9．(1)电阻R的电流方向为M→Q
F?R＋r?
(2)B＝ L2vmR1
(3)QR＝(Fs－mv2)
2mR＋r
[解析] (1)电阻R的电流方向为M→Q.
(2)导体棒CD达到最大速度时拉力与安培力的合力为零，由平衡条件有 F－BImL＝0
由法拉第电磁感应定律有 Em＝BLvm
由闭合电路的欧姆定律有
EmIm＝
R＋r
解得磁感应强度大小为：
F?R＋r?
B＝.
L2vm
(3)设产生的总热量为Q，由功能关系有
12
Fs＝Q＋mvm
2
由焦耳定律知R及闭合电路所产生的热量分别为 QR＝I2Rt Q＝I2(R＋r)t
解得电阻上产生的热量为
R1QR＝(Fs－mv2)．
2mR＋r
专题限时集训(十一)B
1．B [解析] 两根金属棒ab和cd以相同的速度匀速运动，若断开开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量无变化，则回路中无感应电流，故A、C错误；若闭合开关S，两根金属棒与导轨构成的回路中磁通量发生变化，则回路中有感应电流，故B正确，D错误．
2．D [解析] N单极子向下靠近时，磁通量向下增加，当N单极子向下离开时，磁通量向上且减小，产生的感应电流均为逆时针方向．
3．D [解析] 开关S闭合时，金属杆的速度v＝2gh，感应电动势E＝BLv，感应电流IE
＝，安培力F＝BIL，联立解出F＝2 N；由于F>mg＝1 N，故ab杆做减速直线运动，速度减R
小，安培力也减小，加速度越来越小，最后加速度减为零时做匀速运动，故选项D正确．
4．C [解析] 旋转的导体棒在磁场中切割磁感线，产生电动势，由右手定则可判断：开始时电流方向由b向a，为负方向；后来磁场方向相反，电流方向为正方向．因为一个周期的
11
时间内只有开始的周期和第3个周期内导体棒做切割磁感线运动，所以其他时间电路中无44
感应电流．选项C正确．
5．A [解析] 涡流是高频交流电引起的电磁感应现象，故选项A正确，选项B错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成，利用涡流加热食物，故选项C、D错误．
1
6．D [解析] 由磁感应强度变化图象知，在每个周期内，磁通量都随时间均匀变化，根4
ΔΦΔB1
据法拉第电磁感应定律E＝＝S·得，感应电动势大小不变；根据楞次定律，每经一个周
ΔtΔt4
期，感应电动势的方向变化一次，选项D正确．
7．AB [解析] 由楞次定律可判断，感应电流的方向是逆时针方向，即沿acbda，A对；
ΔΦΔBΔBl2
由法拉第电磁感应定律知，E＝N＝N·S＝·，故B对；由安培定则可判断a点电势低
ΔtΔtΔt2
RERΔBl2
于b点电势，C错；线圈中a、b两点间的电势差为U＝IU＝I·＝·＝·，D错．
2R2Δt4
8．BD [解析] 由能量守恒知，由于感应电流的产生，机械能转化为电能，所以磁铁最终处于静止状态A、C错，B对；又由楞次定律可知，感应电流的磁场总要阻碍磁铁与线圈之间的相对运动，故磁铁与线圈之间有时相互排斥，有时相互吸引，D对．
T02ππ
9．BD [解析] 圆柱体转过一周感应电动势经历4个周期，T＝＝＝ s．金属杆
44ω200E
上感应电动势的大小为E＝Blv＝Bhrω＝2.0 V，电流大小I＝＝1 A，电阻R的电功率为
R＋R1
P＝I2R＝1.5 W，选项A、C错误，选项B正确；电流在电流表中周期性变化，每个周期流过电流表A的总电荷量为零，选项D正确．
10．(1)1 m/s2 (2)2 T (3)18 J (4)5 s
[解析] (1)对ab棒受力分析知，滑动摩擦力f＝μN＝μmg ab棒的速度v＝at
感应电动势E＝BLv＝BLat
E
电流I＝
2R
B2L2at
安培力FA＝BIL＝ 2R
根据牛顿第二定律有 F－f－FA＝ma
B2L2at
解得F＝m(μg＋a)＋①
2R
由图乙知，t＝0时，F1＝6 N
F1代入①解得a＝－μg＝1 m/s2.
m
2R[F2－m?μg＋a?]
(2)当t＝2 s时，F2＝10 N 代入①解得B＝＝2 T.
L2at
1
(3)0～2 s时间内，ab棒的位移s＝at2＝2 m
2
ab棒的速度v＝at＝2 m/s 由动能定理得
1
W－μmgs－Q＝mv2
2
解得电路中产生的热量Q＝18 J.
(4)由左手定则知，cd棒受到的安培力垂直斜面向下 对cd棒受力分析知 N′＝FA＋mgcos53° 滑动摩擦力f′＝μN′ 当mgsin53°＝f′时，cd棒速度最大，即
B2L2at?? mgsin53°＝μ?2R＋mgcos53°?
解得t＝5 s.
专题限时集训(十二)
V
1．D [解析] 由油膜法测油酸分子大小的实验原理可知，油酸分子直径大小D＝(其中
S
D为油酸分子直径，V为油酸体积，S为油酸膜的面积)，选D.
2．BC [解析] 不可能从单一热源吸热完全对外做功，而不引起其他变化，选项A错误，选项B正确；熵是物体内分子运动无序程度的量度，是描述分子混乱程度的物理量，选项C正确；气体热运动平均动能减小说明温度降低，但无法判断压强变化，选项D错误．
3．BC [解析] 布朗运动是花粉颗粒的无规则运动，不是分子的热运动，所以A错；温度是分子平均动能的标志，所以B对；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，内能的变化除做功外还与热传递有关，所以C错；宏观热力学过程是有方向性的，热量只能自发地从高温物体传递到低温物体，而反过来则需要引起其他变化，所以D错．
4．C [解析] 液体表面张力作用使棉线圈成为圆形，所以选C.
5．BD [解析] 晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点，选项A正确；浸润和不浸润现象是由于接触层分子间距变化引起的，与表面张力类似，均为分子力的表现形式之一，选项B正确；影响蒸发快慢以及影响人们对干爽与潮湿感受的因素是空气的相对湿度，选项C错误；液晶是一种介于晶体和液体之间的物质，具有液体的流动性和某些晶体的光学各向异性，选项D正确．
6．D [解析] 如果物体吸热的同时对外做功，则物体的内能可能不变，温度也不一定升高，所以A错；改变内能的方式除了做功，还有热传递，所以只知道做功情况，无法判断气体的内能变化，B错；热量可以自发地从高温物体向低温物体传递，也可从低温物体向高温物体传递，只是需要付出代价，C错；分子间的引力和斥力总是同时存在的，选D.
pV
7．AC [解析] 车胎内的气体可认为是等容变化，由气体的状态方程＝C可知，当V
T
不变时，T增大，则p也增大，C对；由于气体体积不变，所以分子间作用力及分子势能可认为不变，D错；气体吸热，T增大，所以分子内能增加，A对；气体质量不变，体积不变，故密度不变，B错．
8．B [解析] 热水瓶里面的气体可看成是等容变化，由于经过一晚，瓶内气体温度降低，
pV
由气体状态方程＝C知，压强减小．选B.
T
9．B [解析] 布朗运动是指悬浮在液体中的微小颗粒的无规则运动，A错；由热力学第一定律ΔU＝W＋Q知，绝热过程中Q＝0，外界对气体对功，W取正，则内能增加，B对；由热力学过程的方向性可知，C错；温度是物体分子平均动能的标志，但温度升高不代表每一个分子的运动速率都增大，D错．
10．B [解析] 从早晨到中午，气温升高，内能增加，同时气球内的气体吸收热量并膨胀对外做功，A错、B对；气体体积增大，密度将减小，故C、D错．
11．B [解析] 火罐内的气体可看成是等容变化，当纸片烧完时，罐内气体温度降低，由pV
＝C知压强减小，大气压强大于罐内气压，所以火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上，选B. T
12．D [解析] 由于该过程是绝热自由膨胀，气体对外不做功，气体的内能不变，体积增大，气体分子势能增加，故气体分子动能减少，故A、B、C错误；由热力学第二定律知，一切与热现象有关的宏观过程都是不可逆的，故D正确．
13．A [解析] 因为所给的是V－T图，A、B、C三点的温度、体积都不一样，要想比较三个状态的压强，可以利用V－T图上的等压线辅助分析．
在V－T图上，等压线是一条延长线过原点的直线，可以通过A、B、C三点作三条等压线分别表示三个等压过程，如图所示．一定质量的理想气体在等压过程中压强保持不变，体积与温度成正比，为了比较三个等压线所代表的压强的大小，可以作一条等温线(亦可作一条等容线，方法大同小异，以下略)，使一个等温过程与三个等压过程联系起来，等温线(温度为T′)与等压线分别交于A′、B′、C′，在等温过程中，压强与体积成反比(玻意耳定律)，从图上可以看出：VA′＞VB′＞VC′，所以可以得出结论：pA′＜pB′＜pC′，而A与A′、B与B′、C与C′分别在各自的等压线上，即pA＝pA′，pB＝pB′，pC＝pC′，所以可以得出结论，即pA＜pB＜pC，所以答案为A.
14．A [解析] 假定两段空气柱的体积不变，即V1、V2不变，初始温度为T，当温度升高ΔT时，空气柱1的压强由p1增至p′1，Δp1＝p′1－p1，空气柱2的压强由p2增至p′2，
Δp2＝p′2－p2.
p1p2由查理定律得：Δp1＝ΔT，Δp2＝ΔT，因为p2＝p1＋h＞p1，所以Δp1＜Δp2，即水银柱
TT
应向上移动．选项A正确．
专题限时集训(十三)
1．C [解析] 因为 α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电，所以由左手定则知选C.
2．D [解析] 穿透本领最强的是γ射线，最弱的是α射线，故①是α射线，②是β射线，③是γ射线，电离本领最强的是α射线，电离本领最弱的是γ射线；γ射线是电磁波，而α射线、β射线不是电磁波；β射线是由原子核中的中子转化成质子放出的，而不是来自核外电子，综上所述只有D对．
3．BD [解析] 从基态到n＝2能级，需要吸收能量为ΔE1＝E2－E1＝10.20 eV的能量，从基态到n＝3能级，需要吸收能量为ΔE2＝E3－E1＝12.09 eV的能量，从基态到n＝4能级，需要吸收能量为ΔE3＝E4－E1＝12.55 eV的能量，从基态到n＝5能级，需要吸收能量为ΔE3＝E4－E1＝13.06 eV的能量，所以能量介于10 eV～12.9 eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，有三种频率的光子能被吸收，其中到达n＝4能级的光子向低能级跃迁时可辐射6种不同频率的光子，故B、D正确．
4．D [解析] 氢原子从m能级跃迁到n能级辐射红光的能量，即Em－En＝hν1，氢原子从n能级跃迁到k能级吸收紫光的能量，即Ek－En＝hν2，因为ν2＞ν1，所以Ek＞Em，氢原子从k能级跃迁到m能级，Ek－Em＝hν2＋En－hν1－En＝hν2－hν1，即辐射光子的能量为hν2－hν1，D正确．
5．D [解析] 从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光频率最小，波长最大，A错；氢原子在辐射光子后，电子轨道半径减小，动能增大，电势能减小，总能量减小，B错；辐射光子的最大能量为12.09 eV(从n＝3跃迁到n＝1)，所以金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为(12.09－2.49) eV＝9.60 eV，C错，D对．
6．A [解析] 如果激发态的氢原子处于n＝2能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于n＝3能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于n＝4能级，能够发出12.75 eV、10.2 eV、12.09 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝—靛光，A正确．
7．AD [解析] 根据核反应方程质量数守恒、电荷数守恒可知X是4Y是－0所以A2He，1e，对，B错；(1)是人工核反应，(2)是β衰变，所以C错、D对．
8．AC [解析] 根据核反应方程质量数守恒、电荷数守恒及核反应的特点知A、C对；B属于核衰变(α衰变)，D属于核衰变(β衰变)，B、D错．
7111
9．D [解析] 有未发生了衰变，那么还剩下未发生衰变，由衰变规律()t/T＝，因为t
8828
＝11.4天，所以半衰期为T＝3.8天，选D.
26
ΔE4×109
10．D [解析] 根据爱因斯坦质能方程，Δm＝2＝16＝4.4×10 kg，D正确． c9×10
11．C [解析] 逸出功只与被照射的金属有关，入射光的强度、频率并不能改变逸出功，A错；只要频率大于极限频率就能发生光电效应，无论照射光的光强多么弱，B对；光电子的
1
最大初动能与入射光的频率及逸出功有关，即由mv2＝hν－W0决定，光的强度不能改变最大
2m
初动能，C对，D错．
1
12．B [解析] 由爱因斯坦的光电效应方程hν＝W0＋mv2知，光电子的最大初动能取决
2m
于光子的能量，而光子的能量又取决于光的频率，因此改用频率大的光照射光电管，才能增大光电子逸出时的最大初动能，选B.
13．D [解析] 放射性元素的半衰期不随其物理状态和化学状态改变，选项A正确； 23892U
32
核衰变为 20682Pb核的过程中，质量数减少32、电荷数减少10，即α衰变的次数为n1＝＝8，β4
8×2－10
衰变的次数n2＝＝6，选项B正确；从量子数n＝3跃迁到基态的方式有两种：n＝
1
3→2→1或n＝3→1，因此对单个氢原子最多只能辐射2个不同频率的光子，选项C正确；发生光电效应的条件是入射光的频率应达到金属的极限频率，选项D错误．
14．BD [解析] 放射性元素的半衰期是元素的属性，不随其物理状态和化学状态改变，选项A错误；天然放射现象说明原子核内部有复杂的结构，选项B正确；从n＝2跃迁到n＝1释放的能量ΔE1＝E2－E1＝10.2 J，从n＝4跃迁到n＝2释放的能量ΔE2＝E4－E2＝2.55 J，选项C错误；由光电效应方程Ek＝hν－W0知，入射光的频率越高，则光电子的最大初动能越大，选项D正确．
专题限时集训(十四)
1．0.010 6.860 6.850
[解析] 螺旋测微器又叫千分尺，精确度为0.01 mm，故读数应以mm为单位时，小数点后面应有三位，即读到毫米的千分位上．根据螺旋测微器的读数规则，读数＝固定刻度＋可动刻度×0.01 mm，图甲读数为0.010 mm，图乙读数为6.860 mm，所测金属板的厚度为6.860 mm －0.010 mm ＝6.850 mm.
2．AC [解析] 在“验证力的平行四边形定则”实验中，要使力的作用效果相同，橡皮条具有相同的伸长量，且拉伸方向相同，选项B错误．在“验证机械能守恒定律”的实验中，应该先接通电源，打点稳定后再释放重物，选项D错误．
3．(1)B 只用一个测力计，通过细绳把橡皮绳拉到O点 (2)DCABEF
[解析] (1)用一个测力计时，不是把橡皮筋拉至同样长度，而是要把橡皮筋与细绳的连接点拉到同一位置O；(2)先用两根弹簧测力计拉，后用一根弹簧测力计拉，关键是两次效果相同．
?s4＋s5＋s6?－?s1＋s2＋s3?
4．0.1 1.60
?3T?2[解析] 打点计时器每隔0.02 s打一个点，则相邻两个计数点的时间间隔为T＝5×0.02 s
?s4＋s5＋s6?－?s1＋s2＋s3?
＝0.1 s，由(s4＋s5＋s6)－(s1＋s2＋s3)＝a(3T)2，得a＝；打D点时物体
?3T?2－
?10.81＋12.70?×102
的速度大小为vD＝ m/s＝1.176 m/s，打E点时物体的速度大小为vE＝
2×0.1
－
?15.10＋12.70?×102vD＋vF
m/s＝1.390 m/s，由vE＝，得vF＝1.60 m/s.
22×0.1
5．C [解析] 木板倾角过大时，相邻两点之间的间隔会越来越大，选项A错误；当小车速度达到最大时，橡皮筋处于原长或处于松弛状态，小车不一定在两铁钉的连线处，选项B错误；本实验平衡阻力后，橡皮筋做功结束后小车做匀速直线运动，选项C正确，选项D错误．
6．(1)如图所示
(2)5 20 (3)如表所示
(4)避免弹簧自身所受的重力对实验的影响 弹簧与桌面及绳子与滑轮间的摩擦产生误差
1 2 3 4 5 6 次数 [来 弹力F/N 源: