精品解析：江苏省宿迁市沭阳县建陵中学 马塘中学2024-2025学年高二下学期5月月考联考物理试题

2024-2025学年度第二学期第二次学情调研 高二物理 （考试时间：75分钟） 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列说法正确的是（　　） A. 原子核辐射光子后回到低能级时，其动能变大 B. 粒子散射现象说明原子核具有复杂结构 C. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 D. 光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的 2. 通过某电阻的交变电流如图所示，其周期为1s。则该交流电流的有效值为（　　） A. 0.12A B. 0.15A C. A D. A 3. 我国科学家把金属铋块熔化成液态铋，再经挤压后得到单原子层金属铋片，与铋块相比，铋片的导电性能和机械强度显著增强则（　　） A. 铋块熔化过程中温度不断升高 B. 液态铋表面分子间作用力表现为引力 C. 铋片中的分子呈无规则排列 D. 铋片中的分子在做布朗运动 4. 门窗防盗报警装置的电路图如图所示，闭合开关S1，磁铁M靠近干簧管SA，继电器线圈K通电，开关S2自动与a接通，LED二极管发光；继电器线圈K断电时，S2自动与b接通，蜂鸣器H报警。若门窗打开，磁铁M远离干簧管SA，则（　　） A. 二极管不发光，蜂鸣器报警 B. 二极管不发光，蜂鸣器不报警 C. 二极管发光，蜂鸣器报警 D. 二极管发光，蜂鸣器不报警 5. 汽车自动驾驶技术依赖于传感器，实时感知周围环境并进行决策。在一次测试中，一辆自动驾驶汽车因感知到前方存在障碍物而紧急刹车，刹车过程可看作匀减速直线运动。以开始刹车时为计时零点，自动驾驶汽车的图像如图所示，则自动驾驶汽车（　　） A. 前4s内刹车的加速度大小为 B. 计时零点的速度大小为40m/s C. 前4秒内平均速度大小为10m/s D. 0~4s内和0~8s内平均速度大小相等 6. 小红在社会实践活动中帮妈妈做家务时，为了清扫沙发下的地面，用水平向右的力推着沙发缓慢移动，下列说法正确的是（　　） A. 脚对地面的摩擦力方向向左 B. 地面对沙发的摩擦力方向向右 C. 人推沙发的力大于沙发对人的力 D. 若改用斜向下推，更容易推动 7. 如图是电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒大战土拨鼠时的场景，下列说法中正确的是（　　） A. 哪吒的手指对土拨鼠的弹力作用是因为哪吒的手指发生了形变 B. 哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对平衡力 C. 土拨鼠静止不动是因为哪吒对它的作用力小于它所受地面的摩擦力 D. 哪吒所受地面的作用力方向竖直向上 8. 盾构机刀盘吊装时，为了确保刀盘平稳升降，施工团队专门使用了一个精心设计的特制吊架。图甲是刀盘由绳索与长方形钢架组成的设备悬挂于空中，保持完美的水平静止状态。四条相同绳索分别牵引住钢架的四个顶点，图乙为示意图，刀盘与钢架总重力为G，每条绳索与竖直方向的夹角均为，不计绳索重力。下列说法正确的是（　　） A. 四根绳索对钢架作用力的合力与刀盘与钢架的总重力是一对相互作用力 B. 每根绳索对钢架的拉力大小为 C. 若将每根绳索减小相同的长度，每根绳索对钢架的作用力将变大 D. 若将每根绳索增加相同的长度，则四根绳索对钢架作用力的合力将变小 9. 如图甲为氢原子光谱示意图，图乙为氢原子部分能级示意图。图甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从能级向能级跃迁时产生的。已知可见光的光子能量范围为。下列说法正确的是（　　） A. 对应的光子能量比对应的光子能量大 B. 可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 C. 若氢原子从能级向能级跃迁，则辐射出的光属于红外线 D. 若氢原子从能级向能级跃迁，则需要吸收10.2eV的能量 10. 如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻R，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数不变 C. 原线圈输入功率减小 D. 电阻R消耗的电功率减小 11. 如图所示为一定质量理想气体经历的循环，该循环由两个等温过程、一个等压过程和一个等容过程组成。则下列说法正确的是（　　） A. 在过程中，气体分子的数密度变小 B. 在过程中，气体吸收热量 C. 在过程中，气体分子的平均速率增大 D. 在过程中，气体的内能增加 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 下列是《普通高中物理课程标准》列出的必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）图甲是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置示意图。实验中______（填“需要”或“不需要”）满足钩码的总质量远小于小车的质量；图乙是规范操作下得到的一条点迹清晰的纸带，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上A、B、C、D、E、F和G，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所接电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小为______m/s2（结果保留两位有效数字）。 （2）在“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”实验中，当弹簧测力计的示数如图丙所示时，读数是______N，通过实验得到弹力大小F与弹簧长度x的关系图线如图丁所示，由此图线可得该弹簧的劲度系数k=______N/m。 （3）图戊探究两个互成角度的力的合成规律，具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是（　　） A. B与O、C与O间的细绳可以用橡皮筋代替 B. 重复实验再次进行探究时，圆环O的位置必须与前一次相同 C. 图戊中的F是力F1和F2合力的实际测量值，F'是力F1和F2合力的理论值 D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小 13. 19世纪末、20世纪初，通过对光电效应的研究，加深了对光的本性的认识。科学家利用如图所示的电路研究光电效应，图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时可能发射电子。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h。 （1）当有光照射K极，电流表的示数为I，求经过时间t到达A极的电子数n。 （2）使用普通光源进行实验时，电子在极短时间内只能吸收一个光子的能量。用频率为的普通光源照射K极，可以发生光电效应。此时，调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为U时，电流表的示数减小为0。随着科技的发展，强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用强激光照射K极时，一个电子在极短时间内能吸收n个光子，求能使K极发生光电效应的强激光的最低频率。 14. 一个静止的钴在某条件下发生β衰变生成镍，放出动能为的电子，同时释放能量分别为、的两个光子，忽略镍60的动能，释放的核能全部转化为电子的动能和光子的能量。已知电子的质量为m，普朗克常量为h，真空中光速为c，不考虑相对论效应。 （1）写出该衰变方程式，并求电子的物质波波长； （2）有N个钴60发生了β衰变，求核反应中总的质量亏损。 15. 如图为自行车车头灯发电机的示意图。线圈绕在固定的U形铁芯上，车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁体转动，使线圈中产生正弦式交变电流。已知摩擦小轮转动的角速度为，线圈匝数为1000匝，线圈横截面积为，线圈电阻与车头灯电阻均为。图示位置中磁体在线圈处产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为。摩擦小轮由如图所示位置转过圈的过程中，求： （1）通过车头灯的电荷量： （2）车头灯电阻的热功率。 16. 如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上放在水平面上，缸内活塞与汽缸内壁间无摩擦且不漏气，活塞质量为m，横截面积为S，缸内封闭有一定质量的理想气体，气体的体积为V，环境温度为，大气压强恒为，重力加速度为g。现缓慢升高环境温度，同时在活塞上施加一个竖直向下的压力，使活塞位置始终保持不变，求： （1）当环境温度升高至时，作用在活塞上的压力大小； （2）当环境温度升高到时，保持作用在活塞上的压力不变，再缓慢降低环境温度至，则降温过程外界对气体做的功。 17. 利用无人机灵活机动的特点，交警部门开始利用无人机进行低空巡查和悬停抓拍交通违法行为．如图所示，为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，无人机连同装备的质量为m=2kg，其动力系统所能提供的最大作用力为F0=36N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N，其余状态空气阻力不计．g取10m/s2，求： （1）无人机悬停在距地面某一高度处进行抓拍时，动力系统提供的作用力F1多大； （2）无人机以最大作用力竖直向上起飞，求该无人机的加速度的大小； （3）无人机在地面从静止开始，以最大作用力竖直向上起飞，要达到18m的高度，试从节能角度分析，该如何操作，何时关闭动力系统？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期第二次学情调研 高二物理 （考试时间：75分钟） 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列说法正确的是（　　） A. 原子核辐射光子后回到低能级时，其动能变大 B. 粒子散射现象说明原子核具有复杂结构 C. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 D. 光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的 【答案】A 【解析】 【详解】A．原子核辐射光子后回到低能级时，根据 解得 可知，电子的动能变大，故A正确； B．粒子散射现象说明原子具有复杂结构，原子能够再分，故B错误； C．在原子核中，比结合能越小表明原子核越不稳定，即表示原子核中的核子结合得越不牢固，故C错误； D．光电效应现象中逸出的电子是核外电子吸收光子能量后脱离原子核束缚产生的，故D错误。 故选A。 2. 通过某电阻的交变电流如图所示，其周期为1s。则该交流电流的有效值为（　　） A. 0.12A B. 0.15A C. A D. A 【答案】D 【解析】 【详解】根据有效值的定义有 解得 故选D。 3. 我国科学家把金属铋块熔化成液态铋，再经挤压后得到单原子层金属铋片，与铋块相比，铋片的导电性能和机械强度显著增强则（　　） A. 铋块熔化过程中温度不断升高 B. 液态铋表面分子间作用力表现为引力 C. 铋片中的分子呈无规则排列 D. 铋片中的分子在做布朗运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．金属熔化属于晶体熔化过程，熔化时虽然吸热，但温度保持在熔点不变，直到全部熔化，故A错误； B．液体表面分子间作用力表现为引力，这是液体表面张力形成的原因。液态铋表面分子间作用力为引力符合物理规律，故B正确； C．金属固态通常为晶体结构，原子排列有序，题目中铋片导电性和机械强度增强，说明其结构更有序（如单层晶体结构），而非无规则排列，故C错误； D．布朗运动是悬浮微粒在流体中的无规则运动，而固体分子仅在平衡位置附近振动，不会发生布朗运动，故D错误。 故选B。 4. 门窗防盗报警装置的电路图如图所示，闭合开关S1，磁铁M靠近干簧管SA，继电器线圈K通电，开关S2自动与a接通，LED二极管发光；继电器线圈K断电时，S2自动与b接通，蜂鸣器H报警。若门窗打开，磁铁M远离干簧管SA，则（　　） A. 二极管不发光，蜂鸣器报警 B. 二极管不发光，蜂鸣器不报警 C. 二极管发光，蜂鸣器报警 D. 二极管发光，蜂鸣器不报警 【答案】A 【解析】 【详解】若门窗打开，磁铁M远离干簧管SA，继电器线圈K断电，S2自动与a断开，二极管断电熄灭，S2自动与b接通，蜂鸣器H报警。A正确，BCD错误。 故选A。 5. 汽车自动驾驶技术依赖于传感器，实时感知周围环境并进行决策。在一次测试中，一辆自动驾驶汽车因感知到前方存在障碍物而紧急刹车，刹车过程可看作匀减速直线运动。以开始刹车时为计时零点，自动驾驶汽车的图像如图所示，则自动驾驶汽车（　　） A. 前4s内刹车的加速度大小为 B. 计时零点的速度大小为40m/s C. 前4秒内平均速度大小为10m/s D. 0~4s内和0~8s内平均速度大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．前4s内刹车的距离为，将刹车的过程逆向来看，根据 解得，故A错误； B．计时零点的速度大小为，故B错误； C．前4秒内平均速度大小为，故C正确； D．根据图像可知0~4s内和0~8s内位移相等，由于时间不等，故平均速度不等，故D错误。 故选C。 6. 小红在社会实践活动中帮妈妈做家务时，为了清扫沙发下的地面，用水平向右的力推着沙发缓慢移动，下列说法正确的是（　　） A. 脚对地面的摩擦力方向向左 B. 地面对沙发的摩擦力方向向右 C. 人推沙发的力大于沙发对人的力 D. 若改用斜向下推，更容易推动 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题知，对人的脚进行分析，可知此时脚相对地面有向左的运动趋势方向，故地面对脚有向右的静摩擦力，根据牛顿第三定律，可知脚对地面的静摩擦力方向向左，故A正确； B．对沙发进行分析，可知人对沙发的推力向右，因沙发缓慢移动，根据平衡条件，可知地面对沙发的摩擦力方向向左，故B错误； C．人推沙发的力和沙发对人的力，是一对作用力反作用力，大小相等，方向相反，故C错误； D．若改用斜向下推，根据正交分解，可以将推力分解水平向右的分力和垂直地面向下的分力，可知增大了沙发对地面的压力，则最大静摩擦力也增大，更难推，故D错误。 故选A。 7. 如图是电影《哪吒之魔童闹海》中哪吒大战土拨鼠时的场景，下列说法中正确的是（　　） A. 哪吒的手指对土拨鼠的弹力作用是因为哪吒的手指发生了形变 B. 哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对平衡力 C. 土拨鼠静止不动是因为哪吒对它的作用力小于它所受地面的摩擦力 D. 哪吒所受地面的作用力方向竖直向上 【答案】A 【解析】 【详解】A．哪吒的手指对土拨鼠的弹力作用是因为施力物体发生形变，即哪吒的手指发生了形变，故A正确； B．哪吒对土拨鼠的作用力与土拨鼠对哪吒的作用力是一对作用力与反作用力，故B错误； C．土拨鼠静止不动是因为哪吒对它的作用力小于它所受地面的最大静摩擦力，故C错误； D．哪吒所受地面的支持力和摩擦力，合力方向斜向上，故D错误。 故选A。 8. 盾构机刀盘吊装时，为了确保刀盘平稳升降，施工团队专门使用了一个精心设计的特制吊架。图甲是刀盘由绳索与长方形钢架组成的设备悬挂于空中，保持完美的水平静止状态。四条相同绳索分别牵引住钢架的四个顶点，图乙为示意图，刀盘与钢架总重力为G，每条绳索与竖直方向的夹角均为，不计绳索重力。下列说法正确的是（　　） A. 四根绳索对钢架作用力的合力与刀盘与钢架的总重力是一对相互作用力 B. 每根绳索对钢架的拉力大小为 C. 若将每根绳索减小相同的长度，每根绳索对钢架的作用力将变大 D. 若将每根绳索增加相同的长度，则四根绳索对钢架作用力的合力将变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．四根绳索对钢架作用力的合力与刀盘与钢架的总重力是一对平衡力，选项A错误； B．根据平衡可知 每根绳索对钢架的拉力大小为 选项B错误； C．若将每根绳索减小相同的长度，则θ角变大，根据 则每根绳索对钢架的作用力将变大，选项C正确； D．若将每根绳索增加相同的长度，则四根绳索对钢架作用力的合力不变，仍等于钢架的重力，选项D错误。 故选C。 9. 如图甲为氢原子光谱示意图，图乙为氢原子部分能级示意图。图甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从能级向能级跃迁时产生的。已知可见光的光子能量范围为。下列说法正确的是（　　） A. 对应的光子能量比对应的光子能量大 B. 可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 C. 若氢原子从能级向能级跃迁，则辐射出的光属于红外线 D. 若氢原子从能级向能级跃迁，则需要吸收10.2eV的能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．谱线的波长最长，频率最小，能量最小，故对应的光子能量比对应的光子能量大，A错误； B．由图可知，四条谱线中谱线的波长最短，频率最大，而氢原子从高能级向能级跃迁产生的光子中，从能级向能级跃迁时产生的光子能量最小，其波长最长，频率最小，B错误； C．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光子的能量为 此能量小于可见光的能量范围，故此光属于红外线，C正确； D．若氢原子从能级向能级跃迁，释放出能量为10.2eV的光子，D错误。 故选C。 10. 如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻R，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数不变 C. 原线圈输入功率减小 D. 电阻R消耗的电功率减小 【答案】B 【解析】 【详解】B．电压表测的是变压器的输出电压，而输出电压由输入电压决定，开关S闭合后输入电压不变，所以输出电压不变，电压表示数不变，故B正确； A．开关S闭合后，变压器输出端电阻变小，输出电流变大，而输出电流决定输入电流，根据可知，输入电流变大，电流表示数变大，故A错误； C．变压器输入电压不变，输入电流变大，根据可知，原线圈输入功率变大，故C错误； D．由于输出电流变大，根据可知，电阻R消耗的电功率变大，故D错误。 故选B。 11. 如图所示为一定质量理想气体经历的循环，该循环由两个等温过程、一个等压过程和一个等容过程组成。则下列说法正确的是（　　） A. 在过程中，气体分子的数密度变小 B. 在过程中，气体吸收热量 C. 在过程中，气体分子的平均速率增大 D. 在过程中，气体的内能增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．在过程中，气体的体积减小，则气体分子的数密度大，故A错误； B．在过程中，气体等压膨胀，根据可知，气体温度升高，气体内能增大；由于气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故B正确； C．在过程中，气体温度不变，气体分子的平均速率不变，故C错误； D．在过程中，气体体积不变，压强减小，根据可知，气体温度降低，气体内能减小，故D错误。 故选B。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 下列是《普通高中物理课程标准》列出的必做实验的部分步骤，请完成实验操作和计算。 （1）图甲是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置示意图。实验中______（填“需要”或“不需要”）满足钩码的总质量远小于小车的质量；图乙是规范操作下得到的一条点迹清晰的纸带，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上A、B、C、D、E、F和G，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所接电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小为______m/s2（结果保留两位有效数字）。 （2）在“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”实验中，当弹簧测力计的示数如图丙所示时，读数是______N，通过实验得到弹力大小F与弹簧长度x的关系图线如图丁所示，由此图线可得该弹簧的劲度系数k=______N/m。 （3）图戊探究两个互成角度的力的合成规律，具体操作前，某同学提出了以下关于实验操作的建议，其中正确的是（　　） A. B与O、C与O间的细绳可以用橡皮筋代替 B. 重复实验再次进行探究时，圆环O的位置必须与前一次相同 C. 图戊中的F是力F1和F2合力的实际测量值，F'是力F1和F2合力的理论值 D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角应取90°，以便于算出合力的大小 【答案】（1） ①. 不需要 ②. 0.50 （2） ①. 4.6 ②. 50 （3）AC 【解析】 【小问1详解】 [1]图甲是“探究小车速度随时间变化的规律”实验装置示意图。实验中不需要测量小车所受到的合外力，所以不需要满足钩码的总质量远小于小车的质量； [2] 相邻的两个计数点的时间间隔为 小车的加速度大小为 【小问2详解】 [1] 弹簧测力计的示数4.6N； [2] 弹簧的劲度系数为 【小问3详解】 A．B与O、C与O间的细绳的作用是确定拉力的方向，可以用橡皮筋代替，A正确； B．重复实验再次进行探究时，圆环O的位置不必与前一次相同，同一次探究时，圆环O的位置相同，B错误； C．图戊中的F是用弹簧秤测得的力F1和F2合力的实际测量值，F'是利用平行四边形定则作图得到的力F1和F2合力的理论值，C正确； D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角不必取90°，不是算出合力的大小，而是用平行四边形定则作图求出合力的大小和方向，D错误。 故AC。 13. 19世纪末、20世纪初，通过对光电效应的研究，加深了对光的本性的认识。科学家利用如图所示的电路研究光电效应，图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时可能发射电子。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h。 （1）当有光照射K极，电流表的示数为I，求经过时间t到达A极的电子数n。 （2）使用普通光源进行实验时，电子在极短时间内只能吸收一个光子的能量。用频率为的普通光源照射K极，可以发生光电效应。此时，调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为U时，电流表的示数减小为0。随着科技的发展，强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用强激光照射K极时，一个电子在极短时间内能吸收n个光子，求能使K极发生光电效应的强激光的最低频率。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）经过时间t到达A的电荷量 到达A极的电子数 （2）根据题意可得 则能快K极发生光电效应的强激光的最低频率 14. 一个静止的钴在某条件下发生β衰变生成镍，放出动能为的电子，同时释放能量分别为、的两个光子，忽略镍60的动能，释放的核能全部转化为电子的动能和光子的能量。已知电子的质量为m，普朗克常量为h，真空中光速为c，不考虑相对论效应。 （1）写出该衰变方程式，并求电子的物质波波长； （2）有N个钴60发生了β衰变，求核反应中总的质量亏损。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 根据质量数守恒与核电荷数守恒可得核反应方程为 电子的动量 电子的动能 电子的波长 解得 【小问2详解】 N个钴60发生衰变产生的能量 根据质能方程 解得 15. 如图为自行车车头灯发电机的示意图。线圈绕在固定的U形铁芯上，车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁体转动，使线圈中产生正弦式交变电流。已知摩擦小轮转动的角速度为，线圈匝数为1000匝，线圈横截面积为，线圈电阻与车头灯电阻均为。图示位置中磁体在线圈处产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为。摩擦小轮由如图所示位置转过圈的过程中，求： （1）通过车头灯的电荷量： （2）车头灯电阻的热功率。 【答案】（1）；（2）0.2W 【解析】 【详解】（1）摩擦小轮由如图所示位置转过圈的过程中，通过车头灯的电荷量 （2）感应电动势峰值 有效值 车头灯电阻的热功率 16. 如图所示，导热性能良好的汽缸开口向上放在水平面上，缸内活塞与汽缸内壁间无摩擦且不漏气，活塞质量为m，横截面积为S，缸内封闭有一定质量的理想气体，气体的体积为V，环境温度为，大气压强恒为，重力加速度为g。现缓慢升高环境温度，同时在活塞上施加一个竖直向下的压力，使活塞位置始终保持不变，求： （1）当环境温度升高至时，作用在活塞上的压力大小； （2）当环境温度升高到时，保持作用在活塞上的压力不变，再缓慢降低环境温度至，则降温过程外界对气体做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当环境温度为时，设缸内气体的压强为，对活塞受力分析，根据平衡条件有 解得 当环境温度升高至时，设缸内气体的压强为，此过程缸内气体的体积不变，气体发生等容变化，则有 解得 设此时作用在活塞上的压力大小为，对活塞受力分析，根据平衡条件有 解得 【小问2详解】 保持作用在活塞上的压力不变，温度由降到时，气体发生等压变化，则有 解得 则降温过程外界对气体做的功为 代入数据解得 17. 利用无人机灵活机动的特点，交警部门开始利用无人机进行低空巡查和悬停抓拍交通违法行为．如图所示，为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，无人机连同装备的质量为m=2kg，其动力系统所能提供的最大作用力为F0=36N，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N，其余状态空气阻力不计．g取10m/s2，求： （1）无人机悬停在距地面某一高度处进行抓拍时，动力系统提供的作用力F1多大； （2）无人机以最大作用力竖直向上起飞，求该无人机的加速度的大小； （3）无人机在地面从静止开始，以最大作用力竖直向上起飞，要达到18m的高度，试从节能角度分析，该如何操作，何时关闭动力系统？ 【答案】（1）20N．（2）6m/s2；（3）无人机在地面从静止开始，以最大作用力竖直向上起飞，要达到18m的高度，从节能角度考虑则到达最高点速度为零，2s后关闭系统． 【解析】 【分析】无人机悬停时合力为零，根据平衡条件求动力系统提供的作用力Fl；无人机竖直向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求出加速度；以最大作用力竖直向上起飞，要达到18m的高度，从节能角度考虑则到达最高点速度为零，设t时间后关闭系统，则由运动学公式分阶段列式求解． 【详解】（l）无人机悬停时处于二力平衡状态，有：F1=mg 代入数据解得：F1=20N （2）无人机竖直向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：F合=F0﹣mg﹣f=ma 代入数据解得：a=6m/s2 （3）以最大作用力竖直向上起飞，要达到18m的高度，从节能角度考虑则到达最高点速度为零，设t时间后关闭系统，则由运动学公式得：v1=at 根据自由落体公式：h1=at2 关闭系统以后，无人机做减速运动，加速度为： 高度为： 又h1+h2=h=18m 联立并代入数据解得：t=2s 所以无人机在地面从静止开始，以最大作用力竖直向上起飞，要达到18m的高度，从节能角度考虑则到达最高点速度为零，2s后关闭系统． 【点睛】本题的关键是对无人机进行受力分析以及运动情况分析，结合牛顿第二定律和运动学基本公式求解；对于牛顿第二定律的综合应用问题，关键是弄清楚物体的运动过程和受力情况，利用牛顿第二定律或运动学的计算公式求解加速度． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $