精品解析：河南省驻马店市新蔡县新蔡县第一高级中学2024-2025学年高三下学期开学物理试题

新蔡县第一高级中学2024-2025学年高三下学期2月份开学考试物理试题 一、单项选择题：本题共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. 如图a、b、c为三个完全相同的带负电的小球，在真空中从相同高度由静止下落。在下落过程中，a球始终处在水平匀强电场中，b球始终处在水平匀强磁场中，c球始终处在竖直匀强磁场中。已知三小球落地时间分别为ta、tb、tc，落地时速率分别为va、vb、vc，则（　　） A. tb>ta=tc，va>vb=vc B. ta=tb=tc，va>vb>vc C. tb>ta=tc，va=vb=vc D. ta=tb=tc，va>vb=vc 2. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。不计空气阻力，金属棒在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 感应电动势越来越大 B. 单位时间内，金属棒的动量增量变大 C. 金属棒中的机械能越来越小 D. 单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变 3. 手机无线充电技术越来越普及，如图甲所示是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比，送电线圈所接电阻的阻值为。当间接上的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机充电，这时手机两端的电压为，流经手机的电流为。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈两端电压为 B. 送电线圈的电流为 C. 间输入功率为 D. 电阻的阻值为 4. 图为我国最大的射电望远镜“中国天眼”，射电望远镜是主要接收天体长波电磁波辐射的望远镜。国家天文台射电望远镜的直径为，射电望远镜最远可观测到距离为、长波电磁波辐射功率为的天体，则射电望远镜在感知范围内，单位时间接收的长波电磁波辐射的最低能量为（　　） A. B. C. D. 5. 某种酒精测试仪的简化电路如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电压表为理想电压表、其示数为U，电阻R和R0均为定值电阻。已知酒精气体传感器的电阻与酒精气体浓度c成反比，若c增大，则（ ） A. 通过R0的电流减小，U增大 B. 通过R0的电流增大，U减小 C. 通过R的电流增大，U增大 D. 通过R的电流减小，U减小 6. 某医用氧气瓶的容积为40L，瓶内装有7.2kg的氧气。使用前，瓶内氧气的压强为，温度为37℃。当患者消耗该氧气瓶内氧气的质量为3.48kg时，瓶内氧气的压强变为，则此时瓶内气体的温度为（　　） A. 33℃ B. 31℃ C. 29℃ D. 27℃ 7. 如图所示1mol理想气体经两个不同的过程（A→B→C和A→D→C）由状态A变到状态C。已知气体遵循气体定律PV=RT，气体内能的变化量与温度的关系为（R为大于0的已知常量，T1、T2分别为气体始末状态的温度）。初始状态A的温度为T0。气体在这两个过程中从外界吸收的热量分别为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分。 8. 图为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至离容器底部处的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度保持为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，不计摩擦阻力，下列说法正确的是（　　） A. 刚好触发超重预警时所挂重物的质量为 B. 刚好触发超重预警时所挂重物的质量为 C. 刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%，活塞上升至位于离容器底部0.65L D. 刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%，活塞上升至位于离容器底部0.76L 9. 空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置，其基本结构和原理如图所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体，活塞和重物的总质量为m，活塞的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g。若外界温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽缸内气体的初始压强为 B. 缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体的内能变大 C. 缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多 D. 若重物质量缓慢增大了，汽缸内气柱的高度减小了，则空气弹簧的等效劲度系数为 10. 如图所示，半径为的绝缘筒处在辐射状磁场中（左图中未画全），磁感应强度大小为，方向垂直于绝缘筒向内（如右图）。在绝缘筒表面粘贴了一张长为宽为的薄铜片。绝缘筒右侧通过两根细金属棒与电阻相连。金属棒相互平行且间距为，左侧与圆筒接触良好。金属棒和铜片的电阻可忽略。绝缘筒在外力作用下以角速度按图示方向匀速转动，则（　　） A. 转动过程中，外力功率恒定 B. 绝缘筒转动一周克服安培力做功 C. 铜片上下边缘间的电势差大小为，且下边缘电势高 D. 若绝缘筒的角速度变成，则电阻的热功率变为原来的2倍 三、非选择题：本题共5 小题，共54分。 11. 小明同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化，螺线管的内阻r＝120 Ω，初始时滑动变阻器的滑片位于正中间60 Ω的位置，打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫的高度差为h。计算机屏幕上显示出如图乙所示的UI－t曲线。 （1）磁铁穿过螺线管的过程中，产生第二个峰值时线圈中的感应电动势约为________ V（保留两位有效数字）。 （2）图像中UI出现前后两个峰值，对此实验过程发现，这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 。 A. 磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中，线圈中的磁通量变化率先增大后减小 B. 如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动，坐标系中的两个峰值都会减小 C. 磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g D. 如果仅略减小h，两个峰值都会减小 （3）在磁铁下降h的过程中，可估算由机械能转化的电能的大小约为_______ J（保留两位有效数字）。 12. 小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温（室内的气压为一个标准大气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度，将这个简易温度计放入冰箱，静置一段时间后 （1）玻璃泡内的气体分子平均动能___________，气体压强______（填“变大”、“变小”或“不变”），请用分子动理论的观点从微观角度解释气体压强变化的原因：___________ （2）温度计放入冰箱后，B管内水银柱液面会___________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。设玻璃泡内气体内能变化的绝对值为，气体做功的绝对值为，则气体在这个过程中___________（选填“吸热”或“放热”），变化的热量大小为___________ （3）冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明（ ） A.热量能自发地从低温物体传到高温物体 B.热量不可以从低温物体传到高温物体 C.热量的传递过程不具有方向性 D.热量从低温物体传到高温物体，必然引起其他变化 13. 四冲程柴油机由吸气、压缩、做功和排气四个冲程构成一个工作循环。如图，吸气冲程活塞下移，进入汽缸的是纯空气（看作理想气体），活塞到达最低点时缸内气体压强为，温度为27℃；压缩冲程终点（活塞到最高点）时缸内气体温度为527℃，压缩冲程的体积压缩比（汽缸最大容积与最小容积之比）为；压缩冲程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于的恒力使活塞移动0.1m的距离，该过程气体内能增加170J。求： （1）压缩冲程终点缸内气体的压强； （2）在压缩气体的过程中，气体传递给汽缸的热量。 14. 小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图所示，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，图示位置线圈平面与磁场方向平行，线圈的匝数、面积、电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈的两端经集流环与电阻R连接，阻值，与R并联的交流电压表为理想电表，其示数恒为。求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值（结果可保的根号）； （2）线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。 15. 如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨平面与水平面成，导轨相距，上端连接定值电阻R。质量为、电阻不计的金属棒放在导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为。求： （1）金属棒由静止开始下滑时的加速度a的大小； （2）金属棒下滑速度达到稳定时，安培力F的大小； （3）金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度v的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新蔡县第一高级中学2024-2025学年高三下学期2月份开学考试物理试题 一、单项选择题：本题共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. 如图a、b、c为三个完全相同的带负电的小球，在真空中从相同高度由静止下落。在下落过程中，a球始终处在水平匀强电场中，b球始终处在水平匀强磁场中，c球始终处在竖直匀强磁场中。已知三小球落地时间分别为ta、tb、tc，落地时速率分别为va、vb、vc，则（　　） A. tb>ta=tc，va>vb=vc B. ta=tb=tc，va>vb>vc C. tb>ta=tc，va=vb=vc D. ta=tb=tc，va>vb=vc 【答案】A 【解析】 【详解】a球受竖直向下的重力、水平向左的电场力，在水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动，重力和电场力均做正功；b球除重力之外还受到垂直纸面向里的洛伦兹力作用，在洛伦兹力的作用下，小球的轨迹将为曲线，且竖直方向的加速度小于g，下落时间变长，由于只有重力做功，所以小球落地速度较小；c球只受重力，只有重力做功，其落地速度的大小与b球速度大小相等，下落时间与a球相等，即， 故选A。 2. 如图所示，在竖直向下的匀强磁场中，将一根水平放置的金属棒以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域。不计空气阻力，金属棒在运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 感应电动势越来越大 B. 单位时间内，金属棒的动量增量变大 C. 金属棒中的机械能越来越小 D. 单位时间内金属棒扫过的曲面中的磁通量不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．金属棒在运动过程中切割磁感线，会产生感应电动势，根据公式可知其中的速度v是金属棒的水平分速度，由于不存在闭合回路，所以金属棒中没有感应电流，也就不会受到安培力的作用，棒在水平方向做匀速运动，故感应电动势的大小是不变的金属棒做平抛运动，水平速度不变，则金属棒中的感应电动势不变，故A错误； B．根据动量定理可知，金属棒在单位时间内的动量增量等于重力，故B错误； C．金属棒在运动过程只有重力做功，则机械能守恒，故C错误； D．单位时间内ab的水平位移为v0，则扫过的曲面中的磁通量保持不变，故D正确； 故选D。 3. 手机无线充电技术越来越普及，如图甲所示是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比，送电线圈所接电阻的阻值为。当间接上的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机充电，这时手机两端的电压为，流经手机的电流为。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A. 受电线圈两端电压为 B. 送电线圈的电流为 C. 间输入功率为 D. 电阻的阻值为 【答案】D 【解析】 【详解】B．设通过送电线圈和受电线圈的电流分别为I1、I2，且，根据理想变压器的电流关系 解得 故B错误； AD．根据理想变压器电压与匝数关系有 解得 又 ， 整理可得 ， 代入数据联立解得 ， 故A错误，D正确； C．根据 间输入功率为 故C错误。 故选D。 4. 图为我国最大的射电望远镜“中国天眼”，射电望远镜是主要接收天体长波电磁波辐射的望远镜。国家天文台射电望远镜的直径为，射电望远镜最远可观测到距离为、长波电磁波辐射功率为的天体，则射电望远镜在感知范围内，单位时间接收的长波电磁波辐射的最低能量为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】射电望远镜单位时间、单位面积上接收的长波电磁波辐射的能量 解得 故选D。 5. 某种酒精测试仪的简化电路如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电压表为理想电压表、其示数为U，电阻R和R0均为定值电阻。已知酒精气体传感器的电阻与酒精气体浓度c成反比，若c增大，则（ ） A. 通过R0的电流减小，U增大 B. 通过R0的电流增大，U减小 C. 通过R的电流增大，U增大 D. 通过R的电流减小，U减小 【答案】B 【解析】 【详解】酒精气体传感器的电阻与酒精气体浓度c成反比，若c增大，则酒精气体传感器的电阻减小，由全电路的欧姆定律可知电流增大，即通过R和R0的电流增大，而电压表的示数为 则随着增大，逐渐减小。 故选B。 6. 某医用氧气瓶的容积为40L，瓶内装有7.2kg的氧气。使用前，瓶内氧气的压强为，温度为37℃。当患者消耗该氧气瓶内氧气的质量为3.48kg时，瓶内氧气的压强变为，则此时瓶内气体的温度为（　　） A. 33℃ B. 31℃ C. 29℃ D. 27℃ 【答案】D 【解析】 【详解】瓶内剩余气体质量为7.2kg-3.48kg=3.72kg，消耗之前3.72kg氧气占体积 根据 即 解得t=27℃ 故选D。 7. 如图所示1mol理想气体经两个不同的过程（A→B→C和A→D→C）由状态A变到状态C。已知气体遵循气体定律PV=RT，气体内能的变化量与温度的关系为（R为大于0的已知常量，T1、T2分别为气体始末状态的温度）。初始状态A的温度为T0。气体在这两个过程中从外界吸收的热量分别为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图可知，由状态A变到状态B，气体体积不变，压强增大，温度升高，气体内能增大，且满足 则 所以 由于气体不做功，所以 由状态B变到状态C，气体压强不变，体积增大，温度升高，气体内能增大，且满足 则 所以 由于 所以 所以 由状态A变到状态D，气体压强不变，体积增大，气体对外做功，气体温度升高，内能增大，且满足 则 所以 由于 所以 由状态D变到状态C，气体体积不变，压强增大，温度升高，气体内能增大，则 由于气体不做功，所以 所以 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分。 8. 图为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、质量为m、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气柱。活塞可通过轻绳连接受监测重物，当活塞下降至离容器底部处的预警传感器处时，系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度保持为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，不计摩擦阻力，下列说法正确的是（　　） A. 刚好触发超重预警时所挂重物的质量为 B. 刚好触发超重预警时所挂重物的质量为 C. 刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%，活塞上升至位于离容器底部0.65L D. 刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%，活塞上升至位于离容器底部0.76L 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．不挂重物时，对活塞有平衡方程 封闭气体的初始压强 挂上重物刚好触发超重预警时平衡方程为 封闭气体压强 气体发生等温变化有 即 解得 A错误，B正确； CD．刚好触发超重预警时，若环境温度缓慢降低5%，即温度变为0.95T0，气体发生等压变化 即 又 所以 解得 C错误，D正确。 故选BD。 9. 空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置，其基本结构和原理如图所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体，活塞和重物的总质量为m，活塞的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g。若外界温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽缸内气体的初始压强为 B. 缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体的内能变大 C. 缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多 D. 若重物质量缓慢增大了，汽缸内气柱的高度减小了，则空气弹簧的等效劲度系数为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知 解得 故A正确； B．汽缸导热良好，缓慢增大重物质量过程中，汽缸内气体温度不变，内能不变，故B错误； C．缓慢增大重物质量，由平衡条件可知，汽缸内气体压强增大，体积减小，温度不变，则与初始时相比，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多，故C正确； D．等效弹力改变量为，等效弹簧形变改变量为，据胡克定律可得，空气弹簧的等效劲度系数 故D正确。 故选ACD。 10. 如图所示，半径为的绝缘筒处在辐射状磁场中（左图中未画全），磁感应强度大小为，方向垂直于绝缘筒向内（如右图）。在绝缘筒表面粘贴了一张长为宽为的薄铜片。绝缘筒右侧通过两根细金属棒与电阻相连。金属棒相互平行且间距为，左侧与圆筒接触良好。金属棒和铜片的电阻可忽略。绝缘筒在外力作用下以角速度按图示方向匀速转动，则（　　） A. 转动过程中，外力功率恒定 B. 绝缘筒转动一周克服安培力做功 C. 铜片上下边缘间的电势差大小为，且下边缘电势高 D. 若绝缘筒的角速度变成，则电阻的热功率变为原来的2倍 【答案】BC 【解析】 【详解】A．金属棒左侧如果没有接触薄铜片时，回路中没有感应电流，外力做功为零，如果接触薄铜片，回路中有感应电流，外力做功不为零，所以转动过程中，外力功率不恒定，故A错误； B．金属棒左侧接触薄铜片时，回路中的感应电流为 绝缘筒转动一周克服安培力做功为 故B正确； C．根据法拉第电磁感应定律可得铜片上下边缘间的电势差大小为，根据右手定则可知下边缘电势高，故C正确； D．金属棒左侧接触薄铜片过程中如果绝缘筒的角速度为，电流有效值满足 则电阻R的热功率为 若绝缘筒的角速度变成，则电阻R的热功率变为原来的4倍，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5 小题，共54分。 11. 小明同学利用如图甲所示装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化，螺线管的内阻r＝120 Ω，初始时滑动变阻器的滑片位于正中间60 Ω的位置，打开传感器，将质量为m的磁铁置于螺线管正上方静止释放，磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止（磁铁下落中受到的电磁阻力远小于磁铁重力，不发生转动），释放点到海绵垫的高度差为h。计算机屏幕上显示出如图乙所示的UI－t曲线。 （1）磁铁穿过螺线管的过程中，产生第二个峰值时线圈中的感应电动势约为________ V（保留两位有效数字）。 （2）图像中UI出现前后两个峰值，对此实验过程发现，这两个峰值是磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的，对这一现象相关说法正确的是 。 A. 磁铁从静止下落到穿过螺线管掉落到海绵垫上的过程中，线圈中的磁通量变化率先增大后减小 B. 如果仅将滑动变阻器的滑片从中间向左移动，坐标系中的两个峰值都会减小 C. 磁铁在穿过线圈过程中加速度始终小于重力加速度g D. 如果仅略减小h，两个峰值都会减小 （3）在磁铁下降h的过程中，可估算由机械能转化的电能的大小约为_______ J（保留两位有效数字）。 【答案】（1）1.8 （2）BD （3）（均可） 【解析】 【小问1详解】 由UI－t曲线可知，产生第一峰值时滑动变阻器功率为 线圈输出功率表达式为 根据闭合电路欧姆定律得 其中 、 联立解得 E=1.8V 【小问2详解】 A．由UI－t曲线可知，产生的感应电动势先增大后减小，再增大再减小，因此线圈中的磁通量的变化率先增大后减小，再增大再减小，A错误； B．根据闭合电路欧姆定律可知，当外电阻等于内电阻时，电源的输出功率最大，本题中滑动变阻器的最大阻值与内阻相等，因此滑片从中间向左滑动时，两个峰值都会减小，B正确； C．当磁铁全部在线圈中时，磁通量的变化率为零，此时的感应电流为零，只受重力，加速度等于g，C错误； D．如果仅略减小h，磁铁进入线圈的速度减小，导致线圈中磁通量的变化率减小，因此两个峰值都会减小，D正确。 故选BD。 【小问3详解】 根据UI－t图像的物理意义可知，图像与横轴围成面积大小等于下落过程中电源输出的电能，图像与横轴围成的面积可由图像与横轴围成的虚线小方框的个数乘以每个小方框的面积求得，则由图像可得在磁铁下降h的过程中电源输出的电能 则由机械能转化的总电能为 （均可） 12. 小明同学设计了一种测温装置，用于测量室内的气温（室内的气压为一个标准大气压，相当于76cm汞柱产生的压强），结构如图所示，大玻璃泡 A内有一定量的气体，与A相连的B管插在水银槽中，管内水银面的高度x可反映泡内气体的温度，即环境温度，将这个简易温度计放入冰箱，静置一段时间后 （1）玻璃泡内的气体分子平均动能___________，气体压强______（填“变大”、“变小”或“不变”），请用分子动理论的观点从微观角度解释气体压强变化的原因：___________ （2）温度计放入冰箱后，B管内水银柱液面会___________（选填“升高”、“降低”或“不变”）。设玻璃泡内气体内能变化的绝对值为，气体做功的绝对值为，则气体在这个过程中___________（选填“吸热”或“放热”），变化的热量大小为___________ （3）冰箱能够不断地把热量从温度较低的冰箱内部传给温度较高的外界空气，这说明（ ） A.热量能自发地从低温物体传到高温物体 B.热量不可以从低温物体传到高温物体 C.热量的传递过程不具有方向性 D.热量从低温物体传到高温物体，必然引起其他变化 【答案】 ①. 减小 ②. 变小 ③. 当气体体积不变时，温度降低，分子热运动程度降低，可知分子与容器碰撞的次数减少，故压强降低 ④. 升高 ⑤. 放热 ⑥. ⑦. D 【解析】 【详解】（1）[1][2][3]温度降低，可知分子平均动能减小，当气体体积不变时，温度降低，分子热运动程度降低，可知分子与容器碰撞的次数减少，故压强变小。 （2）[4][5][6]温度降低，水银柱液面会上升，温度降低，内能降低，为负值，液面升高，外接对气体做正功，气体放热，根据 则 （3）[7]考察热力学第二定律：热传递的方向性，热量自发的从高温传到低温物体，但可以在外界的影响使得热量从低温传到高温物体，由于外界的影响也即引起了其他变化。 故选D。 13. 四冲程柴油机由吸气、压缩、做功和排气四个冲程构成一个工作循环。如图，吸气冲程活塞下移，进入汽缸的是纯空气（看作理想气体），活塞到达最低点时缸内气体压强为，温度为27℃；压缩冲程终点（活塞到最高点）时缸内气体温度为527℃，压缩冲程的体积压缩比（汽缸最大容积与最小容积之比）为；压缩冲程活塞对气体的压力逐渐增大，其做的功相当于的恒力使活塞移动0.1m的距离，该过程气体内能增加170J。求： （1）压缩冲程终点缸内气体的压强； （2）在压缩气体的过程中，气体传递给汽缸的热量。 【答案】（1） （2）20J 【解析】 【小问1详解】 气体初始初状态， 气体的末状态：， 根据理想气体状态方程 解得 【小问2详解】 外界对气体做功 由热力学第一定律 解得 所以，气体传递给汽缸的热量为20J。 14. 小型旋转电枢式交流发电机的原理图如图所示，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，图示位置线圈平面与磁场方向平行，线圈的匝数、面积、电阻，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈的两端经集流环与电阻R连接，阻值，与R并联的交流电压表为理想电表，其示数恒为。求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值（结果可保的根号）； （2）线圈从图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 题图中电压表的示数为电阻R两端电压的有效值，根据欧姆定律可知。回路中的电流（有效值） 根据闭合电路欧姆定律可知，发电机的矩形线圈产生的感应电动势的有效值 交流发电机产生的电动势的最大值 解得 【小问2详解】 线圈从题中图示位置转过90°的过程中，线圈中感应电动势的平均值 通过电阻R的平均电流 通过电阻R的电荷量 解得 15. 如图所示，两根足够长、电阻不计的平行金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中，导轨平面与水平面成，导轨相距，上端连接定值电阻R。质量为、电阻不计的金属棒放在导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为。求： （1）金属棒由静止开始下滑时的加速度a的大小； （2）金属棒下滑速度达到稳定时，安培力F的大小； （3）金属棒下滑速度达到稳定时，电阻R消耗的功率为8W，求该速度v的大小。 【答案】（1）4m/s2 （2）0.8N （3）12.5m/s 【解析】 【小问1详解】 金属棒开始下滑的初速度为零，根据牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 设金属棒运动达到稳定时，速度为v，所受安培力为F，则 ，， 解得安培力 【小问3详解】 此时金属棒克服安培力做功的功率等于电路中电阻R消耗的电功率。则 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $