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如圖所示，空間相距為的平行金屬板加上電壓后，它們之間的電場可視為勻強電場，其變化如圖，當t=0時，A板電勢比B板電勢高，這時在靠近B板處有一初速度為零的電子（質(zhì)量為，電量為）在電場力作用下開始運動，若要使這電子到達A板時具有最大的動能，則所加交變電壓的頻率最大不能超過多少？

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選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是______；
A．隨著低溫技術的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并最終達到絕對零度
B．用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之間有間隙
C．分子間的距離r存在某一值r，當r大于r時，分子間斥力大于引力；當r小于r時分子間斥力小于引力
D．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢
（2）如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B 的體積關系為V_A______V_B（選填“大于”、“小于”或“等于”）； 若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對外做了100J的功，則此過程中______（選填“吸熱”或“放熱”）
（3）冬天到了，很多同學用熱水袋取暖．現(xiàn)有某一熱水袋內(nèi)水的體積約為400cm³，它所包含的水分子數(shù)目約為多少個？（計算結果保留1位有效數(shù)字，已知1mol水的質(zhì)量約為18g，阿伏伽德羅常數(shù)取6.0×10²³mol^-1）．

B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______
A．光的偏振現(xiàn)象證明了光波是縱波
B．在發(fā)射無線電波時，需要進行調(diào)諧和解調(diào)
C．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象
D．考慮相對論效應，一條沿自身長度方向運動的桿其長度總比桿靜止時的長度長
（2）如圖2所示為一列簡諧橫波t=0時刻的波動圖象，已知波沿x軸正方向傳播，波速大小為0.4m/s．則在圖示時刻質(zhì)點a、b所受的回復力大小之比為______，此時刻起，質(zhì)點c的振動方程是：______cm．
（3）如圖3所示的裝置可以測量棱鏡的折射率，ABC表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的頂角為α，緊貼直角邊AC是一塊平面鏡，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當調(diào)整SO的方向，當SO與AB成β角時，從AB面射出的光線與SO重合，在這種情況下僅需則棱鏡的折射率n為多少？
C．（選修模塊3-5）
（1）下面核反應中X代表電子的是______
A．
B．
C．
D．
（2）從某金屬表面逸出光電子的最大初動能E_K與入射光的頻率ν的圖象如圖4所示，則這種金屬的截止頻率是______H_Z；普朗克常量是______Js．
（3）一個靜止的鈾核（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個α粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核（原子質(zhì)量為228.0287u）．（已知：原子質(zhì)量單位1u=1.67×10^-27kg，1u相當于931MeV）
①算出該核衰變反應中釋放出的核能？
②假設反應中釋放出的核能全部轉化為釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能與α粒子的動能之比為多少？

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選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑，如都作答則按A、B兩小題評分．）
A．（選修模塊3-3）
（1）下列說法中正確的是

D

D

；
A．隨著低溫技術的發(fā)展，我們可以使溫度逐漸降低，并最終達到絕對零度
B．用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之間有間隙
C．分子間的距離r存在某一值r₀，當r大于r₀時，分子間斥力大于引力；當r小于r₀時分子間斥力小于引力
D．由于液體表面分子間距離大于液體內(nèi)部分子間的距離，液面分子間表現(xiàn)為引力，所以液體表面具有收縮的趨勢
（2）如圖1所示，一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生如圖所示的狀態(tài)變化，狀態(tài)A與狀態(tài)B 的體積關系為V_A

小于

小于

V_B（選填“大于”、“小于”或“等于”）； 若從A狀態(tài)到C狀態(tài)的過程中氣體對外做了100J的功，則此過程中

吸熱

吸熱

（選填“吸熱”或“放熱”）
（3）冬天到了，很多同學用熱水袋取暖．現(xiàn)有某一熱水袋內(nèi)水的體積約為400cm³，它所包含的水分子數(shù)目約為多少個？（計算結果保留1位有效數(shù)字，已知1mol水的質(zhì)量約為18g，阿伏伽德羅常數(shù)取6.0×10²³mol^-1）．

B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是

C

C

A．光的偏振現(xiàn)象證明了光波是縱波
B．在發(fā)射無線電波時，需要進行調(diào)諧和解調(diào)
C．在白熾燈的照射下從兩塊捏緊的玻璃板表面看到彩色條紋，這是光的干涉現(xiàn)象
D．考慮相對論效應，一條沿自身長度方向運動的桿其長度總比桿靜止時的長度長
（2）如圖2所示為一列簡諧橫波t=0時刻的波動圖象，已知波沿x軸正方向傳播，波速大小為0.4m/s．則在圖示時刻質(zhì)點a、b所受的回復力大小之比為

2：1

2：1

，此時刻起，質(zhì)點c的振動方程是：

y=15cos10πt

y=15cos10πt

cm．
（3）如圖3所示的裝置可以測量棱鏡的折射率，ABC表示待測直角棱鏡的橫截面，棱鏡的頂角為α，緊貼直角邊AC是一塊平面鏡，一光線SO射到棱鏡的AB面上，適當調(diào)整SO的方向，當SO與AB成β角時，從AB面射出的光線與SO重合，在這種情況下僅需則棱鏡的折射率n為多少？
C．（選修模塊3-5）
（1）下面核反應中X代表電子的是

C

C

A．

14 7

N+

4 2

He→

17 8

O+X
B．

4 2

He+

27 13

Al→

30 15

P+X
C．

234 90

Th→

234 91

Pa+X
D．

235 92

U+

1 0

n→

144 56

Ba+

89 36

Kr+3X
（2）從某金屬表面逸出光電子的最大初動能E_K與入射光的頻率ν的圖象如圖4所示，則這種金屬的截止頻率是

4.3×10¹⁴

4.3×10¹⁴

H_Z；普朗克常量是

6.6×10^-34

6.6×10^-34

Js．
（3）一個靜止的鈾核

232 92

U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個α粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核

228 90

Th（原子質(zhì)量為228.0287u）．（已知：原子質(zhì)量單位1u=1.67×10^-27kg，1u相當于931MeV）
①算出該核衰變反應中釋放出的核能？
②假設反應中釋放出的核能全部轉化為釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能與α粒子的動能之比為多少？

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高考真題

1．【解析】交流電的概念，大小和方向都隨時間變化，在t軸的上方為正，下方為負，A錯。有效值只對正弦交流電使用，最大值一樣，所以B錯。由圖可知，C對。變壓之后頻率不變，D錯。

【答案】C

2．【解析】由e－t圖像可知，交變電流電流的周期為0.25s，故頻率為4Hz，選項A、B錯誤。根據(jù)歐姆定律可知交變電流的最大值為2A，故有效值為A，選項C正確。

【答案】C

3．【解析】本題考查正弦交流電的產(chǎn)生過程、楞次定律等知識和規(guī)律。從a圖可看出線圈從垂直于中性面開始旋轉，由楞次定律可判斷，初始時刻電流方向為b到a，故瞬時電流的表達式為i=－i_mcos（+ωt），則圖像為D圖像所描述。平時注意線圈繞垂直于磁場的軸旋轉時的瞬時電動勢表達式的理解

【答案】D

4．【解析】原線圈電壓有效值U₁=220V，由電壓比等于匝數(shù)比可得副線圈電壓U₂=55V，A對；電阻R上的電流為2A，由原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，可得電流表示數(shù)為0.5A， C對；輸入功率為P=220×0.5W=110W，D錯；周期T= =0.02s，B錯。

【答案】AC

5．【解析】（1）輸電線上的電流強度為I＝A＝52.63A

輸電線路損耗的功率為

P_損＝I²R＝52.63²×6W≈16620W＝16.62kW

（2）改用高壓輸電后，輸電線上的電流強度變?yōu)镮′＝A＝4A

用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓    U₁＝U－I′R＝（5000－4×6）V＝4976V

根據(jù)      

用戶得到的電壓為U₂＝＝×4976V＝226.18V

  【答案】380，75%

6．【解析】帶電粒子在交變電場中不斷地作勻加速和勻減的交替運動，經(jīng)過一個周期后，速度為零，再又重復前面的運動，所以選項A正確

【答案】A

7．【解析】原線圈中電壓的有效值是220V，由變壓比知副線圈中電壓為100V，流過電阻的電流是10A；與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100V；經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×10³⁴J。

【答案】D

8．【解析】理想變壓器的特點是輸入功率等于輸出功率，當負載電阻增大時，由于副線圈的電壓不變，所以輸出電流I₂減小，導致輸出功率P₂減小，所以輸入功率P₁減��；輸入的電壓不變，所以輸入的電流I₁減小，B正確

【答案】B

9．【解析】因為變壓器的匝數(shù)與U₁不變，所以U₂與兩電壓表的示數(shù)均不變．當S斷開時，因為負載電阻增大，故次級線圈中的電流I₂減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以I₁也將減小，C正確；因為R₁的電壓減小，故R₂、R₃兩端的電壓將增大，I₃變大，B正確．

【答案】BC

10．【解析】 (1)輸電線的電阻為：                               P₂=P₁   P₂=I₂U₂          聯(lián)立以上五式解得：U₂＝8×10⁴V　　　　　　　　　　　　　　

輸電線路上的電壓損失　U_損＝I₂R＝3200V　

【答案】（1）U₂＝8×10⁴V   （2）3200V　

名校試題

1．【解析】線圈轉動90⁰后，進入磁場，線圈處于平行磁感線平面，磁通量變化最快，在這個過程中，沒有感應電流；線圈再轉動90⁰后，線圈處于中性面，磁通量變化最慢，在這個過程中，磁通量增加，感應電動勢和感應電流呈余弦規(guī)律變化，感應電流由b到a；再轉動90⁰后，線圈處于平行磁感線平面，磁通量變化最快，在這個過程中，磁通量減小，感應電流由a到b；再轉動，離開磁場，沒有感應電流，依次類推。

【答案】D

2．【解析】由圖可知交交變電流的周期為0.04s，所以選項A正確；交變電壓的最大值為100V，而電阻R＝100Ω，所以交變電流的最大值為1A．

【答案】AD

3．【解析】由圖可以求得．交變電流的頻率為40Hz，所以選項A錯；交變電流的瞬時表達式為，所以選項B錯；在t=0.01s時，穿過交流發(fā)電機線圈的磁通量為零，所以選項C錯；因電流的有效值為2.5A，所以發(fā)電機線圈電阻為0.4Ω，則其產(chǎn)生的熱功率為5W，故選項D對．

【答案】D

4．【解析】V₁示數(shù)小于正常值時，副線圈的輸出電壓也要變小，所以滑動觸頭P向上滑動，即選項A正確；當用電器增加時，副線圈的電流增大，輸電線上損失的電壓增大，要使電器正常工作，滑動觸頭P應向上滑，所以選項C正確

【答案】AC

5．【解析】副線圈的電流增大，輸電線上損失的電壓增，所以選項C正確

【答案】C

6．【解析】K由a合到b時，n₁減小，由,可知U₂增大，P₂=隨之增大，而P₁=P₂，又P₁=I₁U₁，從而I₁增大，A正確；K由b合到a時，與上述情況相反，P₂將減小，B正確；P上滑時，R增大，P₂=減小，又P₁=P₂，P₁=I₁U₁，從而I₁減小，C錯誤；U₁增大，由可知，U₂增大，I₂=隨之增大，由可知I₁也增大，D正確。

【答案】A、B、D正確。

7．【解析】由于次級兩組副線圈的組合連接使得小燈泡回路中兩線圈產(chǎn)生的感應電動勢方向相反，所以小燈泡的工作電壓有效值為：

則

因為理想變壓器輸入功率等于輸出功率，故答案應選A．

【答案】A

8．【解析】電流互感器要把大電流變?yōu)樾‰娏�，因此原線圈的匝數(shù)少，副線圈的匝數(shù)多。監(jiān)測每相的電流必須將原線圈串聯(lián)在火線中。

【答案】A

9．【解析】(1)Em＝nBSω

  代人數(shù)據(jù)得  Em＝400×0.25×0.05×0.04×l00 V＝20 V 

(2)Im=                                         

代人數(shù)據(jù)得Im＝A=2A 

∵是正弦交變電流，所以電流表讀數(shù)即有效值

I=A=1．41A   

(3)p＝I²R＝×9．9W＝19。8W．  

【答案】（1）  20 V（2）   1．41A       （3）19。8W

10．  【解析】 發(fā)電站的輸出電流

               ①

    輸電線路損失的功率              ②

    則         ③

變壓器的匝數(shù)比

【答案】

11. 【解析】⑴如圖36所示。由于輸送功率為P=500kW，一晝夜輸送電能E=Pt=12000度，終點得到的電能E′=7200度，因此效率η=60%。輸電線上的電流可由I=P/U計算，為I=100A，而輸電線損耗功率可由P_r=I ²r計算，其中P_r=4800/24=200kW，因此可求得r=20Ω。    

⑵輸電線上損耗功率，原來P_r=200kW，現(xiàn)在要求P_r′=10kW ，計算可得輸電電壓應調(diào)節(jié)為U′=22.4kV。

【答案】（1）η=60%      20Ω   （2）22.4kV

12．【解析】（1）根據(jù)磁場分布特點，線框不論轉到磁場中哪一位置，切割磁感線的速度始終與磁場方向垂直，故線框轉到圖示位置時，感應電動勢的大小為

E=2Blv=2Bl=BlLω

（2）線框轉動過程中，只能有一個線框進入磁場（作電源），另一個線框與外接電阻R并聯(lián)后一起作為外電路。

電源內(nèi)阻為r，外電路總電阻R_外=r

故R兩端的電壓最大值：U_R=IR_外=

（3）和在磁場中，通過R的電流大小相等                                                               圖37

i_R=BlLω?                            

從線框進入磁場開始計時，每隔T/8（線框轉動45°）電流發(fā)生一次變化，其i_R隨時間t變化的圖象如圖20所示。

【答案】（1）BlLω  （2）   （3）如圖37所示

考點預測題

1．【解析】此題是已知圖象求數(shù)學表達式的問題，電壓表示數(shù)為10V是有效值，電壓最大值為,CD均錯；因此電流有效值為,交流電的電流最大值為，由圖可知，交流電的周期T＝0.02s，因此，故A正確

【答案】A

2.【解析】求解此題的關鍵是由線圈的轉動來確定表達式。取軸Ox垂             

直于磁感強度，線框轉角為θ（如圖38所示）線框長邊垂直于紙面，點A、B表示線框長邊導線與紙面的交點，O點表示轉軸與紙面的交點.                   

線框長邊的線速度                                     

  一根長邊導線產(chǎn)生的電動勢為，一匝導線框所產(chǎn)生的感應電動勢為

N匝線框產(chǎn)生的電動勢應為   

磁極換成釹鐵硼永磁體時，設匝數(shù)為N′，則有　     圖38　                                         

由 E_n=E_N′可得　　　

【答案】

3．【解析】正方形線框在磁場中旋轉產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為E_m，該交變電流的有效值為，，，正確答案為B

【答案】B

4．【解析】 由法拉第電磁感應定律和歐姆定律             

可得內(nèi)，

內(nèi)，由有效值的定

【答案】B

5．【解析】鉗形表是根據(jù)電磁感應原理制成的，故只能用來測量交流電流；對鉗形表的初、次級滿足，，I₁不變，故當n₁增加3倍時I₂=3.6A，正確答案為C.鉗形表在使用時，初級是串聯(lián)在被測電路中的，故同一電纜線雖多繞了幾匝，但電纜線中的電流 I₁保持不變.。

【答案】C

6． 【解析】由燈泡正常發(fā)光知,副線圈電壓為220V,又原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比，D錯。輸入、輸出功率相等，B錯；電流表的示數(shù)為有效值，所以A錯，C正確。

【答案】C

7．【解析】保持P的位置及U不變，S由b切換到a的過程中，副線圈匝數(shù)增多，輸出電壓增大，則R上消耗的功率也增大，原線圈的輸入功率也增大；U不變，輸入電流I增大，所以選項A、D錯而C正確。保持P的位置及U不變，S由a切換到b的過程中，副線圈匝數(shù)減少，則輸出電壓減少，輸出電流也減少。故選項B也正確。

【答案】BC

8．【解析】（1）設原、副線圈上的電壓、電流分別為U₁、U₂、I₁、I₂.       

根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，有 I₁U₁=I₂U₂

當 I₂=12mA時，I₁即為熔斷電流.代入數(shù)據(jù)，得 I₁=0.98A

（2）設副線圈中電流為 I₂′=10mA時，變壓器的輸入功率為 P₁，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，有 P₁=I₂′U₂，代入數(shù)據(jù)，得 P₁=180W

【答案】（1）I₁=0.98A  （2）P₁=180W

9．【解析】輸入電流和輸出電流都是由負載決定，輸出、輸入電壓由電源決定.原距離輸電原理考查.選項C對。

【答案】C

10．【解析】⑴所有燈都正常工作的總功率為22×6×40=5280W，用電器總電流為A，輸電線上的電流A，降壓變壓器上：U₂=4U₂^/=880V，輸電線上的電壓損失為：U_r=I_RR=24V ，因此升壓變壓器的輸出電壓為U₁^/=U_R+U₂=904V，輸入電壓為U₁=U₁^//4=226V，輸入電流為I₁=4I₁^/=24A，所以發(fā)電機輸出功率為P_出=U₁I₁=5424W

    ⑵發(fā)電機的電動勢E=U₁+I₁r=250V

    ⑶輸電線上損耗的電功率P_R=I_R²R=144W

【答案】（1）  5424W  （2）250V  （3）144W

11．【解析】（1）由電場強度公式　

　　　　帶電粒子所受電場力　

      因此　

(2)粒子在時間內(nèi)走過的距離為　

  故帶電粒子在時恰好到達A板，根據(jù)動量定理，此時粒子的動量

(2)帶電粒子在時間內(nèi)向A板做勻加速運動，在向A板做勻減速運動，速度為零后將返回。粒子向A板運動的可能最大位移

要求粒子不能到達A板，則有s<d，由得,電勢變化頻率應滿足

【答案】（1）   （2） （3）

 12．【解析】（1）質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子以平行于極板的初速度v₀射入長L板間距離為d的平行板電容器間，兩板間電壓為U，求射出時的側移

當＞時，電子能穿越平行板

當＞時，電子不能穿越極板，中途就落到上板或下板上。如圖39所示。                                               圖39

由可看出，與U成正比。電子穿越平行極板的臨界條件為＞，此時兩板上的電壓可算得。因為    

所以==91V

（2）當交變電壓的最大值超過91V時，射入的電子束會出現(xiàn)有時能通過兩極板，有時不能通過的現(xiàn)象，由圖40可以知道，要使

：=2：1

在每個半周期內(nèi)，=，=，也就是在時，=91V。由交變電流的方程得

所以                                    圖40

【答案】（1）91V（2）

  13.【解析】 感抗對電流的阻礙作用是“通直流，阻交流”，“通低頻，阻高頻”，容抗對電流的阻礙作用是“通交流，隔直流”“通高頻，阻低頻”。線圖L₁的作用是讓低頻信號通過，阻礙高頻成分，通過線圈L₁的信號中還有少量的高頻成分，C₁的作用就是讓這些少量的高頻成分通過，阻礙低頻信號通過，讓低頻信號通過揚聲器甲，故揚聲器甲是低音揚聲器，選項A、B、C錯誤；L₂的作用是讓低頻信號通過，阻礙高頻成分通過，減弱通過揚聲器乙的低頻頻電流，揚聲器乙是高音揚聲器，選項D正確。

【答案】D

14.【解析】當自行車車輪轉動時，通過摩擦小輪使發(fā)電機的線框在勻強磁場內(nèi)轉動，線框中產(chǎn)生一正弦交流電動勢，其最大值ε=ω₀BSN 

式中ω₀為線框轉動的角速度，即摩擦小輪轉動的角速度.

發(fā)電機兩端電壓的有效值

設自行車車輪轉動的角速度為ω₁，由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動，有

R₁ω₁=R₀ω₀

小齒輪轉動的角速度與自行車輪轉動的角速度相同，也為ω₁.設大齒輪轉動的角速度為ω，有 R₃ω=R₂ω₁由以上各式解得，代入數(shù)據(jù)得ω=3.2s^-1

【答案】ω=3.2s^-1

15．【解析】根據(jù)第一列電磁波從發(fā)出到收到回波可以確定飛機離開雷達站的第一個位置；  根據(jù)第二列電磁波從發(fā)出到收到回波可以確定飛機離開雷達站的第二個位置．這兩個位置的變化（位移）對應的時間為 4秒，就可以計算飛機的速度值．（雷達波往返的時間遠小于相鄰兩個雷達發(fā)出的時間）．如圖1所示模擬了雷達站雷達屏上所看到的圖案，圖中為第一列雷達波及其回波，為第二列雷達波及其回波（由于雷達波在傳播過程中有損耗，所以回波的幅值較發(fā)出時�。�．設飛機的速度為v，之間的時間間隔為 t₁，之間的時間間隔為t₂ ，之間的時間間隔為t，則vt=c(t₁-t₂)/2，所以v=c(t₁-t₂)/2t=525m/s．

【答案】525m/s

16．【解析】（1）∵         

∴f₁=3.00×10⁸/2×10^－9=1.5×10¹⁷(Hz)   f₂=3.00×10⁸/1×10^－4=3×10¹²(Hz)

∴輻射的頻率范圍為3×10¹²Hz~1.5×10¹⁷Hz

（2）每小時從太陽表面輻射的總能量為代入數(shù)所得W=1.38×10¹⁰J

（3）設火星表面溫度為T，太陽到火星距離為d，火星單位時間內(nèi)吸收來自太陽的輻射能量為   ∴

火星單位時間內(nèi)向外輻射電磁波能量為

火星處在平衡狀態(tài)，即

由上式解得火星平均溫度

【答案】（1）3×10¹²Hz~1.5×10¹⁷Hz   （2）1.38×10¹⁰J （3）