湖南长沙麓山外国语实验中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

**基本信息** 以生活科技情境为载体，融合理想气体定律、光电效应等核心知识，通过小鱼吐泡泡、光电烟雾探测器等实例，注重物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|6/24|热学（气泡上升）、光学（果汁反射光）、光电效应（钠遏止电压）|情境真实，如苹果分拣装置考电磁传感器应用| |多选题|4/20|气体状态变化、光学全反射、电磁感应|结合图像分析，如托卡马克装置考带电粒子运动| |实验题|2/14|动力学测量（沙桶质量）、压力传感器电路|科学探究设计，如用位移-时间图像求加速度| |计算题|3/42|气体内能、抛体运动、电磁感应综合|模型建构，如金属杆运动结合电压-时间图像分析|

绝密★启用前 2026年上学期高二期末考试 物理 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1.两位小朋友分别画了一条小鱼，妹妹画的小鱼如图甲所示，哥哥画的小鱼如图乙所示，都画出了小鱼在水中吐泡泡的神韵。若气泡内气体可视为理想气体，忽略温度变化，从物理视角分析，则(    ) A. 图甲中画的气泡合理，图乙中画的气泡不合理 B. 小鱼吐的气泡上升时，泡内气体从外界吸热 C. 小鱼吐的气泡上升时，泡内气体压强增大 D. 小鱼吐的气泡上升时，水对气泡做正功 2.生活中很多饮料都装在玻璃瓶中。现用透明的玻璃瓶盛装西瓜汁和橙汁，对于这两瓶饮料，下列说法正确的是(    ) A. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更长 B. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更慢 C. 透过两种果汁瓶的光相遇可以发生干涉现象 D. 用完全相同的玻璃瓶装满饮料，装西瓜汁的玻璃瓶壁看起来跟装橙汁的一样厚 3.如图甲所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾进入时，来自光源的光被烟雾散射后进入光电管，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压随入射光频率的变化规律如图乙所示，取元电荷，普朗克常量，真空中光速，则(    ) A. 触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是个 B. 图乙中图像斜率的物理意义为普朗克常量 C. 要使该探测器正常工作，光源发出的光波波长不能小于 D. 通过调节光源发光强度的办法来调整光电烟雾探测器的灵敏度是不可行的 4.如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器上。所受压力越大阻值越小，当两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是(    ) A. 为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数 B. 为了选出质量更大的苹果可以将电源的输出电压减小 C. 为了选出质量更大的苹果可以增大的阻值 D. 质量大的苹果将进入上通道 5.将一小球竖直向上抛出，其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。已知小球的质量为，最终小球的动能为，重力加速度为，若不考虑小球会落地，则小球在整个运动过程中(    ) A. 加速度先减小后增大 B. 合力的冲量大小为 C. 最大的加速度为 D. 从最高点下降至原位置所用时间小于 6.如图所示，水平面内和是两条平行放置的足够长的固定粗糙金属直导轨，和是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为和，两杆与导轨间的动摩擦因数相同。开始时恒定水平外力作用在杆上，使两杆以大小为的速度水平向右匀速运动。整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直，导轨电阻可忽略。在时刻将细线烧断，保持外力不变，金属杆和导轨始终接触良好，已知在时刻后杆速度大小为并保持不变，且在时间内两杆速度方向始终向右，下列说法正确的是(    ) A. 细线烧断后，流经的电流方向为由到 B. 稳定后的速度大小为 C. 时间内和的位移大小之比大于 D. 整个过程中系统动能变化量的大小等于整个系统产生的焦耳热 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7.一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态，已知垂直于轴，延长线过点，下列说法正确的是(    ) A. 过程外界对气体做功 B. 过程气体压强不变 C. 过程气体放出热量 D. 过程气体内能减小 8.如图所示的是半球体透明介质主视图，球心为，半径为，为半球体圆面上的一点，距球心的距离为。一束截面积为的红色光束垂直圆面射向半球体并恰好覆盖圆面，实验发现从点入射的光在透明介质的球面上恰好发生全反射。已知光在真空中传播的速度为，球冠的面积公式为球冠的高，不考虑光在半球体圆面上的反射，下列选项正确的是(    ) A. 该介质折射率为 B. 透明介质球面被照亮的面积为 C. 距离球心处入射的光在介质中传播的时间为 D. 若将红光换成紫光，透明介质球面被照亮的面积增大 9.如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为，电阻不计。左端接有输出电流大小恒为的恒流源，电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域、宽度均为，左侧磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的点为坐标原点，沿导轨方向建立坐标轴，两磁场的磁感强度大小仅随坐标变化，且满足式中为已知常量。时，一根质量为，导轨间电阻为的导体棒以初速度从处向右运动；时，导体棒第一次到达处，且速度为，运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列说法正确的是(    ) A. 导体棒做简谐运动 B. 初速度 C. 若初速度变为，则导体棒的速度第一次变为所需时间为 D. 若初速度变为，则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动 10.年月日，全球首个实现“聚变能发电演示”的紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置在我国正式启动总装。如图是托卡马克环形容器中磁场截面的简化示意图，两个同心圆围成的环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，内圆半径为。在内圆上点有、、三个粒子均在纸面内运动，并都恰好到达磁场外边界后返回。已知、、带正电且比荷均为，粒子的速度大小为，方向沿同心圆的径向和粒子速度方向相反且与粒子的速度方向垂直。不考虑带电粒子所受的重力和相互作用。下列说法正确的是(    ) A. 外圆半径等于 B. 粒子返回点所用的最短时间为 C. 、粒子返回点所用的最短时间之比为 D. 粒子的速度大小为 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11.某同学受太空中测量质量方法的启示，设计了如图甲的实验装置，利用动力学方法测量沙桶中沙的质量。 主要实验步骤如下： 平衡好摩擦力后，在沙桶中加入质量为的沙 接通传感器电源，释放小车，利用传感器测出对应的位移与时间图像 在沙桶和沙质量不变的情况下，改变小车的质量，测量出不同的加速度。 图乙是当小车质量为时，运动过程中传感器记录下的图像，由图可知，小车的加速度          。 图丙为加速度的倒数和小车质量的图像，利用题中信息求出沙的质量          已知沙桶的质量，重力加速度。 12.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图所示，、、为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，、间连接电压传感器内阻无穷大。 先用电阻表“”挡粗测的阻值，示数如图所示，对应的读数是           适当调节、、，使电压传感器示数为，此时，的阻值为          用、、表示 依次将的标准砝码加载到压力传感器上压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小，读出电压传感器示数，所测数据如下表所示： 次数 砝码质量 电压 根据表中数据在图上描点，绘制关系图线           完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是          重力加速度取，保留位有效数字 若在步骤中换用非理想毫伏表测量、间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则          填“”“”或“”。 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13.某同学用光滑活塞将一定质量的空气视为理想气体封闭在汽缸内，并对缸内气体加热，气体从状态变化到状态过程中的图像如图所示，已知气体在状态时的热力学温度，该过程中气体吸收的热量，求： 气体在状态时的热力学温度； 该过程中气体内能的增量。 14.铅球运动员为了寻求最佳效果，训练时会尝试用不同质量的铅球分别沿与水平面不同夹角的方向抛球。如图，在某次训练中运动员将质量的铅球斜向上抛出，铅球离开手的瞬间速度大小，方向与水平方向夹角，铅球离开手时离水平地面的高度。重力加速度取，，，不计空气阻力。求： 铅球离开手瞬间的水平分速度大小和竖直分速度大小 铅球上升到最高点的时间和离地面的最大高度 运动员抛出的铅球飞出的水平距离。 15.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨、固定在同一水平面上，两导轨间距，导轨的电阻不计，其间连接有定值电阻，导轨上停放一质量为、电阻的金属杆，整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下。现用一外力沿水平方向拉金属杆，使之由静止开始运动，电压传感器可将两端的电压即时采集并输入电脑，获得电压随时间的变化关系如图乙所示。 试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小 求第末外力的瞬时功率 如果水平外力从静止开始拉动杆所做的功为，求回路中定值电阻上产生的焦耳热。结果保留位有效数字 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 2026年上学期高二期末考试 物理 注意事项: 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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，写在试卷上无效。 3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1.两位小朋友分别画了一条小鱼，妹妹画的小鱼如图甲所示，哥哥画的小鱼如图乙所示，都画出了小鱼在水中吐泡泡的神韵。若气泡内气体可视为理想气体，忽略温度变化，从物理视角分析，则(    ) A. 图甲中画的气泡合理，图乙中画的气泡不合理 B. 小鱼吐的气泡上升时，泡内气体从外界吸热 C. 小鱼吐的气泡上升时，泡内气体压强增大 D. 小鱼吐的气泡上升时，水对气泡做正功 【答案】B  【解析】根据液体压强公式为大气压强，为液体密度，为深度气泡在上升过程中深度减小，气泡内压强减小。 由玻意耳定律可知压强减小则体积增大，所以气泡应该越往上越大，题图乙合理，题图甲不合理，故A、C错误 气泡上升过程中，体积增大，气体对外界做功即水对气泡做负功，即。 因为忽略温度变化，内能不变，根据热力学第一定律可得，这表明泡内气体从外界吸热，故B正确，D错误。 2.生活中很多饮料都装在玻璃瓶中。现用透明的玻璃瓶盛装西瓜汁和橙汁，对于这两瓶饮料，下列说法正确的是(    ) A. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更长 B. 西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的光速更慢 C. 透过两种果汁瓶的光相遇可以发生干涉现象 D. 用完全相同的玻璃瓶装满饮料，装西瓜汁的玻璃瓶壁看起来跟装橙汁的一样厚 【答案】A  【解析】A、因红光的频率小于橙光的频率，根据可知，西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在真空中的波长更长，A正确； B、根据可知，因红光的折射率小于橙光，则西瓜汁反射的红色光比橙汁反射的橙色光在玻璃中的速度更快，B错误； C、因不是相干光源，透过两种果汁瓶的光相遇不可能发生干涉现象，C错误； D、红光的折射率更小，射到玻璃瓶壁上时的“视深”更大，看起来比装橙汁的更厚一些，故D错误。 3.如图甲所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾进入时，来自光源的光被烟雾散射后进入光电管，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压随入射光频率的变化规律如图乙所示，取元电荷，普朗克常量，真空中光速，则(    ) A. 触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是个 B. 图乙中图像斜率的物理意义为普朗克常量 C. 要使该探测器正常工作，光源发出的光波波长不能小于 D. 通过调节光源发光强度的办法来调整光电烟雾探测器的灵敏度是不可行的 【答案】A  【解析】产生的光电流大于，便会触发报警系统，由，解得个，故A正确 根据爱因斯坦光电效应方程可得，所以，结合图线可得，故B错误 根据以上分析可知，所以，要使该探测器正常工作，光源发出的光子能量应满足，即，所以波长应满足，故C错误 若发光强度增大，则入射光子数增大，发生光电效应产生的光电子数增多，形成的光电流较大，更容易触发报警系统，所以通过调节光源发光强度的办法来调整光电烟雾探测器的灵敏度是可行的，故D错误。 4.如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器上。所受压力越大阻值越小，当两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是(    ) A. 为了选出质量更大的苹果可以增加缠绕电磁铁线圈的匝数 B. 为了选出质量更大的苹果可以将电源的输出电压减小 C. 为了选出质量更大的苹果可以增大的阻值 D. 质量大的苹果将进入上通道 【答案】B  【解析】大苹果通过托盘秤时，两端的电压达到使控制电路接通的电压，使电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道，故D错误由题意：当两端电压超过某一值时，使控制电路接通，电磁铁吸动分拣板的衔铁。可知控制电路是否接通是由决定的，与电磁铁线圈匝数无关，故A错误为了选出质量更大的苹果，就要使得两端电压保持不变，因减小，而其他条件不变的情况下，只能减小和传感器相连接电路中电源的输出电压，故B正确 为了选出质量更大的苹果，就要使得两端电压保持不变，因压力越大，电阻越小，此时回路中的电流就越大，的电压就会变得更大，则要想保持的电压和原来一致，则只适当减小的阻值，故C错误。 5.将一小球竖直向上抛出，其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。已知小球的质量为，最终小球的动能为，重力加速度为，若不考虑小球会落地，则小球在整个运动过程中(    ) A. 加速度先减小后增大 B. 合力的冲量大小为 C. 最大的加速度为 D. 从最高点下降至原位置所用时间小于 【答案】C  【解析】解：依题意，空气阻力，上升过程，由牛顿第二定律 小球做加速度逐渐减小的减速直线运动，到最高点速度减为零，加速度减小为； 小球下降的过程，由牛顿第二定律有 小球做加速度逐渐减小的加速直线运动，当加速度减为零后，小球向下做匀速直线运动，故全程加速度一直减小，故A错误； B.设小球的初速度为，根据题中图象 而小球的末速度为，根据题中图象有 取向下为正，根据动量定理有，故B错误； C.小球刚抛出时阻力最大，其加速度最大，由牛顿第二定律有 当小球向下匀速时，根据平衡条件有 联立解得，故C正确； D.小球上升和下降回到出发点的过程，由逆向思维，根据自由落体位移时间公式 因，则有 即从最高点下降至原位置所用时间大于，故D错误。 故选：。 根据题意，分析空气阻力，根据牛顿第二定律分析加速度，判断小球运动状态； 根据题中图象，求始末速度，根据动量定理，求合力冲量； 根据平衡条件和牛顿第二定律求加速度最大值； 由逆向思维，根据初速度为零的匀变速位移时间公式以及加速度大小关系，比较时间。 本题考查学生对牛顿第二定律、平衡条件、动量定律以及逆向思维法的掌握，是一道中等难度题。 6.如图所示，水平面内和是两条平行放置的足够长的固定粗糙金属直导轨，和是两根用细线连接的金属杆，其质量分别为和，两杆与导轨间的动摩擦因数相同。开始时恒定水平外力作用在杆上，使两杆以大小为的速度水平向右匀速运动。整个装置处在磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向与导轨所在平面垂直，导轨电阻可忽略。在时刻将细线烧断，保持外力不变，金属杆和导轨始终接触良好，已知在时刻后杆速度大小为并保持不变，且在时间内两杆速度方向始终向右，下列说法正确的是(    ) A. 细线烧断后，流经的电流方向为由到 B. 稳定后的速度大小为 C. 时间内和的位移大小之比大于 D. 整个过程中系统动能变化量的大小等于整个系统产生的焦耳热 【答案】C  【解析】A.细线烧断前，对两杆整体进行分析可知：，开始时，两杆一起运动，则回路中没有感应电流存在， 细线烧断后，在时刻后杆速度大小为并保持不变，且在时间内两杆速度方向始终向右，可知杆向右做加速运动，可知杆的加速度方向水平向右 对两杆分别进行受力分析，两杆所受的安培力始终等大反向 对：，加速度方向水平向右 对：，加速度方向水平向左 解得 故杆向右做减速运动，故回路中磁通量不断增大，由楞次定律可知，感应电流方向由到，故A错误； B.由两杆在运动的过程中速度方向始终向右且可知，系统的动量守恒，设稳定后的速度为，的速度为，由动量守恒可得： 解得 稳定后的速度大小为 故B错误； C.由对的分析可知，烧断线后，加速减速，两者的速度差变大，故两杆所受的安培力均变大，则做加速度变小的加速运动，位移．，做加速度变小的减速运动，位移，故两者位移大小之比大于，故C正确 D.由于两金属杆位移不同，则对杆做的功与两杆克服摩擦力做功不相等，故系统动能变化量的大小不等于整个系统产生的焦耳热，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 7.一定质量的理想气体从状态开始经、、三个过程回到原状态，已知垂直于轴，延长线过点，下列说法正确的是(    ) A. 过程外界对气体做功 B. 过程气体压强不变 C. 过程气体放出热量 D. 过程气体内能减小 【答案】AC  【解析】由理想气体状态方程，可得， 由图像可知，图像的斜率越大，压强越小，故，过程为等压变化，体积减小，外界对气体做功，故A正确 由选项可知，过程压强减小，故B错误 过程为等温变化，内能不变，故， 根据玻意耳定律可知，体积减小，压强增大，外界对气体做功，故， 根据热力学第一定律，解得，故过程气体放出热量，故C正确 过程，温度升高，内能增大，故D错误。 8.如图所示的是半球体透明介质主视图，球心为，半径为，为半球体圆面上的一点，距球心的距离为。一束截面积为的红色光束垂直圆面射向半球体并恰好覆盖圆面，实验发现从点入射的光在透明介质的球面上恰好发生全反射。已知光在真空中传播的速度为，球冠的面积公式为球冠的高，不考虑光在半球体圆面上的反射，下列选项正确的是(    ) A. 该介质折射率为 B. 透明介质球面被照亮的面积为 C. 距离球心处入射的光在介质中传播的时间为 D. 若将红光换成紫光，透明介质球面被照亮的面积增大 【答案】AC  【解析】作出从点入射的光线的光路图如图甲所示， 根据几何关系可得， 根据全反射临界角公式得，故A正确 根据几何关系可得，透明介质球面被照亮的面积， 即球冠的面积，故B错误 根据几何关系可得距离球心处入射的光在球面的入射角满足，会发生全反射，可知， 作出该光线的光路图如图乙所示， 根据几何关系可知，光在介质中的传播路径长度， 光在介质中传播的速度， 距离球心处入射的光在介质中传播的时间为，故C正确 若将红光换成紫光，紫光的折射率更大， 根据可知临界角越小， 则恰好发生全反射的光线更趋近圆心， 则透明介质球面被照亮的面积减小，故D错误。 9.如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，间距为，电阻不计。左端接有输出电流大小恒为的恒流源，电流方向如图。导轨间分布着两个紧邻的正方形磁场区域、宽度均为，左侧磁场方向竖直向下，右侧磁场方向竖直向上，以导轨上两磁场交界处的点为坐标原点，沿导轨方向建立坐标轴，两磁场的磁感强度大小仅随坐标变化，且满足式中为已知常量。时，一根质量为，导轨间电阻为的导体棒以初速度从处向右运动；时，导体棒第一次到达处，且速度为，运动过程中导体棒始终与导轨接触良好且垂直，不计空气阻力，忽略磁场的边界效应及电流对磁场的影响，下列说法正确的是(    ) A. 导体棒做简谐运动 B. 初速度 C. 若初速度变为，则导体棒的速度第一次变为所需时间为 D. 若初速度变为，则导体棒将以两磁场交界线为中心做往复运动 【答案】AB  【解析】【详解】作出图像如图所示 根据题意知，在区域，导体棒所受安塔力大小 根据左手定则可知安培力方向始终指向处，令，故导体棒所受外力满足 同理，导体棒在区域也满足 则导体棒在区域做简谐运动，故 A正确； B.导体棒到过程，根据动能定理 其中 联立可得，故 B正确； C.对于简谐运动，从平衡位置运动到最大位移处所用时间为 根据简谐运动圆频率 结合上述分析可得 与速度无关，初速度变为后，根据动能定理可知导体棒向右运动的最大距离小于，导体棒仍做简谐运动，根据上述分析可知速度变为对导体棒的速度第一次变为所需的时间没有影响，仍为，故 C错误； D.若初速度变为，由动能定理 可得导体棒运动到处速度为 根据对称性知导体棒从处运动到处克服安培力做功为 即导体棒运动到处速度不为零，导体棒将继续向右运动离开磁场，故导体棒不会以两磁场交界线为中心做往复运动，故 D错误。 故选AB。 10.年月日，全球首个实现“聚变能发电演示”的紧凑型全超导托卡马克核聚变实验装置在我国正式启动总装。如图是托卡马克环形容器中磁场截面的简化示意图，两个同心圆围成的环形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，内圆半径为。在内圆上点有、、三个粒子均在纸面内运动，并都恰好到达磁场外边界后返回。已知、、带正电且比荷均为，粒子的速度大小为，方向沿同心圆的径向和粒子速度方向相反且与粒子的速度方向垂直。不考虑带电粒子所受的重力和相互作用。下列说法正确的是(    ) A. 外圆半径等于 B. 粒子返回点所用的最短时间为 C. 、粒子返回点所用的最短时间之比为 D. 粒子的速度大小为 【答案】BD  【解析】由题意，作出粒子运动轨迹如图所示， 粒子恰好到达磁场外边界后返回，粒子运动的圆周正好与磁场外 边界相切，然后沿内圆径向做匀速直线运动，再做匀速圆周运动恰好回到点， 根据粒子的速度大小为，可得， 设外圆半径等于，由几何关系得，则，A错误 粒子做匀速圆周运动的周期， 在磁场中运动的时间，匀速直线运动的时间， 故粒子返回点所用的最短时间为，B正确 由题意，作出、粒子运动轨迹图，分别如图、所示 因为、粒子返回点都是运动一个圆周， 根据、带正电且比荷均为， 所以两粒子做圆周运动周期相同，故所用的最短时间之比为，C错误 由几何关系得，洛伦兹力提供向心力有， 联立解得，D正确。 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 11.某同学受太空中测量质量方法的启示，设计了如图甲的实验装置，利用动力学方法测量沙桶中沙的质量。 主要实验步骤如下： 平衡好摩擦力后，在沙桶中加入质量为的沙 接通传感器电源，释放小车，利用传感器测出对应的位移与时间图像 在沙桶和沙质量不变的情况下，改变小车的质量，测量出不同的加速度。 图乙是当小车质量为时，运动过程中传感器记录下的图像，由图可知，小车的加速度          。 图丙为加速度的倒数和小车质量的图像，利用题中信息求出沙的质量          已知沙桶的质量，重力加速度。 【答案】   【解析】小车做匀加速直线运动，根据动力学公式有，解得。 根据牛顿第二定律有，，解得。 12.某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微小压力的装置，其电路如图所示，、、为电阻箱，为半导体薄膜压力传感器，、间连接电压传感器内阻无穷大。 先用电阻表“”挡粗测的阻值，示数如图所示，对应的读数是           适当调节、、，使电压传感器示数为，此时，的阻值为          用、、表示 依次将的标准砝码加载到压力传感器上压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小，读出电压传感器示数，所测数据如下表所示： 次数 砝码质量 电压 根据表中数据在图上描点，绘制关系图线           完成前面三步的实验工作后，该测量微小压力的装置即可投入使用。在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，电压传感器示数为，则大小是          重力加速度取，保留位有效数字 若在步骤中换用非理想毫伏表测量、间电压，在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力，此时非理想毫伏表读数为，则          填“”“”或“”。 【答案】   【解析】电阻表读数为 当电压传感器读数为零时，、两点电势相等，则，解得 绘出图像如图所示 由图像可知，当电压传感器的读数为时，所放物体质量约为，则 可将、以外的电路等效为新的电源，、两点电压看作路端电压，、接非理想毫伏表，当读数为时，实际、间断路接理想电压传感器时时的电压大于，则此时压力传感器的读数。 四、计算题：本大题共3小题，共42分。 13.某同学用光滑活塞将一定质量的空气视为理想气体封闭在汽缸内，并对缸内气体加热，气体从状态变化到状态过程中的图像如图所示，已知气体在状态时的热力学温度，该过程中气体吸收的热量，求： 气体在状态时的热力学温度； 该过程中气体内能的增量。 【答案】解：由图示图象可知，气体从状态变化到状态的过程中做等压变化，由盖吕萨克定律得： 代入数据解得：； 从状态到状态过程，气体体积变大，气体对外做功： 根据热力学第一定律有： 代入数据解得：。 答：气体在状态时的热力学温度是； 该过程中气体内能的增量是。  【解析】由到过程气体发生等压变化，应用盖吕萨克定律求解。 应用热力学第一定律求解。 根据图示图象分析清楚气体状态变化过程是解题的前提，应用盖吕萨克定律与热力学第一定律即可解题。 14.铅球运动员为了寻求最佳效果，训练时会尝试用不同质量的铅球分别沿与水平面不同夹角的方向抛球。如图，在某次训练中运动员将质量的铅球斜向上抛出，铅球离开手的瞬间速度大小，方向与水平方向夹角，铅球离开手时离水平地面的高度。重力加速度取，，，不计空气阻力。求： 铅球离开手瞬间的水平分速度大小和竖直分速度大小 铅球上升到最高点的时间和离地面的最大高度 运动员抛出的铅球飞出的水平距离。 【答案】初速度的水平分速度大小 初速度的竖直分速度大小 由逆向思维，铅球上升到最高点的过程的逆过程为平抛运动， 由平抛运动竖直方向速度与时间的关系可得铅球上升到最高点的时间， 设铅球抛出点到最高点的高度为， 则有 则铅球离地的最大高度 。 方法一设铅球从最高点到落地的时间为，有 解得 铅球飞行总时间 铅球飞出的水平距离 方法二选向上为正方向，铅球从离开手到落地的竖直位移为 有 解得 铅球飞出的水平距离 。   【解析】略 15.如图甲所示，光滑且足够长的平行金属导轨、固定在同一水平面上，两导轨间距，导轨的电阻不计，其间连接有定值电阻，导轨上停放一质量为、电阻的金属杆，整个装置处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场的方向竖直向下。现用一外力沿水平方向拉金属杆，使之由静止开始运动，电压传感器可将两端的电压即时采集并输入电脑，获得电压随时间的变化关系如图乙所示。 试证明金属杆做匀加速直线运动，并计算加速度的大小 求第末外力的瞬时功率 如果水平外力从静止开始拉动杆所做的功为，求回路中定值电阻上产生的焦耳热。结果保留位有效数字 【答案】设金属杆的运动速度为， 则感应电动势 电阻两端的电压 由题图乙可得， 联立可得 因为速度与时间成正比，所以金属杆做匀加速直线运动，加速度大小为 在第末，速度为 此时通过金属杆的电流为 金属杆受到的安培力大小为 设第末外力大小为，由牛顿第二定律可得 解得 故第末外力的瞬时功率为 在第末，杆的动能为 由能量守恒定律，回路产生的焦耳热为 定值电阻上产生的焦耳热为   【解析】略 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $