精品解析：湖南省长沙市麓山国际实验学校2024-2025学年高二下学期3月联考物理试题

2024—2025—2学期麓山国际高二第一次学情检测试卷 物理 本试卷共8页，时量75分钟，满分100分。 第Ⅰ卷 选择题（共44分） 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4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. 以下说法正确的是（　　） A. 变化的磁场能够在周围空间产生电场 B. 麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在 C. 验钞机和遥控器的工作均利用了红外线 D. 紫外线比无线电波频率小 2. 关于晶体，下列说法正确的是（　　） A. 晶体熔化过程中，分子平均动能不变 B. 大颗粒的盐是单晶体，磨成了细盐后是多晶体 C. 所有晶体都有固定的熔点，其光学性质具有各向异性 D. 晶体在熔化过程中，温度不变，内能也不变 3. 我国特高压技术领先全球，输电过程简化后如图所示，在总电源输入频率为50Hz的正弦式交流电，与均视为理想变压器，输电线电阻为R。某时刻输电线上功率损失为P，下列说法正确的是（　　） A. 家庭电路中1s内电流的方向变化50次 B. 的输出功率等于的输入功率 C. 用电高峰期，用户接入用电器增多，输出电压变小 D. 若因为输电距离增加，R阻值增加一倍，则输电线功率损失变为2P 4. 如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈和，线圈和电源、开关、热敏电阻相连，线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A. 当温度升高时，金属环向左摆动 B. 当温度不变时，电流表示数不为0 C. 当电流从经电流表到时，可知温度降低 D. 当电流表示数增大时，可知温度升高 5. 如图所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为（　　） A. B. C. D. 6. 笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休眠。如图为显示屏内的霍尔元件：宽为、长为，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元件的前后面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。下列关于该元件的说法错误的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的高 B. 前后表面间的电压与有关 C. 前后表面间的电压与成正比 D. 电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 下列有关热现象说法错误的是（　　） A. 图甲为布朗运动产生原因的示意图，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显 B. 图乙中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为引力才使得水黾可以停在水面上 C. 丁图是分子间作用力与分子间距离示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小 D. 丙图是气体分子速率分布图，由图可知代表的温度小于代表的温度，但图像与坐标轴包围的面积大于图像与坐标轴包围的面积 8. 如图甲所示，在超声波悬浮仪中，由LC振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若某时刻LC振荡电路线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 此时电容器正在充电 B. 此时电场能正向磁场能转化 C. 此时线圈中的电流正在增大 D. 在线圈中插入铁芯，LC振荡电路的周期增大 9. 如图所示，竖直平面内半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。MN为圆形区域水平直径，OK为圆形区域竖直半径，点P到直径MN的距离。一束质量为m、电荷量为的带电粒子沿平行于MN的方向以不同速率从P点进入匀强磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 若粒子恰好能经过O点，则其入射速度 B. 若粒子恰好能从M点射出，则粒子在磁场中运动时间 C. 若粒子恰好能从K点射出，则粒子在磁场中运动半径为R D. 若粒子恰好能从N点射出，则粒子的速度偏转角为 10. 如图所示为交流发电机与变压器简化示意图。矩形线圈处于磁感应强度为的匀强磁场中，其边长分别为，，匝数匝，内阻，以角速度匀速转动。理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，定值电阻与原线圈连接，电阻箱与副线圈连接，下列说法正确的是（　　） A. 交流发电机产生的电动势有效值为 B. 当电阻箱阻值时，交流发电机输出功率最大 C. 当电阻箱阻值时，上消耗功率最大 D. 当电阻箱的阻值变大时，电阻消耗的热功率变小 第Ⅱ卷 非选择题（共56分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验过程中。 （1）单分子油膜：油酸分子式为，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是，另一部分是，对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中一部分冒出水面，而部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。 （2）配制溶液：将1mL纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液。 （3）测量体积：用量筒测出1mL溶液共有80滴。 （4）平静水面：在边长为30~40cm浅盘里倒入2~3cm深清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。 （5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。 （6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。 （7）数格，每格边长是0.5cm，油膜轮廓如图所示。 ①油膜的面积为______（结果保留两位有效数字）； ②油酸分子的直径约为______m（结果保留两位有效数字）； ③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是______。 A．油酸在水面未完全散开时即描线 B.计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内 C.用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数 12. 某探究小组要测量干电池的电动势和内阻以及电阻丝的电阻率。设计了如图甲所示的电路，所用器材如下：理想电压表、电流表、电阻丝（已知该金属丝的横截面积为）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。 （1）实验步骤如下： ①将电阻丝拉直固定，按照图甲连接电路，金属夹置于电阻丝的______。（填“A”或“B”）端； ②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，电流表示数I，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L； ③多次重复步骤②，根据记录若干组U、I、L的值，作出图像如图乙； （2）根据记录数据作出的图像，干电池的电动势为______，内阻为______。 （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图丙所示。结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为______，电阻丝的电阻率为______。 四、计算题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题13分，第15题17分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分） 13. 如图甲所示，T形活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好、质量m=25kg的汽缸中，汽缸的容积V=0.05m3、横截面积S=0.05m2，改变环境温度，缸内封闭气体的体积随热力学温度变化的图线如图乙所示。已知外界大气压强恒为p0=1×105Pa，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，取重力加速度大小g=10m/s2，求： （1）封闭气体在状态A时的热力学温度TA； （2）封闭气体在状态C时的压强pC。 14. 如图，区域Ⅰ是加速电场，区域Ⅱ是速度选择器，其电场的电场强度大小为E、方向竖直向下，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，PQ为速度选择器的中线。紧靠平行板右侧边缘的xOy坐标系的第一象限内，边界AO与y轴的夹角为，边界线AO的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，边界线AO的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为5E。一带电荷量为q、质量为m的正电粒子从S点由静止释放，经区域Ⅰ加速后沿直线PQ从y轴上的Q点射出并垂直射入磁场区。已知Q点的坐标为，粒子多次穿越边界线OA。不计粒子重力，求： （1）加速电场两端的电压U； （2）粒子从经过Q点到第一次穿越边界线OA所用的时间； （3）粒子第四次穿越边界线OA时的速度大小。 15. 如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距，其中左侧、段为半径的四分之一圆弧，中间、段水平，右侧、段与水平面夹角为且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。初始时刻，质量、在轨道间的电阻的导体棒，从圆弧顶端位置由静止释放，磁场内的导体棒静置于导轨上，其质量，在轨道间的电阻。、棒始终不发生碰撞，导体棒在位置离开磁场时速度。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，取重力加速度，求： （1）导体棒刚进入磁场时的加速度； （2）从开始运动到出磁场过程中，导体棒中产生的焦耳热； （3）若在离开磁场的时间内，对施加一水平向右的恒力，恰好能使、都不再离开磁场，最后静止，求从离开磁场到、棒停止过程中，、棒产生的总焦耳热以及停下时与间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025—2学期麓山国际高二第一次学情检测试卷 物理 本试卷共8页，时量75分钟，满分100分。 第Ⅰ卷 选择题（共44分） 一、单项选择题（本题共6小题，每小题4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. 以下说法正确的是（　　） A. 变化的磁场能够在周围空间产生电场 B. 麦克斯韦预言并用实验证实了电磁波的存在 C. 验钞机和遥控器的工作均利用了红外线 D. 紫外线比无线电波频率小 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的磁场能够在周围空间产生电场，故A正确； B．麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，赫兹利用实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．验钞机是利用紫外线使钞票上的荧光物质产生发光效应进行防伪的，遥控器的工作利用了红外线,故C错误； D．各种射线的波长从大到小排序为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，故紫外线比无线电波的波长小，频率大，故D错误。 故选A。 2. 关于晶体，下列说法正确的是（　　） A. 晶体熔化过程中，分子平均动能不变 B. 大颗粒的盐是单晶体，磨成了细盐后是多晶体 C. 所有晶体都有固定的熔点，其光学性质具有各向异性 D. 晶体在熔化过程中，温度不变，内能也不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．晶体在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，故A正确； B．大颗粒的盐是单晶体，磨成了细盐之后还是单晶体，故B错误； C．所有晶体都有固定的熔点，单晶体的某些物理性质具有各向异性，多晶体和非晶体的物理性质具有各向同性，故C错误； D．晶体在熔化过程中，温度不变，但是需要吸收热量，内能增大，故D错误。 故选A。 3. 我国特高压技术领先全球，输电过程简化后如图所示，在总电源输入频率为50Hz的正弦式交流电，与均视为理想变压器，输电线电阻为R。某时刻输电线上功率损失为P，下列说法正确的是（　　） A. 家庭电路中1s内电流的方向变化50次 B. 的输出功率等于的输入功率 C. 用电高峰期，用户接入用电器增多，的输出电压变小 D. 若因为输电距离增加，R阻值增加一倍，则输电线功率损失变为2P 【答案】C 【解析】 【详解】A．总电源输入频率为50Hz，一个周期内电流变化两次方向，变压器不改变交流电频率，因此在输出端每秒电流方向改变100次，故A错误； B．的输出功率等于的输入功率加上输电线上的损耗功率，故B错误； C．用电高峰期，用户端电流变大，输电线电流变大，输电线上损耗的电压变大，的输入电压变小，的输出电压变小，故C正确； D．R阻值增加一倍，输电线上电流变小，根据 可知，I变小，R变成2R，损耗功率不等于2P，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，铁芯左边悬挂一个轻质金属环，铁芯上有两个线圈和，线圈和电源、开关、热敏电阻相连，线圈与电流表相连。已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，保持开关闭合，下列说法正确的是（　　） A. 当温度升高时，金属环向左摆动 B. 当温度不变时，电流表示数不为0 C. 当电流从经电流表到时，可知温度降低 D. 当电流表示数增大时，可知温度升高 【答案】A 【解析】 【详解】A．保持开关闭合，当温度升高时，热敏电阻的阻值减小，电流增大，由右手螺旋定则可得电流产生的磁场方向向右穿过螺旋管，如图所示 穿过小金属环的磁通量向右增大，由楞次定律可得穿过小金属环的感应电流I3的方向，从而使得小金属环在原磁场中受安培力而阻碍磁通量的增大，故小金属环有缩小的趋势和向左摆动，故A正确； B．当温度不变时，电流不变，穿过螺旋管的磁通量不变，无感应电流产生，电流表示数为0，故B错误； C．当电流从经电流表到时，可知感应电流产生的磁场水平向左，与原磁场方向相反，根据楞次定律知原磁场的磁通量增大，故电流增大，的阻值减小，说明温度升高，故C错误； D．当电流表示数增大，根据法拉第电磁感应定律知，是穿过线圈的磁通量的变化率增大，故电流的变化率变大，故的阻值变化的快，温度变化的快，故D错误。 故选A。 5. 如图所示为一交变电流的图像，则该交变电流的有效值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设交流电电流的有效值为Ⅰ，周期为T，电阻为R，则有 解得 故选B。 6. 笔记本电脑机身和显示屏分别安装有磁体和霍尔元件。当显示屏闭合时霍尔元件靠近磁体，屏幕熄灭电脑休眠。如图为显示屏内的霍尔元件：宽为、长为，元件内的导电粒子是电荷量为的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面方向向下的匀强磁场中，此时元件的前后面间出现电压，以此控制屏幕的熄灭。下列关于该元件的说法错误的是（　　） A. 前表面的电势比后表面的高 B. 前后表面间的电压与有关 C. 前后表面间的电压与成正比 D. 电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则可知，电子受的洛伦兹力指向后表面，因此后表面积累电子逐渐增多，前表面的电势比后表面的高，A选项正确，不符合； BC．当电子收到的电场力和洛伦兹力平衡时，电子不再发生偏转，此时前后表面的电压达到稳定，对稳定状态下的电子可得 场强大小为 联立解得 因此，前、后表面间的电压U与v成正比，与a成正比，与c无关，因此B选项正确，不符合，C选项错误，符合； D．电压稳定后，自由电子受到的洛伦兹力等于电场力 因此D选项正确，不符合。 故选C。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 7. 下列有关热现象说法错误的是（　　） A. 图甲为布朗运动产生原因的示意图，微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显 B. 图乙中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为引力才使得水黾可以停在水面上 C. 丁图是分子间作用力与分子间距离示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小 D. 丙图是气体分子速率分布图，由图可知代表的温度小于代表的温度，但图像与坐标轴包围的面积大于图像与坐标轴包围的面积 【答案】AD 【解析】 【详解】A．甲图是布朗运动示意图，悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故A错误； B．图乙中，液体表面层分子间相互作用表现为引力，正是因为表面张力为引力才使得水黾可以停在水面上，故B正确； C．丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小，故C正确； D．丙图是气体分子速率分布图，温度越高，速率大的分子占总分子数的百分比更大，则代表的温度小于代表的温度；但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积，均为1，故D错误。 故AD。 8. 如图甲所示，在超声波悬浮仪中，由LC振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若某时刻LC振荡电路线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 此时电容器正在充电 B. 此时电场能正向磁场能转化 C. 此时线圈中的电流正在增大 D. 在线圈中插入铁芯，LC振荡电路的周期增大 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．根据右手螺旋定则可知此时回路电流由上极板流向下极板，由于上极板带负电，下极板带正电，则此时电容器正在充电，电场能正在增大，磁场能正向电场能转化，磁场能正在减小，线圈中的电流正在减小，故A正确，BC错误； D．根据 在线圈中插入铁芯，则增大，LC振荡电路的周期增大，故D正确。 故选AD。 9. 如图所示，竖直平面内半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。MN为圆形区域水平直径，OK为圆形区域竖直半径，点P到直径MN的距离。一束质量为m、电荷量为的带电粒子沿平行于MN的方向以不同速率从P点进入匀强磁场，不计粒子重力。下列说法正确的是（　　） A. 若粒子恰好能经过O点，则其入射速度 B. 若粒子恰好能从M点射出，则粒子在磁场中运动时间 C. 若粒子恰好能从K点射出，则粒子在磁场中运动半径为R D. 若粒子恰好能从N点射出，则粒子的速度偏转角为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．令OP与水平方向夹角为，则有 解得 若粒子恰好能经过O点，令轨道半径为，根据几何关系有 解得 由于 解得 故A错误； B．若粒子恰好能从M点射出，令粒子轨迹在M点位置的半径与竖直方向夹角为，根据几何关系有， 解得， 粒子做匀速圆周运动有， 解得 则粒子在磁场中运动时间 故B错误； C．若粒子恰好能从K点射出，令粒子轨迹在K点位置的半径与竖直方向夹角为，根据几何关系有， 解得， 故C正确； D．若粒子恰好能从N点射出，令粒子的速度偏转角为，轨迹半径为，根据几何关系有， 解得 故D正确。 故选CD。 10. 如图所示为交流发电机与变压器的简化示意图。矩形线圈处于磁感应强度为的匀强磁场中，其边长分别为，，匝数匝，内阻，以角速度匀速转动。理想变压器原线圈匝数匝，副线圈匝数匝，定值电阻与原线圈连接，电阻箱与副线圈连接，下列说法正确的是（　　） A. 交流发电机产生的电动势有效值为 B. 当电阻箱阻值时，交流发电机输出功率最大 C. 当电阻箱阻值时，上消耗的功率最大 D. 当电阻箱的阻值变大时，电阻消耗的热功率变小 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．交流发电机产生的电动势最大值为 则有效值为 故A正确； B．把原线圈等效为电阻，则有 因为 整理可得 故当时交流发电机输出功率最大，所以当时交流发电机输出功率最大，故B错误； C．对原线圈回路，等效内阻可为，当时，即，上消耗的功率最大，故C正确； D．当电阻箱的阻值变大时，等也变大，由闭合电路欧姆定律，则总电流减小，故电阻消耗的热功率变小，故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷 非选择题（共56分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验过程中。 （1）单分子油膜：油酸分子式为，它的一个分子可以看成由两部分组成，一部分是，另一部分是，对水有很强的亲和力。当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中酒精溶于水中，并很快挥发。油酸中一部分冒出水面，而部分留在水中，油酸分子就直立在水面上，形成一个单分子层油膜。 （2）配制溶液：将1mL纯油酸配制成2000mL的油酸酒精溶液。 （3）测量体积：用量筒测出1mL溶液共有80滴。 （4）平静水面：在边长为30~40cm浅盘里倒入2~3cm深清水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上。 （5）滴入溶液：用清洁滴管将配制好的1滴溶液轻轻滴入浅盘中。 （6）描线：待油膜散开稳定后，用描线笔描出油膜轮廓。 （7）数格，每格边长是0.5cm，油膜轮廓如图所示。 ①油膜的面积为______（结果保留两位有效数字）； ②油酸分子的直径约为______m（结果保留两位有效数字）； ③在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，实验小组测得油酸分子直径的结果明显偏小，原因可能是______。 A．油酸在水面未完全散开时即描线 B.计算油膜面积时把所有不足一格的方格计算在内 C.用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数 【答案】 ① ②. ③. BC 【解析】 【详解】[1]根据题意可知，油膜所占坐标纸格数约140格，故油膜面积为 [2]一滴油酸酒精混合溶液纯油酸的体积为 油酸分子的直径约为 [3]A．油酸在水面未完全散开时即描线会导致面积S偏小，故直径偏大，A错误； B．计算油膜面积时把所有不足一格方格计算在内，会导致面积S偏大，故直径偏小，B正确； C．用量筒测出1mL溶液的滴数时，多数了滴数，会导致计算的油酸体积偏小，故直径偏小，C正确。 故选BC。 12. 某探究小组要测量干电池电动势和内阻以及电阻丝的电阻率。设计了如图甲所示的电路，所用器材如下：理想电压表、电流表、电阻丝（已知该金属丝的横截面积为）、金属夹、刻度尺、开关S、导线若干。 （1）实验步骤如下： ①将电阻丝拉直固定，按照图甲连接电路，金属夹置于电阻丝的______。（填“A”或“B”）端； ②闭合开关S，快速滑动金属夹至适当位置并记录电压表示数U，电流表的示数I，断开开关S，记录金属夹与B端的距离L； ③多次重复步骤②，根据记录的若干组U、I、L的值，作出图像如图乙； （2）根据记录数据作出的图像，干电池的电动势为______，内阻为______。 （3）该小组根据记录数据进一步探究，作出图像如图丙所示。结合（2）问得到的电动势与内阻，还可以求出电流表内阻为______，电阻丝的电阻率为______。 【答案】（1）A端 （2） ①. a ②. （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 由于保护电路，刚开始电阻丝连入电路的阻值最大，金属夹应该置于A端。 【小问2详解】 [1][2]根据可知，， 【小问3详解】 [1]根据，可得，故 根据第（2）问的电动势和内阻的值，可得 [2]图线的斜率为 可得。 四、计算题（本题共3小题，其中第13题10分，第14题13分，第15题17分，共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分） 13. 如图甲所示，T形活塞固定在水平面上，一定质量的理想气体被封闭在导热性能良好、质量m=25kg的汽缸中，汽缸的容积V=0.05m3、横截面积S=0.05m2，改变环境温度，缸内封闭气体的体积随热力学温度变化的图线如图乙所示。已知外界大气压强恒为p0=1×105Pa，活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气，取重力加速度大小g=10m/s2，求： （1）封闭气体在状态A时的热力学温度TA； （2）封闭气体在状态C时的压强pC。 【答案】（1）280K （2）1.2×105Pa 【解析】 【小问1详解】 由题图乙分析可知从状态A变化到状态B，气体发生等压变化，有 解得 【小问2详解】 在状态B时，设封闭气体的压强为pB，有， 解得 14. 如图，区域Ⅰ是加速电场，区域Ⅱ是速度选择器，其电场的电场强度大小为E、方向竖直向下，磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，PQ为速度选择器的中线。紧靠平行板右侧边缘的xOy坐标系的第一象限内，边界AO与y轴的夹角为，边界线AO的上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为，边界线AO的下方有竖直向上的匀强电场，电场强度大小为5E。一带电荷量为q、质量为m的正电粒子从S点由静止释放，经区域Ⅰ加速后沿直线PQ从y轴上的Q点射出并垂直射入磁场区。已知Q点的坐标为，粒子多次穿越边界线OA。不计粒子重力，求： （1）加速电场两端的电压U； （2）粒子从经过Q点到第一次穿越边界线OA所用的时间； （3）粒子第四次穿越边界线OA时的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 粒子在速度选择器中受力平衡，则有 在加速电场中有 解得 【小问2详解】 离子进入磁场区域后在洛伦兹力的作用下做圆周运动，设其做圆周运动的半径为，则根据洛伦兹力充当向心力有 可得 由于点的纵坐标为 可知离子沿轴负方向第一次穿越，做出离子在磁场中运动的轨迹如图所示 离子在磁场中做圆周运动的周期 可知离子从点到第一次穿越OA所用的时间 解得 【小问3详解】 离子穿越OA后进入电场做匀减速直线运动直至速度减为零，然后反向加速，以第一次穿过OA的速度大小反向穿过OA，离子第二次穿越OA后在磁场中做圆周运动，第三次穿越OA时速度大小仍为，方向沿x轴正方向，进入电场后的运动，可分解为沿x轴方向的匀速直线运动、沿y轴方向的匀加速直线运动，其位移的偏转角等于45°，则有 速度偏转角 则 则离子第四次穿过时的速度大小为 解得 15. 如图所示，两平行光滑的金属导轨，间距，其中左侧、段为半径的四分之一圆弧，中间、段水平，右侧、段与水平面夹角为且足够长，水平导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。初始时刻，质量、在轨道间的电阻的导体棒，从圆弧顶端位置由静止释放，磁场内的导体棒静置于导轨上，其质量，在轨道间的电阻。、棒始终不发生碰撞，导体棒在位置离开磁场时速度。两导体棒与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，不计导体棒通过水平轨道与圆弧和倾斜导轨连接处的能量损失、感应电流产生的磁场以及导轨的电阻，取重力加速度，求： （1）导体棒刚进入磁场时的加速度； （2）从开始运动到出磁场过程中，导体棒中产生的焦耳热； （3）若在离开磁场的时间内，对施加一水平向右的恒力，恰好能使、都不再离开磁场，最后静止，求从离开磁场到、棒停止过程中，、棒产生的总焦耳热以及停下时与间的距离。 【答案】（1），方向向左 （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 设导体棒到位置时的速度为，根据动能定理可得 解得 导体棒刚进入磁场产生的电动势为 回路电流为 导体棒受到的安培力大小为 则导体棒刚进入磁场时的加速度大小为 方向向左。 【小问2详解】 从开始运动到出磁场过程中，、组成的系统动量守恒，则有 解得 根据能量守恒可得 导体棒中产生的焦耳热为 联立解得 【小问3详解】 离开磁场在斜面上运动到再次进入磁场过程，根据对称性有 解得离开磁场的时间为 从返回磁场到均静止，组成的系统满足动量守恒，则有 解得 时间内对导体棒由动量定理可得 又， 联立解得时间内的位移为 根据能量守恒可得 解得、棒产生的总的焦耳热为 从返回磁场到静止过程中，对导体棒根据动量定理可得 又 由 可得 解得停下时与间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $