四川省廣元市某中學(xué)2023-2024學(xué)年高二年級(jí)下冊(cè)期末物理模擬試題（一）（解析版）

高二下物理期末模擬（一）

一、單選題

1.無線話筒是LC振蕩電路的一個(gè)典型應(yīng)用。在LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示，且電容器上極

板帶正電，則此時(shí)（）

A,電流流向沿。到6B.電容器所帶的電荷量正在逐漸減少

C.極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在逐漸增大D,磁場(chǎng)能正在逐漸增加

【答案】C

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)安培定則，可知電流流向沿6到0,電容器上極板帶正電，電容器正在充電，電容器所

帶的電荷量正在增加，AB錯(cuò)誤；

CD.電容器正在充電，電路中電流正在減小，線圈中的磁場(chǎng)正在減弱，磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，電場(chǎng)增

強(qiáng)，極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度正在逐漸增大，C正確，D錯(cuò)誤；

故選C。

2.對(duì)固體、液體的以下描述正確的是（）

A.晶體都有確定的熔點(diǎn)以及各向異性的特點(diǎn)

B.毛細(xì)現(xiàn)象只在液體浸潤固體時(shí)發(fā)生

C.葉面上的露珠呈球形是因?yàn)橹亓ψ饔玫慕Y(jié)果

D,同種物質(zhì)可能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)

【答案】D

【解析】

【詳解】A.晶體分為單晶體和多晶體，它們都有確定的熔點(diǎn)，單晶體具有各向異性的特點(diǎn)，但多晶體不具

有各向異性的特點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；

B.毛細(xì)現(xiàn)象在液體浸潤固體時(shí)和液體不浸潤固體時(shí)都會(huì)發(fā)生，只是對(duì)于液體浸潤固體時(shí)毛細(xì)管中的液面要

高于管外液面，對(duì)于液體不浸潤固體時(shí)毛細(xì)管中的液面要低于管外液面，故B錯(cuò)誤；

C.葉面上的露珠呈球形是因?yàn)橐后w表面張力作用的結(jié)果，不是重力作用的結(jié)果，故C錯(cuò)誤；

D.在一定條件下，同種物質(zhì)可以由晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷w，也可以由非晶體轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，即在一定條件下同種

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物質(zhì)能以晶體和非晶體兩種不同的形態(tài)出現(xiàn)，故D正確。

故選D。

3.地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，太陽光斜射向地面的過程中會(huì)發(fā)生彎曲。下列光路圖中

能描述該現(xiàn)象的是()

太陽光線太陽光線

Z

/

A./B.

///地球表面彳'地球表面

"〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃，萬〃〃九“〃〃〃〃〃〃

太陽光線太陽光線

/Z

C./D.

地^^表面/

地球表面

〃“〃〃〃〃〃〃〃〃，〃方〃〃乙，〃〃〃〃〃〃

【答案】A

【解析】

【詳解】根據(jù)折射定律

n上sin。上=〃下sin。下

由于地球表面附近空氣的折射率隨高度降低而增大，則〃下〉〃上,,則繪逐漸減小，畫出光路圖如下

太陽光線

也，

X

/J\地球表面

"〃〃〃〃”〃〃〃〃〃

則從高到低外逐漸減小，則光線應(yīng)逐漸趨于豎直方向。

故選Ao

4.如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體在狀態(tài)8時(shí)壓強(qiáng)為1.0xl05pa,經(jīng)歷從狀態(tài)/經(jīng)狀態(tài)3、狀態(tài)。的變化,

再回到狀態(tài)/的過程，整個(gè)過程中對(duì)外界放出的熱量為32.8J。貝!j()

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A,從狀態(tài)N到狀態(tài)3的過程氣體壓強(qiáng)先增大后減小

B.從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程氣體對(duì)外界放出熱量

C.從狀態(tài)N到狀態(tài)B的過程中氣體對(duì)外界所做的功為167.2J

D.從狀態(tài)C到狀態(tài)/的過程單位時(shí)間內(nèi)撞到單位面積上的分子數(shù)減少

【答案】C

【解析】

【詳解】A.根據(jù)

pv_

V=rc

可知從狀態(tài)/到狀態(tài)8的過程氣體的熱力學(xué)溫度不變，隨著體積的增大，壓強(qiáng)減小。故A錯(cuò)誤；

B.由圖可知從狀態(tài)3到狀態(tài)C的過程氣體體積不變，對(duì)外界不做功，熱力學(xué)溫度升高，其內(nèi)能增加，根

據(jù)

\U=W+Q

可知?！?,即從外界吸收熱量。故B錯(cuò)誤；

C.從/到3過程，熱力學(xué)溫度不變，由

PAVA=PBVB

解得

5

pA=2xlOPa

由圖可知，/C連線為過原點(diǎn)的直線，可知從。到/為等壓過程，外界對(duì)氣體做功為

WCA=PA(VC-VA)=2^

全過程，有

=WCA-W+Q

又

0=-32.8J,At/=O

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解得

*畋N+0=167.2J

從狀態(tài)N到狀態(tài)3的過程中氣體對(duì)外界所做的功為167.2Jo故C正確；

D.根據(jù)C選項(xiàng)分析可知，從狀態(tài)C到狀態(tài)/的過程為等壓過程，氣體體積減小，其分子數(shù)密度增大，熱

力學(xué)溫度降低，分子的平均動(dòng)能減小，所以單位時(shí)間內(nèi)撞到單位面積上的分子數(shù)增加。故D錯(cuò)誤。

故選C。

5.檢測(cè)球形滾珠直徑是否合格的裝置如圖甲所示，將標(biāo)準(zhǔn)滾珠a與待測(cè)滾珠6、c放置在兩塊平板玻璃之間,

用單色平行光垂直照射平板玻璃，形成如圖乙所示的干涉條紋。若待測(cè)滾珠與標(biāo)準(zhǔn)滾珠的直徑相等為合格,

下列說法正確的是()

圖甲圖乙

A,滾珠6、c均合格

B.滾珠6、c均不合格

C.滾珠6合格，滾珠c不合格

D.滾珠6不合格，滾珠c合格

【答案】C

【解析】

【詳解】單色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面發(fā)生干涉，形成干涉

條紋，光程差為兩塊玻璃距離的兩倍，根據(jù)光的干涉知識(shí)可知，同一條干涉條紋位置處光的波程差相等，

即滾珠。的直徑與滾珠6的直徑相等，即滾珠6合格，不同的干涉條紋位置處光的波程差不同，則滾珠。

的直徑與滾珠c的直徑不相等，即滾珠。不合格。

故選C。

6.熱學(xué)是研究有關(guān)物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)以及與熱相聯(lián)系的各種規(guī)律的科學(xué)，有關(guān)熱學(xué)規(guī)律的下列敘述正確的是

()

A.一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，從外界吸熱，內(nèi)能可能減少

B.布朗運(yùn)動(dòng)雖不是分子運(yùn)動(dòng)，但是它間接證明了組成固體顆粒的分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

C.氣體分子速率呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，當(dāng)溫度升高時(shí)，速率大的氣體分子數(shù)目增多，每個(gè)

氣體分子的動(dòng)能都增大

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D.第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類

永動(dòng)機(jī)可以制造出來

【答案】A

【解析】

【詳解】A.一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)，從外界吸熱，由熱力學(xué)第一定律

AU=W+Q

可知當(dāng)系統(tǒng)向外界做功，且大于從外界吸收的熱量時(shí)，內(nèi)能減少。故A正確；

B.布朗運(yùn)動(dòng)雖不是分子運(yùn)動(dòng)，但是它間接證明了液體分子在做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。故B錯(cuò)誤；

C.氣體分子速率呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律，當(dāng)溫度升高時(shí)，速率大的氣體分子數(shù)目增多，氣體

分子的平均動(dòng)能增大。故C錯(cuò)誤；

D.第一類永動(dòng)機(jī)違背能量守恒定律，第二類永動(dòng)機(jī)不違背能量守恒定律，但是違背熱力學(xué)第二定律，所以

隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，第二類永動(dòng)機(jī)不可以制造出來。故D錯(cuò)誤。

故選Ao

7.如圖，兩光滑導(dǎo)軌水平放置在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦導(dǎo)軌間距最窄處為一狹縫,

取狹縫所在處。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，狹縫右側(cè)兩導(dǎo)軌與x軸夾角均為，，一電容為C的電容器與導(dǎo)軌左端相連,

導(dǎo)軌上的金屬棒與x軸垂直，在外力廠作用下從。點(diǎn)開始以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，忽略所有電阻，下列說

法正確的是（）

xx

A,通過金屬棒的電流為tan。

B.金屬棒到達(dá)七時(shí)，電容器極板上的電荷量為BCvXotan。

C.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，電容器的上極板帶負(fù)電

D.金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中，外力廠做功的功率恒定

【答案】A

【解析】

【分析】

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【詳解】C.根據(jù)楞次定律可知電容器的上極板應(yīng)帶正電，C錯(cuò)誤；

A.由題知導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，根據(jù)幾何關(guān)系切割長度為

L=2xtan。，x=vt

則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E=2Z?v2ftan0

由題圖可知電容器直接與電源相連，則電容器的電荷量為

Q=CE=2.BCv2ttan0

則流過導(dǎo)體棒的電流

/=—=2BCv2tan（9

A正確；

B.當(dāng)金屬棒到達(dá)xo處時(shí)，導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E'=25vxotan。

則電容器的電荷量為

Q=CEr=25Cvxotan。

B錯(cuò)誤；

D.由于導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)則

F=F安=BIL

由選項(xiàng)A可知流過導(dǎo)體棒的電流/恒定，但工與/成正比，則尸為變力，再根據(jù)力做功的功率公式

P=Fv

可看出尸為變力，v不變則功率尸隨力/變化而變化；

D錯(cuò)誤；

故選Ao

【點(diǎn)睛】

二、多選題

8.科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，磁敏電阻（GMR）的阻值隨所處空間磁場(chǎng)的增強(qiáng)而增大，隨所處空間磁場(chǎng)的減弱而減

小，如圖所示電路中，GMR為一磁敏電阻，R、尺為滑動(dòng)變阻器，Ri、尺3為定值電阻，磁敏電阻所在電路

的電源電動(dòng)勢(shì)為￡、內(nèi)阻為r（r＜合）。當(dāng)開關(guān)Si和S2閉合時(shí)，電容器中一帶電微粒恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。則

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()

A.只調(diào)節(jié)電阻尺,當(dāng)尸1向右端移動(dòng)時(shí)，電阻凡消耗的電功率變小

B.只調(diào)節(jié)電阻R,當(dāng)馬向右端移動(dòng)時(shí)，磁敏電阻所在電路電源的輸出功率變大

C.只調(diào)節(jié)電阻R,當(dāng)P向左端移動(dòng)時(shí)，電容器中的帶電微粒向下運(yùn)動(dòng)

D.只調(diào)節(jié)電阻出，當(dāng)尸2向下端移動(dòng)時(shí)，磁敏電阻消耗的電功率變小

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.只調(diào)節(jié)電阻凡當(dāng)Pi向右端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值增大，電源電動(dòng)勢(shì)不變，所

以電路中的電流減小，電磁鐵的磁性減弱，導(dǎo)致了磁敏電阻GMR的阻值減小，由

E

R磁敏+a+4+F

可知通過4的電流增大，根據(jù)

P&=I飛

可知4電功率增大。故A錯(cuò)誤;

B.同理，只調(diào)節(jié)電阻R,當(dāng)尸1向右端移動(dòng)時(shí)，磁敏電阻所在電路電源的輸出功率

E磁敏+/1+氏2）_________q_________

埠I出=/2（氏磁敏+與+氏2）=

(R磁敏+氏］+/2一/)1r

（R磁敏+Ri+區(qū)2+廠）71

R磁敏+為+&

依題意

r<Ri

可知

R磁敏+氏1+及？>r

當(dāng)R磁敏減小時(shí)，電源的輸出功率變大。故B正確；

C.根據(jù)上面分析可知，只調(diào)節(jié)電阻凡當(dāng)P向左端移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值減小，電源電動(dòng)勢(shì)

不變，所以電路中的電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，導(dǎo)致了磁敏電阻GMR的阻值增大，磁敏電阻所在電路

的電流減小，根據(jù)

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=典

可知此端電壓減小，電容器極板間電壓也隨之減小，帶電微粒所受電場(chǎng)力減小，將向下運(yùn)動(dòng)。故C正確；

D.只調(diào)節(jié)電阻尺2,當(dāng)尸2向下端移動(dòng)時(shí)，不改變磁敏電阻所在電路的電流。則磁敏電阻消耗的電功率不變。

故D錯(cuò)誤。

故選BCo

9.如圖甲所示，導(dǎo)體框架仍cd放置于水平面內(nèi)，仍平行于cd,導(dǎo)體棒MN與兩導(dǎo)軌垂直并與導(dǎo)軌接觸良

好，整個(gè)裝置放置于垂直于框架平面的磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度2隨時(shí)間f變化規(guī)律如圖乙所示，始終保持

靜止。規(guī)定豎直向上為磁場(chǎng)正方向，沿導(dǎo)體棒由M到N為感應(yīng)電流/正方向，水平向右為導(dǎo)體棒所受安培

力廠的正方向，下列圖像中正確的是（）

【解析】

【詳解】AB.由題圖乙可知，在0?2s時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度先均勻減小，后反向均勻增大，可知一大小不

變，由電磁感應(yīng)定律可知，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，感應(yīng)電流大小不變，由楞次定律可知，回

路中的感應(yīng)電流方向是逆時(shí)針方向，即由M到N,為正方向，在2?4s時(shí)間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度由負(fù)方向最大先

均勻減小零，后正方向均勻增大，可知"大小不變，回路中感應(yīng)電流大小不變，由楞次定律可知，回路

中的感應(yīng)電流方向是順時(shí)針方向，即由N到初，是負(fù)方向，A錯(cuò)誤，B正確；

CD.由左手定則可知，在0?1s時(shí)間內(nèi)，電流/是正方向，2是正方向，導(dǎo)體棒受安培力廠方向水平向

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右，由F=B/L,可知，3均勻減小，安培力均勻減小，在1?2s時(shí)間內(nèi)，電流/是正方向，3是負(fù)方向，

導(dǎo)體棒兒W受安培力9方向水平向左，8均勻增大，安培力均勻增大；在2?3s時(shí)間內(nèi)，電流/是負(fù)方向，

磁感應(yīng)強(qiáng)度是負(fù)方向，且逐漸減小，因此安培力方向?yàn)檎较颍饾u減??；在3?4s時(shí)間內(nèi)，電流是負(fù)方向，

磁感應(yīng)強(qiáng)度是正方向，且逐漸增大，因此安培力/方向是負(fù)方向，逐漸增大，C錯(cuò)誤，D正確。

故選BDo

10.在我國南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔，其原理如題圖甲所示。浮桶內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上，

浮桶內(nèi)置圓形線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間滿足v=0.8萬sin27rz（單位:m/s）,

且始終處于輻射磁場(chǎng)中，該線圈與一額定功率尸=112W的燈泡串聯(lián)，燈泡恰能正常發(fā)光；浮桶下部由內(nèi)、

外兩密封圓筒構(gòu)成，其俯視圖為圖乙中的陰影部分，內(nèi)部為產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁體；線圈匝數(shù)/200匝，線圈所

在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小3=0.17,圓形線圈的直徑。=0.4m,電阻片20計(jì)算時(shí)近似取?2=10.則（）

A.線圈中形成的是周期為1s的正弦式交流電

B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為64V

C.燈泡的電阻為14Q

D.燈泡瞬時(shí)電流最大時(shí)，線圈處于振動(dòng)的最大位移處

【答案】ABC

【解析】

【詳解】A.根據(jù)題意可知，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為

E=nBnDv=64sin2兀t（V）

線圈中形成的是周期為

e2兀.

T=——=1s

CD

故A正確；

B.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為

Em=64V

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故B正確；

C.根據(jù)表達(dá)式可知，電流為正弦交變電流，則有效值為

根據(jù)

解得

故c正確;

D.燈泡電流最大時(shí)，即線圈速度最大時(shí)，則線圈處于振動(dòng)的平衡位置，故D錯(cuò)誤。

故選ABC=

三、實(shí)驗(yàn)題

11.如圖甲所示為蘋果自動(dòng)分揀裝置的示意圖。該裝置把大小不同的蘋果，按一定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)分揀為大蘋

果和小蘋果。該裝置的托盤秤壓在以。1為轉(zhuǎn)動(dòng)軸的杠桿上，杠桿左端壓在壓力傳感器R上，R的阻值隨壓

力變化的曲線如圖乙所示。調(diào)節(jié)托盤秤壓在杠桿上的位置，使質(zhì)量等于分揀標(biāo)準(zhǔn)（0.20kg）的蘋果經(jīng)過托盤

秤時(shí)，杠桿對(duì)R的壓力為1.0N。調(diào)節(jié)可調(diào)電阻可改變尺、心兩端的電壓比，使質(zhì)量等于分揀標(biāo)準(zhǔn)的蘋

果通過托盤秤時(shí)，心兩端電壓恰好能使放大電路中的電磁鐵吸動(dòng)分揀開關(guān)的銜鐵，此電壓叫做放大電路的

激勵(lì)電壓。放大電路中有保持電路，能夠確保蘋果在銜鐵上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電磁鐵始終保持吸動(dòng)狀態(tài)。

（1）當(dāng)較小的蘋果通過托盤秤時(shí)，R所受的壓力較小，則電阻（選填“較大”或“較小”）=

（2）自動(dòng)分揀裝置正常工作時(shí)，質(zhì)量為0.15kg的蘋果通過（選填“通道A”或“通道B”）o

（3）若電源電動(dòng)勢(shì)為6V,內(nèi)阻不計(jì)，放大電路的激勵(lì)電壓為2V：

①為使該裝置達(dá)到上述分揀目的，&的阻值等于kQ（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

②已知托盤秤壓在杠桿上的位置不變的情況下，壓力傳感器受到的壓力與蘋果的質(zhì)量成正比。若要將分揀

標(biāo)準(zhǔn)提高到0.32kg,僅將&的阻值調(diào)為kQ即可實(shí)現(xiàn)（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

【答案】（1）較大（2）通道A

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(3)①.15②.13

【解析】

【小問1詳解】

[1]由圖乙可知小蘋果通過托盤秤時(shí)，R所受的壓力較小，電阻較大。

【小問2詳解】

[1]質(zhì)量為0.15kg的蘋果通過托盤秤時(shí)，&兩端的電壓未達(dá)到放大電路的激勵(lì)電壓，不能使放大電路中的電

磁鐵吸動(dòng)分揀開關(guān)的銜鐵，質(zhì)量為0.15kg的蘋果進(jìn)入通道Ao

【小問3詳解】

①[1]杠桿對(duì)尺的壓力為1N

為使該裝置達(dá)到上述分揀目的，&的阻值需滿足

R6-2

瓦;丁

得

②⑵根據(jù)

叫雪

加2區(qū)

可知分揀標(biāo)準(zhǔn)到0.32kg時(shí)，壓力為1.6N,此時(shí)R的阻值為26kl2,根據(jù)①分析&的阻值應(yīng)該調(diào)至13KCL

12.利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究等溫條件下氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系。帶有刻度的注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)

量的空氣，一端通過塑料軟管與壓強(qiáng)傳感器相連。推動(dòng)活塞壓縮氣體，通過活塞所在的刻度讀取多組氣體

體積匕同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)。

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V/mL

(1)在該實(shí)驗(yàn)中，下列說法中正確的是;

A.實(shí)驗(yàn)前在活塞與注射器壁間涂抹潤滑油主要是為了減小摩擦

B.壓縮氣體時(shí)，為保持穩(wěn)定，需要用手握緊整個(gè)注射器

C.不需要測(cè)量封閉氣體的質(zhì)量

D,為節(jié)約時(shí)間，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)快速推動(dòng)注射器活塞

(2)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作完全正確，根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)作出「一人圖像如圖乙所示，根據(jù)圖像可知，連接注射器

P

與壓強(qiáng)傳感器之間軟管內(nèi)的氣體體積為mL(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)。

(3)乙同學(xué)和丙同學(xué)各自獨(dú)立做了實(shí)驗(yàn)，環(huán)境溫度一樣且實(shí)驗(yàn)操作完全正確，根據(jù)他們測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作

出的「一▲圖像如圖丙所示，圖線。與6在橫軸上的截距之比為2：1,則。與6密閉氣體質(zhì)量之比為

P

(3)1：2

【解析】

【小問1詳解】

A.實(shí)驗(yàn)前在活塞與注射器壁間涂抹潤滑油，除了可以減小兩者之間的摩擦之外，最主要的作用是提高活塞

密封性，防止漏氣。故A錯(cuò)誤；

B.氣體做等溫變化，壓縮氣體時(shí)，為保持穩(wěn)定，不能用手握緊注射器。故B錯(cuò)誤；

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C.本實(shí)驗(yàn)研究質(zhì)量一定的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，不需要測(cè)量氣體的質(zhì)量。故C正確；

D.氣體做等溫變化，推拉活塞時(shí)，動(dòng)作要慢。故D錯(cuò)誤。

故選C。

【小問2詳解】

設(shè)軟管中的氣體體積為Vo,根據(jù)等溫變化

Mv+%=c

整理得

c

展——匕

P

根據(jù)圖像可知，軟管中氣體的體積為

V0=lmL

【小問3詳解】

氣體溫度相等，根據(jù)

pv

——Cr

T

可知，氣體質(zhì)量越大，氣體的物質(zhì)的量越大，常數(shù)C越大，由

V=CT-

P

可知，圖像的斜率正比與氣體質(zhì)量，則設(shè)6與橫軸上的截距為x,則。與橫軸上的截距為2x,則有

絲=￡=五.土=

也院2xVo2

四、解答題

13.如圖甲所示，豎直放置、上端開口的導(dǎo)熱氣缸底部固定一電熱絲（圖中未畫出）。質(zhì)量〃?=20kg、面積

S=10cm2的活塞與缸壁光滑密接。汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，溫度為"=27℃,氣柱長

L=4.0cm?，F(xiàn)將氣缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至水平，如圖乙，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中氣體溫度保持不變，再將氣體緩慢加熱至127℃,

兩個(gè)變化過程中均無漏氣，已知大氣壓強(qiáng)°。=1.0x1（）5pa,重力加速度g=10m/s2。

（1）求氣缸緩慢轉(zhuǎn)至水平時(shí)氣柱的長度￡'；

（2）在圖丙的）一修圖中描出了氣體在第一個(gè)變化過程中的五個(gè)狀態(tài)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)?。一修圖中畫出氣體經(jīng)歷

這兩個(gè)變化過程的圖線，并標(biāo)出變化的方向和各初末狀態(tài)的坐標(biāo)值；

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(3)氣體經(jīng)歷兩個(gè)變化過程后內(nèi)能增加了200J,求兩個(gè)過程中氣體吸收的熱量。。(結(jié)果保留至個(gè)位數(shù))

3

777/////////////

甲

【答案】(1)r=0.12m=12cm；(2)；(3)0=217J

【解析】

【詳解】(1)由題知，設(shè)氣缸豎直放置時(shí)氣缸壓強(qiáng)為0,體積為匕，由平衡條件知

P]S=p0S+mg

代入得

1.0xl05xlxl03+200

Pa=3xlO5Pa

Pi=1x103

轉(zhuǎn)動(dòng)過程中氣體溫度保持不變，氣缸水平放置時(shí)氣缸壓強(qiáng)為夕。，設(shè)體積為匕，則

PK=PoV2

則

PiSL=p0SL'

代入得

L'=0.12m=12cm

(2)由題知，第二個(gè)過程為等壓變化，設(shè)變化后體積為匕，溫度為與，則

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代入得

12x10x(273+127)

cm3=160cm3

273+27

其在夕一憶圖中經(jīng)歷這兩個(gè)變化過程的圖線如圖所示

(3)活塞在第一個(gè)變化過程中，氣體為等溫過程，內(nèi)能不變，體積增大，對(duì)外做功，做功大小等于圖線和

橫坐標(biāo)圍成的面積，則

5-6

=5ffl=66X0,2X10X10X10J=13.2J

第二個(gè)變化過程中，氣體對(duì)外界做功為

%=0。(匕心)=4J

根據(jù)熱力學(xué)第一定律定律知

AU=W+Q

代入得

0=217J

14.某科研小組模擬的風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電輸電簡易模型如圖所示。風(fēng)輪機(jī)葉片通過升速齒輪箱帶動(dòng)發(fā)電機(jī)線圈

在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸以角速度口勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其中矩形線圈匝數(shù)為N,

面積為S,線圈總電阻為r,小燈泡電阻為凡電流表為理想電表。不計(jì)一切摩擦，求：

(1)交流電流表的示數(shù)；

(2)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過60。過程中，通過電流表的電荷量；

(3)外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功。

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CNBS①NBSmoN2B2s2

【答案】（1）

2（7?+r）；2（7?+）R+r

【解析】

【詳解】（1）交變電壓的峰值

Em=NBSa>

交變電壓的有效值

E4

根據(jù)閉合電路歐姆定律

E

R+r

聯(lián)立，可得

WNBSCO

~2（7?+r）

6NBSG）

電流表示數(shù)為

2（J?+r）°

（2）從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過60。過程中，磁通量的變化量

A①=BS—5Scos60°

根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

-△①

E=N——

根據(jù)閉合電路歐姆定律

1=-^—

R+r

根據(jù)電流強(qiáng)度定義

q

At

聯(lián)立，解得

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NBS

q~2（R+r）

(3)外力驅(qū)動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周所做的功

W=Q=I2（R+r）T

又

,In

1——

CD

聯(lián)立，解得

m7ra)N2B2S2

w=-------------

R+r

15.如圖所示，一組平行光滑圓弧導(dǎo)軌與一組平行光滑水平導(dǎo)軌CDP。平滑連接，水平導(dǎo)軌足夠長，導(dǎo)軌

間距1=lm,尸C與CD垂直。水平導(dǎo)軌間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度3=1T。質(zhì)量〃?=0.2kg、電阻

尺=0.5。、長度也為￡的硬質(zhì)導(dǎo)體棒。靜止在水平軌道上，與。完全相同的導(dǎo)體棒6從距水平面高度〃=0.45m

的圓弧軌道上由靜止釋放，最后恰好不與a棒相撞，運(yùn)動(dòng)過程中a、6棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。不計(jì)

其它電阻和空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。

(1)求b棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，電路中的電流和。棒所受的安培力大??；

(2)求整個(gè)過程中通過a棒的電荷量q及a棒距離PC的初始距離x°；

(3)a、6棒穩(wěn)定后，在釋放6棒的初始位置由靜止釋放相同的棒岳，所有棒運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，在同一位置再由

靜止釋放相同的棒歷，所有棒運(yùn)動(dòng)再次穩(wěn)定后，依此類推，逐一由靜止釋放治、為、…、瓦。當(dāng)釋放的瓦

棒最終與所有棒