精品解析：广东省清中、河中、北中、惠中、阳中、茂中2024-2025学年高二下学期联合测试物理试卷

2025年5月清中、河中、北中、惠中、阳中、茂中联合测试 高二物理 说明：本试卷共8页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。答案须做在答卷上；选择题填涂须用2B铅笔，主观题须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答。考试结束后只需交答卷。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 图甲为发射电磁波的振荡电路，图乙为甲图电路中的电流随时间的变化图像，某时刻电路中电流方向如甲图所示，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则下列说法正确的是（　　） A. 此时可能是乙图的点 B. 此时可能是乙图的点 C. 此时线圈中磁场方向向上 D. 此时线圈中的磁场能在增加 2. 如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化（如图乙所示）。已知线圈的匝数为100匝，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为0.2Hz B. t=0.2s时，发电机线圈产生的电动势为零 C. 发电机的电动势的峰值为πV D. 线圈的感应电动势表达式为 3. 如图甲所示为家用压气式浇花喷壶，初始时储气室内封闭有压强大于大气压强的理想气体，按下按柄打开阀门，水从喷嘴处喷出（假设喷水过程壶内气体温度不变），喷水全过程封闭气体状态变化图像如图乙所示。关于喷水过程下列说法正确的是（　　） A. 此过程气体对外做功，内能减小 B. 此过程温度不变，不发生热传递 C. 乙图中矩形和矩形的面积相等 D. 气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积上的次数增加 4. 如图甲所示为一盏光纤灯，它是一种基于光纤技术的照明装饰灯具，光源产生的光线通过玻璃纤维束或塑料纤维束输送到需要照明的地方。图乙为光纤导光原理简图，长度为的圆柱状玻璃纤维置于空气中，其中为直径，一束单色光以入射角从空气射向圆心，下列说法中正确的是（　　） A. 单色光从空气进入玻璃纤维后，其频率变小 B. 入射角越大，同种单色光在界面越容易发生全反射 C. 入射角一定，红光比紫光更容易在界面发生全发射 D. 若入射角时，某单色光恰好在界面发生全反射，则玻璃纤维对该单色光的折射率为 5. 在北京研学的同学们看到街头有一个摆钟，如图所示，大家纷纷议论了起来，已知此摆钟在北京走时准确。关于同学们的议论下列说法正确的是（　　） A. 小华同学认为如果将摆钟带回广州，摆钟走时还会像在北京一样准确 B. 小明同学说摆球在摆动中的回复力是摆绳拉力和摆球重力的合力 C. 小张同学说摆球运动到两侧最高点时摆绳的拉力最大 D. 小王同学说如果能让此摆钟加速上升，摆钟的摆动周期一定减小 6. 如图为一个小型风力发电机，在风力的作用下，叶片匀速旋转，带动放在水平磁场中的方形线圈转动进行发电，当线圈的转速为时，电阻消耗的功率为。图中方形线圈的内阻可忽略不计，变压器为理想变压器，电表均为理想电表。下列说法中正确的是（　　） A. 当方形线圈平面与磁场方向平行时，电压表示数最大 B. 当方形线圈平面与磁场方向平行时，通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化最慢 C. 将电阻变大，电压表示数不变，发电机的输出功率变小 D. 若风力变大导致叶片转速增大为，则电阻消耗的功率增大为 7. 如图所示，一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘，圆盘中心和圆盘边缘通过电刷与螺线管相连，螺线管右侧有竖直悬挂的铜环，匀强磁场垂直于圆盘平面向上，从上向下看，圆盘逆时针转动，则下述结论中正确的是（　　） A. 点电势高于点电势 B. 螺线管端为极 C. 若圆盘加速转动，则铜环将靠近螺线管 D. 若圆盘加速转动，从左向右看铜环产生顺时针方向电流 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 图B为光纤的原理图，下列四个选项中，有哪些选项涉及的物理原理与光在光纤中传播的原理是一样的（　　） A. 甲图中海面上出现的海市蜃楼 B. 乙图中肥皂泡上出现的彩色条纹 C. 丙图中用眼镜看立体电影 D. 丁图中水中的气泡看上去特别明亮 9. 将一根长软绳的一端拴在门把上，用手握住另一端并上下摆动，形成了如图甲所示的波形图，实线和虚线分别是时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点，质点Q的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A. 质点P振动的振幅是 B. 门把手在该软绳的左端 C. 质点Q的振动方程为 D. 的大小可能为 10. 如图甲所示，一质量的木板A静置在足够大的光滑水平面上，时刻在木板上作用一水平向右的力，力在内随时间均匀变大，之后保持不变，如图乙所示。在时将质量的滑块B轻放在木板A右端，最终滑块B恰好没有从木板A左端掉落。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数，重力加速度大小取，则（　　） A. 作用力的冲量为 B. 时木板的速度为 C. 时滑块B的加速度为 D. 时滑块B的速度为 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，玻璃砖表面有标记圆心的位置，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上画一条直线，作一垂线作为法线交于点（图中竖直虚线），从点引出一条直线作为入射光线（图中第二象限实线）； ③将玻璃砖放在白纸上，使其底面直径与直线重合，玻璃砖圆心与重合； ④在入射光线适当位置上垂直纸面插大头针、； ⑤在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针，透过玻璃砖使挡住、的像； ⑥拿走玻璃砖，过与点作一直线即为折射光线，以为圆心画一个圆，过圆与两光线的交点作法线的垂线AB、CD。 请回答下面问题： （1）以上哪一个步骤不是必要的？______（用步骤前序号表示）； （2）设的长度为，AO的长度，CD的长度为，DO的长度为，为较方便地求出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______（填、、或），则玻璃砖的折射率可表示为______（用题目所给的符号表示）； （3）在操作步骤③中，操作导致玻璃砖的圆心处在点的左侧（玻璃砖偏左），其他步骤没有出错，则测得的折射率较真实值是______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 某同学想利用如图甲所示装置来测量当地的重力加速度。通过数据采集器来获得摆动的周期，请完成以下问题： （1）此次实验装置下列最佳的是___________（填标号）； A. B. C. （2）该同学用螺旋测微器测量摆球直径为，再用刻度尺测得摆线长度为，则摆长___________（用字母、表示）； （3）该同学在测量单摆的周期时，从单摆第一次运动到最低点开始计时且记数为1，到第次经过最低点所用的时间为，则单摆的周期___________； （4）该同学通过多次实验得出摆长与对应的周期的数据，并画出周期和摆长图像，如图乙所示，图像斜率为，则当地的重力加速度___________（用含、表示）； （5）该同学由于意外导致螺旋测微器损坏了，无法具体测量出小球直径的数值，只能测量出摆线的长度。实验中，测得当摆线长度为时周期为，当摆线长度为时周期为，由此可测得当地的重力加速度___________（用、、、表示）。 13. 早晨，某同学在家做探究浮力的实验，将质量未知的杯子倒扣在静水中，松手后杯底恰好与水平面齐平，简化模型如图甲所示。杯子可近似看成底面积为的圆柱形容器，杯内有高度为的理想气体。实验成功之后该同学就离开了，等中午回来发现杯子从水里长出来了，杯底浮出水面一定高度。已知早晨温度为，中午温度升至，大气压强为，重力加速度为，水的密度为，杯子没有漏气，忽略室温变化引起的大气压强变化，忽略杯子厚度及形变。求： （1）早晨时，杯内气体的压强； （2）中午时，杯子露出水面部分的高度； （3）气体膨胀过程中对外做的功。 14. 如图甲所示，室内蹦床是一项深受小朋友喜爱的运动娱乐项目，其简化模型如图乙所示：竖直放置的轻弹簧，一端固定在地面上，另一端连接质量为的木板，质量为的物体从中央正上方高为处由静止释放，随后与发生完全非弹性碰撞。若与碰撞时间极短，碰后瞬间木板获得速度，碰后一起下降最大距离的过程中，物体对木板做了的功，始终在一竖直线上运动，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）物体由静止释放的高度的大小； （2）与碰撞瞬间，损失的机械能； （3）与碰后一起下降的最大距离的大小。 15. 某科技馆中有一装置如图甲所示，乘客乘坐滑板车从某一高度俯冲下来，以寻求刺激，但是速度太快存在一定的风险，为解决这一问题，设计者利用磁场来减速，其工作原理如图乙所示。在滑板车下面安装电阻不计的导轨，导轨中间安装5根等距离分布的导体棒，相邻两根导体棒的距离为，导体棒长度为，电阻均相等。距离斜面底端的处下方，存在宽度为，方向垂直斜面向上的有界匀强磁场。磁感应强度大小为。总质量（含人）为的滑板车从磁场区域上面由静止滑下，开始时离磁场最近那根导体棒与磁场上边缘平行且距离为，导体棒刚进入磁场滑板车就恰好做匀速直线运动，斜面与水平面夹角为，假设所有轨道均光滑，重力加速度为。求： （1）每根导体棒的电阻； （2）滑板车穿过磁场过程中，导体棒上产生的热量； （3）滑板车穿过磁场过程中流过导体棒的电荷量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年5月清中、河中、北中、惠中、阳中、茂中联合测试 高二物理 说明：本试卷共8页，15小题，满分100分，考试用时75分钟。答案须做在答卷上；选择题填涂须用2B铅笔，主观题须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答。考试结束后只需交答卷。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 图甲为发射电磁波的振荡电路，图乙为甲图电路中的电流随时间的变化图像，某时刻电路中电流方向如甲图所示，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则下列说法正确的是（　　） A. 此时可能是乙图的点 B. 此时可能是乙图的点 C. 此时线圈中磁场方向向上 D. 此时线圈中的磁场能在增加 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，磁场能减小电场能增大，电路中的电流正在减小，此时可能是乙图的点，故AD错误，B正确； C．根据右手螺旋定则可知，此时螺线管的磁场方向向下，故C错误。 故选B。 2. 如图甲所示为某款按压式发电的手电筒，当按照一定的频率按压时，内置发电机线圈转动，穿过线圈的磁通量按照正弦规律变化（如图乙所示）。已知线圈的匝数为100匝，下列说法正确的是（　　） A. 交流电的频率为0.2Hz B. t=0.2s时，发电机线圈产生的电动势为零 C. 发电机的电动势的峰值为πV D. 线圈的感应电动势表达式为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图乙可知，交流电的周期为0.2s，则频率为，故A错误； B．t=0.2s时，线圈中的磁通量为零，磁通量的变化率最大，所以电动势和电流最大，故B错误； C．发电机的电动势的峰值为，故C正确； D．线圈的感应电动势表达式为，故D错误。 故选C。 3. 如图甲所示为家用压气式浇花喷壶，初始时储气室内封闭有压强大于大气压强的理想气体，按下按柄打开阀门，水从喷嘴处喷出（假设喷水过程壶内气体温度不变），喷水全过程封闭气体状态变化图像如图乙所示。关于喷水过程下列说法正确的是（　　） A. 此过程气体对外做功，内能减小 B. 此过程温度不变，不发生热传递 C. 乙图中矩形和矩形的面积相等 D. 气体分子单位时间内碰撞器壁单位面积上的次数增加 【答案】C 【解析】 【详解】AB．喷液过程中，气体膨胀，对外做功，喷液过程中温度保持不变，气体质量不变，气体内能不变，根据热力学第一定律，一定从外界吸收热量，故AB错误； C．整个过程可以看成等温变化，结合图像可知，矩形的面积为，矩形的面积为，根据玻意耳定律可知，故C正确； D．喷液过程中，由于温度不变，根据玻意耳定律可知，气体体积增大，压强减小。气体体积增大，分子数密度减小；温度不变，分子平均速率不变。 因此气体分子单位时间碰撞器壁单位面积的次数减少，故D错误。 故选C。 4. 如图甲所示为一盏光纤灯，它是一种基于光纤技术的照明装饰灯具，光源产生的光线通过玻璃纤维束或塑料纤维束输送到需要照明的地方。图乙为光纤导光原理简图，长度为的圆柱状玻璃纤维置于空气中，其中为直径，一束单色光以入射角从空气射向圆心，下列说法中正确的是（　　） A. 单色光从空气进入玻璃纤维后，其频率变小 B. 入射角越大，同种单色光在界面越容易发生全反射 C. 入射角一定，红光比紫光更容易在界面发生全发射 D. 若入射角时，某单色光恰好在界面发生全反射，则玻璃纤维对该单色光的折射率为 【答案】D 【解析】 【详解】A．单色光从空气进入玻璃纤维后，频率不变，故A错误； B．根据 如图，入射角越大，越小，入射在界面的入射角越小，越不容易发射全反射，故B错误； C．入射角一定，红光比紫光的折射率小，则红光的折射角更大，入射在界面的入射角更小，而，红光的临界角更大比紫光更不容易发生全反射，故C错误； D．根据 解得，故D正确。 故选D。 5. 在北京研学的同学们看到街头有一个摆钟，如图所示，大家纷纷议论了起来，已知此摆钟在北京走时准确。关于同学们的议论下列说法正确的是（　　） A. 小华同学认为如果将摆钟带回广州，摆钟走时还会像在北京一样准确 B. 小明同学说摆球在摆动中的回复力是摆绳拉力和摆球重力的合力 C. 小张同学说摆球运动到两侧最高点时摆绳的拉力最大 D. 小王同学说如果能让此摆钟加速上升，摆钟的摆动周期一定减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．如果将摆钟从北京带回广州，重力加速度变小，根据单摆周期公式 可知周期变大，所以摆钟走时将不准确，故A错误； B．摆球在摆动中重力沿切线方向的分力提供摆球做简谐运动的回复力，故B错误； C．摆球运动到最低点时速度最大，根据牛顿第二定律 可知在最低点时线的拉力最大，两侧最高点时，速度最小，摆绳的拉力最小，故C错误； D．如果能让此摆钟加速上升，等效重力加速度变大，根据单摆周期公式 可知周期变小，故D正确。 故选D。 6. 如图为一个小型风力发电机，在风力的作用下，叶片匀速旋转，带动放在水平磁场中的方形线圈转动进行发电，当线圈的转速为时，电阻消耗的功率为。图中方形线圈的内阻可忽略不计，变压器为理想变压器，电表均为理想电表。下列说法中正确的是（　　） A. 当方形线圈平面与磁场方向平行时，电压表示数最大 B. 当方形线圈平面与磁场方向平行时，通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化最慢 C. 将电阻变大，电压表示数不变，发电机的输出功率变小 D. 若风力变大导致叶片转速增大为，则电阻消耗的功率增大为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．方形线圈在磁场中匀速转动，理想电压表测量的是有效值，故电压表示数不变，当方形线圈平面与磁场方向平行时，通过线圈的磁通量为零，磁通量的变化最快，故AB错误； C．将电阻变大，理想变压器的输入电压U1不变，则电压表示数不变，副线圈两端的电压也不变，则发电机的输出功率变小，故C正确； D．若风力变大导致叶片转速增大为，则增大为2U1，增大为2U2，则电阻消耗的功率增大为4P，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，一个可绕竖直圆心轴转动的水平金属圆盘，圆盘中心和圆盘边缘通过电刷与螺线管相连，螺线管右侧有竖直悬挂的铜环，匀强磁场垂直于圆盘平面向上，从上向下看，圆盘逆时针转动，则下述结论中正确的是（　　） A. 点电势高于点电势 B. 螺线管端为极 C. 若圆盘加速转动，则铜环将靠近螺线管 D. 若圆盘加速转动，从左向右看铜环产生顺时针方向电流 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据右手定则可知，圆盘逆时针方向匀速转动时，产生的感应电流从圆心指向圆盘边缘，则边缘电势最高，根据右手螺旋定则螺线管端为极，故AB错误； C．若圆盘加速转动，则产生的感应电动势增大，回路电流增大，螺线管产生的磁场增大，穿过铜环磁通量增大，根据楞次定律可知铜环将远离螺线管，以阻碍磁通量增加，故C错误； D．若圆盘加速转动，铜环处磁场方向向左穿过铜环，感应磁场向右，则由右手螺旋定则可知从左向右看铜环产生顺时针方向电流，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 8. 图B为光纤的原理图，下列四个选项中，有哪些选项涉及的物理原理与光在光纤中传播的原理是一样的（　　） A. 甲图中海面上出现的海市蜃楼 B. 乙图中肥皂泡上出现的彩色条纹 C. 丙图中用眼镜看立体电影 D. 丁图中水中的气泡看上去特别明亮 【答案】AD 【解析】 【详解】A．光纤的原理是全反射，海面上出现的海市蜃楼是光的折射和全反射现象，涉及全反射，与光在光纤中传播原理有相似之处（都有全反射），故A正确； B．肥皂泡上出现的彩色条纹是光的干涉现象，和全反射原理不同，故B错误； C．用眼镜看立体电影是利用光的偏振原理，与全反射无关，故C错误； D．水中的气泡看上去特别明亮，是因为光从水射向气泡时发生了全反射，和光在光纤中传播的全反射原理一样，故D正确。 故选AD。 9. 将一根长软绳的一端拴在门把上，用手握住另一端并上下摆动，形成了如图甲所示的波形图，实线和虚线分别是时刻和时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为和的两质点，质点Q的振动图像如图乙所示。根据图中信息，下列说法正确的是（　　） A. 质点P振动的振幅是 B. 门把手在该软绳的左端 C. 质点Q的振动方程为 D. 的大小可能为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由图甲可知，质点P振动的振幅是，故A正确； B．由图乙可知，时质点Q的起振方向沿y轴负方向，根据同侧法可知波沿x轴负方向传播，所以门把手在该软绳的左端，故B正确； C．由图乙可知，周期T=2s，时质点Q位于正向最大位移处，时质点Q位于平衡位置且向y轴负方向运动，则质点Q的振动方程为，故C错误； D．根据波沿x轴负方向传播，则，所以的大小不可能为，故D错误。 故选AB。 10. 如图甲所示，一质量的木板A静置在足够大的光滑水平面上，时刻在木板上作用一水平向右的力，力在内随时间均匀变大，之后保持不变，如图乙所示。在时将质量的滑块B轻放在木板A右端，最终滑块B恰好没有从木板A左端掉落。已知滑块B与木板A间的动摩擦因数，重力加速度大小取，则（　　） A. 作用力的冲量为 B. 时木板的速度为 C. 时滑块B的加速度为 D. 时滑块B的速度为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．图像与坐标轴围成的面积代表作用力的冲量，则作用力的冲量为，故A正确； B．根据动量定理有 解得，故B错误； CD．2s后，对A、B根据牛顿第二定律有， 解得， 设经t后二者共速，则 解得s 假设之后两物体有共同加速度，则有 解得 假设成立。 所以5s时，B的加速度为，根据速度—时间公式有，故CD正确； 故选ACD。 三、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 某探究小组要测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，玻璃砖表面有标记圆心的位置，下面是该小组的探究步骤： ①用刻度尺测量玻璃砖的直径； ②把白纸固定在水平桌面上，在白纸上画一条直线，作一垂线作为法线交于点（图中竖直虚线），从点引出一条直线作为入射光线（图中第二象限实线）； ③将玻璃砖放在白纸上，使其底面直径与直线重合，玻璃砖圆心与重合； ④在入射光线适当位置上垂直纸面插大头针、； ⑤在玻璃砖另一侧垂直纸面插大头针，透过玻璃砖使挡住、的像； ⑥拿走玻璃砖，过与点作一直线即为折射光线，以为圆心画一个圆，过圆与两光线的交点作法线的垂线AB、CD。 请回答下面问题： （1）以上哪一个步骤不是必要的？______（用步骤前序号表示）； （2）设的长度为，AO的长度，CD的长度为，DO的长度为，为较方便地求出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量______（填、、或），则玻璃砖的折射率可表示为______（用题目所给的符号表示）； （3）在操作步骤③中，操作导致玻璃砖的圆心处在点的左侧（玻璃砖偏左），其他步骤没有出错，则测得的折射率较真实值是______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1）① （2） ①. 和 ②. （3）偏大 【解析】 【小问1详解】 实验目的是测量一横截面为半圆形透明玻璃砖的折射率，令玻璃砖的半径为R，图中入射角与折射角分别为、，根据几何关系有， 根据折射率的定义有 解得 可知，实验中不需要用刻度尺测量玻璃砖的直径，即不必要的步骤是①。 【小问2详解】 [1][2]设的长度为， CD的长度为，结合上述可知，为较方便地求出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量和，则玻璃砖的折射率可表示为 【小问3详解】 若玻璃砖的圆心处在点的左侧，则入射角不变，折射角的测量值偏小，则测得的折射率较真实值偏大。 12. 某同学想利用如图甲所示装置来测量当地的重力加速度。通过数据采集器来获得摆动的周期，请完成以下问题： （1）此次实验装置下列最佳的是___________（填标号）； A. B. C. （2）该同学用螺旋测微器测量摆球直径为，再用刻度尺测得摆线长度为，则摆长___________（用字母、表示）； （3）该同学在测量单摆的周期时，从单摆第一次运动到最低点开始计时且记数为1，到第次经过最低点所用的时间为，则单摆的周期___________； （4）该同学通过多次实验得出摆长与对应的周期的数据，并画出周期和摆长图像，如图乙所示，图像斜率为，则当地的重力加速度___________（用含、表示）； （5）该同学由于意外导致螺旋测微器损坏了，无法具体测量出小球直径的数值，只能测量出摆线的长度。实验中，测得当摆线长度为时周期为，当摆线长度为时周期为，由此可测得当地的重力加速度___________（用、、、表示）。 【答案】（1）B （2） （3） （4） （5） 【解析】 【小问1详解】 利用单摆测重力加速度，为减小实验误差，需满足摆长固定、悬点不变且空气阻力可忽略，即选体积小质量大的小铁球。 故选B。 【小问2详解】 摆长为小球球心到悬点的距离，为。 【小问3详解】 单摆的周期。 【小问4详解】 根据单摆周期公式 得 周期和摆长图像的斜率为，解得。 【小问5详解】 根据单摆周期公式 则有 解得。 13. 早晨，某同学在家做探究浮力的实验，将质量未知的杯子倒扣在静水中，松手后杯底恰好与水平面齐平，简化模型如图甲所示。杯子可近似看成底面积为的圆柱形容器，杯内有高度为的理想气体。实验成功之后该同学就离开了，等中午回来发现杯子从水里长出来了，杯底浮出水面一定高度。已知早晨温度为，中午温度升至，大气压强为，重力加速度为，水的密度为，杯子没有漏气，忽略室温变化引起的大气压强变化，忽略杯子厚度及形变。求： （1）早晨时，杯内气体的压强； （2）中午时，杯子露出水面部分的高度； （3）气体膨胀过程中对外做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题可知杯子内外液面高度差，有 【小问2详解】 杯子处于漂浮状态受力平衡，杯子内气体压强不变，排开水的体积不变，因此杯子内水面与杯子外水面高度差不变，露出水面过程为等压过程。设露出水面部分的高度为，由盖吕萨克定律有 解得 【小问3详解】 过程中气体对外做功为 解得 14. 如图甲所示，室内蹦床是一项深受小朋友喜爱的运动娱乐项目，其简化模型如图乙所示：竖直放置的轻弹簧，一端固定在地面上，另一端连接质量为的木板，质量为的物体从中央正上方高为处由静止释放，随后与发生完全非弹性碰撞。若与碰撞时间极短，碰后瞬间木板获得速度，碰后一起下降最大距离的过程中，物体对木板做了的功，始终在一竖直线上运动，弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，重力加速度取。求： （1）物体由静止释放的高度的大小； （2）与碰撞瞬间，损失的机械能； （3）与碰后一起下降的最大距离的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设与碰前瞬间速度大小为，根据动量守恒定律可得 自由下落到与碰前，根据机械能守恒定律可得 解得 【小问2详解】 与碰撞瞬间，损失的机械能： 代入数据解得 【小问3详解】 设一同向下运动的全过程，克服的弹力做的功为 对应用动能定理可得 解得 15. 某科技馆中有一装置如图甲所示，乘客乘坐滑板车从某一高度俯冲下来，以寻求刺激，但是速度太快存在一定的风险，为解决这一问题，设计者利用磁场来减速，其工作原理如图乙所示。在滑板车下面安装电阻不计的导轨，导轨中间安装5根等距离分布的导体棒，相邻两根导体棒的距离为，导体棒长度为，电阻均相等。距离斜面底端的处下方，存在宽度为，方向垂直斜面向上的有界匀强磁场。磁感应强度大小为。总质量（含人）为的滑板车从磁场区域上面由静止滑下，开始时离磁场最近那根导体棒与磁场上边缘平行且距离为，导体棒刚进入磁场滑板车就恰好做匀速直线运动，斜面与水平面夹角为，假设所有轨道均光滑，重力加速度为。求： （1）每根导体棒的电阻； （2）滑板车穿过磁场过程中，导体棒上产生的热量； （3）滑板车穿过磁场过程中流过导体棒的电荷量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 未进入磁场前，滑板车做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有 设导体棒进入磁场时的速度大小为，则 切割磁感线产生电动势 由闭合电路欧姆定律 由并联电路特点 滑板车在磁场中匀速直线运动 解得 【小问2详解】 根据能量守恒定律，滑板车匀速通过磁场过程中，动能没有变，在磁场中沿斜面下滑，所以减少重力势能全部转化为热能 5根导体在下落过程中所处地位一样，产生的热量相同，故发热占总热量，即 解得 【小问3详解】 导体棒进入磁场到滑离开磁场所用时间 通过导体棒的电荷量 从导体棒离开磁场到滑板车全部穿过磁场的过程中所用时间 离开磁场后，其他导体棒切割磁感线，通过导体棒的电荷量 滑板车穿过磁场过程中流过导体棒的电荷量 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $