精品解析：辽宁省沈阳市东北育才学校2024-2025学年高二下学期第二次月考物理试卷

2024-2025 学年度下学期高二年级物理科 第二次月考试卷 75分钟 满分：100分 一、选择题（本题共10小题共46分。第1-7小题单选每小题4分；第8-10小题多选每小题6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 1. 关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（　　） A. 炒菜时我们看到的烟气，是由于油烟颗粒在做布朗运动 B. 0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小 C. 在使两个分子间的距离由很远（r>10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大 D. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 2. 分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距r的关系图如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（　　） A. r1为分子的平衡位置 B. 从r1到r2的过程，Ep不断减小 C. 从r2到r3的过程，F先减小后增大 D. 图线a为分子势能与分子间距离的关系图线 3. 在近代物理学发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列图示的实验描述正确的是（　　） A. 卢瑟福通过甲图所示的实验，发现了质子 B. 康普顿在乙图所示的实验中，证明了光具有波动性 C. 贝克勒尔研究丙图中的放射线，提出了原子的核式结构模型 D. 戴维森和汤姆孙利用电子束穿过铝箔得到的丁图图样，证实电子具有波动性 4. 北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的。如图为氢原子能级图，则下列说法正确的是（ ） A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子 B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C. 大量处于能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66eV D. 用大量能量为3.6eV的光子持续照射处于基态的氢原子，可使其电离 5. 如图所示为卡诺循环过程的图像，该循环可以简化为一定质量理想气体由、两个等温过程和、两个绝热过程组成。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态A的温度低于状态D的温度 B. 在的过程中，气体从外界吸收热量 C. 过程气体单位体积内分子数增多 D. 过程气体对外界做的功大于过程外界对气体做的功 6. 如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲光的光子能量最大 B. 用乙光照射时饱和光电流最大 C. 用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D. 分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽 7. 惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以认为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中、、均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（ ） A. 多次改变图1中α角的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B. 在图2的测量过程中，单摆n次全振动的时间为 C. 多次改变斜面的倾角θ，只要得出就可以验证该结论成立 D. 在图2的测量过程中，满足关系 8. 如图所示，AB为空心圆管、C为可视为质点的小球，AB长度为，AB与C在同一竖直线上，AC之间距离为。零时刻，AB做自由落体运动，C从地面以初速度开始做竖直上抛运动，g取。若圆管、小球落地后均不反弹。则下列说法中正确的是（　　） A. 若要使小球在AB落地前从A端穿过AB，则应至少为2.5m/s B. 若要使小球在上升过程中从A端穿过AB，则应至少为8m/s C. 若，则共有三个时刻小球C与圆管A端距离为2m D. 若，则稍降低AC之间距离h后，小球C从A端穿过AB的用时将不变 9. 如图波源O垂直纸面做简谐运动，振动方程为，0时刻开始振动。所激发的横波在均匀介质中向四周传播，波速为2m/s，在空间中有一开有两小孔C、D的挡板，C、D离波源O的距离分别为3m、4m，C、D间距为4m，在挡板后有矩形ABCD区域，，E、F分别为AB、CD中点。下列说法正确的是（　　） A. EF线段的中点为振动减弱点 B. 在0~2s内C点经过的路程为16m C. AC连线之间只有一个加强点 D. 改变波源振动频率，AC点连线加强点的位置一定不变 10. 如图所示，两束激光束对称地射到上下对称的三棱镜上A和B点上，光线方向与三棱镜中心轴平行，A、B与三棱镜中心线距离为d。已知每束激光束的功率为。三棱镜的顶角为，对激光的折射率为。假若激光射到三棱镜后全部通过，不考虑反射光，下列说法正确的是（　　） A. 激光通过三棱镜后方向改变角 B. 若不计三棱镜左右厚度，则两激光束在中心轴上交点与三棱镜距离为 C. 激光束对三棱镜水平方向作用力大小为 D. 增加三棱镜顶角，激光可能不能通过三棱镜 二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分） 11. 某实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示。 （1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为________。 （2）若双缝相距为，双缝到屏间的距离为，相邻两个亮条纹中心的距离为，则光的波长表示为________（字母表达式），测得某两条亮条纹之间的间距的情况如图丙所示，其他数据为：，，测量的情况如图丙所示。由此可计算出该光的波长为：________m（结果保留两位有效数字）。 （3）丁图为实验装置简化示意图。为单缝，为双缝，屏上点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来点处的干涉条纹_______（“向上移动” “向下移动”“仍在点”） 12. 有一透明球形摆件如图甲所示，为了弄清该球形摆件的材质，某学习小组设计了一个实验来测定其折射率。 步骤如下： ①用游标卡尺测出该球形摆件的直径如图乙所示； ②用激光笔射出沿水平方向的激光束M照在球体上，调整入射位置，直到光束进出球体不发生偏折； ③用另一同种激光笔射出沿水平方向的激光束N照在球体上，调整入射位置，让该光束经球体上Q点折射进入球体，并恰好能与激光束M都从球面上同一点P射出； ④利用投影法测出入射点Q和出射点P之间的距离L，光路图如图丙所示。 请回答以下问题： （1）由图乙可知，该球形摆件的直径__________cm； （2）球形摆件对该激光的折射率__________（用D和L表示）； （3）继续调整激光束N的入射位置，__________（填“能”或“不能”）看到激光在球体内发生全反射。 三、计算题（本大题共3小题，共40分其中13题12分14题12分15题16分） 13. 设有钚的同位素离子静止在匀强磁场中，该离子沿与磁场垂直的方向放出粒子以后，变成铀的一个同位素离子，同时放出一个能量为的光子（已知，光速，普朗克常量）。 （1）试写出这一过程的核衰变方程。 （2）光子的波长为多少？ （3）若不计光子的动量，则粒子与铀核在该磁场中的回转半径之比为多少？ （4）若不计光子的动量，则粒子的动能为多少？（钚核质量，铀核质量，粒子的质量为， ） 14. 强行超车是道路交通安全的极大隐患之一，如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车分别以和的速度在限速的路面上匀速行驶，其中甲车车身长、货车车身长，某时刻货车在甲车前处，若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车，加速度大小为，假定货车速度保持不变，不计车辆变道和转向的时间及车辆的宽度，求： （1）甲车加速到最大速度所走的位移大小； （2）甲车在不超速的前提下完成超车的最短时间（结果保留2位小数）； 15. 如图所示，内壁光滑、高度均为h的绝热汽缸A、B，横截面积分别为4S和S，其底部由体积可忽略的细管连通，汽缸A的上端与大气连通，大气压强为，汽缸B的上端封闭。两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热活塞M、N，质量分别为和，两活塞下方封闭一定质量的氮气，活塞N上方封闭一定质量的氧气。当汽缸内气体温度为280K时系统处于静止状态，此时活塞M离汽缸顶的距离为，活塞N离汽缸顶的距离为。整个过程不漏气，气体均可视为理想气体，重力加速度大小为g。 （1）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞M恰好升至顶部时，求氮气的温度； （2）已知汽缸中氮气的内能为（T为氮气温度，α为常数），求第（1）问过程中氮气吸收的热量Q； （3）继续缓慢加热使活塞N上升，当活塞N上升时，氧气的温度为320K，求氧气的压强。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025 学年度下学期高二年级物理科 第二次月考试卷 75分钟 满分：100分 一、选择题（本题共10小题共46分。第1-7小题单选每小题4分；第8-10小题多选每小题6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 1. 关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（　　） A. 炒菜时我们看到的烟气，是由于油烟颗粒在做布朗运动 B. 0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，分子势能减小 C. 在使两个分子间的距离由很远（r>10-9m）减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减小后增大，分子势能不断增大 D. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和 【答案】B 【解析】 【详解】A．炒菜时的烟气颗粒较大，其运动主要由气流引起，并非布朗运动，布朗运动需显微镜观察，故A错误； B．0℃水结冰时体积膨胀，温度不变则分子平均动能不变，但放热导致内能减少，故分子势能减小，故B正确； C．分子间距由很远减小时，分子力先增大（引力阶段）后减小（过平衡点）再增大（斥力阶段），分子势能先减小后增大，故C错误； D．内能是分子动能与势能的总和，故D错误。 故选B。 2. 分子间作用力F、分子势能Ep与分子间距r的关系图如图中两条曲线所示。下列说法正确的是（　　） A. r1为分子的平衡位置 B. 从r1到r2的过程，Ep不断减小 C. 从r2到r3的过程，F先减小后增大 D. 图线a为分子势能与分子间距离的关系图线 【答案】B 【解析】 【详解】D．取无穷远处分子势能Ep=0，在r=r2时，分子势能最小，但不为零，此时分子力为零，所以a图线为分子间作用力与分子间距离的关系图线，b图线为分子势能与分子间距离的关系图线，故D错误； A．r2为分子的平衡位置，故A错误； B．从r1到r2的过程，Ep不断减小，故B正确； C．从r2到r3的过程，F先增大后减小，故C错误。 故选B。 3. 在近代物理学发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列图示的实验描述正确的是（　　） A. 卢瑟福通过甲图所示的实验，发现了质子 B. 康普顿在乙图所示的实验中，证明了光具有波动性 C. 贝克勒尔研究丙图中的放射线，提出了原子的核式结构模型 D. 戴维森和汤姆孙利用电子束穿过铝箔得到的丁图图样，证实电子具有波动性 【答案】D 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过甲图所示的实验，发现了原子的核式结构模型，故A错误； B．康普顿在乙图所示的实验中，证明了光具有粒子性，故B错误； C．贝克勒尔通过研究天然放射现象，说明原子核具有复杂结构，故C错误； D．戴维森和汤姆孙利用电子束穿过铝箔得到的丁图图样，证实电子具有波动性，故D正确。 故选D。 4. 北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的。如图为氢原子能级图，则下列说法正确的是（ ） A. 氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子 B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C. 大量处于能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66eV D. 用大量能量为3.6eV的光子持续照射处于基态的氢原子，可使其电离 【答案】C 【解析】 【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时需要吸收光子，故A错误； B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有6条亮线，分别是、、、、、能级之间跃迁产生的。故B错误； C．大量处于能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为能级产生的，能量大小为0.66eV。故C正确； D．若想使处于基态的氢原子电离，光子的能量最小需要，故D错误。 故选C。 5. 如图所示为卡诺循环过程的图像，该循环可以简化为一定质量理想气体由、两个等温过程和、两个绝热过程组成。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态A的温度低于状态D的温度 B. 在的过程中，气体从外界吸收热量 C. 过程气体单位体积内分子数增多 D. 过程气体对外界做的功大于过程外界对气体做的功 【答案】B 【解析】 【详解】A．过程，体积增大，气体对外做功，由于绝热过程，没有热交换，根据热力学第一定律，内能减少，温度降低，所以，又因为、都是等温过程，则有 故A错误； B．图像封闭区域面积表示全程气体对外做功大小，又内能不变，故气体从外界吸收热量，故B正确； C．由过程中，气体总分子数不变，体积变大，单位体积内分子数减小，故C错误； D．从温度不变，内能不变，从温度降低，内能减小，从温度不变，内能不变，从温度升高内能增大，且此时回到初始状态与初始内能相同，则过程内能减少量等于过程内能增加量，且这两个过程均绝热，故做功数值大小相等，即过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功，故D错误。 故选B。 6. 如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A. 甲光的光子能量最大 B. 用乙光照射时饱和光电流最大 C. 用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D. 分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据光电效应方程 根据动能定理 解得， 乙光对应的遏止电压较大，对应的光子能量最大，A错误； B．用甲光照射时饱和光电流最大，B错误； C．根据动能定理 解得 用乙光照射时光电子的最大初动能最大，C正确； D．乙光的光子能量最大，频率最高，波长最短，分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最窄，D错误。 故选C。 7. 惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以认为调节的实验环境：如图1所示，在水平地面上固定一倾角θ可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为α。在某次实验中，摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为；摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中、、均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（ ） A. 多次改变图1中α角的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B. 在图2的测量过程中，单摆n次全振动的时间为 C. 多次改变斜面的倾角θ，只要得出就可以验证该结论成立 D. 在图2的测量过程中，满足关系 【答案】C 【解析】 【详解】A．等效重力加速度 所以若要获得不同的等效重力加速度，可以多次改变图1中角的大小，故A错误； B．由图2可知，单摆一次全振动的时间，单摆n次全振动的时，故B错误； C．根据单摆的周期公式可知若单摆做简谐运动的周期T与等效重力加速度的二次方根成反比，即 因为 则有 所以若多次改变斜面的倾角θ，满足 则可验证结论成立，故C正确； D．摆球自然悬垂时，通过力传感器测得摆线的拉力为，根据平衡条件有 在图2的测量过程中，摆球在A位置有 摆球在B位置有 摆球从A位置运动到B位置过程有 解得 故D错误。 故选C。 8. 如图所示，AB为空心圆管、C为可视为质点的小球，AB长度为，AB与C在同一竖直线上，AC之间距离为。零时刻，AB做自由落体运动，C从地面以初速度开始做竖直上抛运动，g取。若圆管、小球落地后均不反弹。则下列说法中正确的是（　　） A. 若要使小球在AB落地前从A端穿过AB，则应至少为2.5m/s B. 若要使小球在上升过程中从A端穿过AB，则应至少为8m/s C. 若，则共有三个时刻小球C与圆管A端距离为2m D. 若，则稍降低AC之间距离h后，小球C从A端穿过AB的用时将不变 【答案】CD 【解析】 【详解】A．在AB落地前，小球与AB空心圆管的加速度均为重力加速度，则小球相对于AB空心圆管向上做速度为的匀速运动，小球从地面到穿过AB所用时间为 AB空心圆管做自由落体运动的时间为 若要使小球在AB落地前从A端穿过AB，则有 联立解得 故A错误； B．小球上升的时间为 若要使小球在上升过程中从A端穿过AB，则有 即有 解得 故B错误； C．若v0=8m/s，则小球从地面到穿过AB所用时间为 可知小球在圆管A端下面时，存在一时刻小球C与圆管A端距离为2m，小球相对圆管向上经过B端和向下经过B端时刚好与圆管A端距离为2m，故C正确； D．若v0=12m/s，则有 则小球在圆管AC落到前已经穿过AB，由于穿过过程小球相对于圆管做匀速运动，从A端穿过AB的所用时间为 可知稍降低AC之间距离h后，小球C从A端穿过AB的用时将不变，故D正确。 故选CD。 9. 如图波源O垂直纸面做简谐运动，振动方程为，0时刻开始振动。所激发的横波在均匀介质中向四周传播，波速为2m/s，在空间中有一开有两小孔C、D的挡板，C、D离波源O的距离分别为3m、4m，C、D间距为4m，在挡板后有矩形ABCD区域，，E、F分别为AB、CD中点。下列说法正确的是（　　） A. EF线段的中点为振动减弱点 B. 在0~2s内C点经过的路程为16m C. AC连线之间只有一个加强点 D. 改变波源振动频率，AC点连线加强点的位置一定不变 【答案】AC 【解析】 【详解】A．波的周期为 波长为 设EF线段的中点为M，则 两种路径到M点波程差为 所以EF线段的中点为振动减弱点。故A正确； B．波到C点的时间为 在0~2s内C点振动时间 经过的路程为 2A=4m 故B错误； C．设AC连线之间的加强点到C点距离为x，则两种路径到加强点的波程差 当 n=1，x=7.5m>3m（舍去） n=2， n=3，x=-0.9m（舍去） 因此AC连线之间只有一个加强点。故C正确； D．改变波源振动频率，根据公式 可知，之前加强点的波程差不一定等于频率改变后的加强点的波程差。故AC点连线加强点的位置可能改变。故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，两束激光束对称地射到上下对称的三棱镜上A和B点上，光线方向与三棱镜中心轴平行，A、B与三棱镜中心线距离为d。已知每束激光束的功率为。三棱镜的顶角为，对激光的折射率为。假若激光射到三棱镜后全部通过，不考虑反射光，下列说法正确的是（　　） A. 激光通过三棱镜后方向改变角 B. 若不计三棱镜左右厚度，则两激光束在中心轴上交点与三棱镜距离为 C. 激光束对三棱镜水平方向作用力大小为 D. 增加三棱镜顶角，激光可能不能通过三棱镜 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．两束激光进入三棱镜时，垂直入射则沿平行于对称轴的方向在三棱镜内传播，在射出三棱镜界面时，发生折射，由几何知识可知入射角为30°，根据 可知，其折射角为60°。所以由几何关系得，激光通过三棱镜后方向改变30°，故A错误； B．若不计三棱镜左右厚度，则设两激光束在中心轴上交点与三棱镜距离为L，根据几何关系有 解得 故B正确； C．两束激光在内传播过三棱镜的光子数可表示为 光子的总动量为 两束激光通过介质后，动量的大小不变，两束光方向偏折，水平方向上动量的变化量为 根据动量定理有 可得 故C正确； D．增加三棱镜顶角，由几何关系可知，出射光线的入射角随之增加，当达到临界角，则激光不能通过三棱镜。故D正确。 故选BCD。 二、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分） 11. 某实验小组成员用双缝干涉实验装置测光的波长，装置如图甲所示。 （1）为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为________。 （2）若双缝相距为，双缝到屏间的距离为，相邻两个亮条纹中心的距离为，则光的波长表示为________（字母表达式），测得某两条亮条纹之间的间距的情况如图丙所示，其他数据为：，，测量的情况如图丙所示。由此可计算出该光的波长为：________m（结果保留两位有效数字）。 （3）丁图为实验装置简化示意图。为单缝，为双缝，屏上点处为一条亮条纹。若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则可以观察到原来点处的干涉条纹_______（“向上移动” “向下移动”“仍在点”） 【答案】（1）凸透镜 （2） ①. ②. 5.6×10-7 （3）向上移动 【解析】 【小问1详解】 需要将灯泡的发出的光变为点光源，因此为保证实验顺利进行，A处应安装的光学仪器为凸透镜； 【小问2详解】 [1]由双缝干涉条纹间距公式 可得 [2]由图丙可知相邻两个亮条纹中心的距离为 光的波长为 【小问3详解】 如图 若实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，则，所以光程差为零的亮纹应出现在O点上方，所以可以观察到原来O点处的干涉条纹向上移动。 12. 有一透明球形摆件如图甲所示，为了弄清该球形摆件的材质，某学习小组设计了一个实验来测定其折射率。 步骤如下： ①用游标卡尺测出该球形摆件的直径如图乙所示； ②用激光笔射出沿水平方向的激光束M照在球体上，调整入射位置，直到光束进出球体不发生偏折； ③用另一同种激光笔射出沿水平方向的激光束N照在球体上，调整入射位置，让该光束经球体上Q点折射进入球体，并恰好能与激光束M都从球面上同一点P射出； ④利用投影法测出入射点Q和出射点P之间的距离L，光路图如图丙所示。 请回答以下问题： （1）由图乙可知，该球形摆件的直径__________cm； （2）球形摆件对该激光的折射率__________（用D和L表示）； （3）继续调整激光束N的入射位置，__________（填“能”或“不能”）看到激光在球体内发生全反射。 【答案】（1）5.20 （2） （3）不能 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，该球形摆件的直径 【小问2详解】 设入射角为，折射角为，如图所示 则有， 根据光的折射规律可得 【小问3详解】 调整入射光束的入射位置，光线射出球体时的入射角始终等于射入球体时的折射角，而光线射入球体时的入射角小于，所以光线射出球体时的折射角必然小于，所以不能发生全反射。 三、计算题（本大题共3小题，共40分其中13题12分14题12分15题16分） 13. 设有钚的同位素离子静止在匀强磁场中，该离子沿与磁场垂直的方向放出粒子以后，变成铀的一个同位素离子，同时放出一个能量为的光子（已知，光速，普朗克常量）。 （1）试写出这一过程的核衰变方程。 （2）光子的波长为多少？ （3）若不计光子的动量，则粒子与铀核在该磁场中的回转半径之比为多少？ （4）若不计光子的动量，则粒子的动能为多少？（钚核质量，铀核质量，粒子的质量为， ） 【答案】（1）； （2）； （3）；（4）或者 【解析】 【分析】 【详解】核反应中遵循质量数守恒和电荷数守恒，故 由波长和能量的关系式 则变形代入数据可得 设衰变后，铀核速度为，粒子的速度为，根据动量守恒有 在磁场中洛伦兹力提供向心力即 则 （4）由能量守恒定律知，铀核与粒子的总动能 结合 得 14. 强行超车是道路交通安全的极大隐患之一，如图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车分别以和的速度在限速的路面上匀速行驶，其中甲车车身长、货车车身长，某时刻货车在甲车前处，若此时甲车司机开始迅速加速从货车左侧超车，加速度大小为，假定货车速度保持不变，不计车辆变道和转向的时间及车辆的宽度，求： （1）甲车加速到最大速度所走的位移大小； （2）甲车在不超速的前提下完成超车的最短时间（结果保留2位小数）； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 汽车甲、货车的初速度与限速数据分别为，， 甲车加速到最大速度过程，根据速度与位移的关系式有 解得 【小问2详解】 甲车加速到最大速度过程，根据速度公式有 解得 此时间内货车的位移 由于 表明甲在加速过程没有完成超车，之后匀速过程有， 若恰好超车，则有 甲车在不超速的前提下完成超车的最短时间 解得 15. 如图所示，内壁光滑、高度均为h的绝热汽缸A、B，横截面积分别为4S和S，其底部由体积可忽略的细管连通，汽缸A的上端与大气连通，大气压强为，汽缸B的上端封闭。两汽缸中各有一厚度可忽略的绝热活塞M、N，质量分别为和，两活塞下方封闭一定质量的氮气，活塞N上方封闭一定质量的氧气。当汽缸内气体温度为280K时系统处于静止状态，此时活塞M离汽缸顶的距离为，活塞N离汽缸顶的距离为。整个过程不漏气，气体均可视为理想气体，重力加速度大小为g。 （1）现通过电阻丝缓慢加热氮气，当活塞M恰好升至顶部时，求氮气的温度； （2）已知汽缸中氮气的内能为（T为氮气温度，α为常数），求第（1）问过程中氮气吸收的热量Q； （3）继续缓慢加热使活塞N上升，当活塞N上升时，氧气的温度为320K，求氧气的压强。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在活塞M上升过程中，氮气压强不变，活塞N保持静止，对氮气，初状态为 ， 末状态有 根据盖—吕萨克定律有 解得 （2）加热过程外界对气体做功 此过程活塞M受力平衡，则有 解得 根据热力学第一定律有 解得氮气吸收热量 （3）活塞M上升至顶部前，活塞N静止，由平衡条件有 解得 对氧气，初状态 ，， 末状态 ， 由理想气体状态方程有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $