精品解析:湖北省重点高中智学联盟2024-2025学年高二下学期5月联考物理试卷
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内容正文:
高二年级物理试卷
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 图甲中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
B. 图乙表示两分子势能随分子距离变化的图线,分子间距为时分子力为0
C. 图丙中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈会产生大量热量使金属熔化,从而冶炼金属
D. 图丁中,水黾能停在水面上,说明液体对水黾有浮力
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图中,微粒越小,液体分子对颗粒的撞击越不平衡,则布朗运动越明显,故A错误;
B.图乙表示两分子势能随分子距离变化的图线,分子间距为时,分子势能最小,处于平衡位置,分子力为0,故B正确;
C.图丙中真空冶炼炉能在真空环境下,利用电磁感应现象,使炉内的金属产生涡流,从而炼化金属,故C错误;
D.图丁中,水黾能停在水面上,说明液体对水黾有液体表面张力,故D错误。
故选B。
2. LC振荡电路某时刻磁场方向及电容器所带电荷量如图甲所示,电流i随时间t的变化规律如图乙所示,规定顺时针方向为电流i的正方向,则( )
A. 时,电路中磁场能最大
B. 时,电容器极板上电荷量随时间变化最快
C. 1s~1.5s之间,电容器正在充电
D. 图甲可能对应乙图中时刻
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,时,电流为0,则电路中磁场能最小,故A错误;
B.由图乙可知,时,电流最大,根据可知,电容器极板上电荷量随时间变化最快,故B正确;
C.由图乙可知,之间,电流在增大,则电路中磁场能在增大,电容器中的电场能在减小,电容器正在放电,故C错误;
D.根据右手螺旋定则可知电流为顺时针方向,电容器上极板带正电,则电容器在充电,电场能在增大,磁场能减小,电路电流在减小,而图乙中时刻电流在变大,所以图甲不可能对应时刻,故D错误。
故选B。
3. 如图所示,爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置,主体为一个金属罐体。在气体压强为的干燥环境下打开阀门向罐内放入干燥的谷物,谷物占罐内体积的,关闭阀门,将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热,当罐内气体热力学温度为T,压强为时,打开阀门,罐内气体迅速膨胀,谷物全部喷出。因为外部压强突然变小,巨大的压强差使得谷物迅速膨胀,从而达到膨化的效果。谷物喷出后,当罐内气体温度为时,罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比约为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设罐体的体积为,对混合气体分析,由理想气体状态方程可得
解得
则罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比为
故选C。
4. 在某个物理趣味小实验中,几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、电键、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。设开关闭合稳定后线圈中的电流为,下列说法正确的是( )
A. 在闭合开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉
B. 断开开关时线圈中的电流突然增大
C. 人有触电感觉时流过人体的电流方向为B→A
D. 人有触电感觉是有很高的电压加在每个人的两手间且流过人体的电流大于
【答案】C
【解析】
【详解】A.当开关闭合瞬间,多匝线圈与同学们并联,由于电源为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.当断开开关时线圈中的电流突然减小,故B错误;
CD.当断开开关时,多匝线圈电流产生自感现象,从而产生较大的自感电动势,此时人与线圈组成一个闭合的回路,同学们有触电感觉;此时流过线圈的电流方向不变,即线圈的电流仍从左向右,故流过人的电流从右向左,即为B→A,且流过人体的电流与流过线圈的电流相等,即等于,故C正确,D错误。
故选C。
5. 如图所示,一定质量的理想气体,经历a→b→c→a的循环过程,ab与纵轴平行,ac与横轴平行,cb的延长线过原点。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中,气体吸收的热量小于释放的热量
B. a→b过程,外界对气体做正功
C. c→a过程,外界对气体做的功大于气体放出的热量
D. b→c过程,气体体积不变,分子数密度不变,所以单位时间撞击单位面积的分子数不变
【答案】A
【解析】
【详解】AB.a→b→c→a整个循环过程的p-V图像如图所示
图像下的面积表示功,a→b过程,气体膨胀,外界对气体做负功;c→a过程,气体被压缩,外界对气体做正功;整个过程外界对系统做功由
系统内能变化量为零,则根据热力学第一定律有,可知
则系统向外放热,所以气体吸收的热量小于释放的热量,故A正确,B错误;
C.c→a过程,气体温度降低,内能减小,则
由,,可得,
则外界对气体做的功小于气体放出的热量,故C错误;
D.b→c过程,气体体积不变,分子数密度不变,但是温度升高,分子平均动能增大,所以单位时间撞击单位面积的分子数增大,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,粗细均匀的导热玻璃管开口向上竖直放置,管长,用的水银柱封闭一段长的理想气体,环境温度不变,大气压强。现在缓慢将玻璃管转动至开口竖直向下放置,稳定后,封闭气体压强为( )
A. 91cmHg B. 70cmHg C. 59cmHg D. 65cmHg
【答案】D
【解析】
【详解】玻璃管口竖直向上时,气体的压强为,体积为
玻璃管口竖直向下时,设水银柱刚好与管口平齐,气体的压强为,体积为
根据玻意尔定律有
解得
因玻璃管的长度
故水银柱会从管口流出。
设玻璃管开口向下竖直放置时,水银柱长度为,气体的压强为,气体长度为
根据玻意尔定律有
则有
解得
故玻璃管开口向下竖直放置时,气体的压强
故选D。
7. 如图所示,边长为L的等边三角形ABC为两个有界匀强磁场的理想边界,三角形内、外匀强磁场方向相反,均垂直于纸面,大小都为B,三角形外的磁场范围足够大。把粒子源放在顶点A处,它将沿的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为的带电粒子(粒子重力不计)。粒子在磁场中运动的周期为T,对从A射出的粒子,下列说法错误的是( )
A. 若带负电,,第一次回到A点所用时间为
B. 若带负电,,第一次到达C点所用时间为T
C. 若带正电,,第一次到达C点所用时间为
D. 若带正电,,第一次到达C点所用时间为T
【答案】A
【解析】
【详解】AC.由,解得
若,则
运动轨迹如图
粒子若带负电,开始往右偏转,第一次回到A点所用时间为
粒子若带正电,开始往左偏转,第一次到达C点所用时间为,故A错误,C正确;
D.粒子若带正电,开始往左偏转,速度,运动轨迹如图
则
第一次到达C点所用时间为,故D正确;
B.粒子若带负电,开始往右偏转,速度,则
正好在两个磁场中往复偏转三次到达C点,第一次到达C点所用时间为,故B正确。
由于本题选择错误的,故选A。
8. 如图所示小型发电机,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动(如图甲),穿过线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示,线圈通过电刷与电阻R相连,线圈电阻不计,匝数为N,转动周期为T,产生电动势的最大值为。则( )
A. 在内,通过线圈某截面的电荷量为
B. 在内,线圈中电流方向不变
C. 在时,电阻R两端电压为
D. 在时,穿过线圈的磁通量为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.根据交变电流的产生规律,可得感应电动势的最大值
其中磁通量的最大值为
联立解得
由图乙可知,在内磁通量的变化量为
根据,,
联立解得,故A正确;
B.根据
可得
由乙图可知在内图像的切线斜率为负值,故这段时间内电流的方向没有发生变化,故B正确;
C.由乙图可知在时磁通量最大,故感应电动势为零,故此时电阻R两端电压为零,故C错误;
D.由乙图可知在时穿过线圈的磁通量最大,为,故D错误。
故选AB。
9. 理想变压器的原、副线圈的匝数比为,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为30V的正弦交流电源上,下列说法正确的是( )
A. 电阻两端电压8V B. 电阻两端电压12V
C. 电阻的功率为3W D. 电源的输出功率为16W
【答案】BC
【解析】
【详解】AC.将变压器和副线圈负载等效成一个电阻,则有
则原线圈电流为
电阻两端电压为
电阻的功率为,故A错误,C正确;
B.副线圈电流为
则电阻两端电压,故B正确;
D.电源的输出功率为,故D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示,两根完全相同的光滑平行导轨固定,与水平面成,导轨两端均连接电阻,阻值,导轨间距。在矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。时刻,在导轨上方与距离0.9m处,有一根阻值,的金属棒ab在导轨上由静止释放,恰好匀速通过整个磁场区域。已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中,流过的电流大小始终不变,,导轨电阻不计,ab棒始终与导轨垂直,下列说法正确的是( )
A. 流过的电流方向在0.6s前后不变
B. 磁感应强度的最大值
C. 磁场上下边界、的距离为1.5m
D. 通过的电荷量为0.3C
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在0.6s前,回路中的磁通量垂直纸面向上且增加,根据楞次定律可知,流过的电流方向从左到右;在0.6s后,磁场保持不变,ab棒切割磁感线,根据右手定则可知,通过ab棒的电流由b流向a,则流过的电流方向从左到右,故流过的电流方向在0.6s前后不变,故A正确;
B.设ab棒进入磁场时的速度大小为,根据动能定理可得
解得
ab棒进入磁场,产生的感应电动势为
金属棒通过的感应电流为
金属棒恰好匀速通过整个磁场区域,根据平衡条件可得
联立解得,,故B错误;
C.由于的电流大小始终不变,由B选项分析可知,通过的电流大小为
则在内,通过ab棒的电流为
在内,通过的电流为
在内,回路的电动势为
又
其中
联立解得磁场上下边界、的距离为,故C错误;
D.ab棒匀速通过磁场区域所用时间为
则通过的电荷量为,故D正确。
故选AD。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某同学用如图(a)所示的实验装置研究“在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”。缓慢推动活塞,使注射器内气体体积逐渐减小的过程中,多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机,同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。
(1)关于该实验下列说法正确的是______。
A. 注射器上的刻度分布均匀即可,不需标注单位
B. 应快速推拉柱塞,以免气体进入或漏出
C. 为方便推拉柱塞,应用手握注射器再推拉柱塞
D. 柱塞上涂抹润滑油,是为了减小摩擦力
(2)小明所在的小组在压缩气体时快速用力推柱塞,则作出的图线应为图(b)中的______(选填“①”或“②”)。
(3)另一小组根据实验数据作出图线,若他们实验操作无误,图线是下图中的______。
A. B. C.
【答案】(1)A (2)② (3)A
【解析】
【小问1详解】
A.注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可,可以不标注单位,故A正确;
B.为避免温度发生变化,不应快速推拉柱塞,故B错误;
C.为避免温度发生变化,不能用手握注射器再推拉柱塞,故C错误;
D.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
根据
可得
可知图像的斜率表示,其中为常数;
由题知,小明所在的小组在压缩气体时快速用力推柱塞,则注射器内的气体温度升高,故作出的图线应为图(b)中的②。
【小问3详解】
由题分析,可知在实验中不仅注射器内的气体有体积,而且注射器与压强传感器连接处软管的气体也有体积,故实际的研究对象是将两处气体看成一个整体,设注射器内的气体体积为,注射器与压强传感器连接处软管的气体体积,根据
可得
故选A。
12. 传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用,如图甲是一个压力传感器设计电路,要求从电流表表盘上直接读出压力大小,其中是保护电阻,是调零电阻(总电阻),理想电流表量程为50mA,电源电动势,内阻不计,压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
(1)若提供以下保护电阻,则应选______。
A. B. C.
(2)选取、安装保护电阻后,要对压力传感器进行调零,使时,电流表满偏,调零电阻应调为______。
(3)现对表盘进行重新标注刻度值,原30mA刻度线处应标注______N。
(4)由于电池老化,电动势降为2.7V,传感器压力读数会出现偏差,如果某次使用时,先调零、后测量,读出压力为30N,此时电流大小为______mA,实际压力大小为______N。
【答案】(1)A (2)10
(3)20 (4) ①. 25 ②. 27
【解析】
【小问1详解】
电流表满偏时,电路的总电阻
而
由图乙可知,压敏电阻的阻值的最小阻值为,调零电阻最大为,则应选即可,选和都太大。
故选A。
【小问2详解】
选取、安装保护电阻后,要对压力传感器进行调零,使时,此时压敏电阻的阻值的阻值为,电流表满偏,则有
解得
【小问3详解】
现对表盘进行重新标注刻度值,当电流为时,有
解得压敏电阻的阻值为
根据图乙可知压敏电阻阻值与压力关系为
解得对应的压力为
则原刻度线处应标注。
【小问4详解】
[1]根据
当压力为时,压敏电阻阻值为
则此时电流大小为
[2]因为电池老化,电动势,调零时有
其中,,解得
当电流大小为,则有
可得压敏电阻的实际阻值为
根据
可得实际压力大小为
13. 如图所示,一小型交流发电机中匀强磁场的磁感应强度,线圈ABCD匝数匝,面积,线圈电阻,线圈以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连,变压器副线圈与电阻R相接,理想电流表示数,变压器原、副线圈匝数比,从线圈转至与中性面垂直开始计时,求:
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)电阻R的阻值和外力对线圈做功的功率。
【答案】(1)
(2),
【解析】
【小问1详解】
感应电动势最大值为
从线框转至与中性面垂直位置开始计时,则瞬时值表达式为
【小问2详解】
发电机产生的是正弦式交变电流,电动势有效值为
对原线圈电路根据欧姆定律可得
解得原线圈电压为
根据理想变压器电压比等于匝数比,可得
解得
根据理想变压器原副线圈电流关系,可得
解得
则根据欧姆定律可得电阻R的阻值为
外力对线圈做功的功率为
14. 如图所示,在倾角的光滑足够长斜面上,放置开口沿斜面向下的导热汽缸C,汽缸内导热活塞A、B密封两部分理想气体Ⅰ、Ⅱ,汽缸底部被轻弹簧拉住,弹簧另一端连在固定挡板上。开始都静止,两活塞厚度不计,气体Ⅰ、Ⅱ长度分别为,,活塞A距离汽缸口。已知A、B活塞和汽缸质量均为,活塞横截面积,弹簧劲度系数,始终与斜面平行且在弹性限度内,两活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动,大气压强,。
(1)静止时,封闭气体Ⅰ、Ⅱ的压强、;
(2)保持环境温度不变,用外力缓慢沿斜面向下拉活塞A,使活塞A恰好运动到汽缸口,已知此过程气体Ⅱ长度变为,求此时弹簧的伸长量x;
(3)缓慢升高环境温度,也使活塞A恰好缓慢运动到汽缸口,若封闭气体Ⅱ内能增加,求气体Ⅱ吸收的热量Q。
【答案】(1)或;或
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对活塞A受力分析,如图
则或
对活塞B受力分析,如图
则或
【小问2详解】
对气体Ⅱ分析
则
对活塞A受力分析,如图
则
把两活塞和汽缸看作一整体,对其受力分析,如图
则
【小问3详解】
设气体初态温度为,末态温度为,气体Ⅰ、Ⅱ末态长度分别为、
对气体Ⅰ
对Ⅱ中气体
又因
解得 ,
外界对气体Ⅱ做功
则
根据热力学第一定律
则
15. 磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车,它通过电磁力实现列车与轨道之间无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。某科研团队为研究磁悬浮列车的运动情况,制作了总质量的列车模型,如图甲所示,该列车底部固定一与列车绝缘的矩形金属线框abcd,线框的总电阻,用两根足够长、水平固定、间距(和矩形线框的边长ab相等)的平行金属导轨PQ、MN模拟列车行驶的车轨,线框与车轨平行且不接触,车轨间存在垂直导轨平面的等间距不间断的交替匀强磁场,相邻两匀强磁场的方向相反、磁感应强度大小均为,每个特定磁场横向宽度恰好与矩形线框的边长ad相等,如图乙所示(图乙中只画出矩形线框)。将列车放置于车轨上,当匀强磁场以速度向右匀速运动时,列车因受到磁场力而运动起来,运动过程中受到的阻力与车速成正比,,。
(1)求列车刚开始运动时线框中的电流I和此时列车的加速度a;
(2)求列车最大行驶速度和此时线框abcd的热功率P;
(3)列车以最大速度运动时,要使列车尽快停下来,使原磁场大小方向不变,向左以匀速运动,列车减速停下,同时磁场停止运动,求列车制动距离x。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
联立解得
根据牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
根据法拉第电磁感应定律有
根据闭合电路欧姆定律有
根据平衡条件有
解得,
根据
解得
【小问3详解】
当列车速度为v时,经过很短时间,对列车,根据动量定理有
根据闭合电路欧姆定律有
代入上式得
变形得
可得
当代入上式,解得
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高二年级物理试卷
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错得0分。
1. 下列说法正确的是( )
A. 图甲中,微粒越大,单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
B. 图乙表示两分子势能随分子距离变化的图线,分子间距为时分子力为0
C. 图丙中,真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈会产生大量热量使金属熔化,从而冶炼金属
D. 图丁中,水黾能停在水面上,说明液体对水黾有浮力
2. LC振荡电路某时刻磁场方向及电容器所带电荷量如图甲所示,电流i随时间t的变化规律如图乙所示,规定顺时针方向为电流i的正方向,则( )
A. 时,电路中磁场能最大
B. 时,电容器极板上电荷量随时间变化最快
C. 1s~1.5s之间,电容器正在充电
D. 图甲可能对应乙图中时刻
3. 如图所示,爆米花机是一种对谷物进行膨化加工的装置,主体为一个金属罐体。在气体压强为的干燥环境下打开阀门向罐内放入干燥的谷物,谷物占罐内体积的,关闭阀门,将支撑轴和摇柄架设在火炉的支架上进行旋转加热,当罐内气体热力学温度为T,压强为时,打开阀门,罐内气体迅速膨胀,谷物全部喷出。因为外部压强突然变小,巨大的压强差使得谷物迅速膨胀,从而达到膨化的效果。谷物喷出后,当罐内气体温度为时,罐内剩余气体质量与打开阀门前罐内气体质量之比约为( )
A. B. C. D.
4. 在某个物理趣味小实验中,几位同学手拉手与一节电动势为1.5V的干电池、导线、电键、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。设开关闭合稳定后线圈中的电流为,下列说法正确的是( )
A. 在闭合开关瞬间会使连成一串的同学有触电感觉
B. 断开开关时线圈中的电流突然增大
C. 人有触电感觉时流过人体的电流方向为B→A
D. 人有触电感觉是有很高的电压加在每个人的两手间且流过人体的电流大于
5. 如图所示,一定质量的理想气体,经历a→b→c→a的循环过程,ab与纵轴平行,ac与横轴平行,cb的延长线过原点。下列说法正确的是( )
A. 整个过程中,气体吸收的热量小于释放的热量
B. a→b过程,外界对气体做正功
C. c→a过程,外界对气体做的功大于气体放出的热量
D. b→c过程,气体体积不变,分子数密度不变,所以单位时间撞击单位面积的分子数不变
6. 如图所示,粗细均匀的导热玻璃管开口向上竖直放置,管长,用的水银柱封闭一段长的理想气体,环境温度不变,大气压强。现在缓慢将玻璃管转动至开口竖直向下放置,稳定后,封闭气体压强为( )
A. 91cmHg B. 70cmHg C. 59cmHg D. 65cmHg
7. 如图所示,边长为L的等边三角形ABC为两个有界匀强磁场的理想边界,三角形内、外匀强磁场方向相反,均垂直于纸面,大小都为B,三角形外的磁场范围足够大。把粒子源放在顶点A处,它将沿的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为的带电粒子(粒子重力不计)。粒子在磁场中运动的周期为T,对从A射出的粒子,下列说法错误的是( )
A. 若带负电,,第一次回到A点所用时间为
B. 若带负电,,第一次到达C点所用时间为T
C. 若带正电,,第一次到达C点所用时间为
D. 若带正电,,第一次到达C点所用时间为T
8. 如图所示小型发电机,线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动(如图甲),穿过线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示,线圈通过电刷与电阻R相连,线圈电阻不计,匝数为N,转动周期为T,产生电动势的最大值为。则( )
A. 在内,通过线圈某截面的电荷量为
B. 在内,线圈中电流方向不变
C. 在时,电阻R两端电压为
D. 在时,穿过线圈的磁通量为
9. 理想变压器的原、副线圈的匝数比为,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为30V的正弦交流电源上,下列说法正确的是( )
A. 电阻两端电压8V B. 电阻两端电压12V
C. 电阻的功率为3W D. 电源的输出功率为16W
10. 如图甲所示,两根完全相同的光滑平行导轨固定,与水平面成,导轨两端均连接电阻,阻值,导轨间距。在矩形区域内分布有垂直斜面向上的磁场,磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示。时刻,在导轨上方与距离0.9m处,有一根阻值,的金属棒ab在导轨上由静止释放,恰好匀速通过整个磁场区域。已知从静止释放到恰好通过磁场区域的过程中,流过的电流大小始终不变,,导轨电阻不计,ab棒始终与导轨垂直,下列说法正确的是( )
A. 流过的电流方向在0.6s前后不变
B. 磁感应强度的最大值
C. 磁场上下边界、的距离为1.5m
D. 通过的电荷量为0.3C
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某同学用如图(a)所示的实验装置研究“在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”。缓慢推动活塞,使注射器内气体体积逐渐减小的过程中,多次从注射器的刻度上读出体积值并输入计算机,同时由压强传感器将对应体积的压强值通过数据采集器传送给计算机。
(1)关于该实验下列说法正确的是______。
A. 注射器上的刻度分布均匀即可,不需标注单位
B. 应快速推拉柱塞,以免气体进入或漏出
C. 为方便推拉柱塞,应用手握注射器再推拉柱塞
D. 柱塞上涂抹润滑油,是为了减小摩擦力
(2)小明所在的小组在压缩气体时快速用力推柱塞,则作出的图线应为图(b)中的______(选填“①”或“②”)。
(3)另一小组根据实验数据作出图线,若他们实验操作无误,图线是下图中的______。
A. B. C.
12. 传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用,如图甲是一个压力传感器设计电路,要求从电流表表盘上直接读出压力大小,其中是保护电阻,是调零电阻(总电阻),理想电流表量程为50mA,电源电动势,内阻不计,压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
(1)若提供以下保护电阻,则应选______。
A. B. C.
(2)选取、安装保护电阻后,要对压力传感器进行调零,使时,电流表满偏,调零电阻应调为______。
(3)现对表盘进行重新标注刻度值,原30mA刻度线处应标注______N。
(4)由于电池老化,电动势降为2.7V,传感器压力读数会出现偏差,如果某次使用时,先调零、后测量,读出压力为30N,此时电流大小为______mA,实际压力大小为______N。
13. 如图所示,一小型交流发电机中匀强磁场的磁感应强度,线圈ABCD匝数匝,面积,线圈电阻,线圈以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连,变压器副线圈与电阻R相接,理想电流表示数,变压器原、副线圈匝数比,从线圈转至与中性面垂直开始计时,求:
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)电阻R的阻值和外力对线圈做功的功率。
14. 如图所示,在倾角的光滑足够长斜面上,放置开口沿斜面向下的导热汽缸C,汽缸内导热活塞A、B密封两部分理想气体Ⅰ、Ⅱ,汽缸底部被轻弹簧拉住,弹簧另一端连在固定挡板上。开始都静止,两活塞厚度不计,气体Ⅰ、Ⅱ长度分别为,,活塞A距离汽缸口。已知A、B活塞和汽缸质量均为,活塞横截面积,弹簧劲度系数,始终与斜面平行且在弹性限度内,两活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动,大气压强,。
(1)静止时,封闭气体Ⅰ、Ⅱ的压强、;
(2)保持环境温度不变,用外力缓慢沿斜面向下拉活塞A,使活塞A恰好运动到汽缸口,已知此过程气体Ⅱ长度变为,求此时弹簧的伸长量x;
(3)缓慢升高环境温度,也使活塞A恰好缓慢运动到汽缸口,若封闭气体Ⅱ内能增加,求气体Ⅱ吸收的热量Q。
15. 磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车,它通过电磁力实现列车与轨道之间无接触的悬浮和导向,再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。某科研团队为研究磁悬浮列车的运动情况,制作了总质量的列车模型,如图甲所示,该列车底部固定一与列车绝缘的矩形金属线框abcd,线框的总电阻,用两根足够长、水平固定、间距(和矩形线框的边长ab相等)的平行金属导轨PQ、MN模拟列车行驶的车轨,线框与车轨平行且不接触,车轨间存在垂直导轨平面的等间距不间断的交替匀强磁场,相邻两匀强磁场的方向相反、磁感应强度大小均为,每个特定磁场横向宽度恰好与矩形线框的边长ad相等,如图乙所示(图乙中只画出矩形线框)。将列车放置于车轨上,当匀强磁场以速度向右匀速运动时,列车因受到磁场力而运动起来,运动过程中受到的阻力与车速成正比,,。
(1)求列车刚开始运动时线框中的电流I和此时列车的加速度a;
(2)求列车最大行驶速度和此时线框abcd的热功率P;
(3)列车以最大速度运动时,要使列车尽快停下来,使原磁场大小方向不变,向左以匀速运动,列车减速停下,同时磁场停止运动,求列车制动距离x。
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