2022-2023学年度高中物理3月月考考试卷(2)

2022-2023学年度高中物理3月月考考试卷

第I卷（选择题）

一、单选题(共48分)

1．(本题4分)如图所示，长度为1.0m的通电直导线与匀强磁场方向垂直，当导线中的电流为10A时，所受磁场的作用力大小为2.0N，此匀强磁场的磁感应强度大小为（　　）

A．5.0T                      B．0.1T                      C．2.0T                       D．0.2T

2．(本题4分)如图所示，水平面上的U形导轨NMPQ处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为θ，垂直于ab且指向右斜上方。导轨宽度为L，垂直于导轨放置一根金属棒ab，ab棒中电流为I，则ab棒受到的安培力大小为（　　）

A．               B．BIL                       C．               D．

3．(本题4分)下列四个图中，标出了匀强磁场的磁感应强度B的方向、通电直导线中电流I的方向以及通电直导线所受安培力F的方向，其中正确表示这三个方向间关系的图是（　　）

A．   B．  C． D．

4．(本题4分)一根通有电流的直铜棒用软导线挂在如图所示的匀强磁场中，此时悬线的拉力等于零，要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力，可采用的方法有（　　）

A．适当减弱磁场，磁场方向反向

B．适当增强磁场，磁场方向不变

C．适当减小电流。电流方向不变

D．适当增大电流。电流方向反向

5．(本题4分)有人做了如题图所示的实验，把一根劲度系数很小的轻质柔软弹簧悬挂起来，使它的下端刚好与正下方槽中的水银接触，弹簧上端、槽中水银分别接到电源的正负极。接通电源后，下列说法正确的是（　　）

A．弹簧会在水银上方不断跳动

B．弹簧始终保持伸长状态

C．弹簧始终保持原长状态

D．通电时弹簧内部产生竖直向上的磁场

6．(本题4分)下列关于衰变与核反应的说法正确的是（　　）

A．放射性元素的半衰期随着外界条件（如温度、压强等）的改变而改变

B．核聚变反应方程中的X表示中子

C．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

D．高速α粒子轰击氮核可产生中子，其核反应方程为

7．(本题4分)作为一项新能源，人类利用核能，目前都是通过可控制的核裂变反应实现的。下列反应中属于核裂变反应的是（　　）

A．                   

B．

C．                                

D．

8．(本题4分)在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（　　）

A．甲光的频率等于乙光的频率

B．乙光的频率大于丙光的频率

C．乙光对应的逸出功大于丙光对应的逸出功

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能

9．(本题4分)如图所示，把一块不带电的锌板用导线连接在验电器上，当用某频率的紫外线照射锌板时，发现验电器指针偏转一定角度，下列说法正确的是（　　）

A．锌板带正电，验电器带正电

B．锌板带负电，验电器带负电

C．若改用蓝光照射锌板，验电器的指针一定不会偏转

D．若改用红外线照射锌板，只要照射时间足够长，验电器的指针一定也会偏转

10．(本题4分)下列说法正确的是（　　）

A．一切物体都能向外辐射电磁波

B．用蓝光照射某金属时能发生光电效应，则改用红光照射该金属也一定能发生光电效应

C．光电效应中，从金属中逸出的光电子就是光子

D．光电效应和康普顿效应说明光具有波动性

11．(本题4分)如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子a，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子b，则下列判断正确的是（   ）

A．光子a的能量大于光子b的能量

B．光子a的波长小于光子b的波长

C．光子a不能使处于能级的氢原子电离

D．若a为可见光，则b有可能为紫外线

12．(本题4分)1909年，英国物理学家卢瑟福和他的学生盖革、马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”，实验中大量的粒子穿过金箔前后的运动图景如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究，于1911年建立了他自己的原子结构模型。下列关于“α粒子穿过金箔后”的描述中，正确的是（　　）

A．绝大多数α粒子穿过金箔后，都发生了大角度偏转

B．少数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进

C．通过α粒子散射实验，确定了原子核半径的数量级为10^-15m

D．通过α粒子散射实验，确定了原子半径的数量级为10^-15m

二、多选题(共18分)

13．(本题6分)下列说法正确的是（　　）

A．某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之后变成2个

B．核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去

C．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率不一定等于入射光的频率

D．铀核裂变的核反应方程为UBaKr+n

14．(本题6分)氢原子能级如图，已知可见光的光子能量范围约为，下列说法正确的是（　　）

A．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2种不同频率的可见光

B．大量处于能级的氢原子向基态跃迁时所发出的光子通过同一双缝干涉实验装置，以直接跃迁到能级发出的光子干涉条纹最宽

C．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离

D．大量氢原子从高能级向能级跃迁时，发出的光是紫外线

15．(本题6分)某金属在光的照射下发生光电效应，其遏止电压U_c与入射光频率ν的关系图像如图所示。已知普朗克常量为h。则由图像可知    （　　）

A．该金属的逸出功等于hν₀

B．该金属的逸出功等于eU

C．普朗克常量h=

D．当入射光频率为2ν₀时遏止电压是2U

第II卷（非选择题）

三、解答题(共34分)

16．(本题8分)在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向上，如图所示。当导体棒内通有垂直于纸面向里的电流为Ⅰ时，导体棒恰好静止在斜面上，求磁感应强度的大小为多少？

17．(本题12分)如题图，平行金属导轨倾斜放置，间距d=0.2m，与水平面夹角θ=30º，导轨上端接有定值电阻R₀=2Ω，电源电动势E=3V，内阻r=1Ω。导轨中间整个区域有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B=2T。闭合开关后，将一质量为m=0.1kg的导体棒ab垂直导轨放置，导体棒接入电路中的电阻R=2Ω，导体棒处于静止状态。导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s²，求：

（1）导体棒的电流大小；

（2）斜面对导体棒的摩擦力大小。

18．(本题14分)如图所示，水平导轨间距为，导轨电阻忽略不计；导体棒的质量，连入导轨间的电阻，与导轨垂直且接触良好；电源电动势，内阻，电阻；外加匀强磁场的磁感应强度，方向垂直于，与导轨平面的夹角；与导轨间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），定滑轮摩擦不计，轻绳与导轨平行且对的拉力为水平方向，重力加速度g取，处于静止状态。已知。求：

（1）受到的安培力大小；

（2）重物重力G的取值范围。

参考答案：

1．D

【详解】因为电流方向与磁场相互垂直，所以安培力公式为

将题中数据代入公式，可得

故选D。

2．B

【详解】因为金属棒与磁场垂直，所以ab棒受到的安培力大小为

F=BIL

故选B。

3．D

【详解】伸开左手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。

A．电流方向与磁场方向在同一直线上，不受安培力作用，故A错误；

B．图中安培力的方向是竖直向下的，故B错误；

C．图中安培力的方向是垂直纸面向外的，故C错误；

D．图中安培力的方向是竖直向下的，故D正确；

故选D。

4．D

【详解】根据左手定则，铜棒受到的安培力的方向向上，大小为：，设细线拉力大小为T，木板在竖直方向受力平衡

此时拉力大小为0，故

要使两悬线的总拉力大于2倍棒的重力，安培力必须向下，则应改变电流方向或磁场方向，且适当增大电流或增强磁场，使安培力大于铜棒的重力。

故选D。

5．A

【详解】ABC．当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生的磁场，根据安培定则可知，各圈导线间的同向电流产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧下端离开水银后，电路断开，各圈导线间作用力消失，弹簧又会恢复原长，使得再次通电，重复上述过程，故弹簧会在水银上方不断跳动，故A正确，BC错误；

D．根据安培定则，通电时弹簧内部产生竖直向下的磁场，故D错误。

故选A。

6．B

【详解】A．半衰期是由核内部因素决定，与外部条件（如温度、压强等）无关，故A错误；

B．X的质量数

A=2+3-4=1

电荷数

Z=1+1-2=0

可知X表示中子，故B正确；

C．β衰变是由于原子核内中子转化为为一个质子同时释放一个电子，并非原子核外电子电离形成的，故C错误；

D．根据质量数守恒与电荷数守恒，核反应方程为

故D错误。

故选B。

7．A

【详解】A．该反应为核裂变反应，A正确；

BD．该反应为原子核的人工转变，BD错误；

C．该反应为衰变，C错误。

故选A。

8．A

【详解】ABD.根据爱因斯坦光电效应方程有

由题图可知甲、乙两光对应的遏止电压相等，所以甲、乙两光的频率相等；乙光对应的遏止电压比丙光对应的遏止电压小，所以乙光的频率小于丙光的频率；甲光对应的遏止电压比丙光对应的遏止电压小，所以甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，故A正确，BD错误；

C.逸出功由材料本身性质决定，与照射光无关，故C错误。

故选A。

9．A

【详解】AB．用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，则验电器的金属球和金属指针带正电， B错误，A正确；

CD．当入射光的频率达到极限频率，就可以发生光电效应，因为蓝光和红外线的频率小于紫光，所以，不一定发生光电效应，验电器的指针不一定发生偏转，CD错误。

故选A。

10．A

【详解】A．我们周围的一切物体都在向外辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，这种辐射叫热辐射，故A正确；

B．红光的频率小于蓝光的频率，所以红光的频率有可能小于金属的极限频率，不一定能发生光电效应，故B错误；

C．光电效应中，从金属逸出的光电子就是电子，故C错误；

D．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故D错误。

故选A。

11．D

【详解】A．氢原子从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量为

从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量为

可知光子a的能量小于光子b的能量，A错误；

B．由

可知光子a的频率小于光子b的频率，光子a的波长大于光子b的波长，B错误；

C．由于

光子a的能量大于处于能级的氢原子的电离能，可能使处于能级的氢原子电离，C错误；

D．由于光子a的频率小于光子b的频率，若a为可见光，则b有可能为紫外线，D正确。

故选D。

12．C

【详解】AB．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上沿原来方向前进。少数α粒子穿过金箔后，发生大角度偏转，AB错；

CD．通过“α粒子散射实验”卢瑟福确定了原子核半径的数量级为10^-15m，原子半径的数量级为10^-10m，不是通过α粒子散射实验确定的，D错误；C正确；

故选C。

13．BC

【详解】A．半衰期是统计学的概念，对大量的粒子才有意义，故A错误；

B．根据爱因斯坦质能方程，可知核反应中的质量亏损并非质量消失，而是减少的质量以能量形式辐射出去，故B正确；

C．能级跃迁发生在两个定态之间，氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时可能放出多种频率的光子，不一定等于入射光的频率，故C正确；

D．铀核需要中子撞击才能发生核裂变，故D错误。

故选BC。

14．AC

【详解】A．大量处于能级的氢原子跃迁到能级时其光子能量在可见光能量范围内，另外，能级的氢原子跃迁到能级时其光子能量也在可见光能量范围内，而其它能级皆不在可见光的能量范围内，A正确；

B．从能级的氢原子跃迁到能级时释放出的光子频率最大，波长最短，由

可知，从能级的氢原子跃迁到能级时释放出的光子束对应的干涉条纹间距最窄，B错误；

C．处于能级的氢原子能量是，紫外线的频率大于可见光，因此紫外线光子的能量大于，所以吸收紫外线后，能量大于0，氢原子发生电离，C正确；

D．氢原子从高能级向能级跃迁时发出光子的能量小于，即小于，小于可见光频率，紫外线的能量大于，故不可能为紫外线，D错误。

故选AC。

15．ABC

【详解】A．根据光电效应方程有

eUC=hν-W₀

当UC=0时，有

hν₀=W₀

则该金属的逸出功等于hν₀，故A正确；

B．图像中纵轴截止与公式中的常数项相对应，有

UC=

 

解得

W₀=eU

故B正确；

C．图像中斜率与公式中的自变量前面系数相对应，有

=|k|=

解得

h=

故C正确；

D．对当入射光频率为2ν₀时，有

eUC=h×2ν₀-W₀

解得

UC==U

故D错误。

故选ABC。

16．

【详解】根据平衡条件得

解得

17．（1）；（2）0.26N

【详解】（1）由闭合回路欧姆定律：

解得

（2）导体棒受到的安培力

导体棒沿斜面方向平衡，则

解得

f=0.26N

18．（1）；（2）

【详解】（1）由闭合电路欧姆定律可得，通过的电流

受到的安培力   

（2）受力如图所示，最大静摩擦力

由平衡条件得，当最大静摩擦力方向向右时

当最大静摩擦力方向向左时

由于重物受力平衡，故

则重物重力的取值范围为