精品解析：湖南衡阳市第二十六中学2025-2026学年高二下学期7月期末考试物理试题

高二物理期末 时量：75分钟 满分：100分 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. 随着科学技术的发展，无人机技术得以迅速发展，出现了如图所示的快递无人机，这种快递无人机在飞行过程中，通过机载雷达系统不断发出激光和超声波进行信号传输，下列关于激光和超声波的说法正确的是（ ） A. 激光的传播需要介质 B. 超声波和激光都能在真空中传播 C. 激光是电磁波 D. 超声波在介质中传播速度与它的频率有关 2. 假日期间，小王去海边游玩。在小王乘坐的小船渡过某段紧挨平直海岸、宽度为300m的水域的过程中，小船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，海水沿海岸方向的流速与船到海岸的距离的关系如图乙所示，则关于小船渡过这段水域的运动，下列说法正确的是（　　） A. 最短时间为100s B. 最小位移大于300m C. 最大速度为3.5m/s D. 运动轨迹为直线 3. 2023年增程式混合动力电车销售火爆，增程式电动车在电池电量充足的时候可以使用纯电动模式，当电池电量不足时又可以使用小发电机来发电为电池提供能量。如图所示是小型旋转磁极式发电机的示意图，通过理想变压器接有阻值为的负载电阻，原线圈接有理想交流电压表和理想交流电流表，原、副线圈匝数分别为。已知发电机线圈面积为，匝数为，电阻不计，磁极匀速转动的角速度为，磁极之间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强度大小为，下列说法正确的是（ ） A. 图示位置时线框受到的安培力最大 B. 负载电阻的功率为 C. 从图示位置转过程中电流方向由指向 D. 若将换成电量不足的电池，则在给它充电的过程中线框产生的电能全部转化为电池的电能 4. 2025年，我国科研团队成功研制出基于二维材料的新型深紫外光电探测器。该探测器的工作原理涉及以下微观过程，当深紫外光照射到氮化硼表面时，一部分光子被材料中的原子吸收并引发电子跃迁，另一部分光子则直接激发出光电子。科研人员还利用电子束对探测器进行性能测试，已知电子束中电子的德布罗意波长可调。下列说法正确的是（ ） A. 探测器能产生光电效应，说明入射光的强度足够大 B. 氮化硼中硼原子中的电子吸收光子从低能级跃迁到高能级后，该电子绕核运动的动能变大 C. 氮化硼中硼原子核的比结合能比中等质量原子核的比结合能一定大 D. 当电子束中电子的德布罗意波长调至与深紫外光光子波长相等时，该电子的动量与一个深紫外光光子的动量大小相等 5. 如图所示，小球A和小球B均匀带上正电荷，力通过绝缘细线缓慢拉动小球A，直至小球运动到定滑轮的正下方，然后拉动小球A沿虚线缓慢竖直向上运动，小球A始终未与定滑轮碰撞，小球B固定不动。不计一切摩擦，不考虑定滑轮的大小，不计运动过程中小球电荷分布的变化。下列说法正确的是（ ） A. 先减小后增大 B. 两球间库仑力一直减小 C. 两小球组成的系统电势能先不变后增大 D. 小球A向滑轮正下方运动过程中，轨迹为抛物线的一部分 6. 如图所示，以为圆心的闭合导体圆环置于光滑绝缘水平桌面上，在水平桌面内以为圆心、半径大于圆环半径的区域，存在一方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小按规律均匀减小（、均已知），圆环半径为，电阻为，则（　　） A. 图中圆环内电流沿逆时针方向 B. 圆环中感生电场场强大小为 C. 圆环的发热功率为 D. 时圆环中的张力大小为 7. 如图为两个平行的条状磁场，从上到下的边界均水平，依次记作a、b、c、d，垂直纸面向里的匀强磁场填充在ab和cd区域内，其它区域无磁场。ab和cd的宽度均为d，bc的宽度为L，一带负电的粒子以速度垂直边界d射入磁场，一段时间后恰好未从边界a射出。粒子带电量为q，不计重力，则（　　） A. 磁场的磁感应强度为 B. 粒子自射入磁场到到达边界a用时 C. 若bc的宽度减小，粒子会从边界a射出 D. 若ab宽度变为0.5d，cd宽度变为1.5d，则粒子无法到达边界a 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 很多有湖的公园为了增添夜景的美感，在湖心岛附近，安装了一组水下红色LED灯阵列，如图（a）所示，水下有光源，晚间光从水下射出水面，绚丽多彩，令人心旷神怡。水下光源简化为红色点光源，如图（b）所示。若从水深处竖直向上匀速运动到水深处用时，已知水对红光的折射率为，则可看到水面上的红色亮斑（ ） A. 面积扩大 B. 面积缩小 C. 半径变化的速度大小为 D. 半径变化的速度大小为 9. 如图所示，从同一位置点，分别以初速度，分两次水平抛出一小球。每次都仅与墙壁撞击反弹一次后，落到地面上。设球与墙碰撞时，竖直方向速度不变，水平方向速度等大反向，图中仅画出其中一次轨迹。下列说法正确的是（ ） A. 两次下落时间相同 B. 两次均落在同一点 C. 两次落地时小球的速度之比为 D. 两次落地点速度方向与水平方向夹角的正切值之比为 10. 科学家通过研究发现，行星绕恒星的运动轨迹其实并不是正圆，而是一个椭圆。如图为地球绕太阳的运动轨迹，是椭圆的长轴，是椭圆的短轴，是椭圆中心，已知，，且地球绕太阳一周的时间为，引力常量为，椭圆面积为。下列说法正确的是（ ） A. 地球在点比点的速度大 B. 地球从点至运动到点和从点至点到点所经历时间相同 C. 根据题中条件可知，太阳的质量为 D. 地球从运动到所用时间为 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 现在智能手机的功能越来越强大，某同学利用智能手机的软件直接测量手机运动时的加速度。为测量重力加速度大小，该同学设计了如图甲所示的实验装置。手机与木块固定后，放在木板上。木块通过一根跨过光滑定滑轮的细线悬挂不同个数的相同钩码。 （1）此实验__________（填“需要”或“不需要”）钩码质量远大于木块和手机的质量之和。 （2）平衡摩擦力后，改变细线上悬挂钩码的个数，释放钩码后测得木块相应的加速度大小，得到多组实验数据后绘制出图像如图乙所示。已知该图像的斜率为，在纵轴的截距为，则当地的重力加速度大小为__________，手机和木块的总质量与单个钩码质量的比值为__________。（均选用表示） 12. 某物理兴趣小组需要对一中空的金属圆柱体的导电特性进行研究，如图所示，为了研究圆柱体的导电性，做了如下工作。 （1）他用游标卡尺测量了圆柱体的外径，读数____________mm，金属壁厚度为，并用刻度尺测量两接线柱间距离，用多用电表测出间电阻约为。 （2）为进一步研究其导电特性，他在实验室找到了如下器材：电源（电动势约为，内阻不计） A.电压表（量程，内阻约为 B.电压表（量程，内阻约为 C.电流表（量程，内阻为 D.定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器 G.滑动变阻器 H.导线若干、开关 （3）为了尽可能精确测定电阻值大小，请帮助小明选择实验仪器进行实验。电压表应选_________，滑动变阻器应选___________，定值电阻应选用____________。（请选填器材前的序号） （4）某次小明读出电压表、电流表读数分别为，那么该圆柱体金属的电阻率___________。（用题中自己认为需要的字母等表示） 四、解答题（本题共3个小题，共计1分，请写出必要的方程、步骤和文字说明） 13. 如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球（由弹性系数极大的轻质材料制成），两气球体积都可视为始终不变，且小气球的体积始终为心形气球体积的一半。在心形气球内，小气球内部气体压强为，小气球外部气体压强为，整个系统温度为且导热性能良好。 （1）试比较在心形玩具气球内，小气球内部和外部气体内能的大小关系，说明理由； （2）当弹性小气球承受的压强差达到时，气球就会爆炸。试问要使小气球不爆炸，环境的温度不能超过多少？ 14. 反射式飞行时间质谱仪是通过测量离子在真空中的飞行时间来对其进行质量分析的仪器。原理如图所示，离子源产生不同种类、初速度为零的正离子，离子经匀强电场加速后从点射出，进入无场区做直线运动，然后从点进入匀强反射电场，最后从反射电场射出。已知间的距离为；加速电场和反射电场两极板间的电压分别为和间距分别为和；反射电场方向与的夹角为。不计离子重力，求： （1）从点进入的离子在反射电场左边界的出射点到点的距离； （2）若测得两种离子从到射出反射电场所用时间之比，则其比荷之比为？ 15. 如图所示，有质量分别为的三个弹性小球静止在光滑水平面的同一直线上，其中与间用一弹性限度足够大的轻质弹簧拴接。现给小球一沿直线向右的初速度，将与发生对心弹性碰撞，假设每次相互作用后各球都保持在初始的同一直线上运动。 （1）求与碰后各自的速度大小； （2）若与只能发生一次碰撞，则碰后弹簧的最大弹性势能为多少； （3）若且要求弹簧第一次恢复原长时，与恰好发生第二次碰撞，求。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理期末 时量：75分钟 满分：100分 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. 随着科学技术的发展，无人机技术得以迅速发展，出现了如图所示的快递无人机，这种快递无人机在飞行过程中，通过机载雷达系统不断发出激光和超声波进行信号传输，下列关于激光和超声波的说法正确的是（ ） A. 激光的传播需要介质 B. 超声波和激光都能在真空中传播 C. 激光是电磁波 D. 超声波在介质中传播速度与它的频率有关 【答案】C 【解析】 【详解】AC．激光是电磁波，传播不需要介质，可以在真空中传播，故A错误，C正确。 B．超声波是机械波，传播需要介质，不能在真空中传播，故B错误； D．在同一介质中，超声波的传播速度由介质的性质决定，与频率无关，故D错误。 故选C。 2. 假日期间，小王去海边游玩。在小王乘坐的小船渡过某段紧挨平直海岸、宽度为300m的水域的过程中，小船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，海水沿海岸方向的流速与船到海岸的距离的关系如图乙所示，则关于小船渡过这段水域的运动，下列说法正确的是（　　） A. 最短时间为100s B. 最小位移大于300m C. 最大速度为3.5m/s D. 运动轨迹为直线 【答案】B 【解析】 【详解】A．垂直河岸渡河时时间最短，则 故A错误； B．由于水流速度不断变化，当水流速度大于船在静水中的速度时，船将不能垂直河岸渡河，所以最小位移大于河宽，即最小位移大于300m，故B正确； C．由图可知，最大速度为 故C错误； D．船在沿河岸方向做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两分运动的合运动为曲线运动，故D错误。 故选B。 3. 2023年增程式混合动力电车销售火爆，增程式电动车在电池电量充足的时候可以使用纯电动模式，当电池电量不足时又可以使用小发电机来发电为电池提供能量。如图所示是小型旋转磁极式发电机的示意图，通过理想变压器接有阻值为的负载电阻，原线圈接有理想交流电压表和理想交流电流表，原、副线圈匝数分别为。已知发电机线圈面积为，匝数为，电阻不计，磁极匀速转动的角速度为，磁极之间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强度大小为，下列说法正确的是（ ） A. 图示位置时线框受到的安培力最大 B. 负载电阻的功率为 C. 从图示位置转过程中电流方向由指向 D. 若将换成电量不足的电池，则在给它充电的过程中线框产生的电能全部转化为电池的电能 【答案】B 【解析】 【详解】A．图示位置线框平面与磁场方向垂直，穿过线框的磁通量最大，磁通量变化率为零，因此感应电动势和感应电流均为零，线框所受安培力也为零，故A错误； B．发电机产生的感应电动势峰值为 原线圈两端电压的有效值为 由理想变压器的电压与匝数关系得 负载电阻的功率为，故B正确； C．从图示位置转过的过程中，穿过线框的原磁通量减小。根据楞次定律，感应电流产生的磁场方向与原磁场方向相同，再结合右手螺旋定则可知电流方向由指向，故C错误； D．给电池充电时，电池会发热，线框产生的电能一部分转化为电池的化学能，另一部分转化为内能，故D错误。 故选B。 4. 2025年，我国科研团队成功研制出基于二维材料的新型深紫外光电探测器。该探测器的工作原理涉及以下微观过程，当深紫外光照射到氮化硼表面时，一部分光子被材料中的原子吸收并引发电子跃迁，另一部分光子则直接激发出光电子。科研人员还利用电子束对探测器进行性能测试，已知电子束中电子的德布罗意波长可调。下列说法正确的是（ ） A. 探测器能产生光电效应，说明入射光的强度足够大 B. 氮化硼中硼原子中的电子吸收光子从低能级跃迁到高能级后，该电子绕核运动的动能变大 C. 氮化硼中硼原子核的比结合能比中等质量原子核的比结合能一定大 D. 当电子束中电子的德布罗意波长调至与深紫外光光子波长相等时，该电子的动量与一个深紫外光光子的动量大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．光电效应是否发生，取决于入射光的频率是否大于金属的极限频率，而与入射光的强度无关，故A错误； B．根据玻尔模型，当原子中的电子吸收光子从低能级跃迁到高能级后，电子绕核运动的轨道半径变大，库仑力提供向心力 动能 所以电子绕核运动的动能变小，故B错误； C．根据比结合能曲线，中等质量原子核的比结合能最大，最为稳定；而较轻的原子核和较重的原子核的比结合能都相对较小。硼属于轻核，因此其比结合能确实比中等质量原子核的小，故C错误； D．根据德布罗意波长公式以及光子的动量公式，两者的表达式在形式上是完全统一的，即 当电子束中电子的德布罗意波长调至与深紫外光光子波长相等时，由于普朗克常量是定值，两者的动量大小必然相等，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，小球A和小球B均匀带上正电荷，力通过绝缘细线缓慢拉动小球A，直至小球运动到定滑轮的正下方，然后拉动小球A沿虚线缓慢竖直向上运动，小球A始终未与定滑轮碰撞，小球B固定不动。不计一切摩擦，不考虑定滑轮的大小，不计运动过程中小球电荷分布的变化。下列说法正确的是（ ） A. 先减小后增大 B. 两球间库仑力一直减小 C. 两小球组成的系统电势能先不变后增大 D. 小球A向滑轮正下方运动过程中，轨迹为抛物线的一部分 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设绳长为，小球球心间的距离为，滑轮到小球球心的高度为，分析小球的受力，如图所示 依题意，小球缓慢移动，处于动态平衡状态，根据几何关系，有，其中 得，因为和不变，所以比值为定值；当小球向滑轮正下方运动过程中，减小，则减小，、不变，则不变，故库仑力大小不变；当小球沿虚线竖直向上运动时，分析小球受力，根据平衡条件，有，增大，库仑力减小，增大，则整个过程中先减小后增大，库仑力先不变后减小，A正确，B错误； D．根据前面分析，小球A向滑轮正下方运动过程中，由于不变，小球的轨迹应为圆周的一部分，D错误； C．根据前面分析，当小球向滑轮正下方运动过程中，库仑力大小不变，与速度方向垂直，不做功，系统电势能不变，当小球沿虚线竖直向上运动时，库仑力做正功，系统电势能减小，故系统电势能先不变后减小，C错误。 故选A。 6. 如图所示，以为圆心的闭合导体圆环置于光滑绝缘水平桌面上，在水平桌面内以为圆心、半径大于圆环半径的区域，存在一方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小按规律均匀减小（、均已知），圆环半径为，电阻为，则（　　） A. 图中圆环内电流沿逆时针方向 B. 圆环中感生电场场强大小为 C. 圆环的发热功率为 D. 时圆环中的张力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．因穿过圆环的磁通量向里减小，根据楞次定律可知，图中圆环内电流沿顺时针方向，A错误； B．圆环中感生电动势大小为 电场场强，B错误； C．圆环的发热功率为 ，C错误； D．时，， 在圆环上取一小段圆弧，该圆弧所对的圆心角为2θ，则圆弧长 则对该段圆弧分析可知 可得 因θ很小，则，可知圆环中的张力大小为，D正确。 故选D。 7. 如图为两个平行的条状磁场，从上到下的边界均水平，依次记作a、b、c、d，垂直纸面向里的匀强磁场填充在ab和cd区域内，其它区域无磁场。ab和cd的宽度均为d，bc的宽度为L，一带负电的粒子以速度垂直边界d射入磁场，一段时间后恰好未从边界a射出。粒子带电量为q，不计重力，则（　　） A. 磁场的磁感应强度为 B. 粒子自射入磁场到到达边界a用时 C. 若bc的宽度减小，粒子会从边界a射出 D. 若ab宽度变为0.5d，cd宽度变为1.5d，则粒子无法到达边界a 【答案】B 【解析】 【详解】A．作出粒子的运动轨迹如图所示 由于粒子的速度大小相同，两个区域的磁感应强度大小相同，故粒子在两个区域内的半径相同，根据几何关系可知 则有 解得 根据牛顿第二定律有 解得 故A错误； B．根据， 解得 可得 根据几何关系，可知粒子在cd磁场偏转的圆心角为 则对应的运动时间为 又 则 粒子从c边界到b边界做匀速直线运动，根据几何关系可得位移大小为 则对应的时间为 根据几何关系，可知粒子在ab磁场偏转的圆心角为 则对应的运动时间为 又 则 故粒子自射入磁场到到达边界a用时 故B正确； C．因速度大小、磁感应强度不变，则粒子在磁场中运动的半径不变，仍为，若bc的宽度减小，只是减小了中间做匀速直线运动的时间，对粒子在两个区域的磁场中运动的情况没有影响，故粒子依然恰好未从边界a射出，不会从边界a射出，故C错误； D．速度大小、磁感应强度不变，则粒子在磁场中运动的半径不变，仍为，若将cd宽度变为1.5d，可知半径大于cd的宽度，则粒子仍会从c边界出射，再进入到ab之间的磁场中，由于ab宽度变为0.5d，小于粒子的运动半径，故粒子可以到达边界a，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 很多有湖的公园为了增添夜景的美感，在湖心岛附近，安装了一组水下红色LED灯阵列，如图（a）所示，水下有光源，晚间光从水下射出水面，绚丽多彩，令人心旷神怡。水下光源简化为红色点光源，如图（b）所示。若从水深处竖直向上匀速运动到水深处用时，已知水对红光的折射率为，则可看到水面上的红色亮斑（ ） A. 面积扩大 B. 面积缩小 C. 半径变化的速度大小为 D. 半径变化的速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】恰好发生全反射的光路图如图所示 由几何关系可知，开始时光斑的半径为 其中，解得 时刻，光斑的半径为 则可看到水面上的红色亮斑半径缩小的速度大小为 故选BD。 9. 如图所示，从同一位置点，分别以初速度，分两次水平抛出一小球。每次都仅与墙壁撞击反弹一次后，落到地面上。设球与墙碰撞时，竖直方向速度不变，水平方向速度等大反向，图中仅画出其中一次轨迹。下列说法正确的是（ ） A. 两次下落时间相同 B. 两次均落在同一点 C. 两次落地时小球的速度之比为 D. 两次落地点速度方向与水平方向夹角的正切值之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．假设没有墙壁，设小球将落到点与墙壁对称的位置为点，轨迹为整条的抛物线，根据平抛运动的规律，两球从同一点下落，则落地时间相同，因为水平速度不同，则水平位移不等，则两次不可能落到同一点，故A正确，B错误； C．两次落地时小球的速度分别为， 则两次落地时小球的速度之比，故C错误； D．两球从同一点做平抛运动，则落地时的竖直速度相等，落地时速度方向与水平方向夹角的正切值分别为， 则有，故D正确。 故选AD。 10. 科学家通过研究发现，行星绕恒星的运动轨迹其实并不是正圆，而是一个椭圆。如图为地球绕太阳的运动轨迹，是椭圆的长轴，是椭圆的短轴，是椭圆中心，已知，，且地球绕太阳一周的时间为，引力常量为，椭圆面积为。下列说法正确的是（ ） A. 地球在点比点的速度大 B. 地球从点至运动到点和从点至点到点所经历时间相同 C. 根据题中条件可知，太阳的质量为 D. 地球从运动到所用时间为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，地球距离太阳越近，运行速度越大。由图可知，地球在点离太阳比点近，速度更大，故A正确； B．地球从点至运动到点，路径包含近日点，与太阳连线扫过的面积更小；从点至点到点，路径包含远日点，与太阳连线扫过的面积更大。两段过程扫过的面积不相等，根据开普勒第二定律可知，经历的时间不相同，故B错误； C．根据开普勒第三定律有 若绕太阳轨迹为圆，则有 则有 解得，故C错误； D．令焦点（太阳）到椭圆中心的距离为。则有 令地球从运动到所用时间为，该时间内地球与太阳连线扫过的面积 根据开普勒第二定律有 解得，故D正确。 故选AD。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 现在智能手机的功能越来越强大，某同学利用智能手机的软件直接测量手机运动时的加速度。为测量重力加速度大小，该同学设计了如图甲所示的实验装置。手机与木块固定后，放在木板上。木块通过一根跨过光滑定滑轮的细线悬挂不同个数的相同钩码。 （1）此实验__________（填“需要”或“不需要”）钩码质量远大于木块和手机的质量之和。 （2）平衡摩擦力后，改变细线上悬挂钩码的个数，释放钩码后测得木块相应的加速度大小，得到多组实验数据后绘制出图像如图乙所示。已知该图像的斜率为，在纵轴的截距为，则当地的重力加速度大小为__________，手机和木块的总质量与单个钩码质量的比值为__________。（均选用表示） 【答案】（1）不需要 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1] 对手机、木块和全部钩码组成的系统，沿运动方向的合外力为钩码总重力，应用牛顿第二定律可直接得到系统的加速度，无须忽略钩码的质量，因此钩码质量不需要远大于手机和木块的质量之和。 【小问2详解】 [2][3] 设手机和木块的总质量为，单个钩码的质量为。平衡摩擦力后，以手机、木块和全部钩码为系统，沿运动方向由牛顿第二定律得 整理得 与 比较，得 由关系式 所以 由关系式 12. 某物理兴趣小组需要对一中空的金属圆柱体的导电特性进行研究，如图所示，为了研究圆柱体的导电性，做了如下工作。 （1）他用游标卡尺测量了圆柱体的外径，读数____________mm，金属壁厚度为，并用刻度尺测量两接线柱间距离，用多用电表测出间电阻约为。 （2）为进一步研究其导电特性，他在实验室找到了如下器材：电源（电动势约为，内阻不计） A.电压表（量程，内阻约为 B.电压表（量程，内阻约为 C.电流表（量程，内阻为 D.定值电阻 E.定值电阻 F.滑动变阻器 G.滑动变阻器 H.导线若干、开关 （3）为了尽可能精确测定电阻值大小，请帮助小明选择实验仪器进行实验。电压表应选_________，滑动变阻器应选___________，定值电阻应选用____________。（请选填器材前的序号） （4）某次小明读出电压表、电流表读数分别为，那么该圆柱体金属的电阻率___________。（用题中自己认为需要的字母等表示） 【答案】 ①. 60.65 ②. B ③. G ④. D ⑤. 【解析】 【详解】[1] [2]电源电动势，若选（量程），指针偏转不到量程的，读数误差较大；选（量程），配合分压电路可使指针偏转接近满偏，读数更精确，故选B。 [3]电路采用分压式接法，若选，干路最大电流可能超过，存在烧毁风险；额定电流更大，安全且调节范围合适，故选G。 [4]待测电阻约，电源电压6V，若直接接入，最大电流，超过电流表量程 串联限流，则最大电流，恰好满偏，安全且精度高 若串联，最大电流，仍超量程，故选D。 电路图如图所示 [5]金属圆柱体横截面积 由于，，故 电压表读数为与电流表两端总电压，故 由电阻定律 得 四、解答题（本题共3个小题，共计1分，请写出必要的方程、步骤和文字说明） 13. 如图，一心形玩具气球内密封一定质量的理想气体和一个充有同种气体的弹性小气球（由弹性系数极大的轻质材料制成），两气球体积都可视为始终不变，且小气球的体积始终为心形气球体积的一半。在心形气球内，小气球内部气体压强为，小气球外部气体压强为，整个系统温度为且导热性能良好。 （1）试比较在心形玩具气球内，小气球内部和外部气体内能的大小关系，说明理由； （2）当弹性小气球承受的压强差达到时，气球就会爆炸。试问要使小气球不爆炸，环境的温度不能超过多少？ 【答案】（1）小气球内部气体的内能较大 （2） 【解析】 【小问1详解】 设小气球内、外气体的物质的量分别为、，内能分别为、，两部分气体的体积均为，由理想气体状态方程得 同种理想气体在相同温度下，每个分子的平均动能相同，分子间作用力可忽略，内能与分子数成正比，因此 故小气球内部气体的内能较大。 【小问2详解】 设小气球刚好达到爆破条件时的环境温度为，内、外气体的压强分别为、，系统导热性能良好，内、外气体在同一时刻温度相同，且两部分气体的物质的量和体积均不变，由查理定律得 由关系式 临界状态下压强差等于题中给出，的爆破阈值，代入上式得 解得 14. 反射式飞行时间质谱仪是通过测量离子在真空中的飞行时间来对其进行质量分析的仪器。原理如图所示，离子源产生不同种类、初速度为零的正离子，离子经匀强电场加速后从点射出，进入无场区做直线运动，然后从点进入匀强反射电场，最后从反射电场射出。已知间的距离为；加速电场和反射电场两极板间的电压分别为和间距分别为和；反射电场方向与的夹角为。不计离子重力，求： （1）从点进入的离子在反射电场左边界的出射点到点的距离； （2）若测得两种离子从到射出反射电场所用时间之比，则其比荷之比为？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对于粒子在加速电场中的加速过程，由动能定理可得 解得 粒子在无场区做匀速直线运动后进入反射电场，在平行反射电场方向，粒子做匀变速直线运动，初速度为 由牛顿第二定律有 在反射电场中运动的时间为 在垂直电场方向粒子做速度为的匀速直线运动，因此出射点到点的距离为 解得 【小问2详解】 粒子在加速电场中的加速过程有 解得 粒子在无场区做匀速直线运动，有 解得 粒子在反射电场中的运动时间由（1）中的分析可知 因此粒子从射出到从反射电场射出的时间为 分析可得与比荷的大小成正比，因此两粒子的比荷之比为 15. 如图所示，有质量分别为的三个弹性小球静止在光滑水平面的同一直线上，其中与间用一弹性限度足够大的轻质弹簧拴接。现给小球一沿直线向右的初速度，将与发生对心弹性碰撞，假设每次相互作用后各球都保持在初始的同一直线上运动。 （1）求与碰后各自的速度大小； （2）若与只能发生一次碰撞，则碰后弹簧的最大弹性势能为多少； （3）若且要求弹簧第一次恢复原长时，与恰好发生第二次碰撞，求。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设碰后、速度分别为、，取向右为正。由动量守恒和动能守恒 解得， 【小问2详解】 碰后弹簧压缩至最短时，、共速，由动量守恒 系统动能损失即为弹簧最大弹性势能 得 【小问3详解】 当时，碰后、系统质心速度 弹簧第一次恢复原长时，相对质心的位置与初始相同（弹簧均原长），故的位移等于质心位移 做匀速运动，位移 两者恰好相撞需，故 即 化简得 因此 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $