宁夏石嘴山市平罗县中2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

平罗县中2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试卷
满分：100分 考试时长：100分钟
一、单选题（本题共10个小题,每小题3分，共30分。）
1. 下列说法正确的是（　　）
A. 当分子间的距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大
B. 当分子间的距离增大时，分子间的引力减小，斥力减小
C. 当分子间的距离减小时，分子势能逐渐增加
D. 当分子间的距离减小时，分子势能逐渐减小
2. 月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦3（），2020年12月1日，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆月面后开始“挖土”，并成功带回地球供科学研究。可控核聚变可以采用或，下列说法正确的是（　　）
A. 是质子 B. 核聚变过程发生质量亏损，释放核能
C. 是中子 D. 比的原子核更稳定
3. 碘131具有放射性，它的放射性物质主要是β射线。它的核反应方程是（　　）
A. B.
C. D.
4. 当交流发电机转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（）
A. 线圈中的感应电流最大，方向将不变
B. 线圈中的感应电流最大，方向将改变
C. 线圈中感应电流等于零，方向将不变
D. 线圈中的感应电流等于零，方向将改变
5. 钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。设钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则质量为m的钻石所含有的分子数为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，MN．PQ为同一水平面的两平行光滑导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab．cd与导轨有良好的接触，当ab沿轨道向右滑动时， cd将（ ）
A. 右滑 B. 不动 C. 左滑 D. 无法确定
7. 由于自然界中U含量丰富，爆炸时释放大量能量，常常用来制作贫铀弹，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，以下说法正确的是（　　）
A. U的比结合能大于新核X的比结合能
B. 该核反应方程可写为U+He→X
C. 该核反应是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应
D. 衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最强
8. 如图所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L为自感线圈，闭合开关S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S，则（　　）
A. 闭合开关S，L2立刻变亮，L1逐渐变亮
B. 闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮
C. 闭合开关S稳定后，L仍有自感电动势
D. 闭合开关S稳定后，断开S，L2会“闪”一下再熄灭
9. 研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是（　　）
A. 任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数
B. 若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大
C. 调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能会消失
D. 光电效应反应了光具有波动性
10. 如图所示，质量为m、边长为l的正方形线框abcd，在竖直平面内从有水平边界的匀强磁场上方h高处由静止自由下落。线框电阻为R，磁场宽度为，磁感应强度为B，线框竖直下落过程中，ab边始终与磁场边界平行。已知ab边进入磁场时和ab边穿出磁场时的速度相等，此过程中（　　）
A. 线框的最大速度为
B. 线框中产生的电热为
C. 线框中通过的电荷量为
D. cd边离开磁场的瞬间克服安培力做功的功率为
二、多选题（本题共5个小题,每小题4分，共20分。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分）
11. 关于扩散现象，下列说法正确的是（ ）
A. 温度越高，扩散进行得越快
B. 扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C. 扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D. 液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
12. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压（V），电阻R=44，电压表、电流表均为理想电表，则（　　）
A. 交流电的频率为10Hz
B. 电流表Al的示数为0.2A
C. 电流表A2的示数为A
D. 电压表的示数为44V
13. 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s．下列说法正确的是
A. 河北岸的电势较高 B. 河南岸的电势较高
C. 电压表记录的电压为9mV D. 电压表记录的电压为5mV
14. 据国家科技部报道，迄今为止，科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。如图为氢原子能级的示意图，已知可见光光子的能量在1.61eV~3.10eV范围内，则（　　）
A. 处于能级的基态氢原子可吸收一个可见光光子，发生电离
B. 处于能级的氢原子可吸收能量为2.55eV的可见光光子能跃迁到更高能级
C. 处于能级的大量氢原子向低能级跃迁时，可辐射10种不同频率的电磁波
D. 处于和能级的大量氢原子向低能级跃迁时，可辐射13种不同频率的电磁波
15. 如图甲为电能输送示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为，其输入电压如图乙所示。输电线的总电阻为，降压变压器原，副线圈匝数比为，其副线圈接一火警报警系统，其中为定值电阻，为热敏电阻，当温度升高时其阻值变小。电压表可显示加在报警器上的电压（报警器未画出）。未发生火情时，升压变压器的输入功率为。下列说法中正确的是（　　）
A. 未发生火情时，降压变压器副线圈输出的电压为
B. 未发生火情时，输电线上损耗的功率为
C. 当所在处发生火情时，两端电压增大
D. 当所在处发生火情时，电压表的示数变大
三、实验题（本题2个小题,共7空，每空2分，共计14分。）
16. 在“用单分子油膜法估测分子直径大小”实验中，首先将几滴纯油酸滴入一定量的酒精中配制出油酸酒精溶液，得到纯油酸所占总体积的百分比为，用滴管吸取混合溶液后将一滴体积为的溶液滴入撒有少量痱子粉的水面，水面上形成无色的油酸区域，该区域视为单分子油层，并在水槽上面放置的玻璃板上描绘出如图所示的油膜轮廓。
（1）若根据油膜轮廓测算出油膜面积为，则估算出的油酸分子直径为______。
（2）某同学计算出的油酸分子直径明显偏小，可能的原因是______（填正确答案标号）
A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开
B．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留
C．计算分子直径时，将作为纯油酸的体积
17. 电导率是检验纯净水是否合格的一项重要指标，它是电阻率的倒数。某同学为测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不计，测得容器长度为L，如图甲所示。
（1）该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时，发现指针偏转角度过小，该同学应换用______（选填“×100”或“×10k”）挡，换挡后，欧姆表示数如图所示，对应的读数是______Ω（保留两位有效数字）。
（2）接下来该同学用伏安法尽量准确地测量容器内水样的电阻。除开关和若干导线外，他还找到以下器材：
A．电源E：电动势约为15.0V，内阻不计；
B．电压表V1：量程0～3V，内阻约3kΩ；
C．电压表V2：量程0～15V，内阻约15kΩ；
D．电流表A1：量程0～0.6A，内阻约0.1Ω；
E．电流表A2：量程0～200μA，内阻约500Ω；
F．滑动变阻器R1，总阻值约10kΩ；
G．滑动变阻器R2：总阻值约100Ω；
①实验中选择的器材有______（填器材前的字母序号）。
②图丙中已画出部分电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号____。
③测出水样的电阻Rx后，为了测出样品的电导率σ，请写出该同学还测量出管的内径D，可求出样品的电导率σ=______（用题目所给和测得的物理量表示）。
四、解答题（本题共4个小题，共36分。解答过程应写出必要的文字说明和公式，只写出答案的不得分。）
18. 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于发生衰变，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），今测得两个相切圆半径之比1∶93。则：
(1)试判断发生的是什么衰变，并指出新核的轨迹是哪个？说明理由；
(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？
19. 镭（）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发放出粒子而变成新核，已知的质量，的质量，粒子的质量。如图所示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与磁场垂直（涉及比值时，质量可取整数）求：
（1）粒子与核在磁场中运动的半径之比和周期之比；
（2）衰变过程中放出的能量（）。
20. 如图所示，电阻不计的闭合导线框abcd处于磁感应强度B＝T的匀强磁场中，线框匝数为50匝，面积S为0.5m2．线框绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器相连，变压器副线圈接入一只额定电压为250V的灯泡，灯泡恰正常发光．求：
（1）线框转动过程中感应电动势的最大值；
（2）变压器原、副线圈的匝数比；
（3） 已知交流电流表示数为0.1A，则线框从图示位置转过900的过程中外力对线框做的功．
21. 阻拦系统的基本原理如图所示。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，MP间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值也为R的导体棒ab垂直搁置在两导轨之间，与轨道接触良好。着舰时，质量为M的飞机迅速钩住导体棒与ab相连的绳索后关闭动力，导体棒立即获得了与飞机相同的水平速度。飞机和导体棒一起减速滑行了距离x后停下。已知除安培力外，飞机和导体棒一起做减速运动时的阻力为，绳索与导体棒绝缘，不考虑绳索的长度变化。求：
（1）导体棒刚运动时，其两端的电势差U；
（2）从飞机与ab导体棒共速到它们停下来的过程中，回路中产生的焦耳热。
平罗县中2022-2023学年高二下学期期末考试
物理试卷 答案解析
满分：100分 考试时长：100分钟
一、单选题（本题共10个小题,每小题3分，共30分。）
1. 下列说法正确的是（　　）
A. 当分子间的距离增大时，分子间的引力减小，斥力增大
B. 当分子间的距离增大时，分子间的引力减小，斥力减小
C. 当分子间的距离减小时，分子势能逐渐增加
D. 当分子间的距离减小时，分子势能逐渐减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．当分子间的距离增大时，分子间的引力、斥力均减小，如图所示
A错误，B正确；
CD．当分子间距大于r0时，分子力表现为引力，随着分子间的距离的减小，分子力做正功，分子势能逐渐减小，当分子间距小于r0时，分子力表现为斥力，随着分子间的距离的减小，分子力做负功，分子势能逐渐增大，如图所示
CD错误
故选B。
2. 月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦3（），2020年12月1日，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆月面后开始“挖土”，并成功带回地球供科学研究。可控核聚变可以采用或，下列说法正确的是（　　）
A. 是质子 B. 核聚变过程发生质量亏损，释放核能
C. 是中子 D. 比的原子核更稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，故A错误；
B．核聚变过程发生质量亏损，释放核能，故B正确；
C．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，Y的质量数为1，电荷数为1，则Y为质子，故C错误；
D．比结合能越大，原子核越稳定，由于比的比结合能大，则核更稳定，故D错误。
故选B。
3. 碘131具有放射性，它的放射性物质主要是β射线。它的核反应方程是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，且放射性物质是β射线，故β粒子是电子，BCD错误，A正确。
故选A。
4. 当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（）
A. 线圈中的感应电流最大，方向将不变
B. 线圈中的感应电流最大，方向将改变
C. 线圈中的感应电流等于零，方向将不变
D. 线圈中的感应电流等于零，方向将改变
【答案】D
【解析】
【详解】线圈平面旋转到中性面位置时，磁感线与切割速度方向平行，根据公式E=BLvsinθ可知，线圈中的感应电流等于零，转过中性面之后，电路中又产生了感应电流，但是电流方向与之前线圈中的感应电流的方向相反，选项D正确.
故选D
5. 钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。设钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则质量为m的钻石所含有的分子数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】质量为m的钻石，物质的量为，所含分子数为。
故选C。
6. 如图所示，MN．PQ为同一水平面的两平行光滑导轨，导轨间有垂直于导轨平面的磁场，导体ab．cd与导轨有良好的接触，当ab沿轨道向右滑动时， cd将（ ）
A 右滑 B. 不动 C. 左滑 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】假设导轨间有垂直于导轨平面向上的磁场，当ab沿轨道向右滑时，向上的磁通量减少时，感应电流的磁场就与原来磁场的方向相同，即向上；所以电流从d流向c，由左手定则可以判断cd所受安培力向右，所以cd右滑，故A正确。
故选A。
7. 由于自然界中U含量丰富，爆炸时释放大量能量，常常用来制作贫铀弹，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，以下说法正确的是（　　）
A. U的比结合能大于新核X的比结合能
B. 该核反应的方程可写为U+He→X
C. 该核反应是世界各地正在运行的核电站中的主要核反应
D. 衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最强
【答案】D
【解析】
【详解】A．U衰变后放出能量，新核X比U更稳定，U的比结合能小于新核X的比结合能，故A错误；
B．根据电荷数和质量数守恒可知该核反应的方程可写为
故B错误；
C．目前世界各国的核电站中进行的核反应是裂变反应，是受控链式反应，故C错误；
D．衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最强，穿透能力较弱，故D正确。
故选D。
8. 如图所示是研究自感实验的实物电路，L1、L2是两个规格相同的小灯泡，L为自感线圈，闭合开关S，调节滑动变阻器R，使两个灯泡的亮度相同，然后断开开关S，则（　　）
A. 闭合开关S，L2立刻变亮，L1逐渐变亮
B. 闭合开关S，L1、L2都逐渐变亮
C. 闭合开关S稳定后，L仍有自感电动势
D. 闭合开关S稳定后，断开S，L2会“闪”一下再熄灭
【答案】A
【解析】
【详解】AB． 闭合开关S，自感线圈产生自感电动势，阻碍通过L1的电流增大，灯L1逐渐变亮，闭合开关，通过L2的电流立即稳定，L2立刻变亮，故A正确，B错误；
C． 闭合电键S稳定后，流过线圈的电流不变，线圈L没有自感电动势，故C错误；
D． 闭合开关S稳定后，断开S，因为开始两灯亮度相同，流经电流大小相同，故断开开关，L2不会“闪”一下再熄灭，故D错误。
故选A。
9. 研究光电效应的电路图如图所示，关于光电效应，下列说法正确的是（　　）
A. 任何一种频率的光，只要照射时间足够长，电流表就会有示数
B. 若电源电动势足够大，滑动变阻器滑片向右滑，电流表的示数能一直增大
C. 调换电源的正负极，调节滑动变阻器的滑片，电流表的示数可能会消失
D. 光电效应反应了光具有波动性
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．能否发生光电效应取决于光的频率，与照射时间长短无关，A错误；
B．增加极板间电压，会出现饱和电流，不会一直增大， B错误；
C．调换电源正负极，若反向电压达到遏止电压，则电流表示数消失，C正确；
D．光电效应反应了光具有粒子性，D错误。
故选C。
10. 如图所示，质量为m、边长为l的正方形线框abcd，在竖直平面内从有水平边界的匀强磁场上方h高处由静止自由下落。线框电阻为R，磁场宽度为，磁感应强度为B，线框竖直下落过程中，ab边始终与磁场边界平行。已知ab边进入磁场时和ab边穿出磁场时的速度相等，此过程中（　　）
A. 线框的最大速度为
B. 线框中产生的电热为
C. 线框中通过电荷量为
D. cd边离开磁场的瞬间克服安培力做功的功率为
【答案】D
【解析】
【详解】线框ab边进入磁场前，受到重力作用，做自由落体运动；ab边进入磁场时和ab边穿出磁场时的速度相等，说明线框刚进入磁场时是先减速后加速的运动。在进入磁场的过程中，线框ab边切割磁感线，ab边受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用，做变减速直线运动，后若安培力等于重力，线框还可能做匀速直线运动；线框完全进入磁场中时，线框磁通量不发生变化，所以只受到重力作用，做自由落体运动；线框ab边在离开磁场时，cd边切割磁感线，所以受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用，做变减速直线运动，由于线框的ab边刚进入磁场时的速度和ab边刚离开磁场时的速度相同，所以线框在进入和离开磁场的运动过程完全相同。
A．由过程分析知，线框的最大速度即为进入时的速度，此时重力小于安培力，即
由机械能守恒
得
故A项错误。
B．ab边进入磁场时和ab边穿出磁场时的速度相等，由动能定理得
安培力做功转化为电热，即
故B项错误。
C．线框进入磁场过程产生的感应电动势
则线中的感应电流
则电荷量
线框的ab边进入磁场过程和ab边离开磁场过程相同，所以线框通过的总电荷量
故C项错误。
D．ab边进入磁场的速度
设线框正好完全进入磁场时的速度为，刚要离开时的速度，线框速度由变化到过程，线框在磁场中做自由落体运动，根据运动学公式
得到
线框在进入和离开磁场的运动过程完全相同，即线框cd边离开磁场的瞬时速度，此时安培力
结合瞬时功率
联立解得
故D项正确。
综上所述，本题正确答案为D。
二、多选题（本题共5个小题,每小题4分，共20分。全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分）
11. 关于扩散现象，下列说法正确的是（ ）
A. 温度越高，扩散进行得越快
B. 扩散现象是不同物质间的一种化学反应
C. 扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
D. 液体中的扩散现象是由于液体的对流形成的
【答案】AC
【解析】
【详解】A．温度越高，分子运动越剧烈，则扩散现越快，故A正确；
BC．扩散现象是分子热运动引起的分子的迁移现象，没有产生新的物质，是物理现象，故B错误，C正确；
D．液体中的扩散现象是由于液体分子的热运动产生的，故D错误．
故选AC。
12. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压（V），电阻R=44，电压表、电流表均为理想电表，则（　　）
A. 交流电的频率为10Hz
B. 电流表Al的示数为0.2A
C. 电流表A2的示数为A
D. 电压表的示数为44V
【答案】D
【解析】
【详解】A．交流电源的频率为
故A错误；
B C D．原线圈两端电压为
副线圈两端的电压（即电压表的示数）为
电流表A2的示数为
电流表A1的示数为
故D正确，BC错误。
故选D。
13. 某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，大小为T．一灵敏电压表连接在当地入海河段的两岸，河宽100m，该河段涨潮和落潮时有海水（视为导体）流过．设落潮时，海水自西向东流，流速为2m/s．下列说法正确的是
A. 河北岸的电势较高 B. 河南岸的电势较高
C. 电压表记录的电压为9mV D. 电压表记录的电压为5mV
【答案】AC
【解析】
【详解】地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下，落潮时，海水自西向东流，相当于导体切割磁感线，由右手定则判断可知，感应电动势的方向由河南岸指向北岸，则河北岸的电势较高．故A正确，B错误．海水自西向东流切割地磁场的磁感线，产生的感应电动势大小为：
E=BLv=4.5×10-5T×100m×2m/s=9mV；则电压表记录的电压为9mV．故C正确，D错误．故选AC．
点睛：本题运用右手定则判断感应电动势的方向，由E=BLv求感应电动势，考查运用物理知识处理实际问题的能力.
14. 据国家科技部报道，迄今为止，科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。如图为氢原子能级的示意图，已知可见光光子的能量在1.61eV~3.10eV范围内，则（　　）
A. 处于能级的基态氢原子可吸收一个可见光光子，发生电离
B. 处于能级的氢原子可吸收能量为2.55eV的可见光光子能跃迁到更高能级
C. 处于能级的大量氢原子向低能级跃迁时，可辐射10种不同频率的电磁波
D. 处于和能级的大量氢原子向低能级跃迁时，可辐射13种不同频率的电磁波
【答案】BC
【解析】
【详解】A．基态氢原子的电离能为，高于可见光光子的能量，故处于能级的基态氢原子可吸收一个可见光光子，不会发生电离，故A错误；
B．处于能级的氢原子吸收能量为2.55eV的可见光光子，能量为
可知氢原子跃迁至能级，故B正确；
C．处于能级的大量氢原子向低能级跃迁时，可辐射出不同频率的电磁波数量为
故C正确；
D．处于能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射出的不同频率电磁波种类，包含了能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射出的不同频率电磁波种类，故可辐射10种不同频率的电磁波，故D错误。
故选BC。
15. 如图甲为电能输送示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数比为，其输入电压如图乙所示。输电线的总电阻为，降压变压器原，副线圈匝数比为，其副线圈接一火警报警系统，其中为定值电阻，为热敏电阻，当温度升高时其阻值变小。电压表可显示加在报警器上的电压（报警器未画出）。未发生火情时，升压变压器的输入功率为。下列说法中正确的是（　　）
A. 未发生火情时，降压变压器副线圈输出的电压为
B. 未发生火情时，输电线上损耗的功率为
C. 当所在处发生火情时，两端电压增大
D. 当所在处发生火情时，电压表的示数变大
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．未发生火情时，由乙图可知，升压变压器的输入电压有效值为
由变压器电压与匝数关系可得
解得升压变压器的输出电压为
又
解得输电线上的电流为
输电线上的电压损失和功率损失分别为
降压变压器输入电压为
又
代入数据解得，降压变压器的输出电压为
A错误，B正确；
C．当所在处发生火情时，由于温度升高，阻值减小，、所在回路电流增大，由欧姆定律可知，两端电压增大，输入端电压U1不变
因此U2的电压也不变，而
可知线路损耗电压变大，因此U3变小，则由
可知U4电压变小，R1电压变大，因此两端电压减小，故电压表的示数变小，C正确，D错误。
故选BC。
三、实验题（本题2个小题,共7空，每空2分，共计14分。）
16. 在“用单分子油膜法估测分子直径的大小”实验中，首先将几滴纯油酸滴入一定量的酒精中配制出油酸酒精溶液，得到纯油酸所占总体积的百分比为，用滴管吸取混合溶液后将一滴体积为的溶液滴入撒有少量痱子粉的水面，水面上形成无色的油酸区域，该区域视为单分子油层，并在水槽上面放置的玻璃板上描绘出如图所示的油膜轮廓。
（1）若根据油膜轮廓测算出的油膜面积为，则估算出的油酸分子直径为______。
（2）某同学计算出的油酸分子直径明显偏小，可能的原因是______（填正确答案标号）
A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开
B．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留
C．计算分子直径时，将作为纯油酸的体积
【答案】 ①. ②. B
【解析】
【详解】（1）[1]一滴体积为的溶液中含纯油酸的体积为
根据油膜轮廓测算出油膜面积为，则估算出的油酸分子直径为
（2）[2]某同学计算出的油酸分子直径明显偏小，根据
A．痱子粉撒太多，油膜未能充分展开，则油膜面积测量值偏小，计算出的油酸分子直径明显偏大，故A错误；
B．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，则油膜面积测量值偏大，计算出的油酸分子直径明显偏小，故B正确；
C．计算分子直径时，将作为纯油酸的体积，则纯油酸的体积测量值偏大，计算出的油酸分子直径明显偏大，故C错误。
故选B。
17. 电导率是检验纯净水是否合格一项重要指标，它是电阻率的倒数。某同学为测量某品牌纯净水样品的电导率，将采集的水样注满绝缘性能良好的薄塑料圆柱形容器，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不计，测得容器长度为L，如图甲所示。
（1）该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时，发现指针偏转角度过小，该同学应换用______（选填“×100”或“×10k”）挡，换挡后，欧姆表示数如图所示，对应的读数是______Ω（保留两位有效数字）。
（2）接下来该同学用伏安法尽量准确地测量容器内水样的电阻。除开关和若干导线外，他还找到以下器材：
A．电源E：电动势约为15.0V，内阻不计；
B．电压表V1：量程0～3V，内阻约3kΩ；
C．电压表V2：量程0～15V，内阻约15kΩ；
D．电流表A1：量程0～0.6A，内阻约0.1Ω；
E．电流表A2：量程0～200μA，内阻约500Ω；
F．滑动变阻器R1，总阻值约10kΩ；
G．滑动变阻器R2：总阻值约100Ω；
①实验中选择的器材有______（填器材前的字母序号）。
②图丙中已画出部分电路设计图，请补充完整，并标明所用器材的代号____。
③测出水样的电阻Rx后，为了测出样品的电导率σ，请写出该同学还测量出管的内径D，可求出样品的电导率σ=______（用题目所给和测得的物理量表示）。
【答案】 ①. ×10k ②. ③. ACEG ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]该同学先用万用表粗略测量容器内水样的电阻。当选择欧姆表“×1k”挡时，发现指针偏转角度过小，说明电阻的阻值较大，该同学应换用×10k挡；
[2]欧姆表的读数是
（2）[3]伏安法测电阻实验需要电源，电源的电动势为，故应选择量程为的电压表，通过电阻的最大电流为
故应选择量程为的电流表，为方便调节，应选择阻值较小的滑动变阻器。
故实验中选择的器材有ACEG。
[4]电路如图所示
[5]根据电阻定律有
其中
样品的电导率
四、解答题（本题共4个小题，共36分。解答过程应写出必要的文字说明和公式，只写出答案的不得分。）
18. 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于发生衰变，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），今测得两个相切圆半径之比1∶93。则：
(1)试判断发生的是什么衰变，并指出新核的轨迹是哪个？说明理由；
(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？
【答案】(1) β衰变，小圆1，理由见详解；(2) 92
【解析】
【详解】(1)由动量守恒可知新核和释放的粒子动量大小相等，方向相反，取大圆和小圆切点分析，二者速度方向相反，洛伦兹力方向相同，说明二者带异种电荷，可以判断发生的是β衰变，由牛顿第二定律可得
解得
新核和释放的β粒子动量大小相等，由上式分析可知新核电荷量大，轨道半径小，故小圆1为新核的运动轨迹。
(2) β粒子实质是电子，带电量为e，由前面表达式可知电量和半径成反比，则有
代入数值可得
发生β衰变的实质是原子核里面的中子转化成一个质子和电子，从而说明原来核的质子数为92。
19. 镭（）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发放出粒子而变成新核，已知的质量，的质量，粒子的质量。如图所示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与磁场垂直（涉及比值时，质量可取整数）求：
（1）粒子与核在磁场中运动的半径之比和周期之比；
（2）衰变过程中放出的能量（）。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）静止的镭核衰变时动量守恒，粒子与核运动方向相反，因此均带正电，在磁场中所受洛伦兹力方向相反，偏转方向相反；又因粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，故两粒子的运动轨迹为两外切圆，由动量守恒知
由
可得
由电荷数守恒可知核的电荷量为
可知粒子与核在磁场中运动的半径之比
由周期公式
可知粒子与核在磁场中运动的周期之比为
（2）衰变过程中的质量亏损
衰变过程中放出的能量为
20. 如图所示，电阻不计的闭合导线框abcd处于磁感应强度B＝T的匀强磁场中，线框匝数为50匝，面积S为0.5m2．线框绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器相连，变压器副线圈接入一只额定电压为250V的灯泡，灯泡恰正常发光．求：
（1）线框转动过程中感应电动势的最大值；
（2）变压器原、副线圈的匝数比；
（3） 已知交流电流表示数为0.1A，则线框从图示位置转过900的过程中外力对线框做的功．
【答案】（1）500V；（2）2：1；（3）0.39J．
【解析】
【分析】（1）根据Em=NBSω求出线圈转动产生的电动势最大值
（2）根据求出有效值，根据电压与匝数成正比求解变压比；
（3）根据功能关系，外力对线框做的功等于回路中产生的电能．
【详解】（1）线圈转动产生的电动势最大值：Em=NBSω=50××0.5×200=500V；
电压的有效值为：
（2）额定电压为250V的灯泡，灯泡恰正常发光，故：
（3）已知交流电流表示数为0.1A，则线框从图示位置转过90°的过程中外力对线框做的功：
W=EI =500×0.1×J≈0.39J
【点睛】解决本题的关键掌握交流电电动势峰值的表达式，以及知道峰值与有效值的关系，知道原副线圈电压、电流与匝数比的关系．
21. 阻拦系统的基本原理如图所示。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计，MP间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值也为R的导体棒ab垂直搁置在两导轨之间，与轨道接触良好。着舰时，质量为M的飞机迅速钩住导体棒与ab相连的绳索后关闭动力，导体棒立即获得了与飞机相同的水平速度。飞机和导体棒一起减速滑行了距离x后停下。已知除安培力外，飞机和导体棒一起做减速运动时的阻力为，绳索与导体棒绝缘，不考虑绳索的长度变化。求：
（1）导体棒刚运动时，其两端的电势差U；
（2）从飞机与ab导体棒共速到它们停下来的过程中，回路中产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）导体棒刚运动时与飞机着舰时的速度相同，则可知导体棒刚开始运动时产生的电动势为
导体棒与导轨构成闭合电路，可知，导体棒两端的电压为路端电压，根据串联电路的分压原理可得
（2）从飞机与ab导体棒共速到它们停下来的过程中，对飞机与导体棒组成得系统，根据能量守恒有
解得