精品解析：湖北省夷陵中学恩施高中2023-2024学年高二下学期第一次半月考物理试题

夷陵中学恩施高中2022级高二下第一次半月考物理试题 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。1~7题为单选题，8~10题为多选题） 1. 关于下列四个场景的说法中，正确的是（　　） A. 图甲中是光的全反射现象 B. 图乙中是光的折射现象 C. 图丙中是光的衍射现象 D. 图丁中是光的偏振现象 2. 如图所示，线圈L的直流电阻不计，AB为平行极板电容器上下极板，R为定值电阻。则（　　） A. S闭合瞬间，因为L的自感作用明显，所以L所在支路电流竖直向上 B. S保持闭合一段时间后，A板带正电，B板带负电 C. S断开瞬间，左侧LC振荡电路电容器开始放电 D. S断开瞬间，左侧LC振荡电路电流强度最大 3. 图（a）是一列简谐波在t=0.25s时刻的波形图，图（b）是波上质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴正方向传播 B. 该列波的传播速度为 C. 质点P的平衡位置位于x=4.5m D. 质点从到过程运动的路程为 4. 如图所示，边长为、匝数为的正方形线圈，在磁感应强度为的匀强磁场中绕转轴转动（转轴垂直于磁感线），线圈通过滑环和电刷连接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为和，电压表可视为理想电表。保持线圈以恒定角速度转动，则（ ） A. 从图示位置开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值表达式为 B. 通过变压器原、副线圈的电流之比为 C. 电压表示数为 D. 若考虑线圈的内阻，滑动变阻器的滑片向下滑动时，电压表示数变小 5. 一物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻起，受到的水平外力F如图所示，以向右运动为正方向，物体质量为2.5kg，则下列说法正确的是（　　） A. t=2s时物体回到出发点 B. t=3s时物体速度大小为1m/s C. 前2s内物体的平均速度为0 D. 第3s内物体的位移为1m 6. 如图，质量为2m的物块B放在光滑水平面上，B上方用铰链连接一根长为L的轻杆，轻杆顶端固定一质量为m的小球A，开始时轻杆竖直。给小球A一个向左的轻微扰动，已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 若物块B固定，在轻杆转动过程中，小球A水平方向的速度一直增大 B. 若物块B固定，在轻杆转动过程中，重力做功的最大功率为 C. 若物块B不固定，A、B组成的系统水平方向的动量不守恒 D. 若物块B不固定，当轻杆转到水平方向时，小球A在水平方向上的位移大小为 7. 一绝缘细线Oa下端系一质量为m的带正电的小球a，在正下方有一光滑的绝缘水平细杆，一带负电的小球b穿过杆在其左侧较远处，小球a由于受到水平绝缘细线的拉力而静止，如图所示，现保持悬线与竖直方向的夹角为θ，并在较远处由静止释放小球b，让其从远处沿杆向右移动到a点的正下方，在此过程中（ ） A. 悬线oa的拉力逐渐增大，水平细线的拉力逐渐减小 B. b球的加速度先增大后减小，速度始终增大 C. b球所受的库仑力先增大后减小 D. b球所受的库仑力先减小后增大 8. 下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（ ） A. 图甲表明晶体熔化过程中分子平均动能不变 B. 图乙水黾可以在水面自由活动，说明它所受的浮力大于重力 C. 图丙是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 D. 图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象 9. 如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，则（ ） A. 此玻璃的折射率为 B. 光从B到D需用时间 C. 光从玻璃射入空气波长不变 D. 光沿着BM射入，在M处会发生全反射现象 10. 如图甲所示，水平放置平行金属板A、B间加如图乙所示的交变电场，t=0时刻，O处粒子源水平向右发射速度相同的a、b两粒子，穿过极板后水平向右垂直进入有竖直边界的匀强磁场；磁场方向垂直纸面向外，a粒子恰好不从磁场右边界飞出，a、b两粒子的运动轨迹交于C点，且在C处时a、b速度方向垂直，C到左右磁场边界的距离相等，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. a、b在电场中运动的时间可能不同 B. a、b穿过极板的时间均为的偶数倍 C. a、b粒子的比荷为 D. a、b穿过极板竖直方向上的位移大小之比为1：2 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，通过宏观量的测量间接计算确定微观量。 （1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为d=______。 （2）若将0.2mL的纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液，接着用滴管向量筒内。滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够太的盛水的浅盘中（水中撒了痱子粉），由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。已知每一小方格的边长为1cm，则可估算出油酸分子的直径大小是______m（计算结果保留一位有效数字）。 （3）某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏大，可能的原因是______。 A. 水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开 B. 求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴 C. 计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D. 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大 12. 学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，电路中电源电动势用E，内阻用r表示。 （1）若闭合电键，将单刀双掷电键掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，处理数据得到图像如图乙所示，写出关系式______（不考虑电表内阻影响） （2）若断开，将单刀双掷电键掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I，处理数据得到图像如图丙所示，写出关系式______。（不考虑电表内阻的影响） （3）课外小组的同学们对图像进行了误差分析，发现将两个图像综合起来利用，完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图像乙和丙纵轴截距分别为、，斜率分别为、，则电源的电动势E=______，内阻r=______。 三、解答题（本题共3小题，共44分） 13. 根据国家标准化管理委员会批准的《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》相关规定现在所有在产乘用车强制安装TPMS（胎压监测系统）。驾驶员发现某型号汽车正常行驶时胎压为250kPa，轮胎内气体的温度为，不考虑轮胎容积的变化，该轮胎的胎压达到300kPa时会出现灼胎危险。 （1）若该轮胎的胎压达到300kPa时，求此时胎内的气体达多少摄氏度； （2）若驾驶员在开车前发现该轮胎胎压略有不足，仪表显示胎压为p=200kPa，现驾驶员对其充气，气体被充入前的压强为100kPa，已知轮胎容积为22L，为保证汽车正常行驶，求需要充入多少升压强为100kPa的气体（不考虑充气过程中胎内气体温度和轮胎容积的变化）。 14. 图甲是一种智能减震装置的示意图，轻弹簧下端固定，上端与质量为m的减震环a连接，并套在固定的竖直杆上，a与杆之间的智能涂层材料可对a施加大小可调节的阻力，当a的速度为零时涂层对其不施加作用力，在某次性能测试中，质量为0.5m的光滑环b从杆顶端被静止释放，之后与a发生正碰（时间极短）；碰撞后，b的速度方向向上，a的速度方向向下，a运动2d时速度减为零，此过程中a受到涂层的阻力大小f与下移距离s之间的关系如图乙所示，已知a静止在弹簧上时，与杆顶端距离为4.5d，弹簧压缩量为2d，重力加速度为g。求： （1）减震环a碰前瞬间，滑环b的速度大小； （2）分析碰撞后a的运动情况，并求出a的加速度； （3）请通过计算说明第一次碰撞过程中是否有机械能损失，若有，请求出机械能损失的量。 15. 如图甲所示，两根完全相同金属导轨平行放置，宽L＝3m，其中倾斜部分abcd光滑且与水平方向夹角为，匀强磁场垂直斜面向下，磁感应强B＝0.5T，轨道顶端ac接有电阻R＝1.5Ω。导轨水平部分粗糙，动摩擦因数为且只有边界zk、ke、ep、pn、nf、fz之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B＝0.5T，其中磁场左边界zk长为1m，边界ke、zf与水平导轨间夹角均为且长度相等，磁场右边界pn与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好，在斜面上由静止释放，到达底端bd时已经匀速，速度大小为m/s。当金属棒进入导轨的水平部分时（不计拐角处的能量损失），给金属棒施加外力，其在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数与位移x图像如图乙所示，棒运动到ef处时撤去外力，此时棒速度大小为最终金属棒恰能运动到磁场的右边界pn处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直，金属棒连入电路中的电阻为r＝0.5Ω，金属棒在水平导轨上从bd边界运动到pn边界共用时，。求： （1）金属棒的质量m的大小； （2）水平磁场边界ep的长度d为多少； （3）金属棒在水平导轨上运动时，外力所需做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 夷陵中学恩施高中2022级高二下第一次半月考物理试题 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。1~7题为单选题，8~10题为多选题） 1. 关于下列四个场景的说法中，正确的是（　　） A. 图甲中是光的全反射现象 B. 图乙中是光的折射现象 C. 图丙中是光的衍射现象 D. 图丁中是光的偏振现象 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中泊淞亮斑是光的衍射现象，选项A错误； B．图乙中彩色肥皂膜是光的干涉现象，选项B错误； C．图丙中的彩虹是光的折射现象，选项C错误； D．图丁中立体电影是光的偏振现象，选项D正确。 故选D。 2. 如图所示，线圈L的直流电阻不计，AB为平行极板电容器上下极板，R为定值电阻。则（　　） A. S闭合瞬间，因为L的自感作用明显，所以L所在支路电流竖直向上 B. S保持闭合一段时间后，A板带正电，B板带负电 C. S断开瞬间，左侧LC振荡电路电容器开始放电 D. S断开瞬间，左侧LC振荡电路电流强度最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．S闭合瞬间，电源给电容器充电，L所在支路电流竖直向下，A错误； B．S保持闭合一段时间后，由于线圈的直流电阻不计，电容器被短路，两端电压为零，B错误； CD．S断开瞬间，线圈中电流迅速变小，线圈产中感应电流，给电容器充电。此时电路中电流最大，C错误，D正确。 故选D。 3. 图（a）是一列简谐波在t=0.25s时刻的波形图，图（b）是波上质点的振动图像，下列说法正确的是（　　） A. 波沿轴正方向传播 B. 该列波的传播速度为 C. 质点P的平衡位置位于x=4.5m D. 质点从到过程运动的路程为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由P点的振动图像可知，在t=0.25s时质点P沿y轴负向运动，可知波沿轴负方向传播，故A错误； B．该列波的传播速度为 故B错误； C．在t=0.25s时质点P对应的纵坐标为，则由几何知识可知，质点P的平衡位置位于x=5.0m，故C错误； D．质点从到过程波沿x轴负向传播4m，此时P点到达波谷，则质点P经过了运动的路程为，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，边长为、匝数为的正方形线圈，在磁感应强度为的匀强磁场中绕转轴转动（转轴垂直于磁感线），线圈通过滑环和电刷连接一个含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为和，电压表可视为理想电表。保持线圈以恒定角速度转动，则（ ） A. 从图示位置开始计时，线圈产生感应电动势瞬时值的表达式为 B. 通过变压器原、副线圈的电流之比为 C. 电压表示数 D. 若考虑线圈的内阻，滑动变阻器的滑片向下滑动时，电压表示数变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，感应电动势得峰值为 开始时线圈平面与磁场平行，则感应电动势瞬时值表达式为 故A错误； B．根据原线圈的电流与线圈匝数的关系可知，通过变压器原、副线圈的电流之比为 故B错误； C．原线圈电压的有效值为 其中 副线圈电压，即电压表示数为 故C错误； D．若考虑线圈的内阻，滑动变阻器的滑片向下滑动时，副线圈中负载总电阻减小，由欧姆定律可知，副线圈电流增大，则原线圈电流增大，所以通过线圈的电流增大，线圈的电压增大，根据可得原线圈输入电压减小，所以电压表示数变小，故D正确。 故选D。 5. 一物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻起，受到的水平外力F如图所示，以向右运动为正方向，物体质量为2.5kg，则下列说法正确的是（　　） A. t=2s时物体回到出发点 B. t=3s时物体的速度大小为1m/s C. 前2s内物体的平均速度为0 D. 第3s内物体的位移为1m 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图 时物体速度变为0，没有回到原点，A错误； B．由图 解得 B错误； C．前内物体位移不为0，由 平均速度不为0，C错误； D．第内物体做初速度为0的匀加速直线运动，位移 D正确。 故选D。 6. 如图，质量为2m的物块B放在光滑水平面上，B上方用铰链连接一根长为L的轻杆，轻杆顶端固定一质量为m的小球A，开始时轻杆竖直。给小球A一个向左的轻微扰动，已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ） A. 若物块B固定，在轻杆转动过程中，小球A水平方向的速度一直增大 B. 若物块B固定，在轻杆转动过程中，重力做功的最大功率为 C. 若物块B不固定，A、B组成的系统水平方向的动量不守恒 D. 若物块B不固定，当轻杆转到水平方向时，小球A在水平方向上的位移大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．若物块B固定，在轻杆转动过程中，开始时小球A水平速度为零，到达最低点时水平速度又为零，可知在轻杆转动过程中小球A水平方向的速度先增大后减小，故A错误； B．若物块B固定，在轻杆转动过程中，当小球到达最低点时竖直速度最大，根据机械能守恒有 则重力做功的功率最大，最大为 解得 故B错误； C．若物块B不固定，A、B组成的系统水平方向受合外力为零，根据动量守恒的条件可知，系统在水平方向上的动量守恒，故C错误； D．若物块B不固定，当轻杆转到水平方向时，由系统在水平方向上的动量守恒，可得 设小球A在水平方向上的位移为x，则 解得 故D正确。 故选D。 7. 一绝缘细线Oa下端系一质量为m的带正电的小球a，在正下方有一光滑的绝缘水平细杆，一带负电的小球b穿过杆在其左侧较远处，小球a由于受到水平绝缘细线的拉力而静止，如图所示，现保持悬线与竖直方向的夹角为θ，并在较远处由静止释放小球b，让其从远处沿杆向右移动到a点的正下方，在此过程中（ ） A. 悬线oa的拉力逐渐增大，水平细线的拉力逐渐减小 B. b球的加速度先增大后减小，速度始终增大 C. b球所受的库仑力先增大后减小 D. b球所受的库仑力先减小后增大 【答案】B 【解析】 【详解】BCD．b球运动过程中，受到的库仑力为 在运动过程中，a、b两球之间的距离一直在减小，则b球所受的库仑力一直增大；b球运动过程中的加速度由b球受到的库仑力在水平方向的分量来提供，b球在较远处时，b球所受库仑力近似为零，在a球正下方时，b球受到的库仑力竖直向上，可知运动过程中b球受到的库仑力的水平分量先增大，后减小，则b球的加速度先增大后减小；由于b球的加速度方向与运动方向始终相同，所以b球的速度一直增大，故B正确，CD错误。 A．由于b球在运动过程中受到的库仑力逐渐增大，库仑力与竖直方向的夹角逐渐减小，所以其竖直方向的分量逐渐增大，对小球a在竖直方向上，根据平衡条件可得 知悬线Oa拉力逐渐增大；较远处，库仑力近似为零，根据平衡条件可知，水平细线的拉力 移动到a点的正下方时，由于此时比较远处时大，则此时水平细线的拉力比开始时大，显然水平细线的拉力不可能逐渐减小，故A错误； 故选B。 8. 下列四幅图所涉及的物理知识，论述正确的是（ ） A. 图甲表明晶体熔化过程中分子平均动能不变 B. 图乙水黾可以在水面自由活动，说明它所受的浮力大于重力 C. 图丙是显微镜下三颗小炭粒的运动位置连线图，连线表示小炭粒的运动轨迹 D. 图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象 【答案】AD 【解析】 【详解】A．分子平均动能只跟温度有关，晶体熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，故A正确； B．水黾可以在水面自由活动，并没有陷入水中，没有排水体积，故浮力为零，水黾之所以在水面上自由活动，是因为水的表面分子之间的距离大于平衡位置时的距离，故水黾受到水的表面张力的作用，故B错误； C．每隔一段时间把观察到的炭粒的位置记录下来，然后用直线把这些位置依次连接成折线，所以布朗运动图像反映每隔一段时间固体微粒的位置连线，而不是运动轨迹，故C错误； D．浸润现象在附着层分子力表现为斥力，有扩张趋势，不浸润现象在附着层分子力表现为引力，有收缩趋势，则图丁中A是浸润现象，B是不浸润现象，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示是一玻璃球体，其半径为R，O为球心，AB为水平直径。M点是玻璃球的最高点，来自B点的光线BD从D点射出，出射光线平行于AB，已知∠ABD=30°，光在真空中的传播速度为c，则（ ） A. 此玻璃的折射率为 B. 光从B到D需用时间为 C. 光从玻璃射入空气波长不变 D. 光沿着BM射入，在M处会发生全反射现象 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图及几何关系可知光线在D点的入射角为i＝30°，折射角为r＝60°，由折射率的定义知此玻璃的折射率为 故A错误； B．光线在玻璃中的传播速度为 由几何关系知 BD＝R 所以光线从B到D需用时 故B正确； C．由于，光从玻璃射入空气f不变，变大，所以波长变长，故C错误； D．光沿着BM射入，入射角为，根据光的折射定律，临界角为 因为 所以 故光沿着BM射入，在M处会发生全反射现象，故D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，水平放置的平行金属板A、B间加如图乙所示的交变电场，t=0时刻，O处粒子源水平向右发射速度相同的a、b两粒子，穿过极板后水平向右垂直进入有竖直边界的匀强磁场；磁场方向垂直纸面向外，a粒子恰好不从磁场右边界飞出，a、b两粒子的运动轨迹交于C点，且在C处时a、b速度方向垂直，C到左右磁场边界的距离相等，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ） A. a、b在电场中运动的时间可能不同 B. a、b穿过极板的时间均为的偶数倍 C. a、b粒子的比荷为 D. a、b穿过极板竖直方向上的位移大小之比为1：2 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．因为a、b粒子都是以相同的速度，垂直进入电场，在电场中，沿初速度方向不受力，做匀速直线运动，由 可得，a、b在电场中运动的时间一定相同；又因为两粒子穿过极板后水平向右垂直进入有竖直边界的匀强磁场，则两粒子在离开电场时，竖直方向速度为零，根据图乙可知，a、b穿过极板的时间为T0的偶数倍。 A错误，B正确； C．由下图可知 可得 由几何关系可知 磁场中，由洛伦兹力提供向心力 可得，粒子的比荷为 在本题中，两粒子进入磁场时速度大小相等，则 所以粒子的比荷之比为 C正确； D．在竖直方向，a、b粒子先加速度再减速，由运动学公式得 因为a、b粒子在电场中运动时间相等，场强E相等，则 所以，a、b穿过极板竖直方向上的位移大小与两粒子的比荷成正比，则 D错误。 故选BC。 二、实验题（本题共2小题，共16分） 11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，通过宏观量的测量间接计算确定微观量。 （1）本实验利用了油酸分子易在水面上形成单层分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为d=______。 （2）若将0.2mL的纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液，接着用滴管向量筒内。滴加80滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了1mL。若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够太的盛水的浅盘中（水中撒了痱子粉），由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。已知每一小方格的边长为1cm，则可估算出油酸分子的直径大小是______m（计算结果保留一位有效数字）。 （3）某同学将实验中得到的计算结果和实际值比较，发现计算结果偏大，可能的原因是______。 A. 水面上痱子粉撒得过多，油酸未完全散开 B. 求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴 C. 计算油膜面积时，只数了完整的方格数 D. 油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度增大 【答案】（1） （2） （3）AC 【解析】 【小问1详解】 油酸分子在水面上形成单层分子油膜，将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则估测油酸分子的直径为 【小问2详解】 利用数格子的方法，有115个格子，油酸膜的面积约为 1滴这样的溶液中的纯油酸体积为 油酸分子的直径大小是 【小问3详解】 A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据可知所测的分子直径d明显偏大，故A正确； B．求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴，得出的油酸体积偏小，所测的分子直径d偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，算出的油膜层面积偏小，所测的分子直径d明显偏大，故C正确； D．若油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，故D错误。 故选AC。 12. 学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组设计了如图甲所示的实验电路，电路中电源电动势用E，内阻用r表示。 （1）若闭合电键，将单刀双掷电键掷向a，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电压表的读数U，处理数据得到图像如图乙所示，写出关系式______（不考虑电表内阻影响） （2）若断开，将单刀双掷电键掷向b，改变电阻箱R的阻值得到一系列的电流表的读数I，处理数据得到图像如图丙所示，写出关系式______。（不考虑电表内阻的影响） （3）课外小组的同学们对图像进行了误差分析，发现将两个图像综合起来利用，完全可以避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差。已知图像乙和丙纵轴截距分别为、，斜率分别为、，则电源的电动势E=______，内阻r=______。 【答案】（1） （2） （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，由闭合电路欧姆定律可知 解得 【小问2详解】 若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，由闭合电路欧姆定律可知 解得 【小问3详解】 [1][2]为了避免由于电压表分流和电流表分压带来的系统误差，考虑电表内阻影响，若闭合电键S1，将单刀双掷电键S2掷向a，由闭合电路欧姆定律可知 解得 由图乙可得 ， 若断开S1，将单刀双掷电键S2掷向b，由闭合电路欧姆定律可知 解得 由图丙可知 ， 解得电源电动势为 电源内阻为 三、解答题（本题共3小题，共44分） 13. 根据国家标准化管理委员会批准的《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》相关规定现在所有在产乘用车强制安装TPMS（胎压监测系统）。驾驶员发现某型号汽车正常行驶时胎压为250kPa，轮胎内气体的温度为，不考虑轮胎容积的变化，该轮胎的胎压达到300kPa时会出现灼胎危险。 （1）若该轮胎的胎压达到300kPa时，求此时胎内的气体达多少摄氏度； （2）若驾驶员在开车前发现该轮胎胎压略有不足，仪表显示胎压为p=200kPa，现驾驶员对其充气，气体被充入前的压强为100kPa，已知轮胎容积为22L，为保证汽车正常行驶，求需要充入多少升压强为100kPa的气体（不考虑充气过程中胎内气体温度和轮胎容积的变化）。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）不考虑轮胎容积的变化，则轮胎内的理想气体经过等容变化，有 其中，，，解得胎内气体的温度为 ， （2）设充入的气体体积为，根据理想气体的物质量守恒和等温变化，有 其中，，解得 14. 图甲是一种智能减震装置的示意图，轻弹簧下端固定，上端与质量为m的减震环a连接，并套在固定的竖直杆上，a与杆之间的智能涂层材料可对a施加大小可调节的阻力，当a的速度为零时涂层对其不施加作用力，在某次性能测试中，质量为0.5m的光滑环b从杆顶端被静止释放，之后与a发生正碰（时间极短）；碰撞后，b的速度方向向上，a的速度方向向下，a运动2d时速度减为零，此过程中a受到涂层的阻力大小f与下移距离s之间的关系如图乙所示，已知a静止在弹簧上时，与杆顶端距离为4.5d，弹簧压缩量为2d，重力加速度为g。求： （1）减震环a碰前瞬间，滑环b的速度大小； （2）分析碰撞后a的运动情况，并求出a的加速度； （3）请通过计算说明第一次碰撞过程中是否有机械能损失，若有，请求出机械能损失的量。 【答案】（1）；（2）向下做匀减速直线运动，；（3）没有 【解析】 详解】（1）光滑环b做自由落体运动，由运动学公式有 解得碰前瞬间b的速度大小 （2）设弹簧劲度系数为k，a静止在弹簧上时有 由图乙可知 设向上为正方向，当a向下运动过程中所受合外力为 联立得可得 即环a所受合外力为方向向上的恒力，所以环a做匀减速直线运动。设环a向下运动过程中加速度大小为a，由牛顿第二定律有 解得 （3）设a、b碰撞后瞬间速度大小分别为，环a向下运动时，由运动学公式有 解得 a、b碰撞过程系统动量守恒，由动量守恒定律有 解得 碰前 碰后 碰撞前后 ， 属于弹性碰撞。 15. 如图甲所示，两根完全相同的金属导轨平行放置，宽L＝3m，其中倾斜部分abcd光滑且与水平方向夹角为，匀强磁场垂直斜面向下，磁感应强B＝0.5T，轨道顶端ac接有电阻R＝1.5Ω。导轨水平部分粗糙，动摩擦因数为且只有边界zk、ke、ep、pn、nf、fz之间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小也为B＝0.5T，其中磁场左边界zk长为1m，边界ke、zf与水平导轨间夹角均为且长度相等，磁场右边界pn与两个导轨垂直。一金属棒与导轨接触良好，在斜面上由静止释放，到达底端bd时已经匀速，速度大小为m/s。当金属棒进入导轨的水平部分时（不计拐角处的能量损失），给金属棒施加外力，其在轨道水平部分zkef之间运动时速度的倒数与位移x图像如图乙所示，棒运动到ef处时撤去外力，此时棒速度大小为最终金属棒恰能运动到磁场的右边界pn处。已知运动中金属棒始终与导轨垂直，金属棒连入电路中的电阻为r＝0.5Ω，金属棒在水平导轨上从bd边界运动到pn边界共用时，。求： （1）金属棒的质量m的大小； （2）水平磁场边界ep的长度d为多少； （3）金属棒在水平导轨上运动时，外力所需做的功。 【答案】（1）1.8kg；（2）2.4m；（3） 【解析】 【详解】（1）由题意知，金属棒在斜面上运动，匀速时，受力平衡 其中动生电动势 根据闭合电路欧姆定律有 代入数据得到 m＝1.8kg （2）由几何关系可知，bd边界与边界ef的距离为1m，图像与横轴所围面积代表金属棒从bd到ef的时间 则金属棒从ef运动到pn所用时间为 从撤去外力到运动至pn处，由动量定理 代入数据，联立求得 d＝2.4m （3）金属棒在水平轨道zkef间运动时，金属棒所受安培力 而电流 动生电动势 金属棒切割磁感线的有效长度 联立得 由图像得 变形得到 联立得 金属棒在水平轨道zkef间运动过程中 所以 由动能定理有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$