2023届百师联盟高三物理练习题四全国卷II含答案

高三物理练习题〔四)〔全国卷II)一、单项选择题1.利用示波器可以显示输入信号的波形，单匝正方形金属线框abed处在匀强磁场中，当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。那么在四个选项所示的情景中，无论从线圈平面处于哪个位置开始计时，都不可能产生该电流的是〔

〕A.

B.

C.

D.

2.1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素能够自发地发出射线的现象，即天然放射现象。让放射性元素镭衰变过程中释放出的α、β、γ三种射线，经小孔垂直进入匀强电场中，如下列图。以下说法正确的选项是〔

〕A.

③是α射线，α粒子的电离能力最强，穿透能力也最强

B.

①是β射线，是高速电子流，来自于原子的核外电子

C.

原子核发生一次衰变的过程中，不可能同时产生α、β两种射线

D.

原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，都不具有放射性3.利用碘131()治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，来破环甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来到达治愈甲亢的目的。碘131发生β衰变的半衰期为8天，那么以下说法正确的选项是〔

〕A.

碘131的衰变方程为

B.

碘131的衰变方程为

C.

32g碘131样品经16天后，大约有8g样品发生了β衰变

D.

升高温度可能会缩短碘131的半衰期4.利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，ab为交变电流信号输入端，D为半导体二极管，R为定值电阻。信号输入后，电阻R两端输出的电压信号如图乙所示，那么关于该输出信号，以下说法正确的选项是〔

〕A.

频率为100Hz.

B.

电压有效值为50V

C.

一个标有“90V，30μF〞的电容器并联在电阻R两端，可以正常工作

D.

假设电阻R=100Ω，那么1min内R产生的热量为2.5×104J5.如下列图，PQ两小物块叠放在一起，中间由短线连接(图中未画出)，短线长度不计，所能承受的最大拉力为物块Q重力的1.8倍；一长为1.5m的轻绳一端固定在O点，另一端与P块拴接，现保持轻绳拉直，将两物体拉到O点以下，距O点竖直距离为h的位置，由静止释放，其中PQ的厚度远小于绳长。为保证摆动过程中短线不断，h最小应为〔

〕A.

0.15m

B.

0.3m

C.

0.6m

D.

0.9m二、多项选择题6.某课外兴趣小组欲利用如下列图的电路探究光电效应现象，V为理想电压表。G为灵敏电流计。电路闭合后，用绿光照射光电管，发现灵敏电流计发生了偏转。保持滑动变阻器滑片P位置不变，以下说法正确的选项是〔

〕A.

保持入射光为绿光，假设增大入射光强度，那么灵敏电流计的示数会增大

B.

换用紫光照射光电管，逸出电子的最大初动能比绿光照射时大

C.

换用红光照射光电管，那么灵敏电流计的指针一定不会发生偏转

D.

换用黄光照射光电管，灵敏电流针指针未发生偏转，假设只增大入射光强度。灵敏电流计指针可能发生偏转7.如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的选项是〔

〕A.

光子b可能使处于基态的氢原子电离

B.

n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小

C.

一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线

D.

假设与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应8.某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻，L1、L2为两只标有“5V，2A〞的相同小灯泡，S为开关。保持开关S断开，在输入端施加如图乙所示的交变电压后，灯泡L1正常发光，测得电阻R两端的电压为灯泡L1两端电压的2倍。以下说法正确的选项是〔

〕A.

理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1

B.

理想变压器原、副线圈的匝数比为1：4

C.

定值电阻的阻值为10Ω

D.

闭合开关S后，灯泡L1中的电流变小9.以下说法正确的选项是〔

〕A.

随着分子间距离的减小，其斥力和引力均增大

B.

单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点

C.

一定质量的0°C的冰熔化成0°C的水，其分子势能会增加

D.

一定质量的气体放出热量，其分子的平均动能可能增大

E.

第二类永动机不可能制成的原因是它违反了能量守恒定律10.如下列图,实线为一列简谐横波在某时刻的波形图，虚线为该时刻之后7s的波形图,该波的周期为4s,那么以下判断中正确的选项是〔

〕A.

这列波沿x轴正方向传播

B.

这列波的振幅为4cm

C.

这列波的波速为2m/s

D.

该时刻x=2m处的质点沿y轴负方向运动

E.

该时刻x=3m处质点的加速度最大三、实验题11.实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如下列图，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。〔1〕在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为60V，那么次级线圈的匝数为________匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为30V，那么初级线圈的匝数为________匝。〔2〕假设初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt(V)，那么与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为________V。12.某实验小组利用如下列图的装置验证“碰撞过程中的动量守恒〞和探究“碰撞过程中的动能是否守恒〞。水平的气垫导轨上有两滑块A、B，滑块A上有宽度为d的遮光板；滑块B上固定一支架，支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管，金属管右侧用金属板封闭，管内靠近金属板处静置一金属小球。气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A向左弹出，测得滑块A第一次经过光电门的时间为t1，后与静止的滑块B相碰，碰后滑块B和小球一起向左滑动滑块A向右运动。滑块A第二次通过光电门的时间为t2，滑块B与左侧挡板刚接触时，立即被安装的锁止装置锁止，同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O点(图中未画出)。用天平称量出滑块A(包括遮光板的总质量M1、滑块B(包括支架、金属管)的总质量M2、小球的质量m，重力加速度为g。请答复以下问题：〔1〕除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是________。〔2〕小球离开金属管口时的速度大小为________(用题中和(1)问中物理量符号表示)。〔3〕要验证碰撞过程中的动量守恒，本实验需要验证的表达式为________。〔4〕要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒，需要比较表达式________与表达式________在误差允许范围内是否相等。四、解答题13.如下列图，一质子自M点由静止开始，经匀强电场加速运动了距离d后，由N点沿着半径方向进入直径为d的圆形匀强磁场区域，在磁场中偏转了弧度后飞出磁场，求质子在电场和磁场中运动的时间之比。14.如下列图，电阻不计的光滑金属导轨由弯轨AB，FG和直窄轨BC，GH以及直宽轨DE、IJ组合而成，AB、FG段均为竖直的圆弧，半径相等，分别在B，G两点与窄轨BC、GH相切，窄轨和宽轨均处于同一水平面内，BC、GH等长且与DE，IJ均相互平行，CD，HI等长，共线，且均与BC垂直。窄轨和宽轨之间均有竖直向上的磁感强度为B的匀强磁场，窄轨间距为，宽轨间距为L。由同种材料制成的相同金属直棒a，b始终与导轨垂直且接触良好，两棒的长度均为L，质量均为m，电阻均为R。初始时b棒静止于导轨BC段某位置，a棒由距水平面高h处自由释放。b棒刚到达C位置时的速度为a棒刚到达B位置时的，重力加速度为g，求：〔1〕a棒刚进入水平轨道时，b棒加速度ab的大小；〔2〕b棒在BC段运动过程中，a棒产生的焦耳热Qa；〔3〕假设a棒到达宽轨前已做匀速运动，其速度为a棒刚到达B位置时的，那么b棒从刚滑上宽轨到第一次到达匀速的过程中产生的焦耳热Qb。3的氦气，现将它与一气球连通给气球充气。当充气完毕时，气球压强为1.2标准大气压，假假设充气过程中温度不变，求：①充气后气球的体积；②充气前罐内氢气的质量。(氢气的摩尔质量为4.0g/mol，标况下气体的摩尔体积为22.4L/mol)16.如下列图，一束半径为R的半球形玻璃体放置在水平桌面|上，圆心为O，一束半径为R的单色光柱正对球面竖直射向半球体，光柱的圆心与半球体圆心在一条直线上。玻璃的折射率为，真空中的光速为c，忽略水平面上光的反射，求：①光在玻璃体中传播的最长时间；②)玻璃体水平面上光斑的面积。

答案解析局部一、单项选择题1.【解析】【解答】A．当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈中的磁通量始终不变，没有感应电流产生，故A不可能产生该电流，故A符合题意；BCD．三图中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动，磁通量发生变化，根据交变电流的产生原理可知，三者均产生示波器中的正弦式交变电流，故BCD不符合题意。故答案为：A。

【分析】利用感应电流产生的条件可以判别A图磁通量不变不会产生感应电流。2.【解析】【解答】由射线的带电性质可知，①是β射线，②是γ射线，3是α射线，α粒子的电离能力最强，穿透能力最弱，A不符合题意；β射线是原子核发生β衰变时产生的，是高速电子流，来自于原子核，B不符合题意；原子核发生一次衰变的过程中，只能发生α衰变或β衰变，不能同时发生α衰变和β衰变，故不可能同时产生α、β两种射线，C符合题意；原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射性，D不符合题意。故答案为：C【分析】利用偏转方向可以判别射线的类型；β射线是来源于原子核内部的电子流；原子核一次衰变不会同时出现、射线；原子序数小于83的某些原子核也具有放射性。3.【解析】【解答】AB．原子核衰变过程中放出电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，碘131的衰变方程为，故A不符合题意，B符合题意；C．32g碘131样品经16天，即经过2个半衰期，大约有8g样品未发生衰变，衰变的质量为24g，故C不符合题意；D．改变温度或改变外界压强都不会影响原子核的半衰期，故D不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用质量数和电荷数守恒可以判别对应的核反响方程；利用半衰期可以判别衰变的质量大小；外界条件不会影响半衰期。4.【解析】【解答】A．由图乙可知，该电压的周期T=0.02s，故频率为50Hz故A不符合题意；B．由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量其中的故电压有效值为U有=50V，故B符合题意；C．电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压90V，而R两端电压的瞬时值最大为100V，故电容不能正常工作，故C不符合题意；D．电阻R产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故1min内产生的热量为故D不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用周期可以求出频率的大小；利用电流的热效应可以求出电压的有效值；利用电容器的最大电压可以判别不能正常工作；利用焦耳定律结合有效值可以求出热量的大小。5.【解析】【解答】设摆到最低点时，短线刚好不断，由机械能守恒得mg(L-h)=mv2Qg-mQg=，将L=1.5m代入，得h=0.9m，D符合题意。故答案为：D【分析】利用机械能守恒结合牛顿第二定律可以求出高度的大小。二、多项选择题6.【解析】【解答】A．保持入射光为绿光，假设增大入射光强度，单位时间单位面积上照射出的光电子数目会增多，从而会使饱和电流增大，A符合题意；B．换用紫光照射光电管，即增大入射光频率，根据爱因斯坦光电效应方程知逸出电子的最大初动能比绿光照射时大，B符合题意；C．用绿光照射光电管，能发生光电效应，说明绿光的频率大于该金属的截止频率，但无法判断红光的频率是否大于该金属的截止频率，即换用红光照射光电管，也可能发生光电效应，即灵敏电流计的指针可能会发生偏转，C不符合题意；D．换用黄光照射光电管，灵敏电流计指针未发生偏转，说明黄光的频率小于该金属的截止频率，假设只增大人射光强度，灵敏电流计指针依然不可能发生偏转，D不符合题意。故答案为：AB。

【分析】入射光照强度会影响光电流的大小；换成频率更大的紫光其电子的最大动能会变大；换小频率不能判别光电效应是否发生；光照强度不会影响光电效应产生的条件。7.【解析】【解答】A．由能级跃迁的频率条件：h=Em-En可知，光子a的能量为2.55eV，光子b的能量为10.2eV，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于13.6eV，故光子b不能使处于基态的氢原子电离，A不符合题意；B．氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得：又因电子的动能，解得电子的动能故轨道半径越大，电子动能越小，B符合题意；C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，C不符合题意；D．由于光子b的能量比a的高，故光子b的频率也比a的高，假设与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应，D符合题意。故答案为：BD。

【分析】利用能级差可以判别光子的能量大小及电离需要的能量；利用库仑力提供向心力可以判别速度大小和半径大小的关系；利用逐级跃迁可以判别产生谱线的数量。8.【解析】【解答】AB．由电压图像可知，输入电压的最大值为V，那么有效值为20V灯泡正常发光，故灯泡两端的电压为5V，即副线圈两端的电压V，由题知电阻R两端的电压为10V，故变压器原线圈的电压=10V原副线圈的匝数比故AB不符合题意；C．灯泡L1正常发光，即副线圈的电流A，根据理想变压器输入功率等于输出功率可知，原副线圈中的电流之比解得电阻R中的电流为1A，由欧姆定律可知Ω=10Ω故C符合题意；D．开关S闭合后，电路的总电阻减小，而输入端电压保持不变，故副线圈中的电流增大，那么原线圈中电流增大，电阻R两端电压升高，变压器原线圈电压降低，故副线圈输出电压降低，灯泡两端电压降低，电流减小，故D符合题意。故答案为：CD。

【分析】利用电压之比可以求出匝数之比；利用电流之比结合欧姆定律可以求出电阻的大小；利用电流的变化结合负载电压的大小可以判别副线圈电流的大小变化。9.【解析】【解答】A．分子间距离减小，其斥力和引力均增大，A符合题意；B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B不符合题意；C．0℃的冰熔化成0℃的水，吸收热量，分子平均动能不变，其分子势能会增加，C符合题意；D．对气体做功大于气体放出的热量，其分子的平均动能会增大，D符合题意；E．第一类永动机违反了能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，只是违反热力学第二定律，E不符合题意。故答案为：ACD。

【分析】晶体无论是单晶体和多晶体都有固定熔点；第二类永动机违反了热力学第二定律。10.【解析】【解答】A．该波的周期为4s，因为，故波沿x轴负方向传播，A不符合题意；B．波的振幅为4cm，B符合题意；C．波速C不符合题意：D．波沿x轴负方向传播，处的质点离开平衡位置向下运动，D符合题意；E．该时刻处的质点在波谷位置，离开平衡位置的距离最大，加速度最大，E符合题意。故答案为：BDE。

【分析】利用周期和传播时间可以判别传播的方向；利用波长和周期可以求出波速的大小。三、实验题11.【解析】【解答】(1)由理想变压器的电压与匝数关系可知，次级线圈的匝数为20匝；初级线圈的匝数为40匝。(2)因交流电压表的示数为电压有效值该变压器初级、次级线圈的匝数比为2：1，由可知，与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为110V【分析