精品解析：广东省深圳市龙华区2024-2025学年高二下学期期末调研测试物理试题

龙华区中小学2024-2025学年第二学期期末学业质量监测试卷 高二物理 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、班级填写在答题卡上，将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将答题卡交回。 一、单选题（本题共7小题，每题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 某心脏起搏器中氚电池可将氚核衰变释放的核能转化为电能，其衰变方程为。已知氚核衰变的半衰期为12.5年，当电池中氚的剩余含量低于初始值的25%时，起搏器无法正常工作。下列说法正确的是（　　） A. 氚核衰变过程中质量发生了亏损 B. X为原子内层电子受激发后辐射的粒子 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 该起搏器的使用寿命约为50年 2. 如图所示，使用探头扫描条形码时，探头上的二极管发出红光。当红光照射到条形码的白色空隙时被反射，反射光照射回探头引起探头上的光电管发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A. 二极管发光是由于电子从低能级向高能级跃迁释放出能量 B. 仅增大二极管发光强度，光电子的最大初动能将增大 C. 缩短探头扫描时间，将无法产生光电效应 D. 更换二极管使其发出蓝光，仍能产生光电效应 3. 如图所示为某种材料周围的电场分布，虚线表示等势线，实线表示电场线。下列说法正确的是（　　） A. 电子在b、d两点的加速度相同 B. 电子从a点移至c点，电场力做功为-10eV C. 电子在a点的电势能比在d点的电势能大 D. 在b点由静止释放的电子会沿电场线方向运动 4. 小明用图甲的电路检测电动汽车上超级电容器的电容。先将开关掷向1，再将开关掷向2，计算机记录下电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。已知图中曲线与时间轴之间的面积大小为S，理想电源的输出电压恒为U，下列说法正确的是（　　） A. 开关接1时，电容器处于放电状态 B. 形成电流曲线的过程中，电容器两极板间电压增大 C. 形成电流曲线的过程中，电容器的电容减小 D. 超级电容器的电容大小可以用等式计算 5. 高速列车磁力刹车工作原理可简化为如图所示：将强磁铁N极靠近一块正在旋转的圆形铝盘上方，引起铝盘的减速。下列说法正确的是（　　） A. 由于穿过铝盘的磁通量保持不变，铝盘内没有产生感应电流 B. 将磁铁的S极朝下靠近铝盘，依然有减速效果 C. 将铝盘更换为铜盘，则没有减速效果 D. 铝盘停止转动后，仍受到磁铁的吸引力作用 6. 如图甲，水面下深度为d处有一点光源S，仅发射单色光a和b。在水面上形成一个被照亮的圆形区域，如图乙。小圆区域为a、b复色光照亮区域，半径为R；外侧圆环仅为单色光b照亮区域。下列判断正确的是（　　） A. 单色光a在水中的折射率为 B. 单色光a的折射率小于单色光b的折射率 C. 用同一套双缝干涉装置做实验，a光干涉条纹间距比b光宽 D. 若光经过某单缝能发生明显衍射现象，则a光经过该单缝也一定能发生明显衍射现象 7. 中医“悬丝诊脉”通过机械波传递脉搏的振动信息，从而判断病灶的位置与轻重缓急。如图甲，“丝”上的A、B两个质点坐标分别为，。时刻脉搏驱动质点A开始振动，振动图像如图乙。已知时质点B开始振动，下列说法正确的是（　　） A. 该机械波的波长为0.8m B. 质点B的起振方向沿y轴正方向 C. 时刻，质点B经过平衡位置向上振动 D. 将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，两列波相遇时一定发生干涉现象 二、多选题（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，有多项符合题目要求。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. 如图所示为自行车车灯发电机的简化结构：永磁体固定在传动轴上可匀速转动，400匝线圈绕制在固定的匚形铁芯上，线圈横截面积为，线圈的总电阻为6Ω。已知永磁体通过铁芯在线圈内产生磁场的最大磁感应强度为，线圈与标有“6V，6W”的小灯泡L相连。某次当自行车轮带动永磁体旋转时，线圈中产生正弦交流电，灯泡恰好正常发光。下列说法正确的有（　　） A. 穿过线圈的最大磁通量为 B. 线圈中产生的电动势瞬时值为 C. 小灯泡正常发光时永磁体的角速度为300rad/s D. 线圈中产生的交流电频率与永磁体的转动频率相等 9. 如图所示，我国“人造太阳”托卡马克核聚变实验装置的磁约束原理可简化为：半径分别为R1、R2（R2=2R1）的真空同轴圆柱面间，存在平行于轴线、垂直纸面向里的匀强磁场。氘核、氚核分别沿内环切线向左和向右进入磁场，二者均恰好不从环射出。不计重力及相互作用，和在磁场中运动的（　　） A. 半径之比为2∶3 B. 周期之比为2∶3 C. 时间之比为1∶1 D. 速度之比为1∶2 10. 如图所示，在以O点为圆心、半径为R的水平圆形区域内，存在着电场方向沿径向、电压大小恒为的辐向电场。一电子从O点附近由静止释放，经辐向电场加速后沿径向射出，随后进入场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场区域。在O正下方距离为h处，放置有一块面积足够大的水平收集板，电子打到收集板后即被吸收。已知电子电量为e，质量为m，，下列说法正确的有（　　） A. 电子从离开辐向电场区至收集板前做匀变速曲线运动 B. 电子在收集板上的落点到O点的水平距离为3R C. 电子在辐向电场中增加的动能大于在竖直电场中增加的动能 D. 若在匀强电场区域同时加上竖直向上的匀强磁场，电子到达收集板时速度的大小为 三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答） 11. 小飞同学设计了用以探究简谐运动规律的实验装置，如图甲所示。装置中轻质弹簧左端固定，右端与质量为的无线加速度传感器Tor相连，二者套在水平光滑细杆上构成弹簧振子系统。Tor下方连接金属指针，与水平放置的金属丝保持良好接触。初始时，振子静止于平衡位置，正下方的指针位于中点处。电路中，恒压源右侧为正极，电压传感器（视为理想电压表）的端通过可伸缩导线与相连，端用导线与相连。闭合开关S，将振子拉至处由静止释放，并开始计时。电压传感器记录到如图乙所示的余弦规律电压图像。 （1）当滑片在点右侧时，________0。（选填“大于”、“小于”或“等于”） （2）以点为坐标原点，取水平向右为正方向，建立坐标轴。若，则振子位移满足的关系式是（　　） A. B. C. D. （3）若加速度传感器Tor测量的最大加速度为，忽略指针的质量以及指针与金属丝之间的摩擦，可得到弹簧的劲度系数为________。（用，和表示） 12. 用如图甲所示电路测量电池电动势和内阻。 实验器材有：电流表A（量程0~0.6A，内阻可忽略）；电压表V（量程0~3V，内阻约为10KΩ）；滑动变阻器（阻值0~50Ω）；滑动变阻器（阻值0~500Ω），开关S一个，导线若干条。 （1）滑动变阻器应选用________（选填“”或“”）； （2）调节滑动变阻器，获得图乙所示的图像，则电源电动势________V；内阻________Ω（计算保留两位有效数字）； （3）用该电池和湿敏电阻组装一个可以测量湿度的仪表，原理如图丙所示。为湿敏电阻，其阻值与相对湿度（单位RH，数值从0到1）满足（Ω）。理想毫安表量程为5mA，改装后表盘电流值与相对湿度有一一对应的关系。 调零：相对湿度为零时，电流表示数为2mA，此时的阻值为________Ω； 量程：保持不变，该表能测量的最大相对湿度为________RH。 13. 某品牌运动鞋的气垫减震装置内密封有氮气（视为理想气体）。已知初始状态时，气垫内气体压强，体积，温度： （1）若运动员起跳时将气垫压缩，使气体体积变为，温度升至，求此时气体的压强； （2）若保持气体压强不变，温度缓慢降低至，已知该过程气体对外界放热2.8J，求此过程中外界对气体做的功及气体内能的变化量。 14. 如图所示，在光滑水平面上，质量为的小球A通过长为的轻质细线悬挂于天花板点，静止时恰好与水平面接触且无挤压。质量为的小球B以初速度水平向右运动，与小球A发生弹性正碰。在小球B左侧固定有一挡板P，小球B与挡板P碰撞过程中，无机械能损失。已知两小球均可视为质点，小球A的最大摆角小于5°，重力加速度大小为。求： （1）小球A被碰后到第一次摆至最高点所用的时间； （2）小球A、B碰后的瞬时速度； （3）若A向左经过最低点时恰好与B发生第二次碰撞，挡板P到点的水平距离应满足的条件。 15. 某实验小组设计了如图所示的重力灯简化模型。两根足够长的竖直光滑导轨间连接一个阻值的工业用灯泡（视为纯电阻），导轨间距，装置所在空间存在水平向右、磁感应强度的匀强磁场。质量的导体棒与质量的绝缘重物，通过轻质绝缘细线经两个定滑轮相连。起初、静止，细线刚好被拉直。现同时释放、，若导体棒移动时保持水平且紧密贴合导轨，不计导体棒和导轨的电阻，忽略一切摩擦。 （1）求系统达到稳定状态时，导体棒匀速运动的速率及此时灯泡消耗的电功率； （2）若经过时间系统达到稳定状态，求该过程重物b下落的距离和流经灯泡的电荷量； （3）当导体棒达到稳定状态后，某时刻细线断裂，导体棒向上爬升高度后再下落至细线断裂时导体棒所在的位置。已知上升时间比下落时间短0.2s，求该过程灯泡消耗的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 龙华区中小学2024-2025学年第二学期期末学业质量监测试卷 高二物理 本试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、班级填写在答题卡上，将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。 2、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。 3、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。 4、考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将答题卡交回。 一、单选题（本题共7小题，每题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题意） 1. 某心脏起搏器中氚电池可将氚核衰变释放的核能转化为电能，其衰变方程为。已知氚核衰变的半衰期为12.5年，当电池中氚的剩余含量低于初始值的25%时，起搏器无法正常工作。下列说法正确的是（　　） A. 氚核衰变过程中质量发生了亏损 B. X为原子内层电子受激发后辐射的粒子 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 该起搏器的使用寿命约为50年 【答案】A 【解析】 【详解】A．核反应释放能量ΔE，根据质能方程，系统总质量减少，发生质量亏损，A正确； B．衰变方程为 β衰变的电子来自核内中子转化为质子的过程，与原子内层电子无关，B错误； C．衰变自发进行，说明比更稳定，比结合能更高，C错误； D．衰变时间为 解得，D错误。 故选A。 2. 如图所示，使用探头扫描条形码时，探头上的二极管发出红光。当红光照射到条形码的白色空隙时被反射，反射光照射回探头引起探头上的光电管发生光电效应，下列说法正确的是（　　） A. 二极管发光是由于电子从低能级向高能级跃迁释放出能量 B. 仅增大二极管发光强度，光电子的最大初动能将增大 C. 缩短探头扫描时间，将无法产生光电效应 D. 更换二极管使其发出蓝光，仍能产生光电效应 【答案】D 【解析】 【详解】A．二极管发光是由于电子从高能级向低能级跃迁释放出能量，A错误； B．根据 仅增大二极管发光强度，光电子的最大初动能不变，B错误； C．发生光电效应具有瞬时性，缩短探头扫描时间，仍能产生光电效应，C错误； D．根据 更换二极管使其发出蓝光，频率增大，仍能产生光电效应，D正确。 故选D。 3. 如图所示为某种材料周围的电场分布，虚线表示等势线，实线表示电场线。下列说法正确的是（　　） A. 电子在b、d两点的加速度相同 B. 电子从a点移至c点，电场力做功为-10eV C. 电子在a点的电势能比在d点的电势能大 D. 在b点由静止释放的电子会沿电场线方向运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．电子在b、d两点的电场强度方向不同，电子所受电场力的方向不同，电子加速度的方向不相同，加速度不相同，A错误； B．电子从a点移至c点，电势升高，电场力做正功为10eV，B错误； C．电子从a点移动到d点，电势升高，电场力做正功，电势能减小，电子在a点的电势能比在d点的电势能大，C正确； D．在b点由静止释放的电子不会沿电场线方向运动，因为电场线不是直线，D错误。 故选C。 4. 小明用图甲的电路检测电动汽车上超级电容器的电容。先将开关掷向1，再将开关掷向2，计算机记录下电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示。已知图中曲线与时间轴之间的面积大小为S，理想电源的输出电压恒为U，下列说法正确的是（　　） A. 开关接1时，电容器处于放电状态 B. 形成电流曲线的过程中，电容器两极板间电压增大 C. 形成电流曲线的过程中，电容器的电容减小 D. 超级电容器的电容大小可以用等式计算 【答案】BD 【解析】 【详解】A．开关接1时，电源给电容器充电，电容器处于充电状态，A错误； B．形成电流曲线的过程中，电流减小，电容器正在充电，电容器两极板间电压增大，B正确； C．形成电流曲线的过程中，电容器的电容不变。电容器的电容由本身的性质决定，与充电放电无关，C错误； D．超级电容器的电容大小为 根据题意得 解得，D正确。 故选BD。 5. 高速列车磁力刹车工作原理可简化为如图所示：将强磁铁N极靠近一块正在旋转的圆形铝盘上方，引起铝盘的减速。下列说法正确的是（　　） A. 由于穿过铝盘的磁通量保持不变，铝盘内没有产生感应电流 B. 将磁铁的S极朝下靠近铝盘，依然有减速效果 C. 将铝盘更换为铜盘，则没有减速效果 D. 铝盘停止转动后，仍受到磁铁的吸引力作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于铝盘上磁铁经过的区域的磁通量发生变化，铝盘上磁铁经过的区域产生感应电流，A错误； B．将磁铁的S极朝下靠近铝盘，铝盘上磁铁经过的区域仍然能产生感应电流，依然有减速效果，B正确； C．将铝盘更换为铜盘，磁铁经过的区域仍然能产生感应电流，仍然有减速效果，C错误； D．铝盘停止转动后，不产生感应电流，不受磁铁的吸引力作用，D错误。 故选B。 6. 如图甲，水面下深度为d处有一点光源S，仅发射单色光a和b。在水面上形成一个被照亮的圆形区域，如图乙。小圆区域为a、b复色光照亮区域，半径为R；外侧圆环仅为单色光b照亮区域。下列判断正确的是（　　） A. 单色光a在水中的折射率为 B. 单色光a的折射率小于单色光b的折射率 C. 用同一套双缝干涉装置做实验，a光干涉条纹间距比b光宽 D. 若光经过某单缝能发生明显衍射现象，则a光经过该单缝也一定能发生明显衍射现象 【答案】A 【解析】 【详解】A．单色光a在水中的折射率为 临界角为 解得，A正确； B．根据， 根据题意得 解得 单色光a的折射率大于单色光b的折射率，B错误； C．单色光a的折射率大于单色光b的折射率，所以 根据 用同一套双缝干涉装置做实验，a光干涉条纹间距比b光窄，C错误； D．波长越大，衍射现象越明显。因为，若b光经过某单缝能发生明显衍射现象，则a光经过该单缝不一定能发生明显衍射现象，D错误。 故选A。 7. 中医“悬丝诊脉”通过机械波传递脉搏的振动信息，从而判断病灶的位置与轻重缓急。如图甲，“丝”上的A、B两个质点坐标分别为，。时刻脉搏驱动质点A开始振动，振动图像如图乙。已知时质点B开始振动，下列说法正确的是（　　） A. 该机械波的波长为0.8m B. 质点B的起振方向沿y轴正方向 C. 时刻，质点B经过平衡位置向上振动 D. 将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，两列波相遇时一定发生干涉现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．该机械波的波速为 该机械波的周期为 该机械波的波长为 ，A错误； B．时刻质点A沿y轴负方向振动，所以质点B的起振方向沿y轴负方向，B错误； C．质点A和质点B相距半个波长，振动方向总是相反。 时刻，质点A经过平衡位置向下振动，所以质点B经过平衡位置向上振动，C正确； D．将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，两列波相遇时不一定发生干涉现象，因为两个人脉搏的振动频率不一定相同，D错误。 故选C。 二、多选题（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，有多项符合题目要求。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. 如图所示为自行车车灯发电机的简化结构：永磁体固定在传动轴上可匀速转动，400匝线圈绕制在固定的匚形铁芯上，线圈横截面积为，线圈的总电阻为6Ω。已知永磁体通过铁芯在线圈内产生磁场的最大磁感应强度为，线圈与标有“6V，6W”的小灯泡L相连。某次当自行车轮带动永磁体旋转时，线圈中产生正弦交流电，灯泡恰好正常发光。下列说法正确的有（　　） A. 穿过线圈的最大磁通量为 B. 线圈中产生的电动势瞬时值为 C. 小灯泡正常发光时永磁体的角速度为300rad/s D. 线圈中产生的交流电频率与永磁体的转动频率相等 【答案】CD 【解析】 【详解】A．穿过线圈的最大磁通量为，A错误； C．小灯泡的额定电流为 感应电动势有效值为 解得 线圈中产生的电动势最大值为 根据 解得，C正确； B．线圈中产生的电动势瞬时值为 解得，B错误； D．线圈中产生的交流电频率与永磁体的转动频率相等，D正确。 故选CD。 9. 如图所示，我国“人造太阳”托卡马克核聚变实验装置的磁约束原理可简化为：半径分别为R1、R2（R2=2R1）的真空同轴圆柱面间，存在平行于轴线、垂直纸面向里的匀强磁场。氘核、氚核分别沿内环切线向左和向右进入磁场，二者均恰好不从环射出。不计重力及相互作用，和在磁场中运动的（　　） A. 半径之比为2∶3 B. 周期之比为2∶3 C. 时间之比为1∶1 D. 速度之比为1∶2 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据左手定则，粒子的运动轨迹如图所示。 半径之比为，故A错误； B．根据 周期之比为，故B正确； C．时间之比为 ，故C错误； D．根据 解得 速度之比为，故D正确。 故选BD。 10. 如图所示，在以O点为圆心、半径为R的水平圆形区域内，存在着电场方向沿径向、电压大小恒为的辐向电场。一电子从O点附近由静止释放，经辐向电场加速后沿径向射出，随后进入场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场区域。在O正下方距离为h处，放置有一块面积足够大的水平收集板，电子打到收集板后即被吸收。已知电子电量为e，质量为m，，下列说法正确的有（　　） A. 电子从离开辐向电场区至收集板前做匀变速曲线运动 B. 电子在收集板上的落点到O点的水平距离为3R C. 电子在辐向电场中增加的动能大于在竖直电场中增加的动能 D. 若在匀强电场区域同时加上竖直向上的匀强磁场，电子到达收集板时速度的大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电子从离开辐向电场区至收集板前，在匀强电场中做类平抛运动，加速度不变，做匀变速曲线运动，A正确； B．电子做类平抛运动的初速度为 解得 电子的加速度为 电子的运动时间为 解得 电子在收集板上的落点到O点的水平距离为 解得，B错误； C．电子在辐向电场中增加的动能为 在竖直电场中增加的动能为 动能之比为 电子在辐向电场中增加的动能小于在竖直电场中增加的动能，C错误； D．在匀强电场中，根据动能定理得 解得，D正确。 故选AD。 三、非选择题（本题共5小题，共54分。考生根据要求作答） 11. 小飞同学设计了用以探究简谐运动规律的实验装置，如图甲所示。装置中轻质弹簧左端固定，右端与质量为的无线加速度传感器Tor相连，二者套在水平光滑细杆上构成弹簧振子系统。Tor下方连接金属指针，与水平放置的金属丝保持良好接触。初始时，振子静止于平衡位置，正下方的指针位于中点处。电路中，恒压源右侧为正极，电压传感器（视为理想电压表）的端通过可伸缩导线与相连，端用导线与相连。闭合开关S，将振子拉至处由静止释放，并开始计时。电压传感器记录到如图乙所示的余弦规律电压图像。 （1）当滑片在点右侧时，________0。（选填“大于”、“小于”或“等于”） （2）以点为坐标原点，取水平向右为正方向，建立坐标轴。若，则振子位移满足的关系式是（　　） A. B. C. D. （3）若加速度传感器Tor测量的最大加速度为，忽略指针的质量以及指针与金属丝之间的摩擦，可得到弹簧的劲度系数为________。（用，和表示） 【答案】（1）大于 （2）B （3） 【解析】 【小问1详解】 当滑片在点右侧时，B点电势比C点的大，故。 【小问2详解】 振子拉至处由静止释放，则振子位移满足的关系式 故选B。 【小问3详解】 加速度最大时，弹簧形变量为，此时有 解得 12. 用如图甲所示电路测量电池电动势和内阻。 实验器材有：电流表A（量程0~0.6A，内阻可忽略）；电压表V（量程0~3V，内阻约为10KΩ）；滑动变阻器（阻值0~50Ω）；滑动变阻器（阻值0~500Ω），开关S一个，导线若干条。 （1）滑动变阻器应选用________（选填“”或“”）； （2）调节滑动变阻器，获得图乙所示的图像，则电源电动势________V；内阻________Ω（计算保留两位有效数字）； （3）用该电池和湿敏电阻组装一个可以测量湿度的仪表，原理如图丙所示。为湿敏电阻，其阻值与相对湿度（单位RH，数值从0到1）满足（Ω）。理想毫安表量程为5mA，改装后表盘电流值与相对湿度有一一对应的关系。 调零：相对湿度为零时，电流表示数为2mA，此时的阻值为________Ω； 量程：保持不变，该表能测量的最大相对湿度为________RH。 【答案】（1） （2） ①. 1.6 ②. 1.2 （3） ①. 98.8 ②. 0.8 【解析】 【小问1详解】 由于电池电动势较小，为了便于控制电路，滑动变阻器应选取总阻值较小的。 【小问2详解】 [1][2]根据 可知图像纵截距表示电动势，根据图乙可知 图像斜率绝对值表示内阻，根据图乙可知 【小问3详解】 [1]相对湿度为零时，根据闭合电路欧姆定律有 联立解得 [2]保持不变，阻值越小相对湿度越大，即电流越大相对湿度越大，则有 解得 将其代入题中方程，解得相对湿度 13. 某品牌运动鞋的气垫减震装置内密封有氮气（视为理想气体）。已知初始状态时，气垫内气体压强，体积，温度： （1）若运动员起跳时将气垫压缩，使气体体积变为，温度升至，求此时气体的压强； （2）若保持气体压强不变，温度缓慢降低至，已知该过程气体对外界放热2.8J，求此过程中外界对气体做的功及气体内能的变化量。 【答案】（1） （2）0.8J，-2.0J 【解析】 【小问1详解】 根据理想气体状态方程有 代入题中数据，解得 【小问2详解】 设温度缓慢降低至时，体积为，根据盖吕萨克定律有 代入题中数据，解得 故外界对气体做功 根据热力学第一定律有 因为 联立解得 14. 如图所示，在光滑水平面上，质量为的小球A通过长为的轻质细线悬挂于天花板点，静止时恰好与水平面接触且无挤压。质量为的小球B以初速度水平向右运动，与小球A发生弹性正碰。在小球B左侧固定有一挡板P，小球B与挡板P碰撞过程中，无机械能损失。已知两小球均可视为质点，小球A的最大摆角小于5°，重力加速度大小为。求： （1）小球A被碰后到第一次摆至最高点所用的时间； （2）小球A、B碰后的瞬时速度； （3）若A向左经过最低点时恰好与B发生第二次碰撞，挡板P到点的水平距离应满足的条件。 【答案】（1） （2）A速度大小，方向水平向右；B速度大小，方向水平向左。 （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知碰后小球A做单摆运动，则小球A被碰后到第一次摆至最高点所用的时间 【小问2详解】 规定向右为正方向，根据弹性碰撞有 解得小球A、B碰后的瞬时速度分别为 可知碰后A的速度大小，方向水平向右；碰后B的速度大小，方向水平向左。 【小问3详解】 若A向左经过最低点时恰好与B发生第二次碰撞，则从第一次碰后到第二次碰撞时间需满足 则挡板P到点的水平距离x应满足 联立解得 15. 某实验小组设计了如图所示的重力灯简化模型。两根足够长的竖直光滑导轨间连接一个阻值的工业用灯泡（视为纯电阻），导轨间距，装置所在空间存在水平向右、磁感应强度的匀强磁场。质量的导体棒与质量的绝缘重物，通过轻质绝缘细线经两个定滑轮相连。起初、静止，细线刚好被拉直。现同时释放、，若导体棒移动时保持水平且紧密贴合导轨，不计导体棒和导轨的电阻，忽略一切摩擦。 （1）求系统达到稳定状态时，导体棒匀速运动的速率及此时灯泡消耗的电功率； （2）若经过时间系统达到稳定状态，求该过程重物b下落的距离和流经灯泡的电荷量； （3）当导体棒达到稳定状态后，某时刻细线断裂，导体棒向上爬升高度后再下落至细线断裂时导体棒所在的位置。已知上升时间比下落时间短0.2s，求该过程灯泡消耗的热量。 【答案】（1） （2） （3）3.2J 【解析】 【小问1详解】 系统达到稳定状态时，对ab系统，由平衡条件有 因为 代入题中数据，联立解得 灯泡消耗的电功率 【小问2详解】 设绳子拉力大小为F，规定竖直向上为正方向，对a，由动量定理得 因为 对b，由动量定理得 联立解得重物B下落的距离 因为 联立解得流经灯泡的电荷量 【小问3详解】 细线断裂，导体棒上升h过程，由动量定理有 导体棒下落h过程，由动量定理有 因为 联立解得导体棒下落h时的速度 根据能量守恒可知该过程灯泡消耗的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $