精品解析：湖北省云学联盟2025-2026学年高二下学期学科素养测评物理试题

高二物理学科素养测评 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 普朗克为了解释光电效应的规律，提出了能量子的概念 B. 宏观物体的能量可以是连续的值，但微观粒子的能量是量子化的 C. 用光照射原来不带电的金属后，金属带负电的现象叫做光电效应 D. 工作的光电管加正向电压时，随着电压的不断增大，光电流一定随之增大 2. 关于分子的热运动，下列说法中正确的是（　　） A. “遥知不是雪，为有暗香来”，描述的是一种扩散现象 B. 我们经常看到空气中有许多漂浮的颗粒，其运动是杂乱的，这是布朗运动 C. 当温度太低，使水凝固成冰后，分子也停止运动 D. 物体温度升高，所有分子动能都增大，所以平均动能随温度升高而增大 3. 以下对光现象的描述，说法正确的是（　　） A. 我们在电影院里看3D电影需要佩戴特制眼镜，这是利用了光的偏振，说明光是横波 B. 牛顿环是一种衍射现象 C. “波光粼粼”常用来描述水对光的折射 D. 光通过小圆孔后在光屏上出现的圆形亮斑边缘模糊，这是由于小孔成像不清晰造成的 4. 一定质量的理想气体，状态从A变化到B，再变化到C，其图像如图所示，下列说法中正确的是（取1 atm=1.0×105 Pa）（　　） A. 从状态A到状态B的过程中，气体内能保持不变 B. 从状态B到状态C的过程中，气体向外界放热 C. 从状态A到状态C的过程中，气体对外界做功1.75 J D. 状态C的热力学温度是状态A热力学温度的3倍 5. 理想电容器、电感器和电源、电阻器等连接成如图所示电路，其中电容量为，自感系数为，先将电键闭合一段时间，然后断开电键并记为时刻，回路即开始发生电磁振荡。以下说法中正确的是（　　） A. 时刻，电容器带电荷量最大 B. 时刻，磁场能最大 C. 时间内，磁场能转化为电场能 D. 时刻，电感器中自感电动势最大 6. 水平面内固定两根足够长的光滑导轨，导轨间距为，其左端连接一个电容量的电容器，初始电容器不带电。质量的金属棒垂直导轨放置，并与导轨良好接触，如图甲所示（俯视图），导轨处在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中。现用一水平力作用在金属棒上使其由静止开始向右做匀加速直线运动，运动的图像如图乙所示，不计导轨和金属棒电阻，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A. 拉力为恒力，大小为 B. 时拉力的功率为 C. 内通过金属棒截面的电荷量为 D. 内电容器储存的电能增加了 7. 如图电路中，交流电源输出电压表达式为，理想变压器原、副线圈匝数比为，，为最大阻值为的滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法中，正确的是（　　） A. 时，电压表示数为 B. 中的电流方向在内改变次 C. 时，电流表示数为 D. 滑动变阻器消耗功率的最大值为 8. 下列说法中，正确的是（　　） A. 长度相等的两根直导线，放在同一匀强磁场中，电流大的那根受到的安培力一定大 B. 匀强磁场的磁感应强度的大小等于穿过某一平面的磁通量与面积的比值 C. 带电荷量为、速度为的粒子在磁感应强度为的匀强磁场中运动时，受到的洛伦兹力的大小可能为 D. 洛伦兹力对带电粒子一定不做功 9. 如图所示，三角形为透明材质制作的三棱镜截面，其材料的折射率为，在该平面内，一束光线以入射角从面的点斜向右下入射，恰好在面发生全反射。不考虑光的多次反射，下列说法中正确的是（　　） A. 光线在面的折射角为 B. 全反射的临界角为 C. 三棱镜的顶角 D. 减小光线与面的夹角，光线可以从面折射出来 10. 如图所示，用厚度不计的绝缘板制作的中空三棱柱，其横截面为等边三角形，边长为；在的中点有一个大小可忽略的小孔，匀强磁场垂直该截面向里。质量为、带电荷量为()的粒子以初速度垂直边、垂直磁场进入该三角形区域（粒子大小、重力不计），并与三角形侧面发生弹性碰撞。要使粒子每次碰撞都垂直侧面、且恰好从小孔穿出，则磁感应强度可能为（　　） A. B. C. D. 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 学习小组在实验室用注射器研究玻意耳定律：将活塞拉出一部分，用橡皮帽将针孔密封住，这样就封闭了一定质量的气体。 （1）他们发现在实验室墙上竖直挂着一个形气压计，可用来测量当时当地的大气压强。如图甲所示，其左端封闭，上部为真空，右端开口，其底板画有毫米刻度尺。实验时两边玻璃管水银面的位置，如图乙所示，则大气压强p0=_________cmHg； （2）为了计算压强，需测出活塞横截面积，他们找来了一段细线，将其在活塞上缠绕了圈，然后用刻度尺测出这圈的线长为，则活塞横截面积为_________； （3）用铁架台将封有气体的注射器水平架稳，用弹簧秤水平向右缓慢拉活塞上的拉环，如图丙所示，弹簧秤示数为时，封闭气体的压强为_________（用题中符号表示）； （4）改变弹簧秤的拉力，计算出各次的压强p并从注射器的刻度读出对应的气体的体积。为了直观地看出温度不变时压强和体积的关系，他们打算用图像处理数据，如果图像纵轴为压强p，则横轴为（　　） A. B. C. D. （5）下列操作中，能减小实验误差的是（　　） A. 为防止把整个注射器从铁架台上拉出去，应该用手紧握针筒以辅助固定 B. 改变弹簧秤拉力时应缓慢进行，并待气体变化稳定后再读出体积 C. 封闭气体前，要在活塞上涂抹适量润滑油 D. 拉弹簧秤的拉环时，拉力方向可以斜向上以减小活塞重力对实验的影响 12. 郑老师带领某学习小组在教室内用激光做测波长实验。他们从实验室借来了不同规格的双缝板、铁架台，自己购置了红、绿两种激光笔和卷尺。 （1）实验操作如下： A.将课桌放置在离白墙较远距离处（超过3 m），铁架台放在课桌上； B.将双缝板用铁夹固定好，并注意调节双缝板面_________（填“水平”或“竖直”）； C.将激光笔也固定在铁架台上，并注意调节激光水平正射在双缝上； D.调整铁架台的方向，使双缝板面与墙壁_________（填“平行”或“垂直”）； E.打开激光笔，发现墙壁上出现了清晰的干涉条纹，此时需测量和记录的数据为_________； A．双缝间距 B．双缝到条纹墙壁的距离 C．条亮纹之间的距离 D．双缝离地面的高度 （2）通过学习，他们了解到影响条纹间距的因素，为了通过实验验证所学知识，他们保持其他量不变，每次只研究条纹间距和其中一个量之间的关系，这种研究方法是（　　） A. 极限法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 微元法 （3）某次用绿光做实验时的数据为：双缝间距，双缝到墙壁的距离，测得第1条亮纹到第6条亮纹之间的距离为，双缝离地面的高度为，则该绿光的波长为_________； （4）实验室中做测波长的实验需要用到测量头，测条纹间距用的是测量头上的游标卡尺。某次测量时，游标卡尺显示如图，其读数为_________。 13. 足球的容积为，初始内有的气体，环境温度为。用打气筒向足球内充气，每次充入的气体压强为、体积为，忽略足球容积的变化。 （1）充气过程中足球内气体的温度始终与环境温度相等，停止充气时，足球内气体压强为，求充气次数为多少？ （2）将充气后的足球拿入温度为的体育器材保管室，一段时间后足球内气体温度与环境温度相等，此过程不漏气，求此时足球内气体的压强p2为多大？ 14. 水平面内固定着光滑、相互平行、间距不同的两段导轨，其中I区间距为，II区间距为，导轨足够长，如图为俯视图，整个导轨处于竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中。完全相同的两根金属棒ab、cd，长度均为，垂直导轨、两端对称地放置在导轨I区，其中cd离II区较近，两棒相距足够远。给ab棒一个瞬时冲量，使之获得水平向右的速度，一段时间后cd运动到导轨II区，立即做匀速直线运动。两金属棒的质量均为，不计导轨电阻，金属棒与导轨始终垂直并接触良好，求： （1）cd在I区运动过程中，cd产生的焦耳热为多少？ （2）到达II区后，给cd施加一水平向右的恒定外力，ab始终在I区运动，求两导体棒运动加速度不再变化时，回路中的电流强度为多大？ 15. 如图所示，在竖直平面内存在矩形区域，其中水平线，竖直线，矩形区域内无电场和磁场；而在矩形区域外的空间同时存在范围足够大的匀强电场（未画出）和匀强磁场，其中电场方向竖直向上、电场强度大小为，磁场方向垂直纸面向里。有一个可视为质点的小球，质量为，带电荷量为()，从点水平向右抛出，从点离开矩形区域，在电、磁场中运动一段时间后，又从点进入矩形区域。重力加速度为，不计空气阻力，求： （1）小球到达点时的速度； （2）磁感应强度的大小； （3）小球刚到达点就立即在矩形区域增加一个竖直向上的匀强电场，使小球能够再次到达点，且在到达点前，小球的运动轨迹与、和无交点，计算该电场强度可能的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理学科素养测评 一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 普朗克为了解释光电效应的规律，提出了能量子的概念 B. 宏观物体的能量可以是连续的值，但微观粒子的能量是量子化的 C. 用光照射原来不带电的金属后，金属带负电的现象叫做光电效应 D. 工作的光电管加正向电压时，随着电压的不断增大，光电流一定随之增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．普朗克为解释黑体辐射的规律提出能量子概念，爱因斯坦提出光子说解释光电效应规律，故A错误； B．宏观物体的能量量子化间隔极小，宏观上可认为是连续值，微观粒子的能量是量子化的（不连续、一份一份的），故B正确； C．用光照射原来不带电的金属，有光电子从金属表面逸出，金属因失去电子而带正电，该现象叫光电效应，故C错误； D．光电管加正向电压时，光电流达到饱和值后，即使继续增大正向电压，光电流也不再增大，故D错误。 故选B。 2. 关于分子的热运动，下列说法中正确的是（　　） A. “遥知不是雪，为有暗香来”，描述的是一种扩散现象 B. 我们经常看到空气中有许多漂浮的颗粒，其运动是杂乱的，这是布朗运动 C. 当温度太低，使水凝固成冰后，分子也停止运动 D. 物体温度升高，所有分子动能都增大，所以平均动能随温度升高而增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．“暗香来”是香气分子做无规则热运动、扩散到空气中被人感知的现象，属于扩散现象，故A正确； B．布朗运动是悬浮在流体中的、肉眼无法直接观察的微小颗粒的无规则运动，空气中肉眼可见的漂浮颗粒的运动主要受气流、重力等宏观外力驱动，不是布朗运动，故B错误； C．分子热运动永不停息，水凝固成冰后，分子仍然在平衡位置附近做无规则振动，不会停止运动，故C错误； D．温度是分子平均动能的标志，温度升高时分子平均动能增大，但不是所有分子的动能都增大，仍存在部分分子动能较小甚至减小的情况，故D错误。 故选A。 3. 以下对光现象的描述，说法正确的是（　　） A. 我们在电影院里看3D电影需要佩戴特制眼镜，这是利用了光的偏振，说明光是横波 B. 牛顿环是一种衍射现象 C. “波光粼粼”常用来描述水对光的折射 D. 光通过小圆孔后在光屏上出现的圆形亮斑边缘模糊，这是由于小孔成像不清晰造成的 【答案】A 【解析】 【详解】A．3D电影的工作原理是光的偏振，偏振是横波特有的性质，该现象可证明光是横波，故A正确； B．牛顿环是空气薄层上下表面的反射光叠加产生的干涉现象，故B错误； C．“波光粼粼”是太阳光照射到起伏的水面上发生镜面反射形成的，故C错误； D．光通过小圆孔后亮斑边缘模糊是光的衍射现象，故D错误。 故选A。 4. 一定质量的理想气体，状态从A变化到B，再变化到C，其图像如图所示，下列说法中正确的是（取1 atm=1.0×105 Pa）（　　） A. 从状态A到状态B的过程中，气体内能保持不变 B. 从状态B到状态C的过程中，气体向外界放热 C. 从状态A到状态C的过程中，气体对外界做功1.75 J D. 状态C的热力学温度是状态A热力学温度的3倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据可知，pV乘积越大，气体温度越高，由图可知，状态A的pV乘积小于状态B的pV乘积，因此状态B的温度更高，状态B的内能更大，故A错误； B．从状态B到状态C的过程中，气体体积增大，气体对外做功（W<0），且该过程压强不变，根据可知，气体温度增大，气体内能增加（），根据 可知Q>0，即气体从外界吸热，故B错误； C．图面积表示功，由图可知，从状态A到状态C的过程中，气体对外界做功，故C正确； D．结合图像，对状态A、状态C有 解得，故D错误。 故选C。 5. 理想电容器、电感器和电源、电阻器等连接成如图所示电路，其中电容量为，自感系数为，先将电键闭合一段时间，然后断开电键并记为时刻，回路即开始发生电磁振荡。以下说法中正确的是（　　） A. 时刻，电容器带电荷量最大 B. 时刻，磁场能最大 C. 时间内，磁场能转化为电场能 D. 时刻，电感器中自感电动势最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．t=0 ，时刻此时电感中电流最大，电容器两端电压为零（未充电） 因此， 电感电流最大，磁场能最大,电容器电荷量为零，电场能为零，故A错误； B．电磁振荡的周期为 经过  电流减小到零，电容器充电结束，电荷量最多，电场能最大，磁场能最小（为零），故B错误； C．在，即时间内，电容器反向充电，电荷量增多，电场能增大，磁场能减小，磁场能转化为电场能，故C正确； D．时刻，电容器放电结束，电流再次达到正向最大，但电流的变化率最小为零，故电感器中自感电动势最小为零，故D错误。 故选C。 6. 水平面内固定两根足够长的光滑导轨，导轨间距为，其左端连接一个电容量的电容器，初始电容器不带电。质量的金属棒垂直导轨放置，并与导轨良好接触，如图甲所示（俯视图），导轨处在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场中。现用一水平力作用在金属棒上使其由静止开始向右做匀加速直线运动，运动的图像如图乙所示，不计导轨和金属棒电阻，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　） A. 拉力为恒力，大小为 B. 时拉力的功率为 C. 内通过金属棒截面的电荷量为 D. 内电容器储存的电能增加了 【答案】D 【解析】 【详解】A．首先从图得金属棒的加速度 感应电动势 电容器电压，带电量 因此电流  代入数值得，恒定。 对金属棒受力分析 整理得   代入数值 是恒力，但大小为，故A错误； B．时，拉力功率，故B错误； C．内通过金属棒的电荷量，故C错误； D．根据能量守恒：拉力做功转化为金属棒的动能和电容器的电能，即 位移 拉力做功 末动能 因此电能增加量，故D正确。 故选D。 7. 如图电路中，交流电源输出电压表达式为，理想变压器原、副线圈匝数比为，，为最大阻值为的滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法中，正确的是（　　） A. 时，电压表示数为 B. 中的电流方向在内改变次 C. 时，电流表示数为 D. 滑动变阻器消耗功率的最大值为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由交流电源输出电压表达式为 可知交流电源电压的最大值为 则交流电源输出电压的有效值 电压表示数为交流电源电压的有效值，所以电压表的示数为5V，故A错误； B．由交流电源输出电压表达式为 角速度为 周期为 变压器不改变交流电的周期，每个周期电流方向改变2次，故中的电流方向在1s内改变次数为，故B错误； C．将变压器及负载等效成一个电阻，则有 根据，， 联立解得 当时，在原线圈回路中有 解得 即电流表的示数为1A，故C错误； D．将原线圈与变压器等效一个新的电源，在原线圈回路中有 根据， 联立解得 其中 可得 可知新的等效电源的电动势为，内阻为 根据闭合电路欧姆定律有 则滑动变阻器消耗功率为 变形得 可知当，即时滑动变阻器消耗功率的达到最大，则有，故D正确。 故选D。 8. 下列说法中，正确的是（　　） A. 长度相等的两根直导线，放在同一匀强磁场中，电流大的那根受到的安培力一定大 B. 匀强磁场的磁感应强度的大小等于穿过某一平面的磁通量与面积的比值 C. 带电荷量为、速度为的粒子在磁感应强度为的匀强磁场中运动时，受到的洛伦兹力的大小可能为 D. 洛伦兹力对带电粒子一定不做功 【答案】CD 【解析】 【详解】A．安培力公式为 ，是导线电流方向与磁场方向的夹角，安培力大小不仅和电流、长度有关，还和夹角有关。若电流大的导线平行于磁场放置，安培力为0，故A错误； B．只有当平面垂直于磁场时，磁感应强度大小才等于穿过平面的磁通量与面积的比值，故B错误； C．洛伦兹力公式为，是速度方向与磁场方向的夹角，当  时，，即 ，故C正确； D．洛伦兹力的方向始终与带电粒子的速度方向垂直，根据功的定义，力与位移方向垂直时做功为0，，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，三角形为透明材质制作的三棱镜截面，其材料的折射率为，在该平面内，一束光线以入射角从面的点斜向右下入射，恰好在面发生全反射。不考虑光的多次反射，下列说法中正确的是（　　） A. 光线在面的折射角为 B. 全反射的临界角为 C. 三棱镜的顶角 D. 减小光线与面的夹角，光线可以从面折射出来 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据折射定律 ，已知入射角 ，折射率  代入得  解得折射角 ，A正确； B．全反射临界角满足 ，代入 ​  可得，临界角 ，B错误； C．由几何关系可知，折射光线与边夹角为，光线在面入射角等于临界角 推导得，代入 解得顶角 ，C正确； D．减小光线与面的夹角，意味着光线对面的入射角增大，根据折射定律，折射角也随之增大； 面的入射角 ，更大于临界角，依然发生全反射，无法从面折射出，D错误。 故选 AC。 10. 如图所示，用厚度不计的绝缘板制作的中空三棱柱，其横截面为等边三角形，边长为；在的中点有一个大小可忽略的小孔，匀强磁场垂直该截面向里。质量为、带电荷量为()的粒子以初速度垂直边、垂直磁场进入该三角形区域（粒子大小、重力不计），并与三角形侧面发生弹性碰撞。要使粒子每次碰撞都垂直侧面、且恰好从小孔穿出，则磁感应强度可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 ​​ 整理得轨道半径 粒子垂直AD入射，要求每次碰撞都垂直侧面，弹性碰撞后速度方向反向，轨迹为一段段圆弧。 E是AD中点，，要使粒子最终恰好回到E点穿出，根据等边三角形的角度和对称性，如图所示 可得几何关系 ， 即 ​​整理得 故选AC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 学习小组在实验室用注射器研究玻意耳定律：将活塞拉出一部分，用橡皮帽将针孔密封住，这样就封闭了一定质量的气体。 （1）他们发现在实验室墙上竖直挂着一个形气压计，可用来测量当时当地的大气压强。如图甲所示，其左端封闭，上部为真空，右端开口，其底板画有毫米刻度尺。实验时两边玻璃管水银面的位置，如图乙所示，则大气压强p0=_________cmHg； （2）为了计算压强，需测出活塞横截面积，他们找来了一段细线，将其在活塞上缠绕了圈，然后用刻度尺测出这圈的线长为，则活塞横截面积为_________； （3）用铁架台将封有气体的注射器水平架稳，用弹簧秤水平向右缓慢拉活塞上的拉环，如图丙所示，弹簧秤示数为时，封闭气体的压强为_________（用题中符号表示）； （4）改变弹簧秤的拉力，计算出各次的压强p并从注射器的刻度读出对应的气体的体积。为了直观地看出温度不变时压强和体积的关系，他们打算用图像处理数据，如果图像纵轴为压强p，则横轴为（　　） A. B. C. D. （5）下列操作中，能减小实验误差的是（　　） A. 为防止把整个注射器从铁架台上拉出去，应该用手紧握针筒以辅助固定 B. 改变弹簧秤拉力时应缓慢进行，并待气体变化稳定后再读出体积 C. 封闭气体前，要在活塞上涂抹适量润滑油 D. 拉弹簧秤的拉环时，拉力方向可以斜向上以减小活塞重力对实验的影响 【答案】（1）75 （2） （3） （4）C （5）BC 【解析】 【小问1详解】 该气压计左端为真空（压强为0），大气压强等于两侧水银面的高度差，由图乙得 【小问2详解】 圈细线总长度为，可得活塞周长​，由 得活塞直径 因此横截面积 【小问3详解】 对活塞受力平衡分析：大气压向右的压力等于封闭气体向左的压力与弹簧拉力之和，即 整理得封闭气体压强 【小问4详解】 根据玻意耳定律，温度不变时 变形得，即与成正比，画直线更直观，因此横轴取，选C。 【小问5详解】 A．手紧握针筒会改变封闭气体温度，违反等温条件，增大误差，A错误； B．缓慢拉动、稳定后读数，可保证气体温度与环境一致，减小误差，B正确； C．涂润滑油可防止漏气，保证封闭气体质量不变，减小误差，C正确； D．拉力斜向上会导致水平分力不等于，压强计算错误，增大误差， D错误。 故选BC。 12. 郑老师带领某学习小组在教室内用激光做测波长实验。他们从实验室借来了不同规格的双缝板、铁架台，自己购置了红、绿两种激光笔和卷尺。 （1）实验操作如下： A.将课桌放置在离白墙较远距离处（超过3 m），铁架台放在课桌上； B.将双缝板用铁夹固定好，并注意调节双缝板面_________（填“水平”或“竖直”）； C.将激光笔也固定在铁架台上，并注意调节激光水平正射在双缝上； D.调整铁架台的方向，使双缝板面与墙壁_________（填“平行”或“垂直”）； E.打开激光笔，发现墙壁上出现了清晰的干涉条纹，此时需测量和记录的数据为_________； A．双缝间距 B．双缝到条纹墙壁的距离 C．条亮纹之间的距离 D．双缝离地面的高度 （2）通过学习，他们了解到影响条纹间距的因素，为了通过实验验证所学知识，他们保持其他量不变，每次只研究条纹间距和其中一个量之间的关系，这种研究方法是（　　） A. 极限法 B. 理想模型法 C. 控制变量法 D. 微元法 （3）某次用绿光做实验时的数据为：双缝间距，双缝到墙壁的距离，测得第1条亮纹到第6条亮纹之间的距离为，双缝离地面的高度为，则该绿光的波长为_________； （4）实验室中做测波长的实验需要用到测量头，测条纹间距用的是测量头上的游标卡尺。某次测量时，游标卡尺显示如图，其读数为_________。 【答案】（1） ①. 竖直 ②. 平行 ③. ABC （2）C （3）522 （4）1.055 【解析】 【小问1详解】 [1]双缝干涉实验中，双缝需要竖直放置，才能得到清晰的竖直干涉条纹； [2]为保证激光垂直入射双缝、干涉条纹正常出现在墙壁上，双缝板面需要与墙壁平行。 [3]根据双缝干涉波长公式 ​，其中相邻亮纹间距 ，因此需要测量双缝间距、双缝到墙壁的距离、n条亮纹的间距，不需要测量双缝离地面高度。 故选ABC。 【小问2详解】 保持其他量不变，每次只研究一个变量对结果的影响，这种研究方法是控制变量法。 故选C。 【小问3详解】  已知 ，，第1条到第6条亮纹间距 ，相邻亮纹间距  代入公式得  【小问4详解】 测量头上的游标卡尺为20分度游标卡尺，精度为 游标尺的主尺部分读数为，游标尺第11条刻度与主尺刻度对齐，因此读数为  测量结果为 13. 足球的容积为，初始内有的气体，环境温度为。用打气筒向足球内充气，每次充入的气体压强为、体积为，忽略足球容积的变化。 （1）充气过程中足球内气体的温度始终与环境温度相等，停止充气时，足球内气体压强为，求充气次数为多少？ （2）将充气后的足球拿入温度为的体育器材保管室，一段时间后足球内气体温度与环境温度相等，此过程不漏气，求此时足球内气体的压强p2为多大？ 【答案】（1） 7次 （2） 【解析】 【小问1详解】 根据理想气体状态方程，在温度不变时有 解得 【小问2详解】 由等容变化 解得 14. 水平面内固定着光滑、相互平行、间距不同的两段导轨，其中I区间距为，II区间距为，导轨足够长，如图为俯视图，整个导轨处于竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中。完全相同的两根金属棒ab、cd，长度均为，垂直导轨、两端对称地放置在导轨I区，其中cd离II区较近，两棒相距足够远。给ab棒一个瞬时冲量，使之获得水平向右的速度，一段时间后cd运动到导轨II区，立即做匀速直线运动。两金属棒的质量均为，不计导轨电阻，金属棒与导轨始终垂直并接触良好，求： （1）cd在I区运动过程中，cd产生的焦耳热为多少？ （2）到达II区后，给cd施加一水平向右的恒定外力，ab始终在I区运动，求两导体棒运动加速度不再变化时，回路中的电流强度为多大？ 【答案】（1） （2）  【解析】 【小问1详解】 在I区运动时，两棒都处于I区，系统所受合外力为零，动量守恒。 设刚进入II区时，ab速度为，cd速度为​，根据动量守恒  可得​ ​cd进入II区后立即匀速，说明回路总感应电动势为0、安培力合力为零，满足 解得， 由能量守恒，回路总焦耳热 代入数据得 cd产生的焦耳热  【小问2详解】 加速度不再变化时，两棒加速度恒定且相等，设加速度为，回路电流为。 对ab，根据牛顿第二定律 对cd，根据牛顿第二定律 联立解得  15. 如图所示，在竖直平面内存在矩形区域，其中水平线，竖直线，矩形区域内无电场和磁场；而在矩形区域外的空间同时存在范围足够大的匀强电场（未画出）和匀强磁场，其中电场方向竖直向上、电场强度大小为，磁场方向垂直纸面向里。有一个可视为质点的小球，质量为，带电荷量为()，从点水平向右抛出，从点离开矩形区域，在电、磁场中运动一段时间后，又从点进入矩形区域。重力加速度为，不计空气阻力，求： （1）小球到达点时的速度； （2）磁感应强度的大小； （3）小球刚到达点就立即在矩形区域增加一个竖直向上的匀强电场，使小球能够再次到达点，且在到达点前，小球的运动轨迹与、和无交点，计算该电场强度可能的大小。 【答案】（1）​，方向与水平方向成斜向右下。 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球从到做平抛运动，设运动时间为，初速度为， 水平方向，匀速直线运动  竖直方向，自由落体运动 解得， 竖直分速度 ​ 合速度大小​，方向与水平方向成斜向右下。 【小问2详解】 矩形区域外，，重力与电场力平衡，小球仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动。 由几何关系可得圆周运动半径， 洛伦兹力提供向心力 解得  【小问3详解】 小球运动分三种情况： ①小球从N点进入矩形区域后，直接到达M点 小球从 进入矩形，速度方向斜向左下，大小仍为​，初速度分量（y向上为正） x方向不受力，做匀速运动，到达M点（）的时间满足  可得​​ 到达M点时y坐标为，即y位移为，此方向为匀变速直线运动   y方向根据牛顿第二定律 代入解得 ​ ②小球在矩形区域运动一段时间，向上从MN边界进入磁场区域，从磁场中偏转到达M点 由题意知 ，经磁场偏转，在水平方向上移动的距离 电场中运动，x方向不受力，做匀速运动， 可得​​ 进入磁场时时y坐标为，即y位移为，此方向为匀变速直线运动   y方向根据牛顿第二定律 代入解得  ③小球先矩形区域运动，向上从MN边界进入磁场区域，在磁场中运动个圆周，返回到矩形区域，然后到达M点 根据以上分析，这种情况下，小球每次水平方向运动的关系式为 可得 进入磁场时y坐标为，即y位移为，此方向为匀变速直线运动   y方向根据牛顿第二定律 代入解得  综上分析，可能的大小为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $