精品解析：湖南长沙市第一中学2025-2026学年高二下学期5月期中物理试题

高二物理期中 时量：75分钟 满分∶100分 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，只有一项符合题目要求） 1. 水可以浸润玻璃，而水银不浸润玻璃，它们在毛细管中将发生上升或下降的现象，现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 2. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，竖直放置的粗细均匀玻璃管中用水银封闭一定质量的理想气体，水银柱长度为，被封闭气柱长度为 。环境温度保持不变，大气压强恒为。将玻璃管绕底端缓慢转过180°，使玻璃管开口向下，此过程中无水银溢出，此时被封闭气柱长度为（　　） A. B. C. D. 4. 某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为ρ，则该气体单位体积分子数的表达式正确的是（阿伏伽德罗常数为NA）（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，用容积为的活塞式抽气机对容积为的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为，质量为m，抽气过程中气体温度不变。则连续抽3次后容器内剩余空气质量为（　　） A. 0 B. C. D. 6. 磁感应强度为0.2T的匀强磁场中有一个闭合的单匝金属线框abcd，线框以某一角速度绕中心轴（OO'匀速转动，其发热功率为P；当线框转至如图所示的位置时固定不动，使磁场的磁感应强度随时间的变化率为0.1T/s，线框的发热功率仍为P，则线框转动角速度的大小为（　　） A. B. C. 1rad/s D. 7. 一导热良好的气缸内用活塞封住一定质量的理想气体（不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦），用一轻质弹簧连接活塞，将整个气缸悬挂在天花板上，如图所示。弹簧长度为L，活塞距地面的高度为h，气缸底部距地面的高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（　　） A. 当外界温度T升高（大气压不变）时，L减小、H减小、p变大、V变大 B. 当外界温度T升高（大气压。不变）时，h不变、H变小、p变大、V变大 C. 当外界大气压变小（温度T不变）时，h不变、H减小、p减小、V变大 D. 当外界大气压变小（温度T不变）时，L不变、H变大、p变大、V变小 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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） 8. 关于四幅图片中的信息，下列说法正确的是（　　） A. 甲图说明薄板具有各向异性 B. 乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且 C. 丙图说明了固体分子做无规则运动 D. 丁图中分子间距为r1时，分子间作用力为零 9. 如图所示，两端封闭的导热U形管竖直放置在水平面上，其中的空气被水银隔成①、②两部分空气柱，以下说法正确的是（　　） A. 若周围环境温度升高，则空气柱①长度变短 B. 若周围环境温度升高，则空气柱①长度变长 C. 若以水平虚线MN为轴垂直纸面方向向里缓慢转动U形管至水平，则空气柱①长度变短 D. 若以水平虚线MN为轴垂直纸面方向向里缓慢转动U形管至水平，则空气柱①长度变长 10. 一热气球体积为V，内部充有温度恒为2T0的热空气，该热气球上升过程中大气压强会降低，若上升到某一高度大气压强变为0.4个标准大气压，热气球刚好静止不动，此时热气球外冷空气的温度为0.8T0。已知空气在1个标准大气压、温度为T。时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都相等，重力加速度大小为g，整个过程热气球的体积保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 此时热气球所受浮力的大小为 B. 此时球内空气所受的重力为 C. 若充气前热气球的质量为m0（不含气体），则此时它托起的质量为 D. 若充气前热气球的质量为m0（不含气体），则此时它托起的质量为 三、非选择题（本题共5小题，共57分） 11. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置及原理图分别如图1、2所示。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________。 A. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 B. 实验时让空气柱的体积变化尽可能快些 C. 为保证气密性，减小柱塞与器壁的摩擦，实验前应在柱塞上涂润滑油 （2）为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，A组同学进行了两次实验，得到的p−V图像如图3所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1______T2（填“<”“=”或“>”）。 （3）B组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和注射器体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图4所示，则图中V0代表的物理含义是________。 12. 某兴趣小组为了研究一光敏电阻的阻值随光的照度（表示光照强弱的物理量，单位为“lx”）变化的规律，进行了下列实验。 （1）为了精确测量一定照度下此光敏电阻的阻值，按图甲连接好电路进行测量，请把下列实验步骤补充完整。 ①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到______（填“a”或“b”）端； ②用一定照度的光源照射光敏电阻，开关S2合向1，调节滑动变阻器Rp，记录电流表的示数I1，断开开关 ③保持滑动变阻器Rp的阻值不变，将开关S2由“1”拨到“2”，闭合开关S1，调节电阻箱R0的阻值，使电流表的示数仍为记录电阻箱R0的阻值为R01，断开开关S1； ④由此测得在该照度条件下，光敏电阻的阻值______。 （2）用上述方法，该小组继续测得多组不同照度下该光敏电阻的阻值，并描绘出其阻值随照度变化的曲线，如图乙所示。小组利用该光敏电阻RG、直流电源E（电动势为3V，内阻不计）、定值电阻15kΩ，R2=20kΩ，R3=40kΩ，限选其中之一）、开关S及导线若干，设计一自动控制照明电路（天暗后启动照明），如图丙所示，当1、2两端所加电压等于或大于2V时，控制开关将自动启动照明系统，电路中1、2两端应接在______（填“AB”或“BC”）两端；若要求照度降低至约0.41x时启动照明系统，定值电阻R应选用______（填“R1”“R2”或“R3”）。 （3）为了节约能源，该小组继续研究减少照明时间的方法，以下操作中可以减小照明时间的是______。 A. 在A，B之间再并联一个阻值合适的电阻 B. 在B，C之间再并联一个阻值合适的电阻 C. 在A，C之间再并联一个阻值合适的电阻 13. 如图所示，某个小水电站发电机的输出功率为1000kW，发电机的输出电压为500V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，用户端需求为240V、960kW。为满足发电机与用户需求的匹配，请你计算： （1）降压变压器输出的电流； （2）通过电阻的电流； （3）升压变压器的匝数比 14. 如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒连接组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，m=1kg，，面积分别为2S、S，S=30cm2，轻杆长为l=0.5m。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，气体温度。已知活塞外大气压强为 ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度g取） （1）求活塞间气体的压强； （2）若缓慢升高活塞间气体的温度，求活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的温度； （3）若保持活塞间气体的温度不变，向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量。 15. 据报道，2023年11月福建号航母成功完成了舰载电磁弹射实验，电磁弹射是利用运动磁场对闭合线圈的电磁力来驱动物体运动的。某个电磁驱动的模拟场景如图所示，水平面上等距分布着宽度和间距都为L=0.2m的有界匀强磁场，磁场方向竖直向上。通过控制使整个磁场以的速度水平向右匀速运动。两个放在水平面上的导线框a、b，表面绝缘，它们的质量均为m=0.2kg、边长均为L=0.2m、电阻均为R=1Ω，与水平面间的动摩擦因数分别为两线框在如图位置静止释放，b恰能保持静止，a在安培力驱动下向右运动，然后与b发生弹性碰撞。已知a在与b碰撞前已达到最大速度，忽略a、b产生的磁场，以及运动磁场的电磁辐射效应，重力加速度g取10m/s2. （1）求磁感应强度B的大小； （2）求导线框a与b碰撞前的最大速度和首次碰撞后b的速度的大小； （3）若碰撞后经过t=3.5s两者首次相距最远，求两者相距最远距离大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理期中 时量：75分钟 满分∶100分 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，只有一项符合题目要求） 1. 水可以浸润玻璃，而水银不浸润玻璃，它们在毛细管中将发生上升或下降的现象，现把粗细不同的三根毛细管插入水和水银中，如图所示，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】AB．水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小（小于）分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故A错误，B正确； C．水银对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大（大于），此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故C错误； D．同理，由于水银液体表面的收缩趋势，该图示最左边的毛细管内的水银液面应向上凸起，且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故D错误。 故选B。 2. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据 可得 从a到b，气体压强不变，温度升高，则体积变大；从b到c，气体压强减小，温度降低，因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率，c态的体积大于b态体积。 故选B。 3. 如图所示，竖直放置的粗细均匀玻璃管中用水银封闭一定质量的理想气体，水银柱长度为，被封闭气柱长度为 。环境温度保持不变，大气压强恒为。将玻璃管绕底端缓慢转过180°，使玻璃管开口向下，此过程中无水银溢出，此时被封闭气柱长度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】初始时，被封闭气体的压强为 ， 玻璃管开口向下时，被封闭气体的压强为 由玻意耳定律得，l1 = 7cm 解得 故选B。 4. 某气体的摩尔质量为M，分子质量为m，若1摩尔该气体的体积为Vm，密度为ρ，则该气体单位体积分子数的表达式正确的是（阿伏伽德罗常数为NA）（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】用阿伏加德罗常数除以1摩尔该气体的体积为等于单位体积的分子数，其中 ， 则可解得该气体单位体积分子数的表达式有 ，， 故选C。 5. 如图所示，用容积为的活塞式抽气机对容积为的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为，质量为m，抽气过程中气体温度不变。则连续抽3次后容器内剩余空气质量为（　　） A. 0 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据玻意耳定律有 解得 根据理想气体状态方程可知，在气体体积和温度不变的情况下，气体的质量与其压强成正比，故第一次抽气后容器内剩余气体的质量为 解得 以此类推，每次抽气后容器内剩余气体的质量均变为抽气前的，连续抽气 次后，容器内剩余空气质量为 解得 故选D。 6. 磁感应强度为0.2T的匀强磁场中有一个闭合的单匝金属线框abcd，线框以某一角速度绕中心轴（OO'匀速转动，其发热功率为P；当线框转至如图所示的位置时固定不动，使磁场的磁感应强度随时间的变化率为0.1T/s，线框的发热功率仍为P，则线框转动角速度的大小为（　　） A. B. C. 1rad/s D. 【答案】B 【解析】 【详解】线框以某一角速度绕其中心轴匀速转动时电动势的最大值为 此时线框的发热功率为 磁场均匀增大时，产生的感应电动势为 此时线框的发热功率为 联立解得 故选B。 7. 一导热良好的气缸内用活塞封住一定质量的理想气体（不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦），用一轻质弹簧连接活塞，将整个气缸悬挂在天花板上，如图所示。弹簧长度为L，活塞距地面的高度为h，气缸底部距地面的高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（　　） A. 当外界温度T升高（大气压不变）时，L减小、H减小、p变大、V变大 B. 当外界温度T升高（大气压。不变）时，h不变、H变小、p变大、V变大 C. 当外界大气压变小（温度T不变）时，h不变、H减小、p减小、V变大 D. 当外界大气压变小（温度T不变）时，L不变、H变大、p变大、V变小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据平衡条件 解得 当外界温度升高（大气压不变）时，气体的压强p不变；根据，温度升高时，气体的体积V增大，活塞不动，汽缸向下移动，L不变、H减小，AB错误； CD．根据， 当外界大气压变小（温度不变）时，p减小，V变大，活塞不动，h不变，汽缸向下移动，L不变、H减小，C正确，D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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） 8. 关于四幅图片中的信息，下列说法正确的是（　　） A. 甲图说明薄板具有各向异性 B. 乙图说明气体分子的速率分布随温度变化而变化，且 C. 丙图说明了固体分子做无规则运动 D. 丁图中分子间距为r1时，分子间作用力为零 【答案】BD 【解析】 【详解】A．甲图说明薄板具有各向同性，A错误； B．温度越高，分子的平均速率越大，由乙图可知，温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可得，B正确； C．丙图反映了固体微粒的无规则运动，间接说明了液体分子在做无规则的热运动，不能反映固体分子的无规则运动，C错误； D．丁图中分子间距为时分子势能最小，可知该位置为平衡位置，分子间作用力为零，D正确。 故选BD。 9. 如图所示，两端封闭的导热U形管竖直放置在水平面上，其中的空气被水银隔成①、②两部分空气柱，以下说法正确的是（　　） A. 若周围环境温度升高，则空气柱①长度变短 B. 若周围环境温度升高，则空气柱①长度变长 C. 若以水平虚线MN为轴垂直纸面方向向里缓慢转动U形管至水平，则空气柱①长度变短 D. 若以水平虚线MN为轴垂直纸面方向向里缓慢转动U形管至水平，则空气柱①长度变长 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．由图示可知，若周围环境温度升高，假设气体体积不变，由查理定律得压强变化量 初状态时，T相等，如果同时使两边空气柱升高相同的温度，则左边增大的压强小于右边增大的压强，水银柱向左流动，空气柱①长度变短，故A正确，B错误； CD．绕MN转动U形管至水平后，水银重力不再产生压强差，最终平衡满足  原来 为达到新平衡：增大，减小，温度不变，根据玻意耳定律 ①的压强增大，体积减小，因此空气柱①长度变短，故C正确，D错误； 故选AC。 10. 一热气球体积为V，内部充有温度恒为2T0的热空气，该热气球上升过程中大气压强会降低，若上升到某一高度大气压强变为0.4个标准大气压，热气球刚好静止不动，此时热气球外冷空气的温度为0.8T0。已知空气在1个标准大气压、温度为T。时的密度为ρ0，该气球内、外的气压始终都相等，重力加速度大小为g，整个过程热气球的体积保持不变。下列说法正确的是（　　） A. 此时热气球所受浮力的大小为 B. 此时球内空气所受的重力为 C. 若充气前热气球的质量为m0（不含气体），则此时它托起的质量为 D. 若充气前热气球的质量为m0（不含气体），则此时它托起的质量为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．令1个标准大气压，质量为 的空气在温度为时的体积为，则密度为 令0.4个标准大气压，质量为 的空气在温度为时的体积为，则密度为 根据理想气体状态方程有 解得 则此时热气球所受浮力的大小，故A错误； B．令0.4个标准大气压，质量为 的空气在温度为时的体积为，即球内空气密度为 根据理想气体状态方程有 结合上述解得 此时球内空气压强为0.4个标准大气压，温度为，体积为 ，球内空气密度为，则此时球内空气所受的重力 解得，故B正确； CD．设此时它还能托起的最大质量为 ，根据平衡条件有 其中， 解得，C正确，D错误。 故选BC。 三、非选择题（本题共5小题，共57分） 11. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置及原理图分别如图1、2所示。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________。 A. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 B. 实验时让空气柱的体积变化尽可能快些 C. 为保证气密性，减小柱塞与器壁的摩擦，实验前应在柱塞上涂润滑油 （2）为了探究一定质量的气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，A组同学进行了两次实验，得到的p−V图像如图3所示，由图可知两次实验气体的温度大小关系为T1______T2（填“<”“=”或“>”）。 （3）B组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强p和注射器体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图4所示，则图中V0代表的物理含义是________。 【答案】（1）C （2）> （3）胶管内气体的体积 【解析】 【小问1详解】 A．实验中需要保持气体的温度不变，所以实验中在推拉柱塞时，不能用手握住注射器，避免人体温度引起封闭气体温度的变化，故A错误； B．实验中空气柱的体积变化不能太快，要缓慢移动柱塞保证气体温度不变，故B错误； C．实验中需要保持所研究气体的质量一定，为了保证封闭气体的气密性，同时减小柱塞与器壁的摩擦生热，实验时应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 对于一定质量的理想气体，根据理想气体状态方程pV=nRT可知，在等温变化中，pV乘积为定值，且温度越高，pV乘积越大。在p−V图像中，双曲线离原点越远，对应的pV乘积越大，故温度越高，所以有T1>T2。 【小问3详解】 图线不通过坐标原点，根据图像可知，图像中当V等于0时，气体压强的倒数不等于0，是因为体积测量值V没有包含胶管内气体的体积，若考虑胶管内气体的体积V胶，则有 变形可得 所以纵截距的绝对值代表胶管内气体的体积。 12. 某兴趣小组为了研究一光敏电阻的阻值随光的照度（表示光照强弱的物理量，单位为“lx”）变化的规律，进行了下列实验。 （1）为了精确测量一定照度下此光敏电阻的阻值，按图甲连接好电路进行测量，请把下列实验步骤补充完整。 ①闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到______（填“a”或“b”）端； ②用一定照度的光源照射光敏电阻，开关S2合向1，调节滑动变阻器Rp，记录电流表的示数I1，断开开关 ③保持滑动变阻器Rp的阻值不变，将开关S2由“1”拨到“2”，闭合开关S1，调节电阻箱R0的阻值，使电流表的示数仍为记录电阻箱R0的阻值为R01，断开开关S1； ④由此测得在该照度条件下，光敏电阻的阻值______。 （2）用上述方法，该小组继续测得多组不同照度下该光敏电阻的阻值，并描绘出其阻值随照度变化的曲线，如图乙所示。小组利用该光敏电阻RG、直流电源E（电动势为3V，内阻不计）、定值电阻15kΩ，R2=20kΩ，R3=40kΩ，限选其中之一）、开关S及导线若干，设计一自动控制照明电路（天暗后启动照明），如图丙所示，当1、2两端所加电压等于或大于2V时，控制开关将自动启动照明系统，电路中1、2两端应接在______（填“AB”或“BC”）两端；若要求照度降低至约0.41x时启动照明系统，定值电阻R应选用______（填“R1”“R2”或“R3”）。 （3）为了节约能源，该小组继续研究减少照明时间的方法，以下操作中可以减小照明时间的是______。 A. 在A，B之间再并联一个阻值合适的电阻 B. 在B，C之间再并联一个阻值合适的电阻 C. 在A，C之间再并联一个阻值合适的电阻 【答案】（1） ①. b ②. （2） ①. AB ②. （3）A 【解析】 【小问1详解】 [1]由图甲所示电路图可知，滑动变阻器采用限流接法，为保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片滑到 端 [2]由实验步骤可知，实验过程电路电流保持不变，由闭合电路的欧姆定律可知，电路总电阻不变，由于滑动变阻器接入电路的阻值不变，则光敏电阻的阻值等于电阻箱接入电路的阻值，即 【小问2详解】 [1]由图乙所示图像可知，随照度减小光敏电阻阻值增大；要求天暗后启动照明，天暗后照度减小光敏电阻阻值增大，由图丙所示电路图可知，两电阻串联，光敏电阻阻值增大，光敏电阻分压增大，可以启动照明系统，因此电路中1、2两端应接在光敏电阻两端,即电路中1、2两端应接在AB两端 [2]由图乙所示图像可知，照度为时光敏电阻的阻值约为，电源电动势为 ，光敏电阻启动时两端电压为 ，则定值电阻两端电压为，由串联电路特点可知，光敏电阻阻值为定值电阻阻值的2倍，则定值电阻阻值为，则定值电阻应选择 【小问3详解】 为减小照明时间，所以需要光照强度更小即电阻更大时才能分到 的电压，所以需要在两端并联一个电阻 故选A。 13. 如图所示，某个小水电站发电机的输出功率为1000kW，发电机的输出电压为500V。通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，用户端需求为240V、960kW。为满足发电机与用户需求的匹配，请你计算： （1）降压变压器输出的电流； （2）通过电阻的电流； （3）升压变压器的匝数比 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可得 代入数据，解得 【小问2详解】 损失的功率为 又因为 代入数据，解得 【小问3详解】 根据，解得 则升压变压器的匝数比为 14. 如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒连接组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻杆连接。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，m=1kg，，面积分别为2S、S，S=30cm2，轻杆长为l=0.5m。初始时系统处于平衡状态，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，气体温度。已知活塞外大气压强为 ，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计轻杆的体积。（重力加速度g取） （1）求活塞间气体的压强； （2）若缓慢升高活塞间气体的温度，求活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的温度； （3）若保持活塞间气体的温度不变，向活塞Ⅰ上方缓慢倒沙，求活塞Ⅰ刚运动到汽缸连接处时，倒入沙子的总质量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 分析活塞和轻杆的受力，根据平衡条件有 得 【小问2详解】 缓慢加热两活塞间的气体，使活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，对两活塞和轻杆的整体分析，由平衡条件可知，气体的压强不变依然为 即封闭气体发生等压过程，由等压方程可知，， 代入数据解得 【小问3详解】 依题意初态有 末态有 缓慢倒沙的过程中封闭气体温度不变，由玻意耳定律有 得 设倒入沙子的总质量为，分析活塞、轻杆和沙子的受力，有 得 15. 据报道，2023年11月福建号航母成功完成了舰载电磁弹射实验，电磁弹射是利用运动磁场对闭合线圈的电磁力来驱动物体运动的。某个电磁驱动的模拟场景如图所示，水平面上等距分布着宽度和间距都为L=0.2m的有界匀强磁场，磁场方向竖直向上。通过控制使整个磁场以的速度水平向右匀速运动。两个放在水平面上的导线框a、b，表面绝缘，它们的质量均为m=0.2kg、边长均为L=0.2m、电阻均为R=1Ω，与水平面间的动摩擦因数分别为两线框在如图位置静止释放，b恰能保持静止，a在安培力驱动下向右运动，然后与b发生弹性碰撞。已知a在与b碰撞前已达到最大速度，忽略a、b产生的磁场，以及运动磁场的电磁辐射效应，重力加速度g取10m/s2. （1）求磁感应强度B的大小； （2）求导线框a与b碰撞前的最大速度和首次碰撞后b的速度的大小； （3）若碰撞后经过t=3.5s两者首次相距最远，求两者相距最远距离大小。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由题知，一开始 恰能保持相对静止，则有 其中 联立解得 【小问2详解】 当 达到最大速度时，有 其中 又 联立解得 、 发生弹性碰撞有， 解得，； 【小问3详解】 易知 、 共速时相距最远，设 、 共速时速度为，对 列动量定理有 对 列动量定理有 且， 联立解得 ，所以最远距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $