）改变气体温度，两边水银面相平时的温度．
【答案】（1）解：选取活塞为研究对象，对其受力分析并根据平衡条件有p0S+mg=pS ①
可得被封闭气体压强
p=p0+ ②
设初始时水银柱两液面高度差为h，则被封闭气体压强p=p0+ρgh ③
联立以上两式可得，初始时液面高度差为h=
（2）解：气体等压变化初状态：p1=p0+mg/S，V1=1.5h0S，T1=T0；
末状态：p2=p1，V2=1.2h0S，T2=？
根据
解得T2=0.8T0
（3）解：降低温度直至液面相平的过程中，被封闭气体先等压变化，后等容变化．
初状态：p1=p0+mg/S，V1=1.5h0S，T1=T0；
末状态：p2=p0，V2=1.2h0S，T2=？
根据理想气体状态方程有
代入数据，可得T2＝
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【分析】（1）利用平衡方程可以求出高度差的大小；
（2）利用理想气体的等压变化可以求出气体的温度；
（3）利用理想气体的状态方程可以求出气体的温度。