精品解析：山东省烟台市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

20233—2024学年度第二学期期末学业水平诊断高二物理 1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。 2．选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 下列说法正确的是（ ） A. 是核聚变反应方程 B. 射线的电离作用和穿透能力都很强 C. 原子核的结合能越大，原子核越稳定 D. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 2. 一乒乓球放在室外，若乒乓球内气体可视为理想气体，且其质量和体积保持不变，则在室外环境温度降低的过程中，乒乓球内的气体（ ） A. 吸收热量，内能增加 B 压强减小，分子平均动能减少 C. 不对外做功，瓶内每个气体分子的速率均减小 D. 压强减小，气体分子对球壁的平均作用力大小不变 3. 氢原子能级图如图所示。大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法正确的是（ ） A. 可能辐射出三种不同频率的光 B. 氢原子辐射出能量，电子的动能减少，电势能减少 C. 从能级跃迁到能级时辐射出的光子频率最小 D. 从能级跃迁到能级时辐射出的光子波长最长 4. 某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示，已知电子电荷量为e，则该光电管的阴极材料的逸出功为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示的LC电路中，电容C为0.8uF，电感L为2mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止，已知重力加速度为g。闭合开关S，灰尘在电容器内运动，从线圈中电流第一次达到最大时开始计时，经时，电容器内灰尘的加速度大小为（ ） A. 0 B. g C. D. 2g 6. 甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做匀变速直线运动，两质点在运动过程中速度v随位置x的变化关系图像如图所示，则乙质点运动到位置处的速度大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图为某实验小组模拟远距离输电的实验电路图，已知两理想变压器的匝数，定值电阻、、、的阻值，A1，A2为理想交流电流表，当a、b端接入低压交流电源时，下列说法正确的是（ ） A. A1的示数大于A2的示数 B. 的功率小于的功率 C. 两端的电压大于两端的电压 D. 两端的电压大于两端的电压 8. 如图所示，一辆上表面水平的小车静止在水平面上，小车上竖直固定着内径均匀的U形细管，U形管的左端封闭、右端开口，管内装有水银，小车静止时，U形管左右两端的水银面等高，左端封闭气柱的长度为L，当小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，U形管左右两端的水银面的高度差为，已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为，封闭气体温度保持不变，则U形管水平部分的长度为（ ） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分 9. 下列说法正确的是（ ） A. 液晶显示屏是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 B. 可以利用永久磁铁间的作用力造一台永动机 C. 草叶上的露珠呈球形的现象是由表面张力引起的 D. 在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变成晶体 10. 如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳左端固定在晾衣架上O点，右端系在a点，光滑小滑轮悬挂一衣服可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿竖直杆缓慢上移到b点，然后再沿水平杆缓慢移至c点，整个过程衣服始终没与地面和杆接触，设轻绳张力为F，滑轮左侧轻绳与竖直方向夹角为，则轻绳右端沿杆（ ） A. 由的过程，F不变，不变，衣服的位置不变 B. 由的过程，F不变，不变，衣服的位置升高 C. 由的过程，F减小，变小，衣服的位置下降 D. 由的过程，F不变，不变，衣服的位置升高 11. 某密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态B，再变化至状态C，其变化过程的图像如图中的实线所示，已知BC过程图线的延长线过坐标原点，气体在状态A时的温度为，内能为，一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比，下列说法正确的是（　　） A. 气体自过程中温度的最高值为 B. 气体自的过程中内能增加 C. 整个过程中外界对气体做的总功为 D. 气体自的过程中向外界放热 12. 如图所示，足够长的光滑平行导轨由倾角的倾斜部分和水平部分组成，两部分平滑连接，连接点为、，导轨顶端接有阻值的定值电阻，导轨间距L＝1m，水平导轨上虚线和之间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，倾斜导轨上虚线以上区域存在垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为，和、和之间的距离均为。一金属棒放置在右侧，现使金属棒以初速度向左进入磁场Ⅰ，离开磁场Ⅰ冲上倾斜轨道后进入磁场Ⅱ，最后离开磁场Ⅱ时金属棒的加速度恰好为零，已知金属棒质量、电阻，始终与导轨垂直且接触良好，虚线均与导轨垂直，导轨的电阻不计，重力加速度，下列说法正确的是（ ） A. 金属棒向左刚离开磁场Ⅰ时速度大小为2m/s B. 金属棒在磁场Ⅱ中运动的加速度始终减小 C. 金属棒从进入磁场Ⅱ到离开磁场Ⅱ所经历的时间为 D. 金属棒在沿倾斜轨道上滑过程中回路产生的焦耳热为 三、非选择题：本题共6小题，共60分． 13. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，实验步骤如下： ①将弹簧左端固定，水平放置并处于自然状态，右端与细绳连接，使细绳与水平桌面平行，将毫米刻度尺零刻度线与弹簧左端对齐，弹簧的右端附有指针，此时指针的位置如图乙所示； ②在绳下端挂上一个砝码（每个砝码质量），系统静止后，记录指针的位置 ③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内），记录砝码的个数n及指针的位置； ④用获得的数据作出图像，如图丙所示，图线斜率用a表示。 回答下列问题： （1）图乙所示读数为______cm； （2）弹簧的劲度系数表达式______（用砝码质量m、重力加速度g和图线的斜率a表示）。若g取则本实验中______N/m（结果保留3位有效数字）。 （3）考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦，则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将______（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 14. 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。为了节能和环保，有一种路灯就利用光敏电阻的这种特性制作电磁开关，自动控制路灯的接通与断开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱连接励磁线圈，3、4两接线柱相当于路灯的开关，分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于200mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；当励磁线圈中电流小于200mA时，3、4接通。 现有以下器材：励磁线圈电源、路灯电源、路灯灯泡L、励磁线圈限流保护电阻箱、光敏电阻、电磁开关、导线开关等。 某实验小组利用以上器材设计一个自动控制路灯的电路，电路原理图如图所示。 （1）请根据提供的实验器材将未完成的电路原理图画好。画电路图时，光敏电阻的符号为，电阻箱的符号为，其他器材使用规范的电路符号。（ ） （2）若励磁线圈电源为220V，内阻不计，励磁线圈的电阻为10Ω，起初电路中电阻箱的阻值如图乙所示，则________，光敏电阻随光照弧度的变化规律如图丙所示，若要使光照强度为时，路灯亮起，则电阻箱的阻值应调为________。 （3）为了节约用电，要求光照强度降低到时路灯才亮起，则电阻箱的阻值要调________（选填“大”或“小”）。 15. 图甲是某发电机的示意图，边长为L的正方形金属线框的总电阻为r，其两端与两个半圆形金属滑环相连，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁感应强度方向的轴转动。阻值为R的电阻与两个半圆形金属滑环相连，R两端电压如图乙所示，电压的最大值为。其它电阻不计，在金属线框转动一周的过程中，求： （1）流过电阻R的电荷量； （2）电阻R上产生的焦耳热。 　　 16. 如图所示，放在水平地面上的半圆柱体的曲面光滑，可视为质点的小球质量为m，轻绳OA一端拴接小球置于半圆柱曲面上的A点，另一端与竖直轻绳系于O点，O点位于半圆柱体横截面圆心的正上方，OA与半圆柱体的曲面相切且与竖直方向夹角。倾角的斜面体固定在水平面上，轻绳OB一端拴接一个放在斜面体上的小物块，另一端也与竖直轻绳系于O点，OB与斜面体的上表面平行，小物块与斜面间的动摩擦因数为，整个装置始终处于静止状态。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）半圆柱体受到水平地面摩擦力的大小； （2）小物块质量的取值范围。 17. 如图所示，一竖直放置足够长的导热汽缸由A、B两部分构成，厚度不计的绝热活塞a、b可以上下无摩擦地移动，汽缸连接处有小卡销，使活塞b不能通过连接处进入汽缸A。现将活塞a和活塞b用一轻质细弹簧拴接，两活塞之间封闭有一定量的理想气体，刚开始时，活塞a位于汽缸A底端，系统处于静止状态，此时两活塞间气体的温度为，压强等于大气压强。已知活塞a、b的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S，弹簧原长为，劲度系数为，大气压强为，重力加速度为g。现缓慢加热两活塞间的气体。 （1）求活塞a刚要开始运动时活塞间气体的压强和温度； （2）求当活塞b刚到达汽缸连接处时，活塞间气体温度； （3）两活塞间封闭气体的温度从升高到的过程中，封闭气体的内能增加了，求该过程中封闭气体从外界吸收的热量。 18. 用密度为、电阻率为、横截面积为S的金属条制成边长为L的闭合正方形框abcd．如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计，可认为金属方框的ad边和bc边都处在磁极间，极间磁感应强度大小均为B，磁场区域在竖直方向足够长。将金属方框由静止开始释放，其平面在下落过程中始终保持水平，不计空气阻力。 （1）求金属方框下落的最大速度； （2）当金属方框下落的加速度为时，求金属方框的发热功率P； （3）已知金属方框由静止开始下落高度h时其速度达到，若在此过程中方框内产生的热量与一恒定电流在相同时间内在该框中产生的热量相同，求恒定电流的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 20233—2024学年度第二学期期末学业水平诊断高二物理 1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。 2．选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 下列说法正确的是（ ） A. 是核聚变反应方程 B. 射线的电离作用和穿透能力都很强 C. 原子核的结合能越大，原子核越稳定 D. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 【答案】A 【解析】 【详解】A．核反应方程是核聚变反应方程，A正确； B．射线的穿透能力很强，电离能力很弱，B错误； C．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，C错误； D．放射性元素的半衰期仅有原子核本身决定，与元素的物理状态以及化学状态无关，D错误。 故选A。 2. 一乒乓球放在室外，若乒乓球内气体可视为理想气体，且其质量和体积保持不变，则在室外环境温度降低的过程中，乒乓球内的气体（ ） A. 吸收热量，内能增加 B. 压强减小，分子平均动能减少 C. 不对外做功，瓶内每个气体分子的速率均减小 D. 压强减小，气体分子对球壁的平均作用力大小不变 【答案】B 【解析】 【详解】B．根据题意可知乒乓球内气体做等容变化，温度降低，则分子平均动能减少，根据可知乒乓球内的气体压强减小，故B正确； C．乒乓球内气体做等容变化，则气体不对外做功，分子平均动能减少，则分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速率都减小，故C错误； A．气体温度降低，则内能减少，气体不对外做功，根据热力学第一定律可知气体分子放出热量，故A错误； D．气体压强减小，根据气体压强的微观意义可知温度降低后，气体分子对球壁的平均作用力大小减小，故D错误。 故选B。 3. 氢原子能级图如图所示。大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法正确的是（ ） A. 可能辐射出三种不同频率的光 B. 氢原子辐射出能量，电子的动能减少，电势能减少 C. 从能级跃迁到能级时辐射出的光子频率最小 D. 从能级跃迁到能级时辐射出的光子波长最长 【答案】D 【解析】 【详解】A．大量处在能级的氢原子向低能级跃迁时，最多辐射出种不同频率的光，故A错误； B．氢原子辐射出能量，则能级降低，轨道半径减小，根据库仑力提供向心力 可知电子的速度变大，结合动能表达式 可知电子的动能变大，库仑力做正功，电势能减少，故B错误； C．由图可知从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量最大，根据可知频率最大，故C错误； D．由图可知从能级跃迁到能级时辐射出的光子能量最小，根据可知光子波长最长，故D正确。 故选D。 4. 某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示，已知电子电荷量为e，则该光电管的阴极材料的逸出功为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设该光电管的阴极材料的逸出功为，根据光电效应方程和动能定理分别可得 ， 可得 结合图像可得 ， 联立解得 故选D。 5. 如图所示的LC电路中，电容C为0.8uF，电感L为2mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止，已知重力加速度为g。闭合开关S，灰尘在电容器内运动，从线圈中电流第一次达到最大时开始计时，经时，电容器内灰尘的加速度大小为（ ） A. 0 B. g C. D. 2g 【答案】A 【解析】 【详解】当开关断开时，极板间有一带电灰尘恰好静止，此时电容器电荷量最大，对带电灰尘有 振荡电路的周期为 从闭合开关经过线圈中电流第一次达到最大；从线圈中电流第一次达到最大时开始计时，此时电容器所带电荷量为0，经时，由于 可知此时电容器所带电荷量与刚闭合开关时完全一样，则带电灰尘受力刚好平衡，灰尘的加速度大小为0。 故选A。 6. 甲、乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做匀变速直线运动，两质点在运动过程中的速度v随位置x的变化关系图像如图所示，则乙质点运动到位置处的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据图像可知，乙做初速度为的匀减速直线运动，甲做初速度为0的匀加速直线运动，根据速度与位移的关系式有 ， 结合图像可知，当位移等于3m时，两者速度相等，则可解得 结合图像可知，当甲的速度为8m/s，乙的速度为2m/s时。两者通过的位移相等，结合上述可解得 解得 ， 乙质点运动到位置过程，根据速度与位移的关系有 解得 故选A。 7. 如图为某实验小组模拟远距离输电的实验电路图，已知两理想变压器的匝数，定值电阻、、、的阻值，A1，A2为理想交流电流表，当a、b端接入低压交流电源时，下列说法正确的是（ ） A. A1的示数大于A2的示数 B. 的功率小于的功率 C. 两端的电压大于两端的电压 D. 两端的电压大于两端的电压 【答案】C 【解析】 【详解】A．在远距离输电的过程中，在输电线路相同时，通过升压变压器，使输送的电压升高，从而减小了输电电流，所以A1的示数小于A2的示数。故A错误； B．根据 可知输电线路电阻相等时，高压输电时损失功率较小，到达用户的功率较大，即的功率大于的功率。故B错误； C．根据 可知用户电阻不变情况下，高压输电时用户端的电压较大，即两端的电压大于两端的电压。故C正确； D．由欧姆定律 可知两端的电压小于两端的电压。故D错误。 故选C。 8. 如图所示，一辆上表面水平的小车静止在水平面上，小车上竖直固定着内径均匀的U形细管，U形管的左端封闭、右端开口，管内装有水银，小车静止时，U形管左右两端的水银面等高，左端封闭气柱的长度为L，当小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，U形管左右两端的水银面的高度差为，已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为，封闭气体温度保持不变，则U形管水平部分的长度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设U形管的横截面积为S，根据题意可知小车静止时，左侧封闭气体的压强 左管中的气体由玻意耳定律得 可得小车以加速度水平向右做匀加速直线运动时，左侧封闭气体的压强 设水平部分的长度为，水平管内长为的水银为研究对象，由牛顿第二定律得 联立解得 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分 9. 下列说法正确的是（ ） A. 液晶显示屏是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 B. 可以利用永久磁铁间的作用力造一台永动机 C. 草叶上的露珠呈球形的现象是由表面张力引起的 D. 在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变成晶体 【答案】CD 【解析】 【详解】A．液晶显示屏是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故A错误； B．利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械，不消耗能量而不停地转动，不符合能量守恒定律，故B错误； C．草叶上的露珠呈球形的现象是是因为液体表面存在表面张力，故C正确； D．在合适的条件下，某些晶体可以转变成非晶体，某些非晶体也可以转变成晶体，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳左端固定在晾衣架上O点，右端系在a点，光滑小滑轮悬挂一衣服可在轻绳上滑动。先将轻绳右端沿竖直杆缓慢上移到b点，然后再沿水平杆缓慢移至c点，整个过程衣服始终没与地面和杆接触，设轻绳张力为F，滑轮左侧轻绳与竖直方向夹角为，则轻绳右端沿杆（ ） A. 由的过程，F不变，不变，衣服的位置不变 B. 由过程，F不变，不变，衣服的位置升高 C. 由的过程，F减小，变小，衣服的位置下降 D. 由的过程，F不变，不变，衣服的位置升高 【答案】BC 【解析】 【详解】根据几何关系可知两段绳子间的夹角为，由平衡条件可知 所以 设绳子总长为，两杆间距离为，由几何关系 得 AB．由的过程，、都不变，不变，绳子张力也不变，由几何关系可知衣服的位置升高，故B正确，A错误； CD．由的过程，变小，变小，变大，变小，由几何关系可知衣服的位置下降，故C正确，D错误。 故选BC。 11. 某密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态B，再变化至状态C，其变化过程的图像如图中的实线所示，已知BC过程图线的延长线过坐标原点，气体在状态A时的温度为，内能为，一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比，下列说法正确的是（　　） A. 气体自过程中温度的最高值为 B. 气体自的过程中内能增加 C. 整个过程中外界对气体做的总功为 D. 气体自的过程中向外界放热 【答案】AD 【解析】 【详解】A．气体自过程，图像对应的函数关系式为 根据理想气体状态方程有 即有 可知，压强与体积的乘积大小能够间接表示温度的高低，气体自过程中有 根据数学函数规律可知，当时，气体温度最高，结合上述，B状态的体积为，即气体自过程中温度一直升高，即B状态的温度最高，气体自的过程中，结合上述，根据理想气体状态方程有 解得 故A正确； B．由于一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比，则有 ， 解得 则气体自的过程中内能增加 故B错误； C．图像中，图像与横轴所围几何图形的面积表示功的大小，根据图像可知，整个过程中对气体外界做功为 故C错误； D．在过程，结合上述，根据理想气体状态方程有 解得 可知，气体内能不变为 结合上述解得 过程气体内能的变化量 外界对气体做功 根据 解得 即气体自的过程中向外界放热，故D正确。 故选AD。 12. 如图所示，足够长的光滑平行导轨由倾角的倾斜部分和水平部分组成，两部分平滑连接，连接点为、，导轨顶端接有阻值的定值电阻，导轨间距L＝1m，水平导轨上虚线和之间存在垂直导轨平面向上的匀强磁场区域，磁感应强度大小为，倾斜导轨上虚线以上区域存在垂直导轨平面向上的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为，和、和之间的距离均为。一金属棒放置在右侧，现使金属棒以初速度向左进入磁场Ⅰ，离开磁场Ⅰ冲上倾斜轨道后进入磁场Ⅱ，最后离开磁场Ⅱ时金属棒的加速度恰好为零，已知金属棒质量、电阻，始终与导轨垂直且接触良好，虚线均与导轨垂直，导轨的电阻不计，重力加速度，下列说法正确的是（ ） A. 金属棒向左刚离开磁场Ⅰ时速度大小为2m/s B. 金属棒在磁场Ⅱ中运动的加速度始终减小 C. 金属棒从进入磁场Ⅱ到离开磁场Ⅱ所经历的时间为 D. 金属棒在沿倾斜轨道上滑过程中回路产生的焦耳热为 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．金属棒经过磁场Ⅰ的过程中，由动量定理 又 解得 故A正确； B．金属棒在磁场Ⅱ中沿斜面向上运动时，由牛顿第二定律 又 向上运动时速度减小，安培力减小，故加速度减小。 金属棒在磁场Ⅱ中沿斜面向下运动时，由牛顿第二定律 又 向下运动时速度增大，安培力增大，故加速度减小，直到离开磁场Ⅱ，故B正确； C．设金属棒刚进入磁场Ⅱ时的速度大小为，由动能定理得 解得 设金属棒刚离开磁场Ⅱ时的速度大小为，因为金属棒的加速度恰好为零，则 解得 金属棒从进入磁场Ⅱ到离开磁场Ⅱ，规定沿斜面向下为正方向，由动量定理得 又 解得 故C正确； D．金属棒在沿倾斜轨道上滑和下滑过程中回路产生的焦耳热等于金属棒机械能的减少量 因上滑过程的平均安培力比下滑过程大，故上滑过程克服安培力做的功较多，则上滑过程中回路产生的焦耳热较多，上滑过程中回路产生的焦耳热大，故D错误。 故选ABC 三、非选择题：本题共6小题，共60分． 13. 在“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验中，实验装置如图甲所示，实验步骤如下： ①将弹簧左端固定，水平放置并处于自然状态，右端与细绳连接，使细绳与水平桌面平行，将毫米刻度尺的零刻度线与弹簧左端对齐，弹簧的右端附有指针，此时指针的位置如图乙所示； ②在绳下端挂上一个砝码（每个砝码质量），系统静止后，记录指针的位置 ③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内），记录砝码的个数n及指针的位置； ④用获得的数据作出图像，如图丙所示，图线斜率用a表示。 回答下列问题： （1）图乙所示读数为______cm； （2）弹簧的劲度系数表达式______（用砝码质量m、重力加速度g和图线的斜率a表示）。若g取则本实验中______N/m（结果保留3位有效数字）。 （3）考虑弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦，则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将______（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。 【答案】（1）6.00 （2） ①. ②. （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 根据刻度尺的读数规律，该读数为6.00cm。 【小问2详解】 [1]根据胡克定律有 变形得 结合图像有 解得 [2]结合上述与图像有 【小问3详解】 由于弹簧与桌面、细绳与滑轮间有摩擦，导致弹簧的弹力大小小于砝码的质量，结合上述可知，则弹簧劲度系数的测量值与真实值相比将偏大。 14. 光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化，照射光较强（如白天）时电阻几乎为0；照射光较弱（如黑天）时电阻接近于无穷大。为了节能和环保，有一种路灯就利用光敏电阻的这种特性制作电磁开关，自动控制路灯的接通与断开。电磁开关的内部结构如图所示。1、2两接线柱连接励磁线圈，3、4两接线柱相当于路灯的开关，分别与弹簧片和触点连接。当励磁线圈中电流大于200mA时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开；当励磁线圈中电流小于200mA时，3、4接通。 现有以下器材：励磁线圈电源、路灯电源、路灯灯泡L、励磁线圈限流保护电阻箱、光敏电阻、电磁开关、导线开关等。 某实验小组利用以上器材设计一个自动控制路灯的电路，电路原理图如图所示。 （1）请根据提供的实验器材将未完成的电路原理图画好。画电路图时，光敏电阻的符号为，电阻箱的符号为，其他器材使用规范的电路符号。（ ） （2）若励磁线圈电源为220V，内阻不计，励磁线圈的电阻为10Ω，起初电路中电阻箱的阻值如图乙所示，则________，光敏电阻随光照弧度的变化规律如图丙所示，若要使光照强度为时，路灯亮起，则电阻箱的阻值应调为________。 （3）为了节约用电，要求光照强度降低到时路灯才亮起，则电阻箱的阻值要调________（选填“大”或“小”）。 【答案】（1）见解析 （2） ①. 912.0 ②. 890.0 （3）小 【解析】 【小问1详解】 完整的电路原理图如图所示 【小问2详解】 [1]由图乙可知起初电路中电阻箱的阻值为 [2]若要使光照强度为时，路灯亮起，由图丙可知此时光敏电阻阻值为，根据闭合电路欧姆定律可得 解得电阻箱的阻值应调为 【小问3详解】 根据闭合电路欧姆定律可得 为了节约用电，要求光照强度降低到时路灯才亮起，此时光敏电阻阻值变大，则电阻箱的阻值要调小。 15. 图甲是某发电机的示意图，边长为L的正方形金属线框的总电阻为r，其两端与两个半圆形金属滑环相连，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直于磁感应强度方向的轴转动。阻值为R的电阻与两个半圆形金属滑环相连，R两端电压如图乙所示，电压的最大值为。其它电阻不计，在金属线框转动一周的过程中，求： （1）流过电阻R的电荷量； （2）电阻R上产生的焦耳热。 　　 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）金属框转动的过程中，有 在金属框转动的过程中，流过电阻R的电荷量为 则在金属线框转动一周过程中，流过电阻R的电荷量为 （2）设金属框转动的角速度为，则有 金属框中电动势的最大值为 金属框转动的周期为 根据焦耳定律可得电阻R产生的焦耳热为 联立解得 16. 如图所示，放在水平地面上的半圆柱体的曲面光滑，可视为质点的小球质量为m，轻绳OA一端拴接小球置于半圆柱曲面上的A点，另一端与竖直轻绳系于O点，O点位于半圆柱体横截面圆心的正上方，OA与半圆柱体的曲面相切且与竖直方向夹角。倾角的斜面体固定在水平面上，轻绳OB一端拴接一个放在斜面体上的小物块，另一端也与竖直轻绳系于O点，OB与斜面体的上表面平行，小物块与斜面间的动摩擦因数为，整个装置始终处于静止状态。已知重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）半圆柱体受到水平地面摩擦力的大小； （2）小物块质量的取值范围。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对小球受力分析如图 轻绳OA拉力大小 解得 以小球和半圆柱体整体为研究对象，可知半圆柱体所受的摩擦力方向水平向左，大小等于拉力T沿水平向右方向的分力，即 解得 （2）以结点O为研究对象，对其受力分析如图 由平衡关系得 代入数据解得 以B为研究对象，当静摩擦力沿斜面向上达到最大值时有 解得 当静摩擦力沿斜面向下达到最大值时有 解得 物块B质量的取值范围为 17. 如图所示，一竖直放置的足够长的导热汽缸由A、B两部分构成，厚度不计的绝热活塞a、b可以上下无摩擦地移动，汽缸连接处有小卡销，使活塞b不能通过连接处进入汽缸A。现将活塞a和活塞b用一轻质细弹簧拴接，两活塞之间封闭有一定量的理想气体，刚开始时，活塞a位于汽缸A底端，系统处于静止状态，此时两活塞间气体的温度为，压强等于大气压强。已知活塞a、b的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S，弹簧原长为，劲度系数为，大气压强为，重力加速度为g。现缓慢加热两活塞间的气体。 （1）求活塞a刚要开始运动时活塞间气体的压强和温度； （2）求当活塞b刚到达汽缸连接处时，活塞间气体的温度； （3）两活塞间封闭气体的温度从升高到的过程中，封闭气体的内能增加了，求该过程中封闭气体从外界吸收的热量。 【答案】（1）,；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设初始状态弹簧的伸长量为，活塞a刚要开始运动时活塞间气体的压强和温度，对活塞 解得 初状态气体体积 活塞a刚要开始向上运动时，设弹簧弹力为，对活塞a 对活塞 解得 设活塞a刚要开始运动时弹簧伸长量为，由胡克定律 得 此时气体体积 对活塞间气体由理想气体状态方程 解得 （2）当活塞b刚到达汽缸连接处时，活塞间气体的温度为，活塞a运动后，活塞间气体压强保持不变，由盖吕萨克定律 解得 （3）设两活塞间封闭气体的温度从升高到的过程中，外界对气体做的功为W，则 又 根据热力学第一定律 解得 18. 用密度为、电阻率为、横截面积为S的金属条制成边长为L的闭合正方形框abcd．如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计，可认为金属方框的ad边和bc边都处在磁极间，极间磁感应强度大小均为B，磁场区域在竖直方向足够长。将金属方框由静止开始释放，其平面在下落过程中始终保持水平，不计空气阻力。 （1）求金属方框下落最大速度； （2）当金属方框下落的加速度为时，求金属方框的发热功率P； （3）已知金属方框由静止开始下落高度h时其速度达到，若在此过程中方框内产生的热量与一恒定电流在相同时间内在该框中产生的热量相同，求恒定电流的大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）方框质量 方框电阻 方框下落速度为时，产生的感应电动势 感应电流 方框下落过程，受到重力G及安培力F，重力方向竖直向下，大小为 安培力方向竖直向上，大小为 当时，方框达到最大速度，即 则 联立可得方框下落的最大速度 （2）方框下落加速度为时，由牛顿第二定律 则 方框的发热功率 （3）设下落高度h的时间为，由能量守恒定律有 由动量定理有 即 求和得 解得 解得恒定电流 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $