精品解析：山东省临沂第十九中学2023-2024学年高二下学期第五次质量调研物理试题

临沂第十九中学高二年级下学期第五次质量调研考试 物理试题 考试时间：90分钟；满分：100分 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上写在本试卷上无效。 3.考试结束后、将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 外界对气体做的功小于气体内能的增加 B. 气体温度升高，每个分子的动能都增大 C. 气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大 D. 气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈 2. 如图所示，带玻璃管的塞子塞住玻璃瓶口，瓶中装有部分水，水逐渐流出的过程中，瓶内气体温度保持不变，下列关于瓶内封闭气体的判断正确的是（　　） A. 压强增大 B. 压强不变 C. 吸热 D. 放热 3. 如图，面积、电阻不计的单匝矩形线圈，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中旋转，构成交流发电机。其产生的交变电流通过匝数比的理想变压器，再经充电电路给电池充电。若要求变压器输出电压的有效值达到12V才能给电池充电，下列判断正确的是（  ） A. 图示位置流过发电机线圈的电流最大 B. 转速变慢时变压器输出电压不变但频率变小 C. 交流发电机转速达到2r/s才能给电池充电 D. 交流发电机转速达到20r/s才能给电池充电 4. 如图所示，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸之间有一个气球，气球内、外有质量相等的同种气体，活塞静止，此时气球外部气体甲的压强小于气球内部气体乙的压强。现缓慢向下推动活塞，使其下降一段距离，气体甲的压强仍小于气体乙的压强。已知汽缸内和气球内的气体均可视为理想气体，活塞与汽缸均绝热，活塞与汽缸壁之间无摩擦，气球导热良好。则此过程中（ ） A. 气体甲内能增加量大于气体乙内能增加量 B. 气体甲的每个气体分子做无规则热运动的速率均加快 C. 活塞对气体甲做的功等于气体甲内能增加量 D. 活塞对气体甲做的功小于甲、乙两部分气体内能增加量之和 5. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A. a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B. b→c过程，气体对外做功，内能增加 C. a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D. a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 6. 如图，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，一定质量的理想气体，经历过程，其中是等温过程，是等压过程，是等容过程。下列说法正确的是（　　） A. 完成一次循环，气体向外界放热 B. a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大 C. 过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功 D. 过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加 8. 如图所示，开口向右的绝热汽缸，用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体，轻绳左端连接活塞，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶，小桶静止，气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后断电，活塞向右移动L后静止，气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为。重力加速度大小为g，外界大气压强不变。下列说法正确的是（ ） A. 状态2相比状态1，每个分子的速率都增大 B. 状态2相比状态1，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少 C. 由状态1到状态2，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量 D. 电热丝释放的热量为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（　　） A. 电流最小 B. 电流最大 C. 电流方向由P指向Q D. 电流方向由Q指向P 10. 如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流，细绳处于绷直状态，则（　　） A. 两根细绳拉力均比未通电流时的大 B. 两根细绳拉力均比未通电流时的小 C. 铜环所受安培力大小为 D. 铜环所受安培力大小为 11. 如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（ ） A. 弹簧恢复至自然长度 B. 活塞两侧气体质量相等 C. 与初始时相比，汽缸内气体的内能增加 D. 与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少 12. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，原线圈中接有定值电阻，副线圈接有定值电阻和滑动变阻器R。已知，ab两端接一正弦式交流电，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表A示数变小 B. 电压表V示数保持不变 C. 变压器的输出功率先增大后减小 D. 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变。某小组设计实验测量一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RF，其阻值约几十千欧，现有以下器材： 电源：电动势3V，内阻不计 电流表A1：量程250μA，内阻约为50Ω 电流表A2：量程250mA，内阻约为10Ω 电压表V：量程3V，内阻约为20kΩ； 滑动变阻器R：阻值范围0~100Ω 压力传感器RF，开关S，导线若干。 （1）为了提高测量的准确性，电流表应选______（选填“A1”或“A2”），测量电路如图甲。 （2）通过多次实验测得其阻值RF随压力F变化的RF—F图像如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2。 （3）完成前面的实验工作后，将该压力传感器接入如图丙所示电路中，制作成简易电子工秤，它主要构成有：压力传感器RF，定值电阻R0=6 kΩ、理想电流表（量程250 μA），电动势为6V的电源，电源内阻不计。 ①将该电子秤水平放置在竖直方向运动的电梯里，在托盘上放一砝码，托盘和砝码的总质量为200g，电流表示数为200 μA，通过计算可得电梯的加速度大小为______m/s2； ②若使用一段时间后，电源电动势减小，电源内阻不计，则重物质量的测量值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 14. 某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________。 A. 要尽可能保持环境温度不变 B. 注射器必须水平放置 C. 实验过程中要用手握紧注射器 D. 实验过程中应迅速地推动活塞 （2）分别在环境温度为T1、T2（）时完成上述探究活动。下列各图最能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是________。 A. B. C. D. （3）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为m，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为________。（用题及图中相关物理量的字母符号表示） （4）求出石子的密度比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 15. 气钉枪是一种广泛应用于建筑、装修等领域的气动工具，工作时以高压气体为动力，如图甲所示是气钉枪和与之配套的气罐、气泵。图乙是气钉枪发射装置示意图，汽缸通过细管与气罐相连。射钉时打开开关，气罐向汽缸内压入高压气体推动活塞运动，活塞上的撞针将钉子打入物体，同时切断气源，然后阀门自动打开放气，复位弹簧将活塞拉回原位置。气钉枪配套气罐的容积，汽缸有效容积，气钉枪正常使用时气罐内压强范围为，为大气压强，当气罐内气体压强低于时气泵会自动启动充气，压强达到时停止充气。假设所有过程气体温度不变，已知气罐内气体初始压强为，。 （1）使用过程中，当气罐内气体压强降为时气泵启动，充气过程停止使用气钉枪，当充气结束时，求气泵共向气罐内泵入压强为的空气体积； （2）充气结束后用气钉枪射出100颗钉子后，求此时气罐中气体压强p。 16. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ的间距为d=1m，与水平地面成θ=37°角放置，阻值为R=8Ω的电阻接在M、P间，导轨电阻忽略不计，匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B=1T。质量m=0.2kg、电阻r=2Ω的金属棒垂直于导轨放置，并始终与导轨保持良好接触，现由静止释放金属棒，从释放到达到最大速度的过程中，通过电阻的电荷量为q=2C，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，求： （1）金属棒达到的最大速度vm； （2）从释放到金属棒达到最大速度的过程中，金属棒中产生的热量Q。 17. 如图所示，在xOy平面内的第一象限内存在一有界匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外。一束质量为m、电荷量为+q的粒子以不同的速率从O点沿xOy平面内的OP方向发射，沿直线飞行到P点时进入有界匀强磁场区域，O、P两点间的距离为L，OP连线与x轴正方向的夹角α=30°，所有粒子在离开磁场后最终都能从x轴上垂直x轴射出，若速度最大的粒子A从x轴上的Q点以速度（未知）射出，且射出之前都在磁场内运动，粒子所受的重力忽略不计，求： （1）的大小； （2）粒子A在匀强磁场中运动的时间； （3）有界匀强磁场区域的最小面积。 18. 如图，在水平面上固定有圆环形金属轨道和足够长的平行金属直轨道，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，圆形轨道半径为L，O为圆心，平行直轨道间距为L。直轨道用电阻不计的导线分别与圆轨道边缘和圆心O相连。两根完全相同的导体棒P、Q，质量均为m，长度均为L，电阻均为R，导体棒P的一端与圆轨道的圆心O连接，另一端搭在圆轨道上，在外力作用下绕过O点的轴沿顺时针方向以角速度ω匀速转动。导体棒Q垂直轨道放置，开始处于锁定状态。各轨道均光滑且电阻忽略不计，导体棒与轨道接触良好。 （1）导体棒Q处于锁定状态时，求外力维持导体棒P匀速转动的功率P0； （2）解除锁定后，Q棒开始运动，求运动的最大速度； （3）若从解除锁定到导体棒Q的速度达到最大速度所经历的时间为t，求这段时间内导体棒Q前进的距离x。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 临沂第十九中学高二年级下学期第五次质量调研考试 物理试题 考试时间：90分钟；满分：100分 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上写在本试卷上无效。 3.考试结束后、将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图为某品牌卡车的气囊减震装置，当路面不平时，车体会突然下沉挤压气囊，该过程中关于气囊内的气体，下列说法正确的是（　　） A. 外界对气体做的功小于气体内能的增加 B. 气体温度升高，每个分子的动能都增大 C. 气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大 D. 气体压强增大的唯一原因是因为气体分子运动变得剧烈 【答案】C 【解析】 【详解】A．车体会突然下沉挤压气囊，外界对气体做的功等于气体内能的增加，故A错误； B．气体温度升高，气体的平均动能增大，但是不一定每一个气体分子的动能都增大，故B错误； C．由于温度升高，分子平均速率增大，体积减小，分子密度增大，气体分子对气囊单位面积的平均撞击力增大，故C正确； D．气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的，气体压强由气体分子的数密度和平均动能决定，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，带玻璃管的塞子塞住玻璃瓶口，瓶中装有部分水，水逐渐流出的过程中，瓶内气体温度保持不变，下列关于瓶内封闭气体的判断正确的是（　　） A. 压强增大 B. 压强不变 C. 吸热 D. 放热 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据玻意耳定律可知，瓶内封闭气体的体积增大，压强减小，故AB错误； CD．封闭气体的体积增大，气体对外做功，温度不变，则气体的内能不变，根据热力学第一定律 可知气体吸热，故C正确，D错误； 故选C。 3. 如图，面积、电阻不计的单匝矩形线圈，在磁感应强度B=1T的匀强磁场中旋转，构成交流发电机。其产生的交变电流通过匝数比的理想变压器，再经充电电路给电池充电。若要求变压器输出电压的有效值达到12V才能给电池充电，下列判断正确的是（  ） A. 图示位置流过发电机线圈的电流最大 B. 转速变慢时变压器输出电压不变但频率变小 C. 交流发电机转速达到2r/s才能给电池充电 D. 交流发电机转速达到20r/s才能给电池充电 【答案】C 【解析】 【详解】A．图示位置线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电流最小，故A错误； B．发电机产生的交流电压的有效值 转速变慢时变压器输出电压减小，故B错误； CD．要求变压器输出电压的有效值达到才能给电池充电，根据变压比，此时原线圈电压即发电机输出电压为 则根据 可得 故C正确，D错误。 故选C。 4. 如图所示，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸之间有一个气球，气球内、外有质量相等的同种气体，活塞静止，此时气球外部气体甲的压强小于气球内部气体乙的压强。现缓慢向下推动活塞，使其下降一段距离，气体甲的压强仍小于气体乙的压强。已知汽缸内和气球内的气体均可视为理想气体，活塞与汽缸均绝热，活塞与汽缸壁之间无摩擦，气球导热良好。则此过程中（ ） A. 气体甲内能增加量大于气体乙内能增加量 B. 气体甲的每个气体分子做无规则热运动的速率均加快 C. 活塞对气体甲做的功等于气体甲内能增加量 D. 活塞对气体甲做的功小于甲、乙两部分气体内能增加量之和 【答案】D 【解析】 【详解】A．气球导热良好，则气球内外气体温度总相等，一定质量的理想气体内能只与温度有关，故气体甲内能增加量等于气体乙内能增加量，A错误； B．活塞对气体甲做正功，气体甲内能增大，温度升高，气体分子平均速率增大，不是每个气体分子做无规则热运动的速率均加快，B错误； C．活塞与汽缸均绝热，气体与外界无热量交换。活塞对气体甲做功的同时，橡皮膜收缩，气体甲也对气体乙做功，故活塞对气体甲做的功大于气体甲内能增加量，C错误； D．活塞对气体甲做功的同时，橡皮膜收缩，由能量守恒活塞对气体甲做的功与橡皮膜释放的弹性势能之和等于甲、乙两部分气体内能增加量之和，故活塞对气体甲做的功小于甲、乙两部分气体内能增加量之和，D正确。 故选D。 5. 一定质量理想气体经历如图所示的循环过程，a→b过程是等压过程，b→c过程中气体与外界无热量交换，c→a过程是等温过程。下列说法正确的是（　　） A. a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 B. b→c过程，气体对外做功，内能增加 C. a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功 D. a→b过程，气体从外界吸收的热量等于c→a过程放出的热量 【答案】C 【解析】 【详解】A．a→b过程压强不变，是等压变化且体积增大，气体对外做功W<0，由盖-吕萨克定律可知 即内能增大，，根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收的热量一部分用于对外做功，另一部分用于增加内能，A错误； B．方法一：过程中气体与外界无热量交换，即 又由气体体积增大可知，由热力学第一定律可知气体内能减少。 方法二：过程为等温过程，所以 结合分析可知 所以b到c过程气体的内能减少。故B错误； C．过程为等温过程，可知 根据热力学第一定律可知过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功，C正确； D．根据热力学第一定律结合上述解析可知：一整个热力学循环过程，整个过程气体对外做功，因此热力学第一定律可得 故过程气体从外界吸收的热量不等于过程放出的热量，D错误。 故选C。 【点睛】 6. 如图，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】如图，相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线，根据右手定则可知O点电势最高；根据 同时有 可得 得 故选C。 7. 如图所示，一定质量的理想气体，经历过程，其中是等温过程，是等压过程，是等容过程。下列说法正确的是（　　） A. 完成一次循环，气体向外界放热 B. a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大 C. 过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功 D. 过程中，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会增加 【答案】C 【解析】 【详解】A．完成一次循环，气体的内能不变，过程，气体体积增大，气体对外界做功，过程，气体体积减小，外界对气体做功，由于过程气体的压强大于过程气体压强，则气体对外做功大于外界对气体做功，过程，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律可知，完成一次循环，气体吸热，故A错误； BC．过程中，气体的压强不变，体积减小，则气体的温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体放出的热量大于外界对气体做的功，c状态气体温度最低，气体在c状态分子平均动能最小，故B错误，C正确； D．过程中，气体温度不变，分子的平均动能不变，压强减小，由气体压强的微观解释可知，容器壁在单位时间内、单位面积上受到气体分子撞击的次数会减少，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，开口向右的绝热汽缸，用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体，轻绳左端连接活塞，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶，小桶静止，气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后断电，活塞向右移动L后静止，气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为。重力加速度大小为g，外界大气压强不变。下列说法正确的是（ ） A. 状态2相比状态1，每个分子的速率都增大 B. 状态2相比状态1，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少 C. 由状态1到状态2，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量 D. 电热丝释放的热量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由状态1到状态2气体内能增加，温度升高，分子平均动能增大，分子热运动平均速率增大，不是每个分子的运动速率都增大，故A错误； B．状态2相比状态1压强不变，温度升高，分子平均动能增大，体积增大，分子数密度减小，由压强的微观解释可知，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少，故B正确； C．由状态1到状态2，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量减去气体对外做的功，故C错误； D．设大气压强为，活塞的横截面积为，气体压强为，由平衡方程 得 活塞向右移动L过程中，对外做功 由热力学第一定律得 得气体吸收的热量即电热丝释放的热量 故D错误。 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（　　） A. 电流最小 B. 电流最大 C. 电流方向由P指向Q D. 电流方向由Q指向P 【答案】BD 【解析】 【详解】如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，故可知电流最大；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。 故选BD。 10. 如图，用两根不可伸长的绝缘细绳将半径为的半圆形铜环竖直悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，方向垂直纸面向外，铜环两端、处于同一水平线。若环中通有大小为、方向从到的电流，细绳处于绷直状态，则（　　） A. 两根细绳拉力均比未通电流时的大 B. 两根细绳拉力均比未通电流时的小 C. 铜环所受安培力大小为 D. 铜环所受安培力大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】方法一：微元法 AB．如图，取通电半圆形铜环的一小段，可将其视为直导线，根据左手定则可知，改小段导线受到的安培力方向如图所示，其大小 根据对称性可得，如图所示对称的两小段所受的安培力在水平方向的分力大小相等，方向相反，相互抵消，则通电后半圆形铜环受到的安培力竖直向下，根据受力分析可知，通电后两绳拉力变大，故A正确，B错误； CD．对每小段导线所受安培力在竖直方向的分力求和，可得 故C正确，D错误。 故选AC。 方法二：等效法 通电半圆形铜环可等效为等效长度为直径，电流方向，根据左手定则可知半圆形铜环受到的安培力方向竖直向下，大小 根据受力分析可得，通电后，绳子拉力 两根细绳拉力均比未通电流时的大。 故选AC。 11. 如图，水平放置的密闭绝热汽缸被导热活塞分成左右两部分，左侧封闭一定质量的理想气体，右侧为真空，活塞与汽缸右壁中央用一根轻质弹簧水平连接。汽缸内壁光滑且水平长度大于弹簧自然长度，弹簧的形变始终在弹性限度内且体积忽略不计。活塞初始时静止在汽缸正中间，后因活塞密封不严发生缓慢移动，活塞重新静止后（ ） A. 弹簧恢复至自然长度 B. 活塞两侧气体质量相等 C. 与初始时相比，汽缸内气体的内能增加 D. 与初始时相比，活塞左侧单位体积内气体分子数减少 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．初始状态活塞受到左侧气体向右的压力和弹簧向左的弹力处于平衡状态，弹簧处于压缩状态。因活塞密封不严，可知左侧气体向右侧真空漏出。左侧气体压强变小，右侧出现气体，对活塞有向左的压力，最终左、右两侧气体压强相等，且弹簧恢复原长，故A正确； B．由题知活塞初始时静止在汽缸正中间，但由于活塞向左移动，左侧气体体积小于右侧气体体积，则左侧气体质量小于右侧气体质量，故B错误； C．密闭的汽缸绝热，与外界没有能量交换，但弹簧弹性势能减少了，可知气体内能增加，故C正确； D．初始时气体在左侧，最终气体充满整个汽缸，则初始左侧单位体积内气体分子数应该是最终左侧的两倍，故D正确。 故选ACD。 12. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为3：1，原线圈中接有定值电阻，副线圈接有定值电阻和滑动变阻器R。已知，ab两端接一正弦式交流电，当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 电流表A示数变小 B. 电压表V示数保持不变 C. 变压器的输出功率先增大后减小 D. 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A．将原、负线圈和电阻R1等效为电源。等效后 当滑动变阻器R的滑片向左滑动过程中，电阻变大，所以电流变小，电流表A示数变小，故A正确； B．根据闭合电路欧姆定律 由题可知 根据理想变压器原副线圈关系 ， 联立可得 由于变小，所以变大，电压表V示数变大，故B错误； C．由上式可知等效内阻 当外电阻接近内阻时，输出功率增大，由于R1:R2=9:1，即 所以当R增大，输出功率一直减小，故C错误； D．由上述可知 电压表示数变化与电流表示数变化的比值不变，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 半导体薄膜压力传感器阻值会随压力变化而改变。某小组设计实验测量一薄膜压力传感器在不同压力下的阻值RF，其阻值约几十千欧，现有以下器材： 电源：电动势3V，内阻不计 电流表A1：量程250μA，内阻约为50Ω 电流表A2：量程250mA，内阻约为10Ω 电压表V：量程3V，内阻约为20kΩ； 滑动变阻器R：阻值范围0~100Ω 压力传感器RF，开关S，导线若干。 （1）为了提高测量的准确性，电流表应选______（选填“A1”或“A2”），测量电路如图甲。 （2）通过多次实验测得其阻值RF随压力F变化的RF—F图像如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2。 （3）完成前面的实验工作后，将该压力传感器接入如图丙所示电路中，制作成简易电子工秤，它主要构成有：压力传感器RF，定值电阻R0=6 kΩ、理想电流表（量程250 μA），电动势为6V的电源，电源内阻不计。 ①将该电子秤水平放置在竖直方向运动的电梯里，在托盘上放一砝码，托盘和砝码的总质量为200g，电流表示数为200 μA，通过计算可得电梯的加速度大小为______m/s2； ②若使用一段时间后，电源电动势减小，电源内阻不计，则重物质量的测量值将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】 ①. A1 ②. 1.0 ③. 偏大 【解析】 【详解】（1）[1]电路中最大电流为 故为了提高测量的准确性，电流表应选A1。 （3）①[2]由闭合电路的欧姆定律有 代入数据解得 RF=24kΩ 由图乙可知，当RF=24 kΩ时，压力传感器的示数为 F=2.2N 由牛顿第二定律有 解得 ②[3]若使用一段时间后，电源电动势减小，电源内阻不计，则电路中电流减小，RF的计算值增大，导致重物压力的值增大，所以重物质量的测量值将偏大。 14. 某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）为使实验结果尽量准确，下列操作正确的是________。 A. 要尽可能保持环境温度不变 B. 注射器必须水平放置 C. 实验过程中要用手握紧注射器 D. 实验过程中应迅速地推动活塞 （2）分别在环境温度为T1、T2（）时完成上述探究活动。下列各图最能正确且直观地反映实验过程中，气体压强p随体积V变化规律的是________。 A. B. C. D. （3）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为m，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为________。（用题及图中相关物理量的字母符号表示） （4）求出石子的密度比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）A （2）C （3） （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 A．保证注射器内封闭气体的温度不发生明显变化，要尽可能保持环境温度不变，故A正确； B．注射器水平放置、竖直放置都可以，故B错误； C．实验过程中若用手握紧注射器并快速推拉活塞，气体温度将升高，故C错误； D．实验过程中应缓慢地推动活塞，使气体温度始终与环境温度相同，故D错误。 故选A。 【小问2详解】 根据理想气体状态方程，整理得 可知为直观地反映实验过程中，应采用图像，图像的斜率为 则温度越高，对应的图线的斜率越大。 故选C。 【小问3详解】 设石块的体积为，根据理想气体状态方程 整理得 石头的体积为 石头的密度为 【小问4详解】 由于软管的存在，偏小，根据 可知石头密度偏大。 15. 气钉枪是一种广泛应用于建筑、装修等领域的气动工具，工作时以高压气体为动力，如图甲所示是气钉枪和与之配套的气罐、气泵。图乙是气钉枪发射装置示意图，汽缸通过细管与气罐相连。射钉时打开开关，气罐向汽缸内压入高压气体推动活塞运动，活塞上的撞针将钉子打入物体，同时切断气源，然后阀门自动打开放气，复位弹簧将活塞拉回原位置。气钉枪配套气罐的容积，汽缸有效容积，气钉枪正常使用时气罐内压强范围为，为大气压强，当气罐内气体压强低于时气泵会自动启动充气，压强达到时停止充气。假设所有过程气体温度不变，已知气罐内气体初始压强为，。 （1）使用过程中，当气罐内气体压强降为时气泵启动，充气过程停止使用气钉枪，当充气结束时，求气泵共向气罐内泵入压强为的空气体积； （2）充气结束后用气钉枪射出100颗钉子后，求此时气罐中气体压强p。 【答案】（1）20L；（2） 【解析】 【详解】（1）充气之前，气罐内气体的压强为，充气后气罐内气体的压强为，充气过程为等温变化，所以有 解得 （2）设发射第一个钉子有 解得 发射第二个钉子有 解得 发射第三个钉子有 解得 由此类推，则发第100个钉子后，有 将题中数据带入，解得 16. 如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ的间距为d=1m，与水平地面成θ=37°角放置，阻值为R=8Ω的电阻接在M、P间，导轨电阻忽略不计，匀强磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小为B=1T。质量m=0.2kg、电阻r=2Ω的金属棒垂直于导轨放置，并始终与导轨保持良好接触，现由静止释放金属棒，从释放到达到最大速度的过程中，通过电阻的电荷量为q=2C，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，求： （1）金属棒达到的最大速度vm； （2）从释放到金属棒达到最大速度的过程中，金属棒中产生的热量Q。 【答案】（1）12m/s；（2）1.92J 【解析】 【详解】（1）速度最大时受力平衡，则有 mgsinθ＝BId 由闭合电路欧姆定律得 联立解得 vm＝12m/s （2）从释放到金属棒达到最大速度的过程中通过的位移为x，则有 解得 x＝20m 根据动能定理可得 解得 WA＝9.6J 根据功能关系可得产生的总焦耳热为 Q总＝WA＝9.6J 金属棒中产生的热量为 17. 如图所示，在xOy平面内的第一象限内存在一有界匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B、方向垂直于xOy平面向外。一束质量为m、电荷量为+q的粒子以不同的速率从O点沿xOy平面内的OP方向发射，沿直线飞行到P点时进入有界匀强磁场区域，O、P两点间的距离为L，OP连线与x轴正方向的夹角α=30°，所有粒子在离开磁场后最终都能从x轴上垂直x轴射出，若速度最大的粒子A从x轴上的Q点以速度（未知）射出，且射出之前都在磁场内运动，粒子所受的重力忽略不计，求： （1）的大小； （2）粒子A在匀强磁场中运动的时间； （3）有界匀强磁场区域的最小面积。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）粒子的运动轨迹如图 设粒子A在磁场中做圆周运动的半径为Rm，由几何关系得 粒子在磁场中的圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有 解得 （2）粒子做匀速圆周运动，则有 周期为 解得 由运动轨迹可知，粒子A经过磁场后的偏转角为120°，则粒子A在磁场中运动的时间 解得 （3）由几何关系可知三角形PO1Q的面积 120°圆心角对应的扇形面积 由数理规律可知，磁场区域的最小面积为图中阴影部分面积，其面积 18. 如图，在水平面上固定有圆环形金属轨道和足够长的平行金属直轨道，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，圆形轨道半径为L，O为圆心，平行直轨道间距为L。直轨道用电阻不计的导线分别与圆轨道边缘和圆心O相连。两根完全相同的导体棒P、Q，质量均为m，长度均为L，电阻均为R，导体棒P的一端与圆轨道的圆心O连接，另一端搭在圆轨道上，在外力作用下绕过O点的轴沿顺时针方向以角速度ω匀速转动。导体棒Q垂直轨道放置，开始处于锁定状态。各轨道均光滑且电阻忽略不计，导体棒与轨道接触良好。 （1）导体棒Q处于锁定状态时，求外力维持导体棒P匀速转动的功率P0； （2）解除锁定后，Q棒开始运动，求运动的最大速度； （3）若从解除锁定到导体棒Q的速度达到最大速度所经历的时间为t，求这段时间内导体棒Q前进的距离x。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）导体棒Q处于锁定状态时，设导体棒P匀速转动产生的电动势为，有 解得 （2）最大速度时有 解得 （3）设Q棒速度为v时，经过一小段时间，速度变化量为，流经Q棒的电量为，前进的距离为，对Q棒，有 ， 从解除锁定到导体棒Q的速度达到最大速度的过程，有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $