精品解析：福建省厦门大学附属科技中学2023-2024学年高二下学期期中物理试题

2024年科技（思明）高二下物理期中考 一、单选题 1. 下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（ ） A. 紫外线可以用来加热理疗，也可以诊断病情 B. 只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C. 不同电磁波具有不同的波长，紫外线的波长大于可见光的波长 D. 微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的 2. 对于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A. 图甲，两种温度下，图像与横轴所围面积不同 B. 图乙，当时，分子力不为零 C. 图丙，固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如图丙空白所示，说明固定薄片是单晶体 D. 图丁，玻璃试管倒扣在水槽中且试管内水面下凹，说明水对玻璃是不浸润的 3. 在物理课堂上，老师组织全班同学进行了“千人震”实验，同学们手拉手与四节电动势不足1.5V串联的干电池组、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（　　） A. 人有触电感觉是在开关闭合瞬间 B. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C. 断开开关时流过人的电流方向从B→A D. 断开开关时线圈中的电流突然增大 4. 2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则（ ） A. 电场力的瞬时功率为 B. 该离子受到的洛伦兹力大小为qv1B C. v2与v1的比值不断变大 D. 该离子的加速度大小不变 二、多选题 5. 如图，空间中同时存在着水平向右的匀强电场和水平方向的匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直。一带电微粒在该区域刚好能沿直线ab向上运动，则微粒（　　） A. 带正电 B. 做匀速直线运动 C. 在运动过程中电势能减少 D. 在运动过程中机械能减少 6. 如图所示是磁吸基座无线充电器，当送电线圈通入的交流电源后，为手机上的受电线圈产生感应电流，手机即进入“无线超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V，充电电流为5A，充电基座送电线圈接有电阻与受电线圈接有电阻，线圈电阻不计且充电过程中不计一切能量损失，则下列说法正确的是（　　） A. 送电线圈两端的电压为220V B. 受电线圈中电流的频率为50Hz C. 此无线充电器的耗电功率是100W D. 送电线圈与受电线圈的匝数比为5∶1 7. 应用霍尔效应可以测量车轮的转动角速度ω，如图为轮速传感器的原理示意图，假设齿轮为五齿结构，且均匀分布，当齿轮凸起部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场增强，凹陷部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场减弱。工作时，通过霍尔元件上下两面通入电流I，前后两面连接控制电路，下列说法正确的是（　　） A. 若霍尔元件内部是通过负电荷导电的，则前表面比后表面的电势低 B. 增大通过霍尔元件的电流，可以使控制电路监测到的电压变小 C. 控制电路接收到的电压升高，说明齿轮的凹陷部分在靠近霍尔元件 D. 若控制电路接收到的信号电压变化周期为T，则车轮的角速度为 8. 如图所示，平行虚线M、N间，N、P间有垂直于光滑水平面、方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，每个磁场的宽度均为L。边长为L、质量为m、电阻为R的粗细均匀的单匝金属线框静止在水平面上，边离虚线M的距离也为L，用水平拉力F（大小未知）作用在金属线框上，使金属线框在水平面上向右做初速度为零的匀加速直线运动，线框运动过程中边始终与M平行，边刚进磁场的一瞬间，受到的安培力大小为，则下列判断正确的是（　　） A. 线框运动的加速度大小为 B. 线框穿过虚线N的过程中，通过线框导线横截面的电量为0 C. 线框进左边磁场过程中安培力的冲量小于出右边磁场过程中安培力的冲量 D. 线框穿过整个磁场的过程中，拉力F的最大值为 三、填空题 9. 远距离输电时，采用升压变压器使输送电压升高为原来的n倍，当输送电功率一定时，输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的______。变压器线圈中的电流较大，所用的导线应当较粗。升压变压器的原线圈的漆包线比副线圈的漆包线______（填“粗”或“细”）。 10. 如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为，电表为理想交流电表，在原线圈两端接入如图乙所示的电压，电压表的读数为__________。若滑片从端向端滑动，电流表读数将__________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 11. 刷公交卡乘坐公交车可以极大方便我们的生活，公交卡是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，该时刻振荡电流___________（填“增大”或“减小”），若要减小该LC振荡电路的周期，我们可以___________（填“增大”或“减小”）电容器两极板的间距。 四、实验题 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）本实验运用的主要探究方法是________； A. 放大法 B. 控制变量法 C. 整体隔离法 D. 等效替代法 （2）某同学正确组装变压器后，把8V的交流电源接到原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接线“0”、“4”接线柱，如图乙所示，在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是________； A. 0V B. 3.9V C. 15.5V D. 8.8V （3）若将一理想变压器按图丙所示接入电路中，原线圈的a、b两端接正弦交变电源，副线圈电路中为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表。已知滑动变阻器的总阻值为，则当滑片P从变阻器的最下端滑到最上端的过程中，R上消耗的电功率随其电阻的规律可能是（　　） A. B. C. D. 13. 利用图a所示的实验装置，研究一定质量的气体在体积不变时压强与温度的关系，图中与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在盛有凉水的烧杯中，逐次加入热水并搅拌，稳定后通过计算机记录气体的压强和摄氏温度，并处理数据。 （1）两组同学采用不同容积的试管做实验，获得的关系图像如图b所示，则试管的容积V1________（填“大于”、“小于”、“等于”）； （2）某同学用容积为的试管做实验，获得的关系图像如图c所示，图像向下弯曲的可能原因是 ； A. 实验过程中有进气现象 B. 实验过程中有漏气现象 C. 实验过程中环境温度升高 （3）温度传感器的原理图如图d所示，干电池（电动势为，内阻不计）、开关、毫安表（量程为50mA、内阻为）、热敏电阻，串联成一个回路，若热敏电阻的阻值随温度t变化的关系图像如图e所示，该电路能测得的最高温度为________℃。 五、解答题 14. 图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中有一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，已知胆内初始气体压强为，温度为，现启动加热模式使气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为，内胆中气体的体积不变，求： （1）此时内胆中气体的压强p； （2）此过程内胆中气体的内能增加量。 15. 如图所示，静止于处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从点垂直竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场磁场方向如图所示，其中为匀强磁场的边界。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向如图所示。已知加速电场的电压为，圆弧虚线的半径为，粒子质量为、电荷量为，，，粒子重力不计。 （1）求粒子在辐向电场时其所在处的电场强度； （2）若粒子恰好能打在点，求矩形区域内匀强磁场的磁感应强度的值； （3）要求带电粒子最终能打在上，求磁场磁感应强度大小的取值范围。 16. 为了解电磁刹车的原理，某研究小组制作了如下探究模型：如图所示，间距为的两平行金属导轨由光滑的水平部分和粗糙的倾斜部分平滑连接而成，其电阻可忽略不计，金属导轨最左端连接有一阻值为的定值电阻，导轨上水平部分无磁场区域还放置有一正方形金属细框cdef，细框边长为L、质量为M=60g、每边电阻为；导轨倾斜部分倾角为，存在磁感应强度大小为方向垂直于倾斜导轨平面向上的匀强磁场；导轨水平部分两平行虚线间存在磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场，两平行虚线与导轨垂直，间距为；一金属杆ab（质量为、长度为L、电阻为）与倾斜轨道之间的动摩擦因数为，现在平行于斜面向下的拉力F作用下，由静止开始做加速度为的匀加速直线运动，3s末撤去拉力，杆ab恰好可以沿倾斜导轨匀速下滑，随后平滑进入导轨水平部分，与正方形金属细框发生碰撞，不计二者碰撞中的机械能损失，碰后迅速取走金属杆，金属细框开始沿水平导轨向右运动，整个过程，杆ab、金属细框cdef与导轨始终接触良好且杆ab保持与导轨垂直。重力加速度g取，求： （1）碰后金属细框的速度大小； （2）电阻的大小及前3s拉力F大小随时间变化的表达式； （3）金属细框整个运动过程中，定值电阻R上产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024年科技（思明）高二下物理期中考 一、单选题 1. 下列关于磁场、电场及电磁波的说法中正确的是（ ） A. 紫外线可以用来加热理疗，也可以诊断病情 B. 只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C. 不同电磁波具有不同的波长，紫外线的波长大于可见光的波长 D. 微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的 【答案】D 【解析】 【详解】A．红外线可以用来加热理疗，紫外线可以用来消毒，X射线可以用来诊断病情，故A错误； B．只要空间某处有周期性变化的电场或磁场，才会在其周围产生电磁波，故B错误； C．不同电磁波具有不同的波长，紫外线的波长小于可见光的波长，故C错误； D．微波炉是利用电磁波的能量来快速加热食物的，故D正确。 故选D。 2. 对于下列四幅图的说法，正确的是（　　） A. 图甲，两种温度下，图像与横轴所围面积不同 B. 图乙，当时，分子力不为零 C. 图丙，固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如图丙空白所示，说明固定薄片是单晶体 D. 图丁，玻璃试管倒扣在水槽中且试管内水面下凹，说明水对玻璃是不浸润的 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，纵轴表示分子数占总分子数的比例，横坐标表示分子速率，则图像与横轴所围面积均为1，故A错误； B．图乙，当时，引力与斥力平衡，分子力为零，故B错误； C．蜡熔化的范围如图丙空白所示，则表现出各向异性，说明固定薄片在导热性质上为各向异性，是单晶体，故C正确； D．图丁，玻璃试管倒扣在水槽中且试管内水面下凹，说明水对玻璃是浸润的，故D错误。 故选C。 3. 在物理课堂上，老师组织全班同学进行了“千人震”实验，同学们手拉手与四节电动势不足1.5V串联的干电池组、导线、开关、一个有铁芯的多匝线圈按如图所示方式连接，实验过程中人会有触电的感觉。下列说法正确的是（　　） A. 人有触电感觉是在开关闭合瞬间 B. 人有触电感觉时流过人体的电流大于流过线圈的电流 C. 断开开关时流过人的电流方向从B→A D. 断开开关时线圈中的电流突然增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．当开关闭合后，多匝线圈与同学们并联，由于电源为四个1.5V的干电池，所以电流很小，同学没有触电感觉，故A错误； B．当断开时，多匝线圈电流产生自感现象，从而产生很高的瞬间电压，与一队人组成自感回路，电流通过同学们身体有触电的感觉。而此时流过人体的电流是由线圈的自感电动势提供的，电流是从流过线圈的最大值逐渐减小的，故流过人体的电流不会大于线圈的电流。故B错误； C．当断开开关时，多匝线圈产生自感电动势，电流方向不变，此时线圈的电流从左向右，流过人的电流从右向左即从B向A，故C正确； D．断开开关时，多匝线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，只是电流减小的慢一些，不会突然增大，故D错误。 故选C。 4. 2021年中国全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的纪录。为粗略了解等离子体在托卡马克环形真空室内的运动状况，某同学将一小段真空室内的电场和磁场理想化为方向均水平向右的匀强电场和匀强磁场（如图），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B。若某电荷量为q的正离子在此电场和磁场中运动，其速度平行于磁场方向的分量大小为v1，垂直于磁场方向的分量大小为v2，不计离子重力，则（ ） A. 电场力的瞬时功率为 B. 该离子受到的洛伦兹力大小为qv1B C. v2与v1的比值不断变大 D. 该离子的加速度大小不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据功率的计算公式可知P = Fvcosθ，则电场力的瞬时功率为P = Eqv1，A错误； B．由于v1与磁场B平行，则根据洛伦兹力的计算公式有F洛 = qv2B，B错误； C．根据运动的叠加原理可知，离子在垂直于纸面内做匀速圆周运动，沿水平方向做加速运动，则v1增大，v2不变，v2与v1的比值不断变小，C错误； D．离子受到的洛伦兹力大小不变，电场力不变，则该离子的加速度大小不变，D正确。 故选D。 二、多选题 5. 如图，空间中同时存在着水平向右的匀强电场和水平方向的匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直。一带电微粒在该区域刚好能沿直线ab向上运动，则微粒（　　） A. 带正电 B. 做匀速直线运动 C. 在运动过程中电势能减少 D. 在运动过程中机械能减少 【答案】BC 【解析】 【详解】B．因为带电微粒受到重力、电场力以及洛伦兹力的作用做直线运动，所以带电微粒一定做匀速直线运动，故B正确； ACD．小带电微粒的受力示意图如图所示 根据受力可知，带电微粒的电场力和电场线方向相反，所以带电微粒带负电，由于带电微粒运动过程中电场力对带电微粒做正功，所以电势能减小，带电微粒运动过程中动能不变，重力势能变大，所以机械能增加，故C正确，AD错误。 故选BC。 6. 如图所示是磁吸基座无线充电器，当送电线圈通入的交流电源后，为手机上的受电线圈产生感应电流，手机即进入“无线超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V，充电电流为5A，充电基座送电线圈接有电阻与受电线圈接有电阻，线圈电阻不计且充电过程中不计一切能量损失，则下列说法正确的是（　　） A. 送电线圈两端的电压为220V B. 受电线圈中电流的频率为50Hz C. 此无线充电器的耗电功率是100W D. 送电线圈与受电线圈的匝数比为5∶1 【答案】BD 【解析】 【详解】D．由于原副线圈回路中均接有定值电阻，根据原副线圈的电压与匝数的关系可得 根据原副线圈的电流与匝数的关系可得 代入数据解得 即送电线圈与受电线圈的匝数之比为5∶1，故D正确； A．充电基座送电线圈电阻分压，送电线圈两端的电压小于220V，故A错误； B．根据题意可知角速度为 根据 可得受电线圈中电流的频率为50Hz，故B正确； C．由匝数比可知原线圈电流应为 所以充电器消耗的总功率为，故C错误。 故选BD。 7. 应用霍尔效应可以测量车轮的转动角速度ω，如图为轮速传感器的原理示意图，假设齿轮为五齿结构，且均匀分布，当齿轮凸起部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场增强，凹陷部分靠近磁体时，磁体与齿轮间的磁场减弱。工作时，通过霍尔元件上下两面通入电流I，前后两面连接控制电路，下列说法正确的是（　　） A. 若霍尔元件内部是通过负电荷导电的，则前表面比后表面的电势低 B. 增大通过霍尔元件的电流，可以使控制电路监测到的电压变小 C. 控制电路接收到的电压升高，说明齿轮的凹陷部分在靠近霍尔元件 D. 若控制电路接收到的信号电压变化周期为T，则车轮的角速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．若霍尔元件内部是通过负电荷导电的，根据左手定则，负电荷向前表面偏转，则前表面比后表面的电势低，故A正确； B．设前、后表面的距离为，左、右表面的距离为，根据电流微观表达式 霍尔元件稳定时，有 整理得 故增大通过霍尔元件的电流，可以使控制电路监测到的电压增大，故B错误； C．当齿轮的凸起部分在靠近霍尔元件，磁感应强度变大，故控制电路接收到的电压升高，说明齿轮的凸起部分在靠近霍尔元件，故C错误； D．霍尔电压变化一个周期，对应齿轮转过弧度，故若控制电路接收到的信号电压变化周期为T，则车轮的角速度为 故D正确。 故选AD。 8. 如图所示，平行虚线M、N间，N、P间有垂直于光滑水平面、方向相反、磁感应强度大小均为B的匀强磁场，每个磁场的宽度均为L。边长为L、质量为m、电阻为R的粗细均匀的单匝金属线框静止在水平面上，边离虚线M的距离也为L，用水平拉力F（大小未知）作用在金属线框上，使金属线框在水平面上向右做初速度为零的匀加速直线运动，线框运动过程中边始终与M平行，边刚进磁场的一瞬间，受到的安培力大小为，则下列判断正确的是（　　） A. 线框运动的加速度大小为 B. 线框穿过虚线N的过程中，通过线框导线横截面的电量为0 C. 线框进左边磁场过程中安培力的冲量小于出右边磁场过程中安培力的冲量 D. 线框穿过整个磁场的过程中，拉力F的最大值为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设线框边刚进磁场时速度大小为，则感应电动势与感应电流分别为 则安培力为 解得 根据运动学公式有 解得 A正确； B．线框穿过虚线N的过程中，平均电动势为 电流的平均值为 解得 B错误； C．根据上述，线框进左边磁场过程通过的电荷量与出右边磁场过程通过的电荷量均为 则由于安培力的冲量大小为 解得 即线框进左边磁场过程中安培力的冲量和出右边磁场过程中安培力的冲量相等，C错误； D．线框向右做匀加速直线运动，可知令边刚要通过N边时的速度为，边刚要通过P边时的速度为，则有 则对应速度产生的电动势为 对应位置的感应电流为 对应位置根据牛顿第二定律有 解得 即线框穿过整个磁场的过程中，拉力F的最大值为，D正确。 故选AD。 三、填空题 9. 远距离输电时，采用升压变压器使输送电压升高为原来的n倍，当输送电功率一定时，输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的______。变压器线圈中的电流较大，所用的导线应当较粗。升压变压器的原线圈的漆包线比副线圈的漆包线______（填“粗”或“细”）。 【答案】 ①. ②. 粗 【解析】 【详解】[1]当输送电功率一定时，因发热损耗的电功率为 使输送电压升高为原来的n倍，因发热损耗的电功率为 [2]电压与匝数成正比，升压变压器的副线圈匝数较多，即 n1＜n2 电流与匝数成反比，故 I1＞I2 因为原线圈匝数少，电流较大，需要原线圈导线粗一些。 10. 如图甲，理想变压器原、副线圈匝数比为，电表为理想交流电表，在原线圈两端接入如图乙所示的电压，电压表的读数为__________。若滑片从端向端滑动，电流表读数将__________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】 ①. ②. 增大 【解析】 【详解】[1]原线圈所接电压的有效值为U，则 解得 则次级电压 即电压表示数为V； [2]若滑片从端向端滑动，R2阻值变大，则次级电阻变大，次级电流变小，则R3两端电压变小，则R1两端电压变大，则R1电流变大，即电流表读数将增大。 11. 刷公交卡乘坐公交车可以极大方便我们的生活，公交卡是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈产生的磁场方向和电容器内的电场方向如图所示，该时刻振荡电流___________（填“增大”或“减小”），若要减小该LC振荡电路的周期，我们可以___________（填“增大”或“减小”）电容器两极板的间距。 【答案】 ①. 减小 ②. 增大 【解析】 【详解】[1]由题图中磁场的方向，根据安培定则可知电流由电容器上极板经线圈流向下极板，由电场方向可知，下极板是正极，故此时电容器正在充电，则电路中电流正在减小； [2]要减小该LC振荡电路的周期，根据 可知需要减小电容，根据 可知增大电容器两极板的间距。 四、实验题 12. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图甲所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。 （1）本实验运用的主要探究方法是________； A. 放大法 B. 控制变量法 C. 整体隔离法 D. 等效替代法 （2）某同学正确组装变压器后，把8V的交流电源接到原线圈“0”、“8”接线柱，副线圈接线“0”、“4”接线柱，如图乙所示，在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是________； A. 0V B. 3.9V C. 15.5V D. 8.8V （3）若将一理想变压器按图丙所示接入电路中，原线圈的a、b两端接正弦交变电源，副线圈电路中为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表、电压表均可视为理想电表。已知滑动变阻器的总阻值为，则当滑片P从变阻器的最下端滑到最上端的过程中，R上消耗的电功率随其电阻的规律可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）B （2）B （3）D 【解析】 【小问1详解】 探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系时，应先控制原线圈电压不变，改变原、副线圈匝数比，探究副线圈的电压随匝数比的变化关系；在保持原、副线圈匝数比不变，改变原线圈电压，探究副线圈的电压随原线圈电压变化关系。故该实验选择控制变量法。故选B。 【小问2详解】 由理想变压器变压规律 得 实际变压器由漏磁、铜损等原因，副线圈电压会变小，故可能为。 故选B。 【小问3详解】 将定值电阻看为电源内阻，已知滑动变阻器的总阻值为，副线圈电压不变，则当滑片P从变阻器的最下端滑到最上端的过程中，当时，R上消耗的电功率最大，故整个过程R上消耗的电功率先增大后减小，故选D。 13. 利用图a所示的实验装置，研究一定质量的气体在体积不变时压强与温度的关系，图中与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在盛有凉水的烧杯中，逐次加入热水并搅拌，稳定后通过计算机记录气体的压强和摄氏温度，并处理数据。 （1）两组同学采用不同容积的试管做实验，获得的关系图像如图b所示，则试管的容积V1________（填“大于”、“小于”、“等于”）； （2）某同学用容积为的试管做实验，获得的关系图像如图c所示，图像向下弯曲的可能原因是 ； A. 实验过程中有进气现象 B. 实验过程中有漏气现象 C. 实验过程中环境温度升高 （3）温度传感器的原理图如图d所示，干电池（电动势为，内阻不计）、开关、毫安表（量程为50mA、内阻为）、热敏电阻，串联成一个回路，若热敏电阻的阻值随温度t变化的关系图像如图e所示，该电路能测得的最高温度为________℃。 【答案】（1）大于 （2）B （3）90 【解析】 【小问1详解】 根据理想气体状态方程 变形可得 可知图像的斜率越大，对应的体积越小，则试管的容积V1大于； 【小问2详解】 根据理想气体状态方程 图像向下弯曲，说明斜率变小，则C变小，则可能原因是实验过程中有漏气现象。 故选B。 【小问3详解】 由图像可知 根据 当I=50mA时解得 则此时的温度90℃，即电路能测得的最高温度为90℃。 五、解答题 14. 图甲中空气炸锅是一种新型的烹饪工具，图乙为某型号空气炸锅的简化模型图，空气炸锅中有一气密性良好的内胆，内胆内的气体可视为质量不变的理想气体，已知胆内初始气体压强为，温度为，现启动加热模式使气体温度升高到，此过程中气体吸收的热量为，内胆中气体的体积不变，求： （1）此时内胆中气体的压强p； （2）此过程内胆中气体的内能增加量。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，气体体积不变，气体为等容变化，根据查理定律可得 解得 （2）根据热力学第一定律有 由于气体的体积不变，所以 又因 所以 15. 如图所示，静止于处的带正电粒子，经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从点垂直竖直向上进入矩形区域的有界匀强磁场磁场方向如图所示，其中为匀强磁场的边界。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，方向如图所示。已知加速电场的电压为，圆弧虚线的半径为，粒子质量为、电荷量为，，，粒子重力不计。 （1）求粒子在辐向电场时其所在处的电场强度； （2）若粒子恰好能打在点，求矩形区域内匀强磁场的磁感应强度的值； （3）要求带电粒子最终能打在上，求磁场磁感应强度大小的取值范围。 【答案】(1)；(2)；(3) 【解析】 【分析】 【详解】（1）粒子在加速电场中加速，根据动能定理有 粒子在辐向电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力有 解得 （2）粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有 则；粒子恰好能打在点，则 可得 （3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，则由 可得 粒子能打在上，则既没有从边出去也没有从边出去，则粒子运动径迹的边界如图 由几何关系可知，粒子能打到上，必须满足 可得 16. 为了解电磁刹车的原理，某研究小组制作了如下探究模型：如图所示，间距为的两平行金属导轨由光滑的水平部分和粗糙的倾斜部分平滑连接而成，其电阻可忽略不计，金属导轨最左端连接有一阻值为的定值电阻，导轨上水平部分无磁场区域还放置有一正方形金属细框cdef，细框边长为L、质量为M=60g、每边电阻为；导轨倾斜部分倾角为，存在磁感应强度大小为方向垂直于倾斜导轨平面向上的匀强磁场；导轨水平部分两平行虚线间存在磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场，两平行虚线与导轨垂直，间距为；一金属杆ab（质量为、长度为L、电阻为）与倾斜轨道之间的动摩擦因数为，现在平行于斜面向下的拉力F作用下，由静止开始做加速度为的匀加速直线运动，3s末撤去拉力，杆ab恰好可以沿倾斜导轨匀速下滑，随后平滑进入导轨水平部分，与正方形金属细框发生碰撞，不计二者碰撞中的机械能损失，碰后迅速取走金属杆，金属细框开始沿水平导轨向右运动，整个过程，杆ab、金属细框cdef与导轨始终接触良好且杆ab保持与导轨垂直。重力加速度g取，求： （1）碰后金属细框的速度大小； （2）电阻的大小及前3s拉力F大小随时间变化的表达式； （3）金属细框整个运动过程中，定值电阻R上产生的热量。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）设撤去外力时杆的速度为，则 设杆与金属细框发生弹性碰撞后，二者速度大小分别为和，则， 解得 （2）撤去外力后杆恰好匀速，则有 导体框加在导轨上，线框cd、ef并联回路接在回路中，再与定值电阻R并联后与导体棒ab连接。故回路中总电阻 感应电动势，感应电流 安培力 解得 外力作用时，有 其中 解得 （3）设金属细框完全进入磁场后速度大小为，则有 其中、 此过程定值电阻产生的热量为， 解得， 设金属细框ef边达磁场右边界时速度大小为，此运动过程中定值电阻产生的热量为，则有 其中，， 解得， 设金属细框完全离开磁场后速度大小为，此过程定值电阻产生的热量为，则有 其中，， 解得， 综上所述，金属细框整个运动过程中，定值电阻R上产生的总热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $