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湖南省怀化市沅陵县第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题
1．（2024高二下·沅陵期末）下列关于原子、原子核物理的四副关系图像的说法中正确的是（ ）
A．由甲图看出，随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．由乙图看出，同种颜色光的强弱不同，截止电压也不同
C．由丙图看出，放射性元素的数量因衰变减小到原来的一半所经历的时间是相等的
D．由丁图看出，核平均结合能随着原子核的质量数增大而增大
【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；黑体、黑体辐射及其实验规律；光电效应；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．对甲图，随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；
B．对乙图，同种颜色光的强弱不同，但截止电压相同，故B错误；
C．对丙图，放射性元素的数量因衰变减小到原来的一半所经历的时间是相等的，把这种相等的时间称为半衰期，故C正确；
D．对丁图，核平均结合能随着原子核的质量数增大先增大后减小，故D错误。
故选C。
【分析】1、黑体辐射实验规律：温度升高，辐射峰值向短波方向移动（如高温物体先发红光，再变白、蓝）。
2、光电效应中光电流与电压关系： 当外加正向电压（阳极电压为正）增大时，光电流 I 迅速上升，最终达到饱和，同种颜色光的强弱不同，但截止电压相同。
3、放射性元素的数量因衰变减小到原来的一半所经历的时间称为半衰期。
4、核平均结合能随着原子核的质量数增大先增大后减小。
2．（2024高二下·沅陵期末）利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e，则（ ）
A．普朗克常量为
B．该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大
C．若用频率是的光照射该金属，则最大初动能为
D．若要测该金属的遏止电压，则电源右端为负极
【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．由爱因斯坦光电效应方程有，在光电管中减速，根据动能定理有，联立解得，知题图乙图线的斜率，则普朗克常量
，该金属的逸出功为，故A错误；
B．金属的逸出功与入射光的频率无关，故B错误；
C．若用频率是的光照射该金属，则最大初动能为，故C正确；
D．要测该金属的遏止电压，应加反向电压，电源右端为正极，故D错误。
故选C。
【分析】1、爱因斯坦光电效应方程有，在光电管中减速，根据动能定理，联立解得，结合图像斜率可得出普朗克常量。
2、金属的逸出功与入射光的频率无关，由金属本身因素决定。
3、由爱因斯坦光电效应方程可求解用频率是的光照射该金属时最大初动能。
3．（2024高二下·沅陵期末）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法错误的是（ ）
A．气体自发扩散前后内能相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．气体在自发扩散过程中，气体对外界不做功
D．气体在被压缩的过程中，气体对外界做功
【答案】D
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AC．左侧：充有理想气体，右侧：真空，绝热系统：Q=0，真空膨胀：W=0，内能变化：ΔU=0（温度不变） ，与绝热活塞相连抽开隔板时，根据 U=Q+W可知，气体的内能不变，故AC正确，不符合题意；
BD．气体被压缩的过程中，外界对气体做功，又没有热传递，根据 U=Q+W可知，气体内能增大，故B正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
【分析】1、气体做自由扩散，气体没有对外做功，即W=0，绝热汽缸，没有热传递，即Q=0，根据 U=Q+W可知，气体的内能不变。
2、气体被压缩的过程中，外界对气体做功，即，绝热汽缸，没有热传递，即Q=0，根据 U=Q+W可知，气体的内能增大。
4．（2024高二下·沅陵期末）下列关于光电效应的叙述不正确的是（ ）
A．对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于等于这个频率，才能产生光电效应
B．光电流的大小与入射光的强度有关
C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大
D．光电效应几乎是瞬时发生的
【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．根据产生光电效应的条件可知，对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于等于这个频率，才能产生光电效应，故A正确，不符合题意。
B．入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，即影响光电流的大小，故B正确，不符合题意；
C．红外线属于不可见光，且红外线的频率比可见光的频率小，根据光电效应方程知，产生的光电子的最大初动能小，故C错误，符合题意；
D．根据光电效应的特点可知，光电效应几乎是瞬时发生的，故D正确，不符合题意。
故选C。
【分析】1、根据爱因斯坦光电效应方程，只有当入射光频率达到或超过某个特定值时（这个值称为极限频率），才能产生光电效应。这个频率由金属材料的性质决定。
2、 实验表明，在相同频率的光照射下，光强越大，产生的光电子数量越多，因此光电流越大。但要注意，光电子的最大初动能只与光的频率有关，与光强无关。
3、不可见光包括红外线和紫外线等。紫外线频率高于可见光，确实可能产生更大的光电子初动能。但红外线频率低于可见光，如果其频率低于金属的极限频率，甚至不会产生光电效应。某些金属的极限频率可能在可见光范围内，此时用可见光照射可能产生光电子，而用红外线照射则不会。
4、 实验观察表明，只要入射光频率达到要求，无论光强多弱，光电效应都会立即发生，延迟时间不超过秒。
5．（2024高二下·沅陵期末）质量为m的物体，在与水平方向成角的恒力F作用下，沿粗糙水平面加速运动，物体从A点运动到B点所用时间为t，经过A、B两点时速度分别为和vB，A、B之间的距离为L。由A到B的过程，力F对物体所做的功为W，力F对物体的冲量大小为I；运动至B点时力F对物体做功的功率为，则：（ ）。
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】功率及其计算；动能定理的综合应用；冲量
【解析】【解答】A．由功的计算公式可知，力F对物体所做的功为，故A错误；
B．由动能定理可得，故B错误；
C．由功率公式可得，运动至B点时力F对物体做功的功率为瞬时功率，则有，故C正确；
D．由冲量定义可得力F对物体的冲量大小为，故D错误。
故选C。
【分析】根据题目已知求力F做功有两种方法：1、由功的计算公式可得出力F对物体所做的功，2、由动能定理，可得出力F对物体所做的功。
运动至B点时力F对物体做功的功率为瞬时功率，由冲量定义可得力F对物体的冲量大小。
6．（2024高二下·沅陵期末）如图在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡a、b分别与有铁芯的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路（自感线圈的直流电组与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S达到稳定后两灯均可以正常发光.关于这个实验的下面说法中正确的是
A．闭合开关的瞬间，通过a灯的电流大于通过b灯的电流
B．闭合开关后，a灯先亮，b灯后亮
C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过a灯的电流不大于原来的电流
D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过b灯的电流大于原来的电流
【答案】C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】A. 闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，通过a灯的电流小于通过b灯的电流．故A错误．
B. 闭合开关后，b灯立即正常发光，a灯由于线圈中自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，慢慢亮起来．故B错误．
C. 闭合开关，待电路稳定后断开开关，b灯中原来电流立即减为零，线圈L产生自感电动势，使a中电流逐渐从原来值减小到零，则通过a灯的电流不大于原来的电流，通过b灯的电流也不大于原来的电流，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】1、a灯与线圈串联，b灯在另外一条支路上，闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，a灯电流逐渐增大，慢慢亮起来，b灯立即正常发光，通过a灯的电流小于通过b灯的电流。
2、闭合开关，待电路稳定时a灯和b灯电流相等，断开开关，b灯中原来电流立即减为零，线圈L产生自感电动势，使a中电流逐渐从原来值减小到零，则通过a灯的电流不大于原来的电流，通过b灯的电流也不大于原来的电流。
7．（2024高二下·沅陵期末）质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、向同一方向运动，A球的动量为7 kg·m/s，B球的动量为 5 kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞后， A、B两球的动量可能为（ ）
A．pA=6 kg·m/s pB=6 kg·m/s B．pA=3 kg·m/s pB=9 kg·m/s
C．pA=－2 kg·m/s pB=14 kg·m/s D．pA=－4 kg·m/s pB=16 kg·m/s
【答案】A
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】碰撞前系统总动量p=pA+pB=7+5=12kg m/s，由题意可知mA=mB=m
根据，可得碰前总动能为
A．如果pA'=6kg m/s，pB'=6kg m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能，故A正确；
B．若pA=3kg m/s，pB=9kg m/s，系统动量守恒，机械能增加；故B错误；
CD．同理可知，CD中动量都是守恒的，但是机械能都是增加的，故不可能；故CD错误；
故选A。
【分析】对于碰撞问题要遵守三个条件：动量守恒、动能不增、符合实际。这类题一般采用排除法，首先根据动量守恒检验各个选项，再根据动能不增检验各个选项，最后根据速度符合实际情况来检验。
8．（2024高二下·沅陵期末）霍尔元件在笔记本电脑开屏变亮、合屏熄灭的过程中起重要作用。其原理图简化为图乙所示，材料为一块长、宽、高分别为a、b、c的半导体（载流子带正电）元件，电流方向向左。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。下列说法正确的是（ ）
A．合屏过程中，前表面的电势比后表面的高
B．合屏过程中，元件前、后表面间的电压变小
C．经长时间使用，磁体磁性变弱，可能出现闭合屏幕时无法熄屏
D．要想提高屏幕自动熄灭的灵敏度，可适当减小宽度b
【答案】A,C
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】AB．合屏过程中，电流方向向左，电子向右定向移动，根据左手定则可知，电子所受洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，元件前、后表面间的电压变大，故A正确，B错误；
C．经长时间使用，磁体磁性变弱，元件前、后表面间的电压变小，可能出现闭合屏幕时无法熄屏，故C正确；
D．由电子受力平衡可得，而，联立得，当电流不变时，开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关，即不能提高屏幕自动熄灭的灵敏度，故D错误。
故选AC。
【分析】1、合屏过程中题目已知电流方向和磁场方向，可根据左手定则判断电子所受洛伦兹力方向，积累电子的表面电势低。
2、经长时间使用，磁体磁性变弱，元件前、后表面间的电压变小，可能出现闭合屏幕时无法熄屏。
3、根据电子受力平衡，以及电流微观，联立可得屏幕自动熄灭时电压，根据此式子可知电压U与b无关，即不能提高屏幕自动熄灭的灵敏度。
9．（2024高二下·沅陵期末）某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为该玩具内的LC振荡电路部分．已知线网自感系数L=2.5×10-3H，电容器电容C=4μF，在电容器开始放电时（取t=0），上极板带正电，下极板带负电，则下列说法错误的是（ ）
A．LC振荡电路的周期
B．当时，电容器上极板带正电
C．当时，电路中电流方向为顺时针
D．当时，电场能正转化为磁场能
【答案】A,B
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】A．由公式可得振荡电路的周期为
，故A错误，符合题意。
B．由于，所以当时，电容器反向充满电，故电容器上极板带负电荷，故B错误，符合题意。
CD．由于，所以电容器正在放电，放电电流是由电容器的正极板流向负极板，故电路中的电流方向为顺时针方向，电场能正转化为磁场能，故CD正确，不符合题意。
故选AB。
【分析】1、 LC振荡电路周期计算公式：。
2、根据时间t与周期关系判断电容器充电还是放电。
3、充电是磁场能转化为电场能，放电是电场能转化为磁场能。
10．（2024高二下·沅陵期末）荧光是指一种光致发光的冷发光现象。荧光物质的原子吸收某一波长的入射光后进入高能态，然后向低能态跃迁，发出可见光。如图所示，、、为荧光物质的原子三个相邻的能级，处于低能态的原子吸收了波长为的光子后，跃迁到高能态，然后再向低能态跃迁时会发出荧光，最终回到低能态。则下列说法正确的是（ ）
A．若吸收的入射光是红光，则发出的光可能是绿光
B．若吸收的入射光为紫光，则发出的光可能是绿光
C．若吸收入射光后，原子发出波长分别为、、的三种光，则
D．若吸收入射光后，原子发出波长分别为、、的三种光，则
【答案】B,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】AB．系统吸收的入射光子能量为E0，系统发射出三种不同能量的光子：E1、E2和E3，根据能量守恒定律，所有发射光子的能量都满足E ≤ E0， 吸收的入射光光子的能量为，而发出的光的能量有三种，分别为，和，所以发出光的能量一定小于或等于入射光的能量，根据可知红光的能量小于绿光，紫光的能量大于绿光，故A错误，B正确；
CD．根据光子能量公式E=hc/λ：红光能量E1=hc/λ1，绿光能量E2=hc/λ2，紫光能量E3=hc/λ3，由于E1 < E2 < E3，因此波长关系为：λ1 > λ2 > λ3 若吸收入射光的波长为，发出三种光波长分别为、、，则发出的可见光的能量分别为，，，故有，又，所以有。故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】1、光子能量与吸收/发射关系，能量守恒关系：E发射 ≤ E吸收
若吸收光子能量为E，发射光子能量可能为E1、E2、E3，满足：E1 + E2 + E3 ≤ E
2、光子能量与波长的关系，光子能量公式：E = hν = hc/λ
3、能量守恒：ΣE发射 ≤ E吸收
4、波长-能量关系：E ∝ 1/λ
5、可见光能量顺序：E红 < E绿 < E紫
11．（2024高二下·沅陵期末）实验如图，是一个用单摆测重力加速度的实验装置．
（1）实验中，要求摆线与悬点连接处要用铁架夹住摆线，不能随意地将摆线绕在铁架上，其原因是：
A.防止摆角大于5度
B.防止测量摆长时无法得到较精确的数据
C.防止摆球在摆动过程中摆长不断发生变化
D.防止摆线固定点松动，造成摆长越来越长
（2）以下是某同学在一次实验中记录到的两组数据，请根据表格数据，把表格中需要计算的物理量填上，并求出当地重力加速度的测量值（保留两位小数）
次数 摆线长度（cm） 摆球直径（cm） 50次全振动时间(s) 摆长L（cm） 重力加速度g (m/s2)
1 97.0 2 100
2 79 2 90
结论：本次实验测得当地的重力加速度 (m/s2)．
（3）若两个摆长不等的单摆，摆球质量之比，在同一地方做小角度摆动时摆角相等，他们通过最低点时的速度之比，则他们的周期之比 ．
【答案】C；9.68-9.71；3：2
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）若将摆线绕在铁架上，则随着单摆的摆动，摆线的长度要发生改变，则要摆线与悬点连接处要用铁架夹住摆线，放置单摆摆动时摆长变化，故选C.
（2）由表中数据可知：L1=98cm ，L2=80cm ，T1=2s，T2=1.8s；根据解得代入数据解得：g1=9.66-9.67m/s2，g2=9.73-9.75m/s2，取平均值可得：g=9.68-9.71m/s2
（3）由机械能守恒可得：，解得，由，可知，则
【分析】此题考查用单摆测量重力加速度的实验。
（1）实验中，要求摆线与悬点连接处要用铁架夹住摆线，不能随意地将摆线绕在铁架上，其原因是防止摆球在摆动过程中摆长不断发生变化。
（2）根据解得。
（3）由机械能守恒可得：，联立可得
12．（2024高二下·沅陵期末）如图所示，在做“碰撞中的动量守恒”实验中：
（1）下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是 ；
A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．弹簧秤
（2）完成本实验，下列必须要求的条件是 ；
A．斜槽轨道末端的切线必须水平 B．入射球和被碰球的质量必须相等
C．入射球和被碰球大小必须相同 D．入射球每次不必从轨道的同一位置由静止滚下
（3）某次实验中用游标卡尺测量小球的直径，如图所示，该小球的直径为 mm；
（4）某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为 。
【答案】BC；AC；10.3；4：1
【知识点】验证动量守恒定律；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】（1）在本实验中，用水平位移代替速度，验证动量守恒定律，需要测量质量和水平位移，所以所需的器材为天平和刻度尺。
故选BC。
（2）A．为了使小球做平抛运动，斜槽轨道的末端切线必须水平，故A正确；
BC．为了发生正碰，且入射小球不反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，两球的大小需相同，故B错误，C正确；
D．为了使入射小球每次到达底端的速度相同，则每次必须从同一位置由静止释放，故D错误。
故选AC。
（3）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，故小球的直径为
（4）A、B两球撞击后落地时间相同设为t，A球滑到斜槽轨道末端时撞击前的速度为
A、B两球撞击后A球的速度为，B球的速度，根据动量守恒定律有，所以有
解得
【分析】（1）“碰撞中的动量守恒”实验中需要测量质量和水平位移。
（2）完成本实验，下列必须要求：斜槽轨道末端的切线必须水平；入射球和被碰球大小必须相同。
（3）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和。
（4） 碰撞过程中动量守恒推导出，可求解入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比 。
13．（2024高二下·沅陵期末）如图甲所示，一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属框abcd竖直放置在磁场中，磁场方向垂直于方框平面，磁感应强度大小B随位置坐标y的变化规律为，k为一恒定正常数，同一水平面上磁感应强度大小相同。现将金属框从图甲所示位置自由释放，重力加速度为g，不计空气阻力，设磁场区域足够大，则：
（1）通过计算确定方框最终运动的状态；
（2）图乙为感应电动势E随下降高度y的变化图像，求金属板从初位置下落H高度时产生的热量Q。
【答案】解：（1）设线框运动t时间后下落h高度，竖直方向的速度大小为，线框切割磁感线产生的电动势
， ，
得
当时，有
在竖直方向上做变加速运动，最终匀速运动
（2）由图像可得金属框下落H高度时做匀速运动，由能量守恒定律，得：
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【分析】（1）线框下落过程上下边切割磁感线产生感应电动势，但磁场大小不同，线框切割磁感线产生的电动势， ， 根据牛顿第二定律
当时，速度最大，此后匀速运动。
（2）金属框下落H高度时做匀速运动，由能量守恒定律列等式可求解 金属板从初位置下落H高度时产生的热量Q。
14．（2024高二下·沅陵期末）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。已知在时刻，处的质点向y轴正方向运动。
(1)求该波的最小频率；
(2)若，求该波的波速。
【答案】解：(1)由波形图可知，解得（）
当时，可求解最大周期
则最小频率
(2)若，则由上述表达式可知，即
解得
由图中读出波长为
则波速
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1)已知两时刻波形图以及质点在某一时刻振动方向，可求解周期表达式，当时，可求解最大周期，则最小频率
(2)若，则由上述表达式可知，解得T，由图中读出波长，
由计算波速。
15．（2024高二下·沅陵期末）如图所示，质量为m、总电阻为R、边长为L的正方形单匝导线框ABCD静止在光滑水平面上，线框右侧某处有一左边界平行于AD、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B0，方向垂直于纸面向里。距离磁场边界处有一与边界平行的足够大的挡板PQ。现用大小为F、水平向右的恒力作用在AD中点，线框匀速进入磁场，与挡板碰撞后立即静止，此时将水平恒力撤去。
（1）求AD到达磁场边界时的速度大小；
（2）求线框在磁场中运动的过程中，AD边产生的电热以及流过AD边的电量；
（3）若线框与挡板PQ碰撞后，挡板对线框产生一个大小为f的恒定吸引力，且磁场的磁感应强度按B=B0+kt（k为大于零的常数）变化，则再经过多长时间线框可以挣脱PQ的束缚？（PQ不影响线框的导电性能且能）
【答案】解：（1）设进磁场时线框的速度大小为，受力分析
又，
联立解得
（2）由功能关系得，
流过AD边的电量
（3）根据法拉第电磁感应定律有：感应电动势
根据闭合电路欧姆定律有：电流
设经时间t有
解得
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）线框匀速进入磁场，根据平衡条件即可求出AD到达磁场边界时的速度大小；（2）根据和，可以求出AD边产生的电热以及流过AD边的电量；（3）当安培力等于f时，线框可以挣脱PQ的束缚，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律即可求解时间。
1 / 1湖南省怀化市沅陵县第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题
1．（2024高二下·沅陵期末）下列关于原子、原子核物理的四副关系图像的说法中正确的是（ ）
A．由甲图看出，随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．由乙图看出，同种颜色光的强弱不同，截止电压也不同
C．由丙图看出，放射性元素的数量因衰变减小到原来的一半所经历的时间是相等的
D．由丁图看出，核平均结合能随着原子核的质量数增大而增大
2．（2024高二下·沅陵期末）利用如图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压与入射频率之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e，则（ ）
A．普朗克常量为
B．该金属的逸出功随入射光频率的增大而增大
C．若用频率是的光照射该金属，则最大初动能为
D．若要测该金属的遏止电压，则电源右端为负极
3．（2024高二下·沅陵期末）如图，用隔板将一绝热汽缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个汽缸。待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原来的体积。假设整个系统不漏气。下列说法错误的是（ ）
A．气体自发扩散前后内能相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．气体在自发扩散过程中，气体对外界不做功
D．气体在被压缩的过程中，气体对外界做功
4．（2024高二下·沅陵期末）下列关于光电效应的叙述不正确的是（ ）
A．对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于等于这个频率，才能产生光电效应
B．光电流的大小与入射光的强度有关
C．用不可见光照射金属一定比可见光照射金属产生的光电子的最大初动能要大
D．光电效应几乎是瞬时发生的
5．（2024高二下·沅陵期末）质量为m的物体，在与水平方向成角的恒力F作用下，沿粗糙水平面加速运动，物体从A点运动到B点所用时间为t，经过A、B两点时速度分别为和vB，A、B之间的距离为L。由A到B的过程，力F对物体所做的功为W，力F对物体的冲量大小为I；运动至B点时力F对物体做功的功率为，则：（ ）。
A． B．
C． D．
6．（2024高二下·沅陵期末）如图在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡a、b分别与有铁芯的线圈L和定值电阻R组成如图所示的电路（自感线圈的直流电组与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S达到稳定后两灯均可以正常发光.关于这个实验的下面说法中正确的是
A．闭合开关的瞬间，通过a灯的电流大于通过b灯的电流
B．闭合开关后，a灯先亮，b灯后亮
C．闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过a灯的电流不大于原来的电流
D．闭合开关，待电路稳定后断开开关，通过b灯的电流大于原来的电流
7．（2024高二下·沅陵期末）质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、向同一方向运动，A球的动量为7 kg·m/s，B球的动量为 5 kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞后， A、B两球的动量可能为（ ）
A．pA=6 kg·m/s pB=6 kg·m/s B．pA=3 kg·m/s pB=9 kg·m/s
C．pA=－2 kg·m/s pB=14 kg·m/s D．pA=－4 kg·m/s pB=16 kg·m/s
8．（2024高二下·沅陵期末）霍尔元件在笔记本电脑开屏变亮、合屏熄灭的过程中起重要作用。其原理图简化为图乙所示，材料为一块长、宽、高分别为a、b、c的半导体（载流子带正电）元件，电流方向向左。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。下列说法正确的是（ ）
A．合屏过程中，前表面的电势比后表面的高
B．合屏过程中，元件前、后表面间的电压变小
C．经长时间使用，磁体磁性变弱，可能出现闭合屏幕时无法熄屏
D．要想提高屏幕自动熄灭的灵敏度，可适当减小宽度b
9．（2024高二下·沅陵期末）某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为该玩具内的LC振荡电路部分．已知线网自感系数L=2.5×10-3H，电容器电容C=4μF，在电容器开始放电时（取t=0），上极板带正电，下极板带负电，则下列说法错误的是（ ）
A．LC振荡电路的周期
B．当时，电容器上极板带正电
C．当时，电路中电流方向为顺时针
D．当时，电场能正转化为磁场能
10．（2024高二下·沅陵期末）荧光是指一种光致发光的冷发光现象。荧光物质的原子吸收某一波长的入射光后进入高能态，然后向低能态跃迁，发出可见光。如图所示，、、为荧光物质的原子三个相邻的能级，处于低能态的原子吸收了波长为的光子后，跃迁到高能态，然后再向低能态跃迁时会发出荧光，最终回到低能态。则下列说法正确的是（ ）
A．若吸收的入射光是红光，则发出的光可能是绿光
B．若吸收的入射光为紫光，则发出的光可能是绿光
C．若吸收入射光后，原子发出波长分别为、、的三种光，则
D．若吸收入射光后，原子发出波长分别为、、的三种光，则
11．（2024高二下·沅陵期末）实验如图，是一个用单摆测重力加速度的实验装置．
（1）实验中，要求摆线与悬点连接处要用铁架夹住摆线，不能随意地将摆线绕在铁架上，其原因是：
A.防止摆角大于5度
B.防止测量摆长时无法得到较精确的数据
C.防止摆球在摆动过程中摆长不断发生变化
D.防止摆线固定点松动，造成摆长越来越长
（2）以下是某同学在一次实验中记录到的两组数据，请根据表格数据，把表格中需要计算的物理量填上，并求出当地重力加速度的测量值（保留两位小数）
次数 摆线长度（cm） 摆球直径（cm） 50次全振动时间(s) 摆长L（cm） 重力加速度g (m/s2)
1 97.0 2 100
2 79 2 90
结论：本次实验测得当地的重力加速度 (m/s2)．
（3）若两个摆长不等的单摆，摆球质量之比，在同一地方做小角度摆动时摆角相等，他们通过最低点时的速度之比，则他们的周期之比 ．
12．（2024高二下·沅陵期末）如图所示，在做“碰撞中的动量守恒”实验中：
（1）下面是本实验部分测量仪器或工具，需要的是 ；
A．秒表 B．天平 C．刻度尺 D．弹簧秤
（2）完成本实验，下列必须要求的条件是 ；
A．斜槽轨道末端的切线必须水平 B．入射球和被碰球的质量必须相等
C．入射球和被碰球大小必须相同 D．入射球每次不必从轨道的同一位置由静止滚下
（3）某次实验中用游标卡尺测量小球的直径，如图所示，该小球的直径为 mm；
（4）某次实验中得出的落点情况如图所示，假设碰撞过程中动量守恒，则入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比为 。
13．（2024高二下·沅陵期末）如图甲所示，一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属框abcd竖直放置在磁场中，磁场方向垂直于方框平面，磁感应强度大小B随位置坐标y的变化规律为，k为一恒定正常数，同一水平面上磁感应强度大小相同。现将金属框从图甲所示位置自由释放，重力加速度为g，不计空气阻力，设磁场区域足够大，则：
（1）通过计算确定方框最终运动的状态；
（2）图乙为感应电动势E随下降高度y的变化图像，求金属板从初位置下落H高度时产生的热量Q。
14．（2024高二下·沅陵期末）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形图。已知在时刻，处的质点向y轴正方向运动。
(1)求该波的最小频率；
(2)若，求该波的波速。
15．（2024高二下·沅陵期末）如图所示，质量为m、总电阻为R、边长为L的正方形单匝导线框ABCD静止在光滑水平面上，线框右侧某处有一左边界平行于AD、范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为B0，方向垂直于纸面向里。距离磁场边界处有一与边界平行的足够大的挡板PQ。现用大小为F、水平向右的恒力作用在AD中点，线框匀速进入磁场，与挡板碰撞后立即静止，此时将水平恒力撤去。
（1）求AD到达磁场边界时的速度大小；
（2）求线框在磁场中运动的过程中，AD边产生的电热以及流过AD边的电量；
（3）若线框与挡板PQ碰撞后，挡板对线框产生一个大小为f的恒定吸引力，且磁场的磁感应强度按B=B0+kt（k为大于零的常数）变化，则再经过多长时间线框可以挣脱PQ的束缚？（PQ不影响线框的导电性能且能）
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；黑体、黑体辐射及其实验规律；光电效应；结合能与比结合能
【解析】【解答】A．对甲图，随着温度的升高，各种波长辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A错误；
B．对乙图，同种颜色光的强弱不同，但截止电压相同，故B错误；
C．对丙图，放射性元素的数量因衰变减小到原来的一半所经历的时间是相等的，把这种相等的时间称为半衰期，故C正确；
D．对丁图，核平均结合能随着原子核的质量数增大先增大后减小，故D错误。
故选C。
【分析】1、黑体辐射实验规律：温度升高，辐射峰值向短波方向移动（如高温物体先发红光，再变白、蓝）。
2、光电效应中光电流与电压关系： 当外加正向电压（阳极电压为正）增大时，光电流 I 迅速上升，最终达到饱和，同种颜色光的强弱不同，但截止电压相同。
3、放射性元素的数量因衰变减小到原来的一半所经历的时间称为半衰期。
4、核平均结合能随着原子核的质量数增大先增大后减小。
2．【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．由爱因斯坦光电效应方程有，在光电管中减速，根据动能定理有，联立解得，知题图乙图线的斜率，则普朗克常量
，该金属的逸出功为，故A错误；
B．金属的逸出功与入射光的频率无关，故B错误；
C．若用频率是的光照射该金属，则最大初动能为，故C正确；
D．要测该金属的遏止电压，应加反向电压，电源右端为正极，故D错误。
故选C。
【分析】1、爱因斯坦光电效应方程有，在光电管中减速，根据动能定理，联立解得，结合图像斜率可得出普朗克常量。
2、金属的逸出功与入射光的频率无关，由金属本身因素决定。
3、由爱因斯坦光电效应方程可求解用频率是的光照射该金属时最大初动能。
3．【答案】D
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】AC．左侧：充有理想气体，右侧：真空，绝热系统：Q=0，真空膨胀：W=0，内能变化：ΔU=0（温度不变） ，与绝热活塞相连抽开隔板时，根据 U=Q+W可知，气体的内能不变，故AC正确，不符合题意；
BD．气体被压缩的过程中，外界对气体做功，又没有热传递，根据 U=Q+W可知，气体内能增大，故B正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
【分析】1、气体做自由扩散，气体没有对外做功，即W=0，绝热汽缸，没有热传递，即Q=0，根据 U=Q+W可知，气体的内能不变。
2、气体被压缩的过程中，外界对气体做功，即，绝热汽缸，没有热传递，即Q=0，根据 U=Q+W可知，气体的内能增大。
4．【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．根据产生光电效应的条件可知，对任何一种金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率必须大于等于这个频率，才能产生光电效应，故A正确，不符合题意。
B．入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，即影响光电流的大小，故B正确，不符合题意；
C．红外线属于不可见光，且红外线的频率比可见光的频率小，根据光电效应方程知，产生的光电子的最大初动能小，故C错误，符合题意；
D．根据光电效应的特点可知，光电效应几乎是瞬时发生的，故D正确，不符合题意。
故选C。
【分析】1、根据爱因斯坦光电效应方程，只有当入射光频率达到或超过某个特定值时（这个值称为极限频率），才能产生光电效应。这个频率由金属材料的性质决定。
2、 实验表明，在相同频率的光照射下，光强越大，产生的光电子数量越多，因此光电流越大。但要注意，光电子的最大初动能只与光的频率有关，与光强无关。
3、不可见光包括红外线和紫外线等。紫外线频率高于可见光，确实可能产生更大的光电子初动能。但红外线频率低于可见光，如果其频率低于金属的极限频率，甚至不会产生光电效应。某些金属的极限频率可能在可见光范围内，此时用可见光照射可能产生光电子，而用红外线照射则不会。
4、 实验观察表明，只要入射光频率达到要求，无论光强多弱，光电效应都会立即发生，延迟时间不超过秒。
5．【答案】C
【知识点】功率及其计算；动能定理的综合应用；冲量
【解析】【解答】A．由功的计算公式可知，力F对物体所做的功为，故A错误；
B．由动能定理可得，故B错误；
C．由功率公式可得，运动至B点时力F对物体做功的功率为瞬时功率，则有，故C正确；
D．由冲量定义可得力F对物体的冲量大小为，故D错误。
故选C。
【分析】根据题目已知求力F做功有两种方法：1、由功的计算公式可得出力F对物体所做的功，2、由动能定理，可得出力F对物体所做的功。
运动至B点时力F对物体做功的功率为瞬时功率，由冲量定义可得力F对物体的冲量大小。
6．【答案】C
【知识点】自感与互感
【解析】【解答】A. 闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，通过a灯的电流小于通过b灯的电流．故A错误．
B. 闭合开关后，b灯立即正常发光，a灯由于线圈中自感电动势的阻碍，电流逐渐增大，慢慢亮起来．故B错误．
C. 闭合开关，待电路稳定后断开开关，b灯中原来电流立即减为零，线圈L产生自感电动势，使a中电流逐渐从原来值减小到零，则通过a灯的电流不大于原来的电流，通过b灯的电流也不大于原来的电流，故C正确，D错误。
故选C。
【分析】1、a灯与线圈串联，b灯在另外一条支路上，闭合开关的瞬间，由于线圈中自感电动势的阻碍，a灯电流逐渐增大，慢慢亮起来，b灯立即正常发光，通过a灯的电流小于通过b灯的电流。
2、闭合开关，待电路稳定时a灯和b灯电流相等，断开开关，b灯中原来电流立即减为零，线圈L产生自感电动势，使a中电流逐渐从原来值减小到零，则通过a灯的电流不大于原来的电流，通过b灯的电流也不大于原来的电流。
7．【答案】A
【知识点】碰撞模型
【解析】【解答】碰撞前系统总动量p=pA+pB=7+5=12kg m/s，由题意可知mA=mB=m
根据，可得碰前总动能为
A．如果pA'=6kg m/s，pB'=6kg m/s，系统动量守恒，碰撞后的总动能，故A正确；
B．若pA=3kg m/s，pB=9kg m/s，系统动量守恒，机械能增加；故B错误；
CD．同理可知，CD中动量都是守恒的，但是机械能都是增加的，故不可能；故CD错误；
故选A。
【分析】对于碰撞问题要遵守三个条件：动量守恒、动能不增、符合实际。这类题一般采用排除法，首先根据动量守恒检验各个选项，再根据动能不增检验各个选项，最后根据速度符合实际情况来检验。
8．【答案】A,C
【知识点】霍尔元件
【解析】【解答】AB．合屏过程中，电流方向向左，电子向右定向移动，根据左手定则可知，电子所受洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，元件前、后表面间的电压变大，故A正确，B错误；
C．经长时间使用，磁体磁性变弱，元件前、后表面间的电压变小，可能出现闭合屏幕时无法熄屏，故C正确；
D．由电子受力平衡可得，而，联立得，当电流不变时，开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关，即不能提高屏幕自动熄灭的灵敏度，故D错误。
故选AC。
【分析】1、合屏过程中题目已知电流方向和磁场方向，可根据左手定则判断电子所受洛伦兹力方向，积累电子的表面电势低。
2、经长时间使用，磁体磁性变弱，元件前、后表面间的电压变小，可能出现闭合屏幕时无法熄屏。
3、根据电子受力平衡，以及电流微观，联立可得屏幕自动熄灭时电压，根据此式子可知电压U与b无关，即不能提高屏幕自动熄灭的灵敏度。
9．【答案】A,B
【知识点】电磁振荡
【解析】【解答】A．由公式可得振荡电路的周期为
，故A错误，符合题意。
B．由于，所以当时，电容器反向充满电，故电容器上极板带负电荷，故B错误，符合题意。
CD．由于，所以电容器正在放电，放电电流是由电容器的正极板流向负极板，故电路中的电流方向为顺时针方向，电场能正转化为磁场能，故CD正确，不符合题意。
故选AB。
【分析】1、 LC振荡电路周期计算公式：。
2、根据时间t与周期关系判断电容器充电还是放电。
3、充电是磁场能转化为电场能，放电是电场能转化为磁场能。
10．【答案】B,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】AB．系统吸收的入射光子能量为E0，系统发射出三种不同能量的光子：E1、E2和E3，根据能量守恒定律，所有发射光子的能量都满足E ≤ E0， 吸收的入射光光子的能量为，而发出的光的能量有三种，分别为，和，所以发出光的能量一定小于或等于入射光的能量，根据可知红光的能量小于绿光，紫光的能量大于绿光，故A错误，B正确；
CD．根据光子能量公式E=hc/λ：红光能量E1=hc/λ1，绿光能量E2=hc/λ2，紫光能量E3=hc/λ3，由于E1 < E2 < E3，因此波长关系为：λ1 > λ2 > λ3 若吸收入射光的波长为，发出三种光波长分别为、、，则发出的可见光的能量分别为，，，故有，又，所以有。故C错误，D正确。
故选BD。
【分析】1、光子能量与吸收/发射关系，能量守恒关系：E发射 ≤ E吸收
若吸收光子能量为E，发射光子能量可能为E1、E2、E3，满足：E1 + E2 + E3 ≤ E
2、光子能量与波长的关系，光子能量公式：E = hν = hc/λ
3、能量守恒：ΣE发射 ≤ E吸收
4、波长-能量关系：E ∝ 1/λ
5、可见光能量顺序：E红 < E绿 < E紫
11．【答案】C；9.68-9.71；3：2
【知识点】用单摆测定重力加速度
【解析】【解答】（1）若将摆线绕在铁架上，则随着单摆的摆动，摆线的长度要发生改变，则要摆线与悬点连接处要用铁架夹住摆线，放置单摆摆动时摆长变化，故选C.
（2）由表中数据可知：L1=98cm ，L2=80cm ，T1=2s，T2=1.8s；根据解得代入数据解得：g1=9.66-9.67m/s2，g2=9.73-9.75m/s2，取平均值可得：g=9.68-9.71m/s2
（3）由机械能守恒可得：，解得，由，可知，则
【分析】此题考查用单摆测量重力加速度的实验。
（1）实验中，要求摆线与悬点连接处要用铁架夹住摆线，不能随意地将摆线绕在铁架上，其原因是防止摆球在摆动过程中摆长不断发生变化。
（2）根据解得。
（3）由机械能守恒可得：，联立可得
12．【答案】BC；AC；10.3；4：1
【知识点】验证动量守恒定律；刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用
【解析】【解答】（1）在本实验中，用水平位移代替速度，验证动量守恒定律，需要测量质量和水平位移，所以所需的器材为天平和刻度尺。
故选BC。
（2）A．为了使小球做平抛运动，斜槽轨道的末端切线必须水平，故A正确；
BC．为了发生正碰，且入射小球不反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量，两球的大小需相同，故B错误，C正确；
D．为了使入射小球每次到达底端的速度相同，则每次必须从同一位置由静止释放，故D错误。
故选AC。
（3）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，故小球的直径为
（4）A、B两球撞击后落地时间相同设为t，A球滑到斜槽轨道末端时撞击前的速度为
A、B两球撞击后A球的速度为，B球的速度，根据动量守恒定律有，所以有
解得
【分析】（1）“碰撞中的动量守恒”实验中需要测量质量和水平位移。
（2）完成本实验，下列必须要求：斜槽轨道末端的切线必须水平；入射球和被碰球大小必须相同。
（3）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和。
（4） 碰撞过程中动量守恒推导出，可求解入射小球质量m1和被碰小球质量m2之比 。
13．【答案】解：（1）设线框运动t时间后下落h高度，竖直方向的速度大小为，线框切割磁感线产生的电动势
， ，
得
当时，有
在竖直方向上做变加速运动，最终匀速运动
（2）由图像可得金属框下落H高度时做匀速运动，由能量守恒定律，得：
【知识点】电磁感应中的磁变类问题
【解析】【分析】（1）线框下落过程上下边切割磁感线产生感应电动势，但磁场大小不同，线框切割磁感线产生的电动势， ， 根据牛顿第二定律
当时，速度最大，此后匀速运动。
（2）金属框下落H高度时做匀速运动，由能量守恒定律列等式可求解 金属板从初位置下落H高度时产生的热量Q。
14．【答案】解：(1)由波形图可知，解得（）
当时，可求解最大周期
则最小频率
(2)若，则由上述表达式可知，即
解得
由图中读出波长为
则波速
【知识点】横波的图象；波长、波速与频率的关系
【解析】【分析】(1)已知两时刻波形图以及质点在某一时刻振动方向，可求解周期表达式，当时，可求解最大周期，则最小频率
(2)若，则由上述表达式可知，解得T，由图中读出波长，
由计算波速。
15．【答案】解：（1）设进磁场时线框的速度大小为，受力分析
又，
联立解得
（2）由功能关系得，
流过AD边的电量
（3）根据法拉第电磁感应定律有：感应电动势
根据闭合电路欧姆定律有：电流
设经时间t有
解得
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）线框匀速进入磁场，根据平衡条件即可求出AD到达磁场边界时的速度大小；（2）根据和，可以求出AD边产生的电热以及流过AD边的电量；（3）当安培力等于f时，线框可以挣脱PQ的束缚，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律即可求解时间。
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