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广东汕头市金山中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷
1．我国科学家利用“中国散裂中子源”装置进行金属靶实验时，用高能质子束轰击金属钨靶，有少数质子发生大角度偏转，该现象能够说明（　　）
A．质子发生大角度偏转是质子与原子中的电子碰撞造成的
B．原子中有带正电的原子核
C．原子核由质子和中子组成
D．质子受到钨原子核的库仑引力
2．在天宫课堂“奇妙乒乓球”实验中，航天员在空间站中挤出一滴水珠，水珠呈球形漂浮在空中。当航天员使用普通球拍轻轻拍打水珠时，水珠会粘在球拍上；当使用特殊材料制成的球拍轻轻拍打水珠时，水珠被弹开。关于上述现象，下列说法正确的是（　　）
A．水珠在空间站中不受万有引力
B．水珠呈球形是因为表面层只存在分子间引力
C．水珠粘在普通球拍上是因为水与普通球拍发生浸润现象
D．只有在太空站中才能发生浸润与不浸润现象
3．中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（　　）
A．各向同性 B．有固定的熔点
C．没有规则的外形 D．是非晶体
4．在中国新一代黄河重卡的驾驶室座椅内，标配有四个气囊减震装置，在路面不平的情况下能有效减弱座椅的颠簸。气囊内有绝热涂层，关于气囊内的气体（可视为理想气体）。下列说法中正确的是（　　）
A．若黄河重卡突然驶过颠簸路面，座椅下沉挤压气囊时，气体温度升高，内能增大
B．若黄河重卡突然驶过颠簸路面，座椅下沉挤压气囊时，气体温度不变，内能不变
C．在被压缩的气囊回弹恢复原状过程中，气体温度升高，内能增大
D．在被压缩的气囊回弹恢复原状过程中，气体温度不变，内能不变
5．图为一定质量理想气体的图像，该气体经历了的变化过程，其中反向延长线过坐标原点，平行于轴，则该气体（　　）
A．从过程中，外界对它做正功
B．在状态的热力学温度为
C．从过程中，向外界放出热量
D．在两状态的压强之比为
6．将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．容器中的液体可能是水银
B．若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高
C．若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同
D．图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部
7．如图是汞原子的能级图，汞原子从n=3能级跃迁到n=1能级时产生a光。真空中一对半径均为0.5d的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为0.25d的圆形钙金属薄膜，钙的逸出功W0=3.20eV。Q板受到a光持续照射后，只有薄膜区域的电子可逸出。现将两金属板P、Q与灵敏电流计G、电压UPQ可调的电源连接成如图所示的电路。电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，以下说法正确的是（　　）
A．逸出的光电子动能为7.7 eV
B．当电压调整到UPQ=-3.2 V时，灵敏电流计示数恰好为0
C．当UPQ≥288 V时，灵敏电流计示数达到最大值
D．若用汞原子从n=4能级跃迁到n=1能级的光照射Q板，且光强同a光，则饱和光电流一定变大
8．我国正在开展空气中PM2.5浓度的监测工作，PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因，下列说法中正确的是（　　）
A．周围大量空气分子对PM2.5碰撞不平衡会使其做无规则运动
B．尘土飞扬也是布朗运动
C．布朗运动不能证明组成PM2.5颗粒的分子在做无规则运动
D．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动又叫做分子的热运动
9．如图是某液面高度测量仪内部的原理图，该仪器通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低，容器中的导电液体和导电芯柱分别是电容器的两个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路。容器内的导电液体与大地相连，若某时刻线圈内的磁场方向向右，且正在减弱，则该时刻（　　）
A．磁场能正向电场能转化
B．电容器两极板间电压正在减小
C．若容器内液面升高，则LC振荡电路的频率变大
D．导电芯的电势高于导电液的电势
10．1899年，俄国物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，我们将光对物体单位面积的压力叫压强或光压。已知频率为v的光子的动量为，式中h为普朗克常量（h=6.63×10-34 J·s），c为光速（c=3×108 m/s），某激光器发出的激光功率为P=1000 W，该光束垂直射到某平整元件上，其光束截面积为S=1.00 mm2，该激光的波长λ=500 nm，下列说法正确的有（　　）
A．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为
B．该激光能使金属钨（截止频率为1.095×1015 Hz）发生光电效应
C．该激光能使处于第一激发态的氢原子（E2=-3.4 eV=-5.44×10-19 J）电离
D．若该光束可被元件完全吸收，则其产生的光压约为3.33 Pa
11．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为1∶500，用注射器和量筒测得1 mL上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开。
（1）本实验中的理想化假设：
①将油酸分子视为球形；
②　 　；
③油酸分子是紧挨在一起的。
（2）测得油膜的面积约为160 cm2，则油酸分子的直径是　 　m；（结果保留2位有效数字）
（3）某同学计算出的结果明显偏大，可能的原因是（　　）
A．配好的油酸酒精溶液放置时间过长，部分酒精已挥发
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL的溶液的滴数多记了几滴
12．某物理实验小组的同学想制作一个温控报警器，他们从网上购买了一个热敏电阻，热敏电阻说明书上标出了该热敏电阻不同温度下的阻值，如下表所示：
t/℃ 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
RT/Ω 2400.0 1500.0 1150.0 860.0 435.0 120.0
（1）实验小组的小王同学先用多用电表粗略测量常温下该热敏电阻的阻值，当时环境温度为22 ℃，他用多用电表电阻挡选“×100”倍率测量时，正确操作后多用电表指针如图甲所示，读出常温下该热敏电阻的阻值为　 　Ω。
（2）实验小组的小张同学又设计如图乙所示的电路来精确测量常温下该热敏电阻的阻值。操作步骤如下：①正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R的滑片至左端；
②闭合S1、S2，快速调节滑动变阻器R的滑片，使电流表和电压表指针有明显偏转，分别记下电流表、电压表的示数I1、U1；
③保持滑动变阻器R的滑片位置不动，快速断开S2，分别记下此时电流表、电压表的示数I2、U2，则待测电阻RT=　 　（用I1、U1、I2、U2表示）。
小张同学测完电阻后忘记断开开关S1，过一段时间后，小刘同学又重复这一实验，再一次测量常温下热敏电阻的阻值，操作过程和电表读数都完全正确，但测出的热敏电阻的阻值却比小张同学测出的值偏小，最可能的原因是　 　。
（3）利用该热敏电阻制作温控报警器，其电路原理如图丙所示，图中电源电动势为10 V，内阻可不计，报警系统接在ab之间，当ab之间的输出电压高于6.0 V时，便触发报警器报警，如果要使报警温度达到60.0 ℃时报警系统报警，电阻箱应调到　 　Ω，如果要使报警温度更高一点，应该将电阻箱的电阻调　 　（选填“大”或“小”）一点。
13．如图所示，上端开口、下端封闭的足够长光滑气缸（右侧带有足够长且上端开口的细玻璃管）竖直固定在调温装置内。气缸导热性能良好，用活塞封闭一定质量理想气体。现用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1=300K时，活塞刚开始向上运动且细玻璃管内水面与气缸内水面的高度差h=1m，此时缸内气体的体积V1=2×10-3m3；继续缓慢加热至温度T2=330K，活塞移动至某一位置后静止不动；保持温度不变，锁定活塞，再缓慢地从细玻璃管中抽出部分水直至细玻璃管内的水面与缸内的水面相平，达到最终状态。已知从T1到最终状态，气体吸收的热量为Q=116.6J；从T2到最终状态，气体对外做功为W1=19.4J，大气压强p0=1×105pa，水的密度ρ=1×103kg/m3。求：
（1）气体在最终状态时的体积；
（2）从T1到最终状态气体内能的变化量。
14．某兴趣小组用模型飞机设计了如图所示的电磁阻拦系统。当模型飞机着陆时，关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住水平面内平行导轨上的金属棒ab，飞机与金属棒ab在垂直纸面向内的匀强磁场中共同滑行S=3m后停下。已知ab被钩住后瞬间与飞机的共同速度为v0=3 m/s，导轨间距L为1 m，定值电阻R=1 Ω，ab接入电路的电阻r=2 Ω，不计导轨电阻。除电磁阻力外，忽略其他阻力。以ab初始位置为起点，ab两端电压U的初始值是1 V，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B；
（2）棒ab、阻拦索与飞机的总质量m；
（3）全程定值电阻R产生的焦耳热Q？
15．如图，在xOy坐标系中，在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，区域内存在垂直xOy平面向外的匀强磁场。ab和pc是两块厚度不计的绝缘挡板，ab平行x轴放置且b端固定在处，a端可沿着x轴负方向伸缩从而改变板的长度；足够长的pc板沿y轴竖直放置，初始时刻其下端点p位于处，与ab的b端重合但不粘连。某时刻，一个电荷量为、质量为m的粒子，在位置以沿方向的初速度开始运动，之后从点进入区域，此时pc板立刻沿方向做匀速运动，粒子经过偏转后垂直到达处的平面，并最终垂直打在pc板上被吸收。已知所有粒子均不会打在ab上表面，当粒子打在ab下表面时将原速反弹，若不计粒子的重力，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）pc板运动速度的大小。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】α粒子的散射
【解析】A：电子质量远小于质子，质子与电子碰撞不会发生大角度偏转，故 A 错误；
B：少数质子大角度偏转，是受到带正电的钨原子核的库仑斥力，说明原子内存在体积小、带正电的原子核，故 B 正确；
C：该偏转现象无法证明原子核由质子和中子组成，故 C 错误；
D：质子与钨原子核均带正电，相互作用力为库仑斥力而非引力，故 D 错误；
故答案为：B。
【分析】
A：考查粒子碰撞规律，电子质量太小，无法使质子大角度偏转；
B：考查 α 粒子散射实验原理迁移，大角度偏转证明原子核带正电、质量集中在核上；
C：考查原子核组成的探测条件，该实验不能揭示原子核内部构成；
D：考查同种电荷相互作用规律，正电荷之间为斥力。
2．【答案】C
【知识点】分子间的作用力；卫星问题；液体的表面张力；浸润和不浸润
【解析】【解答】A：空间站内水珠仍受地球万有引力，万有引力充当向心力做圆周运动，处于完全失重状态，故 A 错误；
B：液体表面层分子同时存在分子引力与斥力，水珠呈球形是液体表面张力作用的结果，故 B 错误；
C：水与普通球拍发生浸润，因此拍打后水珠粘附在球拍表面，特殊材料和水不浸润，水珠被弹开，故 C 正确；
D：浸润、不浸润是液体与固体接触面的分子作用现象，地面环境同样可以发生，并非只在太空站内存在，故 D 错误；
故答案为：C。
【分析】A：考查完全失重的本质，万有引力提供环绕向心力，物体并非不受引力；
B：考查分子力与表面张力，分子间引力、斥力始终共存，表面张力使液体收缩成球形；
C：考查浸润、不浸润的现象特点，浸润时液体附着固体表面；
D：考查浸润现象的发生条件，地面常态环境也可出现浸润与不浸润。
3．【答案】B
【知识点】晶体和非晶体
【解析】【解答】融化石蜡呈椭圆，说明云母不同方向物理性质不同，为各向异性晶体；晶体具有固定熔点。
A：晶体各向异性，并非各向同性，故 A 错误；
B：该物质为晶体，晶体有固定熔点，故 B 正确；
C：晶体微观结构规则，但宏观外形可以不规则，不能由此判定外形，故 C 错误；
D：具有各向异性、规则微观排布，属于晶体而非非晶体，故 D 错误；
故答案为：B。
【分析】A：考查晶体各向异性特点，石蜡呈椭圆体现不同方向浸润能力不同；
B：考查晶体基本性质，晶体拥有固定熔点，非晶体无固定熔点；
C：考查晶体外形规律，晶体宏观外形受加工影响可不规则；
D：区分晶体与非晶体，微观有序、各向异性是晶体特征。
4．【答案】A
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】气囊带绝热涂层，过程绝热；理想气体内能只由温度决定，
A：座椅下沉挤压气体，外界对气体做功，由，内能增大、温度升高，故A正确；
B：压缩过程外界做功，内能、温度均升高，故B错误；
C：气囊回弹，气体对外做功，绝热，内能减小、温度降低，故C错误；
D：回弹过程内能减小、温度下降，故D错误；
故答案为：A。
【分析】A、B：考查绝热压缩热力学第一定律，外界做功全部转化为气体内能；
C、D：考查绝热膨胀规律，气体对外做功，内能减小、温度降低。
5．【答案】D
【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；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】A．从过程中，气体体积增加，则外界对它做负功，A错误；
B．从过程中，气体发生等压变化，则根据，可得在状态的热力学温度为，B错误；
C．从过程中，气体体积不变，则W=0，温度升高，则内能增加，即 U>0，根据热力学第一定律 U=W+Q可知，Q>0，即气体从外界吸收热量，C错误；
D．根据，可得在两状态的压强之比为，D正确。
故答案为：D。
【分析】A：考查等压变化体积变化与做功，体积膨胀气体对外做功；
B：考查盖–吕萨克定律求热力学温度；
C：考查等容变化热力学第一定律，升温内能增加，气体吸热；
D：分步用等压、查理定律求压强比值。
6．【答案】D
【知识点】浸润和不浸润；毛细现象
【解析】【解答】本题考查了浸润与不浸润现象，毛细现象是浸润与不浸润现象的具体运用，基础题。A．水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中是呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误；
B．在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管齐平，故B错误；
C．在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误；
D．图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确；
故选D。
【分析】根据水银在玻璃表面不浸润，有收缩趋势分析判断；毛细现象是表面张力和重力平衡形成，在太空处于失重状态时液面都和毛细管相平；不同液体密度不同，粗细不同的玻璃管里面液体重力不同，在表面张力作用下两毛细管中的高度差不一定相同；图中为浸润现象，有扩张趋势，分子间的作用力表现为斥力，说明毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部。
7．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】先算光子能量：，由光电效应，
A：是光子能量，光电子动能介于，并非固定，故A错误；
B：遏止电压满足，为反向电压、才截止，还有光电流，故B错误；
C：光电子沿Q面平行飞出时，水平位移、竖直间距，类平抛：，，联立解得，所有光电子均可到达P，电流饱和，故C正确；
D：光子能量更大，同光强则光子数变少，饱和光电流变小，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A：考查光电效应方程，区分光子能量与光电子最大初动能；
B：考查遏止电压定义，最大初动能对应反向遏止电压；
C：考查类平抛临界临界电压，平行极板飞出的光电子最难到达P，此电压为饱和临界电压；
D：考查饱和光电流规律，光子能量变大、同光强时光子数目减少，饱和光电流减小。
8．【答案】A,C
【知识点】布朗运动
【解析】【解答】A：PM2.5 做布朗运动，成因是周围空气分子从各个方向碰撞颗粒物，受力不平衡引发无规则运动，故 A 正确；
B：尘土飞扬是气流作用下的宏观颗粒机械运动，颗粒尺寸太大，不属于布朗运动，故 B 错误；
C：布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映空气分子无规则热运动，不能证明 PM2.5 颗粒自身的分子在无规则运动，故 C 正确；
D：布朗运动是悬浮颗粒的运动，并非分子热运动，分子热运动是微观分子的无规则运动，二者概念不同，故 D 错误；
故答案为：AC。
【分析】A：考查布朗运动产生机理，液体 / 气体分子无规则碰撞造成颗粒受力不均衡；
B：区分宏观机械运动与布朗运动，飞扬尘土受气流主导，不是布朗运动；
C：考查布朗运动的物理意义，间接证明介质分子热运动，和颗粒自身分子无关；
D：辨析布朗运动与分子热运动，布朗运动是宏观颗粒运动，分子热运动是微观分子运动。
9．【答案】A,D
【知识点】电容器及其应用；电磁振荡
【解析】【解答】线圈磁场向右且正在减弱，说明LC电路处于充电阶段，磁场能转化为电场能，
A：充电过程磁场能不断转化为电容器的电场能，故A正确；
B：充电时电容器电荷量增大，由，极板电压变大，故B错误；
C：液面升高，两极正对面积变大，电容增大；由，变大则振荡频率减小，故C错误；
D：由安培定则，线圈电流从导电液体（接地，电势0）流向导电芯，充电时导电芯带正电，电势高于导电液体电势，故D正确；
故答案为：AD。
【分析】A：考查LC振荡充电能量转化规律，充电：磁能→电能；放电：电能→磁能；
B：考查电容电压公式，充电带电量增加，极板电势差升高；
C：考查圆柱形电容器电容与振荡频率，液面升高；
D：考查安培定则与电势高低判断，接地液体电势为零，芯极带正电电势更高。
10．【答案】A,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应；光子及其动量
【解析】【解答】A：设单位时间光子数，，故A正确；
B：激光频率，小于钨截止频率，不能光电效应，故B错误；
C：光子能量，小于电离所需最小能量，无法电离，故C错误；
D：完全吸收，单个光子动量变化，单位时间总动量变化；
光压，代入，，故D正确；
故答案为：AD。
【分析】A：由功率与单个光子能量关系推导光子数表达式；
B：由求频率，对比截止频率判断光电效应；
C：计算光子能量，对比氢原子第一激发态电离能；
D：动量定理求作用力，结合压强定义计算光压。
11．【答案】（1）油膜看成单分子层
（2）
（3）B
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油膜看成单分子层；油酸分子是紧挨在一起的。
故答案为：油膜看成单分子层
（2）1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
故答案为：
（3）某同学计算出的结果明显偏大，根据
A．配好的油酸酒精溶液放置时间过长，部分酒精已挥发，则油酸酒精溶液的浓度偏大，形成的油膜面积偏大，使得分子直径测量值偏小，故A错误；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积S测量值偏小，使得分子直径测量值偏大，故B正确；
C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴，则纯油酸的体积测量值偏小，使得分子直径测量值偏小，故C错误。
故答案为：B。
【分析】(1) 油膜法核心模型：单分子平铺、分子球形、紧密排列；
(2) 先根据稀释倍数、每毫升滴数求纯油酸体积，再由计算分子直径；
(3) 误差分析：偏大或偏小都会造成直径计算结果偏大。
（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油膜看成单分子层；油酸分子是紧挨在一起的。
（2）1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
（3）某同学计算出的结果明显偏大，根据
A．配好的油酸酒精溶液放置时间过长，部分酒精已挥发，则油酸酒精溶液的浓度偏大，形成的油膜面积偏大，使得分子直径测量值偏小，故A错误；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积S测量值偏小，使得分子直径测量值偏大，故B正确；
C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴，则纯油酸的体积测量值偏小，使得分子直径测量值偏小，故C错误。
故选B。
12．【答案】（1）1400
（2）；电流较长时间通过热敏电阻，热敏电阻产生焦耳热而温度升高阻值减小
（3）180；小
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；伏安法测电阻；特殊方法测电阻
【解析】【解答】（1）多用电表指针如图甲所示，读出常温下该热敏电阻的阻值为14×100Ω＝1400Ω
故答案为：1400
（2）由题意结合欧姆定律可知，，解得
测出的热敏电阻的阻值却比小张同学测出的值偏小，最可能的原因是忘记断开开关S1，电流通过热敏电阻，温度升高后电阻阻值减小。
故答案为：；电流较长时间通过热敏电阻，热敏电阻产生焦耳热而温度升高阻值减小
（3）若要求开始报警时环境温度为60℃，此时，由，解得电阻箱阻值应调为，如果要使报警温度更高一点，热敏电阻的阻值更小，由
可得，应该将电阻箱的电阻调小。
故答案为：180；小
【分析】(1) 欧姆表读数=刻度×倍率；
(2) 利用两次开关通断、滑动变阻器不动，列两组欧姆定律消R0求待测电阻；负温度系数热敏电阻升温阻值下降；
(3) 串联分压原理，固定报警电压，温度升高热敏电阻变小，对应电阻箱阻值要减小。
（1）多用电表指针如图甲所示，读出常温下该热敏电阻的阻值为14×100Ω＝1400Ω
（2）[1] 由题意结合欧姆定律可知，
解得
[2] 测出的热敏电阻的阻值却比小张同学测出的值偏小，最可能的原因是忘记断开开关S1，电流通过热敏电阻，温度升高后电阻阻值减小。
（3）[1]若要求开始报警时环境温度为60℃，此时，由
解得电阻箱阻值应调为
[2]如果要使报警温度更高一点，热敏电阻的阻值更小，由
可得，应该将电阻箱的电阻调小。
13．【答案】（1）解：从到最终状态，根据理想气体状态方程
其中，，
解得
（2）解：从缓慢加热至，气体状态变化为等压变化
气体对外做功为
解得
根据热力学第一定律
解得
【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；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】(1) 初态由液体高度求压强，初末态压强、温度均已知，直接用理想气体状态方程求末态体积；
(2) 分两段做功：等压升温做功+等温膨胀做功，总功为两段做功之和，再由热力学第一定律计算内能变化。
（1）从到最终状态，根据理想气体状态方程
其中，，
解得
（2）从缓慢加热至，气体状态变化为等压变化
气体对外做功为
解得
根据热力学第一定律
解得
14．【答案】（1）解：金属棒切割磁感线产生的电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得ab两端电压
联立解得
（2）解：根据动量定理，有
电流为
电动势为
联立解得
（3）解：根据能量守恒可知产生的总热量为
全程定值电阻R产生的焦耳热
解得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】(1) 动生电动势结合串联分压规律求解磁感应强度；
(2) 安培力冲量结合平均电荷量，利用动量定理求总质量；
(3) 动能全部转化为电路总焦耳热，根据串联电阻功率分配求的焦耳热。
（1）金属棒切割磁感线产生的电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得ab两端电压
联立解得
（2）根据动量定理，有
电流为
电动势为
联立解得
（3）根据能量守恒可知产生的总热量为
全程定值电阻R产生的焦耳热
解得
15．【答案】解：（1）解：设粒子在电场中做类平抛运动的时间为t，加速度大小为a，则
沿x轴负方向有
沿y轴负方向
由牛顿第二定律
解得
（2）解：设粒子到达y轴时速度方向与y轴负方向的夹角为，有
则粒子进入磁场的速度大小为
且，粒子垂直到达ab所在水平面，轨迹如图I所示，由几何关系
解得
由洛伦兹力提供向心力
解得
（3）解：粒子在磁场中运动的周期
若粒子没有与ab板碰撞而直接打在pc板上，可得粒子在磁场中运动的时间为
若粒子与ab碰撞n次后垂直打在pc板上，则粒子运动的时间t满足
pc板运动的位移，
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）本题考查带电粒子在匀强电场中的类平抛运动，关键是将运动分解为水平和竖直方向，利用运动学公式和牛顿第二定律联立求解电场强度。
（2）本题考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，需先求出粒子进入磁场的速度，再通过几何关系确定轨道半径，最后由洛伦兹力公式求解磁感应强度。
（3）本题考查粒子运动与pc板运动的综合问题，需分析粒子在磁场中的运动时间和位移，结合pc板的匀速运动，联立求解其速度。
1 / 1广东汕头市金山中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷
1．我国科学家利用“中国散裂中子源”装置进行金属靶实验时，用高能质子束轰击金属钨靶，有少数质子发生大角度偏转，该现象能够说明（　　）
A．质子发生大角度偏转是质子与原子中的电子碰撞造成的
B．原子中有带正电的原子核
C．原子核由质子和中子组成
D．质子受到钨原子核的库仑引力
【答案】B
【知识点】α粒子的散射
【解析】A：电子质量远小于质子，质子与电子碰撞不会发生大角度偏转，故 A 错误；
B：少数质子大角度偏转，是受到带正电的钨原子核的库仑斥力，说明原子内存在体积小、带正电的原子核，故 B 正确；
C：该偏转现象无法证明原子核由质子和中子组成，故 C 错误；
D：质子与钨原子核均带正电，相互作用力为库仑斥力而非引力，故 D 错误；
故答案为：B。
【分析】
A：考查粒子碰撞规律，电子质量太小，无法使质子大角度偏转；
B：考查 α 粒子散射实验原理迁移，大角度偏转证明原子核带正电、质量集中在核上；
C：考查原子核组成的探测条件，该实验不能揭示原子核内部构成；
D：考查同种电荷相互作用规律，正电荷之间为斥力。
2．在天宫课堂“奇妙乒乓球”实验中，航天员在空间站中挤出一滴水珠，水珠呈球形漂浮在空中。当航天员使用普通球拍轻轻拍打水珠时，水珠会粘在球拍上；当使用特殊材料制成的球拍轻轻拍打水珠时，水珠被弹开。关于上述现象，下列说法正确的是（　　）
A．水珠在空间站中不受万有引力
B．水珠呈球形是因为表面层只存在分子间引力
C．水珠粘在普通球拍上是因为水与普通球拍发生浸润现象
D．只有在太空站中才能发生浸润与不浸润现象
【答案】C
【知识点】分子间的作用力；卫星问题；液体的表面张力；浸润和不浸润
【解析】【解答】A：空间站内水珠仍受地球万有引力，万有引力充当向心力做圆周运动，处于完全失重状态，故 A 错误；
B：液体表面层分子同时存在分子引力与斥力，水珠呈球形是液体表面张力作用的结果，故 B 错误；
C：水与普通球拍发生浸润，因此拍打后水珠粘附在球拍表面，特殊材料和水不浸润，水珠被弹开，故 C 正确；
D：浸润、不浸润是液体与固体接触面的分子作用现象，地面环境同样可以发生，并非只在太空站内存在，故 D 错误；
故答案为：C。
【分析】A：考查完全失重的本质，万有引力提供环绕向心力，物体并非不受引力；
B：考查分子力与表面张力，分子间引力、斥力始终共存，表面张力使液体收缩成球形；
C：考查浸润、不浸润的现象特点，浸润时液体附着固体表面；
D：考查浸润现象的发生条件，地面常态环境也可出现浸润与不浸润。
3．中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料。如图所示为某合成云母的微观结构示意图，在该单层云母片涂上薄薄的石蜡并加热时，融化的石蜡呈现椭圆状，则该合成云母（　　）
A．各向同性 B．有固定的熔点
C．没有规则的外形 D．是非晶体
【答案】B
【知识点】晶体和非晶体
【解析】【解答】融化石蜡呈椭圆，说明云母不同方向物理性质不同，为各向异性晶体；晶体具有固定熔点。
A：晶体各向异性，并非各向同性，故 A 错误；
B：该物质为晶体，晶体有固定熔点，故 B 正确；
C：晶体微观结构规则，但宏观外形可以不规则，不能由此判定外形，故 C 错误；
D：具有各向异性、规则微观排布，属于晶体而非非晶体，故 D 错误；
故答案为：B。
【分析】A：考查晶体各向异性特点，石蜡呈椭圆体现不同方向浸润能力不同；
B：考查晶体基本性质，晶体拥有固定熔点，非晶体无固定熔点；
C：考查晶体外形规律，晶体宏观外形受加工影响可不规则；
D：区分晶体与非晶体，微观有序、各向异性是晶体特征。
4．在中国新一代黄河重卡的驾驶室座椅内，标配有四个气囊减震装置，在路面不平的情况下能有效减弱座椅的颠簸。气囊内有绝热涂层，关于气囊内的气体（可视为理想气体）。下列说法中正确的是（　　）
A．若黄河重卡突然驶过颠簸路面，座椅下沉挤压气囊时，气体温度升高，内能增大
B．若黄河重卡突然驶过颠簸路面，座椅下沉挤压气囊时，气体温度不变，内能不变
C．在被压缩的气囊回弹恢复原状过程中，气体温度升高，内能增大
D．在被压缩的气囊回弹恢复原状过程中，气体温度不变，内能不变
【答案】A
【知识点】热力学第一定律及其应用
【解析】【解答】气囊带绝热涂层，过程绝热；理想气体内能只由温度决定，
A：座椅下沉挤压气体，外界对气体做功，由，内能增大、温度升高，故A正确；
B：压缩过程外界做功，内能、温度均升高，故B错误；
C：气囊回弹，气体对外做功，绝热，内能减小、温度降低，故C错误；
D：回弹过程内能减小、温度下降，故D错误；
故答案为：A。
【分析】A、B：考查绝热压缩热力学第一定律，外界做功全部转化为气体内能；
C、D：考查绝热膨胀规律，气体对外做功，内能减小、温度降低。
5．图为一定质量理想气体的图像，该气体经历了的变化过程，其中反向延长线过坐标原点，平行于轴，则该气体（　　）
A．从过程中，外界对它做正功
B．在状态的热力学温度为
C．从过程中，向外界放出热量
D．在两状态的压强之比为
【答案】D
【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；气体的等压变化及盖-吕萨克定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】A．从过程中，气体体积增加，则外界对它做负功，A错误；
B．从过程中，气体发生等压变化，则根据，可得在状态的热力学温度为，B错误；
C．从过程中，气体体积不变，则W=0，温度升高，则内能增加，即 U>0，根据热力学第一定律 U=W+Q可知，Q>0，即气体从外界吸收热量，C错误；
D．根据，可得在两状态的压强之比为，D正确。
故答案为：D。
【分析】A：考查等压变化体积变化与做功，体积膨胀气体对外做功；
B：考查盖–吕萨克定律求热力学温度；
C：考查等容变化热力学第一定律，升温内能增加，气体吸热；
D：分步用等压、查理定律求压强比值。
6．将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．容器中的液体可能是水银
B．若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高
C．若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同
D．图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部
【答案】D
【知识点】浸润和不浸润；毛细现象
【解析】【解答】本题考查了浸润与不浸润现象，毛细现象是浸润与不浸润现象的具体运用，基础题。A．水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中是呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误；
B．在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管齐平，故B错误；
C．在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误；
D．图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确；
故选D。
【分析】根据水银在玻璃表面不浸润，有收缩趋势分析判断；毛细现象是表面张力和重力平衡形成，在太空处于失重状态时液面都和毛细管相平；不同液体密度不同，粗细不同的玻璃管里面液体重力不同，在表面张力作用下两毛细管中的高度差不一定相同；图中为浸润现象，有扩张趋势，分子间的作用力表现为斥力，说明毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部。
7．如图是汞原子的能级图，汞原子从n=3能级跃迁到n=1能级时产生a光。真空中一对半径均为0.5d的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为0.25d的圆形钙金属薄膜，钙的逸出功W0=3.20eV。Q板受到a光持续照射后，只有薄膜区域的电子可逸出。现将两金属板P、Q与灵敏电流计G、电压UPQ可调的电源连接成如图所示的电路。电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，以下说法正确的是（　　）
A．逸出的光电子动能为7.7 eV
B．当电压调整到UPQ=-3.2 V时，灵敏电流计示数恰好为0
C．当UPQ≥288 V时，灵敏电流计示数达到最大值
D．若用汞原子从n=4能级跃迁到n=1能级的光照射Q板，且光强同a光，则饱和光电流一定变大
【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【解答】先算光子能量：，由光电效应，
A：是光子能量，光电子动能介于，并非固定，故A错误；
B：遏止电压满足，为反向电压、才截止，还有光电流，故B错误；
C：光电子沿Q面平行飞出时，水平位移、竖直间距，类平抛：，，联立解得，所有光电子均可到达P，电流饱和，故C正确；
D：光子能量更大，同光强则光子数变少，饱和光电流变小，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A：考查光电效应方程，区分光子能量与光电子最大初动能；
B：考查遏止电压定义，最大初动能对应反向遏止电压；
C：考查类平抛临界临界电压，平行极板飞出的光电子最难到达P，此电压为饱和临界电压；
D：考查饱和光电流规律，光子能量变大、同光强时光子数目减少，饱和光电流减小。
8．我国正在开展空气中PM2.5浓度的监测工作，PM2.5是指空气中直径小于2.5微米的悬浮颗粒物，其漂浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，吸入后会进入血液对人体形成危害。矿物燃料燃烧的排放是形成PM2.5的主要原因，下列说法中正确的是（　　）
A．周围大量空气分子对PM2.5碰撞不平衡会使其做无规则运动
B．尘土飞扬也是布朗运动
C．布朗运动不能证明组成PM2.5颗粒的分子在做无规则运动
D．布朗运动的剧烈程度与温度有关，所以布朗运动又叫做分子的热运动
【答案】A,C
【知识点】布朗运动
【解析】【解答】A：PM2.5 做布朗运动，成因是周围空气分子从各个方向碰撞颗粒物，受力不平衡引发无规则运动，故 A 正确；
B：尘土飞扬是气流作用下的宏观颗粒机械运动，颗粒尺寸太大，不属于布朗运动，故 B 错误；
C：布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映空气分子无规则热运动，不能证明 PM2.5 颗粒自身的分子在无规则运动，故 C 正确；
D：布朗运动是悬浮颗粒的运动，并非分子热运动，分子热运动是微观分子的无规则运动，二者概念不同，故 D 错误；
故答案为：AC。
【分析】A：考查布朗运动产生机理，液体 / 气体分子无规则碰撞造成颗粒受力不均衡；
B：区分宏观机械运动与布朗运动，飞扬尘土受气流主导，不是布朗运动；
C：考查布朗运动的物理意义，间接证明介质分子热运动，和颗粒自身分子无关；
D：辨析布朗运动与分子热运动，布朗运动是宏观颗粒运动，分子热运动是微观分子运动。
9．如图是某液面高度测量仪内部的原理图，该仪器通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低，容器中的导电液体和导电芯柱分别是电容器的两个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路。容器内的导电液体与大地相连，若某时刻线圈内的磁场方向向右，且正在减弱，则该时刻（　　）
A．磁场能正向电场能转化
B．电容器两极板间电压正在减小
C．若容器内液面升高，则LC振荡电路的频率变大
D．导电芯的电势高于导电液的电势
【答案】A,D
【知识点】电容器及其应用；电磁振荡
【解析】【解答】线圈磁场向右且正在减弱，说明LC电路处于充电阶段，磁场能转化为电场能，
A：充电过程磁场能不断转化为电容器的电场能，故A正确；
B：充电时电容器电荷量增大，由，极板电压变大，故B错误；
C：液面升高，两极正对面积变大，电容增大；由，变大则振荡频率减小，故C错误；
D：由安培定则，线圈电流从导电液体（接地，电势0）流向导电芯，充电时导电芯带正电，电势高于导电液体电势，故D正确；
故答案为：AD。
【分析】A：考查LC振荡充电能量转化规律，充电：磁能→电能；放电：电能→磁能；
B：考查电容电压公式，充电带电量增加，极板电势差升高；
C：考查圆柱形电容器电容与振荡频率，液面升高；
D：考查安培定则与电势高低判断，接地液体电势为零，芯极带正电电势更高。
10．1899年，俄国物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，我们将光对物体单位面积的压力叫压强或光压。已知频率为v的光子的动量为，式中h为普朗克常量（h=6.63×10-34 J·s），c为光速（c=3×108 m/s），某激光器发出的激光功率为P=1000 W，该光束垂直射到某平整元件上，其光束截面积为S=1.00 mm2，该激光的波长λ=500 nm，下列说法正确的有（　　）
A．该激光器单位时间内发出的光子数可表示为
B．该激光能使金属钨（截止频率为1.095×1015 Hz）发生光电效应
C．该激光能使处于第一激发态的氢原子（E2=-3.4 eV=-5.44×10-19 J）电离
D．若该光束可被元件完全吸收，则其产生的光压约为3.33 Pa
【答案】A,D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应；光子及其动量
【解析】【解答】A：设单位时间光子数，，故A正确；
B：激光频率，小于钨截止频率，不能光电效应，故B错误；
C：光子能量，小于电离所需最小能量，无法电离，故C错误；
D：完全吸收，单个光子动量变化，单位时间总动量变化；
光压，代入，，故D正确；
故答案为：AD。
【分析】A：由功率与单个光子能量关系推导光子数表达式；
B：由求频率，对比截止频率判断光电效应；
C：计算光子能量，对比氢原子第一激发态电离能；
D：动量定理求作用力，结合压强定义计算光压。
11．在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为1∶500，用注射器和量筒测得1 mL上述溶液50滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开。
（1）本实验中的理想化假设：
①将油酸分子视为球形；
②　 　；
③油酸分子是紧挨在一起的。
（2）测得油膜的面积约为160 cm2，则油酸分子的直径是　 　m；（结果保留2位有效数字）
（3）某同学计算出的结果明显偏大，可能的原因是（　　）
A．配好的油酸酒精溶液放置时间过长，部分酒精已挥发
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL的溶液的滴数多记了几滴
【答案】（1）油膜看成单分子层
（2）
（3）B
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油膜看成单分子层；油酸分子是紧挨在一起的。
故答案为：油膜看成单分子层
（2）1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
故答案为：
（3）某同学计算出的结果明显偏大，根据
A．配好的油酸酒精溶液放置时间过长，部分酒精已挥发，则油酸酒精溶液的浓度偏大，形成的油膜面积偏大，使得分子直径测量值偏小，故A错误；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积S测量值偏小，使得分子直径测量值偏大，故B正确；
C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴，则纯油酸的体积测量值偏小，使得分子直径测量值偏小，故C错误。
故答案为：B。
【分析】(1) 油膜法核心模型：单分子平铺、分子球形、紧密排列；
(2) 先根据稀释倍数、每毫升滴数求纯油酸体积，再由计算分子直径；
(3) 误差分析：偏大或偏小都会造成直径计算结果偏大。
（1）本实验中做了三点理想化假设：将油酸分子视为球形；油膜看成单分子层；油酸分子是紧挨在一起的。
（2）1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
（3）某同学计算出的结果明显偏大，根据
A．配好的油酸酒精溶液放置时间过长，部分酒精已挥发，则油酸酒精溶液的浓度偏大，形成的油膜面积偏大，使得分子直径测量值偏小，故A错误；
B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积S测量值偏小，使得分子直径测量值偏大，故B正确；
C．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴，则纯油酸的体积测量值偏小，使得分子直径测量值偏小，故C错误。
故选B。
12．某物理实验小组的同学想制作一个温控报警器，他们从网上购买了一个热敏电阻，热敏电阻说明书上标出了该热敏电阻不同温度下的阻值，如下表所示：
t/℃ 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0
RT/Ω 2400.0 1500.0 1150.0 860.0 435.0 120.0
（1）实验小组的小王同学先用多用电表粗略测量常温下该热敏电阻的阻值，当时环境温度为22 ℃，他用多用电表电阻挡选“×100”倍率测量时，正确操作后多用电表指针如图甲所示，读出常温下该热敏电阻的阻值为　 　Ω。
（2）实验小组的小张同学又设计如图乙所示的电路来精确测量常温下该热敏电阻的阻值。操作步骤如下：①正确连接实验电路后，调节滑动变阻器R的滑片至左端；
②闭合S1、S2，快速调节滑动变阻器R的滑片，使电流表和电压表指针有明显偏转，分别记下电流表、电压表的示数I1、U1；
③保持滑动变阻器R的滑片位置不动，快速断开S2，分别记下此时电流表、电压表的示数I2、U2，则待测电阻RT=　 　（用I1、U1、I2、U2表示）。
小张同学测完电阻后忘记断开开关S1，过一段时间后，小刘同学又重复这一实验，再一次测量常温下热敏电阻的阻值，操作过程和电表读数都完全正确，但测出的热敏电阻的阻值却比小张同学测出的值偏小，最可能的原因是　 　。
（3）利用该热敏电阻制作温控报警器，其电路原理如图丙所示，图中电源电动势为10 V，内阻可不计，报警系统接在ab之间，当ab之间的输出电压高于6.0 V时，便触发报警器报警，如果要使报警温度达到60.0 ℃时报警系统报警，电阻箱应调到　 　Ω，如果要使报警温度更高一点，应该将电阻箱的电阻调　 　（选填“大”或“小”）一点。
【答案】（1）1400
（2）；电流较长时间通过热敏电阻，热敏电阻产生焦耳热而温度升高阻值减小
（3）180；小
【知识点】电压表、电流表欧姆表等电表的读数；伏安法测电阻；特殊方法测电阻
【解析】【解答】（1）多用电表指针如图甲所示，读出常温下该热敏电阻的阻值为14×100Ω＝1400Ω
故答案为：1400
（2）由题意结合欧姆定律可知，，解得
测出的热敏电阻的阻值却比小张同学测出的值偏小，最可能的原因是忘记断开开关S1，电流通过热敏电阻，温度升高后电阻阻值减小。
故答案为：；电流较长时间通过热敏电阻，热敏电阻产生焦耳热而温度升高阻值减小
（3）若要求开始报警时环境温度为60℃，此时，由，解得电阻箱阻值应调为，如果要使报警温度更高一点，热敏电阻的阻值更小，由
可得，应该将电阻箱的电阻调小。
故答案为：180；小
【分析】(1) 欧姆表读数=刻度×倍率；
(2) 利用两次开关通断、滑动变阻器不动，列两组欧姆定律消R0求待测电阻；负温度系数热敏电阻升温阻值下降；
(3) 串联分压原理，固定报警电压，温度升高热敏电阻变小，对应电阻箱阻值要减小。
（1）多用电表指针如图甲所示，读出常温下该热敏电阻的阻值为14×100Ω＝1400Ω
（2）[1] 由题意结合欧姆定律可知，
解得
[2] 测出的热敏电阻的阻值却比小张同学测出的值偏小，最可能的原因是忘记断开开关S1，电流通过热敏电阻，温度升高后电阻阻值减小。
（3）[1]若要求开始报警时环境温度为60℃，此时，由
解得电阻箱阻值应调为
[2]如果要使报警温度更高一点，热敏电阻的阻值更小，由
可得，应该将电阻箱的电阻调小。
13．如图所示，上端开口、下端封闭的足够长光滑气缸（右侧带有足够长且上端开口的细玻璃管）竖直固定在调温装置内。气缸导热性能良好，用活塞封闭一定质量理想气体。现用调温装置对封闭气体缓慢加热，T1=300K时，活塞刚开始向上运动且细玻璃管内水面与气缸内水面的高度差h=1m，此时缸内气体的体积V1=2×10-3m3；继续缓慢加热至温度T2=330K，活塞移动至某一位置后静止不动；保持温度不变，锁定活塞，再缓慢地从细玻璃管中抽出部分水直至细玻璃管内的水面与缸内的水面相平，达到最终状态。已知从T1到最终状态，气体吸收的热量为Q=116.6J；从T2到最终状态，气体对外做功为W1=19.4J，大气压强p0=1×105pa，水的密度ρ=1×103kg/m3。求：
（1）气体在最终状态时的体积；
（2）从T1到最终状态气体内能的变化量。
【答案】（1）解：从到最终状态，根据理想气体状态方程
其中，，
解得
（2）解：从缓慢加热至，气体状态变化为等压变化
气体对外做功为
解得
根据热力学第一定律
解得
【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；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】(1) 初态由液体高度求压强，初末态压强、温度均已知，直接用理想气体状态方程求末态体积；
(2) 分两段做功：等压升温做功+等温膨胀做功，总功为两段做功之和，再由热力学第一定律计算内能变化。
（1）从到最终状态，根据理想气体状态方程
其中，，
解得
（2）从缓慢加热至，气体状态变化为等压变化
气体对外做功为
解得
根据热力学第一定律
解得
14．某兴趣小组用模型飞机设计了如图所示的电磁阻拦系统。当模型飞机着陆时，关闭动力系统，通过绝缘阻拦索钩住水平面内平行导轨上的金属棒ab，飞机与金属棒ab在垂直纸面向内的匀强磁场中共同滑行S=3m后停下。已知ab被钩住后瞬间与飞机的共同速度为v0=3 m/s，导轨间距L为1 m，定值电阻R=1 Ω，ab接入电路的电阻r=2 Ω，不计导轨电阻。除电磁阻力外，忽略其他阻力。以ab初始位置为起点，ab两端电压U的初始值是1 V，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B；
（2）棒ab、阻拦索与飞机的总质量m；
（3）全程定值电阻R产生的焦耳热Q？
【答案】（1）解：金属棒切割磁感线产生的电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得ab两端电压
联立解得
（2）解：根据动量定理，有
电流为
电动势为
联立解得
（3）解：根据能量守恒可知产生的总热量为
全程定值电阻R产生的焦耳热
解得
【知识点】电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】(1) 动生电动势结合串联分压规律求解磁感应强度；
(2) 安培力冲量结合平均电荷量，利用动量定理求总质量；
(3) 动能全部转化为电路总焦耳热，根据串联电阻功率分配求的焦耳热。
（1）金属棒切割磁感线产生的电动势为
根据闭合电路欧姆定律可得ab两端电压
联立解得
（2）根据动量定理，有
电流为
电动势为
联立解得
（3）根据能量守恒可知产生的总热量为
全程定值电阻R产生的焦耳热
解得
15．如图，在xOy坐标系中，在区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，区域内存在垂直xOy平面向外的匀强磁场。ab和pc是两块厚度不计的绝缘挡板，ab平行x轴放置且b端固定在处，a端可沿着x轴负方向伸缩从而改变板的长度；足够长的pc板沿y轴竖直放置，初始时刻其下端点p位于处，与ab的b端重合但不粘连。某时刻，一个电荷量为、质量为m的粒子，在位置以沿方向的初速度开始运动，之后从点进入区域，此时pc板立刻沿方向做匀速运动，粒子经过偏转后垂直到达处的平面，并最终垂直打在pc板上被吸收。已知所有粒子均不会打在ab上表面，当粒子打在ab下表面时将原速反弹，若不计粒子的重力，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）pc板运动速度的大小。
【答案】解：（1）解：设粒子在电场中做类平抛运动的时间为t，加速度大小为a，则
沿x轴负方向有
沿y轴负方向
由牛顿第二定律
解得
（2）解：设粒子到达y轴时速度方向与y轴负方向的夹角为，有
则粒子进入磁场的速度大小为
且，粒子垂直到达ab所在水平面，轨迹如图I所示，由几何关系
解得
由洛伦兹力提供向心力
解得
（3）解：粒子在磁场中运动的周期
若粒子没有与ab板碰撞而直接打在pc板上，可得粒子在磁场中运动的时间为
若粒子与ab碰撞n次后垂直打在pc板上，则粒子运动的时间t满足
pc板运动的位移，
联立解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】（1）本题考查带电粒子在匀强电场中的类平抛运动，关键是将运动分解为水平和竖直方向，利用运动学公式和牛顿第二定律联立求解电场强度。
（2）本题考查带电粒子在匀强磁场中的圆周运动，需先求出粒子进入磁场的速度，再通过几何关系确定轨道半径，最后由洛伦兹力公式求解磁感应强度。
（3）本题考查粒子运动与pc板运动的综合问题，需分析粒子在磁场中的运动时间和位移，结合pc板的匀速运动，联立求解其速度。
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