精品解析：广东省汕头市潮阳黄图盛中学2023-2024学年高二下学期第二次阶段考试物理试题

2023-2024学年度第二学期阶段性考试 高二物理 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 根据分子动理论知识对以下叙述做判断，说法中正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能 C. 一定量的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加 D. 荷叶上小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用 2. 一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻（设该时间为t=0时刻）的波形如图所示，Q点的坐标为-7m，在0.7s末，质点P恰好第二次到达波峰，则下列说法不正确的是（ ） A. 在该列波的传播速度是10m/s B. 在0.9s末，质点Q第一次到达波峰 C. 如果x=5m处就是波源，则它刚开始起振方向是y轴的正方向 D. 当质点Q到达波峰时，质点P到达波谷 3. 如图是某种双层晾衣篮，用质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成两个完全相同的篮子，上、下两篮通过四根等长轻绳与钢圈的四等分点相连；另有四根等长轻绳，它们一端与穿过轻杆的挂钩系在一起，另一端连接上篮的四等分点。已知不装衣物时，两篮保持水平，晾衣篮的尺寸如图中所示。下列说法正确的是（　　） A. 挂钩受到绳的拉力大小是上方某一根轻绳拉力的4倍 B. 挂钩受到绳的拉力大小是下方某一根轻绳拉力的4倍 C. 上方某一根轻绳的拉力大小是下方某一根轻绳拉力的2.5倍 D. 上方四根轻绳的拉力之和与下方四根轻绳的拉力之和大小相等 4. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门，足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，不计空气的作用效果，则足球（　　） A. 从射出到打到a、b两点的时间一定是 B. 从射出到打到a、b两点的时间一定是 C. 在被踢出时速度与水平方向的夹角（小于90°） D. 到达a、b两点瞬间的速度大小 5. 如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的固定斜面上，地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用平行于斜面的力F拉乙物块，使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上做匀加速运动的阶段中 A. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 B. 甲、乙两物块间的摩擦力保持不变 C. 甲、乙两物块间的摩擦力不断减小 D. 乙物块与斜面之间的摩擦力不断增大 6. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开，磁铁开始上下振动。下列说法正确的是（　　） A. 磁铁振动过程中，线圈中电流的方向保持不变 B. 磁铁振动过程中，线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力 C. 磁铁振动过程中，弹簧和磁铁组成系统的机械能守恒 D. 磁铁远离线圈时，线圈有扩张的趋势 7. 如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V 以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法中正确的是 (　　) A. 变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制 B. 若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压 C. 变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压 D. 该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，某人站在距圆心为r处的P点随圆盘共同运动，下列关于人受力的说法正确的是（　　） A. 人所受的重力和支持力等大、反向 B. 人随圆盘做匀速圆周运动，受到重力、弹力、摩擦力和向心力 C. 人随圆盘做匀速圆周运动，其所受的重力和支持力充当向心力 D. 若使圆盘以较大转速转动，人在P点受到的摩擦力变大 9. 由钨合金制成的一段导体的伏安特性曲线如图所示，根据该图线及相应坐标可知（　　） A. 流过导体的电流为时，导体的电阻是 B. 加在导体两端的电压为12V时，导体的电阻是 C. 该导体的电阻随电压的升高而增大 D. 该图像斜率的倒数等于电阻的大小 10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A，B相连接，静止在光滑水平地面上，现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 物块A在t1和t3两个时刻的加速度大小相等 B. 从开始计时到t4这段时间内，物块A，B在t2时刻相距最远 C. t1到t3这段时间内弹簧长度一直在增大 D. 三、非选择题（共56分） 11. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。已知双缝间的距离为d，在距离双缝L处的屏上，用测量头测量条纹间宽度。 (1)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图丙所示的手轮上的示数为___________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为___________mm； (2)波长的表达式λ=___________（用Δx、L、d表示）； (3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）； 12. 某兴趣小组利用多用电表测量某种电池的电动势E和内阻r（约），其实验电路如图甲所示，其中R为电阻箱，定值电阻，实验步骤如下： （1）将多用电表选择开关旋至直流电压挡，将一支表笔接电路中的a点，闭合开关S，另一支表笔接电路中的__________（选填“b”或“c”）点，调节电阻箱并记下其阻值R和电压表的示数U，接a点的那支表笔是__________（选填“红”或“黑”）表笔； （2）多次改变电阻箱的阻值R，记录下对应的电压U； （3）以为纵轴、为横轴，根据实验数据作出图线如图乙所示； （4）若不考虑多用电表对电路的影响，结合图乙可知，电池的电动势__________，内阻__________（计算结果均保留两位有效数字）。 13. 如图所示，一个圆柱形储油桶。当桶内加入一定深度的油，让一束光从空气斜射到油的表面，使入射角为=45°，测得油中的折射角=30°。已知光在真空中的光速为c=3.0×108m/s。（计算结果可以用根号形式表示）求： (1)油的折射率n； (2)光在油中传播的速度v的大小； (3)如果光由油斜射入空气，要使光线不射出液面，入射角至少为多大？ 14. 如图甲为一内壁光滑、导热性良好的竖直放置的汽缸，活塞密封一定质量的理想气体，某探究小组想要通过实验测量活塞的质量，测得静止时活塞到汽缸底部的距离为。接下来将汽缸缓慢转动至水平（图乙），稳定时测得活塞到汽缸底部的距离为。活塞的横截面积，大气压，。求： ①活塞的质量m为多少； ②早上完成上述实验时环境温度为，下午三点测得水平放置的汽缸中，活塞到汽缸底部的距离为，则此时环境温度为多少摄氏度。（计算结果保留一位小数） 15. 如图，相邻两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，设磁感应强度的大小分别为B1、B2，已知：磁感应强度方向相反且垂直纸面；两个区域的宽度都为d。质量为m、电荷量为+q的粒子由静止开始经电压恒为U的电场加速后，垂直于区域Ⅰ的边界线MN，从A点进入并穿越区域Ⅰ时速度方向与边界线xy成60°角进入区域Ⅱ，最后恰好不能从边界线PQ穿出区域Ⅱ，不计粒子重力。求： （1）B1大小； （2）B1与B2的比值； （3）粒子从进入MN边界到第一次到达PQ边界所需时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度第二学期阶段性考试 高二物理 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 根据分子动理论知识对以下叙述做判断，说法中正确的是（　　） A. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 B. 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能 C. 一定量的水变成的水蒸气，其分子平均动能增加 D. 荷叶上的小水珠呈球形是由于液体表面张力的作用 【答案】D 【解析】 【详解】A．布朗运动时悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，即不是液体分子的运动也不是固体分子的运动，它反映了液体分子的无规则的热运动，故A错误； B．如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是温度，故B错误； C．同种物质的平均分子动能只与温度有关，温度相等则分子平均动能相等，故C错误； D．荷叶上的小水珠呈球形是因为水具有表面张力，束缚住了水向外流动，形成球形，故D正确。 故选D。 2. 一列沿x轴负方向传播简谐横波在某时刻（设该时间为t=0时刻）的波形如图所示，Q点的坐标为-7m，在0.7s末，质点P恰好第二次到达波峰，则下列说法不正确的是（ ） A. 在该列波的传播速度是10m/s B. 在0.9s末，质点Q第一次到达波峰 C. 如果x=5m处就是波源，则它刚开始起振的方向是y轴的正方向 D. 当质点Q到达波峰时，质点P到达波谷 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题知 1=0.7s 得 T=0.4s 由图读出波长λ=4m，则波速为 v==10m/s 故A正确，不符合题意； B．当图示时刻x=2m处质点的状态传到Q时，质点Q第一次到达波峰，经过时间为 t= 故B正确，不符合题意； C．如果x=5m处就是波源，它刚开始起振的方向与x=﹣1m处质点此时刻的振动方向相同，应沿y轴负方向，故C错误，符合题意； D．PQ间的距离为10m=2.5λ，P、Q的振动情况总是相反，则当质点Q到达波峰时，质点P到达波谷，故D正确，不符合题意。 故选C。 3. 如图是某种双层晾衣篮，用质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成两个完全相同的篮子，上、下两篮通过四根等长轻绳与钢圈的四等分点相连；另有四根等长轻绳，它们一端与穿过轻杆的挂钩系在一起，另一端连接上篮的四等分点。已知不装衣物时，两篮保持水平，晾衣篮的尺寸如图中所示。下列说法正确的是（　　） A. 挂钩受到绳的拉力大小是上方某一根轻绳拉力的4倍 B. 挂钩受到绳的拉力大小是下方某一根轻绳拉力的4倍 C. 上方某一根轻绳的拉力大小是下方某一根轻绳拉力的2.5倍 D. 上方四根轻绳拉力之和与下方四根轻绳的拉力之和大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．如果上方的绳子是竖直，则挂钩受到的拉力大小是上方某一根轻绳拉力的四倍，但上方的绳子不是竖直的，故挂钩受到的拉力大小不是上方某一根轻绳拉力的四倍，故A错误； B．没有考虑上方篮子的重力，挂钩受到的拉力大小是下方某一根轻绳拉力的四倍与上方篮子的重力之和，故B错误； C．下方每一根绳子的拉力F 上方分析左边这根绳子，高度为h，长度L=40cm，半径r=24cm，可知绳子与竖直方向的夹角为37°，根据平衡条件可知，1根绳子的拉力 可知 故C正确； D．上方四根轻绳的拉力之和的大小为2G，下方四根轻绳的拉力之和大小G，故D错误。 故选C。 4. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门，足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，不计空气的作用效果，则足球（　　） A. 从射出到打到a、b两点的时间一定是 B. 从射出到打到a、b两点的时间一定是 C. 在被踢出时速度与水平方向的夹角（小于90°） D. 到达a、b两点瞬间的速度大小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点，则在a、b两点足球的竖直速度都为零，两次射门足球运动的竖直距离相同，在竖直方向由匀变速直线运动规律得 可知 AB错误； D．由几何关系可知到达b点的足球水平位移较大，水平方向根据 可知到达a、b两点瞬间速度 D错误； C．在被踢出时速度与水平方向的夹角的正切值为 可知足球在被踢出时速度与水平方向的夹角 C正确。 故选C。 5. 如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的固定斜面上，地面上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用平行于斜面的力F拉乙物块，使甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上做匀加速运动的阶段中 A. 甲、乙两物块间的摩擦力不断增大 B. 甲、乙两物块间的摩擦力保持不变 C. 甲、乙两物块间的摩擦力不断减小 D. 乙物块与斜面之间的摩擦力不断增大 【答案】B 【解析】 【详解】ABC.甲、乙一起无相对滑动沿斜面向上做匀加速运动，甲乙之间的摩擦力为静摩擦力，其大小满足 由于加速度，质量和斜面倾角都不变，故甲乙之间的摩擦力不变，A错误，B正确，C错误； D.甲受到垂直斜面向上的洛伦兹力，故乙和斜面间的压力不断变小，由可知，乙受到斜面的滑动摩擦力不断减小，故D错误； 故选B。 6. 如图所示，弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁，在磁铁正下方有一个固定在水平桌面上的闭合铜质线圈。将磁铁竖直向下拉至某一位置后放开，磁铁开始上下振动。下列说法正确的是（　　） A. 磁铁振动过程中，线圈中电流的方向保持不变 B. 磁铁振动过程中，线圈对桌面的压力始终大于线圈的重力 C. 磁铁振动过程中，弹簧和磁铁组成系统的机械能守恒 D. 磁铁远离线圈时，线圈有扩张的趋势 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁铁上下振动过程中，穿过线圈的磁通量先向下增大，后向下减小，由楞次定律可知，线圈中电流的方向会变化，A错误； B．磁铁振动过程中，由“来拒去留”的规律，可知线圈对桌面的压力先大于重力再小于重力，B错误； C．磁铁振动过程中，由于线圈中产生了感应电流，即有电能产生，由能量守恒定律，可知弹簧和磁铁组成系统的机械能会一直减小，C错误； D．磁铁靠近线圈时，由“增缩减扩”的规律，可知线圈有收缩的趋势，D正确； 故选D。 7. 如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12 V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，开关由机械控制，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10 000 V 以上的电压，火花塞中产生火花．下列说法中正确的是 (　　) A. 变压器的原线圈要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制 B. 若该点火装置的开关始终闭合，火花塞的两端会持续产生高压 C. 变压器原线圈输入的12 V电压必须是交流电，否则就不能在副线圈中产生高压 D. 该点火装置中变压器的副线圈匝数必须小于原线圈的匝数 【答案】A 【解析】 【详解】A.变压器要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数少，电流大，要用粗导线绕制，而副线圈可以用细导线绕制，选项A正确； B.汽车的点火装置是利用变压器原理工作的，当开关始终闭合时，通过原线圈的电流恒定，原线圈中产生的磁场恒定，则在副线圈上不会产生电压，所以B错误； C.由题可知原线圈处接12 V的直流电源，当断开开关瞬间原线圈中电流迅速变化，会产生变化的磁场，则在副线圈中可能产生高压，所以C错误； D.由可知，要在副线圈中产生高压，则原线圈匝数必须小于副线圈的匝数，所以D错误． 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，某人站在距圆心为r处的P点随圆盘共同运动，下列关于人受力的说法正确的是（　　） A. 人所受的重力和支持力等大、反向 B. 人随圆盘做匀速圆周运动，受到重力、弹力、摩擦力和向心力 C. 人随圆盘做匀速圆周运动，其所受的重力和支持力充当向心力 D. 若使圆盘以较大的转速转动，人在P点受到的摩擦力变大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．人在竖直方向受力为重力和支持力，由于在竖直方向受力平衡，由平衡条件可知，人所受的重力和支持力等大、反向，A正确； B．人随圆盘做匀速圆周运动，受到重力、弹力、摩擦力，向心力是这三力的合力，B错误； C．人随圆盘做匀速圆周运动，其所受的重力和支持力平衡，其两力的合力是零，由摩擦力充当向心力，C错误； D．人随圆盘转动，若使圆盘以较大的转速转动，由向心力公式可知，所需向心力变大，由摩擦力充当向心力，则人在P点受到的摩擦力变大，D正确。 故选AD。 9. 由钨合金制成的一段导体的伏安特性曲线如图所示，根据该图线及相应坐标可知（　　） A. 流过导体的电流为时，导体的电阻是 B. 加在导体两端的电压为12V时，导体的电阻是 C. 该导体的电阻随电压的升高而增大 D. 该图像斜率的倒数等于电阻的大小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由导体的伏安特性曲线可知，流过导体的电流为时，导体两端的电压为5V，由欧姆定律可得导体的电阻 A正确； B．由导体的伏安特性曲线可知，加在导体两端的电压为12V时，流过导体的电流为1.5A，则有导体的电阻是 B错误； C．由AB选项的解析可知，该导体的电阻随电压的升高而增大，C正确； D．由欧姆定律可得 可知该图像上某点与坐标原点连线斜率的倒数等于该点电阻的大小，D错误。 故选AC。 10. 如图甲所示，一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A，B相连接，静止在光滑水平地面上，现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s，从此刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 物块A在t1和t3两个时刻的加速度大小相等 B. 从开始计时到t4这段时间内，物块A，B在t2时刻相距最远 C. t1到t3这段时间内弹簧长度一直在增大 D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据图像的对称性可知，在t1和t3两个时刻，图像的斜率大小相等，因此物块A在t1和t3两个时刻的加速度大小相等，A正确； BC．结合图象可知，开始时m1逐渐减速，m2逐渐加速，弹簧被压缩，t1时刻二者速度相等，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，系统动能最小；然后弹簧逐渐恢复原长，m2依然加速，m1先减速为零，然后反向加速，t2时刻，弹簧恢复原长状态，由于此时两物块速度相反，因此弹簧的长度将逐渐增大，两木块均减速，当t3时刻，两木块速度相等，弹簧最长，弹簧弹性势能最大，系统动能最小，B错误，C正确； D．两物块和弹簧组成的系统动量守恒，选择从开始到t1时刻列方程可知 将v1=3m/s，v2=1m/s代入得 m1：m2=1：2 D正确。 故选ACD。 三、非选择题（共56分） 11. 在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上，如图甲所示。已知双缝间的距离为d，在距离双缝L处的屏上，用测量头测量条纹间宽度。 (1)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图乙所示；然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，记下此时如图丙所示的手轮上的示数为___________mm，求得相邻亮纹的间距Δx为___________mm； (2)波长的表达式λ=___________（用Δx、L、d表示）； (3)若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将___________（选填“变大”“不变”或“变小”）； 【答案】 ① 13.870 ②. 2.310 ③. ④. 变小 【解析】 【详解】(1) [1][2]第1条亮纹在手轮上对应的示数2.320mm；第6条亮纹对应的手轮上的示数为13.5mm+0.01mm×37.0=13.870mm 求得相邻亮纹的间距 (2)[3]根据 可得波长的表达式 (3)[4]若改用频率较高的单色光照射，则波长变小，根据 得到的干涉条纹间距将变小； 12. 某兴趣小组利用多用电表测量某种电池的电动势E和内阻r（约），其实验电路如图甲所示，其中R为电阻箱，定值电阻，实验步骤如下： （1）将多用电表的选择开关旋至直流电压挡，将一支表笔接电路中的a点，闭合开关S，另一支表笔接电路中的__________（选填“b”或“c”）点，调节电阻箱并记下其阻值R和电压表的示数U，接a点的那支表笔是__________（选填“红”或“黑”）表笔； （2）多次改变电阻箱的阻值R，记录下对应的电压U； （3）以为纵轴、为横轴，根据实验数据作出图线如图乙所示； （4）若不考虑多用电表对电路的影响，结合图乙可知，电池的电动势__________，内阻__________（计算结果均保留两位有效数字）。 【答案】 ① ②. 红 ③. 9.1 ④. 1.7 【解析】 【详解】（1）[1]由题意可知，由于电池的内阻较小，为了使路端电压变化明显，应增大电池的等效内阻，因此将一支表笔接电路中的a点，闭合开关S，另一支表笔接电路中的b点。 [2]电阻箱的电流由a到b，可知a端的电势高，b端电势低，因此接a点的那支表笔是红表笔。 （4）[3]由闭合电路欧姆定律可得 整理可得 则有图像纵轴截距 解得 [4]则有图像斜率 解得 13. 如图所示，一个圆柱形储油桶。当桶内加入一定深度的油，让一束光从空气斜射到油的表面，使入射角为=45°，测得油中的折射角=30°。已知光在真空中的光速为c=3.0×108m/s。（计算结果可以用根号形式表示）求： (1)油的折射率n； (2)光在油中传播的速度v的大小； (3)如果光由油斜射入空气，要使光线不射出液面，入射角至少为多大？ 【答案】(1)1.41；(2)；(3)45° 【解析】 【详解】(1)由题可知油的折射率为 (2)由可得光在油中传播的速度大小为 (3)又因为油斜射入空气，则有 所以临界角为 要使光线恰好不射出液面，则有入射角等于临界角，即要使光线不射出液面，入射角至少为 14. 如图甲为一内壁光滑、导热性良好的竖直放置的汽缸，活塞密封一定质量的理想气体，某探究小组想要通过实验测量活塞的质量，测得静止时活塞到汽缸底部的距离为。接下来将汽缸缓慢转动至水平（图乙），稳定时测得活塞到汽缸底部的距离为。活塞的横截面积，大气压，。求： ①活塞的质量m为多少； ②早上完成上述实验时环境温度为，下午三点测得水平放置的汽缸中，活塞到汽缸底部的距离为，则此时环境温度为多少摄氏度。（计算结果保留一位小数） 【答案】①；② 【解析】 【详解】①对汽缸内气体，汽缸竖直放置时，设初态压强为，初态体积 汽缸水平放置时，末态压强为 末态体积 气体做等温变化，由玻意耳定律 得 对活塞，由根据平衡条件得 解得 ②汽缸水平放置时，对缸内气体，初态体积 初态温度 末态体积 设初态温度为，气体做等压变化，根据盖·吕萨克定律得 解得 得 15. 如图，相邻两个匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，设磁感应强度的大小分别为B1、B2，已知：磁感应强度方向相反且垂直纸面；两个区域的宽度都为d。质量为m、电荷量为+q的粒子由静止开始经电压恒为U的电场加速后，垂直于区域Ⅰ的边界线MN，从A点进入并穿越区域Ⅰ时速度方向与边界线xy成60°角进入区域Ⅱ，最后恰好不能从边界线PQ穿出区域Ⅱ，不计粒子重力。求： （1）B1的大小； （2）B1与B2的比值； （3）粒子从进入MN边界到第一次到达PQ边界所需时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设粒子经U加速后获得的速度为v，根据动能定理有 在区域Ⅰ的磁场中偏转，由洛伦兹力提供向心力，则有 粒子磁场Ⅰ中做匀速圆周运动，恰好不从上边界穿出，粒子与PQ相切，画出轨迹如图所示。由几何关系得 联立得 （2）两区域磁场方向相反（如Ⅰ垂直纸面向外，Ⅱ垂直纸面向里），则粒子的运动轨迹如图线ACD，带电粒子在区域Ⅱ的磁场中偏转，由洛伦兹力提供向心力，则有 由几何关系有 联立得 （3）由 解得 由图可得，粒子在磁场Ⅰ中运动时间 粒子在磁场Ⅱ中到达PQ边界时运动时间 综上则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$