精品解析：四川省蒲江县蒲江中学2023-2024学年高二下学期模拟测试（期末）物理试卷

七中蒲江高2022级毕业班摸底模拟测试 物理试题 考试时间共：75分钟 满分：100分 第I卷（选择题，共46分） 一、本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（　　） A. 奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场 B. 只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C. 库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值 D. 安培（A）不是国际单位制中的基本单位 2. 一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是（　　） A. 零时刻线圈位于中性面 B. 时刻电流方向发生改变 C. 感应电动势的有效值为 D. 时刻到时刻，感应电动势的平均值为零 3. 一块半圆柱形玻璃砖放在空气中，如图所示，一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖，经玻璃砖折射后在光屏P上形成彩色光带。下列说法正确的是（　　） A. 红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间长 B. 光带从左到右排列顺序为红→紫 C. 如果逐渐减小时，则紫光最先消失 D. 无论多大，各色光都能从玻璃砖中射出 4. 以下装置涉及电场、磁场的具体应用。下列说法正确的是（　　） A. 甲装置中通过磁场可以使带电粒子的动能增大 B. 甲装置中带电粒子获得的最大动能与D型盒的半径有关 C. 在乙装置磁场中运动的粒子带负电 D. 在乙装置磁场中运动半径越大的粒子，其质量一定越大 5. 电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散．电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线．一电子仅在电场力作用下由a运动到d，运动轨迹如图实线所示，b、c是轨迹上的2个点，则下列说法正确的是（　　） A. b处的电场强度与c处的电场强度相同 B. 电子运动过程中，加速度大小保持不变 C. 电子运动过程中，动能先增大后减少 D. 电子运动过程中，电势能先增大后减小 6. 一定量的理想气体从状态经状态变化到状态，其图像如图所示，则气体（ ） A. 由状态a变化到状态b的过程，气体对外界做正功 B. 由状态b变化到状态c的过程，气体温度升高 C. 由状态a经状态b变化到状态c的过程，气体向外界放热 D. 由状态a经状态b变化到状态c的过程，气体的内能先不变后增大 7. 交警查酒驾使用的酒精测试仪原理如图所示，R为传感器，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电流表和电压表均为理想电表。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时（　　） A. 电压表的示数变大，电流表的示数变小 B. 酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大 C. 电压表示数与电流表示数之比保持不变 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 8. 一列简谐横波，某时刻波形如图甲所示，P、Q、M为该横波上的三个质点，各自的横坐标位置分别为6m、10m、15m从该时刻开始计时，波上M质点的振动图象如图乙所示，则下列正确的是（　　） A. 该波波速是25m/s，传播方向沿x负方向 B. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为2.5Hz C. 若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m大很多 D. 从该时刻起，质点Q将比质点P先回到平衡位置 9. 如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外。则（　　） A. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 B. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 10. 如图所示，正方形金属线框abcd从某高度自由下落进入的匀强磁场，从ab边刚进入磁场到cd边刚出磁场过程中，线框中的电流随时间的变化图像如图所示。已知线框边长，总电阻，重力加速度。线框通过磁场过程中ab边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是（　　） A. 线框质量 B. 磁场宽度 C. cd边刚出磁场时的速度为7.6m/s D. 线框穿过整个磁场过程中产生的焦耳热为0.0556J 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题（共15分） 11. 实验室现有下列器材： 电流表G（满偏电流为300μA，内阻为100Ω）； 电压表V1（量程为2V，内阻约为2000Ω）； 电阻箱R1（阻值范围0～9999Ω）； 电阻箱R2（阻值范围0～999.9Ω）； 滑动变阻器R3（最大阻值为100Ω）； 滑动变阻器R4（最大阻值为100kΩ）； 电源E（电动势6V，内阻约0.5Ω）； 单刀单掷开关S，导线若干． (1)现需要将电流表G改装成3V的电压表，需要将电阻箱______（填R1或R2）的阻值调节为______Ω，与电流表G______（填“串”或“并”）联； (2)为了测量电压表V1的内阻，设计如图所示的实验电路（改装后的电压表用V表示）．图中滑动变阻器R应选______（填R3或R4），若电压表V的示数为U，V1的示数为U1，变阻箱的示数为R2，则电压表V1的内阻RV的计算式为RV=______。 12. 某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）如图甲，用游标卡尺测量出摆球的直径，其直径为________mm。 （2）下列做法正确的是________（填标号）。 A.摆球应选择质量大并且体积小的球 B.摆线应选择弹性大并且尽可能短的线 C.要使摆球自始至终在同一竖直平面内摆动 D.将摆球从平衡位置拉开一个较大的角度后释放 （3）用刻度尺测量出摆线的长度，计算出单摆的摆长为l，从摆球通过平衡位置开始按下停表计时，测得摆球完成n次全振动所用的总时间为t，可得重力加速度大小g的计算式为________（用所给物理量的字母表示）。若摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，则计算出的重力加速度g值________（填“偏大”或“偏小”）。 （4）另一位同学在做实验时，没有游标卡尺，无法准确测量出摆球的直径，在老师的指导下，他多次改变摆线的长度L，测量出对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制出图像如图乙所示，由图乙计算出重力加速度大小为________（保留3位有效数字，取）。 四、计算题（本题包括3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆柱形汽缸内，质量m＝20 kg、横截面积S＝100 cm2的活塞，可沿汽缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热。初始时气体的温度t＝27℃，活塞距离汽缸底部的高度h1＝0.8 m，大气压强p0＝1.0×105Pa。 现用电热丝对气体缓慢加热，使活塞上升高度h2＝0.2 m，此过程中气体吸收的热量为500 J，取重力加速度g＝10 m/s2，求： （1）活塞上升h2＝0.2 m时，气体的温度为多少摄氏度； （2）此过程中气体内能的增加量。 14. 如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L＝2.0m；R是连在导轨一端的电阻，质量m＝1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空间有磁感应强度B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。从t＝0开始对导体棒ab施加一个水平向左的外力F，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA段是直线，AB段是曲线、BC段平行于时间轴。假设在从1.2s开始以后，外力F的功率P＝4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响（g＝10m/s2）。求： （1）导体棒ab做匀变速运动的加速度及运动过程中最大速度的大小； （2）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。 15. 如图所示，在平面内，直线与轴正方向夹角为45°，直线左侧存在平行于轴的匀强电场，方向沿轴负方向。直线右侧存在垂直平面向里的磁感应强度为的匀强磁场。一带电量为，质量为带正电的粒子（忽略重力）从原点沿轴正方向以速度射入磁场。当粒子第三次经过直线时，电场方向突然调整为垂直于直线斜向右下方，电场强度的大小不变，粒子恰好从电场中回到原点。粒子通过边界时，其运动不受边界的影响。求： （1）粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径和周期； （2）匀强电场电场强度的大小； （3）从点射出至第一次回到点所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 七中蒲江高2022级毕业班摸底模拟测试 物理试题 考试时间共：75分钟 满分：100分 第I卷（选择题，共46分） 一、本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 在物理学发展过程中，观测、实验、假说和逻辑推理等方法都起到了重要作用。下列叙述符合史实的是（　　） A. 奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场 B. 只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C. 库仑提出了库仑定律，并最早用实验测得元电荷e的数值 D. 安培（A）不是国际单位制中的基本单位 【答案】A 【解析】 【详解】A．丹麦物理学家奥斯特发现了导线附近小磁针的偏转，表明小磁针受到了磁场力作用，从而得出电流的磁效应，首次揭示了电流能够产生磁场，故A正确， B．只要空间某处的电场或磁场发生正弦式变化，就会在其周围产生电磁波，若空间某处的电场或磁场均匀变化，在其周围产生恒定磁场或电场，不能够产生电磁波，故B错误； C．库仑提出了库仑定律，密立根最早用实验测得元电荷e的数值，故C错误； D．电流的单位安培（A）是国际单位制中的基本单位，故D错误。 故选A。 2. 一个单匝矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动。通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图所示，则以下说法正确的是（　　） A. 零时刻线圈位于中性面 B. 时刻电流方向发生改变 C. 感应电动势的有效值为 D. 时刻到时刻，感应电动势的平均值为零 【答案】C 【解析】 【详解】A．零时刻，穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，线圈不是位于中性面，故A错误； B．时刻穿过线圈的磁通量为0，磁通量变化率最大，则感应电动势最大，感应电流最大，线圈不是位于中性面，电流方向没有发生改变，故B错误； C．感应电动势的最大值为 则感应电动势的有效值为 故C正确； D．时刻到时刻，穿过线圈的磁通量变化量大小为 根据法拉第电磁感应定律可知此过程平均感应电动势不为0，故D错误。 故选C。 3. 一块半圆柱形玻璃砖放在空气中，如图所示，一束白光从空气中沿着图示方向射向玻璃砖，经玻璃砖折射后在光屏P上形成彩色光带。下列说法正确的是（　　） A. 红光穿越玻璃砖的时间比紫光穿越玻璃砖的时间长 B. 光带从左到右排列顺序为红→紫 C. 如果逐渐减小时，则紫光最先消失 D. 无论多大，各色光都能从玻璃砖中射出 【答案】C 【解析】 【详解】A．红光的折射率最小，紫光的折射率最大，根据 分析得知红光在玻璃砖中传播速度最大，穿越玻璃砖的时间最短，故A错误； B．由于白光是复色光，各种色光的折射率不同，折射率最大的偏折程度最大，从玻璃射向空气中时，折射光线更远离法线，在各种色光中，红光的折射率最小，紫光的折射率最大，所以紫光偏折最严重，红光偏折最小，从左到右的排布是由紫→红，故B错误； CD．根据全反射临界角公式 可知，紫光的临界角最小，如果逐渐减小时，入射角增大，紫光最先发生全反射，最先从彩色光带中消失，故C正确，D错误。 故选C。 4. 以下装置涉及电场、磁场的具体应用。下列说法正确的是（　　） A. 甲装置中通过磁场可以使带电粒子的动能增大 B. 甲装置中带电粒子获得的最大动能与D型盒的半径有关 C. 在乙装置磁场中运动的粒子带负电 D. 在乙装置磁场中运动半径越大的粒子，其质量一定越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于洛伦兹力总是不做功，甲装置中通过磁场不可以使带电粒子的动能增大，故A错误； B．带电粒子在磁场中的轨道半径等于D型盒半径时，粒子具有最大速度，则有 解得 则粒子的最大动能为 故B正确； C．在乙装置磁场中，根据左手定则可知，粒子带正电，故C错误； D．在乙装置中，粒子在加速电场中，根据动能定理可得 可得 粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力可得 可得 可知在磁场中运动半径越大的粒子，越大，但粒子的质量一定越大，故D错误。 故选B。 5. 电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散．电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线．一电子仅在电场力作用下由a运动到d，运动轨迹如图实线所示，b、c是轨迹上的2个点，则下列说法正确的是（　　） A. b处的电场强度与c处的电场强度相同 B. 电子运动过程中，加速度大小保持不变 C. 电子运动过程中，动能先增大后减少 D. 电子运动过程中，电势能先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据电场线与等势线垂直，且电场线上该点的切线方向为该点的场强方向，由图可知b处电场线的切线方向斜向左上方，c处电场线的切线方向斜向左下方，所以b、c点的电场强度不相同，故A错误； B．等势线的疏密也可以反映电场的强弱，由a到d等势线先变疏后变密，所以电场强度先减小后增大，则电子的加速度先减小后增大，故B错误； CD．电子从a到d运动时，因为电子仅受电场力，电场力与电子运动方向的夹角先是锐角，后面变成钝角，即电场力先做正功，后做负功，则动能先增大后减小，而电势能先减小后增大，故C正确，D错误。 故选C。 6. 一定量的理想气体从状态经状态变化到状态，其图像如图所示，则气体（ ） A. 由状态a变化到状态b的过程，气体对外界做正功 B. 由状态b变化到状态c的过程，气体温度升高 C. 由状态a经状态b变化到状态c的过程，气体向外界放热 D. 由状态a经状态b变化到状态c的过程，气体的内能先不变后增大 【答案】C 【解析】 【详解】ABD．根据理想气体状态方程 可得 可知图像的斜率为温度，由状态变化到状态的过程为等温过程，气体体积减小，外界对气体做正功，温度不变则气体内能不变，由图可知状态到状态的过程的乘积在减小，气体温度降低，则内能减小，故ABD错误； C．由状态经状态变化到状态的过程，外界对气体一直做正功，始、末状态相比气体内能减小，根据热力学第一定律 可知气体向外界放热，故C正确。 故选C。 7. 交警查酒驾使用的酒精测试仪原理如图所示，R为传感器，其阻值随气体中酒精浓度的增大而减小，电源的电动势为E，内阻为r，电流表和电压表均为理想电表。当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时（　　） A. 电压表的示数变大，电流表的示数变小 B. 酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大 C. 电压表示数与电流表示数之比保持不变 D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．当酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感器电阻R的阻值变小，由 可知电流I变大，电流表的示数变大，由 可知电压表的示数变小，A错误； B．电源的输出功率 因为不知道与r的具体关系未知，故无法确定酒精气体浓度越大时，电源的输出功率如何变化，B错误； C．根据欧姆定律可知 电压表示数与电流表示数之比等于电阻R的阻值，阻值随气体中酒精浓度的变化而变化，C错误； D．由闭合电路欧姆定律可知 既电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变，D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 8. 一列简谐横波，某时刻波形如图甲所示，P、Q、M为该横波上的三个质点，各自的横坐标位置分别为6m、10m、15m从该时刻开始计时，波上M质点的振动图象如图乙所示，则下列正确的是（　　） A. 该波波速是25m/s，传播方向沿x负方向 B. 若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉现象，则该波所遇到的波的频率为2.5Hz C. 若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m大很多 D. 从该时刻起，质点Q将比质点P先回到平衡位置 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由乙图知：t=0时刻质点M正向上运动，所以波的传播方向沿x负方向。由图知，波长为 λ=20m，周期为 T=0.8s，则该波波速是 故A正确； B．该波频率为 两列波发生稳定干涉的条件是频率相同，所以若此波在同一介质中能与另一列简谐横波发生稳定干涉，则另一列波的频率为1.25Hz，故B错误； C．该波波长为20m，若该波能发生明显的衍射现象，则该波所遇到的障碍物尺寸一定比20m小很多，或差不多，故C错误； D．该时刻质点P正向下运动，质点Q位于波谷，所以从该时刻起，质点Q将比质点P先回到平衡位置，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2，L1中的电流方向向左，L2中的电流方向向上；L1的正上方有a、b两点，它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中，外磁场的磁感应强度大小为B0，方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为B0和B0，方向也垂直于纸面向外。则（　　） A. 流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 B. 流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 C. 流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为B0 D. 流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为B0 【答案】AC 【解析】 【详解】根据安培定则，流经的电流在a、b两点产生的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小相等，记为。流经的电流在点产生的磁场方向垂直纸面向里，在点产生的磁场方向垂直纸面向外，但流经的电流在a、b两点产生的磁场的磁感应强度大小相等，记为。根据磁感应强度的矢量叠加原理可得 联立解得， 故选AC。 10. 如图所示，正方形金属线框abcd从某高度自由下落进入的匀强磁场，从ab边刚进入磁场到cd边刚出磁场过程中，线框中的电流随时间的变化图像如图所示。已知线框边长，总电阻，重力加速度。线框通过磁场过程中ab边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是（　　） A. 线框质量 B. 磁场宽度 C. cd边刚出磁场时的速度为7.6m/s D. 线框穿过整个磁场过程中产生的焦耳热为0.0556J 【答案】AD 【解析】 【详解】Ａ．线框进磁场为匀速直线运动，时间为，则匀速的速度为 线框所受的重力与安培力平衡，有 解得线框质量为 故A正确； Ｂ．线框匀速进入磁场后，因双边同向切割磁感线，则无感应电流，不受安培力而只受重力，其加速度为g做匀加速直线运动，加速时间为 则有 解得磁场宽度为 故B错误； CD．ab边出磁场时的速度为 线框出磁场的过程做变加速直线运动，时间为，由动量定理有 而流过截面的电量为 联立解得cd边刚出磁场时的速度为 对线框穿过磁场的全过程，由动能定理有 解得线框穿过整个磁场过程中产生的焦耳热为 故C错误，D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题，共54分） 三、实验题（共15分） 11. 实验室现有下列器材： 电流表G（满偏电流为300μA，内阻为100Ω）； 电压表V1（量程为2V，内阻约为2000Ω）； 电阻箱R1（阻值范围0～9999Ω）； 电阻箱R2（阻值范围0～999.9Ω）； 滑动变阻器R3（最大阻值为100Ω）； 滑动变阻器R4（最大阻值为100kΩ）； 电源E（电动势6V，内阻约0.5Ω）； 单刀单掷开关S，导线若干． (1)现需要将电流表G改装成3V的电压表，需要将电阻箱______（填R1或R2）的阻值调节为______Ω，与电流表G______（填“串”或“并”）联； (2)为了测量电压表V1的内阻，设计如图所示的实验电路（改装后的电压表用V表示）．图中滑动变阻器R应选______（填R3或R4），若电压表V的示数为U，V1的示数为U1，变阻箱的示数为R2，则电压表V1的内阻RV的计算式为RV=______。 【答案】 ①. R1 ②. 9900 ③. 串 ④. R3 ⑤. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1][2][3]改装成3V的电压表，应串联的电阻阻值为 故应选择的电阻箱为R1，应调节为9900，并与电流表串联。 (2)[4]实验采用了分压式接法，选择R3阻值较小，方便调节。 [5]据串并联知识可得 整理可得。 12. 某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）如图甲，用游标卡尺测量出摆球的直径，其直径为________mm。 （2）下列做法正确的是________（填标号）。 A.摆球应选择质量大并且体积小的球 B.摆线应选择弹性大并且尽可能短的线 C.要使摆球自始至终在同一竖直平面内摆动 D.将摆球从平衡位置拉开一个较大的角度后释放 （3）用刻度尺测量出摆线的长度，计算出单摆的摆长为l，从摆球通过平衡位置开始按下停表计时，测得摆球完成n次全振动所用的总时间为t，可得重力加速度大小g的计算式为________（用所给物理量的字母表示）。若摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，则计算出的重力加速度g值________（填“偏大”或“偏小”）。 （4）另一位同学在做实验时，没有游标卡尺，无法准确测量出摆球的直径，在老师的指导下，他多次改变摆线的长度L，测量出对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制出图像如图乙所示，由图乙计算出重力加速度大小为________（保留3位有效数字，取）。 【答案】 ①. 20.50 ②. AC##CA ③. ④. 偏小 ⑤. 9.86 【解析】 【详解】（1）[1]用游标卡尺测量出摆球的直径为20mm+0.05×10=20.50mm。 （2）[2]A.摆球应选择质量大并且体积小的球，以减小阻力的影响，选项A正确； B.摆线应选择弹性小并且长度适当的细线，选项B错误； C.要使摆球自始至终在同一竖直平面内摆动，不能成圆锥摆，选项C正确； D.摆角不超过5°，不宜过大，否则就不是简谐振动，选项D错误。 故选AC。 （3）[3]单摆振动的周期 根据 可得 [4]若摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，则摆长变长，而计算时仍用原来的摆长，则计算出的重力加速度g值偏小； （4）[5]根据 解得 可得 解得 g=9.86m/s2 四、计算题（本题包括3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在圆柱形汽缸内，质量m＝20 kg、横截面积S＝100 cm2的活塞，可沿汽缸壁无摩擦滑动并保持良好的气密性，整个装置与外界绝热。初始时气体的温度t＝27℃，活塞距离汽缸底部的高度h1＝0.8 m，大气压强p0＝1.0×105Pa。 现用电热丝对气体缓慢加热，使活塞上升高度h2＝0.2 m，此过程中气体吸收的热量为500 J，取重力加速度g＝10 m/s2，求： （1）活塞上升h2＝0.2 m时，气体的温度为多少摄氏度； （2）此过程中气体内能的增加量。 【答案】（1）；（2）260J 【解析】 【详解】（1）设气体压强为p，根据活塞力平衡得 得 气体缓慢加热，做等压变化，有 ， 解得 则 故气体的温度。 （2）根据热力学第一定律，有 其中 则有 故此过程中气体内能的增加量为260J。 14. 如图甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L＝2.0m；R是连在导轨一端的电阻，质量m＝1.0kg的导体棒ab垂直跨在导轨上，电压传感器与这部分装置相连。导轨所在空间有磁感应强度B＝0.5T、方向竖直向下的匀强磁场。从t＝0开始对导体棒ab施加一个水平向左的外力F，使其由静止开始沿导轨向左运动，电压传感器测出R两端的电压随时间变化的图线如图乙所示，其中OA段是直线，AB段是曲线、BC段平行于时间轴。假设在从1.2s开始以后，外力F的功率P＝4.5W保持不变。导轨和导体棒ab的电阻均可忽略不计，导体棒ab在运动过程中始终与导轨垂直，且接触良好。不计电压传感器对电路的影响（g＝10m/s2）。求： （1）导体棒ab做匀变速运动的加速度及运动过程中最大速度的大小； （2）导体棒ab与导轨间的动摩擦因数μ和电阻R的值。 【答案】（1）a=0.75m/s2；vm=1.0m/s；（2）μ=0.2，R=0.4Ω 【解析】 【详解】（1）在0~1.2s内导体棒做匀加速直线运动，设导体棒加速度为a，t1=1.2s时导体棒速度为v1，由图可知，此时电压U1=0.90V。 解得 当时，导体棒速度已达最大值，有 解得 （2）当时，有 解得 有题图可知，前1.2s做匀加速运动，有 当时，有 解得 当时，导体棒做匀速直线运动，处于平衡状态，故 解得 15. 如图所示，在平面内，直线与轴正方向夹角为45°，直线左侧存在平行于轴的匀强电场，方向沿轴负方向。直线右侧存在垂直平面向里的磁感应强度为的匀强磁场。一带电量为，质量为带正电的粒子（忽略重力）从原点沿轴正方向以速度射入磁场。当粒子第三次经过直线时，电场方向突然调整为垂直于直线斜向右下方，电场强度的大小不变，粒子恰好从电场中回到原点。粒子通过边界时，其运动不受边界的影响。求： （1）粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径和周期； （2）匀强电场电场强度的大小； （3）从点射出至第一次回到点所用的时间。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 故 可得 （2）如图所示，设粒子第一次经过上的点为点，粒子第三次经过上的点为点。由几何关系可知 过点后，粒子在新的电场中沿方向做匀速直线运动，沿方向的速度大小为 粒子在新的电场中沿垂直于方向先做匀减速运动后做匀加速直线运动。 解得 （3）根据轨迹图可知，粒子在磁场中时间为 粒子在旧电场中运动的时间为 粒子在新电场中运动的时间为 粒子从点射出到第一次回到点的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $