精品解析：湖南省长沙市长郡中学2024-2025学年高二下学期期中考试物理试题

长郡中学2025年上学期高二期中考试 物理 时量：75分钟满分：100分 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14就发生放射性衰变，其半衰期约为5730年，反应方程分别为：，。以下说法中正确的是（　　） A. 轰击氮14的中子主要是热中子，热中子就是快中子 B. 碳14发生了衰变 C. 埋在地下植物中的碳14的半衰期与高空大气中的碳14的半衰期不同 D. 目前核电站广泛利用衰变技术获取核能并发电 2. 下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　） A. 布朗运动中，若微粒越小则单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越不明显 B. 一定质量的气体温度升高，单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数一定增多 C. 某气体的摩尔质量是，标准状态下的摩尔体积为，阿伏加德罗常数为，则每个气体分子在标准状态下的体积为 D. 一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 3. 对于下列所示的装置，说法正确的是（　　） A. 甲图中，法拉第利用该实验装置发现了电流的磁效应 B. 乙图中，两根通有方向相反电流的长直导线会相互吸引 C. 丙图中，不改变质谱仪各区域的电场磁场，击中底片同一位置的不同粒子比荷相同 D. 丁图中，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压有关 4. 为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来，小明同学设计了以下四种方案：图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行，图甲中在轮上固定闭合金属线圈，图乙中在轮上固定未闭合金属线圈；图丙、丁中磁场方向与轮子的转轴垂直，图丙中在轮上固定闭合金属线框，图丁中在轮上固定一些细金属棒。四种方案中效果最好的是（　　） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 5. 如图所示，在水平地面上固定一个U形汽缸，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁摩擦不计，外界大气压为，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则图中能反映汽缸内气体的压强随热力学温度变化的图像的是（　　） A. B. C. D. 6. 地铁车体和屏蔽门之间安装有光电传感器主要用于检测间隙中的异物，防止夹人事故。如图甲所示的光电传感器，若光线被挡住，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光只有两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A. 由题述可知光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV B. 光线发射器中发出的光有两种可见光 C. 若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小 D. 由题述可知，a光为氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光 二、选择题∶本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 下列有关四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中振荡电路正在充电 B. 图乙中当磁体靠近“干簧管”时，“干簧管”能起到开关的作用是由于电磁感应 C. 图丙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失 D. 图丁中变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关 8. 如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头P调节，副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（　　） A. 只减小物块对R的压力，电流表的示数增大 B. 只增大物块对R的压力，R0两端的电压增大 C. 只将滑动触头P向左滑动，电流表的示数增大 D. 只将滑动触头P向右滑动，R0两端的电压增大 9. 如图所示，质量为1kg的导体棒长为0.5m，电阻为1Ω，两端与长为1m的细软铜丝（电阻、质量可忽略）相连，悬挂在磁感应强度为1T、方向竖直向上的匀强磁场中。两细软铜丝之间可以接入一电流大小为I的恒流源，也可以直接短接。当铜丝之间接恒流源时，导体棒由纸面向里偏转，静止时铜丝与竖直方向夹角为θ=37°。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8.下列说法正确的是（　　） A. 导体棒中电流方向从b到a B. 恒流源提供的电流大小为10A C. 铜丝短接，将导体棒拉至铜丝与纸面一定夹角的某位置静止释放，最终导体棒会一直在竖直位置左右来回摆动 D. 铜丝短接，将导体棒拉至铜丝与纸面夹角θ=37°的位置静止释放，则运动全程导体棒产生的焦耳热为2J 10. 如图所示，在竖直平面内的虚线下方存在范围足够大、方向水平的匀强磁场，同一高度处磁感应强度大小相等，竖直方向上磁感应强度与距离关系满足B=ky，k为常量。将一竖直放置、边长为L的单匝正方形金属线框abcd从图示位置由静止释放，线圈质量为m、电阻为R，不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. 下落过程中线圈中的最大电流为 B. 下落过程中线圈中的最大电流为 C. 线圈下落高度h（已达最大电流）的过程中线圈中产生的焦耳热为 D. 线圈下落高度h（已达最大电流）的过程中线圈中产生的焦耳热为 三、非选择题：本大题共5题，共56分。 11. 某同学在验证玻意耳定律时，利用如图所示的装置进行了验证，先将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，注射器与压强传感器相连。现用外力缓慢地压注射器的活塞，同时记录封闭气体的体积V，压强传感器测出封闭气体的压强，通过所学知识回答下列问题： （1）关于该实验，下列说法正确的是________；（填选项前的字母） A. 实验时不需要保持注射器水平以准确测量压强 B. 实验时应迅速推拉活塞，并快速读数 C. 若实验中不慎将活塞拔出，迅速套上后可继续实验 （2）实验时，如果快速地压活塞，则气体的温度应________（填“升高”“不变”或“降低”）； （3）在实验时，在操作正常的情况下，由于天气的影响，使得环境的温度骤然下降，则下列图像正确的是________（填字母）。 A. B. C. D. 12. 某实验小组要将电流表G（铭牌标示：，）改装成量程为1V和3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按如图所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 （1）开关闭合前，滑片应移动到______（填“”或“”）端。 （2）根据要求和已知信息，电阻箱的阻值应调至______。 （3）当单刀双掷开关与连接时，电流表和标准电压表的示数分别为、，则电流表的内阻可表示为______。（结果用、、、表示） （4）校准电表时，发现改装后电压表两个量程的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。（填正确答案标号） A. 减小电阻箱的阻值 B. 增大电阻箱的阻值 C. 将滑动变阻器的滑片向端滑动 D. 将滑动变阻器的滑片向端滑动 13. 为了减轻振动，高级轿车一般配有空气悬挂，空气悬挂是一种以空气气囊替代传统物理弹簧的悬挂系统。空气弹簧可简化为充有气体的圆柱形密闭汽缸，活塞上固定有连杆，用于支撑轿车，当轿车有振动时，汽缸内的气体可以起到缓冲作用。如图为配有空气悬挂的轿车简化示意图，该轿车质量为M=2t，由4个空气弹簧支撑，每个空气弹簧的活塞面积为50cm²。车厢空载时，活塞到汽缸底部距离为12cm。若该轿车某次搭载4名乘客（包括驾驶员），每名乘客的平均质量m₀为50kg。大气压强为p₀=1.0×10⁵Pa，重力加速度g取10m/s²，空气弹簧内的气体可以视为理想气体，且其温度始终不变。 （1）空载时汽缸内气体压强多大？ （2）轿车搭载乘客后相比于空载，车体下降的距离为多少？ 14. 2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克磁约束核聚变实验装置创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的运行。某一磁约束装置如图所示，现有一个环形区域，其截面内圆半径，外圆半径，圆心均为点。环形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，已知磁感应强度大小为。A点为内圆右侧上一点，从A点可向各个方向发射质量为、电荷量为的带正电粒子，以不同速度垂直射入磁场，不计粒子重力，且不考虑粒子之间的相互作用力。（答案可用含根号与的表达式表示） （1）若带电粒子在A沿与内圆相切向上的方向射入磁场，刚好不穿越外圆边界，求粒子的速度大小； （2）若带电粒子以某一速度沿着方向垂直射入磁场，刚好不穿越外圆边界，求粒子从点射入磁场到再次返回A点时所需的时间。 15. 如图所示，两平行金属直导轨MP、NQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨左端与倾斜直导轨平滑连接，右端与半径为R的圆弧金属导轨相切于P、Q两点，MN右侧空间处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上匀强磁场中。图中两个完全相同的导体棒a、b，质量均为 m，电阻均为 r，长度均为 L。现让a棒从距MN高度为h处静止释放，当b棒运动到PQ处时，a、b恰好速度相同。此后使a棒保持静止，同时让 b棒在外力F作用下保持速度大小不变沿圆弧导轨运动到导轨最高处，导轨与导体棒接触良好，不计导轨电阻及一切摩擦，已知重力加速度为g，求： （1）棒刚进入磁场时，a棒两端的电势差； （2）棒在水平轨道上运动过程中，通过a棒的电荷量； （3）外力F对b棒所做的功W。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长郡中学2025年上学期高二期中考试 物理 时量：75分钟满分：100分 一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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. 用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14就发生放射性衰变，其半衰期约为5730年，反应方程分别为：，。以下说法中正确的是（　　） A. 轰击氮14的中子主要是热中子，热中子就是快中子 B. 碳14发生了衰变 C. 埋在地下植物中的碳14的半衰期与高空大气中的碳14的半衰期不同 D. 目前核电站广泛利用衰变技术获取核能并发电 【答案】B 【解析】 【详解】A．热中子又称为慢中子，不是快中子，A错误； B．碳14衰变生成了粒子，所以发生的是衰变，B正确； C．半衰期与物质所处环境无关，故半衰期不变，C错误； D．目前核电站广泛利用重核裂变获取核能并发电，D错误。 故选B。 2. 下列关于分子运动和热现象的说法正确的是（　　） A. 布朗运动中，若微粒越小则单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越不明显 B. 一定质量的气体温度升高，单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数一定增多 C. 某气体的摩尔质量是，标准状态下的摩尔体积为，阿伏加德罗常数为，则每个气体分子在标准状态下的体积为 D. 一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热 【答案】D 【解析】 【详解】A．微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，则微粒越趋于不平衡，则布朗运动越明显，选项A错误； B．一定质量的气体温度升高，若体积变大，则分子数密度减小，则单位时间内撞击容器壁单位面积上的分子数不一定增多，故B错误； C．某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏加德罗常数为，则每个气体分子在标准状态下运动占据的空间的体积为，故C错误； D．一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据 可知气体温度升高，内能变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，那么它一定从外界吸热，故D正确。 故选D。 3. 对于下列所示的装置，说法正确的是（　　） A. 甲图中，法拉第利用该实验装置发现了电流的磁效应 B. 乙图中，两根通有方向相反电流的长直导线会相互吸引 C. 丙图中，不改变质谱仪各区域的电场磁场，击中底片同一位置的不同粒子比荷相同 D. 丁图中，回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压有关 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，奥斯特利用该实验装置发现了电流的磁效应，故A错误； B．乙图中，两根通电方向相反的长直导线相互排斥，故B错误； C．丙图中，粒子先加速，设加速电压为，则有 在速度选择器中，有 在偏转磁场中，有 联立解得 可知不改变质谱仪各区域的电场磁场，击中底片同一位置的粒子比荷相同，故C正确； D．丁图中，回旋加速器中带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，射出回旋加速器时有 可得 则带电粒子的最大速度与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，带电粒子的最大动能与回旋加速器的半径有关，与加速电压无关，故D错误。 故选C。 4. 为了使在磁场中转动的绝缘轮快速停下来，小明同学设计了以下四种方案：图甲、乙中磁场方向与轮子的转轴平行，图甲中在轮上固定闭合金属线圈，图乙中在轮上固定未闭合金属线圈；图丙、丁中磁场方向与轮子的转轴垂直，图丙中在轮上固定闭合金属线框，图丁中在轮上固定一些细金属棒。四种方案中效果最好的是（　　） A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁 【答案】C 【解析】 【详解】AB．图甲和图乙中当轮子转动时，穿过线圈的磁通量都是不变的，不会产生感生感应电流，则不会有磁场力阻碍轮子的运动，故AB错误； C．图丙中在轮上固定一些闭合金属线框，线框长边与轮子转轴平行，当轮子转动时会产生感应电动势，形成感应电流，则会产生磁场力阻碍轮子转动，使轮子很快停下来，故C正确； D．图丁中在轮上固定一些细金属棒，当轮子转动时会产生感应电动势，但是不会形成感应电流，则也不会产生磁场力阻碍轮子转动，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，在水平地面上固定一个U形汽缸，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知汽缸不漏气，活塞移动过程中与汽缸内壁摩擦不计，外界大气压为，活塞紧压小挡板。现缓慢升高汽缸内气体的温度，则图中能反映汽缸内气体的压强随热力学温度变化的图像的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意分析可知，最初活塞紧压着两个挡板，故活塞受到外部大气施加的向下的压力、内部大气施加的向上的支持力以及挡板施加的向上的支持力的作用处于平衡状态，随着汽缸内温度的升高，内部气体压强增大，内部大气对活塞施加的向上的支持力增大，而挡板施加的向上的支持力减小，故此过程为等容变化过程，在这个过程中，是一个定值，即在这个过程中，图像应该是一条过原点的倾斜直线；直到挡板施加的向上的支持力减为0后，汽缸内的气体压强等于外界大气压强，之后随着温度的升高，活塞会被向上慢慢顶起，这个过程是一个等压膨胀过程，即是一个定值，故随着温度的升高，汽缸内封闭气体的体积变大，在图像中是一条平行于轴的直线，D正确。 故选D。 6. 地铁车体和屏蔽门之间安装有光电传感器主要用于检测间隙中的异物，防止夹人事故。如图甲所示的光电传感器，若光线被挡住，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光只有两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为光单独照射光电管时产生的光电流与光电管两端电压的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，下列说法正确的是（　　） A. 由题述可知光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV B. 光线发射器中发出的光有两种可见光 C. 若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小 D. 由题述可知，a光为氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光 【答案】C 【解析】 【详解】AB．光线发射器中发出的光子的能量分别为，， 可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，光线发射器中发出的光只有一种为可见光，再根据光电效应方程，E1照射光电管时光电子飞出阴极时的初动能最大为，故AB均错误； C．部分光线被遮挡，不改变光子能量，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，因为光子数量减少，则光电子数量减小，光电流变小，故C正确； D．由图丙可知，光遏止电压小于光遏止电压，由光电效应方程 遏止电压公式 得光能量小于光能量，则光为氢原子从能级跃迁到能级时发出的光，故D错误。 故选C。 二、选择题∶本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 下列有关四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中振荡电路正在充电 B. 图乙中当磁体靠近“干簧管”时，“干簧管”能起到开关的作用是由于电磁感应 C. 图丙中的双线绕法可减小绕线的漏磁现象，从而减小磁场能的损失 D. 图丁中变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对图甲，由图可知电容器的上极板带正电，若电路正在放电，电路中的电流方向应逆时针流动，由此判断振荡电路正在充电，故A正确； B．对图乙，干簧管是一种能够感知磁场的传感器，当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化相互吸引而接通，当磁体远离干簧管时，软磁性材料制成的簧片失去磁性，两簧片又分开，经常被用于控制电路的通断，不是电磁感应原理，故B错误； C．对图丙，采用双线绕法时，相邻导线中电流方向相反，电流的磁效应可相互抵消，从而减小电阻的感抗，故C错误； D．对图丁，变化的磁场产生电场是一个普遍规律，与闭合电路是否存在无关，故D正确。 故选AD。 8. 如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头P调节，副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（　　） A. 只减小物块对R的压力，电流表的示数增大 B. 只增大物块对R的压力，R0两端的电压增大 C. 只将滑动触头P向左滑动，电流表的示数增大 D. 只将滑动触头P向右滑动，R0两端的电压增大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．只减小物块对的压力，则阻值增大，次级电阻增大，次级电流变小，则初级电流变小，即电流表的示数变小，选项A错误； B．只增大物块对的压力，则阻值变小，因次级电压不变，可知两端的电压增大，选项B正确； C．只将滑动触头向左滑动，次级匝数减小，根据则次级电压减小，次级电流减小，根据可知，次级功率减小，则初级功率也减小，初级电流减小，即电流表的示数减小，选项C错误； D．只将滑动触头向右滑动，次级匝数增加，则次级电压变大，则两端的电压增大，选项D正确。 故选BD。 9. 如图所示，质量为1kg的导体棒长为0.5m，电阻为1Ω，两端与长为1m的细软铜丝（电阻、质量可忽略）相连，悬挂在磁感应强度为1T、方向竖直向上的匀强磁场中。两细软铜丝之间可以接入一电流大小为I的恒流源，也可以直接短接。当铜丝之间接恒流源时，导体棒由纸面向里偏转，静止时铜丝与竖直方向夹角为θ=37°。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8.下列说法正确的是（　　） A. 导体棒中电流方向从b到a B. 恒流源提供的电流大小为10A C. 铜丝短接，将导体棒拉至铜丝与纸面一定夹角的某位置静止释放，最终导体棒会一直在竖直位置左右来回摆动 D. 铜丝短接，将导体棒拉至铜丝与纸面夹角θ=37°的位置静止释放，则运动全程导体棒产生的焦耳热为2J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．导体棒向纸面内偏转，则其所受的安培力垂直纸面向里，结合左手定则可知电流从b流向a，故A正确； B．根据受力分析，由平衡条件可得 则A 故B错误； CD．铜丝短接，导体棒切割磁感线，会在回路中产生电流，进而使导体棒受安培力。整个运动过程中安培力做负功，最后静止在竖直位置。根据功能关系，重力做功等于克服安培力做功，等于导体棒产生的热量，为，故C错误，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，在竖直平面内的虚线下方存在范围足够大、方向水平的匀强磁场，同一高度处磁感应强度大小相等，竖直方向上磁感应强度与距离关系满足B=ky，k为常量。将一竖直放置、边长为L的单匝正方形金属线框abcd从图示位置由静止释放，线圈质量为m、电阻为R，不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　） A. 下落过程中线圈中的最大电流为 B. 下落过程中线圈中的最大电流为 C. 线圈下落高度h（已达最大电流）的过程中线圈中产生的焦耳热为 D. 线圈下落高度h（已达最大电流）的过程中线圈中产生的焦耳热为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当线圈受到的安培力等于重力时，线圈的竖直方向速度达到最大，即此时线圈中的电流最大，设此时线圈下落高度为，则边所处位置的磁感应强度为 边所处位置的磁感应强度为 解得线圈中的最大电流为，故A错误，B正确； CD．设线圈中电流最大时线圈的速度为，则线圈下落高度时，边切割产生的感应电动势为 边切割产生的感应电动势为 线圈的感应电动势为 根据闭合电路欧姆定律有 解得线圈下落高度时，线圈的速度为 根据能量守恒有 解得线圈下落高度（已经是最大电流）的过程中线圈中产生的焦耳热为 故C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题：本大题共5题，共56分。 11. 某同学在验证玻意耳定律时，利用如图所示的装置进行了验证，先将一定质量的空气封闭在导热性能良好的注射器内，注射器与压强传感器相连。现用外力缓慢地压注射器的活塞，同时记录封闭气体的体积V，压强传感器测出封闭气体的压强，通过所学知识回答下列问题： （1）关于该实验，下列说法正确的是________；（填选项前的字母） A. 实验时不需要保持注射器水平以准确测量压强 B. 实验时应迅速推拉活塞，并快速读数 C. 若实验中不慎将活塞拔出，迅速套上后可继续实验 （2）实验时，如果快速地压活塞，则气体的温度应________（填“升高”“不变”或“降低”）； （3）在实验时，在操作正常的情况下，由于天气的影响，使得环境的温度骤然下降，则下列图像正确的是________（填字母）。 A. B. C. D. 【答案】（1）A （2）升高 （3）C 【解析】 【详解】（1） A．气体的气压不随注射器位置改变而改变，所以实验时不需要保持注射器水平，故A正确； B．实验时应缓慢推拉活塞，待稳定后读数，且迅速推拉活塞会导致产生的气体温度发生变化来不及与外界达到热平衡，故B错误； C．若实验中不慎将活塞拔出，则必须废除之前获得的数据，重新实验，故C错误。 故选A。 （2）实验过程中气体压缩太快，温度升高后热量不能快速释放，气体温度会升高。 （3）根据可知，某小组在一次实验过程中，环境温度突然降低，则图像的斜率将减小。 故选C。 12. 某实验小组要将电流表G（铭牌标示：，）改装成量程为1V和3V的电压表，并用标准电压表对其进行校准。选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按如图所示连接电路，其中虚线框内为改装电路。 （1）开关闭合前，滑片应移动到______（填“”或“”）端。 （2）根据要求和已知信息，电阻箱的阻值应调至______。 （3）当单刀双掷开关与连接时，电流表和标准电压表的示数分别为、，则电流表的内阻可表示为______。（结果用、、、表示） （4）校准电表时，发现改装后电压表两个量程的读数始终比标准电压表的读数偏大，经排查发现电流表内阻的真实值与铭牌标示值有偏差，则只要________即可。（填正确答案标号） A. 减小电阻箱的阻值 B. 增大电阻箱的阻值 C. 将滑动变阻器的滑片向端滑动 D. 将滑动变阻器的滑片向端滑动 【答案】（1）M （2）1500 （3） （4）B 【解析】 【小问1详解】 由图可知，该滑动变阻器采用分压式接法，为了电路安全，在开关闭合前，滑片应移到端； 【小问2详解】 当开关接时，电压表量程为1V，根据欧姆定律 解得 【小问3详解】 当开关接时，根据欧姆定律 可得电流表的内阻可表示为 【小问4详解】 校准电表时，发现改装后电压表两个量程的读数始终比标准电压表的读数偏大，可知电流表内阻的真实值小于铭牌标示值，则只要增大电阻箱的阻值即可。 13. 为了减轻振动，高级轿车一般配有空气悬挂，空气悬挂是一种以空气气囊替代传统物理弹簧的悬挂系统。空气弹簧可简化为充有气体的圆柱形密闭汽缸，活塞上固定有连杆，用于支撑轿车，当轿车有振动时，汽缸内的气体可以起到缓冲作用。如图为配有空气悬挂的轿车简化示意图，该轿车质量为M=2t，由4个空气弹簧支撑，每个空气弹簧的活塞面积为50cm²。车厢空载时，活塞到汽缸底部距离为12cm。若该轿车某次搭载4名乘客（包括驾驶员），每名乘客的平均质量m₀为50kg。大气压强为p₀=1.0×10⁵Pa，重力加速度g取10m/s²，空气弹簧内的气体可以视为理想气体，且其温度始终不变。 （1）空载时汽缸内气体压强多大？ （2）轿车搭载乘客后相比于空载，车体下降的距离为多少？ 【答案】（1）Pa （2）1 cm 【解析】 【小问1详解】 空载时对车厢与活塞整体受力分析有 得Pa 【小问2详解】 载客后对车厢与活塞整体受力分析有 得Pa 对气体根据玻意耳定律 得cm 则活塞下降的距离为cm 14. 2025年1月20日，中国“人造太阳”全超导托卡马克磁约束核聚变实验装置创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的运行。某一磁约束装置如图所示，现有一个环形区域，其截面内圆半径，外圆半径，圆心均为点。环形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，已知磁感应强度大小为。A点为内圆右侧上一点，从A点可向各个方向发射质量为、电荷量为的带正电粒子，以不同速度垂直射入磁场，不计粒子重力，且不考虑粒子之间的相互作用力。（答案可用含根号与的表达式表示） （1）若带电粒子在A沿与内圆相切向上的方向射入磁场，刚好不穿越外圆边界，求粒子的速度大小； （2）若带电粒子以某一速度沿着方向垂直射入磁场，刚好不穿越外圆边界，求粒子从点射入磁场到再次返回A点时所需的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知当粒子从A点与内圆相切向上射入磁场，轨迹恰好与外圆相切，根据几何关系有 解得 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有 则 【小问2详解】 当带电粒子以某一速度射入磁场时，粒子的运动轨迹恰好与外圆相切，此时粒子不穿过外圆边界，如图乙所示 根据几何关系有 解得 洛伦兹力提供带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有 解得 带电粒子以速度射入磁场中时，根据几何关系有 解得 故其运动轨迹如图丙所示 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动周期为 带电粒子在磁场中运动的圆心角为。第一次回到A点在磁场中运动的时间为 带电粒子在磁场外做匀速直线运动，第一次回到A点在磁场外所用的时间为 带电粒子从A点进入磁场到其第一次回到该点所需要的时间 解得 15. 如图所示，两平行金属直导轨MP、NQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨左端与倾斜直导轨平滑连接，右端与半径为R的圆弧金属导轨相切于P、Q两点，MN右侧空间处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上匀强磁场中。图中两个完全相同的导体棒a、b，质量均为 m，电阻均为 r，长度均为 L。现让a棒从距MN高度为h处静止释放，当b棒运动到PQ处时，a、b恰好速度相同。此后使a棒保持静止，同时让 b棒在外力F作用下保持速度大小不变沿圆弧导轨运动到导轨最高处，导轨与导体棒接触良好，不计导轨电阻及一切摩擦，已知重力加速度为g，求： （1）棒刚进入磁场时，a棒两端的电势差； （2）棒在水平轨道上运动过程中，通过a棒的电荷量； （3）外力F对b棒所做的功W。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 依题意，棒进入磁场前，有 刚进入磁场时，电动势大小为 a、b棒构成回路，可得 联立，解得 【小问2详解】 、b棒在水平导轨上共速时，有 b棒中瞬时电流为I，则对b棒有 电路中流过的电荷量 联立，解得 【小问3详解】 棒在圆弧轨道上电动势大小为 其中为b棒在圆弧轨道上运动的圆心角，由能量转化守恒，外力F做的功转化为增加的重力势能和电路产生的焦耳热， 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $