内容正文:
广元中学高2023级高二下期第一次阶段性测试
物理试题
【时间75分钟 分值:100分】
第一部分 选择题(共46分)
一、选择题(共10小题,1-7题每题4分,且在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求;8-10题有多个选项符合要求,全部选对得6分,选对但是没选全得3分,有错选得0分,共46分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 红外温度计的工作原理是物体的温度越高,发射的红外线越强,有时物体温度较低,不发射红外线,导致无法使用
B. 紫外线的频率比可见光低,医学中常用于杀菌消毒,长时间照射人体可能损害健康
C. 为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,要把闭合电路变成开放电路
D. 当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的振荡电流最弱
2. 下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,两个分子从很远处逐渐靠近,直到不能再靠近为止的过程中,分子间相互作用的合力先变小后变大
B. 乙图中,在测量分子直径时,可把油膜厚度视为分子直径
C. 丙图中,猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,气体对外界做功
D. 丁图中,电冰箱的工作过程表明,热量可以自发的从低温物体向高温物体传递
3. 如图所示,LC振荡电路中电容器的电容为C,线圈的自感系数为L,电容器在图示时刻所带的电荷量为Q。若图示时刻电容器正在放电,至放电完毕所需时间为;若图示时刻电容器正在充电,则充电至电容器所带电荷量最大所需时间为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为,原线圈接电压为U的正弦交流电源,D为理想二极管,电阻、阻值相同,若 消耗的功率为P、则电流表的示数为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,一细线竖直悬挂汽缸的活塞,使汽缸悬空静止。缸内封闭着一定质量的理想气体,活塞与汽缸间无摩擦,且不漏气,气体温度保持不变。当大气压强增大时,下列说法正确的是( )
A. 细绳所受的拉力将增大 B. 细绳所受的拉力将减小
C. 缸内气体的体积将增大 D. 缸内气体的体积将减小
6. 科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T,手摇发电机线圈的面积为0.25m2,共50匝,不计内阻。变压器为理想变压器,其原副线圈匝数比为1:100。下列说法正确的是( )
A. 线圈转速等于2r/s时,点火器可以产生电火花
B. 线圈转速等于4r/s时,点火器可以产生电火花
C. 电压表的示数为5V时,点火器可以产生电火花
D. 电压表的示数为25V时,点火器可以产生电火花
7. 一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动,通过导线给同一电阻R供电,如图甲、乙所示.其中甲图中OO′轴右侧有磁场,乙图中整个空间均有磁场,两磁场磁感应强度相同.则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为( )
A. 1∶
B. 1∶2
C. 1∶4
D. 1∶1
8. 一交流电流的图象如图所示,由图可知( )
A. 用电流表测该电流,其示数为10A
B. 该交流电流的频率为0.01Hz
C. 该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为2000
D. 该交流电流即时值表达式为(A)
9. 如图,理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,两电表均为理想电表。则下列说法正确的是( )
A. L1先变暗后变亮,L2一直变亮
B. 电流表A先变小后变大,电压表V先变大后变小
C. 电流表A先变大后变小,定值电阻R0的功率先变小后变大
D. L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗
10. 一定质量的理想气体,从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态,则下列说法中正确的是( )
A. a→b的过程气体放出热量
B. b→c的过程是等温变化
C. c→a的过程气体分子的平均动能减小
D. c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多
第二部分 非选择题(共54分)
二、实验题(本题共2小题,7个空每空2分,共14分)
11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定;
②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小;
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是_____________;
(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL,用注射器测得1mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL,油酸膜的面积是_________________cm2。根据上述数据,估测出油酸分子的直径是____________nm。(结果均保留三位有效数字)
12. 如图甲是某实验小组利用气体压强传感器探究“温度不变时,一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。
(1)主要操作步骤如下:
①把注射器活塞推至注射器某一位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②缓慢移动活塞,记录注射器的刻度值,同时记录对应的气体压强值;
③重复上述步骤②,多次测量;
④根据记录的数据,作出图线。如果该图线为直线且反向延长线过坐标原点,就说明气体压强与体积成______(选填“正比”或“反比”)。
(2)关于该实验的操作,下列说法正确的是______(填写选项前的字母)
A.实验中一定要测量空气柱的横截面积
B.实验中一定要测量环境的温度
C.为了减小实验误差,在活塞上均匀涂抺润滑油,主要是为了避免漏气
D.为方便推拉活塞,应用手握紧注射器再推拉活塞
(3)某次实验中,一实验小组做出的图像如图乙所示,图线发生弯曲,造成该现象的原因可能是______。
三、计算题〈解答时要求写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤,结果是数字的要明确写出数字和单位。只有答案,而无演算过程的,不给分。)
13. 疫情期间,需要使用消毒喷雾壶对公共场合进行消毒,其结构如图所示,内部可用容积为3L,授作时,工作人员装入稀释过的2L药液后旋繁壶盖,关闭喷水阀门,拉动手柄打气15次,假设每次打入压强为105Pa、体积为0.1L的气体,大气压强为105Pa,在整个过程中可认为壶内温度不变,不考虑管内的药液体积和管内药液产生的压强。
(1)求打气15次后壶内气体的压强;
(2)现打开阀门,消毒液喷出,当壶内不再喷出消毒液时,求壶内剩余消毒液的体积。
14. 如图,用一小型交流发电机向远处用户供电,发电机线圈ABCD匝数匝,面积,线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动,匀强磁场的磁感应强度,输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用,输电导线的总电阻,变压器都是理想变压器,升压变压器原、副线圈匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比,若用户区标有“220V,4.4kW”的电动机恰能正常工作,且不计发电机内阻。求:
(1)输电线路上的损耗电压;
(2)电流表的读数;
(3)交流发电机线圈匀速转动的角速度。
15. 如图所示,内壁光滑的圆柱形导热汽缸固定在水平面上,汽缸内被活塞封有一定质量的理想气体,活塞横截面积为S,质量和厚度都不计,活塞通过弹簧与汽缸底部连接在一起,弹簧处于原长,已知周围环境温度为T0,大气压强恒为p0,弹簧的劲度系数k=(S为活塞横截面积),原长为l0,一段时间后,环境温度降低,在活塞上施加一水平向右的压力,使活塞缓慢向右移动,当压力增大到某一值时保持恒定,此时活塞向右移动了0.2l0,缸内气体压强为1.1p0。
(1)求此时缸内气体的温度T1;
(2)对汽缸加热,使气体温度缓慢升高,当活塞移动到距汽缸底部1.2l0时,求此时缸内气体的温度T2。
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广元中学高2023级高二下期第一次阶段性测试
物理试题
【时间75分钟 分值:100分】
第一部分 选择题(共46分)
一、选择题(共10小题,1-7题每题4分,且在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求;8-10题有多个选项符合要求,全部选对得6分,选对但是没选全得3分,有错选得0分,共46分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 红外温度计的工作原理是物体的温度越高,发射的红外线越强,有时物体温度较低,不发射红外线,导致无法使用
B. 紫外线的频率比可见光低,医学中常用于杀菌消毒,长时间照射人体可能损害健康
C. 为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,要把闭合电路变成开放电路
D. 当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的振荡电流最弱
【答案】C
【解析】
【详解】A.红外温度计的工作原理是物体的温度越高,发射的红外线越强,物体温度较低,仍然向外发射红外线,只是发射的强度减弱,故A错误;
B.紫外线的频率比可见光高,医学中常用于杀菌消毒,长时间照射人体可能损害健康,故B错误;
C.开放电路能够使振荡电路的能量有效地辐射出去,可知为了使振荡电路有效地向空间辐射能量,要把闭合电路变成开放电路,故C正确;
D.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,叫做调谐,此时接收电路产生的振荡电流最强,故D错误。
故选C。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 甲图中,两个分子从很远处逐渐靠近,直到不能再靠近为止的过程中,分子间相互作用的合力先变小后变大
B. 乙图中,在测量分子直径时,可把油膜厚度视为分子直径
C. 丙图中,猛推木质推杆,密闭的气体温度升高,压强变大,气体对外界做功
D. 丁图中,电冰箱的工作过程表明,热量可以自发的从低温物体向高温物体传递
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中两个分子从很远处逐渐靠近的过程中,分子引力和斥力都增大,但引力大于斥力,分子力表现为引力并且分子力先增大后减小,当减小到零后,随两分子靠近,分子力表现为斥力,并且逐渐增大,故A错误;
B.图乙中是单分子油膜,因此油膜厚度就可以视为分子直径,故B正确;
C.丙图中,猛推木质推杆,由于速度快,热传递没来得及进行,只有外界对气体做功,内能增大,压强变大,温度升高,故C错误;
D.根据热力学第二定律热量不能自发地从低温物体转移到高温物体,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,LC振荡电路中电容器的电容为C,线圈的自感系数为L,电容器在图示时刻所带的电荷量为Q。若图示时刻电容器正在放电,至放电完毕所需时间为;若图示时刻电容器正在充电,则充电至电容器所带电荷量最大所需时间为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】LC振荡电路在一个周期内电容器会充电两次、放电两次,每次充电或放电的时间均为
根据题意,电容器所带的电荷量由Q减小到零所需时间为
说明电容器所带的电荷量由最大放电到Q所需时间为
则电容器所带电荷量由Q充电至最大所需时间同样为
故选C。
4. 如图所示,理想变压器原副线圈匝数比为,原线圈接电压为U的正弦交流电源,D为理想二极管,电阻、阻值相同,若 消耗的功率为P、则电流表的示数为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】理想二极管具有单向导电性,两电阻阻值相同,若R2消耗的功率为P,则R1消耗的功率为2P,则副线圈总功率为3P,根据
解得副线圈电压
则副线圈中的电流
即电流表的示数为,D正确,ABC错误。
故选D。
5. 如图所示,一细线竖直悬挂汽缸的活塞,使汽缸悬空静止。缸内封闭着一定质量的理想气体,活塞与汽缸间无摩擦,且不漏气,气体温度保持不变。当大气压强增大时,下列说法正确的是( )
A. 细绳所受的拉力将增大 B. 细绳所受的拉力将减小
C. 缸内气体的体积将增大 D. 缸内气体的体积将减小
【答案】D
【解析】
【详解】AB.设缸内气体压强为,大气压强为,活塞面积为S、质量为m,汽缸质量为M,细绳所受的拉力大小为T,对活塞根据平衡条件有
对汽缸根据平衡条件有
联立解得
所以细绳所受的拉力将不变,故AB错误;
CD.当增大时,对汽缸根据平衡条件有
可知增大,由于缸内气体温度不变,根据玻意耳定律
可知缸内气体的体积将减小,故C错误,D正确。
故选D。
6. 科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T,手摇发电机线圈的面积为0.25m2,共50匝,不计内阻。变压器为理想变压器,其原副线圈匝数比为1:100。下列说法正确的是( )
A. 线圈转速等于2r/s时,点火器可以产生电火花
B. 线圈转速等于4r/s时,点火器可以产生电火花
C. 电压表的示数为5V时,点火器可以产生电火花
D. 电压表的示数为25V时,点火器可以产生电火花
【答案】B
【解析】
【详解】AB.线圈在匀强磁场中转动产生交流电,设转速为n,则发电机的最大电动势为
发电机的最大电动势等于变压器的输入线圈电压的最大值,,根据变压器两端的匝数比等于电压比,有
钢针和金属板间瞬时电压超过5000V时可以产生电火花,现令,联立各方程解得
,
故线圈转速等于4r/s时,副线圈的电压最大值超过了5000V,能产生电火花,故A错误,B正确;
CD.电压表的示数为原线圈两端的电压有效值,刚点火时
5V和25V均小于,则不能达到点火电压,故CD错误;
故选B。
7. 一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动,通过导线给同一电阻R供电,如图甲、乙所示.其中甲图中OO′轴右侧有磁场,乙图中整个空间均有磁场,两磁场磁感应强度相同.则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为( )
A. 1∶
B. 1∶2
C. 1∶4
D. 1∶1
【答案】A
【解析】
【详解】甲图中的磁场只在轴的右侧,所以线框只在半周期内有感应电流产生,
如图甲,电流表测得是有效值,所以
乙图中的磁场布满整个空间,线框中产生的感应电流如图乙,
所以
则,即A正确.
故选A。
【点睛】本题重在考查交变电流的产生及有效值.
8. 一交流电流的图象如图所示,由图可知( )
A. 用电流表测该电流,其示数为10A
B. 该交流电流的频率为0.01Hz
C. 该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为2000
D. 该交流电流即时值表达式为(A)
【答案】AD
【解析】
【详解】A.用电流表测该电流,测得有效值为
故A正确;
B.该交流电流的频率为
故B错误;
C.该交流电流通过10Ω电阻时,电阻消耗的电功率为
故C错误;
D.该交流电流即时值表达式为
故D正确。
故选AD。
9. 如图,理想变压器原、副线圈匝数比为n1:n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,两电表均为理想电表。则下列说法正确的是( )
A. L1先变暗后变亮,L2一直变亮
B. 电流表A先变小后变大,电压表V先变大后变小
C. 电流表A先变大后变小,定值电阻R0的功率先变小后变大
D. L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗
【答案】AB
【解析】
【详解】AD.副线圈的总电阻为
解得
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中,副线圈的总电阻先增大后减小
根据等效电阻关系有
则等效电阻先增大后减小,由欧姆定律有
可知先减小后增大,则先变暗后变亮;
根据电流与匝数的比值关系可得
可知副线圈的电流先减小后增大;
对原线圈分析,根据
可知原线圈的电压先增大后减小,
根据电压与匝数的比值关系可得
可知副线圈的电压先增大后减小;通过的电流为
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中,逐渐减小,副线圈的电压增大过程中增大;在副线圈的电压减小过程中,通过的电流为
逐渐增大,则越来越小;此时副线圈的电流在增大,根据
可知在增大,故一直变亮,故A正确,D错误;
B.由AD项分析可知,先减小后增大,副线圈的电压先增大后减小,故电流表A先变小后变大,电压表V示数增大后减小,故B正确;
C.由AD项分析可知,电流表A先变小后变大,流经定值电阻的电流一直减小,由
可知,定值电阻的功率一直减小,故C错误。
故选AB。
10. 一定质量的理想气体,从状态a开始经历如图所示的状态变化过程回到原状态,则下列说法中正确的是( )
A. a→b的过程气体放出热量
B. b→c的过程是等温变化
C. c→a的过程气体分子的平均动能减小
D. c状态比b状态单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由理想气体状态方程及图像得,a→b温度增加,内能增加,又由牛顿第一定律内容,图像知体积增大,气体对外做功,气体吸收热量。故A错误;
B.由理想气体状态方程得等温过程压强与体积成反比,等温线应是一条双曲线,b→c的过程不是等温变化,故B错误;
C.由理想气体状态方程得,c→a温度降低,气体分子的平均动能减小,故C正确;
D.由理想气体状态方程得,c状态与b状态温度相同,c状态比b状态压强大,单位时间内撞击容器壁单位面积的分子数多,故D正确。
故选CD。
第二部分 非选择题(共54分)
二、实验题(本题共2小题,7个空每空2分,共14分)
11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形状稳定;
②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小;
④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
⑤将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
完成下列填空:
(1)上述步骤中,正确的顺序是_____________;
(2)油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL,用注射器测得1mL上述溶液有200滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL,油酸膜的面积是_________________cm2。根据上述数据,估测出油酸分子的直径是____________nm。(结果均保留三位有效数字)
【答案】 ①. ④②①⑤③ ②. ③. 40.0 ④. 1.25
【解析】
【详解】(1)[1] 实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液,确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积,实验操作时要在浅盘放水、痱子粉,为油膜形成创造条件,然后是滴入油酸、测量油膜面积,计算油膜厚度,则正确的顺序是④②①⑤③
(2)[2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
[3]由于每格边长为1cm,则每一格就是1cm2,估算油膜面积以超过半格以一格计算,小于半格就舍去的原则,估算出40格,则油酸薄膜面积为
[4]由于分子是单分子紧密排列的,因此分子直径为
12. 如图甲是某实验小组利用气体压强传感器探究“温度不变时,一定质量的气体压强与体积关系”的实验装置。
(1)主要操作步骤如下:
①把注射器活塞推至注射器某一位置,将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接;
②缓慢移动活塞,记录注射器的刻度值,同时记录对应的气体压强值;
③重复上述步骤②,多次测量;
④根据记录的数据,作出图线。如果该图线为直线且反向延长线过坐标原点,就说明气体压强与体积成______(选填“正比”或“反比”)。
(2)关于该实验的操作,下列说法正确的是______(填写选项前的字母)
A.实验中一定要测量空气柱的横截面积
B.实验中一定要测量环境的温度
C.为了减小实验误差,在活塞上均匀涂抺润滑油,主要是为了避免漏气
D.为方便推拉活塞,应用手握紧注射器再推拉活塞
(3)某次实验中,一实验小组做出的图像如图乙所示,图线发生弯曲,造成该现象的原因可能是______。
【答案】 ①. 反比 ②. C ③. 气体温度升高
【解析】
【详解】(1)[1]作出图线,该图线为直线且反向延长线过坐标原点,就说明气体压强与体积成反比。
(2)[2]A.由于注射器是圆柱形的,横截面积不变,所以只需测出空气柱的长度即可,
故A错误;
B.本实验探究采用的方法是控制变量法,所以要保持被封闭气体的质量和温度不变,故温度保持不变即可,不须测量,B错误;
C.涂润滑油主要是防止漏气,使被封闭气体的质量不发生变化,也可以减小摩擦,故C正确;
D.手握紧活塞会导致温度的变化,从而影响实验,D错误。
故选C。
(3)[3]一实验小组做出的图像的图线发生向上弯曲,造成该现象的原因可能是气体温度升高所致。
三、计算题〈解答时要求写出必要的文字说明、方程和重要的演算步骤,结果是数字的要明确写出数字和单位。只有答案,而无演算过程的,不给分。)
13. 疫情期间,需要使用消毒喷雾壶对公共场合进行消毒,其结构如图所示,内部可用容积为3L,授作时,工作人员装入稀释过的2L药液后旋繁壶盖,关闭喷水阀门,拉动手柄打气15次,假设每次打入压强为105Pa、体积为0.1L的气体,大气压强为105Pa,在整个过程中可认为壶内温度不变,不考虑管内的药液体积和管内药液产生的压强。
(1)求打气15次后壶内气体的压强;
(2)现打开阀门,消毒液喷出,当壶内不再喷出消毒液时,求壶内剩余消毒液的体积。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)打气15次前后,壶内气体经历了等温变化,打气前
体积
打气后
根据玻意耳定律有
解得
(2)壶内气体在药液喷出过程中经历等温变化,喷前
体积
喷后
根据玻意耳定律有
解得
壶内不再喷出消毒液时,剩余消毒液体积
14. 如图,用一小型交流发电机向远处用户供电,发电机线圈ABCD匝数匝,面积,线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动,匀强磁场的磁感应强度,输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用,输电导线的总电阻,变压器都是理想变压器,升压变压器原、副线圈匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比,若用户区标有“220V,4.4kW”的电动机恰能正常工作,且不计发电机内阻。求:
(1)输电线路上的损耗电压;
(2)电流表的读数;
(3)交流发电机线圈匀速转动的角速度。
【答案】(1)200V;(2)16A;(3)
【解析】
【详解】(1)设降压变压器原、副线圈的电流分别为、,电动机恰能正常工作,有
根据理想变压器原副线圈电流与匝数关系可知
解得
则输电线路上的损耗电压为
(2)根据理想变压器原副线圈电流与匝数关系可知
解得升压变压器原线圈电流为
则电流表的读数为。
(3)根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得
解得
升压变压器副线圈两端电压
解得
根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得
解得
根据正弦式交变电流产生规律可知,最大值为
联立解得
15. 如图所示,内壁光滑的圆柱形导热汽缸固定在水平面上,汽缸内被活塞封有一定质量的理想气体,活塞横截面积为S,质量和厚度都不计,活塞通过弹簧与汽缸底部连接在一起,弹簧处于原长,已知周围环境温度为T0,大气压强恒为p0,弹簧的劲度系数k=(S为活塞横截面积),原长为l0,一段时间后,环境温度降低,在活塞上施加一水平向右的压力,使活塞缓慢向右移动,当压力增大到某一值时保持恒定,此时活塞向右移动了0.2l0,缸内气体压强为1.1p0。
(1)求此时缸内气体的温度T1;
(2)对汽缸加热,使气体温度缓慢升高,当活塞移动到距汽缸底部1.2l0时,求此时缸内气体的温度T2。
【答案】(1)0.88T0;(2)1.8T0
【解析】
【详解】(1)汽缸内的气体,初态时:压强为p0,体积为
V0=Sl0
温度为T0,末态时:压强为
p1=1.1p0
体积为
V1=S(l0-0.2l0)
由理想气体状态方程得
解得
T1=0.88T0
(2)当活塞移动到距汽缸底部1.2l0时,体积为
V2=1.2Sl0
设气体压强为p2,由理想气体状态方程得
此时活塞受力平衡方程为
当活塞向右移动0.2l0后压力F保持恒定,活塞受力平衡
解得
T2=1.8T0
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