精品解析：河南平顶山市2025-2026高二下学期7月期末考试物理试卷(A卷)

普通高中2025—2026学年（下）高二年级期末考试 物理（A卷） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 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，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ） A. 气体温度升高，每一个分子的动能都增大 B. 固体和液体之间无法发生扩散现象 C. 布朗运动是物质微粒受其他分子的撞击力不平衡造成的 D. 分子间距离减小，分子力增大 2. 如图所示，内壁光滑的半球壳固定在水平面上，小球A在球壳内最低点附近左右摆动（振幅远小于球壳半径）。当小球A运动到最高点时，在球壳最低点轻轻放上小球B，之后两球发生碰撞并粘在一起。A、B均可视为质点，则关于小球A碰撞后的周期和振幅，下列说法正确的是（ ） A. 周期增大，振幅减小 B. 周期不变，振幅减小 C. 周期、振幅均不变 D. 周期和振幅均减小 3. 氢原子能级示意图如图所示。现利用一群处于能级的氢原子发出的光照射逸出功为的某种金属，以研究光电效应的规律，下列说法正确的是（ ） A. 氢原子放出的光子只有三种 B. 氢原子放出的光子有三种能使该金属发生光电效应 C. 从金属表面逸出的电子数与氢原子放出的光子数相同 D. 从金属表面逸出的电子的动能可能为 4. 某种放射性同位素的半衰期为8天，现有1 g该同位素，则下列说法正确的是（ ） A. 经过80天，该同位素还剩余0.1 g B. 若发现该同位素还剩余0.4 g，可知经过的时间大于8天 C. 将该同位素置于低温环境中，可延长其半衰期 D. 经过16天，该同位素有0.25 g发生了衰变 5. 如图所示，圆弧面与水平面平滑连接，将质量mA=0.1 kg的小球A从圆弧上距离水平面h=0.45 m的高度处由静止释放，与静止在水平面上的大小相同的小球B发生弹性对心碰撞，作用时间为0.01 s。已知小球B的质量mB=0.2 kg ，不计所有摩擦和空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，则碰撞过程中两球之间的平均作用力大小为（ ） A. 40 N B. 4 N C. 2 N D. 20 N 6. 如图所示是某小型发电机的原理示意图。线圈逆时针转动，产生的电动势瞬时值表达式为。发电机线圈的总电阻，外接灯泡的电阻。电压表为理想电压表，图示时刻线圈中磁通量为零。则下列说法正确的是（ ） A. 图示时刻电压表的示数为 B. 图示时刻，从上向下看线圈中电流沿顺时针方向 C. 电流方向每秒改变5次 D. 灯泡的功率为9W 7. 如图所示，半径为R的均匀带电绝缘圆环水平固定放置，圆心为O，总电荷量为+q，过O点的足够长光滑绝缘细杆竖直固定，带电荷量也为+q的小球套在杆上。在小球距O点高h处时给小球一个向下的初速度v0，小球经过O点时速度也为v0。已知点电荷的电势公式为（其中k为静电力常量，Q为点电荷电荷量，r为到点电荷的距离），小球可视为点电荷，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 从开始运动到到达O点小球先加速后减速 B. 小球的运动为简谐运动 C. 小球的质量为 D. 小球运动至O点下方h处时的速度大小为 二、多项选择题：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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，图示为t=0时刻的部分波形，此时质点A正在做加速运动，经过1 s，质点A运动的路程为20 cm，则关于该简谐波，下列说法正确的是（ ） A. 该简谐波沿x轴正方向传播 B. 该简谐波的周期为2s C. 该简谐波的波速为20cm/s D. t=0与t=1s时刻质点A的加速度相同 9. 如图所示为一半圆形玻璃砖的横截面，其半径为R，圆心为O。一束单色光从A点垂直底面射入玻璃砖并恰好未从上侧圆弧面射出，仅在圆弧面上连续发生三次反射后从B点垂直底面射出。已知真空中光速为c。则下列说法正确的是（ ） A. 玻璃砖的折射率为 B. 玻璃砖的折射率为 C. 光在玻璃砖中传播的时间为 D. 光在玻璃砖中传播的时间为 10. 如图所示，竖直平面内长为L、不可伸长的轻质绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带电小球。小球带电荷量为+q，质量为m，空间存在平行于竖直平面的匀强电场（图中未画出），小球可在竖直平面内做圆周运动，A与O点等高。现将小球从最低点由静止释放，其运动至A点时细线突然断裂，此后小球以方向水平向左、大小为g的加速度做类平抛运动。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 电场方向水平向左 B. 电场强度大小为 C. 细线断裂前瞬间小球的速度大小为 D. 若细线未断，小球不能运动到最高点 三、非选择题：本题共5题，共54分。 11. 如图甲所示为利用气垫导轨验证动量守恒定律的实验装置。中间装有光电门的气垫导轨放在水平桌面上，导轨左右两侧的挡板上各固定一根水平弹簧，调节导轨水平。将滑块1、2分别放在光电门的两侧，两个滑块的碰撞端分别贴有轻质尼龙搭扣，两弹簧与滑块均未连接，滑块1上固定有遮光条，推动滑块1压缩左侧弹簧，并用轻绳连接滑块1和左侧挡板。实验时烧断轻绳，使滑块1向右运动与滑块2发生碰撞，两滑块碰撞后连为一体，测得遮光条前两次的挡光时间分别为t1和t2。已知滑块1（含遮光条）、2的质量分别为M和m，重力加速度为g。 （1）利用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，可得d=___________mm。 （2）滑块1与滑块2碰前的速度大小为___________（用d、t1或t2表示）。 （3）如果表达式___________________成立，则两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒。 （4）初始时左侧弹簧的弹性势能为___________，两滑块碰撞过程中损失的机械能为_______________。 12. 为防止车辆超载，在车上安装了超载报警装置，其报警原理电路图如图甲所示，压敏电阻的阻值RN随所受压力FN的变化如图乙所示。将压敏电阻置于车厢下某一受力点，经过设计，已知压敏电阻所受的压力为车厢和货物的总重量的一半。车厢的质量m0=1000 kg，车厢限载质量m=7000 kg，电源电动势E=12 V，内阻r=1 Ω，定值电阻，报警器两端电压大于等于2 V时会发出警报，重力加速度g=10 m/s2。 （1）报警器应并联在___________（填“R0”或“RN”）两端，汽车所载货物越重，报警器两端的电压___________（填“越大”或“越小”）。 （2）应将电阻箱R的接入阻值调为___________Ω。 （3）若要减小车厢限载质量m，应将电阻箱R的接入阻值调___________（填“大”或“小”）。 （4）长时间使用后，电源电动势降低，为使报警器正常工作，应将电阻箱R的接入阻值调___________（填“大”或“小”）。 13. 如图所示，一开口向上、导热良好的柱形汽缸置于水平地面上，缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体。活塞质量m=1 kg、横截面积S=10 cm2，活塞与汽缸间的最大静摩擦力Ff=10 N。开始时活塞与汽缸底部的距离为h1=10 cm，活塞与汽缸壁间恰好无摩擦，环境温度T1=330 K，大气压强p0=1.0×105 Pa。汽缸足够高，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10 m/s2，现缓慢升高环境温度。 （1）求活塞开始运动时的环境温度； （2）若从活塞开始运动到环境温度升高至540 K的过程中，封闭气体从外界吸收了20 J的热量，求该过程中封闭气体内能的改变量。 14. 如图所示，圆形区域内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场Ⅰ，其圆心为O，半径为R。正三角形ABC的中心也为O，在圆形和三角形间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小也为B0。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从圆上的D点以垂直AB、指向O点的速度进入磁场Ⅰ，粒子第一次离开磁场Ⅰ时速度方向指向A点，粒子在运动过程中恰好未离开△ABC范围。粒子重力不计。求： （1）粒子的速度v的大小； （2）粒子从开始运动到第一次回到D点经过的时间t； （3）粒子运动到AC边时到A点的距离L。 15. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面内，导轨间距为L，导轨的左侧MP间接有阻值为R的定值电阻。一质量为m的导体棒a垂直导轨放置，其电阻为R。导轨平面内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。水平面上方固定一光滑小定滑轮，定滑轮位于两导轨正中间上方高H处。一不可伸长的绝缘轻绳绕过定滑轮，一端连接导体棒中点，另一端施加竖直向下的作用力，使导体棒由静止开始运动，初始时轻绳与水平方向的夹角为。当轻绳与水平方向的夹角为时，轻绳自由端竖直向下的速度大小为v0，此刻使轻绳与导体棒脱离。轻绳与导体棒脱离之前导体棒位于定滑轮右侧，轻绳始终紧绷。导体棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。求： （1）轻绳刚与导体棒脱离时，回路中电流大小； （2）从导体棒开始运动到轻绳刚脱离导体棒时，通过定值电阻的电荷量； （3）导体棒从开始运动到静止时的位移大小； （4）若轻绳与导体棒脱离之前导体棒克服安培力做功为W，则从导体棒开始运动到最终静止，定值电阻R产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 普通高中2025—2026学年（下）高二年级期末考试 物理（A卷） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。 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，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。 1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（ ） A. 气体温度升高，每一个分子的动能都增大 B. 固体和液体之间无法发生扩散现象 C. 布朗运动是物质微粒受其他分子的撞击力不平衡造成的 D. 分子间距离减小，分子力增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的统计量，气体温度升高时分子平均动能增大，但不代表每一个分子的动能都增大，部分分子动能可能减小，故A错误； B．扩散现象可发生在固体、液体、气体任意两种物态之间，例如固体高锰酸钾放入水中水逐渐变色，就是固体和液体的扩散现象，故B错误； C．布朗运动是悬浮在流体中的固体微粒，受到周围流体分子的撞击力不平衡导致的，符合布朗运动的成因，故C正确； D．分子力和分子间距的关系为：设为分子平衡间距，当时，分子力先随间距减小而增大，达到引力峰值后随间距减小而减小，到时分子力为0，仅时分子力随间距减小持续增大，因此分子间距减小，分子力不一定增大，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，内壁光滑的半球壳固定在水平面上，小球A在球壳内最低点附近左右摆动（振幅远小于球壳半径）。当小球A运动到最高点时，在球壳最低点轻轻放上小球B，之后两球发生碰撞并粘在一起。A、B均可视为质点，则关于小球A碰撞后的周期和振幅，下列说法正确的是（ ） A. 周期增大，振幅减小 B. 周期不变，振幅减小 C. 周期、振幅均不变 D. 周期和振幅均减小 【答案】B 【解析】 【详解】小球A在半球壳内最低点附近小振幅摆动，属于类单摆运动，等效摆长等于半球壳的半径，单摆周期公式为​​，周期只与等效摆长和重力加速度有关，与摆球质量无关，因此碰撞后周期不变。 当A运动到最高点时速度为0，从最高点下落到最低点过程机械能守恒，到达最低点碰撞前的速度满足 A与B发生完全非弹性碰撞，碰撞过程动量守恒 得碰撞后共同速度 碰撞后一起向上运动，机械能守恒 由以上联立可知，上升的最大高度 故最大高度减小，因此振幅减小。 故选B。 3. 氢原子能级示意图如图所示。现利用一群处于能级的氢原子发出的光照射逸出功为的某种金属，以研究光电效应的规律，下列说法正确的是（ ） A. 氢原子放出的光子只有三种 B. 氢原子放出的光子有三种能使该金属发生光电效应 C. 从金属表面逸出的电子数与氢原子放出的光子数相同 D. 从金属表面逸出的电子的动能可能为 【答案】B 【解析】 【详解】A．大量的氢原子处于的激发态，当向低能级跃迁时，依据数学组合公式，，故A错误； B．一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，对应的能量分布为，，，，， 其中有3种大于5eV，则有3种不同频率的光能使金属发生光电效应，故B正确； C．只有部分光子能触发光电效应，金属内部电子接受光子能量后不一定都成为光电子，一个光子最多打出一个光电子，但二者数量不相等，故C错误； D．能级跃迁到能级辐射出光的能量为 金属逸出功为 所以当光照射此金属时，能发生光电效应，且最大初动能为，故D错误。 故选B。 4. 某种放射性同位素的半衰期为8天，现有1 g该同位素，则下列说法正确的是（ ） A. 经过80天，该同位素还剩余0.1 g B. 若发现该同位素还剩余0.4 g，可知经过的时间大于8天 C. 将该同位素置于低温环境中，可延长其半衰期 D. 经过16天，该同位素有0.25 g发生了衰变 【答案】B 【解析】 【详解】放射性元素剩余质量满足衰变公式 ，其中本题中初始质量，半衰期天，且半衰期是原子核固有属性，与外界温度、压强等环境条件无关。 A．天时，剩余质量，故A错误； B．经过8天（1个半衰期）时剩余质量为0.5g，现剩余0.4g<0.5g，说明衰变程度更高，经历的时间大于8天，故B正确； C．半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度无关，低温不会延长半衰期，故C错误； D．天时，经历两个半衰期，剩余质量为，发生衰变的质量为，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，圆弧面与水平面平滑连接，将质量mA=0.1 kg的小球A从圆弧上距离水平面h=0.45 m的高度处由静止释放，与静止在水平面上的大小相同的小球B发生弹性对心碰撞，作用时间为0.01 s。已知小球B的质量mB=0.2 kg ，不计所有摩擦和空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，则碰撞过程中两球之间的平均作用力大小为（ ） A. 40 N B. 4 N C. 2 N D. 20 N 【答案】A 【解析】 【详解】设小球A到达圆弧面底端时的速度大小为v，根据机械能守恒定律得 小球A与小球B发生弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律有， 设碰撞过程中两球之间的平均作用力大小为F，对小球B，由动量定理有 联立方程解得 故选A。 6. 如图所示是某小型发电机的原理示意图。线圈逆时针转动，产生的电动势瞬时值表达式为。发电机线圈的总电阻，外接灯泡的电阻。电压表为理想电压表，图示时刻线圈中磁通量为零。则下列说法正确的是（ ） A. 图示时刻电压表的示数为 B. 图示时刻，从上向下看线圈中电流沿顺时针方向 C. 电流方向每秒改变5次 D. 灯泡的功率为9W 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．根据电动势瞬时值表达式，知电动势峰值 根据有效值定义，可得有效值 根据闭合电路欧姆定律，有 得，则电压表的示数，A错误； B．线圈逆时针转动，从此刻之后的一小段时间内，穿过线圈的向右的磁通量增大，根据楞次定律和右手螺旋定则，可判断图示时刻，从上向下看线圈中电流沿逆时针方向，B错误； C．根据电动势瞬时值表达式，知 根据，得，一个周期内电流方向改变次，故电流方向每秒改变10次，C错误； D．根据，得灯泡的功率，D正确。 故选D。 7. 如图所示，半径为R的均匀带电绝缘圆环水平固定放置，圆心为O，总电荷量为+q，过O点的足够长光滑绝缘细杆竖直固定，带电荷量也为+q的小球套在杆上。在小球距O点高h处时给小球一个向下的初速度v0，小球经过O点时速度也为v0。已知点电荷的电势公式为（其中k为静电力常量，Q为点电荷电荷量，r为到点电荷的距离），小球可视为点电荷，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 从开始运动到到达O点小球先加速后减速 B. 小球的运动为简谐运动 C. 小球的质量为 D. 小球运动至O点下方h处时的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球带正电，圆环也带正电，在O点上方，小球受向下的重力、向上的静电斥力。由于在O点时，小球受到的电场力为0，此时加速度为重力加速度，说明小球在到达O点前的过程已经做加速运动；由于小球的初速度为，经过O点时速度也为，所以从开始运动到到达O点小球先减速后加速，故A错误； B．小球运动到O点下方后，受到重力和静电斥力均向下，小球一直向下做加速运动，所以小球的运动不是简谐运动，故B错误； C．小球从h处运动到O点，初末速度均为，动能变化为0，由动能定理得 其中， 联立解得小球的质量为，故C正确； D．根据对称性可知O点上方h处和下方h处电势相等，电势能相等，从初始位置到下方h处过程，电场力做功为0，根据动能定理可得 解得小球运动至O点下方h处时的速度大小为，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：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，有两个或两个以上选项符合题目要求。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. 如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，图示为t=0时刻的部分波形，此时质点A正在做加速运动，经过1 s，质点A运动的路程为20 cm，则关于该简谐波，下列说法正确的是（ ） A. 该简谐波沿x轴正方向传播 B. 该简谐波的周期为2s C. 该简谐波的波速为20cm/s D. t=0与t=1s时刻质点A的加速度相同 【答案】AB 【解析】 【详解】A．质点A正在做加速运动，说明质点A向平衡位置运动。质点A此刻向下运动，根据“上坡下、下坡上”原则，波是向x轴正方向传播，故A正确； B．振幅A=10cm，质点一个周期路程为s=4A=40cm 经过1s，质点A运动的路程为20cm=2A 说明 可得T=2s，故B正确； C．从图像读出波长 则波速为，故C错误； D．经过，经过半个周期，质点会运动到关于平衡位置对称的位置：位移大小相等、方向相反。加速度公式 位移y等大反向，则加速度大小相等、方向相反，所以加速度不同，故D错误。 故选AB。 9. 如图所示为一半圆形玻璃砖的横截面，其半径为R，圆心为O。一束单色光从A点垂直底面射入玻璃砖并恰好未从上侧圆弧面射出，仅在圆弧面上连续发生三次反射后从B点垂直底面射出。已知真空中光速为c。则下列说法正确的是（ ） A. 玻璃砖的折射率为 B. 玻璃砖的折射率为 C. 光在玻璃砖中传播的时间为 D. 光在玻璃砖中传播的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据题意作出光路图，如图 由几何知识可知 玻璃砖的折射率为，故A错误，B正确； CD．由，解得光在玻璃砖中传播的速度大小为 光在玻璃砖中传播的路程为 光在玻璃砖中传播的时间为，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，竖直平面内长为L、不可伸长的轻质绝缘细线一端固定于O点，另一端连接一带电小球。小球带电荷量为+q，质量为m，空间存在平行于竖直平面的匀强电场（图中未画出），小球可在竖直平面内做圆周运动，A与O点等高。现将小球从最低点由静止释放，其运动至A点时细线突然断裂，此后小球以方向水平向左、大小为g的加速度做类平抛运动。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A. 电场方向水平向左 B. 电场强度大小为 C. 细线断裂前瞬间小球的速度大小为 D. 若细线未断，小球不能运动到最高点 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．断开细线后小球加速度水平向左，大小为；竖直方向加速度为0。 竖直方向合力为0，（竖直向上） 水平方向，（水平向左） 合电场强度： 电场方向：左上方与水平方向夹角，A错误，B正确； C．设最低点为初始位置，到A点竖直上升，水平向左位移，沿电场力方向上的位移。 电场力做功 重力做功 由动能定理 求得，C正确； D．若细线未断，假设小球能运动到圆周几何最高点（O正上方）。根据动能定理有 求得小球到达几何最高点时速度，小球恰好可以运动到几何最高点，D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5题，共54分。 11. 如图甲所示为利用气垫导轨验证动量守恒定律的实验装置。中间装有光电门的气垫导轨放在水平桌面上，导轨左右两侧的挡板上各固定一根水平弹簧，调节导轨水平。将滑块1、2分别放在光电门的两侧，两个滑块的碰撞端分别贴有轻质尼龙搭扣，两弹簧与滑块均未连接，滑块1上固定有遮光条，推动滑块1压缩左侧弹簧，并用轻绳连接滑块1和左侧挡板。实验时烧断轻绳，使滑块1向右运动与滑块2发生碰撞，两滑块碰撞后连为一体，测得遮光条前两次的挡光时间分别为t1和t2。已知滑块1（含遮光条）、2的质量分别为M和m，重力加速度为g。 （1）利用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，可得d=___________mm。 （2）滑块1与滑块2碰前的速度大小为___________（用d、t1或t2表示）。 （3）如果表达式___________________成立，则两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒。 （4）初始时左侧弹簧的弹性势能为___________，两滑块碰撞过程中损失的机械能为_______________。 【答案】（1）3.75 （2） （3） （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，遮光条的宽度为 【小问2详解】 由光电门的测速原理可知，滑块1与滑块2碰前的速度大小为 碰撞后两滑块的速度大小为 【小问3详解】 若两滑块组成的系统在碰撞过程中动量守恒，则有 可得 【小问4详解】 [1]由机械能守恒定律可知，初始时左侧弹簧的弹性势能为 [2] 两滑块碰撞过程中损失的机械能为。 12. 为防止车辆超载，在车上安装了超载报警装置，其报警原理电路图如图甲所示，压敏电阻的阻值RN随所受压力FN的变化如图乙所示。将压敏电阻置于车厢下某一受力点，经过设计，已知压敏电阻所受的压力为车厢和货物的总重量的一半。车厢的质量m0=1000 kg，车厢限载质量m=7000 kg，电源电动势E=12 V，内阻r=1 Ω，定值电阻，报警器两端电压大于等于2 V时会发出警报，重力加速度g=10 m/s2。 （1）报警器应并联在___________（填“R0”或“RN”）两端，汽车所载货物越重，报警器两端的电压___________（填“越大”或“越小”）。 （2）应将电阻箱R的接入阻值调为___________Ω。 （3）若要减小车厢限载质量m，应将电阻箱R的接入阻值调___________（填“大”或“小”）。 （4）长时间使用后，电源电动势降低，为使报警器正常工作，应将电阻箱R的接入阻值调___________（填“大”或“小”）。 【答案】（1） ①. R0 ②. 越大 （2）5 （3）小 （4）小 【解析】 【小问1详解】 [1][2]由图乙可知压力越大，压敏电阻的阻值越小；由闭合电路欧姆定律可知电路中电流越大，两端电压越大，则两端的电压越小；所以报警器应并联在两端，汽车所载货物越重，越大，报警器两端的电压越大。 【小问2详解】 报警器两端电压等于2 V时，压力 由图乙可知 电路中电流 电阻箱R的接入阻值为 【小问3详解】 若要减小车厢限载质量m，则满载时的压力减小，的阻值增大，报警器两端的电压不变，电路中电流不变，由可知应将电阻箱R的接入阻值调小。 【小问4详解】 长时间使用后，电源电动势降低，则减小，为使报警器正常工作，电路中电流不变，电阻箱R接入的阻值变小。 13. 如图所示，一开口向上、导热良好的柱形汽缸置于水平地面上，缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体。活塞质量m=1 kg、横截面积S=10 cm2，活塞与汽缸间的最大静摩擦力Ff=10 N。开始时活塞与汽缸底部的距离为h1=10 cm，活塞与汽缸壁间恰好无摩擦，环境温度T1=330 K，大气压强p0=1.0×105 Pa。汽缸足够高，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10 m/s2，现缓慢升高环境温度。 （1）求活塞开始运动时的环境温度； （2）若从活塞开始运动到环境温度升高至540 K的过程中，封闭气体从外界吸收了20 J的热量，求该过程中封闭气体内能的改变量。 【答案】（1）360 K （2）增加了14 J 【解析】 【小问1详解】 开始时，分析活塞受力，可得 活塞开始运动时，摩擦力向下达到最大，分析活塞受力，可得 由查理定律 由以上各式，解得 【小问2详解】 活塞移动后，封闭气体压强不变，由盖-吕萨克定律 外界对气体做功 由热力学第一定律知 由以上各式，代入数据，解得 即封闭气体内能增加了14 J。 14. 如图所示，圆形区域内存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场Ⅰ，其圆心为O，半径为R。正三角形ABC的中心也为O，在圆形和三角形间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小也为B0。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从圆上的D点以垂直AB、指向O点的速度进入磁场Ⅰ，粒子第一次离开磁场Ⅰ时速度方向指向A点，粒子在运动过程中恰好未离开△ABC范围。粒子重力不计。求： （1）粒子的速度v的大小； （2）粒子从开始运动到第一次回到D点经过的时间t； （3）粒子运动到AC边时到A点的距离L。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由几何关系可知，粒子从进入磁场Ⅰ到第1次离开磁场Ⅰ转过的角度为，运动轨迹如图所示 由几何关系可得粒子做圆周运动的轨迹半径 根据洛伦兹力提供向心力 解得 【小问2详解】 粒子从开始运动到第一次回到D点运动轨迹如图所示 由图得，粒子运动时间 粒子在磁场中运动周期 联立可得 【小问3详解】 由图可得 由几何关系可得 A到切点的距离 15. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨MN、PQ固定在同一绝缘水平面内，导轨间距为L，导轨的左侧MP间接有阻值为R的定值电阻。一质量为m的导体棒a垂直导轨放置，其电阻为R。导轨平面内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。水平面上方固定一光滑小定滑轮，定滑轮位于两导轨正中间上方高H处。一不可伸长的绝缘轻绳绕过定滑轮，一端连接导体棒中点，另一端施加竖直向下的作用力，使导体棒由静止开始运动，初始时轻绳与水平方向的夹角为。当轻绳与水平方向的夹角为时，轻绳自由端竖直向下的速度大小为v0，此刻使轻绳与导体棒脱离。轻绳与导体棒脱离之前导体棒位于定滑轮右侧，轻绳始终紧绷。导体棒与导轨始终接触良好，导轨电阻不计。求： （1）轻绳刚与导体棒脱离时，回路中电流大小； （2）从导体棒开始运动到轻绳刚脱离导体棒时，通过定值电阻的电荷量； （3）导体棒从开始运动到静止时的位移大小； （4）若轻绳与导体棒脱离之前导体棒克服安培力做功为W，则从导体棒开始运动到最终静止，定值电阻R产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 根据关联速度关系，轻绳与导体棒脱离时，有 得导体棒的速度 根据法拉第电磁感应定律，此时导体棒产生的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律，有 得回路中电流 【小问2详解】 根据法拉第电磁感应定律，从导体棒开始运动到轻绳刚脱离导体棒，电路的平均感应电动势，平均电流 根据电流定义式，通过定值电阻的电荷量 得 设从导体棒开始运动到轻绳刚脱离导体棒，导体棒的位移为 根据磁通量定义式，有，其中 得， 【小问3详解】 从轻绳脱离导体棒，到导体棒静止，对导体棒，由动量定理，有，其中，， 得 则总位移 【小问4详解】 依题意，轻绳与导体棒脱离之前导体棒克服安培力做功为，定值电阻与导体棒串联，且二者的电阻相等，根据功能关系，轻绳脱离导体棒之前，电阻产生的热量 脱离后，导体棒的动能全部转化为系统的内能，根据能量守恒定律，电阻产生的热量，其中， 得 则整个过程中，定值电阻产生的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $