内容正文:
2026年春季学期高二校内期末学业水平质量检测
物理
(试卷总分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将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,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
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. 根据课本知识,下列说法正确的是( )
A. 晶体和非晶体都有确定的熔点
B. 任何条件下,晶体和非晶体都不可能相互转化
C. “能量耗散”现象说明了与热现象有关的宏观自然过程是有方向性的
D. 电冰箱正常工作时,热量能从低温物体(冰箱内的食品)传到高温物体(冰箱外的空气),这一现象推翻了热力学第二定律
2. 分子间作用力F和分子势能随分子间距离r的变化关系如图甲、乙所示(图中为分子平衡位置),则下列说法正确的是( )
A. 在r小于时,随着r的减小F和均增大
B. 在r大于时,随着r的增大F和均增大
C. 当r等于时,,为最大值
D. 当r等于时,,大于零
3. 汽车主动降噪系统的原理是通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消,从而减小车内噪音。下列说法正确的是( )
A. 汽车降噪是因为噪声信号发生了偏振被“过滤”了
B. 汽车降噪是因为噪声信号发生了多普勒效应
C. 抵消信号与噪声信号的频率要相同
D. 抵消信号的振幅应为噪声信号的2倍
4. 上高山、下矿井、出大海、到田间,5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。目前全球已部署超过260张5G网络,覆盖约的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示,则该时刻( )
A. 此LC振荡电路产生的电磁波是纵波
B. 电容器正在充电,线圈储存的磁场能正在增大
C. 若电容器两极板正对面积变小,则电路产生的无线信号电波的频率变大
D. 线路中的电流正在增大
5. 如图,用绝热材料制成的密闭容器被隔板K分成A、B两部分,一定量的某理想气体处于A中,B内为真空。抽取隔板K,气体进入B中,最终整个容器均匀地分布了这种气体。则此过程,该气体系统( )
A. 对外做功,体积膨胀 B. 对外不做功,压强减小
C. 内能减少,温度降低 D. 体积增大,内能减少
6. 半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示,O为截面半圆的圆心,一束单色光从真空沿半径方向射入介质,光线延长线与水平直径间的夹角为。已知单色光在该介质中的折射率,光在真空中的传播速度为c,则光在介质中的传播时间为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,在水平放置的条形磁铁的S极附近,一个闭合线圈从位置A静止释放下落到位置C,下落过程中线圈始终保持水平,在位置B,S极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离都比较小。下列说法正确的是( )
A. 从上往下看,线圈中的电流方向始终为顺时针
B. 从上往下看,线圈中的电流方向始终为逆时针
C. 从上往下看,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针
D. 线圈在位置B时磁通量为零,感应电流也为零
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,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 2026年1月8日,我国自主研发的全球首台城市兆瓦级浮空风力发电系统S2000成功完成试飞和并网验证。该系统采用飞艇状浮空器携带发电机组,将高空风力资源转化为电能并通过电缆传输回地面。若S2000的输出电压u随时间t变化的规律如图所示,则关于该交流电,下列说法正确的是( )
A. 该交流电的频率是50 Hz
B. 输出电压的有效值为
C. 输出电压u随时间变化关系式是
D. 若将S2000的输出电压通过变压器输送给220 V用户使用,则变压器的原、副线圈匝数比为
9. 如图甲,工地打桩机的锤击产生沿地面传播的简谐横波,使地面发生上下振动。已知该波波速,传播过程中频率不变,振幅与传播距离成反比。监测器测得距离打桩机10 m处地面上P点的振动图像如图乙。已知人体可感知到的明显地面振动的最小振幅为。下列说法正确的是( )
A. 该简谐波的频率是50 Hz
B. 该简谐波的波长是30 m
C. P点的振动方程为
D. 打桩机周边800 m处的居民,也能感知到明显地面振动
10. 如图,金属杆ab的质量为m、通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,平行导轨间的距离为L,结果ab静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成θ角,金属杆ab与水平导轨间的摩擦系数为μ,则以下说法正确的是( )
A. 金属杆ab所受的安培力大小为BILsinθ
B. 金属杆ab所受的安培力大小为BIL
C. 金属杆ab所受的摩擦力大小为BILsinθ
D. 金属杆ab所受的摩擦力大小为μmg
三、非选择题(本题共5小题,共54分,考生根据要求作答。)
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中:
(1)方法及步骤如下:
①向1 mL的油酸中加酒精,直至总量达到1000 mL;
②用注射器吸取步骤①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入200滴时,测得其体积恰好是1 mL;
③先往浅盘里倒入一定深度的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴入一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油膜的形状;
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,小方格的边长为10 mm,按计算油膜面积的要求数出轮廓范围内小方格的个数为________格。由上可计算出油酸分子直径为________m(结果保留1位有效数字)。
(2)某次实验中,滴下油酸溶液后,爽身粉散开形成如上图所示的“锯齿”边缘图样,出现该图样的最大可能原因是( )
A. 滴油酸溶液时注射器离水面高度太低 B. 油酸酒精溶液的浓度太小
C. 水槽太大,装的水量太多 D. 爽身粉撒得太多,且厚度不均匀
(3)在该实验中,某同学测出的油酸分子直径结果偏大,则可能的原因是( )
A. 将油酸酒精溶液的体积直接当纯油酸体积计算
B. 油酸酒精溶液配制后放置的时间较长,酒精挥发较多
C. 计算油膜面积时,将不足半格的方格也计为一格
D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数少数了10滴
12. 温度传感器主要用于温度测量与控制、补偿及安全保护,广泛应用于生产生活中。某项目式学习小组为了方便监测劳动基地生态阳光房的温度,设计了如图甲所示的电路,当气温低于时低温指示灯亮,高于时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于10 mA时衔铁被吸引下移,当继电器线圈中的电流大于15 mA时衔铁被吸引上移,控制电路中电源的电动势,热敏电阻的阻值与温度t关系如图乙所示。
(1)若气温升高,电流表A示数将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若两个继电器线圈的电阻及控制电路电源内阻忽略不计,则定值电阻________。
(3)工作电路中,接线C应与________(选填“A”或“B”)端相连。
(4)实际测试中发现气温上升到时,高温指示灯才开始亮,请你分析其中的原因可能是________。
13. 在中国,汽车已普及千家万户,出行时安全非常重要,其行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故。已知某型号汽车轮胎容积是,正常行驶时胎压应在2.0 atm至2.8 atm之间,低于2.0 atm或超过2.8 atm会发出警报声。行车前,仪表显示的左前轮胎压为2.6 atm,右前轮胎压为2.0 atm,两后轮胎压为2.3 atm,此时环境气温为,(设轮胎容积不变,胎内气体看成理想气体)。求:
(1)行驶一段时间后,左前轮胎内气温达到了,此时其胎压是多少?报警器是否会报警?
(2)若行车前使右前轮轮胎压强变为2.3 atm,需用打气机(充气泵)给该轮胎充多少立方米压强为1 atm的气体进去?(设充气过程温度不变)
14. 磁偏转系统是电子光学系统的核心组件,其核心原理是利用磁场调整电子的运动方向。如图利用圆形磁场调节电子运动方向,在该平面上半径为R的圆形区域内存在垂直平面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B。电荷量为e、质量为m的电子从P点沿半径方向进入磁场,从Q点沿半径方向离开磁场,已知电子在磁场中做圆周运动的半径为,不计电子重力。(e,B,R,m,为已知量)求:
(1)电子入射的速度大小v;
(2)电子由P运动至Q的时间;
(3)关于电子由P运动至Q的过程中,洛伦兹力对电子产生冲量I的大小有下列两种解法:第一种,由,把(1)、(2)问中得到的v、t代入可求;第二种,由动量定理,该表达式为矢量式则由右图中矢量关系得,则。发现两种解法结果不相同,请你判断哪种解法是错误的,说出该解法错误的原因。
15. 如图所示,和是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道,两轨道间距,其中和为轨道的水平部分,和是倾斜部分。在虚线右侧空间存在磁感应强度大小,方向竖直向上的匀强磁场,不计导体棒在轨道连接处的动能损失。导体棒ab的质量,其接入电路的电阻,置于距轨道底端高度处。另一完全相同的导体棒cd静止于水平导轨上。从导体棒ab由静止释放,到两棒最终稳定运动的过程中,ab棒与cd棒未发生碰撞,且两导体棒始终与导轨保持垂直,取重力加速度。求:
(1)ab棒刚进入磁场时的速度和加速度的大小;
(2)整个过程中产生的焦耳热;
(3)整个过程中通过ab棒的电荷量。
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2026年春季学期高二校内期末学业水平质量检测
物理
(试卷总分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将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,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
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. 根据课本知识,下列说法正确的是( )
A. 晶体和非晶体都有确定的熔点
B. 任何条件下,晶体和非晶体都不可能相互转化
C. “能量耗散”现象说明了与热现象有关的宏观自然过程是有方向性的
D. 电冰箱正常工作时,热量能从低温物体(冰箱内的食品)传到高温物体(冰箱外的空气),这一现象推翻了热力学第二定律
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶体有确定的熔点,非晶体没有确定的熔点,故A错误;
B.晶体和非晶体在一定条件下可以相互转化,故B错误;
C.一切与热现象有关的宏观自然过程是不可逆的,是有方向性的,故C正确;
D.电冰箱将热量从低温物体传到高温物体,并非自发发生,而是消耗了电能,在外界的帮助下才实现,并没有推翻热力学第二定律,故D错误。
故选C。
2. 分子间作用力F和分子势能随分子间距离r的变化关系如图甲、乙所示(图中为分子平衡位置),则下列说法正确的是( )
A. 在r小于时,随着r的减小F和均增大
B. 在r大于时,随着r的增大F和均增大
C. 当r等于时,,为最大值
D. 当r等于时,,大于零
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图甲和图乙可知,在小于时,分子间表现为斥力,随着的减小,分子间的斥力急剧增大,即分子间作用力的大小增大;该过程中分子力做负功,分子势能增大,故A正确;
B.在大于时,分子间表现为引力,随着的增大,分子引力做负功,分子势能逐渐增大;但由图甲可知,在此过程中分子间作用力的大小是先增大后减小的,并不是一直增大,故B错误;
CD.当等于时,分子间的引力与斥力大小相等,分子间作用力。由图乙可知,此时分子势能达到最小值。并且图乙中取无穷远处为势能零点,在处图线位于横轴下方,说明此时分子势能小于零,故C、D错误。
故选A。
3. 汽车主动降噪系统的原理是通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消,从而减小车内噪音。下列说法正确的是( )
A. 汽车降噪是因为噪声信号发生了偏振被“过滤”了
B. 汽车降噪是因为噪声信号发生了多普勒效应
C. 抵消信号与噪声信号的频率要相同
D. 抵消信号的振幅应为噪声信号的2倍
【答案】C
【解析】
【详解】由题意知“主动降噪”的原理是通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消,即汽车降噪过程应用的是声波的叠加原理,通过抵消信号与噪声信号发生干涉而减弱噪声的影响,所以抵消信号与噪声信号频率要相同。
故选C。
4. 上高山、下矿井、出大海、到田间,5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。目前全球已部署超过260张5G网络,覆盖约的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示,则该时刻( )
A. 此LC振荡电路产生的电磁波是纵波
B. 电容器正在充电,线圈储存的磁场能正在增大
C. 若电容器两极板正对面积变小,则电路产生的无线信号电波的频率变大
D. 线路中的电流正在增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.振荡电路产生的电磁波是横波,故A错误;
BD.电流方向流向正极板,表示电容器在充电,两极板电荷量增大,电路中电流在减小,线圈储存的磁场能正在减小,逐渐转化成电场能,故BD错误;
C.根据可知,若电容器两极板正对面积变小,则电容器的电容减小。根据可知,电路产生的无线信号电波的频率变大,故C正确。
故选C。
5. 如图,用绝热材料制成的密闭容器被隔板K分成A、B两部分,一定量的某理想气体处于A中,B内为真空。抽取隔板K,气体进入B中,最终整个容器均匀地分布了这种气体。则此过程,该气体系统( )
A. 对外做功,体积膨胀 B. 对外不做功,压强减小
C. 内能减少,温度降低 D. 体积增大,内能减少
【答案】B
【解析】
【详解】绝热容器内的气体与外界没有热交换,则
气体向真空扩散,没有对外界做功,则
根据热力学第一定律
可知气体的内能不变,温度不变,气体体积变大,根据理想气体状态方程
可知压强减小。
故选B。
6. 半径为R的半圆柱形透明材料的截面如图所示,O为截面半圆的圆心,一束单色光从真空沿半径方向射入介质,光线延长线与水平直径间的夹角为。已知单色光在该介质中的折射率,光在真空中的传播速度为c,则光在介质中的传播时间为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由,可知临界角小于60度,现在点的入射角等于60度,大于临界角,故光在点处发生全反射。
在介质中路程为,速度
解得时间
故选D。
7. 如图所示,在水平放置的条形磁铁的S极附近,一个闭合线圈从位置A静止释放下落到位置C,下落过程中线圈始终保持水平,在位置B,S极附近的磁感线正好与线圈平面平行,A、B之间和B、C之间的距离都比较小。下列说法正确的是( )
A. 从上往下看,线圈中的电流方向始终为顺时针
B. 从上往下看,线圈中的电流方向始终为逆时针
C. 从上往下看,线圈中的电流方向先顺时针后逆时针
D. 线圈在位置B时磁通量为零,感应电流也为零
【答案】A
【解析】
【详解】ABC.线圈从到运动过程中,穿过线圈的磁通量逐渐减小,而磁场方向斜向下,根据楞次定律可知感应电流为顺时针方向(从上往下看):线圈从到运动过程中,穿过线圈的磁通量逐渐增大,而磁场方向斜向上,根据楞次定律可知感应电流为顺时针方向(从上往下看),故A正确,BC错误;
D.在处线圈与磁场平行,所以磁通量为零,但是点前后通过线圈的磁通量的变化率不为零,因此线圈在位置的感应电流不为零,故D错误。
故选A。
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,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8. 2026年1月8日,我国自主研发的全球首台城市兆瓦级浮空风力发电系统S2000成功完成试飞和并网验证。该系统采用飞艇状浮空器携带发电机组,将高空风力资源转化为电能并通过电缆传输回地面。若S2000的输出电压u随时间t变化的规律如图所示,则关于该交流电,下列说法正确的是( )
A. 该交流电的频率是50 Hz
B. 输出电压的有效值为
C. 输出电压u随时间变化关系式是
D. 若将S2000的输出电压通过变压器输送给220 V用户使用,则变压器的原、副线圈匝数比为
【答案】AD
【解析】
【详解】A.该交流电的频率为,A正确;
B.输出电压的有效值为,B错误;
C.随时间变化关系式应是,C错误;
D.原副线圈的匝数之比为,D正确。
故选AD。
9. 如图甲,工地打桩机的锤击产生沿地面传播的简谐横波,使地面发生上下振动。已知该波波速,传播过程中频率不变,振幅与传播距离成反比。监测器测得距离打桩机10 m处地面上P点的振动图像如图乙。已知人体可感知到的明显地面振动的最小振幅为。下列说法正确的是( )
A. 该简谐波的频率是50 Hz
B. 该简谐波的波长是30 m
C. P点的振动方程为
D. 打桩机周边800 m处的居民,也能感知到明显地面振动
【答案】BC
【解析】
【详解】A.从振动图像可知,周期
又频率
解得,A错误;
B.波长,代入数据解得,B正确;
C.点的振幅,初相位,圆频率
故点振动方程为,C正确;
D.振幅与传播距离成反比,即
在处,振幅,在处,振幅
解得
所以处的居民不能感知到明显地面振动,D错误。
故选BC。
10. 如图,金属杆ab的质量为m、通过的电流为I,处在磁感应强度为B的匀强磁场中,平行导轨间的距离为L,结果ab静止且紧压于水平导轨上。若磁场方向与导轨平面成θ角,金属杆ab与水平导轨间的摩擦系数为μ,则以下说法正确的是( )
A. 金属杆ab所受的安培力大小为BILsinθ
B. 金属杆ab所受的安培力大小为BIL
C. 金属杆ab所受的摩擦力大小为BILsinθ
D. 金属杆ab所受的摩擦力大小为μmg
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.电流与磁场方向垂直,则安培力大小为
故A错误,B正确;
CD.作出金属杆受力的主视图,如图
根据平衡条件得
Ff=BILsinθ
故C正确,D错误。
故选BC。
【点睛】本题考查应用平衡条件解决磁场中通电导体的平衡问题,关键在于安培力分析和计算.本题要注意导体与磁场垂直。
三、非选择题(本题共5小题,共54分,考生根据要求作答。)
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中:
(1)方法及步骤如下:
①向1 mL的油酸中加酒精,直至总量达到1000 mL;
②用注射器吸取步骤①中配制好的油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入200滴时,测得其体积恰好是1 mL;
③先往浅盘里倒入一定深度的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴入一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油膜的形状;
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上,如图所示,小方格的边长为10 mm,按计算油膜面积的要求数出轮廓范围内小方格的个数为________格。由上可计算出油酸分子直径为________m(结果保留1位有效数字)。
(2)某次实验中,滴下油酸溶液后,爽身粉散开形成如上图所示的“锯齿”边缘图样,出现该图样的最大可能原因是( )
A. 滴油酸溶液时注射器离水面高度太低 B. 油酸酒精溶液的浓度太小
C. 水槽太大,装的水量太多 D. 爽身粉撒得太多,且厚度不均匀
(3)在该实验中,某同学测出的油酸分子直径结果偏大,则可能的原因是( )
A. 将油酸酒精溶液的体积直接当纯油酸体积计算
B. 油酸酒精溶液配制后放置的时间较长,酒精挥发较多
C. 计算油膜面积时,将不足半格的方格也计为一格
D. 求每滴油酸酒精溶液的体积时,1 mL的溶液滴数少数了10滴
【答案】(1) ①. 40 ②. (2)D (3)AD
【解析】
【小问1详解】
[1]依据不够半格舍去,超过半格算一格的原则,可得小方格的个数为40格;
[2]1滴中纯油酸体积
小方格边长
单个方格面积
因此油膜面积,
根据
解得。
【小问2详解】
若爽身粉撒得过多、厚度不均匀,油酸扩散时无法均匀推开爽身粉,边缘就会形成锯齿状:注射器高度过低、油酸浓度太小、水量过多都不会导致锯齿边缘。
故选D。
【小问3详解】
A.设纯油酸体积为,油膜面积为,油酸分子直径计算公式为
将溶液体积直接当作纯油酸体积,会使计算偏大,偏大,故A正确;
B.油酸酒精溶液配制后放置的时间较长,酒精挥发较多,油酸所占的比例变大,浓度变大,实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算,即算出的纯油酸体积偏小,则会使偏小,偏小,故B错误;
C.将不足半格计为一格,会使计算偏大,因此偏小,故C错误;
D.求每滴溶液体积时,的溶液的滴数少数了10滴,会导致所测量的一滴油酸酒精溶液的体积偏大,所测量的一滴油酸酒精溶液所含纯油酸的体积也偏大,测得的分子直径偏大,故D正确。
故选AD。
12. 温度传感器主要用于温度测量与控制、补偿及安全保护,广泛应用于生产生活中。某项目式学习小组为了方便监测劳动基地生态阳光房的温度,设计了如图甲所示的电路,当气温低于时低温指示灯亮,高于时高温指示灯亮。已知当继电器线圈中的电流大于或等于10 mA时衔铁被吸引下移,当继电器线圈中的电流大于15 mA时衔铁被吸引上移,控制电路中电源的电动势,热敏电阻的阻值与温度t关系如图乙所示。
(1)若气温升高,电流表A示数将________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)若两个继电器线圈的电阻及控制电路电源内阻忽略不计,则定值电阻________。
(3)工作电路中,接线C应与________(选填“A”或“B”)端相连。
(4)实际测试中发现气温上升到时,高温指示灯才开始亮,请你分析其中的原因可能是________。
【答案】(1)增大 (2)300
(3)
(4)电源有内阻或继电器线圈有电阻
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知,气温升高,热敏电阻的阻值减小,电路中电流增大,电流表示数增大。
【小问2详解】
由图乙可知当温度等于时,热敏电阻,电路中电流等于
由闭合电路欧姆定律
代入数据解得
【小问3详解】
由题意知,当温度高于时,电流大于,此时继电器的衔铁被吸引上移,高温指示灯亮,故接线应与端相连。
【小问4详解】
当高温指示灯刚亮时,电路电流为,若考虑继电器线圈和电源内阻,此时热敏电阻比小,对应温度比高。
13. 在中国,汽车已普及千家万户,出行时安全非常重要,其行驶时轮胎的胎压太高容易造成爆胎事故。已知某型号汽车轮胎容积是,正常行驶时胎压应在2.0 atm至2.8 atm之间,低于2.0 atm或超过2.8 atm会发出警报声。行车前,仪表显示的左前轮胎压为2.6 atm,右前轮胎压为2.0 atm,两后轮胎压为2.3 atm,此时环境气温为,(设轮胎容积不变,胎内气体看成理想气体)。求:
(1)行驶一段时间后,左前轮胎内气温达到了,此时其胎压是多少?报警器是否会报警?
(2)若行车前使右前轮轮胎压强变为2.3 atm,需用打气机(充气泵)给该轮胎充多少立方米压强为1 atm的气体进去?(设充气过程温度不变)
【答案】(1),会发生报警
(2)
【解析】
【小问1详解】
对左前轮胎内气体由等容规律有
其中,,
解得
由于,胎压报警器会发生报警。
【小问2详解】
设要充进的气体体积为,其压强为,由理想气体等温变化规律有
其中
代入数据解得
14. 磁偏转系统是电子光学系统的核心组件,其核心原理是利用磁场调整电子的运动方向。如图利用圆形磁场调节电子运动方向,在该平面上半径为R的圆形区域内存在垂直平面向里的匀强磁场(图中未画出),磁感应强度大小为B。电荷量为e、质量为m的电子从P点沿半径方向进入磁场,从Q点沿半径方向离开磁场,已知电子在磁场中做圆周运动的半径为,不计电子重力。(e,B,R,m,为已知量)求:
(1)电子入射的速度大小v;
(2)电子由P运动至Q的时间;
(3)关于电子由P运动至Q的过程中,洛伦兹力对电子产生冲量I的大小有下列两种解法:第一种,由,把(1)、(2)问中得到的v、t代入可求;第二种,由动量定理,该表达式为矢量式则由右图中矢量关系得,则。发现两种解法结果不相同,请你判断哪种解法是错误的,说出该解法错误的原因。
【答案】(1)
(2)
(3)第一种解法错误;洛伦兹力方向不断改变,不能用力的大小乘总时间求冲量大小。
【解析】
【小问1详解】
设电子在磁场中的圆周运动半径为,由洛伦兹力提供向心力有
又
解得=
【小问2详解】
由题图,、对应磁场圆心角为,弦长
设电子轨迹对应圆心角为,有
代入
取图示轨迹得,电子做匀速圆周运动的周期=
故=
【小问3详解】
由动量定理,冲量大小等于动量变化量。入射和出射速度大小相等,速度方向夹角为,故
洛伦兹力大小不变,但方向始终与速度垂直并随电子运动方向改变,冲量是矢量,不能用力的大小乘总时间求冲量大小。因此第一种解法错误,第二种解法正确。
15. 如图所示,和是两根足够长且电阻不计的固定光滑平行金属轨道,两轨道间距,其中和为轨道的水平部分,和是倾斜部分。在虚线右侧空间存在磁感应强度大小,方向竖直向上的匀强磁场,不计导体棒在轨道连接处的动能损失。导体棒ab的质量,其接入电路的电阻,置于距轨道底端高度处。另一完全相同的导体棒cd静止于水平导轨上。从导体棒ab由静止释放,到两棒最终稳定运动的过程中,ab棒与cd棒未发生碰撞,且两导体棒始终与导轨保持垂直,取重力加速度。求:
(1)ab棒刚进入磁场时的速度和加速度的大小;
(2)整个过程中产生的焦耳热;
(3)整个过程中通过ab棒的电荷量。
【答案】(1)
,
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
棒从斜面轨道滑到底端过程中,由机械能守恒有
解得
刚进入磁场时,只有棒切割磁感线,回路总电阻为,感应电动势
感应电流=
棒在水平轨道上由安培力产生加速度,
整理得=
【小问2详解】
两棒均在水平轨道上运动时,两棒所受安培力始终大小相等、方向相反,取棒初速度方向为正,稳定时两棒速度相同为,由动量守恒有
整理得,全过程机械能减少量转化为焦耳热,故=
【小问3详解】
设整个过程中通过棒的电荷量为。对棒,安培力方向与初速度方向相反,安培力总冲量大小为,由动量定理有
代入数据得=
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