精品解析：江苏南京市七校2025-2026学年高二下学期期末调研物理试卷

2025~2026学年第二学期期末调研试题 高二物理 1．本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卷交回。 2．答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。 3．请认真核对答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。 4．作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。 一、单项选择题：共11题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（ ） A. 普朗克认为黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 B. 爱因斯坦的光电效应理论认为：光电流强度与入射光的频率成正比 C. 康普顿发现X射线被物质散射后波长变长，说明光子不仅有能量，还有动量 D. 德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 2. 某微型核电池使用了镍63核同位素衰变技术，镍核衰变方程为：，半衰期为100年。下列说法正确的是（ ） A. 该衰变过程吸收能量 B. 该衰变的实质是镍原子失去核外电子 C. 弱相互作用是引起该衰变的原因 D. 改变压强和温度，可以改变镍63的半衰期 3. 下面四幅无线电波波形图，属于载波的是（ ） A. B. C. D. 4. 关于四幅图片中的信息，下列说法正确的是（ ） A. 甲图，实验现象说明薄板材料是非晶体 B. 乙图，液体和管壁表现为不浸润 C. 丙图，说明了微粒分子做无规则运动 D. 丁图，分子间距为时，分子力为零 5. 磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c、d为磁场中的四个点。下列说法正确的是（ ） A. 线圈将会逆时针转动 B. a、b两点的磁感应强度相同 C. 铁制圆柱将磁场屏蔽，内部没有磁场 D. c、d两点的磁感应强度大小相等 6. 一束光照射大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率的关系为的六种光，则入射光子的能量为（ ） A. B. C. D. 7. 在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，两变压器间输电线路电阻为。下列说法正确的是（ ） A. 仅增加用户数，消耗的功率增大 B. 仅减少用户数，用户端的电压减少 C. 仅适当增加，消耗的功率减少 D. 仅适当减少，整个电路消耗的电功率不变 8. 2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核废水。核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为。已知、、的质量分别为、、，、、的比结合能分别为、、，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（ ） A. B. 该核反应过程中放出的能量 C. 该核反应过程中放出的能量 D. 若把粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用 9. 如图所示，一定质量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（ ） A. 1→2过程，气体分子数密度逐渐减小 B. 气体在3状态的分子平均动能小于2状态 C. 3→4过程，气体内能增大 D. 2→3过程的吸热量大于4→1过程的放热量 10. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的回路中分别接有阻值均为4 Ω的电阻、，原线圈接在电压为220 V的正弦交流电源上。若、消耗的电功率之比，则下列说法正确的是（ ） A. 原、副线圈的匝数之比为 B. 原线圈两端的电压为 C. 通过电阻的电流为 D. 电源的输出功率为 11. 如图所示，水平面内两光滑长直金属导轨平行放置，金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，虚线左右两侧分别存在方向竖直向上和竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小相等。现给ab棒水平向左的初速度，忽略导轨电阻，则整个过程中（ ） A. 回路中电流方向始终为逆时针，电流逐渐减小为零 B. cd棒向右先加速后匀速运动 C. ab、cd棒系统动量守恒 D. ab棒减少的动能等于回路中产生的内能 二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题（1）（3）（4）问，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 利用气体压强传感器探究“温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”。实验装置如图甲所示，图乙为其原理示意图。某同学先后两次实验，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丙所示两组p-V图线。 （1）关于该实验下列说法正确的是________。 A. 在柱塞上涂抹润滑油目的是为了减小摩擦，无其它作用 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器筒体 C. 实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 D. 实验不需要测量柱塞的横截面积 （2）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。 （3）图丙中的①②两组图线，经检验均符合反比例关系，判断导致两组数据差异的原因可能是________（多选）。 A. 某组器材的气密性不佳 B. 某组实验中活塞移动太快 C. 两组实验环境温度不同 D. 两组封闭气体的质量不同 （4）如图丁所示，另一位同学从状态A缓慢压缩柱塞，使封闭气体到达状态B（体积为）。若此时突然快速推压柱塞，使封闭气体快速到达体积，则此时可能对应下图中的状态________（选填C、D或E），图中A、B、C为同一等温线上的点。 （5）在操作规范、不漏气的情况下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图戊所示。则图中代表的物理含义是________________。 13. 如图所示，长度、左端装有卡槽的汽缸水平固定。活塞厚度不计，横截面积。汽缸右侧底部有电热丝，整个装置绝热。汽缸中封闭一定质量的理想气体，初始温度。现接通电热丝加热气体，使活塞缓慢向左移动。加热至时，活塞恰好移动至卡槽位置，该过程中气体吸收的热量。忽略活塞与汽缸间的摩擦力，外界大气压强恒为，求： （1）初始时活塞到汽缸底部的距离x； （2）该过程中气体增加的内能。 14. 中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。光电管结构如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的正向电压为U。现用一发光频率为的激光器照射阴极K，光全部被阴极K吸收，回路中产生的电流强度为I。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。 （1）求光电子到达A时的最大动能EkA； （2）若每入射1个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达阳极A，求激光器发光功率P。 15. 如图所示，边长为L的正方形abcd区域及矩形cdef区域内均存在电场强度大小为E、方向竖直向下且与ab边平行的匀强电场，ef右边有与ef相切的圆形区域，切点为ef的中点，该圆形区域与cdef区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动，经cd边的中点进入cdef区域，并沿直线通过该区域后进入圆形区域，在圆形区域运动的位移大小为L。所有区域均在纸面内，粒子始终在该纸面内运动，不计粒子重力。求： （1）粒子沿直线通过cdef区域时的速度大小； （2）粒子的电荷量与质量之比； （3）圆形区域半径。 16. 如图所示，光滑斜面倾角为θ=30°，Ⅰ号区域与Ⅱ号区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场，磁感应强度相同（未知）。粗细均匀的正方形线框abcd质量为m，总电阻为R。Ⅰ号区域宽为L1，Ⅱ号区域宽为L2。两区域间无磁场的区域宽度大于线框边长。线框由某一位置静止释放，从cd边进入Ⅰ号区域，直到ab边离开Ⅰ号区域，速度始终为v。cd边进入Ⅱ号区域时的速度和ab边离开Ⅱ号区域时的速度相同，已知重力加速度为g。求： （1）线框释放时，cd边与Ⅰ区域上边缘的距离x； （2）cd边进入Ⅰ号区域时，cd边两端的电势差； （3）线框进入Ⅱ号区域到完全离开过程中的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025~2026学年第二学期期末调研试题 高二物理 1．本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卷交回。 2．答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。 3．请认真核对答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。 4．作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。 一、单项选择题：共11题，每小题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（ ） A. 普朗克认为黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释 B. 爱因斯坦的光电效应理论认为：光电流强度与入射光的频率成正比 C. 康普顿发现X射线被物质散射后波长变长，说明光子不仅有能量，还有动量 D. 德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 【答案】C 【解析】 【详解】A．普朗克通过提出能量子假说解释了黑体辐射的实验规律，经典光的波动性理论无法解释黑体辐射的“紫外灾难”问题，与实验结果不符，故A错误； B．爱因斯坦光电效应理论指出，饱和光电流强度与入射光的强度成正比，入射光的频率仅决定光电子的最大初动能以及光电效应能否发生，与光电流强度不存在正比关系，故B错误； C．康普顿效应中X射线被物质散射后波长变长，将散射过程视为光子与电子的弹性碰撞，满足动量守恒、能量守恒，推导结果与实验结果完全一致，说明光子不仅具有能量，还具有动量，故C正确； D．德布罗意提出物质波理论，认为所有实物粒子（包括质子、电子等）都具有波动性，后续电子衍射实验也证实了电子的波动性，故D错误。 故选C。 2. 某微型核电池使用了镍63核同位素衰变技术，镍核衰变方程为：，半衰期为100年。下列说法正确的是（ ） A. 该衰变过程吸收能量 B. 该衰变的实质是镍原子失去核外电子 C. 弱相互作用是引起该衰变的原因 D. 改变压强和温度，可以改变镍63的半衰期 【答案】C 【解析】 【详解】A．放射性元素的原子核衰变过程均向外释放能量，并非吸收能量，故A错误； B．由衰变方程电荷数、质量数守恒可判断，该衰变是衰变，衰变的实质是原子核内部的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子从原子核中释放，不是镍原子失去核外电子，故B错误； C．弱相互作用是引起衰变的原因，该衰变为衰变，故C正确； D．半衰期由原子核内部的自身结构决定，与外界压强、温度、化学状态等环境因素均无关，改变压强和温度不能改变镍63的半衰期，故D错误。 故选C。 3. 下面四幅无线电波波形图，属于载波的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．是低频的原始信号（待传输的声音/图像信号），不是载波，故A错误； B．载波是用于搭载低频信号的高频等幅振荡电磁波，本身频率、振幅都保持不变，故B正确； C．是频率随信号改变的调频已调波，不是载波，故C错误； D．是振幅随信号改变的调幅已调波，不是载波，故D错误。 故选B。 4. 关于四幅图片中的信息，下列说法正确的是（ ） A. 甲图，实验现象说明薄板材料是非晶体 B. 乙图，液体和管壁表现为不浸润 C. 丙图，说明了微粒分子做无规则运动 D. 丁图，分子间距为时，分子力为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图蜂蜡熔化成圆形，仅能说明薄板导热性各向同性，非晶体和多晶体都具有各向同性，无法证明薄板一定是非晶体，故A错误； B．液体与管壁不浸润时液面为凸形弯月面，浸润时才会形成图乙中的凹形弯月面，因此图乙是浸润现象，故B错误； C．丙图是布朗运动的微粒位置连线图，布朗运动是悬浮固体微粒的无规则运动，不是微粒分子的运动，它是液体分子无规则运动的反映，故C错误； D．分子势能与分子间距的关系中，分子势能最小的位置对应分子力为零，图中​正是分子势能最低点，因此分子力为零，故D正确。 故选D。 5. 磁电式电表原理示意图如图所示，两磁极装有极靴，极靴中间还有一个用软铁制成的圆柱。极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，两者之间有可转动的线圈。a、b、c、d为磁场中的四个点。下列说法正确的是（ ） A. 线圈将会逆时针转动 B. a、b两点的磁感应强度相同 C. 铁制圆柱将磁场屏蔽，内部没有磁场 D. c、d两点的磁感应强度大小相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．由左手定则可知，图示左侧通电导线受到安培力向下，右侧通电导线受到安培力向上，所以线圈将会逆时针转动，故A正确； B．a、b两点的磁感应强度大小相同，但是方向不同，故B错误； C．磁感线是闭合的曲线，则圆柱内的磁感应强度不为零，故C错误； D．因c点处的磁感线较d点密集，可知c点的磁感应强度大于d点的磁感应强度，故D错误。 故选A。 6. 一束光照射大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率的关系为的六种光，则入射光子的能量为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】大量氢原子从最高能级向低能级跃迁时，辐射的谱线条数为 题目中给出共辐射6种光，代入得 解得，即氢原子吸收光子后跃迁到了能级。入射光子的能量等于与的能级差，即 根据跃迁规律，能级差越大，辐射光子的频率越高：6种光子中频率最小的对应能级差最小的跃迁（），因此，即入射光子能量为 故选D。 7. 在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，两变压器间输电线路电阻为。下列说法正确的是（ ） A. 仅增加用户数，消耗的功率增大 B. 仅减少用户数，用户端的电压减少 C. 仅适当增加，消耗的功率减少 D. 仅适当减少，整个电路消耗的电功率不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．整个电路物理量标注如图 设用户端总电阻为R用户，降压器输入端等效为电阻Rx，则有 因为 其中I2=I3，则对于输电线有 联立整理可得 仅增加用户数，则R用户减小，可知I2增大，根据 可知r消耗的功率增大，故A正确； B．仅减少用户数，I2减小，根据 可知U3增大，根据用户端的电压 可知用户端的电压增大，故B错误； C．仅适当增加n2，根据 可知U2增大，根据 可知I2增大，根据 可知，r消耗的功率增大，故C错误； D．由C选项可知，仅适当减小n2，I2减小，整个电路消耗的电功率 由于U2减小，故整个电路消耗的电功率变小，故D错误。 故选A。 8. 2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核废水。核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为。已知、、的质量分别为、、，、、的比结合能分别为、、，光在真空中的传播速度为，下列说法正确的是（ ） A. B. 该核反应过程中放出的能量 C. 该核反应过程中放出的能量 D. 若把粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．原子核的比结合能越大，原子核越稳定。该衰变释放能量，说明生成物比反应物更稳定，因此，故A错误； B．核反应释放的能量等于反应后总结合能与反应前总结合能的差值，总结合能为比结合能与核子数的乘积，因此，故B正确； C．根据爱因斯坦质能方程，质量亏损，释放的能量，故C错误； D．洛伦兹力（为粒子速度与磁场方向的夹角），当即速度与磁场平行时，洛伦兹力为0，X粒子不受洛伦兹力，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，一定质量理想气体的循环由下面4个过程组成：1→2为绝热过程，2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（ ） A. 1→2过程，气体分子数密度逐渐减小 B. 气体在3状态的分子平均动能小于2状态 C. 3→4过程，气体内能增大 D. 2→3过程的吸热量大于4→1过程的放热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．过程中，由图可知气体体积减小，一定质量的气体总分子数不变，单位体积内的分子数（分子数密度）逐渐增大，故A错误； B．是等压过程，根据理想气体状态方程，压强不变，体积增大，因此温度升高。温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，因此状态的分子平均动能大于状态，故B错误； C．是绝热过程，则 过程中气体体积增大，气体对外做功，则 根据热力学第一定律 可得，气体内能减小，故C错误； D．整个循环过程气体回到初始状态，总内能变化 两个绝热过程没有热量交换，因此总满足​ 图中循环围成的面积为气体对外做的功，该循环气体对外界做功，则有，因此 即过程的吸热量大于过程的放热量，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，理想变压器的原、副线圈的回路中分别接有阻值均为4 Ω的电阻、，原线圈接在电压为220 V的正弦交流电源上。若、消耗的电功率之比，则下列说法正确的是（ ） A. 原、副线圈的匝数之比为 B. 原线圈两端的电压为 C. 通过电阻的电流为 D. 电源的输出功率为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由功率公式 已知，，得 解得 根据理想变压器电流关系 得匝数比​，故A错误； BC．设原线圈电流，则 副线圈电压 根据理想变压器电压关系 得原线圈电压 原线圈回路总电压满足 代入得 解得 原线圈两端电压，故B错误，C正确； D．电源输出功率为，故D错误。 故选C。 11. 如图所示，水平面内两光滑长直金属导轨平行放置，金属棒ab、cd垂直放置在导轨上，虚线左右两侧分别存在方向竖直向上和竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小相等。现给ab棒水平向左的初速度，忽略导轨电阻，则整个过程中（ ） A. 回路中电流方向始终为逆时针，电流逐渐减小为零 B. cd棒向右先加速后匀速运动 C. ab、cd棒系统动量守恒 D. ab棒减少的动能等于回路中产生的内能 【答案】B 【解析】 【详解】A．ab棒向左运动切割磁感线，根据右手定则，回路中产生顺时针方向的感应电流，故A错误； B．由于两个磁场磁感应强度大小相等，ab向左、cd向右运动，两个棒的感应电动势在回路中反向抵消部分，总电动势（​为ab向左的速率，​为cd向右的速率） 电流 ab棒受向右安培力减速，​逐渐减小；cd棒受向右安培力加速，可得逐渐减小，最终等于0，因此电流逐渐减小为零； cd棒始终受到向右的安培力，随着电流逐渐减小，加速度逐渐减小，当电流减小为零时，安培力为零，加速度为零，cd棒开始匀速运动。因此cd棒向右做加速度减小的加速运动，最终匀速，即“先加速后匀速”，故B正确； C．对ab、cd棒组成的系统，ab棒受到的安培力向右，cd棒受到的安培力也向右，系统合外力不为零，因此动量不守恒，故C错误； D．根据能量守恒，整个过程中，ab棒减少的动能一部分转化为cd棒增加的动能，另一部分转化为回路中产生的内能，因此ab棒减少的动能大于回路产生的内能，故D错误。 故选B。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题（1）（3）（4）问，用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 利用气体压强传感器探究“温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系”。实验装置如图甲所示，图乙为其原理示意图。某同学先后两次实验，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丙所示两组p-V图线。 （1）关于该实验下列说法正确的是________。 A. 在柱塞上涂抹润滑油目的是为了减小摩擦，无其它作用 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器筒体 C. 实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 D. 实验不需要测量柱塞的横截面积 （2）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。 （3）图丙中的①②两组图线，经检验均符合反比例关系，判断导致两组数据差异的原因可能是________（多选）。 A. 某组器材的气密性不佳 B. 某组实验中活塞移动太快 C. 两组实验环境温度不同 D. 两组封闭气体的质量不同 （4）如图丁所示，另一位同学从状态A缓慢压缩柱塞，使封闭气体到达状态B（体积为）。若此时突然快速推压柱塞，使封闭气体快速到达体积，则此时可能对应下图中的状态________（选填C、D或E），图中A、B、C为同一等温线上的点。 （5）在操作规范、不漏气的情况下，测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图戊所示。则图中代表的物理含义是________________。 【答案】（1）D （2）## （3）CD （4）D （5）注射器与压强传感器连接部位的气体体积 【解析】 【小问1详解】 A．涂抹润滑油除了减小摩擦，还可以防止漏气，故A错误； B．手握住注射器会改变封闭气体温度，违反温度不变的实验条件，故B错误； C．快速推拉柱塞会使气体温度变化，应等待温度恢复室温后再读数，故C错误； D．注射器体积可直接从刻度读出，不需要测量柱塞横截面积，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 若p与V成反比，则p与​成正比，与​成正比，作​或图线，若为过原点的直线即可验证反比例关系。 【小问3详解】 对一定质量温度不变的气体，由理想气体状态方程得，为定值时对应图线为双曲线，的大小与气体质量n、温度T都有关。两次实验图线都符合反比例关系，说明每次实验过程中气体质量、温度都稳定，差异是两次实验之间的n或T不同 A．若气密性不佳，实验过程中气体质量会持续变化，无法得到符合反比例关系的图线，故A错误； B．活塞移动太快会使过程中温度不断变化，此时图线不可能符合反比例关系，故B错误； C．两组环境温度不同，T不同，会产生图线差异，故C正确； D．两组封闭气体质量不同，n不同，会产生图线差异，故D正确。 故选CD。 【小问4详解】 快速推压柱塞时，压缩过程近似绝热，外界对气体做功，气体内能增加，温度升高。相同体积​下，温度越高压强越大，原等温线对应点为C，因此压缩后压强更大，对应D点。 【小问5详解】 实验中我们只读取注射器内的体积V，封闭气体实际总体积为​，​是连接部位额外的气体体积。由玻意耳定律得 整理得 因此图线截距中​的就是注射器与压强传感器连接部位的气体体积。 13. 如图所示，长度、左端装有卡槽的汽缸水平固定。活塞厚度不计，横截面积。汽缸右侧底部有电热丝，整个装置绝热。汽缸中封闭一定质量的理想气体，初始温度。现接通电热丝加热气体，使活塞缓慢向左移动。加热至时，活塞恰好移动至卡槽位置，该过程中气体吸收的热量。忽略活塞与汽缸间的摩擦力，外界大气压强恒为，求： （1）初始时活塞到汽缸底部的距离x； （2）该过程中气体增加的内能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 加热过程中活塞缓慢移动，封闭气体压强始终等于大气压，是等压变化，初始体积 末态活塞到达卡槽，体积 根据盖-吕萨克定律 联立解得 【小问2详解】 气体膨胀过程中对外做功，外界对气体做的功为 根据热力学第一定律 代入数据可得气体增加的内能为 14. 中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。光电管结构如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的正向电压为U。现用一发光频率为的激光器照射阴极K，光全部被阴极K吸收，回路中产生的电流强度为I。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。 （1）求光电子到达A时的最大动能EkA； （2）若每入射1个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达阳极A，求激光器发光功率P。 【答案】（1）； （2） 【解析】 【小问1详解】 根据光电效应方程可知 逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理 联立解得 【小问2详解】 设单位时间内产生的光电子数为，根据电流的定义知 可得单位时间内光电子数 每入射1个光子产生1个光电子，因此单位时间内入射的光子数也为；单个光子的能量为，激光器功率等于单位时间内输出的总能量，有 整理得​ 15. 如图所示，边长为L的正方形abcd区域及矩形cdef区域内均存在电场强度大小为E、方向竖直向下且与ab边平行的匀强电场，ef右边有与ef相切的圆形区域，切点为ef的中点，该圆形区域与cdef区域内均存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子从b点斜向上射入电场后沿图中曲线运动，经cd边的中点进入cdef区域，并沿直线通过该区域后进入圆形区域，在圆形区域运动的位移大小为L。所有区域均在纸面内，粒子始终在该纸面内运动，不计粒子重力。求： （1）粒子沿直线通过cdef区域时的速度大小； （2）粒子的电荷量与质量之比； （3）圆形区域半径。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据粒子在区域的运动可知，粒子带正电，粒子在区域受电场力和洛伦兹力，依题意，粒子沿直线通过该区域，则粒子的速度方向只能垂直边向右且大小不变，电场力和洛伦兹力的合力为零，由平衡条件有 得 【小问2详解】 根据前面分析，知粒子垂直边进入区域，把粒子在区域从开始的曲线运动，看成反向的类平抛运动，沿场强方向有 其中 垂直场强方向有 得 【小问3详解】 粒子在圆形磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示 设轨迹半径为，洛伦兹力提供向心力 有 得，依题意，粒子在圆形区域运动的位移大小为，则为等边三角形 设圆形区域半径为，有 得 16. 如图所示，光滑斜面倾角为θ=30°，Ⅰ号区域与Ⅱ号区域均存在垂直斜面向外的匀强磁场，磁感应强度相同（未知）。粗细均匀的正方形线框abcd质量为m，总电阻为R。Ⅰ号区域宽为L1，Ⅱ号区域宽为L2。两区域间无磁场的区域宽度大于线框边长。线框由某一位置静止释放，从cd边进入Ⅰ号区域，直到ab边离开Ⅰ号区域，速度始终为v。cd边进入Ⅱ号区域时的速度和ab边离开Ⅱ号区域时的速度相同，已知重力加速度为g。求： （1）线框释放时，cd边与Ⅰ区域上边缘的距离x； （2）cd边进入Ⅰ号区域时，cd边两端的电势差； （3）线框进入Ⅱ号区域到完全离开过程中的时间。 【答案】（1） （2） （3）若，；若， 【解析】 【小问1详解】 由题可知cd边刚进入Ⅰ号区域时的速度为v，进入Ⅰ号区域前，线框沿光滑斜面匀加速下滑，根据牛顿第二定律可得 根据匀加速直线运动速度与位移关系可得 联立解得 【小问2详解】 由题可知线框在Ⅰ号区域内全程匀速运动，说明始终只有一条边切割磁感线，故线框边长等于Ⅰ号区域宽度，即线框边长 设两区域磁感应强度为，匀速时受力平衡，重力沿斜面的分力等于安培力 cd边切割磁感线产生的感应电动势为 又有 联立解得， cd边切割磁感线相当于电源，内阻为 路端电压即cd两端电势差为 【小问3详解】 由题可知cd边进入Ⅱ号区域时的速度和ab边离开Ⅱ号区域时的速度相同，动量变化为零，设线框进入Ⅱ号区域到完全离开的时间为，根据动量定理可得 安培力冲量 其中为进入过程通过线框的电荷量，为离开过程通过线框的电荷量，由对称性可得 若，则无法满足线框进入Ⅱ号区域到完全离开的过程，线框的初末速度相同 若，cd边进入磁场过程产生的电荷量为 代入得 联立解得 若，cd边进入磁场过程产生的电荷量为 同理解得 综上所述，当时，线框进入Ⅱ号区域到完全离开过程中的时间为；当时，线框进入Ⅱ号区域到完全离开过程中的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $