《2021北京交大附中高二（下）期中物理试卷含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021北京交大附中高二（下）期中物理试卷含答案.pdf（19页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2021北京交大附中高二（下）期中物 理一、不定项选择题。本题共16小题，每小题3 分，共 48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的，全部选对的得3 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得0 分。1.下列说法正确的是（）A.汤姆孙发现电子，并测定了电子的比荷B.卢瑟福根据a粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”C.核反应TUfj BTh+X中，X代表的是a粒子，该过程表示a衰变D.原子从低能级跃迁到高能级时，一定要辐射一定频率的光子2.对于爱因斯坦提出质能方程E =/77 c 2,下列说法正确的是（）A.七=加0 2表明物体具有的能量与其质量成
2、正比B,根据A E =M i c2可以计算核反应中释放 核能C.若，表示核电站参与反应的铀23 5的质量，则E表示核反应释放的核能D,太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，因此太阳的质量在不断减少3 .用图中三套实验装置探究感应电流产生的条件，下列选项中能产生感应电流的操作是（）A.甲图中，使导体棒A6顺着磁感线方向运动，且保持穿过A B C D中的磁感线条数不变B.乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈C.丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动D.丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A从大螺线管B中拔出4.如图所示，去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U型铁芯的4
3、侧上变压器左边的螺线管接12V低压交流电源，右边的螺线管接一个额定电压为6.3 V的小灯泡。把横条慢慢推向B,直至与8完全闭合，关于小灯泡的亮度变化及其原因，下列说法正确的是（）A.小灯泡变亮 B.小灯泡变暗C.减小了磁通量的泄漏 D.减小了原线圈内的磁通量5.如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的4、氏 C三束单色光。比较4、6、C三束单色光，可 知（）A.当它们在真空中传播时，。光的波长最短B.当它们在玻璃中传播时，。光的速度最大C.若它们都从玻璃射向空气，。光发生全反射的临界角最小D.若它们都能使某种金属产生光电效应，a 光照射出光电子的最大初动能最小6.如图所示，为探究
4、理想变压器的电压和电流关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L r L2,电路中分别接入理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A 1、A2,不计导线电阻，闭合开关S 后，下列说法正确的是（）B.A2示数变大C.A 1示数变大，变压器输出功率变大，A 1与A?示数的比值不变D.V?示数变大，变压器输出功率变大，Y 与 V?示数的比值不变7.用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系.电 流 计 G 测得的光电流/随光电管两端电压U 的变化如图乙所示，则（）图甲 图乙A.通过电流计G 的电流方向由d 到 cB.电压
5、U增大，光电流/一定增大C.用同频率的光照射K 极，光电子的最大初动能与光的强弱无关D.光电管两端电压U为零时一定不发生光电效应8.如图所示，（甲）-（乙）-（丙）-（T）（甲）过程是交流发电机的示意图，线圈的出?边连在金属圆环上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已 知 线 圈 转 动 的 角 速 度 为 转 动 过 程 中 电 路 的 最 大 电 流 为 下 列 选 项 正 确 的 是（）（丙）（T）A.在 图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零B.从 图（乙）位置开始计时，线圈中电流i 随时间变化的关系式为，=/“卜 0
6、5初屈 口 石 3友2 2 41 0.如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于=3 的激发态上，下列说法正确的是（）32小5470-7-31-13.6A.原子向 =2 的能级跃迁需要吸收能量B.原子向低能级跃迁只能发出2 种不同频率的光子C.原子跃迁到低能级后电子动能增大D.原子至少需要吸收1.51eV的能量才能发生电离11.如图所示，金属圆环水平放置在匀强磁场中，磁场方向竖直向上，磁感应强度均匀增大。下列说法正确的 是（）A.圆环内产生感应电流是因为自由电子受到洛伦兹力的作用B.圆环内产生感应电流是因为自由电子受到感生电场力的作用C.圆环内产生的感应电流保持不变D.如果把金属环换成金属圆盘，
7、不会产生感应电流12.绝缘的水平桌面上放置一金属圆环，其圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。当条形磁铁沿水平方向向右移动时，圆环始终未动。若圆环的质量为桌面对它的支持力为八。在此过程中（）SNA.FN小于m g,圆环有向右 运动趋势B.入 小 于m g,圆环有向左的运动趋势C.尺 大于m g,圆环有向右的运动趋势D.FN大于m g,圆环有向左的运动趋势1 3.氢原子能级示意图如图所示，光子能量在L63 eV 3.10 eV 的光为可见光，要使处于基态（n=l）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（）n n/eVoo-04-0.853-1.512-3.41-13.6A.1
8、2.09 eV B.10.20 eV C.1.89 eV D.1.51 eV14.实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒与动量守恒定律。如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实。关于上述逆康普顿散射，下列说法中正确的是（）A.相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变大B.若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则散射光照射该金属时，光电子最大初动能将变大C.散射光中存在波长变长的成分D.散射光中存在频率变大成分15.托卡马克（T
9、okamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示.环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈.当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度.再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度.同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行.已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是环形真空室A.托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站
10、中核反应的原理是相同的B.极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体C.欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变D.为了约束温度为T 的等离子体，所需要的磁感应强度8 必须正比于温度T16.“通过 观 测 结 果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定两端光具有粒子性。弗兰克一赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示，灯丝K 发射出初速度不计的电子，K 与栅极G 间的电场使电子加速，GA间加有0.5 V 电压的反向电场使电子减速。电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的
11、容器中充入水蒸汽后，发现K G间电压U每升高4.9 V时，电流表的示数/就会显著下降，如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。仅依据本实验结果构建的微观图景合理的是()图2A.汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9 e VB,存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能C.相对于G极，在K极附近时电子更容易使汞原子跃迁D.电流上升，是因为单位时间内使汞原子发生跃迁的电子个数减少二、填空题。本题共3小题，共18分。把答案填在题中的横线上。1 7 .随着学习的不断深入，同学们对光的本性有了更为丰富的认识。现在我们知道光既具有
12、波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。(1)在双缝干涉实验中，某个光子打在光屏上落点的准确位置_ _ _ _ _ _(选 填“可以”或“不可以”)预测：(2)在光电效应实验中，用紫外线照射锌板可以使光电子离开锌板，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是否会增加。请说明你的观点及依据1 8 .氢原子中核外电子绕核做半径为 的匀速圆周运动，已知电子的质量为 加，电荷量为e,静电力常量为k,不考虑相对论效应。(1)电 子 的 动 能 为；(2)选离核无限远处电势能为0,电子的电势能纥=-,则 氢 原 子 的 能 量 为；r(3)电子绕核运动形成的等效电流为 o19.1897年，汤姆孙根据
13、阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷，他的研究装置如图所示。真空管内的阴极K发出的电子经加速后，穿 过A、B中心的小孔沿直线进入到两块水平正对放置的平行金属板D?的区域，金属板DrD2之间未加电场时，射线不偏转，射在屏上勺点。按图示方式施加电场强度为E的电场之后，射线发生偏转并射到屏上6点。为了抵消阴极射线的偏转，使它从6点回到4,需要在两块金属板之间的区域再施加一个大小合适、方向垂直于纸面的匀强磁场。(1)匀 强 磁 场 的 方 向 为；(2)若施加的匀强磁场磁感应强度为8,求出阴极射线的速度v的表达式。(3)去掉D 2间的电场，只保留(2)
14、中的匀强磁场8。由于磁场方向与射线运动方向垂直，阴极射线在D 1、D 2之间有磁场的区域内会形成一个半径为r的圆弧，使得阴极射线落在屏上G点。根据题目所有信息 推 导 电 子 比 荷 的 表 达 式 为。三、计算题。本题包括4小题，共34分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步瞰。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。2 0.如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，而 边 和 边 的长度乙=5 0c m,反 边 和 以/边的长度A,=2 0c m,匝数=1(X)匝，线圈的总电阻r =l()。，线圈位于磁感应强度B =().()5 T的匀强磁场中。线圈的
15、两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F (集流环)焊接在一起，并通过电刷与阻值R =9 0 Q的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过h e和a d边中点，且垂直于磁场的转轴OO以角速度。=4 0 0 r a d/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。(1)从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；(2)求线圈转动过程中电压表的示数以及电阻R的发热功率；(3)从线圈经过图示位置开始计时，求经过上周期通过电阻A的电荷量。R2 1.均匀导线制成的单匝正方形闭合线框浦W,每边长为L,总电阻为凡 将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上
16、方处，如图所示。线框由静止开始自由下落，并能匀速进入磁场。在此过程中线框平面保持在竖直平面内，且儿边始终与水平的磁场边界面平行。重力加速度为g。在线框进入磁场过程中，求：(1)线框中产生的感应电动势大小E：儿两点间的电势差t/bc；(3)闭合线框的质量加。a1 0X X X X X XX X X X X XX X X X XX X X X X X2 2.如图甲所示为法拉第发明的圆盘发电机，图乙是其原理示意图，其中的铜质圆盘安装在水平的铜轴上，铜质圆盘的圆心与铜轴重合，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、。分别与圆盘的转动轴和边缘良好接触，用导线将两块铜片与电阻R连接起来形成闭合回路，在圆盘绕
17、铜轴匀速转动时，通过电阻R的电流是恒定的。为讨论问题方便，将磁场简化为水平向右磁感应强度为B 的匀强磁场；将圆盘匀速转动简化为一根始终在匀强磁场中绕铜轴匀速转动、长度为圆盘半径的导体棒，其 等 效 电 阻 为 除 了 R 和，以外，其他部分电阻不计。已知圆盘半径为“，当其以角速度。匀速转动时，产生的感应电动势E-Ba)a2 o2(1)圆盘转动方向如图乙所示，求通过电阻R 的电流大小，并说明其流向；(2)若各接触点及转轴的摩擦均可忽略不计，圆盘匀速转动一圈，外力需要做多少功；(3)圆盘匀速转动时，圆盘简化的导体棒的内部电子因棒转动而在匀强磁场中受沿棒方向的洛仑兹力的分力，其大小f 随电子与圆心距
18、离x 变化的图像如图丙所示，试从电动势的定义式论证圆盘匀速转动产生的1 ,感应电动势E =-B(oa。22 3.守恒是物理学的重要思想。请尝试用守恒思想分析下列问题:(1)康普顿在研究石墨对X 射线的散射时，发现在散射的X 射线中，除了与入射波长%相同的成分外,还有波长大于4的成分。用 X 光子与静止电子的碰撞模型可以解释这一现象。请在图中通过作图表示出散射后X 光子的动量，并简述作图的依据。(2)波是传递能量的一种方式，传播过程能量守恒。简谐波在传播过程中的平均能量密度工表示单位体积内具有的能量：工=,夕 42。2,其中A为简谐波的振幅，。为简谐波的圆频率(波传播过程中不变)，为2介质的密度
19、。能流密度/表示波在单位时间内流过垂直单位面积的平均能量。若简谐波沿直线传播的速度为Va.证明波的能流密度/=；0 4 2。2丫；b.球面简谐波是从波源处向空间各个方向传播的简谐波，在均匀介质中传播时振幅会发生变化。忽略传播过程中的能量损失，求波在距波源彳和4处的振幅之比A：4。散射前X光子的动量P i0-散射后电子的动量/F l、:,波 源。/、一 J ;参考答案一、不定项选择题。本题共16小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的，全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1.【答案】AC【解析】【详解】A.
20、汤姆孙发现了电子，并利用磁场测量出了电子的比荷，故A项正确；B.卢瑟福根据a粒子散射实验，提出了原子的“核式结构”模型，故B项错误；C.由质量数守恒和电荷数守恒得238=234+加92=90+解得m=4n-1所以X代表的为；H e,即a粒子，故该过程为a衰变，故C项正确：D.原子从低能级跃迁到高能级时，需要吸收能量，所以不会辐射处光子，故D项错误。故选ACo2.【答案】ABD【解析】【详解】A.表明物体具有的能量与其质量成正比，人正确；B.根据AE=Amc?可以计算核反应中释放的核能，B正确；C.若?表示核反应亏损的质量，根据七=&2,AE表示核反应释放的核能，C错误；D.太阳辐射的能量主要来
21、自太阳内部的核聚变反应，因此太阳的质量在不断减少，D正确。故选ABDo3.【答案】BD【解析】【详解】A.甲图中，使导体棒A8顺着磁感线方向运动，不切割磁感线，并且保持穿过A8CQ中的磁感线条数不变，磁通量没变化，故不产生感应电流，A错误；B.乙图中，使条形磁铁匀速穿过线圈，在磁铁从上向下穿过时，穿过线圈的磁通量会变化，故产生感应电流，B正确：C.丙图中，开关S闭合后，A、B螺线管相对静止一起竖直向上运动，两线圈没有相对运动，B中的磁通量没变化，故不产生感应电流，C错误；D.丙图中，开关S保持闭合，使小螺线管A从大螺线管B中拔出，大螺线管B中的磁通量变化，故产生感应电流，D正确。故选BD。4.
22、【答案】AC【解析】【详解】横条慢慢推向B与8完全闭合后，减小了磁通量的泄漏，则小灯泡变亮。故选ACo5.【答案】BD【解析】【详解】A.由光路图可知，。光的偏转程度最小，所以。光的折射率最小，频率最小，根据c =4f可知，。光的波长最大，故A项错误；B.由之前的分析可知，a光的折射率最小，根据CV-na光在玻璃中的传播速度最大，故B项正确；C.根据,1sin C=一n可知，因为a光的折射率最小，所以。光发生全反射的临界角最大，故C项错误；D.因为 光的频率最小，由光电效应方程有E.=hv-W0所以，“光照射出的光电子的最大初动能最小，故D项正确。故选BD。6.【答案】ABC【解析】【详解】A
23、 B.闭合开关后，根据理想变压器的电压规律巳 _=3U2%可知，变压器两端的电压不变，所以两电压表示数不变，即V|示数不变。副线圈并联的负载增加，根据并联分流规律可知，线圈干电路的电流增加，即A2示数变大，故AB正确；C D.因为，副线圈的电压不变，由之前的分析可知，副线圈干电路的电流变大，根据公式P=UI可知，副线圈的功率变大，因为是理想变压器，有因为副线圈的功率变大，所以原线圈的功率也变大，即变压器的输出功率变大。因为理想变压器，所以有q _ =以U2 n2由之前的分析可知，两电压表的示数不变，其比值也不变，结合以上分析，两电流表的示数比值也不变。又因为副线圈的电流增加，所以原线圈的电流也
24、增加，即A1表的示数变大，故 C 正确，D 错误。故选ABC。7.【答案】C【解析】【详解】A、电流方向与逃逸出来的电子运动方向相反，所以通过电流计G 的电流方向由c 到 d,故 A 错误；B、光电流的大小与光的强弱有关，遏止电压与光的频率有关，光电流的大小与光的频率无关，故 B 错误；C、用同频率的光照射K 极，根据爱因斯坦光电效应方程耳=/-卬，光电子的最大初动能与光的频率有关，与光的强弱无关，故 C 正确；D、光电管两端电压U 为零时，光电效应照样发生，打出来的电子沿各个方向飞去，故 D 错误；故选C.8.【答案】AB【解析】【详解】A.在 图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为
25、零，A 正确；B.从 图（乙）位置开始计时，线圈中电流i 随时间。变化的关系式为i=lmcos cotB 正确；C.在 图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率最小，感应电流为0,C 错误；D.在 图（丁）位置时，磁通量的变化率最大，由电磁感应定律 E=N-t感应电动势最大，cd 边电流方向为d f C,D 错误。故选AB9.【答案】A【解析】【详解】将交流与直流通过阻值都为R 的电阻，设直流电流为/,则根据有效值的定义有2x(l2x/?xl+22x/?xl)=/2/?x4解得2选项A 正确，BCD错误。故选A,1 0.【答案】CD【解析】【详解】A.从高能级向低能级跃迁时，释放能量
26、，A 错误；B.一群氢原子处于 =3 的激发态上，向低能级跃迁发出3 种不同频率的光子，B 错误；C.根据库仑引力提供向心力，则有2 2K =m广 r当原子跃迁到低能级后电子的轨迹半径减小，因电场力做正功，故氢原子电势能减小，电子的动能增大，c 正确；D、根据能级图可知氢原子处于=3 能级的能量为一1.5 1 e V,故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，D 正确。故选CD11.【答案】BC【解析】【详解】A B.穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电动势，则该电动势会驱使电子运动，形成感应电流，圆环内产生感应电流是因为自由电子受到电场力的作用，A 错误，B 正确；C.由电磁感应定律E=
27、N=NS 组Ar X由欧姆定律T-竺 R R 磁感应强度均匀增大，圆环内产生的感应电流保持不变，C 正确；D.如果把金属圆环换成金属圆盘，可看成无数个圆环，仍然会产生感应电流，D 错误。故选BCo12.【答案】A【解析】【详解】当条形磁铁水平向右移动时，闭合导体环内的磁通量减小，因此线圈做出的反应是面积有扩大的趋势，同时将跟随磁铁，从而达到“阻碍”磁通量的减小；故金属圆环受安培力向右上方，则桌面对圆环的支持力小于其自身重力，且圆环相对桌面有向右的运动趋势，故 A 正确，BCD错误。故选Ao13.【答案】A【解析】【详解】由题意可知，基 态（n=l）氢原子被激发后，至少被激发到n=3 能级后，跃
28、迁才可能产生能量在1.6 3 e V 3.1 0 e V 的可见光.故 A E =-L 5 1（1 3.6 0）e V =1 2.0 9 e V.故本题选 A.1 4 .【答案】B D【解析】【详解】A.光在介质中的传播速度与光的频率无关，只与介质有关，故相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度不变，A错误；B.若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则因散射后光的能量变大，故照射该金属时，由光电效应方程线=加-网光电子的最大初动能将变大，B正确；CD.散射后光的能量变大，由s=hv=hA所以散射光中存在频率变大的成分，或是波长变短的成分，c错误，D正确。故选B D o1 5 .
29、【答案】C【解析】【详解】A、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故 A错误；B、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故 B错误；C、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故 C正确.D、带电粒子的平均动能与等离子体的温度r 成正比，则T o e由洛伦兹力提供向心力，则22qvB-m,则有 B o c j i7，故 D 错误.1 6 .【答案】A B【解析】【详解】A.由题意知，K G间电压U每升高4.9 V 时，电流表的示数/就会显著下降
30、，这说明电子经过加速后获得的动能正好达到汞原子跃迁的最低能量，也就是从基态跃迁到第一激发态所吸收的能量（能级之差）为 4.9 V,故 A正确；B.K G间电压U每升高4.9 V 时，电流表的示数/就会显著下降，这说明4.9 eV 的能量可能对应汞原子低能级之间的一次跃迁，当电子的动能较大时，存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能，故选项B正确；C.汞原子发生跃迁吸收的能量来自于与电子碰撞时电子的动能，电子的动能越大，越容易使汞原子获得足够的能量发生跃迁；K G间加的电压使电子加速，因此相对于G极，在 K 极附近时电子动能较小，不容易使汞原子发生跃迁，故选项C错误；D.电流上升，是因为电子通过
31、K G电场加速，与汞原子碰撞后，剩余动能较多，以至于在GA间运动时，有足够的能量克服其间的反向电场力做功，到达A处的电子数较多，故选项D错误。故选A B。二、填空题。本题共3 小题，共 18分。把答案填在题中的横线上。1 7.【答案】.不可以.根据光电效应方程，最大初动能取决于频率及逸出功，与照射强度无关，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是不会增加【解析】【详解】（1）1 光是一种概率波，单个光子所能到达的位置不能确定，即每次只照亮一个位置，这表明光是一份一份传播的，说明光具有粒子性，单个光子所到达哪个位置是个概率问题。（2）2 由光电效应方程k=hv-WQ最大初动能取决于频率及逸
32、出功，与照射强度无关，如果只增加紫外线的照射强度光电子的最大初动能是不会增加。1 8.【答案】./A2V 2 r 2 勿 V w【解析】【详解】（1）1 由库仑力提供向心力，根据牛顿第二定律e2 v2k=tn r r电子的动能E =l/Z Zv2=k 2 2 rkJ（2）2 由 于 电 子 的 电 势 能 为 一 则 氢 原 子 的 能 量 为YE=Ek+E=K P 2 r（3）3 电子绕核运动形成的等效电流r E1 9.【答案】.垂直纸面向里.：.万厂【解析】【详解】由图可知，电子所受电场力的方向竖直向上，加上磁场后电子不发生偏转，则电子做匀速直线运动，所以洛伦兹力方向竖直向下，根据左手定则
33、可知，磁场方向垂直纸面向里0(2)2 电子做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件得eE evB解得Ev=B(3)3 去掉D 、D2间的电场，只 保 留(2)中的匀强磁场8,电子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得V2evB=m解得电子比荷的表达式为e _ Em B2 r三、计算题。本题包括4 小题，共 34分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步瞰。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。2 0.【答案】(1)i=2cos400r(A)；(2)90V2V，180W；(3)5xl0-3C从线圈经过图示位置开始计时，圈内的电流随时间变化
34、的函数关系式为【解析】【详解】(l)对于匝线圈，必 边 与 c d 边一起切割磁感线的情况，应有Em=n-叫 CO-L2+小 BL、.CD-L2=nBLL2co根据闭合电路欧姆定律有pI=-=2AR+r(3)线框从此位置转过四分之一周期的过程中：平均感应电动势i=Im cos cot=2 cos 400r(A)(2)电路中电流的有效值为/=灯=向电压表示数U=/R=9()0V电阻R的发热功率P=/2R=I8()W平均感应电流了 _ E _ nBLiL-Ar(/?+r)通过电阻R的电荷量q=7M=n B LL2=5xlO-3CR+r21.【答案】(1)BLj2gh；2gh；(3)-I-4 R g
35、【解析】【详解】(1)线框自由落体线框进入磁场时，根据机械能守恒mghjmv?线框速度根据法拉第电场感应定律，线框中产生的感应电动势E=BLv-BLd2gh(2)线框形成闭合回路，此过程中线框中电流Rb点和c点间的电势差相当于电源端电压T,_ 3 3B rr r(3)线框匀速进入磁场，重力和安培力平衡mg=BIL解得线框的质量,Bcoa1-B2a4a)n _2 2.【答案】(1)力；由 人 到 ；(2)；(3)见解析2(7?+r)2(/?+r)【解析】【详解】(1)根据欧姆定律可知，通过电阻R的电流j _ E _ Bcoa2R+r 2(7?+r)根据右手定则可知，通过电阻R的电流方向是由b到a
36、；(2)圆盘匀速转动一圈时间2 7 1CD圆盘匀速转动一圈产生的总电能E电=Elt Bdiam.2(R+r)根据功能关系可知，圆盘匀速转动一圈外力需要做功皿=隔=Ba4am2(R+r)（3）电子因棒转动在匀强磁场中受沿棒方向的洛伦兹力分力为非静电力，对于与圆心距离为x的电子，有根 据 九 随 电 子 与 圆 心 距 离x变化图象可知，电子沿杆移动过程中，非静电力做的功为根据电动势的定义，可得E 4卷次22 3.【答案】（1）见解析；（2）a.见解析，b.弓：弓【解 析】【详 解】（1）设 散 射 后X光 子 的 动 量 为 3,根据碰撞过程动量守恒和平行四边形定则（或三角形定则）,画图如图所示散 射 后X光 子 的 动 量P3散 射 前X光 子 的 动 量Pl-散 射a电 子的动量。2（2）4.沿传播方向，任取于传播方向垂直的横截面，面 积 为S。在 加 时 间 内 流 过S面的能量E=EVV=SLL=vAt单位时间内流过垂直单位面积上的平均能量EtS联立解得I 2 Vb.在之前的基础上，加 时 间 内 流 过，面上的能量/SA/=5夕4%力4町之加加时间内流过S2面上的能量/2S2Ar=pAco1v-47crt由能量守恒lSt=I2S2At联立解得A:4=弓：耳