精品解析：安徽师范大学附属中学2025-2026学年高二下学期期末考试物理试题

安徽师范大学附属中学2025~2026学年第二学期期末教学质量监控 高二物理试卷 注意事项： 1、本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3、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，用橡皮擦干净后，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。 4、考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题：共8个小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 我国“墨子号”量子科学实验卫星搭载了高性能光电探测器，可精准探测宇宙紫外辐射。已知探测器核心材料的逸出功为4.5eV，可见光光子能量范围为1.6~3.1eV。则探测器工作时，核心材料（ ） A. 接收到紫光，也能产生光电子 B. 接收到紫外线的强度越大，产生光电子的最大初动能越大 C. 接收到紫外线的波长越短，产生光电子的最大初动能越大 D. 接收到光子能量为6.2eV的紫外线，产生光电子的最大初动能为3.1eV 2. 如图甲所示为劈尖干涉的示意图，在两块透明的玻璃薄片间垫两张纸片，使两块玻璃片形成一定的夹角，当平行单色光从上方竖直射下时会形成如图乙所示的明暗相间的条纹，下列选项中原理与劈尖干涉相同的是（　　） A. 玻璃中的气泡看上去特别明亮 B. 将肥皂膜靠近烛火，肥皂膜上呈现彩色条纹 C. 单色平行光通过单缝后在光屏上形成明暗相间的条纹 D. 激光在工程中常用于精准测距 3. 荡秋千是深受大家喜爱的活动。若将小孩和秋千视为一个单摆，其摆动可近似看作简谐运动。关于该振动过程，下列说法正确的是（ ） A. 秋千摆动到最高点时，速度为零，处于平衡状态 B. 秋千除受重力、弹力外还受回复力 C. 秋千摆动的过程中不存在合力为零的位置 D. 秋千从最高点向最低点运动的过程中，回复力逐渐增大 4. O为两不同材质的绳A、B的结点，a为绳A上一质点，绳置于光滑水平台面上。用手抓住O点前后快速振动，某时刻绳中的波形如图所示，则（ ） A. A绳中波的速度更大 B. A绳中波的周期更大 C. B绳中波的频率更大 D. 质点a此时刻在向左运动 5. 如图所示，利用振荡电路可以测量储罐中不导电液体的高度变化。已知该振荡电路的周期为T，频率为f，当开关S从a打到b上时开始计时，下面说法正确的是（ ） A. 振荡电路周期T变大，说明液面升高 B. 时线圈L中的自感电动势为最大 C. 时间内电场能逐渐转化为磁场能 D. 时间内电容器左极板带正电 6. 关于下列四幅图说法正确的是（ ） A. 图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型 B. 图乙：3为α射线，它的电离能力很强，穿透能力很弱 C. 图丙：用质子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能 D. 图丁：爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 7. 一定质量的理想气体从状态A经历循环，其压强p随摄氏温度t变化的图像如题图所示，其中图线与图线均与纵轴平行，与的延长线与横轴的交点均为。已知，，，且。则大小为（ ） A. 2.5 atm B. 3.5 atm C. 4.5 atm D. 5.5 atm 8. 弹弓是小朋友们特别喜爱的一种玩具。某次利用一弹弓竖直向上发射弹丸时，简化模型如下：原长为L的轻质弹性绳两端固定于相距为L的A、B两点，将质量为m的弹丸置于弹性绳的中点，随弹性绳竖直向下拉至C点，，并由静止释放，经时间t后弹丸离开弹性绳，此后弹丸继续上升的最大高度为h。重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 弹性绳对弹丸的冲量大小为 B. 弹性绳对弹丸的冲量大小为 C. 弹性绳对弹丸的平均作用力大小为 D. 弹性绳对弹丸的平均作用力大小为 二、多项选择题（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. 重庆涪陵某小型风电站，简化工作原理如图甲所示，风轮机通过绝缘传动装置，带动发电机的转子线圈转动产生交流电，通过匝数比的理想升压变压器将电压升高，经输电线向较远处的主电网变电站输送电能，到达变电站后，再通过匝数比的理想降压变压器将电压降低，最终供给用户。已知用户端得到的电压u随时间t的变化关系如图乙所示，用户端得到的功率为44kW，输电线的总电阻为，线圈电阻可不计。则下列说法正确的是（ ） A. 风轮机的转动周期为0.02 s B. 电流表的示数为 C. 输电线上损耗的电功率为4 kW D. 发电机的输出电压 10. 如图所示，将一轻质弹簧左端固定在墙上，右端连接质量为的小球静置于光滑水平面上。以弹簧原长时小球的位置为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标轴。给小球一个向右的初速度，使其沿轴做简谐往复运动。绘制小球运动过程中动量随位置坐标变化的图像，图像上各点坐标对应小球的运动状态，其中状态的坐标为，状态的坐标为，、两状态关于坐标原点对称，且状态的横坐标为。已知弹簧的弹性势能（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量）。下列说法正确的是（　　） A. 小球运动过程中的最大动能为 B. 弹簧的劲度系数为 C. 小球从状态到状态所经历的时间是其运动周期的 D. 小球在状态的动量大小为 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图所示装置来测量水对激光的折射率。将圆柱形的薄壁玻璃杯放在铁架台上，杯中有适量的水，将激光笔固定在铁架台上，并保持激光照射到水面的入射角不变，在玻璃杯侧壁标记水面的位置为，激光光点的位置为。再向杯内加入少量的水，记录此时水面与点之间的距离为，激光光点与点之间的距离为，继续多次向杯内加水，激光光点始终在侧壁上，记录多组和的值，作出图像，该图像为过原点的直线，求出图像的斜率为k。请回答下列问题： （1）向杯中加水后的激光光点在点的________（选填“上方”或“下方”）； （2）若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，则应适当________（选填“增大”或“减小”）入射角； （3）已测得，试判断该同学能否测量出水对激光的折射率n________（填“是”或“否”）。 12. 用如图所示的实验装置探究“一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系”。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，推动活塞压缩气体，分别记录注射器上的体积刻度V和传感器的示数p作为气体的体积和压强。 （1）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是（ ）（单选） A. 要尽可能保持环境温度不变 B. 实验中必须测量柱塞的横截面积来计算气体体积 C. 实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 （2）经过多次测量，将所测数据绘制在坐标图上，可能得到的是（ ） A. B. C. D. （3）如图，若有两小组在同一教室同时用传感器探究气体等温变化的规律，但是描绘出的图像斜率不同，原因可能是（ ）（单选） A. 注射器内的气体质量不同 B. 有一小组注射器存在漏气 C. 一小组缓慢推动活塞，另一小组快速推动 D. 一小组将注射器水平放置，另一小组竖直放置 （4）为了能最直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的________（填“a”“b”或“c”）。 （5）如图丙，小组同学使用等温变化的规律测量不规则小石块的体积，连接好仪器后正确进行实验并记录了压强传感器示数p和注射器读数V，作出的图像如图丁所示，图中的横纵截距分别为a和b，则小石块的体积为________。（用图中相关物理量表示） 四、计算题（本题共3小题，共42分） 13. 恒压高温报警器的工作原理如图甲所示。导热性能良好的圆柱形汽缸开口向上，用质量为m、横截面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，封闭气体在初始状态时的体积为、温度为300 K，随着环境温度缓慢升高，当活塞上表面接触报警器的下端时开始报警。已知缸外大气压强为，开始报警时封闭气体的体积为，气体由初始状态到开始报警的过程中内能的增加量为，重力加速度大小为g，忽略活塞与缸壁间的摩擦。求： （1）报警温度T； （2）从初始状态到开始报警，气体吸收的热量Q。 14. 如图所示，质量的小球（可视为质点），以水平速度，从管口A点滑上静置于光滑水平地面上的矩形物块。物块质量。物块内固定一个光滑圆弧轨道，由半径均为的四分之一圆弧，和半圆弧拼接而成，在同一高度，C为最高点。重力加速度。 （1）求小球到达C点时，物块的速度大小。 （2）若小球从A点进入到E点滑出所用时间为，求此过程中物块的位移大小。 15. 两根平行且光滑的金属直导轨和固定在同一水平面内，导轨间距为L，导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。质量均为m的均匀金属杆与垂直于导轨放置，它们接入回路的电阻均为R。一根绝缘轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接杆的中点，另一端悬挂一质量的重物，滑轮与杆之间的绳与导轨平行。锁定杆，将杆和重物同时由静止释放。整个运动过程中两杆始终垂直于导轨且接触良好，导轨足够长，忽略空气阻力及导轨电阻，重力加速度为g。求： （1）稳定时杆的速度大小v； （2）若当杆速度达到时将杆解除锁定，则此时杆的加速度； （3）若当杆速度达到v时将杆解除锁定，则杆经过足够长的时间t的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 安徽师范大学附属中学2025~2026学年第二学期期末教学质量监控 高二物理试卷 注意事项： 1、本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3、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，用橡皮擦干净后，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。 4、考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、选择题：共8个小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 我国“墨子号”量子科学实验卫星搭载了高性能光电探测器，可精准探测宇宙紫外辐射。已知探测器核心材料的逸出功为4.5eV，可见光光子能量范围为1.6~3.1eV。则探测器工作时，核心材料（ ） A. 接收到紫光，也能产生光电子 B. 接收到紫外线的强度越大，产生光电子的最大初动能越大 C. 接收到紫外线的波长越短，产生光电子的最大初动能越大 D. 接收到光子能量为6.2eV的紫外线，产生光电子的最大初动能为3.1eV 【答案】C 【解析】 【详解】A．光电效应产生条件是（为逸出功）。紫光属于可见光，光子能量最大为，不满足光电效应产生条件，无法产生光电子，故A错误； B．光电子的最大初动能，仅由入射光的频率和逸出功决定，与光的强度无关，故B错误； C．紫外线波长越短，由可知频率越高，光子能量越大。 根据，逸出功为定值，因此波长越短，光电子最大初动能越大，故C正确； D．将数据代入光电效应方程 解得，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示为劈尖干涉的示意图，在两块透明的玻璃薄片间垫两张纸片，使两块玻璃片形成一定的夹角，当平行单色光从上方竖直射下时会形成如图乙所示的明暗相间的条纹，下列选项中原理与劈尖干涉相同的是（　　） A. 玻璃中的气泡看上去特别明亮 B. 将肥皂膜靠近烛火，肥皂膜上呈现彩色条纹 C. 单色平行光通过单缝后在光屏上形成明暗相间的条纹 D. 激光在工程中常用于精准测距 【答案】B 【解析】 【详解】图中所说的现象属于薄膜干涉现象； A．玻璃中的气泡看上去特别明亮，该现象是全反射现象，故A错误； B．将肥皂膜靠近烛火，肥皂膜上呈现彩色条纹，该现象属于薄膜干涉现象，故B正确； C．单色平行光通过单缝后在光屏上形成明暗相间的条纹，该现象属于光的衍射现象，故C错误； D．激光在工程中常用于精准测距，这是由于激光的方向性较好，与干涉现象无关，故D错误。 故选B。 3. 荡秋千是深受大家喜爱的活动。若将小孩和秋千视为一个单摆，其摆动可近似看作简谐运动。关于该振动过程，下列说法正确的是（ ） A. 秋千摆动到最高点时，速度为零，处于平衡状态 B. 秋千除受重力、弹力外还受回复力 C. 秋千摆动的过程中不存在合力为零的位置 D. 秋千从最高点向最低点运动的过程中，回复力逐渐增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．平衡状态的条件是合力为零。秋千摆到最高点时，速度虽然为零，但重力沿切线的分力不为零，总合力不为零，不是平衡状态，故A错误； B．回复力是效果力，由重力沿摆动切线方向的分力提供，不是物体额外受到的力，秋千实际只受重力、绳子的弹力，故B错误； C．最低点处切线方向的回复力为零，但径向的合力需要提供圆周运动的向心力，总合力不为零；其他位置合力也不为零，因此整个摆动过程不存在合力为零的位置，故C正确； D．简谐运动的回复力满足，回复力大小与偏离平衡位置的位移大小成正比。秋千从最高点向最低点运动时，偏离平衡位置的位移逐渐减小，因此回复力逐渐减小，故D错误。 故选C。 4. O为两不同材质的绳A、B的结点，a为绳A上一质点，绳置于光滑水平台面上。用手抓住O点前后快速振动，某时刻绳中的波形如图所示，则（ ） A. A绳中波的速度更大 B. A绳中波的周期更大 C. B绳中波的频率更大 D. 质点a此时刻在向左运动 【答案】A 【解析】 【详解】BC．A、B绳中波是由同一波源产生，而波的周期或频率由波源决定，故绳中波的周期或频率一样大，故BC错误； A．由 A绳中波的波长更长，故A绳中波的速度更大，故A正确； D．根据质点振动的前带后，后跟前，质点a此时刻在向上运动，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，利用振荡电路可以测量储罐中不导电液体的高度变化。已知该振荡电路的周期为T，频率为f，当开关S从a打到b上时开始计时，下面说法正确的是（ ） A. 振荡电路周期T变大，说明液面升高 B. 时线圈L中的自感电动势为最大 C. 时间内电场能逐渐转化为磁场能 D. 时间内电容器左极板带正电 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据LC振荡电路频率公式  振荡电路周期T变大，说明电容器电容C增大。 不导电液体的介电常数大于空气，根据平行板电容器电容 可知当液面升高时，介电常数增大，电容增大，故A正确； B．开关S打在b上开始计时，电容器充电完毕，电荷量最大，电路电流为0，经过，电容器放电完毕，电路电流达到最大值。 LC振荡中，电流最大时，电流的变化率 根据自感电动势公式，得自感电动势为0，故B错误； C．时间内，电容器在反向充电，电路电流逐渐减小，磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，该过程是磁场能转化为电场能，故C错误； D．初始充电时电容器左极板带正电、右极板带负电，放电时电流沿顺时针方向；放电完毕后，由于线圈自感，电流继续沿顺时针方向流动，正电荷不断聚集到右极板，因此时间内电容器右极板带正电，左极板带负电，故D错误。 故选A。 6. 关于下列四幅图说法正确的是（ ） A. 图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型 B. 图乙：3为α射线，它的电离能力很强，穿透能力很弱 C. 图丙：用质子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能 D. 图丁：爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一 【答案】A 【解析】 【详解】A．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故A正确； B．图乙中磁场方向垂直纸面向里，射线3向右偏转，根据左手定则可知其带负电，为射线，射线电离能力较弱，穿透能力较强，故B错误； C．用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能，故C错误； D．普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，爱因斯坦提出了光子说，故D错误。 故选A。 7. 一定质量的理想气体从状态A经历循环，其压强p随摄氏温度t变化的图像如题图所示，其中图线与图线均与纵轴平行，与的延长线与横轴的交点均为。已知，，，且。则大小为（ ） A. 2.5 atm B. 3.5 atm C. 4.5 atm D. 5.5 atm 【答案】B 【解析】 【详解】理想气体的图中，延长线过绝对零度的直线满足查理定律 所以延长线过绝对零度的直线为等容线，因此、均为等容过程。 平行纵轴，说明温度不变，因此为等温过程，为等温过程。 可得​， 又​ 可得 故 为等容过程，由查理定律得 解得 故选B。 8. 弹弓是小朋友们特别喜爱的一种玩具。某次利用一弹弓竖直向上发射弹丸时，简化模型如下：原长为L的轻质弹性绳两端固定于相距为L的A、B两点，将质量为m的弹丸置于弹性绳的中点，随弹性绳竖直向下拉至C点，，并由静止释放，经时间t后弹丸离开弹性绳，此后弹丸继续上升的最大高度为h。重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 弹性绳对弹丸的冲量大小为 B. 弹性绳对弹丸的冲量大小为 C. 弹性绳对弹丸的平均作用力大小为 D. 弹性绳对弹丸的平均作用力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．弹丸离开弹性绳继续上升到最高点的时间为 弹丸从发射至运动到最高点，根据动量定理 解得弹性绳对弹丸的冲量大小，故AB错误； CD．弹性绳对弹丸的平均作用力大小为，故C错误，D正确。 故选D。 二、多项选择题（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. 重庆涪陵某小型风电站，简化工作原理如图甲所示，风轮机通过绝缘传动装置，带动发电机的转子线圈转动产生交流电，通过匝数比的理想升压变压器将电压升高，经输电线向较远处的主电网变电站输送电能，到达变电站后，再通过匝数比的理想降压变压器将电压降低，最终供给用户。已知用户端得到的电压u随时间t的变化关系如图乙所示，用户端得到的功率为44kW，输电线的总电阻为，线圈电阻可不计。则下列说法正确的是（ ） A. 风轮机的转动周期为0.02 s B. 电流表的示数为 C. 输电线上损耗的电功率为4 kW D. 发电机的输出电压 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图乙可知用户端交流电压相邻两个正峰之间的时间间隔为 ，即交流电周期 。发电机线圈转动一周产生一个周期的交流电，风轮机与发电机转子同步转动，所以风轮机的转动周期为 ，故A正确； B．用户端电压有效值为 由用户端功率 ，得 电流表读数为有效值，故B错误； C．降压变压器匝数比 理想变压器电流关系为 所以输电线电流 输电线上损耗的功率为 ，故C正确； D．降压变压器原线圈电压有效值为 ，输电线电压损失为 故升压变压器副线圈输出电压 升压变压器匝数比 ，有 ，解得发电机的输出电压 ，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，将一轻质弹簧左端固定在墙上，右端连接质量为的小球静置于光滑水平面上。以弹簧原长时小球的位置为坐标原点，水平向右为正方向建立坐标轴。给小球一个向右的初速度，使其沿轴做简谐往复运动。绘制小球运动过程中动量随位置坐标变化的图像，图像上各点坐标对应小球的运动状态，其中状态的坐标为，状态的坐标为，、两状态关于坐标原点对称，且状态的横坐标为。已知弹簧的弹性势能（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量）。下列说法正确的是（　　） A. 小球运动过程中的最大动能为 B. 弹簧的劲度系数为 C. 小球从状态到状态所经历的时间是其运动周期的 D. 小球在状态的动量大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知，小球在状态时位置坐标，即处于平衡位置，此时弹簧弹性势能为零，小球动能最大，动量大小为，则最大动能为，故A正确； B．小球在状态时动量为零，位置坐标为，即振幅，此时动能为零，弹性势能最大，根据机械能守恒定律有 解得，故B错误； C．小球从状态到状态，位移大小从减小到，为最大位移处，设运动周期为，以点为计时起点，位移公式为 当时， 则 解得，即经历的时间是其运动周期的，故C错误； D．、两状态关于坐标原点对称，则两状态位置坐标绝对值相等，根据系统机械能守恒可知两状态动能相等，动量大小相等，在状态时，根据机械能守恒定律有 将代入解得，故D正确 故选AD。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图所示装置来测量水对激光的折射率。将圆柱形的薄壁玻璃杯放在铁架台上，杯中有适量的水，将激光笔固定在铁架台上，并保持激光照射到水面的入射角不变，在玻璃杯侧壁标记水面的位置为，激光光点的位置为。再向杯内加入少量的水，记录此时水面与点之间的距离为，激光光点与点之间的距离为，继续多次向杯内加水，激光光点始终在侧壁上，记录多组和的值，作出图像，该图像为过原点的直线，求出图像的斜率为k。请回答下列问题： （1）向杯中加水后的激光光点在点的________（选填“上方”或“下方”）； （2）若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，则应适当________（选填“增大”或“减小”）入射角； （3）已测得，试判断该同学能否测量出水对激光的折射率n________（填“是”或“否”）。 【答案】（1）下方 （2）增大 （3）是 【解析】 【小问1详解】 加水前后的光路图如图所示： 光线为加水前的折射光线，光线为加水后的折射光线，由图可知，向杯中加水后的激光光点在点的下方。 【小问2详解】 若某次实验时打在侧壁上的光点不能在侧壁外面被观察到，是由于光线在点的入射角过大（大于等于临界角）而发生了全反射，所以应减小光线在点的入射角，即增大入射角。 【小问3详解】 根据几何关系推导可得 整理可得与​为线性关系，斜率​ 已知，则 解得​ 进一步可推出​，​​ 由折射定律可得，可求出折射率，因此填是。 12. 用如图所示的实验装置探究“一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系”。将注射器活塞移动到体积最大的位置，接上软管和压强传感器，推动活塞压缩气体，分别记录注射器上的体积刻度V和传感器的示数p作为气体的体积和压强。 （1）为保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，以下说法正确的是（ ）（单选） A. 要尽可能保持环境温度不变 B. 实验中必须测量柱塞的横截面积来计算气体体积 C. 实验过程中要用手握紧注射器并快速推拉活塞 （2）经过多次测量，将所测数据绘制在坐标图上，可能得到的是（ ） A. B. C. D. （3）如图，若有两小组在同一教室同时用传感器探究气体等温变化的规律，但是描绘出的图像斜率不同，原因可能是（ ）（单选） A. 注射器内的气体质量不同 B. 有一小组注射器存在漏气 C. 一小组缓慢推动活塞，另一小组快速推动 D. 一小组将注射器水平放置，另一小组竖直放置 （4）为了能最直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，作出图像。某同学在实验操作过程中，不小心用手握住了注射器的空气柱部分，那么该同学可能得到的图像是图乙中的________（填“a”“b”或“c”）。 （5）如图丙，小组同学使用等温变化的规律测量不规则小石块的体积，连接好仪器后正确进行实验并记录了压强传感器示数p和注射器读数V，作出的图像如图丁所示，图中的横纵截距分别为a和b，则小石块的体积为________。（用图中相关物理量表示） 【答案】（1）A （2）D （3）A （4）a （5）b 【解析】 【小问1详解】 A．本实验要求封闭气体温度不变，因此需要保持环境温度不变，故A正确； B．注射器本身已经标注体积刻度，可直接读取气体体积，不需要额外测量横截面积，故B错误； C．手握注射器会改变气体温度，快速推拉活塞也会使气体温度变化，不符合等温实验要求，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 根据玻意耳定律，一定质量气体等温变化满足（为常数）。 本实验中，压强传感器连接的软管内存在少量未被计入注射器读数的气体，设这部分体积为，则实际气体体积为，代入玻意耳定律得 整理得 因此在​图像中，当时，，横截距为正。 故选D。 【小问3详解】 A．由理想气体状态方程，变形得 因此​图像的斜率，同一教室温度相同，斜率不同的原因是气体的物质的量不同，即封闭气体的质量不同，故A正确； B．若注射器漏气，实验过程中气体质量不断变化，无法得到直线图像，故B错误； C．快速推动活塞会导致气体温度不断变化，图像不是直线，故C错误； D．压强传感器直接测量封闭气体的压强，无论注射器如何放置，传感器读数即为玻意耳定律中的气体压强，故D错误。 故选A。 【小问4详解】 手握住注射器后，气体温度升高，斜率随温度升高而增大，相同下，压强比室温等温时更大，因此斜率比正常情况更大，对应图线。 【小问5详解】 设小石块体积为​，封闭气体的实际体积为，等温变化满足 整理得，因此图像的纵截距就是小石块的体积，题目给出纵截距为，故小石块体积为。 四、计算题（本题共3小题，共42分） 13. 恒压高温报警器的工作原理如图甲所示。导热性能良好的圆柱形汽缸开口向上，用质量为m、横截面积为S的活塞封闭一定质量的理想气体，封闭气体在初始状态时的体积为、温度为300 K，随着环境温度缓慢升高，当活塞上表面接触报警器的下端时开始报警。已知缸外大气压强为，开始报警时封闭气体的体积为，气体由初始状态到开始报警的过程中内能的增加量为，重力加速度大小为g，忽略活塞与缸壁间的摩擦。求： （1）报警温度T； （2）从初始状态到开始报警，气体吸收的热量Q。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 封闭气体升温过程中，活塞自由移动，压强保持不变，为等压变化，遵循盖-吕萨克定律。 已知初始状态：体积、温度；报警时状态：体积、温度，由盖-吕萨克定律可知 解得 【小问2详解】 对活塞受力分析，由平衡条件得 整理得封闭气体压强 从初始到开始报警，体积变化量为 气体对外做功 根据热力学第一定律 整理得吸收热量 14. 如图所示，质量的小球（可视为质点），以水平速度，从管口A点滑上静置于光滑水平地面上的矩形物块。物块质量。物块内固定一个光滑圆弧轨道，由半径均为的四分之一圆弧，和半圆弧拼接而成，在同一高度，C为最高点。重力加速度。 （1）求小球到达C点时，物块的速度大小。 （2）若小球从A点进入到E点滑出所用时间为，求此过程中物块的位移大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设小球到达C点时速度为，物块的速度为。水平面光滑，小球和物块组成的系统水平方向不受外力。小球从点运动到点过程中，在水平方向上系统的动量守恒 水平面是光滑的，轨道也是光滑的，则此过程系统的机械能守恒 联立解得 【小问2详解】 系统水平动量守恒任意时刻成立，根据系统水平方向动量守恒有 等式的左右两边同乘以时间t，则有 从点到点，小球在水平方向上相对物块的位移为 解得此过程中物块的位移大小 15. 两根平行且光滑的金属直导轨和固定在同一水平面内，导轨间距为L，导轨区域存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。质量均为m的均匀金属杆与垂直于导轨放置，它们接入回路的电阻均为R。一根绝缘轻绳跨过光滑定滑轮，一端连接杆的中点，另一端悬挂一质量的重物，滑轮与杆之间的绳与导轨平行。锁定杆，将杆和重物同时由静止释放。整个运动过程中两杆始终垂直于导轨且接触良好，导轨足够长，忽略空气阻力及导轨电阻，重力加速度为g。求： （1）稳定时杆的速度大小v； （2）若当杆速度达到时将杆解除锁定，则此时杆的加速度； （3）若当杆速度达到v时将杆解除锁定，则杆经过足够长的时间t的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 锁定杆时，当系统达到稳定状态时，杆和重物M做匀速直线运动，加速度为零。此时，系统受力平衡 由杆产生感应电动势 感应电流 安培力 联立解得稳定时杆速度 【小问2详解】 当杆速度达到时，感应电流为 此时的安培力为 结合第一问解得 在解除锁定的瞬间，杆速度为，其加速度为 对杆和重物M系统，根据牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 当杆速度达到时， 此时杆加速度 杆的加速度为，则两杆相对速度减小，则安培力减小 因此，杆做加速度减小的加速运动，杆做加速度增大的加速运动，最终稳定时两杆加速度相等，对整个系统（杆、杆、重物M）应用牛顿第二定律 解得 对杆从解除锁定到时刻，由动量定理可得 对杆和M系统动量定理有 由稳定时相对速度不变 对杆有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $