2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)階段綜合測(cè)評(píng)9含解析

PAGE13-階段綜合測(cè)評(píng)(九)時(shí)間：90分鐘滿分：110分第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，1～8題只有一項(xiàng)符合題目要求，9～12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1．下列說法不正確的是()A．愛因斯坦在光的粒子性的基礎(chǔ)上，建立了光電效應(yīng)方程B．玻爾的原子理論勝利地說明了氫原子光譜的試驗(yàn)規(guī)律C．盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．德布羅意指出微觀粒子的動(dòng)量越大，其對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)就越長(zhǎng)答案D解析愛因斯坦提出了光子假說，建立了光電效應(yīng)方程，故A正確；玻爾的原子理論勝利地說明了氫原子光譜的試驗(yàn)規(guī)律，故B正確；盧瑟福依據(jù)α粒子散射試驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C正確；德布羅意波波長(zhǎng)為：λ＝eq\f(h,p)，其中p為粒子的動(dòng)量，故動(dòng)量越大，則對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)就越短，故D錯(cuò)誤。本題要求選說法不正確的，故選D。2．關(guān)于核反應(yīng)，下列描述正確的是()A．溫度上升，放射性元素衰變的半衰期減小B．放射性物質(zhì)eq\o\al(238,92)U發(fā)生β衰變所釋放的電子來源于核外電子C.eq\o\al(232,90)Th經(jīng)過6次α衰變、4次β衰變后變成eq\o\al(208,82)PbD．用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核聚變答案C解析放射性元素的半衰期不隨溫度及化學(xué)狀態(tài)變更而變更，是由原子核內(nèi)部本身確定的，A錯(cuò)誤；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的，B錯(cuò)誤；發(fā)生α衰變是放出eq\o\al(4,2)He，發(fā)生β衰變是放出eq\o\al(0,－1)e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，C正確；用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核裂變，D錯(cuò)誤。3．如圖為氫原子能級(jí)圖?，F(xiàn)有一群處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子，用這些氫原子輻射出的光照耀逸出功為2.13eV的某金屬，已知電子的電荷量為1.6×10－19CA．這些氫原子能輻射出3種不同頻率的光子B．這些氫原子輻射出光子后，電子的總能量保持不變C．這些氫原子輻射出的全部光都能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．該金屬逸出的全部光電子中，初動(dòng)能的最大值為1.7×10－18J答案D解析依據(jù)Ceq\o\al(2,4)＝6知，這些氫原子可以輻射出6種不同頻率的光子，A錯(cuò)誤；這些氫原子輻射出光子后，能級(jí)降低，電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小，總能量減小，B錯(cuò)誤；氫原子由n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)輻射出的光子的能量E43＝E4－E3＝－0.85eV－(－1.51eV)＝0.66eV<2.13eV，所以不能使逸出功為2.13eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；氫原子由n＝4能級(jí)向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)輻射的光子能量最大，最大能量E41＝12.75eV，依據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光的能量越高，則光電子的最大初動(dòng)能越大，初動(dòng)能的最大值Ekm＝(12.75－2.13)eV＝10.62eV≈1.7×10－18J，D正確。4．某矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過線圈的磁通量隨時(shí)間按如圖所示的規(guī)律變更，當(dāng)t＝0時(shí)，Φ＝Φ0，圖中Φ0、t1、t2均已知，則下列說法正確的是()A．t1時(shí)刻，線圈中的感應(yīng)電流為零B．t1～t2時(shí)間內(nèi)，線圈中的電流先增大后減小C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為ω＝eq\f(2π,t1)D．若將線圈的轉(zhuǎn)速增大為原來的2倍，則線圈中感應(yīng)電流的電功率是原來的4倍答案D解析t1時(shí)刻，磁通量的變更率不為零，因此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，感應(yīng)電流不為零，A錯(cuò)誤；t1～t2時(shí)間內(nèi)，磁通量的變更領(lǐng)先變小后變大，因此感應(yīng)電流先變小后變大，B錯(cuò)誤；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為ω＝eq\f(2π,4t1)＝eq\f(π,2t1)，C錯(cuò)誤；Em＝NBSω＝NΦ0·2πn，若將線圈的轉(zhuǎn)速增大為原來的2倍，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值變?yōu)樵瓉淼?倍，由P＝eq\f(E2,R)可知，線圈中感應(yīng)電流的電功率是原來的4倍，D正確。5．如圖甲所示為一種調(diào)光臺(tái)燈的電路示意圖，它通過雙向可控硅電子元件實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)整亮度。給該臺(tái)燈接220V的正弦式交變電流后加在燈管兩端的電壓為如圖乙所示的周期性電壓(每個(gè)周期的前半部分為一正弦函數(shù)完整波形的前eq\f(1,4)段)，則此時(shí)溝通電壓表的示數(shù)為()A．220V B．110VC.eq\f(220,\r(2))V D.eq\f(110,\r(2))V答案B解析依據(jù)有效值定義有eq\f((\f(220,\r(2)))2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)T，解得U＝110V。6．如圖所示電路，電阻R1與電阻R2串聯(lián)接在交變電源上，且R1＝R2＝10Ω，正弦溝通電的表達(dá)式為u＝20eq\r(2)sin100πt(V)，R1和志向二極管D(正向電阻為零，反向電阻為無窮大)并聯(lián)，則R2上的電功率為()A．10W B．15WC．25W D．30W答案C解析由題圖可知，當(dāng)電流從A流入時(shí)，R1被短路，此時(shí)R2兩端的電壓有效值為：U2＝eq\f(Um,\r(2))＝20V，當(dāng)電流從B流入時(shí)，R1、R2串聯(lián)，則R2兩端的電壓有效值為U2′＝eq\f(U2,2)＝10V，設(shè)一個(gè)周期內(nèi)R2兩端的電壓有效值為U，則eq\f(U2′2,R2)×eq\f(T,2)＋eq\f(U\o\al(2,2),R2)×eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R2)×T，解得：U＝5eq\r(10)V，則有：P2′＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(250,10)W＝25W。7．如圖所示電路中，變壓器為志向變壓器，a、b接在電壓有效值不變的溝通電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置，視察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A，則下列說法正確的是()A．電壓表V1示數(shù)增大B．電壓表V2、V3示數(shù)均增大C．該變壓器起升壓作用D．變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng)答案D解析電壓表V1的示數(shù)和a、b間電壓的有效值相同，滑片滑動(dòng)時(shí)電壓表V1示數(shù)不變，A錯(cuò)誤；電壓表V2測(cè)量的電壓為副線圈兩端的電壓，原、副線圈匝數(shù)不變，輸入電壓不變，故電壓表V2示數(shù)不變，電壓表V3示數(shù)為V2示數(shù)減去R0兩端電壓，電流表A2的示數(shù)增大，易知R0兩端電壓上升，故V3示數(shù)減小，B錯(cuò)誤；志向變壓器滿意U1I1＝U2I2，則U1ΔI1＝U2ΔI2，ΔI2>ΔI1，故U2<U1，變壓器為降壓變壓器，C錯(cuò)誤；因I2增大，故知R減小，變阻器滑片是沿c→d的方向滑動(dòng)，D正確。8．如圖甲所示是探討光電效應(yīng)的電路圖。某同學(xué)利用該裝置在不同試驗(yàn)條件下得到了三條光電流I與A、K兩極之間的電壓UAK的關(guān)系曲線，如圖乙所示。則下列說法正確的是()A．甲光照耀光電管逸出光電子的初動(dòng)能肯定小于丙光照耀光電管逸出光電子的初動(dòng)能B．單位時(shí)間內(nèi)甲光照耀光電管逸出的光電子比乙光照耀時(shí)逸出的少C．用強(qiáng)度相同的甲、丙光照耀該光電管，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)相等D．對(duì)于不同種金屬，若照耀光頻率不變，則逸出光電子的最大初動(dòng)能與金屬的逸出功為線性關(guān)系答案D解析當(dāng)光照耀到K極時(shí)，假如入射光的頻率足夠大(大于K極金屬的極限頻率)，就會(huì)從K極逸出光電子。當(dāng)反向電壓增加到某一值時(shí)，電流表A中電流就會(huì)變?yōu)榱?，此時(shí)eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)＝eUc，式中vc表示光電子的最大初速度，e為光電子的電荷量，Uc為遏止電壓，丙光對(duì)應(yīng)的遏止電壓較大，可知丙光照耀K極時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能較大，依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程知，丙光的頻率較大，但丙光照耀光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能不肯定比甲光照耀光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能大，故A錯(cuò)誤；對(duì)于甲、乙兩束頻率相同的光來說，甲光對(duì)應(yīng)飽和光電流比乙光的大，單位時(shí)間內(nèi)甲光照耀光電管逸出的光電子比乙光照耀時(shí)逸出的多，故B錯(cuò)誤；光強(qiáng)相同時(shí)單位時(shí)間內(nèi)照耀到光電管單位面積上的光子的總能量相等，由于丙光的光子頻率較高，每個(gè)光子的能量較大，所以單位時(shí)間內(nèi)照耀到光電管單位面積上的光子數(shù)就較少，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)就較少，故C錯(cuò)誤；對(duì)于不同金屬，若照耀光頻率不變，依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，知逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek與金屬的逸出功為線性關(guān)系，故D正確。9．(2024·福建泉州泉港區(qū)第一中學(xué)高三上質(zhì)量檢測(cè))如圖為小型旋轉(zhuǎn)電樞式溝通發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R＝10Ω的電阻連接，t＝0時(shí)線圈以T＝0.02s的周期從圖中位置起先轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)志向溝通電壓表示數(shù)為10V，則下列說法正確的是()A．電阻R上的電功率為20WB．R兩端的電壓u隨時(shí)間變更的規(guī)律是u＝10eq\r(2)·cos100πt(V)C．t＝0.02s時(shí)R兩端的電壓瞬時(shí)值最大D．一個(gè)周期內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量是0.2J答案BCD解析電阻R消耗的電功率為P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(102,10)W＝10W，A錯(cuò)誤；R兩端電壓的最大值為Um＝eq\r(2)U＝10eq\r(2)V，角速度ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，線圈從圖中位置起先轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，R兩端電壓最大，故R兩端的電壓u隨時(shí)間t變更的規(guī)律是u＝10eq\r(2)cos100πt(V)，B正確；t＝0.02s時(shí)，即t＝T時(shí)，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，磁通量的變更率最大，此時(shí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，R兩端的電壓瞬時(shí)值最大，C正確；依據(jù)焦耳定律可知，一個(gè)周期內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量Q＝I2RT＝PT＝10×0.02J＝0.2J，D正確。10．在足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，靜止的鈉的同位素eq\o\al(24,11)Na發(fā)生衰變，沿與磁場(chǎng)垂直的方向釋放出一個(gè)粒子后，變?yōu)橐粋€(gè)新核，新核與放出粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡均為圓，如圖所示，下列說法正確的是()A．新核為eq\o\al(24,12)MgB．軌跡2是新核的徑跡C.eq\o\al(24,11)Na發(fā)生的是α衰變D．新核沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)答案AB解析依據(jù)動(dòng)量守恒定律得知，放出的粒子與新核的速度方向相反，由左手定則推斷得知，放出的粒子應(yīng)帶負(fù)電，是β粒子，所以發(fā)生的是β衰變，依據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，衰變方程為eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e，可知新核為eq\o\al(24,12)Mg，故A正確，C錯(cuò)誤；由題意，靜止的鈉核eq\o\al(24,11)Na發(fā)生衰變時(shí)動(dòng)量守恒，釋放出的粒子與新核的動(dòng)量大小相等，兩個(gè)粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樾潞说碾姾闪看笥谒尫懦龅牧Ｗ与姾闪浚砂霃焦絩＝eq\f(mv,qB)得知，新核的半徑小于釋放出的粒子的半徑，所以軌跡2是新核的軌跡，故B正確；依據(jù)洛倫茲力供應(yīng)向心力，由左手定則推斷得知，新核沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。11．下列說法正確的是()A．普朗克曾經(jīng)大膽假設(shè)：振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不行再分的最小能量值ε叫能量子B．德布羅意提出：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，而且粒子的能量ε和動(dòng)量p跟它對(duì)應(yīng)的波的頻率ν和波長(zhǎng)λ之間遵從ν＝eq\f(ε,h)和λ＝eq\f(h,p)C．光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性，康普頓效應(yīng)揭示了光具有波動(dòng)性D．X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的答案AB解析普朗克把最小的能量單位叫能量子，故A正確；德布羅意提出了實(shí)物粒子具有波動(dòng)性的規(guī)律，且ε＝hν，λ＝eq\f(h,p)，故B正確；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都揭示了光具有粒子性，故C錯(cuò)誤；X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子內(nèi)層電子輻射出的，故D錯(cuò)誤。12．(2024·廣東清遠(yuǎn)高三上學(xué)期期末)如圖所示，一個(gè)小型水電站，其溝通發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1肯定，通過志向升壓變壓器T1和志向降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R。T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2，T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4。下列說法正確的是()A．當(dāng)用戶的用電器增加時(shí)，U2、U3、U4均變小B．輸電線的總電阻R兩端的電壓等于U2＋U3，且隨用戶的用電器增加而增大C．輸電線上損失的功率為eq\f(P\o\al(2,3)R,U\o\al(2,3))，且隨用戶的用電器增加而增大D．要減小輸電線路的損耗，應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n2,n1)，同時(shí)應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n3,n4)答案CD解析溝通發(fā)電機(jī)的輸出電壓U1肯定，匝數(shù)沒變，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，知U2不變，A錯(cuò)誤；輸電線的總電阻R兩端的電壓等于U2－U3，且隨著用戶的用電器增加，輸電線上的電流會(huì)增大，則輸電線的總電阻R兩端的電壓增大，B錯(cuò)誤；輸電線上的電流I＝eq\f(P3,U3)，則輸電線上損失的功率為P損＝I2R＝eq\f(P\o\al(2,3)R,U\o\al(2,3))，且隨著用戶的用電器增加，輸電線上的電流會(huì)增大，則輸電線上損失的功率增大，C正確；輸送功率肯定時(shí)，依據(jù)P＝UI和P損＝I2R知，要減小輸電線路的損耗，應(yīng)增大輸送電壓，又因?yàn)閁1肯定，依據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n2,n1)，而U3＝U2－IR，U2增大，I減小，所以U3增大，要運(yùn)用戶所用電壓U4不變，依據(jù)eq\f(U3,U4)＝eq\f(n3,n4)知，應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n3,n4)，D正確。第Ⅱ卷(非選擇題，共62分)二、試驗(yàn)題(本題共2小題，共12分)13．(6分)為了探討光敏電阻在室內(nèi)正常光照耀和室外強(qiáng)光照耀時(shí)電阻的大小關(guān)系，某同學(xué)用如圖甲所示的電路進(jìn)行試驗(yàn)，得出兩種U-I圖線，如圖乙所示。(1)依據(jù)U-I圖線可知正常光照耀時(shí)間敏電阻的阻值為________Ω，強(qiáng)光照耀時(shí)的阻值為________Ω。(2)若試驗(yàn)中所用電壓表的內(nèi)阻約為5kΩ，毫安表的內(nèi)阻約為100Ω，考慮到電表內(nèi)阻對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，此試驗(yàn)中________(選填“正常光照耀時(shí)”或“強(qiáng)光照耀時(shí)”)測(cè)得的電阻誤差較大。若測(cè)量這種光照下的電阻，則需將實(shí)物圖中毫安表的連接方式采納________(選填“內(nèi)接”或“外接”)法進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果較為精確。答案(1)3000200(2)強(qiáng)光照耀時(shí)外接解析(1)光敏電阻的阻值隨光照的增加而減小，結(jié)合圖乙知正常光照耀時(shí)間敏電阻的阻值為R1＝eq\f(U1,I1)＝eq\f(2.4,0.8×10－3)Ω＝3000Ω，強(qiáng)光照耀時(shí)間敏電阻的阻值為R2＝eq\f(U2,I2)＝eq\f(0.8,4.0×10－3)Ω＝200Ω。(2)試驗(yàn)電路采納的是毫安表內(nèi)接法，由于毫安表的分壓作用，測(cè)得的結(jié)果比真實(shí)值偏大，當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于毫安表電阻時(shí)試驗(yàn)誤差較小，所以強(qiáng)光照耀時(shí)試驗(yàn)誤差較大；強(qiáng)光照耀時(shí)采納毫安表外接法試驗(yàn)結(jié)果較為精確。14．(6分)某試驗(yàn)小組進(jìn)行“探究熱敏電阻的溫度特性”試驗(yàn)，試驗(yàn)室供應(yīng)如下器材：熱敏電阻Rt(常溫下約8kΩ)、溫度計(jì)、電流表A(量程1mA，內(nèi)阻約200Ω)、電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約10kΩ)、電池組E(電動(dòng)勢(shì)為4.5V，內(nèi)阻約1Ω)、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值為20Ω)、開關(guān)S、導(dǎo)線若干、燒杯和水。(1)依據(jù)試驗(yàn)所供應(yīng)的器材，設(shè)計(jì)試驗(yàn)電路，畫在圖甲所示的方框中。(2)圖乙是試驗(yàn)器材的實(shí)物圖，圖中已連接了部分導(dǎo)線，請(qǐng)依據(jù)你所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)電路，補(bǔ)充完成實(shí)物間的連線。(3)閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P應(yīng)置于________(填“a”或“b”)端。(4)試驗(yàn)小組利用完整的試驗(yàn)裝置測(cè)量出不同溫度下的電阻值，畫出該熱敏電阻的Rt-t圖象如圖丙中的實(shí)測(cè)曲線，與圖中理論曲線相比二者有肯定的差異。除了偶然誤差外，關(guān)于產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的緣由或減小系統(tǒng)誤差的方法，下列說法中正確的是()A．電流表的分壓造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值大B．電壓表的分流造成電阻的測(cè)量值總比真實(shí)值小C．溫度上升到肯定值后，電流表宜采納外接法D．溫度上升到肯定值后，電流表宜采納內(nèi)接法答案(1)見解析圖甲(2)見解析圖乙(3)a(4)AC解析(1)本試驗(yàn)中要探究熱敏電阻的溫度特性曲線，故滑動(dòng)變阻器采納分壓式接法，同時(shí)熱敏電阻阻值較大，故應(yīng)采納電流表內(nèi)接法，試驗(yàn)電路如圖甲所示。(2)依據(jù)電路圖連接實(shí)物圖，如圖乙所示。(3)閉合開關(guān)前，將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭置于a端，待測(cè)電路電壓和電流為零，從而愛護(hù)電表。(4)由于電流表內(nèi)接，電流表的分壓使電壓表讀數(shù)大于熱敏電阻兩端的電壓，產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，故A正確，B錯(cuò)誤；當(dāng)溫度上升到肯定值后，電阻變小，則電流表應(yīng)選用外接法，可以減小試驗(yàn)誤差，故C正確，D錯(cuò)誤。三、計(jì)算題(本題共4小題，共50分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)15．(10分)用頻率為ν0的光照耀某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)出光電流I隨電壓U的關(guān)系圖象如圖所示，已知普朗克常量為h，電子的電荷量為e，求：(1)照耀在金屬表面上的這束光的最小功率P；(2)該金屬的極限頻率νc。答案(1)eq\f(I0hν0,e)(2)eq\f(hν0－eUc,h)解析(1)由于飽和光電流為I0，可知單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子的個(gè)數(shù)n＝eq\f(I0,e)，照耀到金屬上的光子全部被金屬汲取，則照耀到金屬上的光子的個(gè)數(shù)N＝eq\f(I0,e)，所以這束光照耀在金屬表面上的最小功率P＝N·hν0＝eq\f(I0hν0,e)。(2)Uc為遏止電壓，由動(dòng)能定理可知，電子的最大初動(dòng)能Ekm＝eUc依據(jù)光電效應(yīng)方程得Ekm＝hν0－h(huán)νc所以該金屬的極限頻率νc＝eq\f(hν0－eUc,h)。16．(12分)如圖甲所示，一固定的圓形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，電阻r＝1.0Ω，面積S＝0.040m2，小燈泡的電阻R＝9.0Ω，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按如圖乙所示的規(guī)律變更，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝Emcoseq\f(2π,T)t，其中T為磁場(chǎng)變更的周期。不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變更。(1)求線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em；(2)若在小燈泡兩端接一志向溝通電壓表(圖中未畫出)，電壓表的示數(shù)是多少？(結(jié)果保留一位小數(shù))(3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變更的0～eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)，求通過小燈泡的電荷量。答案(1)8V(2)5.1V(3)4×10－3C解析(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B取最大值時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值，代入數(shù)據(jù)求得Em＝8V。(2)在溝通電路中電壓表測(cè)量有效值，對(duì)電動(dòng)勢(shì)按余弦規(guī)律變更的電源來說，其電壓有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝4eq\r(2)V，設(shè)電壓表讀數(shù)為U，由歐姆定律可得U＝eq\f(E,R＋r)R≈5.1V。(3)在0～eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值eq\x\to(E)＝neq\f(ΔB·S,Δt)感應(yīng)電流的平均值eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)，通過小燈泡的電荷量Q＝eq\x\to(I)·Δt＝neq\f(ΔB·S,R＋r)＝4×10－3C。17．(12分)(2024·江蘇常州高三上學(xué)期期末)一個(gè)靜止的鈾核(eq\o\al(238,92)U)放出一個(gè)α粒子變成釷核(eq\o\al(234,90)Th)，設(shè)該核反應(yīng)中釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為兩個(gè)粒子的動(dòng)能，已知α粒子動(dòng)能為Ek1，真空中的光速為c。求：(1)釷核的動(dòng)能；(2)該核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損。答案(1)eq\f(2,117)Ek1(2)eq\f(119Ek1,117c2)解析(1)衰變過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，依據(jù)動(dòng)量守恒定律得：pα－pTh＝0依據(jù)動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系p＝eq\r(2mEk)