资源简介

广东省梅州市2025年高二下学期7月期末考试物理试题
1．幽门螺旋杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和标记的，通过分析呼出的气体中标记的含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺旋杆菌。的半衰期是5730年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　）
A．X和的中子数相同
B．化合物中的和单质衰变的快慢相同
C．该衰变说明原子核内有电子
D．的比结合能比X的比结合能大
2．极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流受地磁场的作用进入地球大气层后产生的。这些高能带电粒子流向两极运动时做旋转半径不断减小的螺旋运动，如图所示，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．带电粒子向两极运动是由于地球引力的效果
B．洛伦兹力对粒子流做负功
C．带电粒子沿螺旋轨迹做加速运动
D．南北两极附近的磁感应强度较大
3．如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级示意图。甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从高能级向能级跃迁时发出的，属于巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为。则下列说法正确的是（　　）
A．对应的光子能量比对应的光子能量大
B．亮线分立说明氢原子有时发光有时不发光
C．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的
D．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光是可见光
4．去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（　　）
A．高原地区的大气压较高 B．包装袋中气体内能减小
C．包装袋中气体压强减小 D．包装袋中气体放出热量
5．如图所示，下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　）
A．甲：一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果
B．乙：接通开关S，灯逐渐变亮，灯立即变亮
C．丙：用油膜法估测油酸分子的大小，可以直接将1滴纯油酸滴入水中
D．丁：延时继电器，断开开关S，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C离开，延时原因是因为线圈A的自感现象
6．爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　）
A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出
B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大
C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大
D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量
7．按压式手电筒（如图甲所示）以其简单、有趣被一些人士所喜爱。图乙为其原理图；主要部分有齿轮、磁铁和线圈。当按压手柄时会使齿轮转动，齿轮通过传动轴带动磁铁转动，小电珠就可发光。若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（　　）
A．通过小电珠的电流是恒定电流
B．磁铁转动至如图乙所示位置时，通过小电珠的电流最大
C．当齿轮转速变为原来的2倍时，小电珠两端的电压变成原来的2倍
D．当齿轮转速变为原来的2倍时，小电珠中电流的周期变成原来的2倍
8．高频焊接技术的原理如图3（a）所示。线圈接入图（b）所示的正弦式交流电(以电流顺时针方向为正)，圈内待焊接工件形成闭合回路.则(　　)
A．图（b）中电流有效值为I
B．0～t1时间内工件中的感应电流变大
C．0～t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针
D．图（b）中T越大，工件温度上升越快
9．如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入和两极间的匀强磁场中，当线圈A中加入如图乙所示变化的磁场，规定向左为磁感应强度B的正方向，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中极电势比极电势低
B．图甲中A线圈内感应电流的方向从左向右看为逆时针方向
C．图甲中A线圈内和内产生的感应电流方向不同
D．图甲中两导线在内相互吸引
10．利用如图所示的电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，某次操作如下：①在等臂天平的右臂下面挂一个N匝、水平边长为L的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向的电流，在天平左、右两边加上总质量各为的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡。重力加速度用g表示，下列判断正确的是（　　）
A．磁场的方向垂直于纸面向外
B．电流反向时，线圈受到的安培力方向竖直向上
C．可测得磁场的磁感应强度
D．为提高灵敏度，可以增加线圈匝数N
11．甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行实验。
（1）如图甲所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，电流计指针向　 　偏转。
（2）如图乙所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，　 　色发光二极管不发光。
（3）如图丙所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（金属环A平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照减弱时，金属环A将向　 　运动（选填“左”或“右”）。
12．气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻说明书给出的气敏电阻，随甲醛浓度变化的曲线如图甲所示。
（1）由图甲可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而　 　。（选填“增大”或“减小”），由图甲可求出甲醛浓度时，其阻值约为　 　。（保留两位有效数字）
（2）探究小组利用该气敏电阻设计了如图乙所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标（国家室内甲醛浓度标准是），并能在室内甲醛浓度超标时发出报警音。电路中报警器的电阻可视为无穷大，电源电动势（内阻不计），在接通电路时报警器两端电压大于时发出报警音“已超标”，小于等于时发出提示音“未超标”，则在电阻和中，　 　是气敏电阻，　 　是定值电阻，其阻值应设为　 　。（保留两位有效数字）
13．如图甲所示为传统老式爆米花机，其简化的装置示意图如图乙所示，玉米在铁质的密闭锅内被加热，锅内气体被加热成高温高压气体，打开容器盖后，气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。已知该装置锅内的总容积为，玉米粒占装置总容积的，加热前锅内温度为，压强为大气压强。忽略加热过程中水蒸气及玉米粒导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。当加热至锅内温度为时，打开容器盖，玉米粒就“爆炸”成了爆米花，全部从锅内飞出至收集装置，假设打开容器盖后锅内气体温度保持不变。求：
（1）打开容器盖前，锅内温度为时锅内气体的压强；
（2）打开容器盖后，锅内剩余气体和原来气体的质量之比。
14．列车进站时，其刹车原理可简化如图所示，在车身下方固定一N匝闭合矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的和长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B，车头的线框刚进入磁场的速度为，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。线框边刚进入磁场时，列车刚好停止。求：
（1）车头进入磁场瞬间，判断线框两端电势的高低及列车的加速度大小a；
（2）列车从进站到停下来的过程中线框克服安培力做功产生的热量Q。
15．某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。竖直平面的圆形区域内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O间的水平距离为，竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略不计）经加速电场加速后，从磁场边界上的P点沿方向（与水平方向的夹角为）射入半径的匀强磁场。已知，，不计电子重力。若调节加速电场的加速电压使电子恰好击中靶右端N点。求：
（1）电子击中靶右端N点时电子的速度大小；
（2）电子击中靶右端N点时从P点运动到N点所用的时间是多少；
（3）要使电子能击中目标靶，加速电场的电压取值范围是多少。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；结合能与比结合能
【解析】【解答】根据衰变方程：，由质量数守恒：，故；由电荷数守恒：，故，因此为：
A：的中子数为，的中子数为，二者中子数不同，故A错误；
B：半衰期由原子核本身的性质决定，与元素的化学状态（单质或化合物）无关，因此化合物中的和单质衰变快慢相同，故B正确；
C：β衰变的本质是原子核内的中子转化为质子和电子，电子是衰变过程中产生的，并非原子核内原本就存在的，故C错误；
D：衰变过程会释放能量，生成的新核更稳定，比结合能更大，因此的比结合能比（即）的比结合能小，故D错误；
故答案为：B。
【分析】A：考查中子数计算，利用“中子数=质量数-质子数”比较衰变前后原子核的中子数；
B：考查半衰期的影响因素，半衰期仅由原子核内部结构决定，与化学状态、外部环境无关；
C：考查β衰变的本质，电子由中子衰变产生，并非原子核内原有；
D：考查比结合能与原子核稳定性的关系，衰变生成的新核更稳定，比结合能更大。
2．【答案】D
【知识点】磁感应强度；地磁场；洛伦兹力的计算
【解析】【解答】A：带电粒子向两极运动是地磁场对带电粒子的洛伦兹力作用，不是地球引力的效果，故A错误；
B：洛伦兹力始终与粒子的速度方向垂直，永不做功，故B错误；
C：粒子在大气层中运动时，会受到空气阻力的作用，速度减小，因此粒子沿螺旋轨迹做减速运动，故C错误；
D：根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式 ，粒子旋转半径不断减小，说明磁感应强度在增大，因此南北两极附近的磁感应强度较大，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A：考查洛伦兹力的作用，带电粒子在地磁场中受洛伦兹力作用而向两极偏转；
B：考查洛伦兹力的做功特点，洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功；
C：考查粒子运动状态的分析，粒子在大气层中受空气阻力，速度会减小，做减速运动；
D：考查带电粒子在磁场中运动半径公式的应用，由可知，半径减小说明磁感应强度增大，因此两极附近磁场更强。
3．【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．甲图可知，氢原子在可见光区的四条谱线的波长从小到大或频率从大到小依次为、、、，因为的谱线频率大于的谱线频率，所以对应的光子能量比对应的光子能量大，A正确；
B．亮线分立说明氢原子跃迁时辐射出的光子的能量是不连续的，对应的光的频率也是不连续的，并不是氢原子有时发光有时不发光，B错误；
C．四条谱线对应的光子的能量从大到小依次为、、、，所以是氢原子从能级向能级跃迁时产生的，C错误；
D．氢原子从能级向能级跃迁发出的光子的能量
而可见光的光子能量范围为，所以氢原子从能级向能级跃迁时发出的光不是可见光，D错误。
故答案为：A。
【分析】A：考查光子能量与波长的关系，利用 分析，波长越短，能量越大；
B：考查氢原子光谱的物理意义，分立谱线对应原子的分立能级；
C：考查巴尔末系谱线的来源， 对应 的跃迁；
D：考查跃迁光子能量的计算与可见光范围的判断， 跃迁的光子属于红外光。
4．【答案】C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A：高原地区海拔高，空气稀薄，大气压较低，故A错误；
B：袋内气体温度不变，而理想气体的内能仅与温度有关，因此气体内能不变，故B错误；
C：袋内气体温度不变，体积膨胀，根据玻意耳定律 ，气体压强减小，故C正确；
D：气体体积膨胀，对外做功（），而内能不变（），根据热力学第一定律 ，可知 ，即气体吸收热量，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A：考查大气压与海拔的关系，海拔越高，大气压越低；
B：考查理想气体内能的决定因素，理想气体内能仅与温度有关；
C：考查玻意耳定律的应用，等温过程中体积增大则压强减小；
D：考查热力学第一定律的应用，气体膨胀对外做功，内能不变则必须吸热。
5．【答案】B
【知识点】自感与互感；用油膜法估测油酸分子的大小；电磁感应在生活中的应用；液体的表面张力
【解析】【解答】A：水黾能停在水面上，是液体表面张力的作用，而非浮力，故 A 错误；
B：接通开关 S 时，电感 L 会产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此灯 A1逐渐变亮；而灯 A2所在支路无电感，电流可立即建立，故灯 A2立即变亮，B 正确；
C：用油膜法估测油酸分子大小时，应将酒精稀释的油酸溶液滴入水中，而非直接滴纯油酸，否则无法形成单分子油膜，故 C 错误；
D：延时继电器断开开关 S 时，线圈 B（而非 A）与电阻 R 构成回路，自感电流会使电磁铁磁性暂时保留，导致衔铁 D 不会立即被拉起，延时原因是线圈 B 的自感现象，故 D 错误；
综上，答案为 B。
【分析】A：考查液体表面张力的现象，水黾依靠水面张力作用停在水面；
B：考查通电自感现象，电感对电流增大的阻碍作用会使支路灯泡逐渐亮起；
C：考查油膜法实验操作要点，需用酒精稀释油酸溶液以形成单分子层；
D：考查断电自感在延时继电器中的应用，延时效应由线圈 B 的自感电流维持磁性导致。
6．【答案】D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A：红光的频率低于紫外线，可能低于锌板的极限频率，无法发生光电效应，即使增大光强也不一定有光电子飞出，故A错误；
B：当正向电压增大到一定程度，光电流会达到饱和电流，之后电压再增大，光电流也不会继续增大，故B错误；
C：金属的逸出功是金属本身的属性，与入射光的频率无关，故C错误；
D：根据爱因斯坦光电效应方程 ， 图像的斜率为普朗克常量 ，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A：考查光电效应的条件，入射光频率必须大于金属的极限频率；
B：考查光电流的饱和现象，当所有光电子都被收集后，电流不再随正向电压增大而增大；
C：考查逸出功的概念，逸出功由金属本身决定，与入射光无关；
D：考查光电效应方程的图像， 图像的斜率为普朗克常量 。
7．【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A：磁铁转动时，穿过线圈的磁通量发生周期性变化，产生的感应电流是交变电流，不是恒定电流，故A错误；
B：磁铁转到图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，此时磁通量的变化率为零，感应电动势为零，电流为零，故B错误；
C：感应电动势的最大值 ，当齿轮转速变为原来的2倍时，角速度也变为原来的2倍，因此电动势最大值变为原来的2倍，小电珠两端的电压（有效值）也变为原来的2倍，故C正确；
D：电流的周期 ，转速变为原来的2倍，角速度加倍，周期变为原来的，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A：考查交变电流的产生，磁通量周期性变化产生交变电流；
B：考查感应电动势的产生条件，磁通量最大时其变化率为零，感应电动势为零；
C：考查交变电动势与转速的关系，，转速加倍，电动势加倍；
D：考查周期与角速度的关系，，转速加倍，周期减半。
8．【答案】A,C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；交变电流的图像与函数表达式；楞次定律
【解析】【解答】A：图(b)中电流的最大值为，根据正弦交流电有效值公式，有效值为 ，故A正确；
B： 时间内，线圈电流的变化率逐渐减小，穿过工件的磁通量变化率减小，根据法拉第电磁感应定律，工件中的感应电动势减小，感应电流变小，故B错误；
C： 时间内，线圈中的电流顺时针增大，穿过工件的磁通量向里且增大。根据楞次定律，工件中感应电流产生的磁场要阻碍磁通量的增加，即磁场方向向外，因此工件中的感应电流方向为逆时针，故C正确；
D： 越大，交流电的频率 越小，磁通量变化率越小，工件中产生的感应电动势越小，涡流越小，热功率越小，工件温度上升越慢，故D错误；
故答案为：AC。
【分析】A：考查正弦交流电有效值的计算，有效值等于最大值除以；
B：考查感应电流的大小变化，电流变化率决定感应电动势的大小；
C：考查楞次定律的应用，根据原磁场的变化判断感应电流的方向；
D：考查涡流加热的功率与频率的关系，频率越高，涡流热功率越大，升温越快。
9．【答案】B,D
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；磁流体发电机；楞次定律
【解析】【解答】A：等离子气流射入磁场，根据左手定则，正离子向上偏转，负离子向下偏转，因此 极板带正电，电势比 高，故A错误；
B：0~1s内，线圈A中的磁场向左且均匀减弱，根据楞次定律，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的减弱，因此感应电流的磁场方向向左。从左向右看，电流为逆时针方向，故B正确；
C：01s内，磁场向左减小；12s内，磁场向右增大。根据楞次定律，这两个过程中感应电流产生的磁场方向均向左，因此感应电流方向相同，故C错误；
D：24s内，线圈A中的磁场变化率恒定，产生的感应电流方向不变。ab导线中的电流方向由等离子发电机决定，始终为a→b；cd导线中的电流方向在24s内也不变，且与ab中的电流方向相同（均为从左到右）。同向电流相互吸引，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】A：考查洛伦兹力在磁流体发电机中的应用，根据左手定则判断正负离子的偏转方向，从而确定极板电势高低；
B：考查楞次定律的应用，根据原磁场的变化方向，判断感应电流的磁场方向，再用安培定则确定电流方向；
C：考查楞次定律的连续性，01s和12s内原磁场的变化（减小与反向增大）会产生方向相同的感应电流；
D：考查安培力与电流方向的关系，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，2~4s内cd与ab中电流方向相同，故相互吸引。
10．【答案】A,C,D
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；安培力的计算
【解析】【解答】AB．让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡，可知此时安培力向下，根据左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向外，A正确，B错误。
C．由平衡可知，电流反向后，解得，C正确；
D．为了提高灵敏度，应使磁感应强度发生微小变化时，天平也会发生明显的倾斜，故应增加线圈匝数，使安培力变大，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】本题考查电流天平测磁感应强度，核心思路是：通过电流反向前后的天平平衡条件，推导安培力的变化，结合左手定则判断磁场方向，再联立平衡式求解磁感应强度，最后分析匝数对灵敏度的影响。
11．【答案】（1）右
（2）红
（3）左
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明A线圈中电流增加时电流计指针右偏；若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，则电阻减小，则线圈A中电流变大，可知电流计指针向右偏转。
故答案为：右
（2）将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，由楞次定律可知，线圈中的感应电流由上到下，此时红色发光二极管不发光。
故答案为：红
（3）当光照减弱时，R阻值变大，则线圈中的电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，等效于线圈远离金属环A，根据“来拒去留”可知金属环A将向左运动。
故答案为：左
【分析】(1) 本题探究电磁感应中感应电流方向的变化规律，需结合已知的电流计偏转与电流变化的对应关系分析，先明确 “线圈 A 中电流增大时电流计指针右偏” 这一规律，再分析滑片滑动时线圈 A 中电流的变化趋势，进而判断电流计的偏转方向。
(2) 本题考查楞次定律与二极管单向导电性的综合应用，需先通过楞次定律判断线圈中感应电流的方向，再结合红、黄二极管的反向并联接法，分析哪只二极管处于反向截止状态，从而判断其是否发光。
(3) 本题考查楞次定律 “来拒去留” 规律的应用，需先分析光照减弱时光敏电阻的阻值变化，进而判断线圈中电流、穿过金属环 A 的磁通量变化，再根据 “阻碍磁通量变化” 的原则，分析金属环 A 的运动方向。
（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明A线圈中电流增加时电流计指针右偏；若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，则电阻减小，则线圈A中电流变大，可知电流计指针向右偏转。
（2）将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，由楞次定律可知，线圈中的感应电流由上到下，此时红色发光二极管不发光。
（3）当光照减弱时，R阻值变大，则线圈中的电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，等效于线圈远离金属环A，根据“来拒去留”可知金属环A将向左运动。
12．【答案】（1）增大；2.6
（2）R4；R3；1.3
【知识点】电路动态分析；常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】（1）根据甲图可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而增大。
由甲图可知，甲醛浓度时，其阻值约为。
故答案为：增大；2.6
（2）当甲醛浓度升高时，气敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，电路中的电流减小，定值电阻的电压减小，气敏电阻的电压变大，根据题意报警器应与气敏电阻并联，所以为气敏电阻，为定值电阻。
接通电路时报警器两端电压等于时为发出报警音“已超标”的临界，此时甲醛的浓度，则此时气敏电阻的阻值
因为电源电动势为3V，所以临界情况定值电阻两端的电压为1V，定值电阻与气敏电阻串联所以此时
故答案为：R4；R3；1.3
【分析】(1) 本题考查气敏电阻的特性与图像读取，需结合图甲的变化趋势和坐标数据进行分析。通过观察曲线随甲醛浓度变化的走向，判断阻值的增减；再根据指定浓度的横坐标，读取对应的纵坐标数值，完成填空。
(2) 本题考查串联电路分压规律与报警器设计，需结合气敏电阻的特性、串联分压公式和报警条件进行分析。
① 先根据甲醛浓度升高时气敏电阻阻值增大、电压升高的特点，判断与报警器并联的电阻为气敏电阻；
② 再根据报警电压为 2.0V 的临界条件，结合串联分压规律，计算出定值电阻的阻值。
（1）[1]根据甲图可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而增大。
[2]由甲图可知，甲醛浓度时，其阻值约为。
（2）[1][2]当甲醛浓度升高时，气敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，电路中的电流减小，定值电阻的电压减小，气敏电阻的电压变大，根据题意报警器应与气敏电阻并联，所以为气敏电阻，为定值电阻。
[3] 接通电路时报警器两端电压等于时为发出报警音“已超标”的临界，此时甲醛的浓度
则此时气敏电阻的阻值
因为电源电动势为3V，所以临界情况定值电阻两端的电压为1V，定值电阻与气敏电阻串联所以此时
13．【答案】（1）解：打开容器盖前，锅内气体发生等容变化，由查理定律得
解得
（2）解：气体的质量之比等于同温度同压强下的体积之比。以刚开始为初态，气体体积
温度为，压强为；末态的气体体积，温度为，压强为，根据盖-吕萨克定律有
得
剩余气体质量与原来气体质量之比为
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】(1) 本题考查查理定律（等容变化）的应用，核心思路是明确加热过程中气体体积不变，直接代入求解压强。
(2) 本题考查理想气体状态方程与质量比的综合应用，核心思路是：① 先计算初始气体的有效体积（扣除玉米粒所占体积）；
② 再结合盖-吕萨克定律求出膨胀后气体的总体积；
③ 利用“同温同压下，气体质量比等于体积比”的规律，计算剩余气体与原气体的质量比。
（1）打开容器盖前，锅内气体发生等容变化，由查理定律得
得
（2）气体的质量之比等于同温度同压强下的体积之比。以刚开始为初态，气体体积
温度为，压强为；末态的气体体积，温度为，压强为，根据盖-吕萨克定律有
得
剩余气体质量与原来气体质量之比为
14．【答案】（1）解：根据右手定则可知，车头进入磁场瞬间，线框ab边产生的感应电流的方向为a→b
则b 端电势高于a端电势。列车车头进入磁场瞬间产生的感应电动势的大小为
根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中产生的感应电流的大小为
车头进入磁场瞬间所受安培力的大小为
由牛顿第二定律，则有
联立解得列车的加速度大小为
（2）解：在列车从进入磁场到停止的过程中，克服安培力所做的功在数值上等于线框产生的热量，则由能量守恒有
解得
【知识点】安培力的计算；电磁感应中的磁变类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】(1) 本题考查电磁感应与力学的综合应用，核心思路是：先用右手定则判断感应电流方向，进而比较 ab 两端电势高低；再通过法拉第电磁感应定律、欧姆定律求出感应电流，计算安培力；最后结合牛顿第二定律，联立求解加速度。
(2) 本题考查能量守恒定律的应用，核心思路是：列车的初动能，一部分用来克服阻力做功，另一部分通过克服安培力做功转化为焦耳热，因此初动能等于克服阻力做功与热量之和，整理即可求出热量Q。
（1）根据右手定则可知，车头进入磁场瞬间，线框ab边产生的感应电流的方向为a→b
则b 端电势高于a端电势。列车车头进入磁场瞬间产生的感应电动势的大小为
根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中产生的感应电流的大小为
车头进入磁场瞬间所受安培力的大小为
由牛顿第二定律，则有
联立解得列车的加速度大小为
（2）在列车从进入磁场到停止的过程中，克服安培力所做的功在数值上等于线框产生的热量，则由能量守恒有
得
15．【答案】（1）解： 电子击中靶右端N点时，作出示意图如图所示
电子离开磁场时速度沿ON方向，设ON与水平方向的夹角为，则有
解得
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为
轨道半径为
电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（2）解： 结合上述，电子在磁场中运动的周期
电子在磁场中运动的时间-
电子射出磁场后，继续运动了
电子射出磁场后，继续运动了
故电子从P点运动到N点所用的时间
（3）解： 电子击中靶右端N点时，设加速电场电压为U1，电子穿过加速电场有
解得
当电子击中M点时，作出示意图如图所示
电子离开磁场速度沿OM方向，设OM与水平方向的夹角为，则有
解得
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为
偏转半径
电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
电子经电场加速过程
解得
结合上述可知，加速电场的电压范围为
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】 （1）电子击中靶右端N点时，作出示意图，根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角，求出轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力，求解电子的速度大小；
（2）求出电子在磁场中运动周期，从而求解电子在磁场中运动的时间，电子射出磁场后，作匀速直线运动，两段时间相加等于总时间；
（3）电子击中靶右端N点时，求出加速电压，当电子击中M点时，求出电子离开磁场速度的偏转角，结合几何关系求解在磁场中的半径以及速度，根据动能定理求解加电压，从而得到电压范围。
（1）电子击中靶右端N点时，作出示意图如图所示
电子离开磁场时速度沿ON方向，设ON与水平方向的夹角为，则有
解得
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为
轨道半径为
电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（2）结合上述，电子在磁场中运动的周期
电子在磁场中运动的时间-
电子射出磁场后，继续运动了
电子射出磁场后，继续运动了
故电子从P点运动到N点所用的时间
（3）电子击中靶右端N点时，设加速电场电压为U1，电子穿过加速电场有
解得
当电子击中M点时，作出示意图如图所示
电子离开磁场速度沿OM方向，设OM与水平方向的夹角为，则有
解得
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为
偏转半径
电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
电子经电场加速过程
解得
结合上述可知，加速电场的电压范围为
1 / 1广东省梅州市2025年高二下学期7月期末考试物理试题
1．幽门螺旋杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和标记的，通过分析呼出的气体中标记的含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺旋杆菌。的半衰期是5730年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　）
A．X和的中子数相同
B．化合物中的和单质衰变的快慢相同
C．该衰变说明原子核内有电子
D．的比结合能比X的比结合能大
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；结合能与比结合能
【解析】【解答】根据衰变方程：，由质量数守恒：，故；由电荷数守恒：，故，因此为：
A：的中子数为，的中子数为，二者中子数不同，故A错误；
B：半衰期由原子核本身的性质决定，与元素的化学状态（单质或化合物）无关，因此化合物中的和单质衰变快慢相同，故B正确；
C：β衰变的本质是原子核内的中子转化为质子和电子，电子是衰变过程中产生的，并非原子核内原本就存在的，故C错误；
D：衰变过程会释放能量，生成的新核更稳定，比结合能更大，因此的比结合能比（即）的比结合能小，故D错误；
故答案为：B。
【分析】A：考查中子数计算，利用“中子数=质量数-质子数”比较衰变前后原子核的中子数；
B：考查半衰期的影响因素，半衰期仅由原子核内部结构决定，与化学状态、外部环境无关；
C：考查β衰变的本质，电子由中子衰变产生，并非原子核内原有；
D：考查比结合能与原子核稳定性的关系，衰变生成的新核更稳定，比结合能更大。
2．极光是由来自宇宙空间的高能带电粒子流受地磁场的作用进入地球大气层后产生的。这些高能带电粒子流向两极运动时做旋转半径不断减小的螺旋运动，如图所示，不计粒子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．带电粒子向两极运动是由于地球引力的效果
B．洛伦兹力对粒子流做负功
C．带电粒子沿螺旋轨迹做加速运动
D．南北两极附近的磁感应强度较大
【答案】D
【知识点】磁感应强度；地磁场；洛伦兹力的计算
【解析】【解答】A：带电粒子向两极运动是地磁场对带电粒子的洛伦兹力作用，不是地球引力的效果，故A错误；
B：洛伦兹力始终与粒子的速度方向垂直，永不做功，故B错误；
C：粒子在大气层中运动时，会受到空气阻力的作用，速度减小，因此粒子沿螺旋轨迹做减速运动，故C错误；
D：根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径公式 ，粒子旋转半径不断减小，说明磁感应强度在增大，因此南北两极附近的磁感应强度较大，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A：考查洛伦兹力的作用，带电粒子在地磁场中受洛伦兹力作用而向两极偏转；
B：考查洛伦兹力的做功特点，洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功；
C：考查粒子运动状态的分析，粒子在大气层中受空气阻力，速度会减小，做减速运动；
D：考查带电粒子在磁场中运动半径公式的应用，由可知，半径减小说明磁感应强度增大，因此两极附近磁场更强。
3．如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级示意图。甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从高能级向能级跃迁时发出的，属于巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为。则下列说法正确的是（　　）
A．对应的光子能量比对应的光子能量大
B．亮线分立说明氢原子有时发光有时不发光
C．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的
D．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光是可见光
【答案】A
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A．甲图可知，氢原子在可见光区的四条谱线的波长从小到大或频率从大到小依次为、、、，因为的谱线频率大于的谱线频率，所以对应的光子能量比对应的光子能量大，A正确；
B．亮线分立说明氢原子跃迁时辐射出的光子的能量是不连续的，对应的光的频率也是不连续的，并不是氢原子有时发光有时不发光，B错误；
C．四条谱线对应的光子的能量从大到小依次为、、、，所以是氢原子从能级向能级跃迁时产生的，C错误；
D．氢原子从能级向能级跃迁发出的光子的能量
而可见光的光子能量范围为，所以氢原子从能级向能级跃迁时发出的光不是可见光，D错误。
故答案为：A。
【分析】A：考查光子能量与波长的关系，利用 分析，波长越短，能量越大；
B：考查氢原子光谱的物理意义，分立谱线对应原子的分立能级；
C：考查巴尔末系谱线的来源， 对应 的跃迁；
D：考查跃迁光子能量的计算与可见光范围的判断， 跃迁的光子属于红外光。
4．去高原旅游时，密封的食品包装袋比在平原上膨胀许多。假设环境温度不变，袋内气体视为理想气体。下列说法正确的是（　　）
A．高原地区的大气压较高 B．包装袋中气体内能减小
C．包装袋中气体压强减小 D．包装袋中气体放出热量
【答案】C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】A：高原地区海拔高，空气稀薄，大气压较低，故A错误；
B：袋内气体温度不变，而理想气体的内能仅与温度有关，因此气体内能不变，故B错误；
C：袋内气体温度不变，体积膨胀，根据玻意耳定律 ，气体压强减小，故C正确；
D：气体体积膨胀，对外做功（），而内能不变（），根据热力学第一定律 ，可知 ，即气体吸收热量，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A：考查大气压与海拔的关系，海拔越高，大气压越低；
B：考查理想气体内能的决定因素，理想气体内能仅与温度有关；
C：考查玻意耳定律的应用，等温过程中体积增大则压强减小；
D：考查热力学第一定律的应用，气体膨胀对外做功，内能不变则必须吸热。
5．如图所示，下列关于教材中的四幅插图说法正确的是（　　）
A．甲：一只水黾能停在水面上，是浮力作用的结果
B．乙：接通开关S，灯逐渐变亮，灯立即变亮
C．丙：用油膜法估测油酸分子的大小，可以直接将1滴纯油酸滴入水中
D．丁：延时继电器，断开开关S，弹簧K并不会立刻将衔铁D拉起而使触头C离开，延时原因是因为线圈A的自感现象
【答案】B
【知识点】自感与互感；用油膜法估测油酸分子的大小；电磁感应在生活中的应用；液体的表面张力
【解析】【解答】A：水黾能停在水面上，是液体表面张力的作用，而非浮力，故 A 错误；
B：接通开关 S 时，电感 L 会产生自感电动势，阻碍电流的增大，因此灯 A1逐渐变亮；而灯 A2所在支路无电感，电流可立即建立，故灯 A2立即变亮，B 正确；
C：用油膜法估测油酸分子大小时，应将酒精稀释的油酸溶液滴入水中，而非直接滴纯油酸，否则无法形成单分子油膜，故 C 错误；
D：延时继电器断开开关 S 时，线圈 B（而非 A）与电阻 R 构成回路，自感电流会使电磁铁磁性暂时保留，导致衔铁 D 不会立即被拉起，延时原因是线圈 B 的自感现象，故 D 错误；
综上，答案为 B。
【分析】A：考查液体表面张力的现象，水黾依靠水面张力作用停在水面；
B：考查通电自感现象，电感对电流增大的阻碍作用会使支路灯泡逐渐亮起；
C：考查油膜法实验操作要点，需用酒精稀释油酸溶液以形成单分子层；
D：考查断电自感在延时继电器中的应用，延时效应由线圈 B 的自感电流维持磁性导致。
6．爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　）
A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出
B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大
C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大
D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量
【答案】D
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A：红光的频率低于紫外线，可能低于锌板的极限频率，无法发生光电效应，即使增大光强也不一定有光电子飞出，故A错误；
B：当正向电压增大到一定程度，光电流会达到饱和电流，之后电压再增大，光电流也不会继续增大，故B错误；
C：金属的逸出功是金属本身的属性，与入射光的频率无关，故C错误；
D：根据爱因斯坦光电效应方程 ， 图像的斜率为普朗克常量 ，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A：考查光电效应的条件，入射光频率必须大于金属的极限频率；
B：考查光电流的饱和现象，当所有光电子都被收集后，电流不再随正向电压增大而增大；
C：考查逸出功的概念，逸出功由金属本身决定，与入射光无关；
D：考查光电效应方程的图像， 图像的斜率为普朗克常量 。
7．按压式手电筒（如图甲所示）以其简单、有趣被一些人士所喜爱。图乙为其原理图；主要部分有齿轮、磁铁和线圈。当按压手柄时会使齿轮转动，齿轮通过传动轴带动磁铁转动，小电珠就可发光。若不计线圈电阻，下列说法中正确的是（　　）
A．通过小电珠的电流是恒定电流
B．磁铁转动至如图乙所示位置时，通过小电珠的电流最大
C．当齿轮转速变为原来的2倍时，小电珠两端的电压变成原来的2倍
D．当齿轮转速变为原来的2倍时，小电珠中电流的周期变成原来的2倍
【答案】C
【知识点】变压器原理；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A：磁铁转动时，穿过线圈的磁通量发生周期性变化，产生的感应电流是交变电流，不是恒定电流，故A错误；
B：磁铁转到图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，此时磁通量的变化率为零，感应电动势为零，电流为零，故B错误；
C：感应电动势的最大值 ，当齿轮转速变为原来的2倍时，角速度也变为原来的2倍，因此电动势最大值变为原来的2倍，小电珠两端的电压（有效值）也变为原来的2倍，故C正确；
D：电流的周期 ，转速变为原来的2倍，角速度加倍，周期变为原来的，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A：考查交变电流的产生，磁通量周期性变化产生交变电流；
B：考查感应电动势的产生条件，磁通量最大时其变化率为零，感应电动势为零；
C：考查交变电动势与转速的关系，，转速加倍，电动势加倍；
D：考查周期与角速度的关系，，转速加倍，周期减半。
8．高频焊接技术的原理如图3（a）所示。线圈接入图（b）所示的正弦式交流电(以电流顺时针方向为正)，圈内待焊接工件形成闭合回路.则(　　)
A．图（b）中电流有效值为I
B．0～t1时间内工件中的感应电流变大
C．0～t1时间内工件中的感应电流方向为逆时针
D．图（b）中T越大，工件温度上升越快
【答案】A,C
【知识点】涡流、电磁阻尼、电磁驱动；交变电流的图像与函数表达式；楞次定律
【解析】【解答】A：图(b)中电流的最大值为，根据正弦交流电有效值公式，有效值为 ，故A正确；
B： 时间内，线圈电流的变化率逐渐减小，穿过工件的磁通量变化率减小，根据法拉第电磁感应定律，工件中的感应电动势减小，感应电流变小，故B错误；
C： 时间内，线圈中的电流顺时针增大，穿过工件的磁通量向里且增大。根据楞次定律，工件中感应电流产生的磁场要阻碍磁通量的增加，即磁场方向向外，因此工件中的感应电流方向为逆时针，故C正确；
D： 越大，交流电的频率 越小，磁通量变化率越小，工件中产生的感应电动势越小，涡流越小，热功率越小，工件温度上升越慢，故D错误；
故答案为：AC。
【分析】A：考查正弦交流电有效值的计算，有效值等于最大值除以；
B：考查感应电流的大小变化，电流变化率决定感应电动势的大小；
C：考查楞次定律的应用，根据原磁场的变化判断感应电流的方向；
D：考查涡流加热的功率与频率的关系，频率越高，涡流热功率越大，升温越快。
9．如图甲所示，等离子气流（由高温高压的等电量的正、负离子组成）由左方连续不断地以速度射入和两极间的匀强磁场中，当线圈A中加入如图乙所示变化的磁场，规定向左为磁感应强度B的正方向，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中极电势比极电势低
B．图甲中A线圈内感应电流的方向从左向右看为逆时针方向
C．图甲中A线圈内和内产生的感应电流方向不同
D．图甲中两导线在内相互吸引
【答案】B,D
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；磁流体发电机；楞次定律
【解析】【解答】A：等离子气流射入磁场，根据左手定则，正离子向上偏转，负离子向下偏转，因此 极板带正电，电势比 高，故A错误；
B：0~1s内，线圈A中的磁场向左且均匀减弱，根据楞次定律，感应电流产生的磁场要阻碍原磁场的减弱，因此感应电流的磁场方向向左。从左向右看，电流为逆时针方向，故B正确；
C：01s内，磁场向左减小；12s内，磁场向右增大。根据楞次定律，这两个过程中感应电流产生的磁场方向均向左，因此感应电流方向相同，故C错误；
D：24s内，线圈A中的磁场变化率恒定，产生的感应电流方向不变。ab导线中的电流方向由等离子发电机决定，始终为a→b；cd导线中的电流方向在24s内也不变，且与ab中的电流方向相同（均为从左到右）。同向电流相互吸引，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】A：考查洛伦兹力在磁流体发电机中的应用，根据左手定则判断正负离子的偏转方向，从而确定极板电势高低；
B：考查楞次定律的应用，根据原磁场的变化方向，判断感应电流的磁场方向，再用安培定则确定电流方向；
C：考查楞次定律的连续性，01s和12s内原磁场的变化（减小与反向增大）会产生方向相同的感应电流；
D：考查安培力与电流方向的关系，同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，2~4s内cd与ab中电流方向相同，故相互吸引。
10．利用如图所示的电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度，某次操作如下：①在等臂天平的右臂下面挂一个N匝、水平边长为L的矩形线圈，线圈下部处于虚线区域内的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面；②在线圈中通以图示方向的电流，在天平左、右两边加上总质量各为的砝码，天平平衡；③让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡。重力加速度用g表示，下列判断正确的是（　　）
A．磁场的方向垂直于纸面向外
B．电流反向时，线圈受到的安培力方向竖直向上
C．可测得磁场的磁感应强度
D．为提高灵敏度，可以增加线圈匝数N
【答案】A,C,D
【知识点】左手定则—磁场对通电导线的作用；安培力的计算
【解析】【解答】AB．让电流反向（大小不变），在右边减去一个质量为m的砝码后，天平恰好重新平衡，可知此时安培力向下，根据左手定则可知，磁场的方向垂直于纸面向外，A正确，B错误。
C．由平衡可知，电流反向后，解得，C正确；
D．为了提高灵敏度，应使磁感应强度发生微小变化时，天平也会发生明显的倾斜，故应增加线圈匝数，使安培力变大，D正确。
故答案为：ACD。
【分析】本题考查电流天平测磁感应强度，核心思路是：通过电流反向前后的天平平衡条件，推导安培力的变化，结合左手定则判断磁场方向，再联立平衡式求解磁感应强度，最后分析匝数对灵敏度的影响。
11．甲、乙、丙三位同学利用如图所示电磁感应实验装置进行实验。
（1）如图甲所示，甲同学“探究感应电流方向”的实验，将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，电流计指针向　 　偏转。
（2）如图乙所示，乙同学对课本演示实验装置改进后制作了“楞次定律演示仪”。演示仪由反向并联的红、黄两只发光二极管（简称）、一定匝数的螺线管以及强力条形磁铁组成。正确连接好实验电路后。将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，　 　色发光二极管不发光。
（3）如图丙所示，丙同学利用光敏电阻制作了电磁感应演示实验装置。图中R为光敏电阻（光照强度变大，电阻变小），轻质金属环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴（金属环A平面与螺线管线圈平面平行），并位于螺线管右侧。当光照减弱时，金属环A将向　 　运动（选填“左”或“右”）。
【答案】（1）右
（2）红
（3）左
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件；楞次定律
【解析】【解答】（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明A线圈中电流增加时电流计指针右偏；若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，则电阻减小，则线圈A中电流变大，可知电流计指针向右偏转。
故答案为：右
（2）将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，由楞次定律可知，线圈中的感应电流由上到下，此时红色发光二极管不发光。
故答案为：红
（3）当光照减弱时，R阻值变大，则线圈中的电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，等效于线圈远离金属环A，根据“来拒去留”可知金属环A将向左运动。
故答案为：左
【分析】(1) 本题探究电磁感应中感应电流方向的变化规律，需结合已知的电流计偏转与电流变化的对应关系分析，先明确 “线圈 A 中电流增大时电流计指针右偏” 这一规律，再分析滑片滑动时线圈 A 中电流的变化趋势，进而判断电流计的偏转方向。
(2) 本题考查楞次定律与二极管单向导电性的综合应用，需先通过楞次定律判断线圈中感应电流的方向，再结合红、黄二极管的反向并联接法，分析哪只二极管处于反向截止状态，从而判断其是否发光。
(3) 本题考查楞次定律 “来拒去留” 规律的应用，需先分析光照减弱时光敏电阻的阻值变化，进而判断线圈中电流、穿过金属环 A 的磁通量变化，再根据 “阻碍磁通量变化” 的原则，分析金属环 A 的运动方向。
（1）将线圈A插入线圈B中，闭合开关S瞬间，发现电流计指针右偏，说明A线圈中电流增加时电流计指针右偏；若甲同学开关闭合后将滑动变阻器的滑片向右滑动，则电阻减小，则线圈A中电流变大，可知电流计指针向右偏转。
（2）将条形磁铁从图示位置向下移动一小段距离，由楞次定律可知，线圈中的感应电流由上到下，此时红色发光二极管不发光。
（3）当光照减弱时，R阻值变大，则线圈中的电流减小，穿过金属环A的磁通量减小，等效于线圈远离金属环A，根据“来拒去留”可知金属环A将向左运动。
12．气敏电阻在安全环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻说明书给出的气敏电阻，随甲醛浓度变化的曲线如图甲所示。
（1）由图甲可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而　 　。（选填“增大”或“减小”），由图甲可求出甲醛浓度时，其阻值约为　 　。（保留两位有效数字）
（2）探究小组利用该气敏电阻设计了如图乙所示的简单测试电路，用来测定室内甲醛是否超标（国家室内甲醛浓度标准是），并能在室内甲醛浓度超标时发出报警音。电路中报警器的电阻可视为无穷大，电源电动势（内阻不计），在接通电路时报警器两端电压大于时发出报警音“已超标”，小于等于时发出提示音“未超标”，则在电阻和中，　 　是气敏电阻，　 　是定值电阻，其阻值应设为　 　。（保留两位有效数字）
【答案】（1）增大；2.6
（2）R4；R3；1.3
【知识点】电路动态分析；常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】（1）根据甲图可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而增大。
由甲图可知，甲醛浓度时，其阻值约为。
故答案为：增大；2.6
（2）当甲醛浓度升高时，气敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，电路中的电流减小，定值电阻的电压减小，气敏电阻的电压变大，根据题意报警器应与气敏电阻并联，所以为气敏电阻，为定值电阻。
接通电路时报警器两端电压等于时为发出报警音“已超标”的临界，此时甲醛的浓度，则此时气敏电阻的阻值
因为电源电动势为3V，所以临界情况定值电阻两端的电压为1V，定值电阻与气敏电阻串联所以此时
故答案为：R4；R3；1.3
【分析】(1) 本题考查气敏电阻的特性与图像读取，需结合图甲的变化趋势和坐标数据进行分析。通过观察曲线随甲醛浓度变化的走向，判断阻值的增减；再根据指定浓度的横坐标，读取对应的纵坐标数值，完成填空。
(2) 本题考查串联电路分压规律与报警器设计，需结合气敏电阻的特性、串联分压公式和报警条件进行分析。
① 先根据甲醛浓度升高时气敏电阻阻值增大、电压升高的特点，判断与报警器并联的电阻为气敏电阻；
② 再根据报警电压为 2.0V 的临界条件，结合串联分压规律，计算出定值电阻的阻值。
（1）[1]根据甲图可知，气敏电阻的阻值随甲醛浓度的增大而增大。
[2]由甲图可知，甲醛浓度时，其阻值约为。
（2）[1][2]当甲醛浓度升高时，气敏电阻的阻值增大，电路的总电阻增大，电路中的电流减小，定值电阻的电压减小，气敏电阻的电压变大，根据题意报警器应与气敏电阻并联，所以为气敏电阻，为定值电阻。
[3] 接通电路时报警器两端电压等于时为发出报警音“已超标”的临界，此时甲醛的浓度
则此时气敏电阻的阻值
因为电源电动势为3V，所以临界情况定值电阻两端的电压为1V，定值电阻与气敏电阻串联所以此时
13．如图甲所示为传统老式爆米花机，其简化的装置示意图如图乙所示，玉米在铁质的密闭锅内被加热，锅内气体被加热成高温高压气体，打开容器盖后，气体迅速膨胀，压强急剧减小，玉米粒就“爆炸”成了爆米花。已知该装置锅内的总容积为，玉米粒占装置总容积的，加热前锅内温度为，压强为大气压强。忽略加热过程中水蒸气及玉米粒导致的气体体积变化，气体可视为理想气体。当加热至锅内温度为时，打开容器盖，玉米粒就“爆炸”成了爆米花，全部从锅内飞出至收集装置，假设打开容器盖后锅内气体温度保持不变。求：
（1）打开容器盖前，锅内温度为时锅内气体的压强；
（2）打开容器盖后，锅内剩余气体和原来气体的质量之比。
【答案】（1）解：打开容器盖前，锅内气体发生等容变化，由查理定律得
解得
（2）解：气体的质量之比等于同温度同压强下的体积之比。以刚开始为初态，气体体积
温度为，压强为；末态的气体体积，温度为，压强为，根据盖-吕萨克定律有
得
剩余气体质量与原来气体质量之比为
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】(1) 本题考查查理定律（等容变化）的应用，核心思路是明确加热过程中气体体积不变，直接代入求解压强。
(2) 本题考查理想气体状态方程与质量比的综合应用，核心思路是：① 先计算初始气体的有效体积（扣除玉米粒所占体积）；
② 再结合盖-吕萨克定律求出膨胀后气体的总体积；
③ 利用“同温同压下，气体质量比等于体积比”的规律，计算剩余气体与原气体的质量比。
（1）打开容器盖前，锅内气体发生等容变化，由查理定律得
得
（2）气体的质量之比等于同温度同压强下的体积之比。以刚开始为初态，气体体积
温度为，压强为；末态的气体体积，温度为，压强为，根据盖-吕萨克定律有
得
剩余气体质量与原来气体质量之比为
14．列车进站时，其刹车原理可简化如图所示，在车身下方固定一N匝闭合矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车刹车。已知列车的质量为m，车身长为s，线框的和长度均为L（L小于匀强磁场的宽度），线框的总电阻为R。站台轨道上匀强磁场区域足够长，磁感应强度的大小为B，车头的线框刚进入磁场的速度为，列车停止前所受铁轨阻力及空气阻力的合力恒为f。线框边刚进入磁场时，列车刚好停止。求：
（1）车头进入磁场瞬间，判断线框两端电势的高低及列车的加速度大小a；
（2）列车从进站到停下来的过程中线框克服安培力做功产生的热量Q。
【答案】（1）解：根据右手定则可知，车头进入磁场瞬间，线框ab边产生的感应电流的方向为a→b
则b 端电势高于a端电势。列车车头进入磁场瞬间产生的感应电动势的大小为
根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中产生的感应电流的大小为
车头进入磁场瞬间所受安培力的大小为
由牛顿第二定律，则有
联立解得列车的加速度大小为
（2）解：在列车从进入磁场到停止的过程中，克服安培力所做的功在数值上等于线框产生的热量，则由能量守恒有
解得
【知识点】安培力的计算；电磁感应中的磁变类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】(1) 本题考查电磁感应与力学的综合应用，核心思路是：先用右手定则判断感应电流方向，进而比较 ab 两端电势高低；再通过法拉第电磁感应定律、欧姆定律求出感应电流，计算安培力；最后结合牛顿第二定律，联立求解加速度。
(2) 本题考查能量守恒定律的应用，核心思路是：列车的初动能，一部分用来克服阻力做功，另一部分通过克服安培力做功转化为焦耳热，因此初动能等于克服阻力做功与热量之和，整理即可求出热量Q。
（1）根据右手定则可知，车头进入磁场瞬间，线框ab边产生的感应电流的方向为a→b
则b 端电势高于a端电势。列车车头进入磁场瞬间产生的感应电动势的大小为
根据闭合电路的欧姆定律可知，回路中产生的感应电流的大小为
车头进入磁场瞬间所受安培力的大小为
由牛顿第二定律，则有
联立解得列车的加速度大小为
（2）在列车从进入磁场到停止的过程中，克服安培力所做的功在数值上等于线框产生的热量，则由能量守恒有
得
15．某肿瘤治疗新技术是通过电子撞击目标靶，使目标靶放出X射线，对肿瘤进行准确定位，再进行治疗，其原理如图所示。竖直平面的圆形区域内充满方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。水平放置的目标靶长为，靶左端M与磁场圆心O间的水平距离为，竖直距离为。从电子枪逸出的电子（质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略不计）经加速电场加速后，从磁场边界上的P点沿方向（与水平方向的夹角为）射入半径的匀强磁场。已知，，不计电子重力。若调节加速电场的加速电压使电子恰好击中靶右端N点。求：
（1）电子击中靶右端N点时电子的速度大小；
（2）电子击中靶右端N点时从P点运动到N点所用的时间是多少；
（3）要使电子能击中目标靶，加速电场的电压取值范围是多少。
【答案】（1）解： 电子击中靶右端N点时，作出示意图如图所示
电子离开磁场时速度沿ON方向，设ON与水平方向的夹角为，则有
解得
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为
轨道半径为
电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（2）解： 结合上述，电子在磁场中运动的周期
电子在磁场中运动的时间-
电子射出磁场后，继续运动了
电子射出磁场后，继续运动了
故电子从P点运动到N点所用的时间
（3）解： 电子击中靶右端N点时，设加速电场电压为U1，电子穿过加速电场有
解得
当电子击中M点时，作出示意图如图所示
电子离开磁场速度沿OM方向，设OM与水平方向的夹角为，则有
解得
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为
偏转半径
电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
电子经电场加速过程
解得
结合上述可知，加速电场的电压范围为
【知识点】带电粒子在有界磁场中的运动；带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】 （1）电子击中靶右端N点时，作出示意图，根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角，求出轨道半径，根据洛伦兹力提供向心力，求解电子的速度大小；
（2）求出电子在磁场中运动周期，从而求解电子在磁场中运动的时间，电子射出磁场后，作匀速直线运动，两段时间相加等于总时间；
（3）电子击中靶右端N点时，求出加速电压，当电子击中M点时，求出电子离开磁场速度的偏转角，结合几何关系求解在磁场中的半径以及速度，根据动能定理求解加电压，从而得到电压范围。
（1）电子击中靶右端N点时，作出示意图如图所示
电子离开磁场时速度沿ON方向，设ON与水平方向的夹角为，则有
解得
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为
轨道半径为
电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
（2）结合上述，电子在磁场中运动的周期
电子在磁场中运动的时间-
电子射出磁场后，继续运动了
电子射出磁场后，继续运动了
故电子从P点运动到N点所用的时间
（3）电子击中靶右端N点时，设加速电场电压为U1，电子穿过加速电场有
解得
当电子击中M点时，作出示意图如图所示
电子离开磁场速度沿OM方向，设OM与水平方向的夹角为，则有
解得
根据几何关系可知，电子在磁场中的运动轨迹对应的圆心角为
偏转半径
电子在磁场中运动时，由洛伦兹力提供向心力，则有
电子经电场加速过程
解得
结合上述可知，加速电场的电压范围为
1 / 1

展开更多......

收起↑