精品解析：广东汕头市潮阳区河溪中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

河溪中学2025-2026学年度第二学期期末考试 高二物理试卷 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1. 下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法不正确的是（　　） A. 甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 B. 乙图为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在0℃时的情形 C. 系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 D. 乙图中图像与横轴所围面积为1 2. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（ ） A. 图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的折射 B. 图乙中，减小单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变宽 C. 图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D. 图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 3. 2025年3月，我国“中国环流三号”首次实现双亿度突破，为未来可控核聚变能源提供关键技术支撑。已知某核反应中，一个氘核和一个氚核结合生成一个氦核并放出一个粒子，同时释放约17.6MeV的能量，关于该核反应说法正确的是（　　） A. 放出的粒子为质子 B. 核聚变需要极高的温度，让原子核获得足够大的动能以克服核子间的万有引力 C. 核聚变过程中，生成氦核的比结合能大于氘核或氚核的比结合能 D. 核聚变反应中会释放能量，质量数会减小 4. 如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子．取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图乙所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（ ） A. 弹簧劲度系数为 B. 0时刻弹簧弹力大小为mg C. 时间段，回复力冲量为0 D. 时间段，小球动能与重力势能之和增大 5. 图为环卫工人用高压水枪冲洗马路情景：水柱以速度大小为v的速度喷到水平地面，随即以速率溅起，并与地面垂直。设一小段时间内喷出水的质量为，则水柱对地面作用力为（　　） A. B. C. D. 6. 竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按图乙所示的规律变化。螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环（未画出），圆环轴线与螺线管轴线重合。下列说法正确的是（　　） A. 时刻，圆环有扩张的趋势 B. 和时刻，圆环内的感应电流大小相等 C. 圆环内的感应电流大小不断减小 D. 时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流 7. 磁流体发电装置如图所示，间距为d的平行金属板P、Q间存在方向平行于金属板的匀强磁场，磁感应强度为B。一束等离子体（含正、负离子）以速度v垂直于B的方向射入磁场，用导线将金属板与电阻R连成回路，等离子体电阻不能忽略。则（ ） A. 金属板P为电源的正极 B. 该发电机的电动势为 C. 通过电阻R的电流方向由a到b D. 通过电阻R的电流大小为 8. 一定质量的理想气体从状态A开始经过循环过程A→B→C→A回到状态A，p－V图像如图所示，则 A. 整个循环过程中，气体对外界做的功为 B. 从状态A到状态B，气体的内能先增大后减小 C. 从状态C到状态A，气体从外界吸收热量 D. 气体在状态A时比在状态C时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多 9. 一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图像2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示，则（　　） A. 物体所受地面的摩擦力为2N B. 0~8s时间内水平拉力的冲量大小为零 C. 时物体的动量大小为 D. 时物体的动量大小为 10. 疫情防控工作中，体温枪被广泛使用，成为重要的防疫装备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（－273 ℃）时都会向外发出红外线，红外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为10μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知真空中的光速c＝3×108 m/s，则（　　） A. 波长10μm的红外线的频率为3×1016 Hz B. 将图甲中的电源正负极反接，则一定不会产生电信号 C. 光电子的最大初动能为0.02eV D. 若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，则光电管转换成的光电流增大 二、非选择题（11题10分，12题8分，13题10分，14题12分，15题14分，共54分） 11. 有一根细而均匀的圆柱体导体棒样品（如图甲所示），电阻约为，为了测量其电阻率，他找到以下实验器材并进行实验： A．10分度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表（量程50mA，内阻为） D．电流表（量程100mA，内阻约为） E．电流表（量程1A，内阻约为） F．滑动变阻器R（，额定电流1A） G．直流电源E（12V，内阻不计） H．圆柱体导体棒样品（电阻约为） I．开关一只、导线若干 （1）用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数___________cm；用螺旋测微器测得该样品的直径如图丙所示，其示数___________mm； （2）为了尽可能精确地测量电阻，电路原理图如图丁所示。图丁中甲电流表应选___________；乙电流表应选___________（用器材前的序号表示）； （3）闭合开关，测量出甲电流表的读数和乙电流表的读数； （4）根据实验测得的物理量，电阻率___________（用题中所给的相关字母表示）。 12. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； ②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、，如图乙，分析数据： （1）实验中需要满足的条件及实验现象，下列说法正确的是 （多选） A. 斜槽轨道的末端切线必须水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 入射小球的质量必须小于被碰小球的质量 D. 入射球的半径和被碰球的半径必须相同 （2）实验中，必须测量的物理量是 （多选） A. 小球A开始释放高度 B. 抛出点距地面的高度 C. 两个小球的质量、 D. 平抛的水平射程、、 （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为__________；若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为__________。（均用题中所给物理量的符号表示） 13. 如图所示，一根弹簧上端固定，下端与一绝热，活塞连接并悬挂一绝热气缸，气缸内部高为、底面积为，气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体，初始时气缸内气体温度为，现缓慢加热气体，当气体温度为时，活塞恰好到达气缸顶部，此过程中，气体吸收的热量为。已知大气压强为，气缸的重力为，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求此过程中 （1）气缸下降的距离； （2）气体内能的变化量。 14. 如图所示，水平光滑绝缘桌面距地面高h，x轴将桌面分为I、II两个区域.右图为桌面的俯视图，I区域的匀强电场的场强大小为E，方向与ab边及x轴垂直；II区域的匀强磁场方向竖直向下.一质量为m，电荷量为q的带正电小球，从桌边缘ab上的M处由静止释放（M距ad边及x轴的距离均为l），加速后经x轴上N点进入磁场，最后从ad边上的P点飞离桌面；小球飞出的瞬间，速度如图与ad边夹角为60°.求： （1）小球进入磁场时的速度的大小v； （2）II区域磁场磁感应强度的大小B； （3）小球飞离桌面后的落点距离桌面边沿的水平距离x0。 15. 如图所示，在倾角 α=30°的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场，两磁场宽度均为 L，一质量为 m、边长为 L 的正方形线框的 ab 边距磁场上边界 MN 为 L 处由静止沿斜面下滑，ab 边刚进入上侧磁场时，线框恰好做匀速直线运动。ab 边进入下侧磁场运动一段时间后也做匀速直线运动。重力加速度为 g。求： （1）ab 边刚越过两磁场的分界线 PQ 时线框受到的安培力的大小；线框再次匀速运动时的速度大小 （2）线框穿过上侧磁场的过程中产生的热量 Q； （3）线框穿过上侧磁场的过程所用的时间 t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河溪中学2025-2026学年度第二学期期末考试 高二物理试卷 一、选择题（1~7题单选题，每小题4分，8-10题多选题，每小题6分，共46分） 1. 下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法不正确的是（　　） A. 甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 B. 乙图为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在0℃时的情形 C. 系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率 D. 乙图中图像与横轴所围面积为1 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据单摆周期公式可知，增大摆长，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，故A正确，不符合题意； B．温度越高，分子无规则运动越剧烈，速率大的分子占的比率就越多，曲线越“宽而矮”，由于图中实线对应部分“宽而矮”，对应气体的温度较高，应为，故B错误，符合题意； C．系统做稳定受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，与系统固有频率无关，故C正确，不符合题意； D．根据分子速率分布曲线的意义可知，所有气体图像与横轴所围面积为1，故D正确，不符合题意。 本题选不正确的，故选B。 2. 下列关于甲、乙、丙、丁四幅图中物理现象的描述，正确的是（ ） A. 图甲中，水中的气泡看上去特别明亮是因为光的折射 B. 图乙中，减小单缝的宽度，则屏上的中央亮条纹变宽 C. 图丙中，用3D眼镜看3D电影感受到的立体影像，是由光的干涉现象形成的 D. 图丁中，在检验工件平整度的操作中，通过干涉条纹可推断出P为凸处、Q为凹处 【答案】B 【解析】 【详解】A．水中的气泡特别明亮是因为光在气泡表面发生全反射，故A错误； B．单缝衍射中，单缝宽度越窄衍射现象越明显，减小单缝宽度，中央亮条纹变宽，故B正确； C．3D眼镜利用光的偏振现象，形成立体影像，故C错误； D．薄膜干涉中，同一条亮纹（或暗纹）对应的空气膜厚度相同，P处条纹向左侧弯曲，说明P处空气膜厚度与右侧相同，故P为凹处，Q处条纹向右侧弯曲，说明Q处空气膜厚度与左侧相同，故Q为凸处，故D错误。 故选B。 3. 2025年3月，我国“中国环流三号”首次实现双亿度突破，为未来可控核聚变能源提供关键技术支撑。已知某核反应中，一个氘核和一个氚核结合生成一个氦核并放出一个粒子，同时释放约17.6MeV的能量，关于该核反应说法正确的是（　　） A. 放出的粒子为质子 B. 核聚变需要极高的温度，让原子核获得足够大的动能以克服核子间的万有引力 C. 核聚变过程中，生成氦核的比结合能大于氘核或氚核的比结合能 D. 核聚变反应中会释放能量，质量数会减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，氘氚聚变的反应方程为 可知放出的粒子X为中子，不是质子，故A错误； B．原子核带正电，核聚变需要极高温度是为了让原子核获得足够动能克服原子核间的库仑斥力，核子间万有引力作用极弱可忽略，故B错误； C．比结合能越大原子核越稳定，该核聚变反应释放能量，说明生成的氦核比反应前的氘核、氚核更稳定，因此氦核的比结合能大于氘核或氚核的比结合能，故C正确； D．核反应过程遵循质量数守恒，核聚变释放能量对应存在静质量亏损，但质量数（质子和中子的总数）不会减小，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子．取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图乙所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（ ） A. 弹簧劲度系数为 B. 0时刻弹簧弹力大小为mg C. 时间段，回复力冲量为0 D. 时间段，小球动能与重力势能之和增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，时刻弹簧弹力为0，位移大小为A，有 可得劲度系数为 故A正确； B．0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力大小为 故B错误； C．时间段，小球从平衡位置沿负方向振动再回到平衡位置，回复力一直沿正方向，由 可知，回复力冲量不为0，故C错误； D．时间段，小球从最高点振动到最低点，根据能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球的动能与重力势能之和减小，故D错误。 故选 A。 5. 图为环卫工人用高压水枪冲洗马路情景：水柱以速度大小为v的速度喷到水平地面，随即以速率溅起，并与地面垂直。设一小段时间内喷出水的质量为，则水柱对地面作用力为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】选取质量为Δm的水为研究对象，设水与地面的作用时间为Δt，取竖直向下为正方向，根据动量定理有 解得 故选C。 6. 竖直放置的长直密绕螺线管接入如图甲所示的电路中，通有俯视顺时针方向的电流，其大小按图乙所示的规律变化。螺线管内中间位置固定有一水平放置的硬质闭合金属小圆环（未画出），圆环轴线与螺线管轴线重合。下列说法正确的是（　　） A. 时刻，圆环有扩张的趋势 B. 和时刻，圆环内的感应电流大小相等 C. 圆环内的感应电流大小不断减小 D. 时刻，圆环内有俯视逆时针方向的感应电流 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，在时刻，通过线圈的电流增大，则线圈产生的磁场增大，所以穿过金属小圆环的磁通量变大，根据楞次定律可知，圆环有收缩的趋势，故A错误； B．由图可知，在和时刻，线圈内电流的变化率大小相等，则线圈产生的磁场的变化率也相等，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小是相等的，所以感应电流大小也相等，故B正确； C．由图可知，时间内，线圈内电流的变化率大小不变，则线圈产生的磁场的变化率也不变，根据法拉第电磁感应定律可知，圆环内的感应电动势大小不变，所以感应电流大小也不变，故C错误； D．由图可知，在时刻穿过线圈的电流正在减小，根据安培定则可知，线圈产生的磁场的方向向下，所以穿过圆环的磁通量向下减小，则根据楞次定律可知，圆环内有俯视顺时针方向的感应电流，故D错误。 故选B。 7. 磁流体发电装置如图所示，间距为d的平行金属板P、Q间存在方向平行于金属板的匀强磁场，磁感应强度为B。一束等离子体（含正、负离子）以速度v垂直于B的方向射入磁场，用导线将金属板与电阻R连成回路，等离子体电阻不能忽略。则（ ） A. 金属板P为电源的正极 B. 该发电机的电动势为 C. 通过电阻R的电流方向由a到b D. 通过电阻R的电流大小为 【答案】B 【解析】 【详解】AC．根据左手定则可知，正离子向下偏，打在下极板Q上，负离子向上偏，打在上极板P上，所以金属板Q为电源的正极，通过电阻R的电流方向由b到a，故AC错误； B．设磁流体发电机的电动势为E，带电离子从两平行金属板P、Q之间通过，依据电场力等于洛伦兹力，即 解得，故B正确； D．由题意可知，等离子体电阻不能忽略，设为，则通过电阻R的电流大小为，故D错误。 故选B。 8. 一定质量的理想气体从状态A开始经过循环过程A→B→C→A回到状态A，p－V图像如图所示，则 A. 整个循环过程中，气体对外界做的功为 B. 从状态A到状态B，气体的内能先增大后减小 C. 从状态C到状态A，气体从外界吸收热量 D. 气体在状态A时比在状态C时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多 【答案】BD 【解析】 【详解】A．A到B过程气体体积膨胀对外做功，B到C过程气体体积不变做功为零，C到A过程气体体积减小外界对气体做功，整个循环过程外界对气体做功等于的面积，等于，故A错误； B．从状态A到状态B，p和V的乘积先变大后变小，故温度先升高后降低，气体的内能先增大后减小，故B正确； C．从状态C到状态A，p不变，V减小，所以温度降低，内能减小，且外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体应向外界放出热量，故C错误； D．气体在状态A时的温度比在状态C时的低，分子的平均速率更小，而状态A与状态C的压强相等，根据压强的微观解释，气体在状态A时比在状态C时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，故D正确。 故选BD。 9. 一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图像2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示，则（　　） A. 物体所受地面的摩擦力为2N B. 0~8s时间内水平拉力的冲量大小为零 C. 时物体的动量大小为 D. 时物体的动量大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图3知，物体在4~6s内做匀速直线运动，受到的拉力F和地面的摩擦力大小相等，又由图2知，物体在4~6s内受到的拉力F=2N，可知，物体受到地面的摩擦力大小为2N，故A正确； B． 0~8s时间内水平拉力的冲量大小为 故B错误； CD．由图3知，物体在6~8s内做匀减速运动，加速度为 此时物体紧受到地面的摩擦力产生加速度，可知 解得 由于物体受到地面的摩擦力大小为2N，可知 时物体的动量大小为 故C错误，D正确。 故选AD。 10. 疫情防控工作中，体温枪被广泛使用，成为重要的防疫装备之一。某一种体温枪的工作原理是：任何物体温度高于绝对零度（－273 ℃）时都会向外发出红外线，红外线照射到体温枪的温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，从而显示出物体的温度。已知人的体温正常时能辐射波长为10μm的红外线，如图甲所示，用该红外光线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，光电流随电压变化的图像如图乙所示，已知真空中的光速c＝3×108 m/s，则（　　） A. 波长10μm的红外线的频率为3×1016 Hz B. 将图甲中的电源正负极反接，则一定不会产生电信号 C. 光电子的最大初动能为0.02eV D. 若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，则光电管转换成的光电流增大 【答案】CD 【解析】 【详解】A．波长10μm的红外线的频率为＝ Hz＝3×1013 Hz，A错误； B．将题图甲中的电源正负极反接，当反向电压小于遏止电压时，电路中仍有光电流产生，仍会产生电信号，B错误； C．由题图乙可知，遏止电压为Uc＝2×10－2 V，根据动能定理可得光电子的最大初动能为Ekm＝eUc＝0.02 eV，C正确； D．若人体温度升高，辐射红外线的强度增强，单位时间从阴极逸出的光电子数增加，则光电管转换成的光电流增大，D正确。 故选CD。 二、非选择题（11题10分，12题8分，13题10分，14题12分，15题14分，共54分） 11. 有一根细而均匀的圆柱体导体棒样品（如图甲所示），电阻约为，为了测量其电阻率，他找到以下实验器材并进行实验： A．10分度的游标卡尺 B．螺旋测微器 C．电流表（量程50mA，内阻为） D．电流表（量程100mA，内阻约为） E．电流表（量程1A，内阻约为） F．滑动变阻器R（，额定电流1A） G．直流电源E（12V，内阻不计） H．圆柱体导体棒样品（电阻约为） I．开关一只、导线若干 （1）用游标卡尺测得该样品的长度如图乙所示，其示数___________cm；用螺旋测微器测得该样品的直径如图丙所示，其示数___________mm； （2）为了尽可能精确地测量电阻，电路原理图如图丁所示。图丁中甲电流表应选___________；乙电流表应选___________（用器材前的序号表示）； （3）闭合开关，测量出甲电流表的读数和乙电流表的读数； （4）根据实验测得的物理量，电阻率___________（用题中所给的相关字母表示）。 【答案】 ①. 5.00 ②. 1.600##1.599##1.598##1.601##1.602 ③. C ④. D ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]由图乙可知，游标卡尺示数 [2]由图丙可知，螺旋测微器示数 （2）[3][4]实验器材中没有电压表，可以用已知内阻的电流表与待测电阻并联测电压，即电流表甲选择C；乙电流表若选择E则量程过大，则应选D即可。 （4）[5]由电阻定律可知 由欧姆定律可知待测电阻阻值 联立解得电阻率 12. 用图甲实验装置验证动量守恒定律。主要步骤为： ①将斜槽固定在水平桌面上，使槽的末端水平； ②让质量为的入射球多次从斜槽上位置静止释放，记录其平均落地点位置； ③把质量为的被碰球静置于槽的末端，再将入射球从斜槽上位置静止释放，与被碰球相碰，并多次重复，记录两小球的平均落地点位置； ④记录小球抛出点在地面上的垂直投影点，测出碰撞前后两小球的平均落地点的位置M、P、N与O的距离分别为、、，如图乙，分析数据： （1）实验中需要满足的条件及实验现象，下列说法正确的是 （多选） A. 斜槽轨道的末端切线必须水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 入射小球的质量必须小于被碰小球的质量 D. 入射球的半径和被碰球的半径必须相同 （2）实验中，必须测量的物理量是 （多选） A. 小球A开始释放高度 B. 抛出点距地面的高度 C. 两个小球的质量、 D. 平抛的水平射程、、 （3）若两球碰撞时的动量守恒，应满足的关系式为__________；若碰撞是弹性碰撞，还应满足的关系式为__________。（均用题中所给物理量的符号表示） 【答案】（1）AD （2）CD （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．小球从斜槽末端飞出后，做平抛运动，所以斜槽末端必须水平，故A正确； B．只要保证每一次小球从同一位置静止释放，使得小球获得相同的初速度即可，斜槽轨道可以不用光滑，故B错误； C．为了避免碰撞后小球被反弹，所以要求入射球的质量大于被碰球的质量，故C错误； D．为了能够让小球发生对心碰撞，入射球和被碰球的半径必须相同，故D正确。 故选AD。 【小问2详解】 设小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有 整理得 所以只需要测量两个小球的质量、，平抛的水平射程、、即可。 故选CD。 【小问3详解】 [1]设小球在空中运动的时间为t，若满足动量守恒定律有 整理得 [2]若碰撞是弹性碰撞，还应满足机械能守恒定律，即 化简整理得 13. 如图所示，一根弹簧上端固定，下端与一绝热，活塞连接并悬挂一绝热气缸，气缸内部高为、底面积为，气缸内部带有加热装置，顶部开口且有卡扣，以保证活塞不会脱离。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体，初始时气缸内气体温度为，现缓慢加热气体，当气体温度为时，活塞恰好到达气缸顶部，此过程中，气体吸收的热量为。已知大气压强为，气缸的重力为，忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积，不计一切摩擦。求此过程中 （1）气缸下降的距离； （2）气体内能的变化量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设气缸内部气体对气缸底部的压强为，气缸受竖直向下的重力、压力，竖直向上的大气压力 受力平衡有解得 故气体压强恒为，与温度无关，因此过程为等压变化。 设初始气体柱高度为，体积 末态气体柱高度为，体积 由盖·吕萨克定律解得 【小问2详解】 气体等压膨胀，对外做功 解得 已知气体吸收热量为，由热力学第一定律 解得 14. 如图所示，水平光滑绝缘桌面距地面高h，x轴将桌面分为I、II两个区域.右图为桌面的俯视图，I区域的匀强电场的场强大小为E，方向与ab边及x轴垂直；II区域的匀强磁场方向竖直向下.一质量为m，电荷量为q的带正电小球，从桌边缘ab上的M处由静止释放（M距ad边及x轴的距离均为l），加速后经x轴上N点进入磁场，最后从ad边上的P点飞离桌面；小球飞出的瞬间，速度如图与ad边夹角为60°.求： （1）小球进入磁场时的速度的大小v； （2）II区域磁场磁感应强度的大小B； （3）小球飞离桌面后的落点距离桌面边沿的水平距离x0。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球在电场中沿MN方向做匀加速直线运动，此过程由动能定理，有 可得小球进入磁场时的速度 （2）小球进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示 由几何关系可得 又由洛伦兹力提供向心力，有 联立解得 （3）小球飞离桌面后做平抛运动，由平抛规律有 联立解得 15. 如图所示，在倾角 α=30°的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小相等、方向分别垂直斜面向上和垂直斜面向下的匀强磁场，两磁场宽度均为 L，一质量为 m、边长为 L 的正方形线框的 ab 边距磁场上边界 MN 为 L 处由静止沿斜面下滑，ab 边刚进入上侧磁场时，线框恰好做匀速直线运动。ab 边进入下侧磁场运动一段时间后也做匀速直线运动。重力加速度为 g。求： （1）ab 边刚越过两磁场的分界线 PQ 时线框受到的安培力的大小；线框再次匀速运动时的速度大小 （2）线框穿过上侧磁场的过程中产生的热量 Q； （3）线框穿过上侧磁场的过程所用的时间 t。 【答案】（1）安培力大小2mg，方向沿斜面向上；（2）（3） 【解析】 【详解】(1)线框开始时沿斜面做匀加速运动，根据机械能守恒有： 则线框进入磁场时的速度： 线框ab边进入磁场时产生的电动势：E=BLv 线框中电流： ab边受到的安培力： 线框匀速进入磁场，则有： ab边刚越过PQ时，cd也同时越过了MN，则线框上产生的电动势：E'=2BLv 线框所受的安培力变为： 根据平衡条件： 解得： (2)根据能量守恒定律有： 解得： (3)线框ab边在上侧磁场中运动的过程所用的时间： 设线框ab通过PQ后开始做匀速时到EF的距离为，由动量定理可知： 其中： 联立以上两式解得： 线框ab在下侧磁场匀速运动的过程中，有： 所以线框穿过上侧磁场所用的总时间为： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $