内容正文:
石家庄实验中学高二2025-2026学年第二学期期中考试
物 理
命题:高二物理 考试时间:75分钟
注意事项∶
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他案标号。回答非选择题时,将案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题∶本题共7小题,每小题4分,共28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. 下列关于机械波和电磁波的说法中正确的是( )
A. 电磁波和机械波都能产生干涉、衍射和多普勒效应现象
B. 波源停止振动,机械波立即停止传播,电磁波能继续传播
C. 机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时,波速保持不变
D. 机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时,波长保持不变
2. 分子间的引力和斥力随分子间距离变化的图像如图所示,当时,引力和斥力大小相等,以下说法正确的是( )
A. 时,随着分子间距离的增大,引力和斥力的合力逐渐减小
B. 时,引力和斥力的合力最大
C. 时,分子势能最大
D. 时,随着分子间距离的增大,分子势能逐渐增大
3. 如图甲所示为LC电磁振荡电路,不计回路电阻及电磁辐射,从0时刻开始,电容器极板间电压Uab与时间t的图像如图乙所示,已知线圈的自感系数H,取,下列说法正确的是( )
A. s,电路中的电场能转化为磁场能
B. 电容器的电容为F
C. s时刻穿过线圈的磁通量最大
D. s时穿过线圈的磁通量变化率最大
4. 下列说法正确的是( )
A. 悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显
B. 在一个正方体容器里,任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同
C. 气体分子速率呈现“中间多、两头少”的分布规律,当温度升高时,速率大的气体分子数目增多,所有气体分子的动能增大
D. 在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
5. 春夏秋冬、昼夜之间,工作日与节假日,对电力需求量差异很大,会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。如图所示,为某节能储能输电网络示意图,可以在用电低谷时段把电能储存起来,高峰时段输出,填补用电缺口。发电机的输出电压输出功率为降压变压器的匝数比,输电线总电阻。其余线路电阻不计,用户端电压,功率为,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 发电机的输出电流为160A B. 输电线上损失的功率为10kW
C. 输送给储能站的功率为756kW D. 升压变压器的匝数比
6. 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射,下列说法正确的是( )
A. 温度低于0℃的物体不会辐射电磁波
B. 黑体不会辐射电磁波
C. 爱因斯坦提出的能量子假说,能够很好地解释黑体辐射规律
D. 黑体辐射的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍
7. 如图所示为斯特林发动机玩具,汽缸在酒精灯加热情况下,汽缸内的活塞往复运动,通过传动轴带动飞轮持续转动,则( )
A. 活塞压缩气体时,气体的压强与体积成反比
B. 气体膨胀时,气体的体积与热力学温度成正比
C. 发动机工作时,气体吸收的热量大于对外做功
D. 气体能从单一热源吸热并全部用来对外做功而不引起其他变化
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,有一边长为的单匝正方形闭合金属线圈,线圈上的转轴平行边且距边为。空间中充满了垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。若线圈绕转轴匀速转动的角速度为,下列说法正确的是( )
A. 线框产生交流电压的有效值为
B. 线框产生交流电压的有效值为
C. 线框转动过程中产生电压最大值为
D. 线框转动过程中产生电压最大值为
9. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A经过、、三个热力学过程后又回到态A。则下列说法正确的是( )
A. 在的过程中,气体始终吸热
B. 在的过程中,气体体积逐渐减小
C. 在的过程中,气体始终吸热
D. 在的过程中,气体对外界做功
10. 在光电效应实验中,某同学某次按如图方式连接电路,用同一种材料(锌板)在不同实验条件下得到了如图所示的三条光电流与电压之间的关系曲线.下列说法正确的是( )
A. 甲光频率等于乙光频率,且甲光的光强大于乙光的光强
B. 甲光对应的光电子的初动能一定小于丙光对应的光电子的初动能
C. 若将丙光换成甲光来照射锌板,其逸出功将减小
D. 若通过同一装置发生单缝衍射,乙光中央亮条纹的宽度大于丙光中央亮条纹的宽度
三、非选择题∶共5小题,共54分。
11. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.3mL。用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(结果保留两位有效数字)
(1)若每一小方格的边长为10mm,则油酸薄膜的面积为___________m2。
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为___________m3。
(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为___________m。
(4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小,下列措施可行的是___________。
A. 油酸浓度适当大一些
B. 油酸浓度适当小一些
C. 油酸扩散后立即绘出轮廓图
D. 油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
12. “探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)观察变压器的铁芯,它的结构和材料是______。
A. 整块硅钢铁芯
B. 绝缘的铜片叠成
C. 绝缘的硅钢片层层叠成
(2)观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数______。(填“多”或“少”)
(3)某学生进行实验时,为了保证人身安全,低压交流电源的电压最好不要超过______。
A. 2V B. 12V C. 220V
(4)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线的输入电压可能为______。
A. 1.5V B. 7.0V C. 10.0V
(5)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别,原因可能是______。
A. 原、副线圈通过电流时发热
B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 原线圈输入电压发生变化
13. 如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B左面汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处,缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297K,现缓慢加热汽缸内气体,直至399.3K.求:
(1)活塞刚离开B处时的温度TB;
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)在右图中画出整个过程的p-V图线.
14. 一定质量的理想气体由状态A经过状态变为状态,其有关数据如图像甲所示。若气体在状态A的温度为,在状态的体积为。过程吸收热量为。已知一定质量的理想气体,内能的变化量与温度的变化量成正比,求:
(1)根据图像提供的信息,计算图中的值;
(2)在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态变为状态的图像,并在图线相应位置上标出字母。
(3)BC过程,气体从外界吸收的热量为多少?
15. 小伟同学在看到电梯坠落事故的新闻报道后﹐他想利用所学知识设计了一个电梯坠落时确保其安全落地的电磁缓冲装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓电梯和地面间的冲击力。如图甲所示,在电梯的底盘安装有均匀对称的8台电磁缓冲装置,电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上,沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨PQ、MN。导轨内侧安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab边长为L。假设整个电梯以速度v0与地面碰撞后,滑块K立即停下,此后在线圈与轨道的磁场作用下使电梯箱体减速,从而实现缓冲。已知电梯质量为m,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计,缓冲装置质量忽略不计。
(1)求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若滑块K停下后电梯箱体向下移动距离h后速度为零,则此过程中每个缓冲线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(3)若要使缓冲滑块K实线最大限度的缓冲功能,且缓冲时间为t,则缓冲装置中的光滑导轨PQ和MN长度至少多长?
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石家庄实验中学高二2025-2026学年第二学期期中考试
物 理
命题:高二物理 考试时间:75分钟
注意事项∶
1、答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他案标号。回答非选择题时,将案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3、考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题∶本题共7小题,每小题4分,共28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. 下列关于机械波和电磁波的说法中正确的是( )
A. 电磁波和机械波都能产生干涉、衍射和多普勒效应现象
B. 波源停止振动,机械波立即停止传播,电磁波能继续传播
C. 机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时,波速保持不变
D. 机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时,波长保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A. 干涉、衍射和多普勒效应现象是波的特有现象,电磁波和机械波都能产生干涉、衍射和多普勒效应现象,故A正确;
B. 如果机械波波源停止振动,在介质中传播的机械波仍将继续传播,故B错误;
CD. 机械波从一种介质进入另一种介质传播时,波速发生变化,但频率不变,频率由波源决定,根据 可知,波长改变,故CD错误。
故选A。
2. 分子间的引力和斥力随分子间距离变化的图像如图所示,当时,引力和斥力大小相等,以下说法正确的是( )
A. 时,随着分子间距离的增大,引力和斥力的合力逐渐减小
B. 时,引力和斥力的合力最大
C. 时,分子势能最大
D. 时,随着分子间距离的增大,分子势能逐渐增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子力随分子间的距离的变化而变化,当时,分子间的作用力随分子间距离的增大而减小,斥力减小得更快,故分子力表现为引力,且引力和斥力的合力先增大后减小,故A错误;
B.分子间的引力和斥力同时存在,当分子间的距离时,引力等于斥力,分子力为零,故B错误;
CD.当分子间的距离时,分子力表现为斥力,随着分子间距离的增大,分子力做正功,分子势能减小;当分子间的距离时,分子力表现为引力,随着分子间距离的增大,分子力做负功,分子势能增大,故当时,分子势能最小,故C错误、D正确。
故选D。
3. 如图甲所示为LC电磁振荡电路,不计回路电阻及电磁辐射,从0时刻开始,电容器极板间电压Uab与时间t的图像如图乙所示,已知线圈的自感系数H,取,下列说法正确的是( )
A. s,电路中的电场能转化为磁场能
B. 电容器的电容为F
C. s时刻穿过线圈的磁通量最大
D. s时穿过线圈的磁通量变化率最大
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙知,电容器两极间的电压增大,是充电过程,电路中的磁场能转化成电场能,故A错误;
B.由可得,电容
故B正确;
C.时,电容器两极间的电压最大,是充电刚结束的时刻,故电流为零,磁通量为零,故C错误;
D.时,电容器两极间的电压为零,是放电刚结束的时刻,故电流最大,磁通量最大,磁通量的变化率最小,D错误。
故选B。
4. 下列说法正确的是( )
A. 悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显
B. 在一个正方体容器里,任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同
C. 气体分子速率呈现“中间多、两头少”的分布规律,当温度升高时,速率大的气体分子数目增多,所有气体分子的动能增大
D. 在使两个分子间的距离由很远减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,受力越趋于平衡,布朗运动越不明显,故A错误;
B.在一个正方体容器里,任一时刻与容器各侧面碰撞的气体分子数目基本相同,故B正确;
C.气体分子速率呈现“中间多、两头少”的分布规律,当温度升高时,速率大的气体分子数目增多,所有气体分子的平均动能增大,故C错误;
D.将一个分子从无穷远处无限靠近另外一个分子,分子力先增加后减小再增加,分子力先表现为引力,做正功,后表现为斥力做负功,分子势能先减小后增大,故D错误。
故选B。
5. 春夏秋冬、昼夜之间,工作日与节假日,对电力需求量差异很大,会形成用电高峰和低谷之间的峰谷负荷差。如图所示,为某节能储能输电网络示意图,可以在用电低谷时段把电能储存起来,高峰时段输出,填补用电缺口。发电机的输出电压输出功率为降压变压器的匝数比,输电线总电阻。其余线路电阻不计,用户端电压,功率为,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A. 发电机的输出电流为160A B. 输电线上损失的功率为10kW
C. 输送给储能站的功率为756kW D. 升压变压器的匝数比
【答案】D
【解析】
【详解】A.发电机的输出电流为
选项A错误;
B.降压变压器次级电流
初级电流
输电线上损失的功率为
选项B错误;
C.输送给储能站的功率为
选项C错误;
D.升压变压器次级电压
升压变压器的匝数比
选项D正确。
故选D。
6. 对宇宙微波背景辐射的黑体谱形状的研究被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。关于黑体辐射,下列说法正确的是( )
A. 温度低于0℃的物体不会辐射电磁波
B. 黑体不会辐射电磁波
C. 爱因斯坦提出的能量子假说,能够很好地解释黑体辐射规律
D. 黑体辐射的能量是不连续的,只能是某一最小能量值的整数倍
【答案】D
【解析】
【详解】A.一切物体都会辐射电磁波,绝对零度的物体才可能没有辐射,温度越高,辐射的电磁波越强,故选项A错误;
B.黑体是一种理想化模型,黑体能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射,并且不会有任何的反射与透射,但是黑体会向外辐射电磁波,故选项B错误;
C.普朗克借助于能量子假说,完美的解释了黑体辐射规律,故选项C错误;
D.普朗克假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍,从而很好地解释了黑体辐射的实验现象,故选项D正确。
故选D。
7. 如图所示为斯特林发动机玩具,汽缸在酒精灯加热情况下,汽缸内的活塞往复运动,通过传动轴带动飞轮持续转动,则( )
A. 活塞压缩气体时,气体的压强与体积成反比
B. 气体膨胀时,气体的体积与热力学温度成正比
C. 发动机工作时,气体吸收的热量大于对外做功
D. 气体能从单一热源吸热并全部用来对外做功而不引起其他变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.可把汽缸内的气体看成理想气体,当活塞压缩气体时,气体温度要发生变化,根据可知,只有当气体的温度不变时,气体的压强才与体积成反比,故A错误;
B.气体膨胀时,气体压强要发生变化,根据可知,只有当气体的压强不变时,气体的体积才与热力学温度才成正比,故B错误;
C.发动机工作时,气体从外界吸收热量温度升高,内能增加,且气体同时对外做功,根据热力学第一定律,可知吸收的热量大于对外做的功,故C正确;
D.根据热力学第二定律可知,气体不可能从单一热源吸热并全部用来对外做功而不引起其他变化,故D错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,有一边长为的单匝正方形闭合金属线圈,线圈上的转轴平行边且距边为。空间中充满了垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为。若线圈绕转轴匀速转动的角速度为,下列说法正确的是( )
A. 线框产生交流电压的有效值为
B. 线框产生交流电压的有效值为
C. 线框转动过程中产生电压最大值为
D. 线框转动过程中产生电压最大值为
【答案】AD
【解析】
【详解】线圈旋转产生的感应电动势为
则线框产生交流电压的最大值为
线框产生交流电压的有效值为
故选AD。
9. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A经过、、三个热力学过程后又回到态A。则下列说法正确的是( )
A. 在的过程中,气体始终吸热
B. 在的过程中,气体体积逐渐减小
C. 在的过程中,气体始终吸热
D. 在的过程中,气体对外界做功
【答案】AC
【解析】
【详解】A.在的过程中,气体体积不变,则W=0;温度升高,内能变大,即∆U>0,可知气体始终吸热,选项A正确;
B.在的过程中,气体温度不变,压强减小,根据pV=C可知体积逐渐增加,选项B错误;
C.在的过程中,温度不变,内能不变,体积增加,对外做功,则气体始终吸热,选项C正确;
D.在的过程中,气体压强不变,温度降低,则体积减小,外界对气体做功,选项D错误。
故选AC。
10. 在光电效应实验中,某同学某次按如图方式连接电路,用同一种材料(锌板)在不同实验条件下得到了如图所示的三条光电流与电压之间的关系曲线.下列说法正确的是( )
A. 甲光频率等于乙光频率,且甲光的光强大于乙光的光强
B. 甲光对应的光电子的初动能一定小于丙光对应的光电子的初动能
C. 若将丙光换成甲光来照射锌板,其逸出功将减小
D. 若通过同一装置发生单缝衍射,乙光中央亮条纹的宽度大于丙光中央亮条纹的宽度
【答案】ABD
【解析】
【详解】A. 根据
eUc=Ek=hv-W0
入射光的频率越高,对应的遏止电压Uc越大.甲光、乙光的遏止电压相等,所以甲光、乙光的频率相等,由于甲光对应的饱和光电流大于乙光对应的饱和光电流,则甲光的光强大于乙光光强,故A正确;
B. 甲光的遏止电压小于丙光的遏止电压,所以甲光的频率小于丙光的频率,根据光电效应方程式可知,甲光对应的光电子的初动能一定小于丙光对应的光电子的初动能,故B正确;
C. 同一金属,逸出功是相等的,与入射光无关,故C错误;
D. 丙光的截止电压大于乙光的截止电压,所以丙光的频率大于乙光的频率,则乙光的波长大于丙光的波长;若通过同一装置发生单缝衍射,乙光中央亮条纹的宽度大于丙光中央亮条纹的宽度,故D正确;
三、非选择题∶共5小题,共54分。
11. 油酸酒精溶液的浓度为每1000mL油酸酒精溶液中有油酸0.3mL。用滴管向量筒内滴50滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加1mL。若把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成单分子油膜的形状如图所示。(结果保留两位有效数字)
(1)若每一小方格的边长为10mm,则油酸薄膜的面积为___________m2。
(2)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为___________m3。
(3)根据上述数据,估算出油酸分子的直径为___________m。
(4)为了尽可能准确地估测出油酸分子的大小,下列措施可行的是___________。
A. 油酸浓度适当大一些
B. 油酸浓度适当小一些
C. 油酸扩散后立即绘出轮廓图
D. 油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)BD
【解析】
【小问1详解】
若每一小方格的边长为10mm,由图中可知轮廓中大约为个小方格,则油酸薄膜的面积为
【小问2详解】
每一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为
【小问3详解】
油酸分子的直径为
【小问4详解】
为能形成单分子油膜,油膜浓度应适当小些;应油酸扩散并待其收缩稳定后再绘出轮廓图。
故选BD。
12. “探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中,可拆变压器如图所示。
(1)观察变压器的铁芯,它的结构和材料是______。
A. 整块硅钢铁芯
B. 绝缘的铜片叠成
C. 绝缘的硅钢片层层叠成
(2)观察两个线圈的导线,发现粗细不同,导线粗的线圈匝数______。(填“多”或“少”)
(3)某学生进行实验时,为了保证人身安全,低压交流电源的电压最好不要超过______。
A. 2V B. 12V C. 220V
(4)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线的输入电压可能为______。
A. 1.5V B. 7.0V C. 10.0V
(5)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别,原因可能是______。
A. 原、副线圈通过电流时发热
B. 铁芯在交变磁场作用下发热
C. 原线圈输入电压发生变化
【答案】(1)C (2)少
(3)B (4)BC
(5)AB
【解析】
【小问1详解】
变压器的铁芯是由绝缘的硅钢片层层叠成。
故选C。
【小问2详解】
察两个线圈的导线,发现粗细不同,根据
可知匝数少的电流大,则导线越粗,即导线粗的线圈匝数少。
【小问3详解】
为了人体安全,低压交流电源的电压不要超过12V。
故选B。
【小问4详解】
若是理想变压器,则原、副线圈电压比等于匝数比,有
若变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱,用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线圈的电压为
考虑到不是理想变压器,有漏磁等现象,则原线的输入电压应大于6V,可能为7.0V或10.0V。
故选BC。
【小问5详解】
AB.原副线圈上通过的电流发热,铁芯在交变磁场作用下发热,都会使变压器输出功率发生变化,从而导致电压比与匝数比有差别,故AB正确;
C.原线圈输入电压发生变化,不会影响电压比和匝数比,故C错误。
故选AB。
13. 如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在A、B两处设有限制装置,使活塞只能在A、B之间运动,B左面汽缸的容积为V0,A、B之间的容积为0.1V0.开始时活塞在B处,缸内气体的压强为0.9p0(p0为大气压强),温度为297K,现缓慢加热汽缸内气体,直至399.3K.求:
(1)活塞刚离开B处时的温度TB;
(2)缸内气体最后的压强p;
(3)在右图中画出整个过程的p-V图线.
【答案】(1)330K(2)1.1P0(3)
【解析】
【详解】试题分析:等容过程中活塞离开A时的温度为TA
(1)根据等容变化方程,,即:,解得:
(2)设活塞恰好到达A处时,温度为T.根据,可得 T=363K
活塞到达A处时,温度升高,缸内气体又发生等容变化
初态:P2=P0,T2=330K,V2= V0;末态:P3=P,T3=399.3K,V3=1.1V0;
由气态方程得,解得:P=1.1P0
(3)如图
考点:气体的等容变化和等压变化;理想气体的状态方程.
点评:本题关键在于分析气体发生何种状态变化,考查分析判断的能力.审题时,要充分挖掘隐含的条件.这是高考命题立意的热点.
14. 一定质量的理想气体由状态A经过状态变为状态,其有关数据如图像甲所示。若气体在状态A的温度为,在状态的体积为。过程吸收热量为。已知一定质量的理想气体,内能的变化量与温度的变化量成正比,求:
(1)根据图像提供的信息,计算图中的值;
(2)在图乙坐标系中,作出由状态A经过状态变为状态的图像,并在图线相应位置上标出字母。
(3)BC过程,气体从外界吸收的热量为多少?
【答案】(1);(2) ;(3)
【解析】
【详解】(1)由图甲可知:A至为等压过程,至为等容过程。对A至,由理想气体状态方程有
解得
(2)由盖•吕萨克定律
解得
因为至为等容过程,所以
图像如图所示
(3)从A到压强不变,体积增大
气体对外做功
则由热力学第一定律可知
即
解得
从到体积不变,则
则
即
即BC过程,气体从外界吸收的热量为。
15. 小伟同学在看到电梯坠落事故的新闻报道后﹐他想利用所学知识设计了一个电梯坠落时确保其安全落地的电磁缓冲装置,其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓电梯和地面间的冲击力。如图甲所示,在电梯的底盘安装有均匀对称的8台电磁缓冲装置,电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上,沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨PQ、MN。导轨内侧安装电磁铁(图中未画出),能产生垂直于导轨平面的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成,滑块K上绕有闭合矩形线圈abcd,线圈的总电阻为R,匝数为n,ab边长为L。假设整个电梯以速度v0与地面碰撞后,滑块K立即停下,此后在线圈与轨道的磁场作用下使电梯箱体减速,从而实现缓冲。已知电梯质量为m,重力加速度为g,一切摩擦阻力不计,缓冲装置质量忽略不计。
(1)求滑块K的线圈中最大感应电动势的大小;
(2)若滑块K停下后电梯箱体向下移动距离h后速度为零,则此过程中每个缓冲线圈abcd中通过的电量和产生的焦耳热各是多少?
(3)若要使缓冲滑块K实线最大限度的缓冲功能,且缓冲时间为t,则缓冲装置中的光滑导轨PQ和MN长度至少多长?
【答案】(1);(2),;(3)
【解析】
【详解】(1)滑块刚接触地面时感应电动势最大
(2)根据能量守恒可知,产热
通过截面电荷量为
(3)8台减速装置的重力合安培力平衡时有
利用动量定理得
整理得
解得
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