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n=3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2.49eV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n=3跃迁到n=1所发出的光波长最小C. 可见光能量范围为1.62eV∼3.11eV，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11.11eV2. 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νa、νb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νa、νb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0.75eV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12.09eVD. 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. α射线是由氦原子核衰变产生B. 卢瑟福的α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B0.从某时刻起(记为t=0时刻)磁感应强度的大小发生变化，但方向不变．在0∼t1这段时间内磁感应强度B随时间变化的规律B=kt+B0(k为一个正的常数).在0∼t1这段时间内，线圈中感应电流( )A. 方向为逆时针方向，大小为kSRB. 方向为顺时针方向，大小为kSRC. 方向为逆时针方向，大小为(kt1+B0)SRt1D. 方向为顺时针方向，大小为(kt1+B0)SRt15. 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ρ，高度为h，半径为R，厚度为d(d远小于R)。
整个装置处于方向竖直向下、磁感应强度大小B=kt(k>0)均匀磁场中。
则从t=0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2πkℎRC. 圆管中的感应电流大小为kRℎd2ρD. 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，G1和G2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G1指针偏向右方，那么当开关S断开时，将出现的现象是.( )A. G1和G2指针都立即回到零点B. G1指针立即回到零点，而G2指针缓慢地回到零点C. G1指针缓慢回到零点，而G2指针先立即偏向右方，然后缓慢地回到零点D. G1指针立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2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R1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. α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 714N+24He→816O+11HC. 92238U衰变成82206Pb要经过6次β衰变和8次α衰变D. 氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出光子的能量，高于从氢原子n=8能级跃迁到n=2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v0进入磁感应强度为B的匀强磁场并开始计时t=0，若磁场的宽度为b(b>3a)，在3t0时刻线框到达2位置速度又为v0并开始离开匀强磁场．此过程中v−t图象如图b所示，则( )A. t=0时，线框右侧边MN的两端电压为Bav0B. 在t0时刻线框的速度为v0−2Ft0mC. 线框完全离开磁场的瞬间位置3速度一定比t0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2Fb13. 如图，理想变压器原副线圈的匝数比为k，且k>1，交流电源输出电压U保持恒定，定值电阻的阻值分别为R1、R2，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I1和U1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I2和U2表示，电流表、电压表示数变化分别用ΔI和ΔU表示．下列表达式正确的是( )A. U1I1>U2I2B. U1I1<U2I2C. |ΔUΔI|=k2R1 D. |ΔUΔI|=R1k214. 在研究电磁感应现象实验中，(1)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；(2)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”)；(3)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R2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，t=0时刻，金属杆以初速度v0向右运动，忽略导轨的电阻及导轨与金属杆间的摩擦。
(1)求金属杆的速度为v02时，金属杆的加速度大小；(2)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R+ΔR(图中比例是示意图，ΔR远小于R)，内圆半径R，外圆与内圆间的电势差为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R√3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。
(1)求粒子刚到达内圆时速度的大小；(2)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)；(3)现“太空粒子探测器”收集到质量分别为2m和m、电荷量均为+q的两种粒子，粒子从静止开始经图乙所示的电压为U0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B0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θ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Δx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L=0.30m，导轨电阻忽略不计，其间接有固定电阻R=0.40Ω，导轨上停放一质量为m= 0.10kg、电阻r=0.2Ω，的金属杆ab，整个装置处于磁感应强度B=0.50T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：(1)金属杆加速度的大小；(2)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θ，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v m，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μ(μ<tanθ)｡已知重力加速度为g，求：(1)金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；(2)磁场的磁感应强度大小；(3)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Q R为多少？答案和解析1.【答案】B【解析】A.一群氢原子处于n=3的激发态，可能发出3中不同频率的光子，根据玻尔理论ΔE= E m−E n得知，从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光能量最小，且为ΔE32=E3−E2=−1.51eV−(−3.4)eV=1.89eV由于1.89eV<2.49eV，根据发生光电效应的条件可知从n=3能级跃迁到n=2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ΔE=E m−E n得知，从n=3能级跃迁到n=1能级所发出的光能量最大，根据E=ℎν=ℎc可知得知，从n=3能级跃迁到n=1能级所发出的光的光子频率最高，波长最λ短，故B正确；C.根据玻尔理论ΔE=E m−E n得知，从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光能量为1.89eV，属于可见光，故C错误；D.从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光子频率最高，发出的光子能量为ΔE31=E3−E1=−1.51eV−(−13.6)eV=12.09eV根据光电效应方程E km=ℎv−W0可知最大初动能E km=12.09eV−2.49eV=9.6eV故D错误；故选B。