精品解析：安徽省马鞍山市2024-2025学年高二下学期期末物理试题

马鞍山市2024~2025学年第二学期期末教学质量监测 高二物理试题 注意事项： 1．答卷前，务必将自己的姓名、考号和班级填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 关于电磁波和电磁场，下列说法正确的是（　　） A. 法拉第预言了电磁波的存在 B. 赫兹用实验证实了电磁波存在 C. 不同频率的电磁波在真空中传播的速度不同 D. 根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 2. 下列说法正确的是（　　） A. 单晶体和多晶体的物理性质都是各向异性，非晶体是各向同性 B. 装在试管中的水银的液面凸起来是因为水银浸润玻璃 C. 布朗运动是液体分子的无规则运动 D. 液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 3. 如图所示，理想变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源，电压表V示数为220V，当负载电阻R＝22Ω时，电流表A的示数为4A。各电表均为理想电表，则原线圈和副线圈的匝数比为（　　） A. 5：2 B. 2：5 C. 5：1 D. 1：5 4. 某种透明介质做成等腰直角三棱镜的横截面如图所示。现由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AC边射入棱镜，经过AB边反射后垂直BC边射出，且在AB边只有a光射出，则（　　） A. 在三棱镜中，b光的传播速度比a光的小 B. b光的频率比a光的小 C. 三棱镜对b光的折射率小于 D. 通过同一装置发生单缝衍射时，a光的中央亮条纹宽度较小 5. 一列沿x轴传播的简谐横波，t＝0时刻的波形图如图甲所示，P、Q是介质中平衡位置分别为x＝0.5m及x＝2m的两个质点，质点Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 此列波沿x轴负方向传播 B. 质点Q在4s内沿x轴传播的距离为4m C. t＝2.5s时，P质点沿y轴负方向振动 D. t＝2.5s时，Q质点的位移为4cm 6. 如图甲所示，小型发电机模型由单匝线圈制成，线圈的内阻为1Ω，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻R的阻值为10Ω。当线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 10s内回路中产生的总焦耳热为 C. 0~0.01s内，通过电流表的电荷量为 D. t=0.01s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 7. 如图所示，电阻不计的平行导轨固定在水平面上，间距为1m，导轨左侧接有一电动势E＝10V，内阻r＝0.1Ω的电源和的定值电阻。导体棒ab垂直于导轨放置且与导轨接触良好，质量m＝2kg，接入电路的电阻R＝0.4Ω，导体棒与导轨间的动摩擦因数。导轨平面处在磁感应强度大小为1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于ab斜向右上方，与导轨平面夹角α＝37°，细绳垂直于ab且沿水平方向跨过轻质定滑轮并悬挂一重物G，ab处于静止状态，不计定滑轮的摩擦和细绳的质量，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，sin37°＝0.6，则（　　） A. 导体棒ab受到的摩擦力方向一定向左 B. 导体棒ab受到的安培力大小为10N，方向水平向左 C. 重物G重力的最大值为9N D. 重物G重力的最小值为1N 8. 如图所示，质量均为m的物块a、b与劲度系数为k的轻弹簧固定拴接，竖直静止在水平地面上。物块a正上方有一个质量为2m的物块c，将c由静止释放，与a碰撞后立即粘在一起，碰撞时间极短，之后的运动过程中物块b恰好没有脱离地面。忽略空气阻力，轻弹簧足够长且始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 组合体ac的最大加速度为2g B. 物块b与地面间的最大作用力为10mg C. 刚开始物块c与a间的高度差为 D. c和a在碰撞过程中损失的机械能为 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，两个相同的小球A和B用细线连接，中间夹一被压缩的轻弹簧，静止在光滑的水平桌面上。已知A的质量为m，B的质量为M，弹簧的压缩量为x，原长为L。现烧断细线，下列说法正确的是（　　） A. 当弹簧恢复至原长时，小球A与小球B的动量之比为1：1 B. 当弹簧恢复至原长时，小球A与小球B的速度之比为m：M C. 当弹簧恢复至原长时，小球A与小球B动能之比为1：1 D. 在弹簧恢复至原长的过程中，小球A的位移大小为 10. 如图所示，磁控管内局部区域分布有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。一电子从M点由静止释放，沿图中轨迹依次经过N、P两点，且N点离水平虚线最远。已知磁感应强度为B，电场强度为E，电子质量为m、电荷量为e，电子重力不计，则（　　） A. 电子在N点的速率为 B. N点离虚线的距离为 C. 电子从M到N点的时间为 D. M、P两点的距离为 三、非选择题：共5题，共58分。 11. 用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。用测量头来测量亮条纹中心间的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数。 （1）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 撤掉滤光片，光屏上将看不到干涉图样 B. 测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，要想使中心刻线与亮条纹对齐，可以仅转动测量头 C. 为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间的距离a，求出相邻两条亮条纹间距 （2）某次测量时，选用的双缝的间距为0.25mm，测得双缝与屏的距离为710mm。分划板中心刻线对准第1条亮条纹中心时，手轮上的读数为2.190mm；对准第5条亮条纹中心时，手轮刻度如图丙所示，读数为______mm。所测入射光的波长λ＝______m。 12. 某同学用伏安法测绘一小灯泡的伏安特性曲线，可用的器材如下： 待测小灯泡，标有“2.8V，1.4W” 电压表V（量程3V，内阻约为2KΩ） 电流表A1（量程0.3A，内阻约为0.1Ω） 电流表A2（量程0.6A，内阻约为0.2Ω） 滑动变阻器R1（阻值0~1000Ω） 滑动变阻器R2（阻值0~10Ω） 直流电源E（3V，内阻不计） 开关S；导线若干。 （1）电流表选择______（选填“A1”或“A2”），滑动变阻器选择______（选填“R1”或“R2”）。 （2）该同学通过实验测出多组数据，做出该灯泡的I-U图像如图甲所示，则该灯泡的电阻随电压的增加而______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）请将虚线框乙内的实验电路图补充完整________。 （4）如果把两个这样相同的小灯泡串联后接到一电动势为5V、内阻为10Ω的电源两端，则每个小灯泡消耗的功率为______W（结果保留两位有效数字）。 13. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p—V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为TA=750K。求该气体： （1）在状态B时的温度； （2）从状态A变化到状态C的过程是吸热还是放热？计算热量的大小。 14. 如图所示，有一半径为R的圆形匀强磁场区域，圆心为O，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，圆形磁场边界上的P处有一粒子源，在纸面内的PO两侧与PO夹角均为30°的范围内均匀发射速率相同的粒子。沿PO方向射入的粒子，从N点射出，∠PON＝90°，已知发射的粒子质量为m、电荷量为q（q＞0），不计粒子重力及粒子之间的相互作用。求： （1）粒子的发射速率； （2）沿右侧最大发射角入射的粒子在磁场中运动的时间； （3）圆形磁场边界上有粒子打到的弧长。 15. 如图所示，光滑平行金属导轨MM'、NN'水平部分固定在水平平台上，圆弧部分在竖直面内，足够长的光滑平行金属导轨PP'、QQ'固定在水平面上，导轨间距均为L＝0.5m，M'点与P点高度差h＝0.45m，水平距离也为h，导轨MM'、NN'左端接阻值R＝0.5Ω的定值电阻，水平部分处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导轨PP'、QQ'完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，两磁场的磁感应强度大小均为B＝2T，M'N'和PQ之间无磁场。导体棒b放在导轨PP'、QQ'上，导体棒a从距离导轨MM'、NN'水平部分高度为h处由静止释放，从M'N'处飞出后恰好落在PQ处，竖直分速度立即变为零，水平分速度保持不变，并沿导轨PP'、QQ'向右滑行，最终a、b两棒恰好不相碰。a、b棒的质量均为m＝0.8kg，接入电路的电阻均为r＝0.5Ω。重力加速度g取，两棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨电阻及空气阻力。求： （1）导体棒a刚进入导轨MM'、NN'水平部分时定值电阻R两端的电压； （2）导体棒a在导轨MM'、NN'上运动过程中，通过电阻R电荷量； （3）初始状态导体棒b到磁场边界PQ的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 马鞍山市2024~2025学年第二学期期末教学质量监测 高二物理试题 注意事项： 1．答卷前，务必将自己的姓名、考号和班级填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，务必擦净后再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 关于电磁波和电磁场，下列说法正确的是（　　） A. 法拉第预言了电磁波的存在 B. 赫兹用实验证实了电磁波的存在 C. 不同频率电磁波在真空中传播的速度不同 D. 根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 【答案】B 【解析】 【详解】A．法拉第的主要贡献是电磁感应现象，而预言电磁波存在的是麦克斯韦，故A错误； B．赫兹通过实验首次证实电磁波的存在，故B正确； C．所有电磁波在真空中的传播速度均为光速（3×108 m/s），与频率无关，故C错误； D．均匀变化的磁场会产生恒定电场，而非均匀变化的电场，故D错误。 故选B。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 单晶体和多晶体的物理性质都是各向异性，非晶体是各向同性 B. 装在试管中的水银的液面凸起来是因为水银浸润玻璃 C. 布朗运动是液体分子的无规则运动 D. 液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 【答案】D 【解析】 【详解】A．单晶体各向异性，多晶体各向同性，非晶体各向同性，故A错误； B．水银不浸润玻璃，液面凸起，故B错误； C．布朗运动是微粒运动，反映分子运动，故C错误； D．表面层分子间距较大，分子间作用力表现为引力，形成表面张力，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，理想变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，当负载电阻R＝22Ω时，电流表A的示数为4A。各电表均为理想电表，则原线圈和副线圈的匝数比为（　　） A. 5：2 B. 2：5 C. 5：1 D. 1：5 【答案】A 【解析】 【详解】副线圈中，电阻 电流 所以 原线圈电压 理想变压器 故选A。 4. 某种透明介质做成等腰直角三棱镜的横截面如图所示。现由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于AC边射入棱镜，经过AB边反射后垂直BC边射出，且在AB边只有a光射出，则（　　） A. 在三棱镜中，b光的传播速度比a光的小 B. b光的频率比a光的小 C. 三棱镜对b光的折射率小于 D. 通过同一装置发生单缝衍射时，a光的中央亮条纹宽度较小 【答案】A 【解析】 【详解】B．由光路图可知在三棱镜AB界面上b光发生了全反射，a光没有发生全反射，说明b光的临界角小，所以三棱镜对b光的折射率大于a光，所以b光的频率大于a光频率，故B错误； A．根据可知，在三棱镜中，b光的传播速度比a光的小，故A正确； C．b光入射角等于45°时发生了全反射，但临界角一定小于等于45°，根据可得，折射率大于等于，故C错误； D．因为a光频率较小，根据可得，a光的波长较大，所以通过同一装置发生单缝衍射时，a光的中央亮条纹宽度较大，故D错误。 故选A。 5. 一列沿x轴传播的简谐横波，t＝0时刻的波形图如图甲所示，P、Q是介质中平衡位置分别为x＝0.5m及x＝2m的两个质点，质点Q的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 此列波沿x轴负方向传播 B. 质点Q在4s内沿x轴传播的距离为4m C. t＝2.5s时，P质点沿y轴负方向振动 D. t＝2.5s时，Q质点的位移为4cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题图乙知，质点在时刻向轴负方向振动，根据同侧法知，该波沿轴正方向传播，故A错误； B．质点只会在平衡位置附近上下振动，不会随波迁移，故B错误； C．根据同侧法知，质点时刻向轴正方向振动，半个周期后，质点振动到轴上方对称的位置且向轴负方向振动。由于 故时，质点沿y轴负方向振动，C正确； D．时刻开始，质点的振动方程为 当时，，故D错误； 故选C。 6. 如图甲所示，小型发电机模型由单匝线圈制成，线圈的内阻为1Ω，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻R的阻值为10Ω。当线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 电压表的示数为 B. 10s内回路中产生的总焦耳热为 C. 0~0.01s内，通过电流表的电荷量为 D. t=0.01s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．电动势的有效值 电压表的示数 解得，故A错误； B．回路中感应电流 则10s内回路中产生的总焦耳热为，故B正确； C．根据图乙可知，0时刻的电动势为0，表明0时刻线圈在中性面位置，0~0.01s内的时间间隔为半个周期，则感应电动势的平均值 感应电流的平均值 根据电流的定义式有 感应电动势的最大值 解得通过电流表的电荷量为，故C错误； D．根据图乙可知，0.01s时，感应电动势为0，表明穿过线圈的磁通量的变化率最小，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，电阻不计的平行导轨固定在水平面上，间距为1m，导轨左侧接有一电动势E＝10V，内阻r＝0.1Ω的电源和的定值电阻。导体棒ab垂直于导轨放置且与导轨接触良好，质量m＝2kg，接入电路的电阻R＝0.4Ω，导体棒与导轨间的动摩擦因数。导轨平面处在磁感应强度大小为1T的匀强磁场中，磁场方向垂直于ab斜向右上方，与导轨平面夹角α＝37°，细绳垂直于ab且沿水平方向跨过轻质定滑轮并悬挂一重物G，ab处于静止状态，不计定滑轮的摩擦和细绳的质量，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，sin37°＝0.6，则（　　） A. 导体棒ab受到的摩擦力方向一定向左 B. 导体棒ab受到的安培力大小为10N，方向水平向左 C. 重物G重力的最大值为9N D. 重物G重力的最小值为1N 【答案】C 【解析】 【详解】AB．回路的电流A 安培力N 方向沿左上方与水平方向夹角为53°；对导体棒，若，则棒受摩擦力向右；若，则棒受摩擦力向左，故AB错误； CD．当最大静摩擦力向右时，G最小，则， 解得N 当最大静摩擦力向左时，G最大，则， 解得N，故C正确，D错误。 故选C。 8. 如图所示，质量均为m的物块a、b与劲度系数为k的轻弹簧固定拴接，竖直静止在水平地面上。物块a正上方有一个质量为2m的物块c，将c由静止释放，与a碰撞后立即粘在一起，碰撞时间极短，之后的运动过程中物块b恰好没有脱离地面。忽略空气阻力，轻弹簧足够长且始终在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 组合体ac的最大加速度为2g B. 物块b与地面间的最大作用力为10mg C. 刚开始物块c与a间的高度差为 D. c和a在碰撞过程中损失的机械能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当物块b恰好没有脱离地面时，弹簧对b的拉力为mg，组合体ac合力 此时加速度最大为，A错误； B．初始时弹簧压缩量，当组合体ac运动到最低点时，弹簧压缩量最大，根据对称性可知加速度也为 对组合体ac根据牛顿第二定律 此时弹簧弹力 物块b与地面间的最大作用力，B错误； C．设c与a碰撞前速度为v，由自由下落h，则 碰撞动量守恒 之后组合体运动，到b恰好脱离地面时，弹簧拉伸 初始时弹簧的压缩量 由机械能守恒 代入数据得，C错误； D．碰撞损失机械能 得，D正确。 故选D。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，两个相同的小球A和B用细线连接，中间夹一被压缩的轻弹簧，静止在光滑的水平桌面上。已知A的质量为m，B的质量为M，弹簧的压缩量为x，原长为L。现烧断细线，下列说法正确的是（　　） A. 当弹簧恢复至原长时，小球A与小球B的动量之比为1：1 B. 当弹簧恢复至原长时，小球A与小球B的速度之比为m：M C. 当弹簧恢复至原长时，小球A与小球B的动能之比为1：1 D. 在弹簧恢复至原长的过程中，小球A的位移大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．当弹簧恢复至原长过程中，系统受合外力为零，则系统动量守恒，则由动量守恒定律可知， 可知小球A与小球B的动量之比为1：1，小球A与小球B的速度之比为M：m，A正确，B错误； C．根据可知，当弹簧恢复至原长时，小球A与小球B的动能之比为M：m，C错误； D．在弹簧恢复至原长时，设小球A的位移大小为x1，则根据 有 解得，D正确。 故选AD。 10. 如图所示，磁控管内局部区域分布有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。一电子从M点由静止释放，沿图中轨迹依次经过N、P两点，且N点离水平虚线最远。已知磁感应强度为B，电场强度为E，电子质量为m、电荷量为e，电子重力不计，则（　　） A. 电子在N点的速率为 B. N点离虚线的距离为 C. 电子从M到N点的时间为 D. M、P两点的距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据“配速法”，电子在M点由静止释放，可看做是电子分别以的速度向左运动和以速度向右运动，由于 可看做向左的匀速直线运动和向下的匀速圆周运动的合运动，其中圆周运动满足 可得 因N点离虚线最远，则两个方向的分速度均向左，则电子在N点的合速度 N点离虚线的距离为，A错误，B正确； C．电子从M到N点的时间为，C错误； D．M、P两点的距离为，D正确。 故选BD。 三、非选择题：共5题，共58分。 11. 用双缝干涉测量光的波长，实验装置如图甲所示。用测量头来测量亮条纹中心间的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮条纹的中心（如图乙所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮条纹的中心，记下此时手轮上的读数。 （1）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 撤掉滤光片，光屏上将看不到干涉图样 B. 测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，要想使中心刻线与亮条纹对齐，可以仅转动测量头 C. 为了减小测量误差，可用测量头测出n条亮条纹间距离a，求出相邻两条亮条纹间距 （2）某次测量时，选用的双缝的间距为0.25mm，测得双缝与屏的距离为710mm。分划板中心刻线对准第1条亮条纹中心时，手轮上的读数为2.190mm；对准第5条亮条纹中心时，手轮刻度如图丙所示，读数为______mm。所测入射光的波长λ＝______m。 【答案】（1）B （2） ①. 7.869##7.870##7.871 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．撤掉滤光片，光屏上可能出现彩色的干涉图样，故A错误； B．测量头中分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，说明分划板中心线与双缝不平行，可以转动测量头，故B正确； C．为了减小测量误差，可用测微目镜测出n条亮条纹间的距离a，则相邻两条亮条纹间距为，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]根据螺旋测微器的读数原则，对准第5条亮条纹中心时读数为 [2]两相邻亮条纹间距离 双缝干涉条纹的间距公式为 代入数据解得 12. 某同学用伏安法测绘一小灯泡的伏安特性曲线，可用的器材如下： 待测小灯泡，标有“2.8V，1.4W” 电压表V（量程3V，内阻约为2KΩ） 电流表A1（量程0.3A，内阻约为0.1Ω） 电流表A2（量程0.6A，内阻约为0.2Ω） 滑动变阻器R1（阻值0~1000Ω） 滑动变阻器R2（阻值0~10Ω） 直流电源E（3V，内阻不计） 开关S；导线若干。 （1）电流表选择______（选填“A1”或“A2”），滑动变阻器选择______（选填“R1”或“R2”）。 （2）该同学通过实验测出多组数据，做出该灯泡的I-U图像如图甲所示，则该灯泡的电阻随电压的增加而______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）请将虚线框乙内的实验电路图补充完整________。 （4）如果把两个这样相同的小灯泡串联后接到一电动势为5V、内阻为10Ω的电源两端，则每个小灯泡消耗的功率为______W（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） ①. A2 ②. R2 （2）增大 （3） （4）0.30（0.27~0.33） 【解析】 【小问1详解】 [1]小灯泡的额定电流 电流表A1量程为，小于小灯泡额定电流；电流表A2量程为，大于，所以电流表应选择A2。 [2]测绘小灯泡的伏安特性曲线，需要滑动变阻器采用分压式接法，分压式接法应选择阻值较小的滑动变阻器，这样便于调节电压，故选R2。 【小问2详解】 根据欧姆定律 在图像中，某点与原点连线的斜率的倒数表示电阻。由图甲可知，随着电压U增大，图像上的点与原点连线的斜率逐渐减小，所以其倒数（电阻）逐渐增大，即该灯泡的电阻随电压的增加而增大。 【小问3详解】 【小问4详解】 设每个小灯泡两端的电压为U，电流为I。两个小灯泡串联后接到电源两端，根据闭合电路欧姆定律 代入数据得 整理得 在小灯泡的图像中作出的直线，两图线的交点坐标即为小灯泡的工作电压和电流。 则每个小灯泡消耗的功率 13. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p—V图像如图所示。已知该气体在状态A时的温度为TA=750K。求该气体： （1）在状态B时温度； （2）从状态A变化到状态C的过程是吸热还是放热？计算热量的大小。 【答案】（1）250K （2）吸热，200J 【解析】 【小问1详解】 从状态A变化到状态B，根据查理定律有 解得 【小问2详解】 根据理想气体状态方程有 可知，A、C两状态的温度相同，则A、C状态气体内能相同，即有∆U=0 从A到B气体体积不变，则气体不做功，即有W=0 B到C过程，体积增大，气体对外做功，W为负，根据热力学第一定律有 可知，此过程气体吸热。由于图像与横轴所围几何图形的面积表示功，则有 根据热力学第一定律可知Q=200J 故从状态A变化到状态C的过程吸收的热量为200J。 14. 如图所示，有一半径为R的圆形匀强磁场区域，圆心为O，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，圆形磁场边界上的P处有一粒子源，在纸面内的PO两侧与PO夹角均为30°的范围内均匀发射速率相同的粒子。沿PO方向射入的粒子，从N点射出，∠PON＝90°，已知发射的粒子质量为m、电荷量为q（q＞0），不计粒子重力及粒子之间的相互作用。求： （1）粒子的发射速率； （2）沿右侧最大发射角入射的粒子在磁场中运动的时间； （3）圆形磁场边界上有粒子打到的弧长。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 几何关系可得带电粒子运动半径为R 由 得 【小问2详解】 由几何关系得，粒子在磁场中偏转圆心角 带电粒子在磁场内运动周期 得粒子运动时间 【小问3详解】 由磁发散特点知，沿右侧最大发射角入射的粒子，出射时速度偏向角为 出射点位置为M， 沿左侧最大发射角入射的粒子，出射时速度偏向角为 出射点位置为Q， 则有粒子打到的弧长 15. 如图所示，光滑平行金属导轨MM'、NN'水平部分固定在水平平台上，圆弧部分在竖直面内，足够长的光滑平行金属导轨PP'、QQ'固定在水平面上，导轨间距均为L＝0.5m，M'点与P点高度差h＝0.45m，水平距离也为h，导轨MM'、NN'左端接阻值R＝0.5Ω的定值电阻，水平部分处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导轨PP'、QQ'完全处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，两磁场的磁感应强度大小均为B＝2T，M'N'和PQ之间无磁场。导体棒b放在导轨PP'、QQ'上，导体棒a从距离导轨MM'、NN'水平部分高度为h处由静止释放，从M'N'处飞出后恰好落在PQ处，竖直分速度立即变为零，水平分速度保持不变，并沿导轨PP'、QQ'向右滑行，最终a、b两棒恰好不相碰。a、b棒的质量均为m＝0.8kg，接入电路的电阻均为r＝0.5Ω。重力加速度g取，两棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨电阻及空气阻力。求： （1）导体棒a刚进入导轨MM'、NN'水平部分时定值电阻R两端的电压； （2）导体棒a在导轨MM'、NN'上运动过程中，通过电阻R的电荷量； （3）初始状态导体棒b到磁场边界PQ的距离。 【答案】（1）1.5V （2）1.2C （3）0.6m 【解析】 【小问1详解】 金属棒a由静止下滑到水平导轨过程，有 得＝3m/s 金属棒a进入磁场的瞬间，感应电动势＝3V 由 得R两端电压U＝1.5V 【小问2详解】 设金属棒a从飞出时的速度为，飞出后做平抛运动 得＝1.5m/s 金属棒a在金属导轨、水平部分运动过程中，根据动量定理 又 得q＝1.2C 【小问3详解】 金属棒落到金属导轨、上向右滑行时的初速度大小为，金属棒a、b运动的过程中，组成的系统动量守恒，最后的共同速度为，由动量守恒定律 对金属棒b，根据动量定理 又 即 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $