精品解析：广东省梅州市2024-2025学年高二下学期7月期末考试物理试题

梅州市高中期末考试试卷（2025.7） 高二物理 本试卷共6页，共15小题，满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔在答题卡上填写姓名、考号和座位号，再用2B铅笔将与考号和座位号对应的信息点涂黑。 2．答题卡上第一部分必须用2B铅笔作答，将选中项涂满涂黑，黑度以遮住框内字母为准，修改时用橡皮擦除干净，第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效。 3．考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。 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，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分。 1. 幽门螺旋杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和标记的，通过分析呼出的气体中标记的含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺旋杆菌。的半衰期是5730年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A. X和的中子数相同 B. 化合物中的和单质衰变的快慢相同 C. 该衰变说明原子核内有电子 D. 比结合能比X的比结合能大 2. 极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流受地磁场的作用进入地球大气层后产生的。这些高能带电粒子流向两极运动时做旋转半径不断减小的螺旋运动，如图所示，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子向两极运动是由于地球引力的效果 B. 洛伦兹力对粒子流做负功 C. 带电粒子沿螺旋轨迹做加速运动 D. 南北两极附近的磁感应强度较大 3. 如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级示意图。甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从高能级向能级跃迁时发出的，属于巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为。则下列说法正确的是（　　） A. 对应的光子能量比对应的光子能量大 B. 亮线分立说明氢原子有时发光有时不发光 C. 可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 D. 氢原子从能级向能级跃迁时发出的光是可见光 4. 去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A. 高原地区大气压较高 B. 包装袋中气体内能减小 C. 包装袋中气体压强减小 D. 包装袋中气体放出热量 5. 如图所示，下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　） A. 甲：一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果 B. 乙：接通开关S，灯逐渐变亮，灯立即变亮 C. 丙：用油膜法估测油酸分子的大小，可以直接将1滴纯油酸滴入水中 D. 丁：延时继电器，断开开关S，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C离开，延时原因是因为线圈A的自感现象 6. 爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　） A. 在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B. 由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C. 由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D. 由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 7. 按压式手电筒（如图甲所示）以其简单、有趣被一些人士所喜爱。图乙为其原理图；主要部分有齿轮、磁铁和线圈。当按压手柄时会使齿轮转动，齿轮通过传动轴带动磁铁转动，小电珠就可发光。若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（　　） A. 通过小电珠的电流是恒定电流 B. 磁铁转动至如图乙所示位置时，通过小电珠的电流最大 C. 当齿轮转速变为原来的2倍时，小电珠两端的电压变成原来的2倍 D. 当齿轮转速变为原来的2倍时，小电珠中电流的周期变成原来的2倍 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 高频焊接技术原理如图3（a）所示。线圈接入图（b）所示的正弦式交流电(以电流顺时针方向为正)，圈内待焊接工件形成闭合回路.则(　　) A. 图（b）中电流有效值为I B. 0～t1时间内工件中的感应电流变大 C. 0～t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针 D 图（b）中T越大，工件温度上升越快 9. 如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入和两极间的匀强磁场中，当线圈A中加入如图乙所示变化的磁场，规定向左为磁感应强度B的正方向，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中极电势比极电势低 B. 图甲中A线圈内感应电流方向从左向右看为逆时针方向 C. 图甲中A线圈内和内产生的感应电流方向不同 D. 图甲中两导线在内相互吸引 10. 利用如图所示的电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，某次操作如下：①在等臂天平的右臂下面挂一个N匝、水平边长为L的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向的电流，在天平左、右两边加上总质量各为的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡。重力加速度用g表示，下列判断正确的是（　　） A. 磁场的方向垂直于纸面向外 B. 电流反向时，线圈受到的安培力方向竖直向上 C. 可测得磁场的磁感应强度 D. 为提高灵敏度，可以增加线圈匝数N 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行实验。 （1）如图甲所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，电流计指针向________偏转。 （2）如图乙所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，________色发光二极管不发光。 （3）如图丙所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（金属环A平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照减弱时，金属环A将向________运动（选填“左”或“右”）。 12. 气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻说明书给出的气敏电阻，随甲醛浓度变化的曲线如图甲所示。 （1）由图甲可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而________。（选填“增大”或“减小”），由图甲可求出甲醛浓度时，其阻值约为________。（保留两位有效数字） （2）探究小组利用该气敏电阻设计了如图乙所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标（国家室内甲醛浓度标准是），并能在室内甲醛浓度超标时发出报警音。电路中报警器的电阻可视为无穷大，电源电动势（内阻不计），在接通电路时报警器两端电压大于时发出报警音“已超标”，小于等于时发出提示音“未超标”，则在电阻和中，________是气敏电阻，________是定值电阻，其阻值应设为________。（保留两位有效数字） 四、计算题：本题共3小题，共38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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图甲所示为传统老式爆米花机，其简化的装置示意图如图乙所示，玉米在铁质的密闭锅内被加热，锅内气体被加热成高温高压气体，打开容器盖后，气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。已知该装置锅内的总容积为，玉米粒占装置总容积的，加热前锅内温度为，压强为大气压强。忽略加热过程中水蒸气及玉米粒导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。当加热至锅内温度为时，打开容器盖，玉米粒就“爆炸”成了爆米花，全部从锅内飞出至收集装置，假设打开容器盖后锅内气体温度保持不变。求： （1）打开容器盖前，锅内温度为时锅内气体的压强； （2）打开容器盖后，锅内剩余气体和原来气体的质量之比。 14. 列车进站时，其刹车原理可简化如图所示，在车身下方固定一N匝闭合矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的和长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B，车头的线框刚进入磁场的速度为，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。线框边刚进入磁场时，列车刚好停止。求： （1）车头进入磁场瞬间，判断线框两端电势的高低及列车的加速度大小a； （2）列车从进站到停下来的过程中线框克服安培力做功产生的热量Q。 15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。竖直平面的圆形区域内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O间的水平距离为，竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略不计）经加速电场加速后，从磁场边界上的P点沿方向（与水平方向的夹角为）射入半径的匀强磁场。已知，，不计电子重力。若调节加速电场的加速电压使电子恰好击中靶右端N点。求： （1）电子击中靶右端N点时电子的速度大小； （2）电子击中靶右端N点时从P点运动到N点所用的时间是多少； （3）要使电子能击中目标靶，加速电场的电压取值范围是多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 梅州市高中期末考试试卷（2025.7） 高二物理 本试卷共6页，共15小题，满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔在答题卡上填写姓名、考号和座位号，再用2B铅笔将与考号和座位号对应的信息点涂黑。 2．答题卡上第一部分必须用2B铅笔作答，将选中项涂满涂黑，黑度以遮住框内字母为准，修改时用橡皮擦除干净，第二部分必须用黑色字迹的签字笔按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，未在对应的答题区域内作答或超出答题区域作答的均无效。 3．考生务必将答案写在答题卡上，在试卷上作答无效。 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，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，选错或不答的得0分。 1. 幽门螺旋杆菌可产生高活性尿素酶，当病人服用标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和标记的，通过分析呼出的气体中标记的含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺旋杆菌。的半衰期是5730年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A. X和的中子数相同 B. 化合物中的和单质衰变的快慢相同 C. 该衰变说明原子核内有电子 D. 的比结合能比X的比结合能大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X为，其中子数为；的中子数为，两者不同，故A错误； B．半衰期仅由原子核本身决定，与化学状态无关，所以化合物和单质中的衰变快慢相同，故B正确； C． β衰变的电子是中子转化为质子时产生的，不是原子核内原有电子，不能说明原子核内有电子，故C错误； D．比结合能越大，原子核越稳定。发生β衰变生成更稳定的，说明氮的比结合能更大，故D错误。 故选B。 2. 极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流受地磁场的作用进入地球大气层后产生的。这些高能带电粒子流向两极运动时做旋转半径不断减小的螺旋运动，如图所示，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　） A. 带电粒子向两极运动是由于地球引力的效果 B. 洛伦兹力对粒子流做负功 C. 带电粒子沿螺旋轨迹做加速运动 D. 南北两极附近的磁感应强度较大 【答案】D 【解析】 【详解】A．高能带电粒子流受地磁场的作用（即洛伦兹力）向两极运动，不是地球引力的效果，故A错误； B．洛伦兹力始终与粒子的速度方向垂直，洛伦兹力对粒子不做功，故B错误； C．由于不计粒子的重力，洛伦兹力不做功，故整体粒子速率不变 ，不是加速运动，故C错误； D．图像可知南北两极附近粒子的运动半径变小，根据洛伦兹力提供向心力 可得 可知南北两极附近的磁感应强度较大，故D正确。 故选D。 3. 如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级示意图。甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从高能级向能级跃迁时发出的，属于巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为。则下列说法正确的是（　　） A. 对应的光子能量比对应的光子能量大 B. 亮线分立说明氢原子有时发光有时不发光 C. 可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 D. 氢原子从能级向能级跃迁时发出的光是可见光 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图可知，氢原子在可见光区的四条谱线的波长从小到大或频率从大到小依次为、、、，因为的谱线频率大于的谱线频率，所以对应的光子能量比对应的光子能量大，A正确； B．亮线分立说明氢原子跃迁时辐射出光子的能量是不连续的，对应的光的频率也是不连续的，并不是氢原子有时发光有时不发光，B错误； C．四条谱线对应的光子的能量从大到小依次为、、、，所以是氢原子从能级向能级跃迁时产生的，C错误； D．氢原子从能级向能级跃迁发出的光子的能量 而可见光的光子能量范围为，所以氢原子从能级向能级跃迁时发出的光不是可见光，D错误。 故选A。 4. 去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（　　） A. 高原地区的大气压较高 B. 包装袋中气体内能减小 C. 包装袋中气体压强减小 D. 包装袋中气体放出热量 【答案】C 【解析】 【详解】AC．理想气体做等温变化，由玻意尔定律 可知气体膨胀，气体压强减小，A错误，C正确； B．由于气体温度不变，故一定质量的理想气体内能不变，B错误； D．气体膨胀，气体对外界做功，即，而气体的温度不变，即内能不变，根据热力学第一定律 可知包装袋中气体从外界吸收热量，D错误。 故选C。 5. 如图所示，下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　） A. 甲：一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果 B. 乙：接通开关S，灯逐渐变亮，灯立即变亮 C. 丙：用油膜法估测油酸分子的大小，可以直接将1滴纯油酸滴入水中 D. 丁：延时继电器，断开开关S，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C离开，延时原因是因为线圈A的自感现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．水黾能停在水面上，是水的表面张力作用的结果。故A错误； B．接通开关S，灯立即变亮，灯因为线圈的自感作用逐渐变亮，故B正确； C．用油膜法估测油酸分子的大小，因纯油酸粘度过大，不易形成单分子层，需将其配成油酸酒精溶液，故C错误； D．断开开关时，线圈A中电流迅速变小，产生自感电动势，阻碍A中电流减小，A中变化的电流产生变化的磁场，穿过线圈B，使B中产生感应电流，B中感应电流的磁场使弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C离开，延时原因是线圈B的感应现象。故D错误； 故选B。 6. 爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　） A. 在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B. 由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C. 由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D. 由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于红光的频率较小，所以在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板不一定有光电子飞出，故A错误； B．当达到饱和电流时，增大正向电压，则光电流不变，故B错误； C．金属的逸出功与入射光的频率无关，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程，所以该图线斜率为普朗克常量，故D正确。 故选D。 7. 按压式手电筒（如图甲所示）以其简单、有趣被一些人士所喜爱。图乙为其原理图；主要部分有齿轮、磁铁和线圈。当按压手柄时会使齿轮转动，齿轮通过传动轴带动磁铁转动，小电珠就可发光。若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（　　） A. 通过小电珠的电流是恒定电流 B. 磁铁转动至如图乙所示位置时，通过小电珠的电流最大 C. 当齿轮转速变为原来的2倍时，小电珠两端的电压变成原来的2倍 D. 当齿轮转速变为原来的2倍时，小电珠中电流的周期变成原来的2倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．齿轮通过传动轴带动磁铁转动时，产生正弦式交流电，通过小电珠的电流是交变电流，故A错误； B．磁铁转动至如图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，所以通过小电珠的电流最小，故B错误； C．当齿轮转速变为原来的2倍时，磁铁转动的角速度也变为原来的2倍，产生电动势的最大值 有效值为 电动势的最大值和有效值均变为原来的2倍。线圈电阻不计，通过灯泡两端的电压等于E。故C正确； D．角速度加倍，周期 变为原来的一半。故D错误。 故选C。 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。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 高频焊接技术原理如图3（a）所示。线圈接入图（b）所示的正弦式交流电(以电流顺时针方向为正)，圈内待焊接工件形成闭合回路.则(　　) A. 图（b）中电流有效值为I B. 0～t1时间内工件中的感应电流变大 C. 0～t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针 D. 图（b）中T越大，工件温度上升越快 【答案】AC 【解析】 【详解】A. 由图知电流的最大值为I，因为该电流是正弦式交流电，则有效值为I，故A正确； B.i－t图象切线的斜率等于电流的变化率，根据数学知识可知0～t1时间内线圈中电流的变化率减小，磁通量的变化率变小，由法拉第电磁感应定律可知工件中感应电动势变小，则感应电流变小，故B错误； C．根据楞次定律可知0～t1时间内磁通量向里增多，感应电流产生磁场向外，工件中的感应电流方向为逆时针，故C正确； D．图（b）中T越大，电流变化越慢，工件中磁通量变化越慢，由法拉第电磁感应定律可知工件中产生的感应电动势越小，温度上升越慢，故D错误。 故选AC。 9. 如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入和两极间的匀强磁场中，当线圈A中加入如图乙所示变化的磁场，规定向左为磁感应强度B的正方向，下列说法正确的是（　　） A. 图甲中极电势比极电势低 B. 图甲中A线圈内感应电流的方向从左向右看为逆时针方向 C. 图甲中A线圈内和内产生的感应电流方向不同 D. 图甲中两导线在内相互吸引 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲中由左手定则可知，正离子偏向上极板，负离子偏向下极板，可知极电势比极电势高，选项A错误； B．图甲中A线圈内穿过线圈的磁通量向左减小，根据楞次定律，则感应电流的方向从左向右看为逆时针方向，选项B正确； C．图甲中A线圈内和内B-t图像的斜率相同，可知产生的感应电流大小方向都相同，选项C错误； D．同理在内根据楞次定律，则线圈A中的感应电流的方向从左向右看为顺时针方向，即从c到d，而导线ab中的电流从a到b，两导线中电流同向，可知相互吸引，选项D正确。 故选BD。 10. 利用如图所示的电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，某次操作如下：①在等臂天平的右臂下面挂一个N匝、水平边长为L的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向的电流，在天平左、右两边加上总质量各为的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡。重力加速度用g表示，下列判断正确的是（　　） A. 磁场的方向垂直于纸面向外 B. 电流反向时，线圈受到的安培力方向竖直向上 C. 可测得磁场的磁感应强度 D. 为提高灵敏度，可以增加线圈匝数N 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡，可知此时安培力向下，根据左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向外，选项A正确，B错误。 C．由平衡可知 电流反向后 解得，选项C正确； D．为了提高灵敏度，应使磁感应强度发生微小变化时，天平也会发生明显的倾斜，故应增加线圈匝数，使安培力变大，选项D正确。 故选ACD。 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行实验。 （1）如图甲所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，电流计指针向________偏转。 （2）如图乙所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，________色发光二极管不发光。 （3）如图丙所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（金属环A平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照减弱时，金属环A将向________运动（选填“左”或“右”）。 【答案】（1）右 （2）红 （3）左 【解析】 【小问1详解】 将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明A线圈中电流增加时电流计指针右偏；若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，则电阻减小，则线圈A中电流变大，可知电流计指针向右偏转。 【小问2详解】 将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，由楞次定律可知，线圈中的感应电流由上到下，此时红色发光二极管不发光。 【小问3详解】 当光照减弱时，R阻值变大，则线圈中的电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，等效于线圈远离金属环A，根据“来拒去留”可知金属环A将向左运动。 12. 气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻说明书给出的气敏电阻，随甲醛浓度变化的曲线如图甲所示。 （1）由图甲可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而________。（选填“增大”或“减小”），由图甲可求出甲醛浓度时，其阻值约为________。（保留两位有效数字） （2）探究小组利用该气敏电阻设计了如图乙所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标（国家室内甲醛浓度标准是），并能在室内甲醛浓度超标时发出报警音。电路中报警器的电阻可视为无穷大，电源电动势（内阻不计），在接通电路时报警器两端电压大于时发出报警音“已超标”，小于等于时发出提示音“未超标”，则在电阻和中，________是气敏电阻，________是定值电阻，其阻值应设为________。（保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 增大 ②. 2.6 （2） ①. R4 ②. R3 ③. 1.3 【解析】 【小问1详解】 [1]根据甲图可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而增大。 [2]由甲图可知，甲醛浓度时，其阻值约为。 【小问2详解】 [1][2]当甲醛浓度升高时，气敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，电路中的电流减小，定值电阻的电压减小，气敏电阻的电压变大，根据题意报警器应与气敏电阻并联，所以为气敏电阻，为定值电阻。 [3] 接通电路时报警器两端电压等于时为发出报警音“已超标”的临界，此时甲醛的浓度 则此时气敏电阻的阻值 因为电源电动势为3V，所以临界情况定值电阻两端的电压为1V，定值电阻与气敏电阻串联所以此时 四、计算题：本题共3小题，共38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能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图甲所示为传统老式爆米花机，其简化的装置示意图如图乙所示，玉米在铁质的密闭锅内被加热，锅内气体被加热成高温高压气体，打开容器盖后，气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。已知该装置锅内的总容积为，玉米粒占装置总容积的，加热前锅内温度为，压强为大气压强。忽略加热过程中水蒸气及玉米粒导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。当加热至锅内温度为时，打开容器盖，玉米粒就“爆炸”成了爆米花，全部从锅内飞出至收集装置，假设打开容器盖后锅内气体温度保持不变。求： （1）打开容器盖前，锅内温度为时锅内气体的压强； （2）打开容器盖后，锅内剩余气体和原来气体的质量之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 打开容器盖前，锅内气体发生等容变化，由查理定律得 得 【小问2详解】 气体的质量之比等于同温度同压强下的体积之比。以刚开始为初态，气体体积 温度为，压强为；末态的气体体积，温度为，压强为，根据盖-吕萨克定律有 得 剩余气体质量与原来气体质量之比为 14. 列车进站时，其刹车原理可简化如图所示，在车身下方固定一N匝闭合矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的和长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B，车头的线框刚进入磁场的速度为，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。线框边刚进入磁场时，列车刚好停止。求： （1）车头进入磁场瞬间，判断线框两端电势的高低及列车的加速度大小a； （2）列车从进站到停下来的过程中线框克服安培力做功产生的热量Q。 【答案】（1）b端电势高于a端电势； （2） 【解析】 【小问1详解】 根据右手定则可知，车头进入磁场瞬间，线框ab边产生的感应电流的方向为a→b 则b 端电势高于a端电势。列车车头进入磁场瞬间产生的感应电动势的大小为 根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中产生的感应电流的大小为 车头进入磁场瞬间所受安培力的大小为 由牛顿第二定律，则有 联立解得列车的加速度大小为 【小问2详解】 在列车从进入磁场到停止的过程中，克服安培力所做的功在数值上等于线框产生的热量，则由能量守恒有 得 15. 某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。竖直平面的圆形区域内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O间的水平距离为，竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略不计）经加速电场加速后，从磁场边界上的P点沿方向（与水平方向的夹角为）射入半径的匀强磁场。已知，，不计电子重力。若调节加速电场的加速电压使电子恰好击中靶右端N点。求： （1）电子击中靶右端N点时电子的速度大小； （2）电子击中靶右端N点时从P点运动到N点所用的时间是多少； （3）要使电子能击中目标靶，加速电场的电压取值范围是多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 电子击中靶右端N点时，作出示意图如图所示 电子离开磁场时速度沿ON方向，设ON与水平方向的夹角为，则有 解得 根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为 轨道半径为 电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 【小问2详解】 结合上述，电子在磁场中运动的周期 电子在磁场中运动的时间- 电子射出磁场后，继续运动了 电子射出磁场后，继续运动了 故电子从P点运动到N点所用的时间 【小问3详解】 电子击中靶右端N点时，设加速电场电压为U1，电子穿过加速电场有 解得 当电子击中M点时，作出示意图如图所示 电子离开磁场速度沿OM方向，设OM与水平方向夹角为，则有 解得 根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为 偏转半径 电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有 电子经电场加速过程 解得 结合上述可知，加速电场的电压范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $