人教版高中必修3-4物理期末模拟试卷
试卷满分为100分，考试时间为100分钟
一、单项选择题（本大题共8小题；每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）
1. 原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验或现象提出来的
A. 光电效应实验 B. 氢原子光谱实验
C. 
粒子散射实验 D. 天然放射现象
2. 下列关于布朗运动的说法正确的是
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 液体温度越高，悬浮粒子越大，布朗运动越剧烈
C. 布朗运动是由于液体各部分的温度不同而引起的
D. 布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的
3. 
C发生放射性衰变成为
N，半衰期为5700年。已知植物存活期间，其体内C与
C的比例不变；生命活动结束后，C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是
A. 该古木采伐的年代距今约2850年
B. C衰变为N的过程中放出
射线
C. C、C具有相同的中子数
D. 增加样品测量环境的压强将加速C的衰变
4. 下列四幅图中，能正确反应分子间作用力f和分子势能EP随分子间距离r变化关系的图线是
5. 如图所示，理想变压器的原线圈接正弦交流电源，副线圈接有电阻R和小灯泡。电流表和电压表均可视为理想电表。闭合开关S，下列说法正确的是
A. 电流表A1的示数不变
B. 电流表A2的示数减小
C. 电压表V1的示数增大
D. 电压表V2的示数减小
6. 在变电站里，需要用交流电表去监测电网上的强电流，但电网中的电流通常会超过一般电流表的量程，因此常使用的仪器是电流互感器，图中最能反映其工作原理的是（图中线圈的疏密表示线圈匝数的多少）
7. 如图（a）所示，线圈ab、cd绕在同一软铁芯上，在ab线圈中通以变化的电流，用示波器测得线圈cd间电压如图（b）所示。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，则下列描述线圈ab中电流随时间变化关系的图中正确的是
8. 据报道，我国“双星”计划发射的卫星中放置了一种“磁强计”，用于测定地磁场的磁感应强度等研究项目。磁强计的原理如图所示：电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x正方向、大小为I的电流。已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e。金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动。若测出金属导体前后两个侧面间（z=a为前侧面，z=0为后侧面）的电势差为U，则下列分析正确的是
A. 前侧面电势高，
B. 前侧面电势高，
C. 后侧面电势高，
D. 后侧面电势高，
二、多项选择题（本大题共10小题；每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确。全部选对得3分，选对但有漏选得2分，选错不得分。）
9. 氢原子核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道时，下列说法正确的是
A. 原子要吸收光子
B. 原子要放出光子
C. 电子的动能减小，原子的电势能增大
D. 电子的动能增大，原子的电势能减小
10. 如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是
A. 最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的
B. 频率最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的
C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂，能发生光电效应
11. 在同一匀强磁场中，粒子（
He）和质子（
H）做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则粒子和质子
A. 运动半径之比为2：1 B. 运动周期之比为2：1
C. 运动速度大小之比为1：4 D. 受到的洛伦兹力大小之比为1：2
12. 图中虚线所围的区域内存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场。已知从左侧水平射入的电子，在穿过该区域时未发生偏转。不计重力，则在这个区域中的E和B的方向可能是
A. E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同
B. E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反
C. E竖直向上，B垂直纸面向外
D. E竖直向上，B垂直纸面向里
13. 如图，水平导轨左端接有定值电阻R，导体棒ab与导轨接触而构成闭合回路，均匀磁场B垂直于导轨平面，则下列情况下，回路中可能没有感应电流是
A. B保持恒定，ab向右滑动
B. B逐渐增强，ab向右滑动
C. B逐渐增强，ab向左滑动
D. B逐渐减弱，ab向右滑动
14. 用如图所示的实验装置研究电磁感应现象。当有电流从电流表的正极流入时，指针向右偏转。下列说法哪些是正确
A. 当把磁铁N极向下插入线圈时，电流表指针向右偏转
B. 保持磁铁在线圈中静止，电流表指针不发生偏转
C. 磁铁插入线圈后，将磁铁和线圈一起以同一速度向上运动，电流表指针向左偏转
D. 当把磁铁N极从线圈中拔出时，电流表指针向右偏转
15. 如图所示电路由交变电源供电，L为不计直流电阻的线圈，C为电容器，两只小灯泡规格相同，亮度也相同。下列方案中可能使两只小灯泡都变亮的是
A. 仅增加交流电源的频率
B. 仅增加交流电压的有效值
C. 拔出线圈中的铁芯，增大电容器极板的正对面积
D. 电源换用与交流电有效值相同的直流电源
16. 如图所示，闭合矩形导体线框abcd从高处自由下落，在ab边开始进入匀强磁场到cd边刚进入磁场这段时间内，线框的速度v随时间t变化的图象可能是图中的
17. 如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中，金属棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升的一段时间内，下列说法正确的是
A. 金属棒中的电流方向向右
B. 金属棒受到的安培力方向向下
C. 恒力F做的功等于金属棒机械能的增加量
D. 金属棒克服安培力做功，其数值等于电路中产生的焦耳热
18. 图a是用电流传感器（相当于电流表，其电阻可以忽略不计）研究自感现象的实验电路，图中两个电阻的阻值均为R，L是一个自感系数足够大的自感线圈，其直流电阻值也为R。图b是某同学画出的在t0时刻开关S切换前后，通过传感器的电流随时间变化的图象。关于这些图象，下列说法中正确的是
A. 甲是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
B. 乙是开关S由断开变为闭合，通过传感器1的电流随时间变化的情况
C. 丙是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
D. 丁是开关S由闭合变为断开，通过传感器2的电流随时间变化的情况
三、填空题（本大题共2小题，共12分。）
19. 如图所示，画有直角坐标系Oxy的白纸位于水平桌面上，M是放在白纸上的半圆形玻璃砖，其底面的圆心在坐标系的原点，直边与x轴重合，OA是画在纸上的直线，P1、P2为竖直地插在直线OA上的两枚大头针，P3是竖直地插在纸上的第三枚大头针，是直线OA与y轴正方向的夹角，是直线OP3与y轴负方向的夹角，只要直线OA画得合适，且P3的位置取得正确，测得角和，便可求得玻璃的折射率。
某学生用上述方法进行测量，在他画出的直线OA上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在y<0的区域内，不管眼睛从何处观察，都无法透过玻璃砖看到P1、P2的像，原因是_________；他应该采取的措施是__________________。若他已透过玻璃砖看到了P1、P2的像，并正确地确定了P3的位置，之后又准确地测出了、的值，则玻璃的折射率n=_____________（用、表示）。
20. 某同学用如图甲所示的实验装置做“用双缝干涉测光的波长”的实验，他用带有游标尺的测量头（如图乙所示）测量相邻两条亮条纹间的距离，转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐某一条亮条纹（将这一条纹确定为第一亮条纹）的中心，此时游标尺上的示数情况如图丙所示；转动测量头的手轮，使分划板的中心刻线对齐第6亮条纹的中心，此时游标尺上的示数情况如图丁所示。则图丙的读数x1=_______mm；图丁的读数x2=_________mm。实验中所用的双缝间的距离d=0.20mm，双缝到屏的距离L=60cm，则实验中计算波长的表达式
=__________（用题目中给出的已知量和直接测量量的符号表示）。根据以上数据，可得实验中测出的光的波长=___________nm。
三、解答题（本大题共4小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。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。）
21. （6分）如图所示，两平行光滑金属导轨宽为L，与电源连通，导轨平面与水平面成
角，导轨上放置一质量为m的金属棒MN。当导体棒上通过的电流强度为I时，为使其能静止在轨道上，需在金属棒所在空间加一匀强磁场，若要磁场的磁感应强度最小，所加磁场方向如何?磁感应强度多大?
22. （8分）如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=20cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=0.20
，线圈在磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动，角速度
=100
rad/s。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8的定值电阻连接。计算时取3。
（1）当线圈经过中性面时，线圈中感应电动势为零，试说明原因。
（2）从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；
（3）求此发电机在上述工作状态下的输出功率；
23. （10分）电视机中显像管（抽成真空玻璃管）的成像原理主要是靠电子枪产生高速电子束，并在变化的磁场作用下发生偏转，打在荧光屏不同位置上发出荧光而形成像。显像管的原理示意图（俯视图）如图1所示，在电子枪右侧的偏转线圈可以产生使电子束沿纸面发生偏转的磁场（磁场方向与纸面垂直），该磁场分布的区域截面为圆形，如图2所示。由于电子的速度极大，同一电子穿过磁场过程中可认为磁场没有变化，是稳定的匀强磁场。
已知电子质量为m，带电荷量为-e，电子枪加速电压为U，偏转磁场区域的半径为R，其圆心为O点。当没有磁场时，电子束通过O点，打在荧光屏正中的M点，O点到荧光屏中心的距离OM=L。若电子被加速前的初速度和所受的重力、电子间的相互作用力以及地磁场对电子束的影响均可忽略不计，不考虑相对论效应及磁场变化所激发的电场对电子束的作用。
（1）求电子束经偏转磁场后打到荧光屏上P点时的速率；
（2）下图a、b为偏转磁场的磁感应强度B随时间t变化的两种图像，图c为屏幕示意图，请画出两种情况下屏幕上分别出现的图样。注：在该磁场作用下，电子只在水平方向有偏转，落点在屏幕中央水平轴上；
（3）若使电子发生水平方向偏转的磁场磁感应强度大小为B，屏幕水平宽度为d，设d=2
L。为使电子打在屏幕内，求B的大小范围。
24. （10分）如图所示，两根金属平行导轨MN和PQ放在水平面上，左端向上弯曲且光滑，导轨间距为L，电阻不计。水平段导轨所处空间有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上，磁场区域足够大。两个电阻均为R、质量均为m的金属棒a和b垂直导轨放置在其上。现将金属棒a从弯曲导轨上、距水平轨道高度为h处由静止释放，使其沿导轨运动并进入磁场。设两金属棒运动过程中始终未相碰，与导轨垂直且接触良好。
（1）对全过程进行研究：
①在同一坐标系中画出两个金属棒的速度随时间变化图像（从a进入磁场开始计时）；
②求金属棒b的最终速度；
③求回路中产生的总焦耳热；
（2）对运动过程中的某一状态进行分析：
a进入磁场后某时刻，a的速度为v1，b的速度为v2，此时，a克服安培力做功的功率为P1，安培力对b做功的功率为P2，回路中的焦耳热功率为P3，请写出P1、P2、P3三者的关系，并写出证明过程。
参考答案
一、单项选择
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1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
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C |
D |
B |
B |
D |
A |
C |
C |
二、多项选择
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9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
AC |
ABD |
BCD |
ABC |
CD |
BD |
BC |
ACD |
BD |
BC |
三、填空题
19. 发生了全反射；适当减小入射角；
20. 1.15，8.95，
，520
四、解答题
21. 
，垂直斜面向下
22. （1）有效切割速度为零（或磁感应强度变化率为零）
（2）e=150sin300t（V） （3）2160W
23. （1）
（2）
（3）B≥
24. 
，
mgh，P1=P2+P3
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