精品解析：河南省驻马店市新蔡县第一高级中学2024-2025学年高三上学期9月月考物理试题

新蔡县第一高级中学高三2024年9月份月考物理试题 一、选择题（本题共10小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一个选项正确,每小题4分;第题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分） 1. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量减小 C. 线圈a有扩张的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大 2. 小草在微风中会左右摇摆，有人受此启发设计了微风摇摆发电装置，其原理简化图如图所示。空间中存在垂直于纸面的匀强磁场，微风使导体棒在两固定的平行金属导轨之间垂直于磁场方向往复运动，此时导体棒相当于电源，可通过金属导轨对外供电。将导体棒的运动视为简谐运动，其速度随时间的变化规律为。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，两导轨的间距和导体棒的长度均为L，导体棒的电阻为r，导体棒始终与导轨垂直，导轨和导线的电阻均不计。若使其对阻值为R的电阻供电，则一个周期内电阻R产生的焦耳热为（ ） A. B. C. D. 3. LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，电流方向为顺时针且电流正在增大，下列说法正确的是（ ） A. 该时刻电容器上极板带正电荷 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 该时刻线圈的自感电动势正在增大 D. 若线圈的自感系数增大，振荡电路的频率增大 4. 工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示，、、是定值电阻，，，是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重，没装料时，g取。下列说法中正确的是（　　） A. 阻值为 B. 装料时，的阻值逐渐变大，的值逐渐变小 C. 拉力越大应变片电阻阻值也变大，传感器的示数也变大 D. 应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量 5. 下列四幅图的有关说法中不正确的是（　　） A. 分子间距离为时，分子间引力和斥力恰好等大，体现为分子力等于0 B. 如图所示的布朗运动轨迹图正是液体分子热运动的直接反映 C. 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，这种规则性分布是单晶体物质在某些性质上体现出各向异性的微观原因 D. 牛角点火器中猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可视做是绝热变化 6. 如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是（　　） A. 悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 B. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 C. 悬浮微粒的无规则运动，是悬浮微粒分子的无规则运动的结果 D. 液体温度越高，悬浮微粒运动越剧烈 7. 电子双缝干涉实验是世界十大经典物理实验之一、某实验中学的物理兴趣小组在实验室再现了电子双缝干涉实验。实验时使电子垂直射到双缝上。如图所示，M点为光屏上的一固定点，欲使OM间亮条纹数增加，可行的措施为（　　） A. 仅增大电子的动量 B. 仅减小电子的动量 C. 仅将光屏稍靠近双缝屏 D. 仅减小双缝之间的距离 8. 如图所示，在铅制盒子中存放有放射性元素铀，射线只能从盒子上的小孔射出，形成细细的一束。在射线经过的区域施加垂直于纸面向外的匀强磁场，发现射线分裂成了1、2和3三束，则（　　） A. 射线1带负电 B. 射线2为X射线，穿透能力最强 C. 射线3的粒子与光照射金属时所逸出的带电粒子是同一种粒子 D. 三束射线速度大小不同，穿透能力也不同 9. 如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，R是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（ ） A. 时，理想变压器的输出功率最大 B. 理想变压器的最大输出功率为 C. 理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为 D. 时，滑动变阻器消耗的功率最大 10. 光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，磁感应强度为B，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，圆的半径为R。如图所示，一质量为m、电荷量为q的粒子从P点沿方向射入，与筒壁发生碰撞后反弹。假设粒子每次碰撞前、后动能不变，碰撞时间极短，电荷量不变，重力不计。下列说法正确的是（　　） A. 射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短 B. 粒子能从小孔射出的最短时间为 C. 调节射入小孔时粒子速度大小，粒子运动轨迹可能通过圆心 D. 从小孔射出的粒子的速度大小可能超过 二、实验题（本题共2小题,每空2分,共16分,把答案填写在答题卡上） 11. 某学习小组在练习使用多用电表的同时，对多用电表进行了探究。请回答下列问题： （1）如图1所示为污水监测仪的核心部分，上下两块矩形金属极板平行正对置于排液口，排液口厚度d用20分度的游标卡尺测得如图2所示，d=______mm，有一匀强磁场垂直于侧面向里，污水中含有大量的负离子，污水的流向如图所示时，在导体的上、下表面间可用多用电表直流电压挡测得其电压，测量时，多用电表的红表笔接______表面（填“上”或“下”）。 （2）某同学设计出如图3所示电路用来测量电阻，已知电流计G的内阻为100Ω。该同学进行了如下操作步骤： 第一步：A、B两表笔断开时，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流计满偏； 第二步：保持滑动变阻器滑片的位置不动，将A、B两表笔间接入电阻箱，改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数和对应的电流计示数I； 第三步：将记录的各组、I的数据进行整理，画出了如图4所示的图像。 则电源的电动势为______V，在第一步中回路的总电阻为______Ω。 12. 在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组p-V图线。 （1）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了_______________________，为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为_________图线； （2）两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是（　　） A. 两组实验环境温度不同 B. 两组封闭气体的质量不同 C. 某组器材的气密性不佳 D. 某组实验中活塞移动太快 （3）某小组缓慢推活塞进行实验得到了数据图像①，验证了“玻意耳定律”，在这个过程中，理想气体________（选填“吸热”、“放热”或 “无热交换”）。 三、计算题（本题共3小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位） 13. 某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好。室温时气体的体积，将汽缸竖直放置于恒为2℃的水中，稳定后封闭气体的体积。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气，阿伏加德罗常数。（取） （1）求室温是多少； （2）若已知该气体在、0℃时的摩尔体积为22.4L/mol，求汽缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字） （3）若已知该气体内能U与温度T满足，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q。 14. 设有功率为的点光源，离点光源处有一薄钾片。假定薄钾片中的电子可以在半径约为原子半径的圆面积范围内收集能量，已知一个电子脱离钾表面所需的能量约为（） （1）试求电子从照射到逸出所需要的时间t； （2）如果光源发出的是波长的单色光，试求单位时间内打到钾片上的光子数。 15. 如图所示，在P点有一粒子源可发射质量为m、电荷量为的粒子。以O为圆心有一大圆与小圆，大圆半径为r，大圆外存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，大圆与小圆之间的区域存在方向沿半径向外的辐向电场，不计粒子重力。 （1）若粒子源垂直OP向下射出速率为的粒子，求粒子在磁场中运动的半径与周期； （2）若，现以某一速度垂直OP方向向上发射粒子，使粒子恰能沿半径方向进入大圆内，且运动到小圆处速度为零。 ①求大小两圆间的电势差U； ②求该粒子再次回到P点时在磁场中经历的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新蔡县第一高级中学高三2024年9月份月考物理试题 一、选择题（本题共10小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,第题只有一个选项正确,每小题4分;第题有多个选项正确,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分） 1. 如图所示，圆环形导体线圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一竖直螺线管b，二者轴线重合，螺线管b与电源、滑动变阻器连接成如图所示的电路。若将滑动变阻器的滑片P向下滑动，下列表述正确的是（　　） A. 线圈a中将产生沿顺时针方向（俯视）的感应电流 B. 穿过线圈a的磁通量减小 C. 线圈a有扩张的趋势 D. 线圈a对水平桌面的压力FN将增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当滑动触头P向下移动时电阻减小，由闭合电路欧姆定律可知通过线圈b的电流增大，穿过线圈a的磁通量增加，方向向下；根据楞次定律即可判断出线圈a中感应电流方向俯视应为逆时针，故AB错误； C．根据楞次定律，感应电流的产生总是阻碍引起感应电流的原因，因为滑动触头向下滑动导致穿过线圈a的磁通量增加，故只有线圈面积减少时才能阻碍磁通量的增加，故线圈a应有收缩的趋势，故C错误； D．开始时线圈a对桌面的压力等于线圈a的重力，当滑动触头向下滑动时，可以用“等效法”，即将线圈a和b看作两个条形磁铁，判断知此时两磁铁的N极相对，互相排斥，故线圈a对水平桌面的压力将增大，故D正确。 故选D。 2. 小草在微风中会左右摇摆，有人受此启发设计了微风摇摆发电装置，其原理简化图如图所示。空间中存在垂直于纸面的匀强磁场，微风使导体棒在两固定的平行金属导轨之间垂直于磁场方向往复运动，此时导体棒相当于电源，可通过金属导轨对外供电。将导体棒的运动视为简谐运动，其速度随时间的变化规律为。已知匀强磁场的磁感应强度大小为B，两导轨的间距和导体棒的长度均为L，导体棒的电阻为r，导体棒始终与导轨垂直，导轨和导线的电阻均不计。若使其对阻值为R的电阻供电，则一个周期内电阻R产生的焦耳热为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】导体棒切割磁感线产生电动势的瞬时值为 回路中电流的有效值为 一个周期内电阻产生的焦耳热为 故选C。 3. LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，电流方向为顺时针且电流正在增大，下列说法正确的是（ ） A. 该时刻电容器上极板带正电荷 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 该时刻线圈的自感电动势正在增大 D. 若线圈的自感系数增大，振荡电路的频率增大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由题意可知，该时刻电流方向为顺时针且电流正在增大，则磁场能正在增大，电场能正在减小，电容器正在放电，所以该时刻电容器上极板带正电荷，电容器两极板间电场强度正在变小，故A正确，B错误； C．由于电流正在增大，但电流的变化率正在减小，该时刻线圈的自感电动势正在减小，故C错误； D．根据 若线圈的自感系数增大，则振荡电路的频率减小，故D错误。 故选A。 4. 工业生产中需要物料配比的地方常用“吊斗式”电子秤，图甲所示的是“吊斗式”电子秤的结构图，其中实现称质量的关键性元件是拉力传感器。拉力传感器的内部电路如图所示，、、是定值电阻，，，是对拉力敏感的应变片电阻，其电阻值随拉力变化的图像如图乙所示，已知料斗重，没装料时，g取。下列说法中正确的是（　　） A. 阻值为 B. 装料时，的阻值逐渐变大，的值逐渐变小 C. 拉力越大应变片电阻阻值也变大，传感器的示数也变大 D. 应变片作用是把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量 【答案】C 【解析】 【详解】A．电路中，当没装料时，此时拉力等于料斗重，为，故应变片电阻为20kΩ，根据串并联电压关系，有 解得 故A错误； B．装料时，则拉力逐渐变大，应变片电阻的阻值逐渐变大，则两端电压逐渐增加，b点电势升高，故的值逐渐增加，故B错误，C正确； D．应变片作用是把物体拉力这个力学量转换为电压这个电学量，故D错误。 故选C。 5. 下列四幅图的有关说法中不正确的是（　　） A. 分子间距离为时，分子间引力和斥力恰好等大，体现为分子力等于0 B. 如图所示的布朗运动轨迹图正是液体分子热运动的直接反映 C. 食盐晶体中的钠、氯离子按一定规律分布，这种规则性分布是单晶体物质在某些性质上体现出各向异性的微观原因 D. 牛角点火器中猛推木质推杆，密闭的气体温度升高，压强变大，可视做是绝热变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．当分子间距离为时，分子间存在的引力和斥力大小相等，所以分子力整体的效果为0，故A正确，不符合题意； B．图中记录的是布朗微粒每隔一定时间所处位置的连线图，并不是运动轨迹图，由图可以看出悬浮微粒在做无规则运动，不能直接观察到液体分子的无规则运动，故B错误，符合题意； C．食盐晶体中的钠、氨离子按一定规律分布，具有空间上的周期性，这种规则性分布是单晶体物质在某些性质上体现出各向异性的微观原因，故C正确，不符合题意； D．猛推木质推杆，外界对气体做正功，密闭的气体温度升高，气体内能增大，压强变大，可视做是绝热变化，故D正确，不符合题意。 故选B。 6. 如图描绘了一颗悬浮微粒受到周围液体分子撞击的情景，以下关于布朗运动的说法正确的是（　　） A. 悬浮微粒越大，液体分子撞击作用的不平衡性表现得越明显 B. 布朗运动就是液体分子的无规则运动 C. 悬浮微粒的无规则运动，是悬浮微粒分子的无规则运动的结果 D. 液体温度越高，悬浮微粒运动越剧烈 【答案】D 【解析】 【详解】A．悬浮微粒越大，同一时刻撞击颗粒的液体分子数越多，液体分子对颗粒的撞击作用力越平衡，现象越不明显，故A错误； BC．布朗运动是悬浮在液体中固体小颗粒的无规则运动，是由于液体分子对颗粒撞击力不平衡造成的，所以布朗运动说明了液体分子不停地做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，也不是悬浮固体微粒的分子在做无规则运动。故BC错误； D．液体温度越高，液体分子做无规则运动越剧烈，液体分子对悬浮微粒的撞击越剧烈，悬浮微粒运动越剧烈，故D正确。 故选D。 7. 电子双缝干涉实验是世界十大经典物理实验之一、某实验中学的物理兴趣小组在实验室再现了电子双缝干涉实验。实验时使电子垂直射到双缝上。如图所示，M点为光屏上的一固定点，欲使OM间亮条纹数增加，可行的措施为（　　） A. 仅增大电子的动量 B. 仅减小电子的动量 C. 仅将光屏稍靠近双缝屏 D. 仅减小双缝之间的距离 【答案】AC 【解析】 【详解】根据可得，欲使OM间亮条纹数增加，则应使相邻两个亮条纹间距减小，故可以减小、，增大。 AB．根据德布罗意波公式可得，要使电子的波长减小，可以增大电子的动量，故A正确，B错误； C．仅将光屏稍靠近双缝屏，则减小，相邻两个亮条纹间距减小，故C正确； D．仅减小双缝之间的距离，则减小，相邻两个亮条纹间距增大，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，在铅制盒子中存放有放射性元素铀，射线只能从盒子上的小孔射出，形成细细的一束。在射线经过的区域施加垂直于纸面向外的匀强磁场，发现射线分裂成了1、2和3三束，则（　　） A. 射线1带负电 B. 射线2为X射线，穿透能力最强 C. 射线3的粒子与光照射金属时所逸出的带电粒子是同一种粒子 D. 三束射线速度大小不同，穿透能力也不同 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由左手定则可知1是α粒子，带正电，2是γ射线，不带电，3是β粒子，带负电，故A错误； B．射线2是γ射线，穿透本领最强，故B错误； C．射线3是β粒子，本质是电子，与光照射金属时所逸出的带电粒子是同一种粒子，故C正确； D．三种射线速度大小不同，其中α粒子速度最小，穿透能力最弱，电离本领最强，β粒子穿透能力和电离能力都较弱，γ射线速度最大，穿透本领最强，电离本领最弱，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，R是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（ ） A. 时，理想变压器的输出功率最大 B. 理想变压器的最大输出功率为 C. 理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为 D. 时，滑动变阻器消耗的功率最大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据题意，电源电动势有效值 如图： 假设原线圈中的电压为，电流为，可认为虚线框中为等效电阻 又 ，， 求得 ① 则电路可看成是由r和组成的电路，若使变压器输出功率最大，则的功率最大，根据 根据基本不等式，当 时，的输出功率最大，此时由①式可得 输出的最大功率 A正确， B错误； C．理想变压器的输出功率等于负载电阻总功率，则有 可得 故C错误； D．要使滑动变阻器上的功率最大，把r按照上述规则等效到副线圈中，有 求得 如图所示： 把虚线框看成是电源，内阻 当 时，滑动变阻器输出功率最大，此时 D正确。 故选AD。 10. 光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，磁感应强度为B，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，圆的半径为R。如图所示，一质量为m、电荷量为q的粒子从P点沿方向射入，与筒壁发生碰撞后反弹。假设粒子每次碰撞前、后动能不变，碰撞时间极短，电荷量不变，重力不计。下列说法正确的是（　　） A. 射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短 B. 粒子能从小孔射出的最短时间为 C. 调节射入小孔时粒子速度大小，粒子运动轨迹可能通过圆心 D. 从小孔射出的粒子的速度大小可能超过 【答案】BD 【解析】 【详解】A．速度越大粒子做圆周运动的半径越大，碰撞次数会可能增多，粒子运动时间不一定减少，故A错误； B．如图所示 由题意可知粒子射出磁场以后的圆心组成的多边形应该为以筒壁的内接圆的多边形，最少应该为三角形，如上图所示，最少经过2次碰撞，粒子就可能从小孔射出，由周期公式知 则运动时间为 故B正确； C．假设粒子运动过程过O点，则过P点的速度的垂线和OP连线的中垂线是平行的不能交于一点确定圆心，由圆形对称性撞击筒壁以后的A点的速度垂线和AO连线的中垂线依旧平行不能确定圆心，则粒子不可能过圆心O，故C错误； D．如图所示 当速度为时，由 由几何关系知，半径越大，粒子轨迹越接近O点 （） 解得 当小于时，从小孔射出的粒子的速度大小可能超过，故D正确。 故选BD。 二、实验题（本题共2小题,每空2分,共16分,把答案填写在答题卡上） 11. 某学习小组在练习使用多用电表的同时，对多用电表进行了探究。请回答下列问题： （1）如图1所示为污水监测仪的核心部分，上下两块矩形金属极板平行正对置于排液口，排液口厚度d用20分度的游标卡尺测得如图2所示，d=______mm，有一匀强磁场垂直于侧面向里，污水中含有大量的负离子，污水的流向如图所示时，在导体的上、下表面间可用多用电表直流电压挡测得其电压，测量时，多用电表的红表笔接______表面（填“上”或“下”）。 （2）某同学设计出如图3所示电路用来测量电阻，已知电流计G的内阻为100Ω。该同学进行了如下操作步骤： 第一步：A、B两表笔断开时，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流计满偏； 第二步：保持滑动变阻器滑片的位置不动，将A、B两表笔间接入电阻箱，改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数和对应的电流计示数I； 第三步：将记录的各组、I的数据进行整理，画出了如图4所示的图像。 则电源的电动势为______V，在第一步中回路的总电阻为______Ω。 【答案】（1） ①. 61.70 ②. 上 （2） ①. 4 ②. 200 【解析】 【小问1详解】 [1]根据游标卡尺的读数规律，该读数为 [2]根据左手定则可知，负离子所受洛伦兹力方向向下，金属下极板聚集负离子，可知金属上极板电势高于下极板，导体的上、下表面间用多用电表直流电压挡测其电压时，根据“红进黑出”，可知多用电表的红表笔接金属上表面。 【小问2详解】 [1][2] A、B两表笔断开时，闭合开关S，调节滑动变阻器R使电流计满偏，根据闭合电路欧姆定律有 保持滑动变阻器滑片的位置不动，将A、B两表笔间接入电阻箱，改变电阻箱阻值，记下电阻箱示数和对应的电流计示数I，根据闭合电路欧姆定律有 将上述函数变形有 结合图4有 ， 其中 解得 ， 12. 在“用DIS研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某组同学先后两次使用如图（a）所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图（b）所示两组p-V图线。 （1）实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了_______________________，为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，可将图线转化为_________图线； （2）两组图线经检验均符合反比例关系，由图判断导致①、②两组数据差异的原因可能是（　　） A. 两组实验环境温度不同 B. 两组封闭气体的质量不同 C. 某组器材的气密性不佳 D. 某组实验中活塞移动太快 （3）某小组缓慢推活塞进行实验得到了数据图像①，验证了“玻意耳定律”，在这个过程中，理想气体________（选填“吸热”、“放热”或 “无热交换”）。 【答案】（1） ①. 控制气体的温度不发生变化 ②. 或 （2）AB （3）放热 【解析】 【小问1详解】 [1]实验过程中应避免手握注射器含空气柱的部分，这是为了控制气体的温度不发生变化。 [2]根据理想气体状态方程 可得 或 为检验气体的压强p与体积V是否成反比例关系，能较直观的判定该关系，可将图线转化为或图像。 【小问2详解】 AB．根据，由曲线可知对于同一V值所对应的p值不同，故两组注射器内气体的p与V的乘积不相等，可知当气体质量一定时，若两组实验环境温度T不同， pV乘积不等；同理，当两组封闭气体的质量不同时，pV乘积不等，故AB正确； CD．若某组器材的气密性不佳，在实验中会漏气，气体质量会持续变化，此时不可能得到反比例关系图线；同理，若某组实验中活塞移动太快，会使注射器内封闭气体的温度不断变化，此时图线也不可能符合反比例关系，故CD错误。 故选AB。 【小问3详解】 [1]缓慢推活塞，气体体积减小，外界对气体做功，而温度保持不变则气体内能不变，故气体放热。 三、计算题（本题共3小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位） 13. 某同学估测室温的装置如图所示，用绝热的活塞封闭一定质量的理想气体，汽缸导热性能良好。室温时气体的体积，将汽缸竖直放置于恒为2℃的水中，稳定后封闭气体的体积。不计活塞重力及活塞与缸壁间的摩擦，室内大气，阿伏加德罗常数。（取） （1）求室温是多少； （2）若已知该气体在、0℃时的摩尔体积为22.4L/mol，求汽缸内气体分子数目N；（计算结果保留两位有效数字） （3）若已知该气体内能U与温度T满足，则在上述过程中该气体向外释放的热量Q。 【答案】（1）302.5K （2）个 （3）1.325J 【解析】 【小问1详解】 由等压变化得 解得K 【小问2详解】 气体转为标准状况可视为等压变化 结合解得 根据阿伏伽德罗的计算公式有个 解得个 【小问3详解】 根据公式U=0.03T得初、末状态的气体的内能为， 内能变化量为 气体经历等压变化，外界对气体做功为 由热力学第一定律得 解得J，即气体向外界释放的热量为1.325J 14. 设有功率为的点光源，离点光源处有一薄钾片。假定薄钾片中的电子可以在半径约为原子半径的圆面积范围内收集能量，已知一个电子脱离钾表面所需的能量约为（） （1）试求电子从照射到逸出所需要的时间t； （2）如果光源发出的是波长的单色光，试求单位时间内打到钾片上的光子数。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）电子吸收能量的面积为，由光源发射的辐射均匀分布在以点光源为中心的球形波阵面上，该波阵面的面积为，所以钾片电子每秒吸收光源的能量为 假定这些能量全部为电子吸收，则所需的时间 但在实验中，没有测得这样长的滞后时间，按现代的实验断定，可能的滞后时间不会超过； （2）每个光子的能量 因此单位时间内打到钾片上的光子数为 15. 如图所示，在P点有一粒子源可发射质量为m、电荷量为的粒子。以O为圆心有一大圆与小圆，大圆半径为r，大圆外存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，大圆与小圆之间的区域存在方向沿半径向外的辐向电场，不计粒子重力。 （1）若粒子源垂直OP向下射出速率为的粒子，求粒子在磁场中运动的半径与周期； （2）若，现以某一速度垂直OP方向向上发射粒子，使粒子恰能沿半径方向进入大圆内，且运动到小圆处速度为零。 ①求大小两圆间的电势差U； ②求该粒子再次回到P点时在磁场中经历的时间。 【答案】（1）， （2）①，② 【解析】 【小问1详解】 粒子在磁场中，根据牛顿第二定律 解得粒子在磁场中运动的半径为 根据可知，粒子在磁场中运动的周期为 【小问2详解】 ①粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系可知 解得 根据牛顿第二定律 解得 粒子在两圆之间运动过程中，根据动能定理 解得 ②粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系可知，粒子在磁场中运动的总的圆心角为 所以，该粒子再次回到P点时在磁场中经历的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $