2024-2025学年安徽省亳州市高二（下）期末物理试卷（含解析）

2024-2025学年安徽省亳州市高二（下）期末物理试卷
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．（4分）电子发射断层显像（PET）是一种先进的医疗成像技术，常利用氟的放射性衰变来标记药物，从而对人体内部器官进行成像。氟的半衰期约为110分钟，其衰变方程为，以下关于该衰变过程的说法正确的是（　　）
A．X为正电子
B．给氟施加高压，其半衰期会缩短
C．氟衰变时，释放能量，所以质量数不守恒
D．若有100个氟原子核，经过220分钟后，大约还剩下25个未衰变
2．（4分）太阳能路灯在白天能将光能转化为电能并储存，其核心部件是利用光电效应原理工作的光伏电池板。已知某光伏电池板材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，真空中光速为c。已知太阳光中的蓝光（真空中波长为λ）可以使光伏电池板发生光电效应，下列说法正确的是（　　）
A．红光一定不能使该光伏电池板发生光电效应
B．蓝光照射光伏电池板，逸出光电子的初动能均为
C．中午太阳光光照强度大，逸出光电子最大初动能大
D．紫外线一定能使该光伏电池板发生光电效应
3．（4分）某商场为提升购物体验，引入了5G室内导航系统，通过发射特定频率的电磁波实现对顾客位置的精准定位。已知该系统使用的电磁波频率高于4G网络。关于这些电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．相比4G网络的电磁波，5G室内导航使用的电磁波更容易发生衍射现象
B．这些电磁波能在真空中传播，且传播速度随频率增大而增大
C．5G室内导航使用的电磁波可以发生偏振现象
D．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
4．（4分）在工业生产中，为增强两块金属部件间的结合强度，常采用“扩散焊”技术：将两部件紧密贴合后，在高温、高压环境下保持一段时间，使两金属界面处的原子相互渗透。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．两金属原子能够相互渗透，说明分子间只有引力没有斥力
B．温度越高，金属原子的热运动越剧烈，越有利于扩散过程
C．扩散完成后，金属部件交界处的原子停止无规则运动
D．温度升高，所有金属原子动能均增大
5．（4分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻部分波形图如图甲所示，此时质点M的振动方向沿y轴正方向。经过0.6s，部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．该波可能沿x轴负方向传播
B．该波的波速可能为10m/s
C．0﹣0.6s质点M振动的路程一定为10cm
D．若此波遇到宽度为10m的障碍物，不能发生衍射现象
6．（4分）在水下同一竖直线上依次放置红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七个单色光点光源，从水面上方观察，看到的亮光区域全部呈现白光。则下列说法正确的是（　　）
A．g为紫光
B．a光频率最大
C．a光在水面发生全反射的临界角最小
D．用相同装置做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹间距最小
7．（4分）光滑水平地面上，轻质弹簧一端固定在墙上，另一端与物块P连接，以弹簧原长位置为坐标原点O，水平向右为正方向。从图甲所示位置开始计时，P的加速度随时间变化关系图像如图乙所示，则P的速度v、位移x、回复力F随时间t变化图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．（4分）用一条均匀细导线（外包绝缘材料）制成甲、乙两个圆环，连接部分导线极短。两圆环分别按图1和图2所示方式绕制，已知甲、乙圆环半径之比为2：1。整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大。下列说法正确的是（　　）
A．图1中甲圆环中的感应电流方向为逆时针
B．图2中乙圆环中的感应电流方向为顺时针
C．图1和图2的回路电动势之比为5：3
D．图1和图2的回路电流之比为1：1
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）9．（5分）有一河流，河水流量为Q＝4m3/s，落差为h＝5m。现利用其发电，已知重力加速度g＝10m/s2，水的密度ρ＝1×103kg/m3，水电站总效率为50%，发电机输出电压U1＝250V。升压变压器原、副线圈匝数比为1：10，输电线总电阻R＝2Ω。变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　）
A．发电机的输出功率为1×105W
B．输电线上损耗功率为6400W
C．输电线上的电流为40A
D．输电线上损失电压为80V
（多选）10．（5分）在水平地面上，固定着两条足够长且平行的光滑金属导轨，导轨间距L＝1m。整个空间存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。导轨上静置着两个导体棒a、b，其质量分别为ma＝0.1kg、mb＝0.3kg，电阻分别为Ra＝1Ω、Rb＝3Ω。在t＝0时刻，对导体棒a施加水平方向的外力F1使其向右运动，同时，对导体棒b施加水平外力F2使b始终保持静止。当t＝2s时，导体棒a速度为v0＝8m/s，此刻同时撤去外力F1和F2。已知导体棒a、b的长度与导轨间距相等，且始终与导轨保持良好接触，不计导轨电阻及一切阻力。下列说法正确的是（　　）
A．撤去外力后，导体棒b先做加速运动，再做减速运动，最终停止运动
B．t＝2s时，回路电流为2A
C．撤去外力后，导体棒b所能达到的最大速度为4m/s
D．从撤去外力到最终稳定状态过程中，导体棒a产生的焦耳热为0.6J
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11．某实验小组利用如图所示的装置探究一定质量气体的等温变化规律。装置由导热性能良好的注射器、压强传感器、数据采集器和计算机组成。实验时，将一定质量的气体封闭在注射器内，缓慢推动活塞改变气体体积，同时记录气体的压强和体积数据，环境温度保持不变。
（1）实验前，在活塞与注射器壁间涂抹润滑油，其主要目的是　 　 。
A．减小活塞与注射器壁的摩擦
B．防止气体泄漏，保证气体质量不变
C．使活塞更容易推动
D．提高活塞的密封性，避免外界热量传入
（2）若实验中封闭气体的初始体积为V1，压强为p1；缓慢推动活塞使气体体积变为V2，根据玻意耳定律，此时气体的压强理论值应为　 　 （用p1、V1、V2表示）。
（3）在实验数据处理时，为了更直观地展示压强与体积的关系，除了绘制图像，还可以绘制的图像有　 　 。
A．p﹣V图像
B．V﹣p图像
C．图像
D．图像
12．实验小组利用如图甲所示装置验证动量守恒，实验步骤如下：
Ⅰ．将固定有半圆仪的支架放在平整水平桌面上，支架底部木板上铺吹塑纸（作为缓冲垫）并用胶带将其粘贴在木板上，测量出半圆仪刻度圆弧半径R（即入射小球的球心到O点距离）；
Ⅱ．用细线一端连接入射小球，另一端用夹子将细线固定在圆心O点，确保小球下摆时球心轨迹与半圆仪刻度弧线重合；
Ⅲ．将被碰小球放在可移动升降平台上，简化图示如图乙所示，改变平台高度，直至两小球球心处在同一水平线上，确保两小球发生正碰；
Ⅳ．打开手机录像慢放功能，将入射小球拉起至某一位置，记下初始角度α，随即由静止状态释放，小球发生正碰，观察并记录入射小球碰撞后摆起的最大角度及被碰小球做平抛运动在吹塑纸上留下的痕迹，重复上述操作过程10次；
Ⅴ．用圆规画圆的方法确定被碰小球的平均落地点，记为P点；
Ⅵ．测量被碰小球做平抛运动的高度h，用直角三角板确定出抛出点，并找到被碰小球抛出点在吹塑纸所在平面的投影点，记做O′点；量出O′点到P点的距离s。
根据上述实验内容回答下列问题：
（1）以下关于实验操作的说法，正确的是 　 　 。
A．实验时，两小球质量必须满足入射小球质量大于被碰小球质量
B．步骤Ⅴ中，重复上述操作过程10次是为了减小系统误差
C．两小球半径必须一致
D．用手机录像、慢放功能是为了准确测出入射小球碰撞后上摆的最大角度
（2）入射小球碰撞前瞬间速度大小为 　 　 ，被碰小球碰后速度大小为 　 　 （两空均用R、α、g、h、s表示）。
（3）为了验证动量守恒，还需要测量的物理量有 　 　 。
A．两个小球的半径
B．入射小球碰撞后摆起的最大角度
C．入射小球质量
D．被碰小球质量
13．小明在实验室用如图所示的装置研究气体热膨胀现象。一个横截面积为S＝0.2m2的绝热气缸竖直放置在水平面上，质量为m＝0.5kg的光滑活塞将一定质量的理想气体封闭在缸内。初始时，气体温度为T0＝300K，活塞距缸底的距离为L0＝10cm，大气压强为。现通过电热丝对气体加热，活塞缓慢移动，加热时间为t＝60s，电热丝的电流I＝2A，电阻恒为R＝5Ω，加热后气体温度升高至T1＝450K。不计活塞厚度、气体泄漏以及金属丝的体积，活塞始终处于水平状态。取重力加速度g＝10m/s2，电热丝产生的热量可以迅速被气体全部吸收，求：
（1）加热后活塞距缸底的距离；
（2）整个加热过程气体内能的变化量。
14．如图所示，质量为M＝1kg的木块B，静置在光滑水平面上，B左端紧靠光滑墙面，其上固定一竖直轻杆，杆的上端O点系一长度为1.8m不可伸长的细线，细线另一端系一质量为2M的小球A（大小不计），现将A球向左拉起使细线水平且恰好伸直，并由静止释放，运动过程中A球不会与其他物体发生碰撞，轻杆始终处于竖直状态，不计一切阻力，重力加速度为g＝10m/s2。求：
（1）A球到达最低点时绳子拉力大小；
（2）A球通过最低点后，向右摆的最大高度；
（3）B物块的最大速度。
15．如图所示，平行板电容器水平放置，上极板接电源正极，下极板接电源负极，两极板间电势差为U，板间距为d。极板间存在垂直于纸面的匀强磁场，在竖直线PQ右侧存在足够大的匀强磁场区域，以ON为分界线将该区域磁场分为两部分：区域Ⅰ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；区域Ⅱ内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B，已知∠QON＝60°。现有一电子，电荷量大小为e，质量为m，以初速度v水平向右射入电容器，并沿直线通过电容器，之后垂直通过PQ，且电子第一次经过ON时速度方向与ON垂直。电子重力不计，求：
（1）平行板电容器间磁感应强度；
（2）电子从通过PQ开始到第一次经过ON所需的时间；
（3）以O点为坐标原点，ON方向为x轴正方向，求电子第n次经过ON时的位置坐标。
2024-2025学年安徽省亳州市高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 A D C B B A A C
二．多选题（共2小题）
题号 9 10
答案 ACD BD
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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．（4分）电子发射断层显像（PET）是一种先进的医疗成像技术，常利用氟的放射性衰变来标记药物，从而对人体内部器官进行成像。氟的半衰期约为110分钟，其衰变方程为，以下关于该衰变过程的说法正确的是（　　）
A．X为正电子
B．给氟施加高压，其半衰期会缩短
C．氟衰变时，释放能量，所以质量数不守恒
D．若有100个氟原子核，经过220分钟后，大约还剩下25个未衰变
【解答】解：A．根据衰变方程，核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒，根据电荷数守恒：9＝8+1，质量数守恒：18＝18+0，故X为（正电子），故A正确；
B．半衰期由原子核内部结构决定，与外界条件（如高压）无关，故B错误；
C．衰变释放能量，但质量数守恒，故C错误；
D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，少量原子核不适用。100个原子核经过220分钟（2个半衰期）后，未衰变的原子核数目无法确定，故D错误。
故选：A。
2．（4分）太阳能路灯在白天能将光能转化为电能并储存，其核心部件是利用光电效应原理工作的光伏电池板。已知某光伏电池板材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，真空中光速为c。已知太阳光中的蓝光（真空中波长为λ）可以使光伏电池板发生光电效应，下列说法正确的是（　　）
A．红光一定不能使该光伏电池板发生光电效应
B．蓝光照射光伏电池板，逸出光电子的初动能均为
C．中午太阳光光照强度大，逸出光电子最大初动能大
D．紫外线一定能使该光伏电池板发生光电效应
【解答】解：A．蓝光能发生光电效应，说明蓝光频率满足，但红光的频率也可能大于截止频率，此时红光也能发生光电效应，故A错误；
B．根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能为，但实际初动能分布在0到Ekmax之间，故B错误；
C．光电子最大初动能仅由入射光频率决定，与光照强度无关。光照强度大仅增加光电子数目，不影响最大初动能，故C错误；
D．紫外线波长比蓝光更短，频率更高。已知蓝光频率满足条件，紫外线频率必然更高，一定满足，因此一定能发生光电效应，故D正确。
故选：D。
3．（4分）某商场为提升购物体验，引入了5G室内导航系统，通过发射特定频率的电磁波实现对顾客位置的精准定位。已知该系统使用的电磁波频率高于4G网络。关于这些电磁波，下列说法正确的是（　　）
A．相比4G网络的电磁波，5G室内导航使用的电磁波更容易发生衍射现象
B．这些电磁波能在真空中传播，且传播速度随频率增大而增大
C．5G室内导航使用的电磁波可以发生偏振现象
D．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在
【解答】解：A．5G室内导航使用的电磁波频率更高，根据，相比4G网络的电磁波，5G波长更短；由于波长越长越容易发生衍射现象，所以5G室内导航使用的电磁波更不容易发生衍射现象，故A错误；
B．所有电磁波在真空中的传播速度均为光速c＝3×108m/s，与频率无关，故B错误。
C．偏振是横波的特性，电磁波是横波，因此无论频率高低均可发生偏振现象，故C正确。
D．麦克斯韦通过理论预言了电磁波的存在，但实验证实由赫兹完成，故D错误。
故选：C。
4．（4分）在工业生产中，为增强两块金属部件间的结合强度，常采用“扩散焊”技术：将两部件紧密贴合后，在高温、高压环境下保持一段时间，使两金属界面处的原子相互渗透。关于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．两金属原子能够相互渗透，说明分子间只有引力没有斥力
B．温度越高，金属原子的热运动越剧烈，越有利于扩散过程
C．扩散完成后，金属部件交界处的原子停止无规则运动
D．温度升高，所有金属原子动能均增大
【解答】解：A．分子间同时存在引力和斥力，两金属原子能够相互渗透是因分子热运动，故A错误；
B．温度升高，原子热运动加剧，扩散速率加快，有利于扩散过程，故B正确；
C．物质中的原子在永不停息地做无规则运动，扩散完成后仍会做无规则运动，故C错误；
D．温度升高，分子运动的平均动能增大，并非所有原子动能均增大，故D错误。
故选：B。
5．（4分）一列简谐横波沿x轴传播，t＝0时刻部分波形图如图甲所示，此时质点M的振动方向沿y轴正方向。经过0.6s，部分波形图如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．该波可能沿x轴负方向传播
B．该波的波速可能为10m/s
C．0﹣0.6s质点M振动的路程一定为10cm
D．若此波遇到宽度为10m的障碍物，不能发生衍射现象
【解答】解：A．t＝0时刻质点M沿y轴正方向振动，根据“同侧法”可知该波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．根据“同侧法”法，可知在图乙中，即t＝0.6s时刻质点M沿y轴负方向振动
所以从t＝0s到t＝0.6s，质点M振动的时间与周期的关系为
解得
由波形图可知波长为λ＝4m，则波速度为
可知当n＝1时v＝10m/s，故B正确；
C．由于周期存在多解，所以质点M振动的路程不确定，故C错误；
D．一切波都可以发生衍射现象，故D错误。
故选：B。
6．（4分）在水下同一竖直线上依次放置红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七个单色光点光源，从水面上方观察，看到的亮光区域全部呈现白光。则下列说法正确的是（　　）
A．g为紫光
B．a光频率最大
C．a光在水面发生全反射的临界角最小
D．用相同装置做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹间距最小
【解答】解：ABC．从水面上方观察，看到的亮光区域全部呈现白光，说明单色光射到水面的区域全部重合，所以a光全反射临界角最大，根据
可知，a光折射率最小，a光频率最小，g为紫光，a为红光，故A正确，BC错误；
D．a光频率最小，则a光波长最长，根据
可知，用相同装置做双缝干涉实验，a光相邻亮条纹间距最大，故D错误。
故选：A。
7．（4分）光滑水平地面上，轻质弹簧一端固定在墙上，另一端与物块P连接，以弹簧原长位置为坐标原点O，水平向右为正方向。从图甲所示位置开始计时，P的加速度随时间变化关系图像如图乙所示，则P的速度v、位移x、回复力F随时间t变化图像可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：AB．由图乙可知，t＝0时刻P沿x轴负方向运动，所以P的速度为负值，且正在减小，故A正确，B错误；
C．位移定义为平衡位置指向P所在位置的有向线段，t＝0时刻P的位移为负值，故C错误；
D．根据a可知，刚开始时刻由于加速度变大，则回复力F增大，故D错误。
故选：A。
8．（4分）用一条均匀细导线（外包绝缘材料）制成甲、乙两个圆环，连接部分导线极短。两圆环分别按图1和图2所示方式绕制，已知甲、乙圆环半径之比为2：1。整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大。下列说法正确的是（　　）
A．图1中甲圆环中的感应电流方向为逆时针
B．图2中乙圆环中的感应电流方向为顺时针
C．图1和图2的回路电动势之比为5：3
D．图1和图2的回路电流之比为1：1
【解答】解：A、图1中绕制的两个线圈，整个空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度随时间均匀增大，根据楞次定律可知，两个线圈中的感应电流方向均为顺时针方向，即图1甲圆环中的感应电流方向为顺时针，回路中总的电动势为甲、乙两圆环感应电动势之和，故A错误；
B、图2中绕制的两个线圈形成反串联，同理可知，图2甲、乙圆环中的感应电动势方向均为顺时针，但是回路中总的感应电动势等于甲、乙圆环感应电动势之差，根据
可知，甲圆环的感应电动势较大，回路中电流方向应该由甲决定，所以图2乙圆环中的感应电流方向为逆时针，故B错误；
C、设乙圆环面积为S，根据甲、乙圆环半径之比为2：1，可知甲圆环面积为4S，图1回路感应电动势为
图2回路感应电动势为
所以图1和图2回路电动势之比为，故C正确；
D、由于导线电阻确定，根据
结合上述解得图1和图2回路电流之比为5：3，故D错误。
故选：C。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
（多选）9．（5分）有一河流，河水流量为Q＝4m3/s，落差为h＝5m。现利用其发电，已知重力加速度g＝10m/s2，水的密度ρ＝1×103kg/m3，水电站总效率为50%，发电机输出电压U1＝250V。升压变压器原、副线圈匝数比为1：10，输电线总电阻R＝2Ω。变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　）
A．发电机的输出功率为1×105W
B．输电线上损耗功率为6400W
C．输电线上的电流为40A
D．输电线上损失电压为80V
【解答】解：A．每秒流水质量m＝ρQt
每秒水流重力势能Ep＝mgh
发电机输出功率，故A正确；
C．升压变压器副线圈电压，输电电流，故C正确；
B．输电线上损耗功率，故B错误；
D．输电线上损失电压U损＝IR，解得U损＝80V，故D正确。
故选：ACD。
（多选）10．（5分）在水平地面上，固定着两条足够长且平行的光滑金属导轨，导轨间距L＝1m。整个空间存在垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B＝1T。导轨上静置着两个导体棒a、b，其质量分别为ma＝0.1kg、mb＝0.3kg，电阻分别为Ra＝1Ω、Rb＝3Ω。在t＝0时刻，对导体棒a施加水平方向的外力F1使其向右运动，同时，对导体棒b施加水平外力F2使b始终保持静止。当t＝2s时，导体棒a速度为v0＝8m/s，此刻同时撤去外力F1和F2。已知导体棒a、b的长度与导轨间距相等，且始终与导轨保持良好接触，不计导轨电阻及一切阻力。下列说法正确的是（　　）
A．撤去外力后，导体棒b先做加速运动，再做减速运动，最终停止运动
B．t＝2s时，回路电流为2A
C．撤去外力后，导体棒b所能达到的最大速度为4m/s
D．从撤去外力到最终稳定状态过程中，导体棒a产生的焦耳热为0.6J
【解答】解：A、撤去外力后，回路中总电动势为E＝BLva﹣BLvb，因a做减速运动，b做加速运动，所以E减小。根据可知，电流I减小，两导体棒受到的安培力F＝BIL减小，根据牛顿第二定律得F＝ma，两棒的加速度在减小，当a、b速度相等，回路中电流为零，两棒不再受安培力，所以最终a、b两棒一起做匀速运动，故A错误；
B、t＝2s时，导体棒a速度为v0＝8m/s，回路电动势为E＝BLv0＝1×1×8V＝8V，回路电流为IA＝2A，故B正确；
C、撤去外力后，导体棒a、b组成的系统满足动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得mav0＝（ma+mb）v，解得v＝2m/s，即撤去外力后，导体棒b所能达到的最大速度为2m/s，故C错误；
D、从撤去外力到最终稳定状态过程中，由能量守恒得Qma（ma+mb）v2，解得Q＝2.4J。因a、b串联，所以从开始运动到最终稳定状态过程中，导体棒a产生的焦耳热为QaQ，解得Qa＝0.6J，故D正确。
故选：BD。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11．某实验小组利用如图所示的装置探究一定质量气体的等温变化规律。装置由导热性能良好的注射器、压强传感器、数据采集器和计算机组成。实验时，将一定质量的气体封闭在注射器内，缓慢推动活塞改变气体体积，同时记录气体的压强和体积数据，环境温度保持不变。
（1）实验前，在活塞与注射器壁间涂抹润滑油，其主要目的是　B　 。
A．减小活塞与注射器壁的摩擦
B．防止气体泄漏，保证气体质量不变
C．使活塞更容易推动
D．提高活塞的密封性，避免外界热量传入
（2）若实验中封闭气体的初始体积为V1，压强为p1；缓慢推动活塞使气体体积变为V2，根据玻意耳定律，此时气体的压强理论值应为　　 （用p1、V1、V2表示）。
（3）在实验数据处理时，为了更直观地展示压强与体积的关系，除了绘制图像，还可以绘制的图像有　C　 。
A．p﹣V图像
B．V﹣p图像
C．图像
D．图像
【解答】解：（1）在活塞与注射器壁间涂抹润滑油主要是为了防止气体泄漏，确保实验过程中封闭气体质量不变。虽然它能在一定程度上减小摩擦、使活塞推动更轻松，但这并非主要目的；由于注射器导热良好，无法依靠涂抹润滑油避免外界热量传入，故B正确，ACD错误。
故选：B。
（2）依据玻意耳定律，一定质量的气体在等温变化时，压强与体积的乘积恒定，即p1V1＝p2V2，由此可得
（3）由玻意耳定律pV＝C（C为常数），变形可得，所以以体积V为纵坐标，压强的倒数为横坐标绘制图像，会得到一条过原点的倾斜直线，能直观展示压强与体积成反比的关系，故C正确，ABD错误。
故选：C。
故答案为：（1）B；（2）；（3）C。
12．实验小组利用如图甲所示装置验证动量守恒，实验步骤如下：
Ⅰ．将固定有半圆仪的支架放在平整水平桌面上，支架底部木板上铺吹塑纸（作为缓冲垫）并用胶带将其粘贴在木板上，测量出半圆仪刻度圆弧半径R（即入射小球的球心到O点距离）；
Ⅱ．用细线一端连接入射小球，另一端用夹子将细线固定在圆心O点，确保小球下摆时球心轨迹与半圆仪刻度弧线重合；
Ⅲ．将被碰小球放在可移动升降平台上，简化图示如图乙所示，改变平台高度，直至两小球球心处在同一水平线上，确保两小球发生正碰；
Ⅳ．打开手机录像慢放功能，将入射小球拉起至某一位置，记下初始角度α，随即由静止状态释放，小球发生正碰，观察并记录入射小球碰撞后摆起的最大角度及被碰小球做平抛运动在吹塑纸上留下的痕迹，重复上述操作过程10次；
Ⅴ．用圆规画圆的方法确定被碰小球的平均落地点，记为P点；
Ⅵ．测量被碰小球做平抛运动的高度h，用直角三角板确定出抛出点，并找到被碰小球抛出点在吹塑纸所在平面的投影点，记做O′点；量出O′点到P点的距离s。
根据上述实验内容回答下列问题：
（1）以下关于实验操作的说法，正确的是 　D　 。
A．实验时，两小球质量必须满足入射小球质量大于被碰小球质量
B．步骤Ⅴ中，重复上述操作过程10次是为了减小系统误差
C．两小球半径必须一致
D．用手机录像、慢放功能是为了准确测出入射小球碰撞后上摆的最大角度
（2）入射小球碰撞前瞬间速度大小为 　　 ，被碰小球碰后速度大小为 　　 （两空均用R、α、g、h、s表示）。
（3）为了验证动量守恒，还需要测量的物理量有 　BCD　 。
A．两个小球的半径
B．入射小球碰撞后摆起的最大角度
C．入射小球质量
D．被碰小球质量
【解答】解：（1）A、实验过程中允许入射小球碰撞后反弹，所以两小球质量大小不受限制，现象明显即可，故A错误；
B、重复操作多次主要是为了减小偶然误差，而不是系统误差，故B错误；
C、实验中未提及两小球半径必须一致，该仪器可调节使两球心等高实现正碰即可，对半径无严格要求，故C错误；
D、引入手机录像、慢放功能是为准确测出入射小球碰撞后上摆最大角度，故D正确；
故选：D。
（2）对于入射小球，根据机械能守恒定律有，
解得入射小球碰撞前瞬间速度大小，
对于被碰小球，做平抛运动，根据平抛运动规律得：竖直方向，可得运动时间，
水平方向s＝v2t，解得被碰小球碰后速度大小；
（3）设碰撞后入射小球速度大小为v1，入射小球碰撞后摆起的最大角度为β，根据机械能守恒定律有
解得，
根据动量守恒定律，有，
A、根据以上分析可知，不需要测量两个小球的半径，故A错误；
BCD、根据以上分析可知，需要测量入射小球碰撞后摆起的最大角度，入射小球质量和被碰小球质量，故BCD正确；
故选：BCD。
故答案为：（1）D；（2）； ；（3）BCD
13．小明在实验室用如图所示的装置研究气体热膨胀现象。一个横截面积为S＝0.2m2的绝热气缸竖直放置在水平面上，质量为m＝0.5kg的光滑活塞将一定质量的理想气体封闭在缸内。初始时，气体温度为T0＝300K，活塞距缸底的距离为L0＝10cm，大气压强为。现通过电热丝对气体加热，活塞缓慢移动，加热时间为t＝60s，电热丝的电流I＝2A，电阻恒为R＝5Ω，加热后气体温度升高至T1＝450K。不计活塞厚度、气体泄漏以及金属丝的体积，活塞始终处于水平状态。取重力加速度g＝10m/s2，电热丝产生的热量可以迅速被气体全部吸收，求：
（1）加热后活塞距缸底的距离；
（2）整个加热过程气体内能的变化量。
【解答】解：（1）设加热后活塞距缸底的距离为L1，初态气体体积为V0＝SL0，末态气体体积为V1＝SL1，加热过程中，气体压强保持不变（等压变化）。
根据盖一吕萨克定律得
解得L1＝15cm
（2）整个加热过程电热丝产生的热量为Q＝I2Rt
代入数据，解得Q＝1200J
活塞上升过程中，气体推动活塞克服大气压力和活塞重力做功
W＝﹣（p0S+mg）（L1﹣L0）
代入数据解得W＝﹣1000.25J
根据热力学第一定律ΔU＝W+Q
代入数据解得ΔU＝199.75J
所以整个加热过程气体内能增加199.75J
答：（1）加热后活塞距缸底的距离等于15cm；
（2）整个加热过程气体内能的变化量等于199.75J。
14．如图所示，质量为M＝1kg的木块B，静置在光滑水平面上，B左端紧靠光滑墙面，其上固定一竖直轻杆，杆的上端O点系一长度为1.8m不可伸长的细线，细线另一端系一质量为2M的小球A（大小不计），现将A球向左拉起使细线水平且恰好伸直，并由静止释放，运动过程中A球不会与其他物体发生碰撞，轻杆始终处于竖直状态，不计一切阻力，重力加速度为g＝10m/s2。求：
（1）A球到达最低点时绳子拉力大小；
（2）A球通过最低点后，向右摆的最大高度；
（3）B物块的最大速度。
【解答】解：（1）设A球第一次经过最低点时速度为v0。A球从初位置到最低点，根据机械能守恒定律得
解得v0＝6m/s
A球到达最低点时时，由牛顿第二定律得
解得绳子拉力大小为FT＝60N
（2）A球通过最低点后，向右摆到最大高度时，A、B共速。从A球第一次经过最低点到向右摆到最高点，对于A、B组成的系统，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒得
2Mv0＝（2M+M）v
解得v＝4m/s
由系统机械能守恒得
解得h＝0.6m
（3）当A向左经过最低点时，B速度最大。从A球第一次经过最低点到第2次经过最低点，取水平向右为正方向，由水平方向动量守恒得
2Mv0＝2MvA+MvB
由系统机械能守恒得
解得B物块的最大速度为vB＝8m/s，方向水平向右。
答：（1）A球到达最低点时绳子拉力大小为60N；
（2）A球通过最低点后，向右摆的最大高度为0.6m；
（3）B物块的最大速度为8m/s，方向水平向右。
15．如图所示，平行板电容器水平放置，上极板接电源正极，下极板接电源负极，两极板间电势差为U，板间距为d。极板间存在垂直于纸面的匀强磁场，在竖直线PQ右侧存在足够大的匀强磁场区域，以ON为分界线将该区域磁场分为两部分：区域Ⅰ内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B；区域Ⅱ内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为2B，已知∠QON＝60°。现有一电子，电荷量大小为e，质量为m，以初速度v水平向右射入电容器，并沿直线通过电容器，之后垂直通过PQ，且电子第一次经过ON时速度方向与ON垂直。电子重力不计，求：
（1）平行板电容器间磁感应强度；
（2）电子从通过PQ开始到第一次经过ON所需的时间；
（3）以O点为坐标原点，ON方向为x轴正方向，求电子第n次经过ON时的位置坐标。
【解答】解：（1）电子在电容器间做匀速直线运动，由于电子受到的电场力竖直向上，根据电子受力平衡，可知电子受到的洛伦兹力竖直向下，根据左手定则可知，磁感应强度方向垂直纸面向里，由
解得
（2）画出电子运动轨迹，如图所示
电子从通过PQ开始到第一次经过ON圆心角为α＝120°
电子进入磁场区域Ⅰ，根据洛伦兹力提供向心力得
解得
由，解得
电子从通过PQ开始到第一次经过ON所需的时间为
代入数据解得
（3）电子进入磁场区域Ⅱ，根据洛伦兹力提供向心力得
解得
画出电子运动轨迹，如图所示
若n＝1，则x1＝r1
若n＝2，则x2＝r1+2r2
若n＝3，则x3＝r1+2r2+2r1＝3r1+2r2
若n＝4，则x4＝3r1+2r2+2r2＝3r1+4r2
易知，x1、x3、x5 成等差数列，当n为奇数时，x＝nr1+（n﹣1）r2（n＝1，3，5 ）
x2、x4、x6 成等差数列，当n为偶数时，x＝（n﹣1）r1+nr2（n＝2，4，6 ）
代入数据得，当n为奇数时，
当n为偶数时，
答：（1）平行板电容器间磁感应强度为；
（2）电子从通过PQ开始到第一次经过ON所需的时间为；
（3）以O点为坐标原点，ON方向为x轴正方向，电子第n次经过ON时的位置坐标满足：当n为奇数时，；当n为偶数时，。
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