精品解析：山西太原市师范学校附属学校2025-2026学年高三下学期开学物理试题

秘密★启用前 2024级高三年级质量监测 物理试题 注意事项： 1．本试卷共8页，满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答题卡上填写好自己的考号、姓名、校班等信息。将条形码横贴在答题卡“考生条形码粘贴区”。 3．考生作答时，请将答案正确地填写在答题卡上，答在本试卷上无效。 4．考试结束后，将答题卡交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 利用在眼镜镜片上镀膜的技术，可以有效减弱电子屏幕发出的蓝光对眼睛的伤害，其原理与下列相同的是（ ） A. 光导纤维 B. 彩色肥皂膜 C. 泊松亮斑 D. 3D电影 2. 核能是比较清洁的能源，利用核能发电时既不会向外排放污染物质，也不会产生温室效应，而且核燃料的能量密度远远高于普通能源。核电站的主要燃料之一是，其核反应方程式为，已知、、的比结合能分别为、、。下列说法正确的是（ ） A. B. C. 该反应释放的核能为 D. 该反应释放的核能为 3. 研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，用波长分别为、的单色光1、2照射同一阴极K，测得电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，电子电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. 单色光2照射阴极K后，电子逸出的初动能大小一定为eUc2 B. C. 测量遏止电压Uc时，开关应该闭合到1 D. 光电效应实验证实了光具有波动性 4. 如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，质点P和Q偏离平衡位置的位移均为2cm，从该时刻开始计时，质点Q比质点P提前回到平衡位置，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波源的振动周期为1s C. 该波的传播速度大小为4cm/s D. 质点P在波峰时，质点Q的位移为2cm 5. 类比是解决问题的一种有效方法。机械振动（图1）和电磁振荡（图2）属于不同的物理现象，表面上似乎互不关联，但机械振动的图像和电磁振荡的图像，形式上都是余弦函数；进一步研究发现，它们的运动学方程和具有相似的形式。数学形式上的相似性必然在一定程度上反映了物理本质上存在着某些共同的规律，下列说法正确的是（ ） A. 已知质量m是物体机械运动惯性大小的量度，通过类比可知电容C是电磁“惯性”大小的量度 B. 已知LC电路的周期为，通过类比可知弹簧振子的周期为 C. 已知弹簧振子的弹性势能为，通过类比可知LC电路中电场能为 D. 已知弹簧振子的动能为，通过类比可知LC电路中磁场能为 6. 如图，单匝正方形导线框处于为边界的匀强磁场中，绕与磁场垂直且与线框共面的固定轴匀速转动，轴与正方形对角线重合。若线框从图示位置开始计时，规定方向为电流正方向，产生的感应电流与时间关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 一定质量的理想气体在循环过程中，其图像构成了一个封闭的圆，如图所示，理想气体的循环方向为顺时针方向，圆的最低点和最高点对应的气体压强分别为、，圆的最左端和最右端对应的气体体积分别为、。该理想气体完成一个完整循环的过程中，气体对外界所做的功为（　　） A. B. C. D. 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. 下列关于分子动理论知识，说法正确的是（　　） A. 图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色，原因是酱油的色素分子通过布朗运动到了蛋清中 B. 图乙为封闭容器内气体分子运动的示意图，若瓶内气体温度升高，则每个气体分子的动能都增加 C. 图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态③时的温度比状态①、②时都高 D. 图丁为分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图线，其中①表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线，②表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线 9. 某同学用直角梯形玻璃砖和激光笔探究玻璃的光学特性。如图所示，激光从AO方向射向玻璃砖MN边的O点，经玻璃砖折射后从PQ边的O'点沿O'B方向射出玻璃砖，其中MN<MP。下列说法正确的是（　　） A. AO与O'B平行 B. 该玻璃的折射率为 C. 该玻璃砖的全反射临界角为45° D. 逐渐增大激光的入射角，激光在MP面会发生全反射 10. 如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，间距L=1m，处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，导轨左端连接R=4Ω的定值电阻；质量m=2 kg的金属棒长度与导轨间距相同，垂直置于导轨上，在某时刻获得一个向右的初速度，其v-x图像如图乙所示。已知金属棒电阻r=1Ω，导轨电阻不计，接触始终良好。下列说法正确的是（　　） A. x=0时，金属棒两端的电压大小为5.2V B. x=4m时，金属棒所受安培力的大小为0.8N C. 金属棒在0~4m的过程中，通过金属棒的电荷量为1.6C D. 从起点到位移x=4m的过程中，电阻R上产生的焦耳热为5.76J 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示的装置验证查理定律，操作步骤简述如下： ①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体，细导管的另一端接压强传感器； ②将压强传感器与计算机相连，将一温度传感器也与计算机相连； ③将适量热水（约80℃）倒入大号烧杯中，并将试管浸入热水中至管口与水面相平，再将温度传感器浸没入水中； ④在计算机上打开相应软件，等待水温缓慢下降，计算机将两传感器的示数拟合成一条曲线，如图乙所示为部分图线。 （1）在实验误差允许的范围内，所得的图像是一条直线，说明一定质量的气体，在体积不变时 。（填正确答案标号） A. 压强p与摄氏温度t成正比 B. 压强p与摄氏温度t成一次函数 （2）若实验过程中有少量气体缓慢逸出，则所得图像为 。（填正确答案标号） A. B. （3）另外一位同学用一个较小的试管也按相同的步骤做了该实验，现用计算机将两位同学实验采集的数据描绘在同一个p—t坐标系上，则得到的图像可能是 。（填正确答案标号） A. B. C. 12. 劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝通过平面镜成的像是 （1）通过劳埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果被视为其中的一个缝，__________相当于另一个“缝”； （2）实验中已知单缝到平面镜的垂直距离，单缝到光屏的距离，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为，则该单色光的波长__________（结果均保留三位有效数字）； （3）请结合光路图在光屏上标记出有干涉条纹的区域； （4）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离__________； A. 将平面镜稍向上移动一些 B. 将平面镜稍向左移动一些 C. 将光屏稍向右移动一些 D. 将光屏稍向上移动一些 13. 机械装置的润滑油系统常用图示设备稳定油压。气腔内充有氮气，当润滑油系统油压过高时，油会泵入油腔，压缩皮囊；油压降低时，皮囊膨胀，油从油腔泵出。设备的工作温度为、气腔内氮气压强为时，气腔体积为。氮气视为理想气体。 （1）某次泵油，氮气压强从变为，求泵出油的体积；（泵油过程为等温过程） （2）若使设备在时也能正常工作，需要对气腔补气，以满足在压强为时气腔体积仍为，求补充氮气的质量与气腔内原有氮气质量之比。（补气过程为等温过程） 14. 如图所示，一内横截面积的圆柱形汽缸静置于水平地面上，汽缸下部有小缺口与外界大气连通。汽缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一轻质弹簧，弹簧下端固定在汽缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑5cm时停止加热，活塞同时停止下滑，此时气体温度为。活塞下滑过程中与汽缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求活塞与汽缸内壁之间的滑动摩擦力大小； （2）求该弹簧的劲度系数。 15. 某小组制作了一储能器，其两端电压与其储存的电荷量间的函数关系近似为（为常量）。将该储能器接入如图所示电路，、、为固定的三个触点。两足够长的平行金属导轨固定于水平面上，电阻不计，间距为。导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。质量为的导体棒垂直导轨放置，接入电路的阻值为。电源电动势为，内阻不计。定值电阻阻值为。时刻开关S与连接，直到导体棒做匀速运动，再于时刻切换开关与或连接。运动过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好，忽略摩擦。 （1）求时刻导体棒加速度的大小； （2）若时刻开关与连接，储能器接入电路前电压为0，当储能器电压为时（此时电路中电流不为0），求导体棒速度的大小； （3）若时刻开关与连接，求从时刻起到导体棒静止的过程中，导体棒上产生的焦耳热。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 秘密★启用前 2024级高三年级质量监测 物理试题 注意事项： 1．本试卷共8页，满分100分，考试时间75分钟。 2．答题前，考生务必用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答题卡上填写好自己的考号、姓名、校班等信息。将条形码横贴在答题卡“考生条形码粘贴区”。 3．考生作答时，请将答案正确地填写在答题卡上，答在本试卷上无效。 4．考试结束后，将答题卡交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. 利用在眼镜镜片上镀膜的技术，可以有效减弱电子屏幕发出的蓝光对眼睛的伤害，其原理与下列相同的是（ ） A. 光导纤维 B. 彩色肥皂膜 C. 泊松亮斑 D. 3D电影 【答案】B 【解析】 【详解】眼镜镜片上镀膜，应用了薄膜干涉原理；光导纤维是利用全反射原理；彩色肥皂膜是薄膜干涉原理；泊松亮斑是光的衍射原理；3D电影是利用光的偏振原理。 故选B。 2. 核能是比较清洁的能源，利用核能发电时既不会向外排放污染物质，也不会产生温室效应，而且核燃料的能量密度远远高于普通能源。核电站的主要燃料之一是，其核反应方程式为，已知、、的比结合能分别为、、。下列说法正确的是（ ） A. B. C. 该反应释放的核能为 D. 该反应释放的核能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．重核裂变的生成物为中等质量核，中等质量核的比结合能大于重核的比结合能，因此，故A错误； B．同理，中等质量核的比结合能大于重核的比结合能，因此，故B错误； CD．核反应释放的核能等于生成物总结合能减去反应物总结合能，的总结合能为，总结合能为，总结合能为，中子的结合能为0，因此释放核能，故C正确；D错误。 故选C。 3. 研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，用波长分别为、的单色光1、2照射同一阴极K，测得电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，电子电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A. 单色光2照射阴极K后，电子逸出的初动能大小一定为eUc2 B. C. 测量遏止电压Uc时，开关应该闭合到1 D. 光电效应实验证实了光具有波动性 【答案】C 【解析】 【详解】A．遏止电压满足 即逸出光电子的最大初动能为，并非所有电子的初动能都等于该值，故A错误； B．由光电效应方程 可知遏止电压越大，频率越大，波长越小，结合题图可得，故B错误； C．测量遏止电压时，需加反向电压使光电子做减速运动，开关应闭合到1，故C正确； D．光电效应实验证实了光具有粒子性，故D错误。 故选C。 4. 如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波在某时刻的波形图，质点P和Q偏离平衡位置的位移均为2cm，从该时刻开始计时，质点Q比质点P提前回到平衡位置，下列说法正确的是（　　） A. 该波沿x轴正方向传播 B. 该波源的振动周期为1s C. 该波的传播速度大小为4cm/s D. 质点P在波峰时，质点Q的位移为2cm 【答案】C 【解析】 【详解】A．质点Q比质点P提前回到平衡位置，可知Q沿y轴负方向运动，同侧法可知该波沿x轴负方向传播，故A错误； B．由简谐运动规律可知，Q回到平衡位置用时 P回到平衡位置用时 因为 联立解得 故B错误； C．题图可知波长为6cm，则波速 故C正确； D．根据三角函数知识可知，当质点P在波峰时，此时波形方程为 将质点Q平衡位置坐标代入后可得此时质点Q的位移为 故D错误。 故选C。 5. 类比是解决问题的一种有效方法。机械振动（图1）和电磁振荡（图2）属于不同的物理现象，表面上似乎互不关联，但机械振动的图像和电磁振荡的图像，形式上都是余弦函数；进一步研究发现，它们的运动学方程和具有相似的形式。数学形式上的相似性必然在一定程度上反映了物理本质上存在着某些共同的规律，下列说法正确的是（ ） A. 已知质量m是物体机械运动惯性大小的量度，通过类比可知电容C是电磁“惯性”大小的量度 B. 已知LC电路的周期为，通过类比可知弹簧振子的周期为 C. 已知弹簧振子的弹性势能为，通过类比可知LC电路中电场能为 D. 已知弹簧振子的动能为，通过类比可知LC电路中磁场能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．质量m是物体机械运动惯性大小的量度，通过类比可知电感L是电磁“惯性”大小的量度，A错误； B．LC电路的周期为，通过类比可知弹簧振子的周期为，B错误； C．弹簧振子的弹性势能为，通过类比可知LC电路中电场能为，C错误； D．弹簧振子的动能为，其中 通过类比可知LC电路中磁场能为 又因为 故有LC电路中磁场能为，D正确。 故选D。 6. 如图，单匝正方形导线框处于为边界的匀强磁场中，绕与磁场垂直且与线框共面的固定轴匀速转动，轴与正方形对角线重合。若线框从图示位置开始计时，规定方向为电流正方向，产生的感应电流与时间关系图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由于匀速转动的转轴OO'为磁场边界且与线框对角线重合，在转动过程中，线框始终只有一半的面积（即三角形abd或bcd）处于磁场中。 根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小由磁通量的变化率决定。当线框从图示位置（线框平面与磁场垂直）开始计时，线框中处于磁场部分的有效面积按余弦规律变化，则感应电动势和感应电流将按正弦规律变化，即i=Imsinωt。 由于起始时刻线框的线速度方向与磁场方向平行，不切割磁感线，故感应电流从0开始。由楞次定律及左手定则判断方向：在0至过程中，线框abd部分在磁场中且向纸面外转动，穿过线框向里的磁通量减小，感应电流的磁场方向应向里，由右手螺旋定则可知感应电流方向为顺时针，即adcba。题目规定该方向为正方向，故电流i初始阶段为正值且逐渐变大。同理在过程中的bcd部分进入磁场，线圈中电流正方向减小；内线圈的感应电流负方向增加；内线圈abd进入磁场，感应电流负方向减小； 综上所述，感应电流随时间呈正弦规律变化，且起始时刻为0、初始方向为正，图像A符合要求。 故选A。 7. 一定质量的理想气体在循环过程中，其图像构成了一个封闭的圆，如图所示，理想气体的循环方向为顺时针方向，圆的最低点和最高点对应的气体压强分别为、，圆的最左端和最右端对应的气体体积分别为、。该理想气体完成一个完整循环的过程中，气体对外界所做的功为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】如图所示 在循环过程中，下半圆气体体积减小，阴影部分的面积表示外界对气体做的功，上半圆气体体积增大，阴影部分的面积加上圆面积表示气体对外界所做的功，完成一个完整循环的过程中，气体对外界所做的功为 即为圆的面积，由题图可知圆的面积为 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. 下列关于分子动理论知识，说法正确的是（　　） A. 图甲中茶叶蛋的蛋清呈灰黑色，原因是酱油的色素分子通过布朗运动到了蛋清中 B. 图乙为封闭容器内气体分子运动的示意图，若瓶内气体温度升高，则每个气体分子的动能都增加 C. 图丙为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图可知状态③时的温度比状态①、②时都高 D. 图丁为分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化的关系图线，其中①表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线，②表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线 【答案】CD 【解析】 【详解】A．茶叶蛋蛋清呈灰黑色，是因为酱油中的色素分子发生扩散现象进入蛋清，布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的无规则运动，并非分子的运动，A错误； B．温度是分子平均动能的标志，瓶内气体温度升高，气体分子的平均动能增加，但不是每个气体分子的动能都增加，B错误； C．由氧气分子在不同温度下的速率分布图像可知，温度越高，速率大的分子所占比例越大，状态③中速率大的分子所占比例比状态①、②大，所以状态③时的温度比状态①、②时都高，C正确； D．当分子间距离r=时，分子间作用力f=0，时分子间的作用力表现为引力，时分子间的作用力表现为斥力，当两个分子从无穷远处相互靠近的过程中，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大，时分子势能最小，分子势能最小。在图丁中，①在r=时f=0，表示分子间作用力随分子间距离r的变化关系图线；②在r=时达到最小值，表示分子势能随分子间距离r的变化关系图线，D正确。 故选CD。 9. 某同学用直角梯形玻璃砖和激光笔探究玻璃的光学特性。如图所示，激光从AO方向射向玻璃砖MN边的O点，经玻璃砖折射后从PQ边的O'点沿O'B方向射出玻璃砖，其中MN<MP。下列说法正确的是（　　） A. AO与O'B平行 B. 该玻璃的折射率为 C. 该玻璃砖的全反射临界角为45° D. 逐渐增大激光的入射角，激光在MP面会发生全反射 【答案】CD 【解析】 【详解】A．因为MN和PQ是不平行的，激光在MN面折射后，在玻璃砖内的传播方向与PQ的夹角和入射到MN面时的夹角是不相等的，所以出射光线O'B与入射光线AO是不平行的，故A错误； B．由题图可知已知入射光线AO在MN面的入射角为，折射角为，根据折射定律可得，故B错误； C．根据全反射临界角公式得 解得 所以该玻璃砖的全反射临界角为，故C正确； D．逐渐增大激光的入射角时，折射光线在PQ面的入射点由O'点逐渐移到P点，然后在PM面上由P点往M点方向移到，当激光刚移到MP面上的P点时，由于，所以激光在MP面上入射角大于，激光在MP面会发生全反射，故D正确。 故选CD。 10. 如图甲所示，两条足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，间距L=1m，处于方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=2T，导轨左端连接R=4Ω的定值电阻；质量m=2 kg的金属棒长度与导轨间距相同，垂直置于导轨上，在某时刻获得一个向右的初速度，其v-x图像如图乙所示。已知金属棒电阻r=1Ω，导轨电阻不计，接触始终良好。下列说法正确的是（　　） A. x=0时，金属棒两端的电压大小为5.2V B. x=4m时，金属棒所受安培力的大小为0.8N C. 金属棒在0~4m的过程中，通过金属棒的电荷量为1.6C D. 从起点到位移x=4m的过程中，电阻R上产生的焦耳热为5.76J 【答案】BC 【解析】 【详解】A．金属棒切割磁感线，时产生的感应电动势 此时金属棒两端电压大小为，A错误； B．由图乙得时，，安培力，故B正确； C．由，故C正确； D．根据能量守恒，回路焦耳热等于金属棒动能的减少量 则电阻R上产生的焦耳热，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某同学用如图甲所示的装置验证查理定律，操作步骤简述如下： ①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体，细导管的另一端接压强传感器； ②将压强传感器与计算机相连，将一温度传感器也与计算机相连； ③将适量热水（约80℃）倒入大号烧杯中，并将试管浸入热水中至管口与水面相平，再将温度传感器浸没入水中； ④在计算机上打开相应软件，等待水温缓慢下降，计算机将两传感器的示数拟合成一条曲线，如图乙所示为部分图线。 （1）在实验误差允许的范围内，所得的图像是一条直线，说明一定质量的气体，在体积不变时 。（填正确答案标号） A. 压强p与摄氏温度t成正比 B. 压强p与摄氏温度t成一次函数 （2）若实验过程中有少量气体缓慢逸出，则所得图像为 。（填正确答案标号） A. B. （3）另外一位同学用一个较小的试管也按相同的步骤做了该实验，现用计算机将两位同学实验采集的数据描绘在同一个p—t坐标系上，则得到的图像可能是 。（填正确答案标号） A. B. C. 【答案】（1）B （2）B （3）C 【解析】 【小问1详解】 根据查理定律有 其中的C为与气体的质量成正比的常量，且温度为热力学温度，则有 则有 可知，压强与摄氏温度t成一次函数。 故选B。 【小问2详解】 结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有 其中C与气体的质量成正比，当有气体逸出时，C减小，则图像上的点与（-273，0）点连线的斜率减小，因为本实验中气体的温度是逐渐降低的，故图像从右向左斜率减小。 故选B。 【小问3详解】 结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有 其中C与气体的质量成正比，则一定质量的气体在体积不变时，其p—t图像与t轴的交点坐标均为-273℃，只有第三个选择项符合要求。 故选C。 12. 劳埃德镜是一种更简单的观察干涉的装置。如图所示，单色光从单缝射出，一部分入射到平面镜后反射到光屏上，另一部分直接投射到屏上，在屏上两光束交叠区域里将出现干涉条纹。单缝通过平面镜成的像是 （1）通过劳埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致。如果被视为其中的一个缝，__________相当于另一个“缝”； （2）实验中已知单缝到平面镜的垂直距离，单缝到光屏的距离，观测光屏上相邻亮条纹中心间距为，则该单色光的波长__________（结果均保留三位有效数字）； （3）请结合光路图在光屏上标记出有干涉条纹的区域； （4）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离__________； A. 将平面镜稍向上移动一些 B. 将平面镜稍向左移动一些 C. 将光屏稍向右移动一些 D. 将光屏稍向上移动一些 【答案】（1） （2） （3） （4）AC 【解析】 【小问1详解】 通过劳埃德镜在屏上可以观察到明暗相间的干涉条纹，这和双缝干涉实验得到的干涉条纹一致，如果被视为其中的一个缝，相当于另一个“缝”。 【小问2详解】 等效双缝间的距离为 相邻亮条纹中心间距为 联立解得 【小问3详解】 根据光的直线传播和反射原理，得到有干涉条纹的区域在AB之间，如图 【小问4详解】 AC．将平面镜稍向上移动一些，减小了h；将光屏稍向右移动一些，增大D。根据 可知，都可以增大条纹间距。故AC正确； BD．将平面镜稍向左移动一些或将光屏稍向上移动一些，不改D、h任何一个量，根据 可知，条纹间距不变。故BD错误。 故选AC。 13. 机械装置的润滑油系统常用图示设备稳定油压。气腔内充有氮气，当润滑油系统油压过高时，油会泵入油腔，压缩皮囊；油压降低时，皮囊膨胀，油从油腔泵出。设备的工作温度为、气腔内氮气压强为时，气腔体积为。氮气视为理想气体。 （1）某次泵油，氮气压强从变为，求泵出油的体积；（泵油过程为等温过程） （2）若使设备在时也能正常工作，需要对气腔补气，以满足在压强为时气腔体积仍为，求补充氮气的质量与气腔内原有氮气质量之比。（补气过程为等温过程） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 泵油过程氮气温度不变，做等温变化，由玻意耳定律有 代入数据解得 泵出油的体积 【小问2详解】 对原有氮气，由理想气体状态方程 代入数据解得 同温同压下，气体质量之比等于体积之比，即 14. 如图所示，一内横截面积的圆柱形汽缸静置于水平地面上，汽缸下部有小缺口与外界大气连通。汽缸内轻质活塞上部密闭一定质量的理想气体，开始时，气柱长度，压强与大气压强相等且均为，温度；活塞下部连接一轻质弹簧，弹簧下端固定在汽缸底部并处于原长。现通过加热装置（体积忽略不计）对密闭气体缓慢加热，当气体温度升高到时，活塞开始向下滑动并压缩弹簧；继续缓慢加热，活塞下滑5cm时停止加热，活塞同时停止下滑，此时气体温度为。活塞下滑过程中与汽缸内壁之间的滑动摩擦力保持不变，且与最大静摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内。 （1）求活塞与汽缸内壁之间的滑动摩擦力大小； （2）求该弹簧的劲度系数。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设活塞开始向下滑动时，密闭气体的压强为，则根据查理定律可知 解得 对活塞进行受力分析，根据平衡关系有 解得活塞与汽缸内壁之间的滑动摩擦力大小为 【小问2详解】 初始状态下，密闭气体的压强为，温度为，体积为 活塞停止下滑时，密闭气体的温度为，体积为 设此时密闭气体的压强为，则根据理想气体状态方程有 联立解得 对此时的活塞进行受力分析，根据平衡关系有 解得该弹簧的劲度系数为 15. 某小组制作了一储能器，其两端电压与其储存的电荷量间的函数关系近似为（为常量）。将该储能器接入如图所示电路，、、为固定的三个触点。两足够长的平行金属导轨固定于水平面上，电阻不计，间距为。导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为。质量为的导体棒垂直导轨放置，接入电路的阻值为。电源电动势为，内阻不计。定值电阻阻值为。时刻开关S与连接，直到导体棒做匀速运动，再于时刻切换开关与或连接。运动过程中导体棒与导轨始终垂直且接触良好，忽略摩擦。 （1）求时刻导体棒加速度的大小； （2）若时刻开关与连接，储能器接入电路前电压为0，当储能器电压为时（此时电路中电流不为0），求导体棒速度的大小； （3）若时刻开关与连接，求从时刻起到导体棒静止的过程中，导体棒上产生的焦耳热。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 时刻开关S与连接，流过导体棒的电流 导体棒所受的安培力 根据牛顿第二定律 联立可得 【小问2详解】 当导体棒匀速运动时，导体棒产生的电动势等于电源电动势，设此时导体棒速度为，即 当储能器电压为时（此时电路中电流不为0），对导体棒根据动量定理有 又 可得 根据题意 联立可得 【小问3详解】 从过程对导体棒，根据动量定理 又 可得 导体棒上产生的焦耳热 可得 从时刻到导体棒静止过程中，根据能量守恒定律可知电路中产生的焦耳热为 导体棒产生的焦耳热为 可得 从时刻起到导体棒静止的过程中，导体棒上产生的焦耳热 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $