精品解析：四川省广元市苍溪中学校2024-2025学年高二下学期5月考试物理试题

四川省广元市苍溪中学校2024-2025学年高二下学期5月考试物理试题 一、单选题 1. 通过对光现象深入分析可以了解光的本质规律，以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图，图乙是双缝干涉示意图，图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图，图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距变小 B. 图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小 C. 图丙中，a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度 D. 图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度将逐渐变暗 2. 下列四幅图对应的说法正确的有（　　） A. 图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B. 图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C. 图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动 D. 图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 3. 关于下图，说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 4. 如图甲，LC电路中的电流正在变大，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙，则下列说法正确的是（　　） A. 回路中的磁场能正在向电场能转化 B. 电路1中电容为电路2中电容的4倍 C. 电路2中的电流最大时，电路1中的电流也一定最大 D. 电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等 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. 如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为tA，B中气体温度为tB，且tA > tB，水银柱恰好在管中央静止。若对两部分气体加热，使它们的温度都升高相同的温度，下列说法正确的是（ ） A. 水银柱保持不动 B. 水银柱将向左移动 C. 水银柱将向右移动 D. 水银柱的移动情况无法判断 7. 某人驾驶汽车，从哈尔滨到广州，出发时哈尔滨的环境温度为，到达广州时的环境温度为。假设汽车轮胎内的气体可视为理想气体，其体积不变且没有漏气，为使轮胎内部气体的压强恢复到出发时的压强，需将气体放出一部分，则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为（ ） A. B. C. D. 二、多选题 8. 若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中密闭气体压强大小是 B. 乙图中密闭气体的压强大小是 C. 丙图中密闭气体的压强大小是 D. 丁图中密闭气体的压强大小是 9. 卡诺热机工作的“卡诺循环”包括四个步骤，对应变化过程如图所示，热机汽缸内的理想气体先从状态A等温膨胀到状态B，然后从状态B绝热膨胀到状态C，之后再等温压缩到状态D，最后绝热压缩回到初始状态A。下列说法中正确的是（　　） A. A到B的过程中气体分子数密度增大 B. B到C的过程中气体分子平均动能减小 C. 状态D气体分子在单位时间对汽缸内壁单位面积上撞击力最小 D. 经过整个“卡诺循环”，气体吸收的热量等于变化曲线所围面积 10. 如图甲所示，两点间接入电压如图乙变化的交流电源，电阻，滑动变阻器初始状态电阻为，理想变压器原、副线圈匝数比为，则（　　） A. 若滑动变阻器时，电流表示数为 B. 若滑动变阻器滑片向右移动时，的功率逐渐减小 C. 若改变滑动变阻器阻值，使的功率最大时，此时 D. 若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈开数比，使功率最大时，原副线圈匝数比为 三、实验题 11. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 （1）下列说法正确的是（ ） A. 各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同 B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 （2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因是（ ） A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 B. 实验时迅速推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 （3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图线、在横轴上截距之比为，则与密闭气体质量之比为______。 （4）两条图像都不过坐标原点，图中表示______的体积。 12. 某电学实验小组的同学发现一个旧电池所标的电动势是6V，决定利用实验室所能提供的下列实验器材对其电动势和内电阻进行测量。 A．电流表A（量程100mA，内阻为4Ω） B．电压表V（量程3.0V，内阻约为4kΩ） C．滑动变阻器R1（阻值范围0~50Ω，额定电流1.5A） D．电阻箱R2（阻值范围0~9999Ω） E．电阻箱R3（阻值范围0~99.99Ω） F．各类开关和导线若干 小组成员设计了如图甲所示的实验电路图。 （1）先将电流表与并联，改装成一个量程为的电流表，电阻箱的阻值应调为______。 （2）为满足测量要求，需要将电压表的量程扩大为，小组成员采用如下操作：按图连好实验器材，检查无误后，开关断开，开关接，将的滑片滑至最左端，的阻值调为，闭合开关，适当调节的滑片，使电压表的示数为；保持的滑片位置不变，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为______V时，完成扩大量程，断开开关。 （3）保持电阻箱的阻值不变，将开关接到，闭合开关、，移动的滑片，记录几组电压表V和电流表A的读数、，并做出图像，如图乙所示。由图像可求得电池的电动势______V、内阻______。（计算结果均保留3位有效数字） 四、解答题 13. 如图所示，半径为的球面凹面镜内注有透明液体，将其静置在水平桌面上，液体中心的厚度为。一束单色激光自中心轴上的处以的入射角射向液面处，其折射光经凹面镜反射后恰好沿原路返回。已知A、C两点将半径三等分，光在空气中的传播速度为。求： （1）液体的折射率； （2）激光从点射出至回到点经历的时间。 14. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。 （1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？ 15. 如图所示，竖直放置的密闭绝热汽缸被不导热的活塞分成上、下两部分，下方封闭着一定质量的理想气体，上方为真空，活塞与汽缸顶部用一根轻质弹簧连接。已知汽缸的高度为d，活塞的质量为m、横截面积为S，活塞厚度忽略不计，且与汽缸壁间无摩擦，弹簧的劲度系数为，弹簧原长为，气体的内能变化量与热力学温度变化量满足的关系式为（为常数且已知），重力加速度为g。初始时，下方密封气体的热力学温度为，活塞刚好位于汽缸正中间。 （1）求初始状态下，汽缸内下方密封气体压强； （2）若通过电热丝（体积可忽略）缓慢加热汽缸内下方密封气体，使活塞缓慢向上移动了，求该过程中气体吸收的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 四川省广元市苍溪中学校2024-2025学年高二下学期5月考试物理试题 一、单选题 1. 通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律，以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图，图乙是双缝干涉示意图，图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图，图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距变小 B. 图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小 C. 图丙中，a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度 D. 图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度将逐渐变暗 【答案】C 【解析】 【详解】A．当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小，相同的厚度差对应的水平距离变大，故相邻的亮条纹或暗条纹间距变大，故A错误； B．根据双缝干涉条纹间距公式 图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将增大，故B错误； C．复色光射入水珠，b光偏折程度较大，b光的折射率较大，根据 可知a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度，故C正确； D．光是横波，图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度将逐渐变亮，故D错误。 故选C。 2. 下列四幅图对应的说法正确的有（　　） A. 图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的 B. 图乙是玻璃管插入水中的情形，表明水不能浸润玻璃 C. 图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动 D. 图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，是液体表面张力形成的原因 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中食盐晶体是单晶体，其物理性质沿各个方向不一样，具有各向异性，故A错误； B．图乙是玻璃管插入水中的情形，根据图像可知，在附着层内液体分子之间呈现斥力效果，该现象是浸润，表明水能浸润玻璃，故B错误； C．图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动，布朗运动反映了液体分子的无规则热运动，故C错误； D．图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离，分子之间表现为引力效果，这是液体表面张力形成的原因，故D正确。 故选D。 3. 关于下图，说法正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 由图乙可知，气体在状态A和状态B的分子平均动能相同 C. 由图丙可知，当分子间的距离时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D. 由图丁可知，在由变到的过程中分子力做负功 【答案】B 【解析】 【详解】A．由分子热运动的速率的分布特点可知，分子热运动的速率分布呈现“中间多，两头少”的规律，且随温度升高，大部分分子热运动的速率增大，所以由图可知状态①的温度高，故A错误； B．由理想气体状态方程，可知T与pV成正比。结合图乙可知，气体在状态A和B态时，pV值相同，气体的温度相同，所以气体在状态A和状态B的气体分子平均动能相同，故B正确； C．由分子力随分子间距的变化关系图象可知，当分子间的距离时，随分子间距离的增大，分子间的作用力先增大后减小，故C错误； D．由图丁可知，在分子间距为r2时，分子势能最小，分子间距离为平衡位置的距离。在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，随分子间距的增大，分子力做正功，故D错误。 故选B 4. 如图甲，LC电路中的电流正在变大，保持L不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙，则下列说法正确的是（　　） A. 回路中的磁场能正在向电场能转化 B. 电路1中电容为电路2中电容的4倍 C. 电路2中的电流最大时，电路1中的电流也一定最大 D. 电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据安培定则可知，图甲中电流从电容器流出，电容器在放电，电场能转换为磁场能，故A错误； B．由图乙可知，电路2的振荡周期为电路1的2倍，根据公式 可知电路2中电容为电路1中电容的4倍，故B错误； C．电路2对应的电流最大时，电容器两端的电压为0，由图乙可知此时电路1对应的电容器两端的电压也为0，即电路1对应的电流也最大，故C正确； D．根据电容的定义式 可得 由于改变电容器的电容前后电容器两端的最大电压相同，且电路2对应的电容为电路1对应的电容的4倍，可知电路2对应的电容器所带最大电荷量是电路1对应的电容器所带最大电荷量的4倍，故D错误。 故选C。 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. 如图所示，两个容器A和B容积不同，内部装有气体，其间用细管相连，管中有一小段水银柱将两部分气体隔开。当A中气体温度为tA，B中气体温度为tB，且tA > tB，水银柱恰好在管的中央静止。若对两部分气体加热，使它们的温度都升高相同的温度，下列说法正确的是（ ） A. 水银柱保持不动 B. 水银柱将向左移动 C. 水银柱将向右移动 D. 水银柱的移动情况无法判断 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】本题涉及到两部分气体，水银柱的移动由两部分气体的压强差决定。可以先假设水银柱不动，A、B两部分气体都做等容变化，分别研究它们的压强变化。对A有 = 得 pA′ = pA 对B有 = 得 pB′ = pB 由于开始时水银柱恰好在管的中央静止，则开始有 pA = pB，tA > tB 则有 < 所以pA′ < pB′，则水银柱将向左移动。 故选B。 7. 某人驾驶汽车，从哈尔滨到广州，出发时哈尔滨的环境温度为，到达广州时的环境温度为。假设汽车轮胎内的气体可视为理想气体，其体积不变且没有漏气，为使轮胎内部气体的压强恢复到出发时的压强，需将气体放出一部分，则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设在哈尔滨气体的压强为，在广州气体的压强为，从哈尔滨到广州过程，气体发生等容变化，则有 其中， 可得 设汽车轮胎内的体积为，根据玻意耳定律可得 解得 则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为 故选C。 二、多选题 8. 若已知大气压强为，图中各装置均处于静止状态，液体密度均为，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中密闭气体的压强大小是 B. 乙图中密闭气体的压强大小是 C. 丙图中密闭气体的压强大小是 D. 丁图中密闭气体的压强大小是 【答案】AD 【解析】 【详解】A．甲图中根据受力平衡可得 可得甲图中密闭气体的压强大小为 故A正确； B．乙图中根据受力平衡可得 可得乙图中密闭气体的压强大小为 故B错误； C．丙图中根据受力平衡可得 可得丙图中密闭气体的压强大小为 故C错误； D．丁图中，以A液面为对象，根据受力平衡可得 可得丁图中密闭气体的压强大小为 故D正确。 故选AD。 9. 卡诺热机工作的“卡诺循环”包括四个步骤，对应变化过程如图所示，热机汽缸内的理想气体先从状态A等温膨胀到状态B，然后从状态B绝热膨胀到状态C，之后再等温压缩到状态D，最后绝热压缩回到初始状态A。下列说法中正确的是（　　） A. A到B的过程中气体分子数密度增大 B. B到C过程中气体分子平均动能减小 C. 状态D气体分子在单位时间对汽缸内壁单位面积上的撞击力最小 D. 经过整个“卡诺循环”，气体吸收的热量等于变化曲线所围面积 【答案】BD 【解析】 【详解】A．A到B的过程中气体体积增大，气体分子数密度减小，故A错误； B．B到C的过程为绝热膨胀，气体对外做功，内能减少，温度降低，分子平均动能减小，故B正确； C．由图上可以直接看出，状态C压强最小，所以状态C气体分子在单位时间对汽缸内壁单位面积上的撞击力最小，故C错误； D．变化曲线所围成的面积表示整个过程中气体对外做的功，根据热力学第一定律，可知一个封闭过程中气体从外界吸收的热量等于气体对外所做的功，故D正确。 故选BD。 10. 如图甲所示，两点间接入电压如图乙变化的交流电源，电阻，滑动变阻器初始状态电阻为，理想变压器原、副线圈匝数比为，则（　　） A. 若滑动变阻器时，电流表示数为 B. 若滑动变阻器滑片向右移动时，的功率逐渐减小 C. 若改变滑动变阻器阻值，使的功率最大时，此时 D. 若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈开数比，使功率最大时，原副线圈匝数比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．电源的有效值 将滑动变阻器与变压器作为一个整体，则等效电阻为 若滑动变阻器时，流过原线圈的电流 根据 解得 A错误； B．若滑动变阻器滑片向右移动时，滑动变阻器接入电阻增大，根据上述，等效电阻增大，根据 可知，通过原线圈的电流减小，根据 可知，若滑动变阻器滑片向右移动时，的功率逐渐减小，B正确； C．变压器不消耗功率，将电阻等效为电源的内阻，当变压器等效电阻 结合上述有 时，消耗的功率最大，即若改变滑动变阻器阻值，使的功率最大时，此时 C错误； D．根据上述，若保持滑动变阻器不变，只改变原副线圈开数比，使功率最大时，则有 解得 D正确。 故选BD。 三、实验题 11. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 （1）下列说法正确的是（ ） A. 各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同 B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 （2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因是（ ） A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 B. 实验时迅速推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 （3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图线、在横轴上截距之比为，则与密闭气体质量之比为______。 （4）两条图像都不过坐标原点，图中表示______的体积。 【答案】（1）D （2）AB （3） （4）压强传感器与注射器之间的气体 【解析】 【小问1详解】 A．本探究实验采用的方法是控制变量法，所以要保持实验过程中被封闭气体的质量和温度不变，而不是各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同，故A错误； B．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B错误； C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故C错误； D．当与成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线，则图像比图像更直观，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 由图像的特点可知，压缩气体过程中与的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器，导致温度升高；或实验时迅速推动活塞，没有使气体有充分的时间与外界进行热交换，导致温度升高。 故选AB。 【小问3详解】 对于理想气体状态方程 当气体的质量越大时，物质的量越大，常数越大。根据 由于气体的温度不变，可知图像中图线的斜率正比于气体质量，则设在横轴上的截距为，则在横轴上的截距为，则 【小问4详解】 由图可知体积读数值比实际值大，根据 为定值，则 如果实验操作规范正确，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。 12. 某电学实验小组的同学发现一个旧电池所标的电动势是6V，决定利用实验室所能提供的下列实验器材对其电动势和内电阻进行测量。 A．电流表A（量程100mA，内阻为4Ω） B．电压表V（量程3.0V，内阻约为4kΩ） C．滑动变阻器R1（阻值范围0~50Ω，额定电流1.5A） D．电阻箱R2（阻值范围0~9999Ω） E．电阻箱R3（阻值范围0~99.99Ω） F．各类开关和导线若干 小组成员设计了如图甲所示的实验电路图。 （1）先将电流表与并联，改装成一个量程为的电流表，电阻箱的阻值应调为______。 （2）为满足测量要求，需要将电压表的量程扩大为，小组成员采用如下操作：按图连好实验器材，检查无误后，开关断开，开关接，将的滑片滑至最左端，的阻值调为，闭合开关，适当调节的滑片，使电压表的示数为；保持的滑片位置不变，改变电阻箱的阻值，当电压表示数为______V时，完成扩大量程，断开开关。 （3）保持电阻箱的阻值不变，将开关接到，闭合开关、，移动的滑片，记录几组电压表V和电流表A的读数、，并做出图像，如图乙所示。由图像可求得电池的电动势______V、内阻______。（计算结果均保留3位有效数字） 【答案】（1）100 （2）1.5 （3） ①. 5.80 ②. 2.20 【解析】 【小问1详解】 先将电流表与并联，改装成一个量程为的电流表，则有 解得 【小问2详解】 闭合开关，适当调节的滑片，使电压表的示数为；保持的滑片位置不变，可认为电压表和电压之和始终等于，则当电压表的示数为时，说明电阻两端电压为，此时的阻值等于电压表内阻，则电压表的量程被扩大为原来的2倍，即电压表的量程扩大为。 【小问3详解】 [1][2]改装后电压表量程扩大到2倍，故测得电压是原电压表的示数的2倍；电流表扩大到5倍，则干路电流为，改装后电流表内阻为 根据闭合电路欧姆定律可得 可得 可知图像的纵轴截距为 解得电动势为 图像的斜率绝对值为 解得内阻为 四、解答题 13. 如图所示，半径为的球面凹面镜内注有透明液体，将其静置在水平桌面上，液体中心的厚度为。一束单色激光自中心轴上的处以的入射角射向液面处，其折射光经凹面镜反射后恰好沿原路返回。已知A、C两点将半径三等分，光在空气中的传播速度为。求： （1）液体的折射率； （2）激光从点射出至回到点经历的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图所示，连接、并延长，交凹面镜于点，折射光线沿着处的法线方向，设折射角为，则有 几何关系可知 联立解得 【小问2详解】 根据图中几何关系有， 光在介质中的速度 则 联立解得 14. 如图甲所示为某小型水电站的发电机示意图，已知正方形线圈边长，匝数匝，线圈电阻不计；线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，转速；已知电动势最大值。 （1）求发电机中匀强磁场的磁感应强度大小； （2）从线圈在图甲所示位置开始计时，写出感应电动势随时间变化的函数表达式； （3）如图乙所示，将发电机通过升压变压器升压后向远处输电，发电机的输出功率为200kW，输电线的总电阻为4Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V，要求在输电线上损失的功率控制在10kW，则、的原副线圈匝数比和分别为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）线圈转动的角速度 由 得 （2）线圈与中性面位置垂直，则感应电动势随时间变化的函数表达式 （3）输电线上的电流 的输入电流 则原、副线圈匝数比 副线圈两端电压 原线圈两端电压 则原、副线圈匝数比 15. 如图所示，竖直放置的密闭绝热汽缸被不导热的活塞分成上、下两部分，下方封闭着一定质量的理想气体，上方为真空，活塞与汽缸顶部用一根轻质弹簧连接。已知汽缸的高度为d，活塞的质量为m、横截面积为S，活塞厚度忽略不计，且与汽缸壁间无摩擦，弹簧的劲度系数为，弹簧原长为，气体的内能变化量与热力学温度变化量满足的关系式为（为常数且已知），重力加速度为g。初始时，下方密封气体的热力学温度为，活塞刚好位于汽缸正中间。 （1）求初始状态下，汽缸内下方密封气体的压强； （2）若通过电热丝（体积可忽略）缓慢加热汽缸内下方密封气体，使活塞缓慢向上移动了，求该过程中气体吸收的热量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 初始时，活塞受力平衡有 解得 【小问2详解】 活塞缓慢向上移动了，对活塞受力分析有 解得 根据理想气体状态方程有 解得 根据热力学第一定律有 可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $