精品解析：山东省淄博第七中学2024-2025学年高二下学期4月期中物理试题

淄博第七中学 2024-2025 学年度第二学期高二学分认定考试 物理试题 第 I 卷（选择题：共 40 分） 一、单项选择题（本题共8个题目，每小题3分，共24分） 1. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 甲图中，医院常用紫外线进行透视、检查金属内部缺陷，其具有很强的穿透作用 B. 图乙中，当分子间距离为r0 时，分子合力为零 C. 图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 D. 图丁中，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 2. 如图所示，某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成LC振荡电路，L是直流电阻可以忽略的电感线圈。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（　　） A. 电容器在充电 B. 磁场能转化为电场能 C. 电流在不断增大 D. 电容器上极板所带的负电荷增加 3. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B．L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中．已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（ ） A. 0 B. BIl C. 2BIl D. 4. 如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（ ） A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球运动过程中的速度不变 C. 小球运动过程的加速度保持不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功 5. 一电阻接到如图甲所示电源上，在一个周期内产生的热量为Q1；若该电阻接到图乙交流电源上（前周期为正弦曲线），在一个周期内产生的热量为Q2。则Q1︰Q2等于（　　） A. 2︰1 B. 5︰2 C. 10︰3 D. 12︰5 6. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（        ） A. 原线圈的输入功率为W B. 电流表的读数为1A C. 电压表的读数为V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 7. 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a，b，c电荷量相等，质量分别为ma，mb，mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是（ ） A. ma>mb>mc B. mb>ma>mc C. mc>ma>mb D. mc>mb>ma 8. 平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场、磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0），沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场，速度方向与OM成30°角，已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场，不计重力。则粒子离开磁场时的出射点到两平面交线O的距离为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9. 如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1 ，输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是（　　） A. 输电线的电流变大 B. 输电线上损失的功率变大 C. 升压变压器副线圈电压U2变大 D. 降压变压器原线圈电压U3变大 10. 一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列说法中正确的是（　　） A. A→B温度升高，体积不变 B. B→C压强不变，体积变小 C. C→D压强变小，体积变小 D. B点的温度最高，C点的体积最小 11. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量为、边长为、匝数的正方形线圈，其总电阻为。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示（）。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中产生的感应电流的方向为逆时针 B. 线圈中产生的感应电流的大小为0.1A C. 0~6s内线圈产生的焦耳热为60J D. 时轻质细线的拉力大小为18N 12. 带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有（  ） A. 甲图中，只有速度为的带电粒子从 P 射入，才能做匀速直线运动从 Q 射出 B. 乙图中，不同种带电粒子在磁场中运动的半径不同，但是周期相同 C. 丙图中，回旋加速器使用交流电，且轨道半径越大，粒子获得的能量越高 D. 丁图中，磁感应强度增大时，a、b 两表面间的电压U减小 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13. 在“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： （1）在本实验中将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜，若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为______； （2）关于本实验，下列操作正确的是（　　） A. 配制好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中，能进行实验 B. 将一滴油酸酒精溶液滴在水面时，滴管距水面适当近一些 C. 描绘油膜轮廓时，玻璃板距水面不能过高 D. 为了更清楚的描绘油膜边界，痱子粉应该撒的多一些 （3）本实验中做了三点假设：①将油酸分子视为球形；②将油膜看成单分子层；③油酸分子是紧挨在一起的。做完实验后，发现所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是（　　） A. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸的体积进行计算 B. 求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴 C. 计算油膜面积时，不足1格的全部舍去 D. 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 14. 某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 （1）在实验中，下列哪些操作不是必需的________。 A. 用橡胶套密封注射器的下端 B. 用游标卡尺测量柱塞的直径 C. 读取压力表上显示的气压值 D. 读取刻度尺上显示的空气柱长度 （2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是_______。 （3）下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是________。 A. B. C. 15. 如图，水平放置的金属导轨 M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为 L 1m ，匀强 磁场的磁感强度大小为 B 1T ，方向与导轨平面夹角为 37 ，金属棒 ab 的质量为 m 0.02kg ，放在导轨上且与导轨垂直，与导轨间的动摩擦因数为 0.5 ，电源电动势为 E 1.5V ，内阻为 r 0.5 ，定值电阻 R 1 ，其余部分电阻不计， sin 37 0.6 ， cos 37 0.8 ，重力加速度g 10m / s2 ，当开关 S 闭合瞬间，求： （1）通过金属棒 ab 的电流大小； （2）金属棒 ab 的加速度大小。 16. 如图所示，气缸内有一密闭活塞将气缸分成上下两部分，气缸上下两端各有一个阀门A 和 B，通过阀门可给气缸充气或抽气。开始时 A、B 两阀门均已打开，气缸与外界大气相通。活塞卡在距离气缸底部 h 2m 的厚度不计的挡板上，活塞上部距离气缸顶部 h 2m 。已知活塞的质量 m 200kg ，横截面积 S 0.1m2 ，取重力加速度 g 10m/s2 ，大气压强 ，所有摩擦均不计。过程中保持气体温度不变，气体视为理想气体。 （1）保持阀门 A 打开，将气泵与阀门 B 连接，向气缸内充气，当活塞刚要向上移动时，求气泵从外界充入气缸的气体在压强为 p0时的体积； （2）保持阀门 B 打开，将气泵与阀门 A 连接，向外抽气，当活塞刚要向上移动时，求气泵从气缸中向外抽出的气体在压强为 p0 时的体积。 17. 如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，求金属棒穿过磁场区域的过程中： （1）金属棒刚进入磁场时的电流强度大小和加速度大小； （2）克服安培力所做的功和金属棒内产生的焦耳热。 18. 如图所示，第Ⅰ象限有沿轴负方向的匀强电场，第Ⅲ、Ⅳ象限有完全相同的匀强磁场，大小为，方向垂直纸面向外（图中未画出）。P点坐标为，Q点坐标，某带电粒子从P点以初速度沿x轴正向飞入匀强电场，经Q点进入磁场区域，依次经过Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ三个象限后返回P点。带电粒子质量为m，带电量为q，重力大小可忽略。求： （1）第Ⅰ象限匀强电场强度大小； （2）带电粒子经过Q的速度； （3）带电粒子第二次经过x轴的坐标； （4）带电粒子从出发到返回P点所经历的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 淄博第七中学 2024-2025 学年度第二学期高二学分认定考试 物理试题 第 I 卷（选择题：共 40 分） 一、单项选择题（本题共8个题目，每小题3分，共24分） 1. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 甲图中，医院常用紫外线进行透视、检查金属内部缺陷，其具有很强的穿透作用 B. 图乙中，当分子间距离为r0 时，分子合力为零 C. 图丙中，T1对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 D. 图丁中，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 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲图中，医院常用X射线进行透视、检查金属内部缺陷，其具有很强的穿透作用，故A错误； B．图乙中，当分子间距离为r0 时，分子合力为零，故B正确； C．图丙中，当温度升高时，分子速率较大的分子数占总分子数的百分比增大，可知T2对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，故C错误； D．图丁中，微粒越小，温度越高，布朗运动越明显；微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越不明显，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关连成LC振荡电路，L是直流电阻可以忽略的电感线圈。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内（　　） A. 电容器在充电 B. 磁场能转化为电场能 C. 电流在不断增大 D. 电容器上极板所带的负电荷增加 【答案】C 【解析】 【详解】从开始计时起，在0~时间内，电容器上极板带正电且在放电，电流方向为逆时针方向；在~时间内，电容器反向充电，下极板带正电；在~时间内，电容器反向放电，上极板带负电且电荷量减小，电流不断增大，电场能转化为磁场能。 故选C。 3. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B．L形导线通以恒定电流I，放置在磁场中．已知ab边长为2l，与磁场方向垂直，bc边长为l，与磁场方向平行．该导线受到的安培力为（ ） A. 0 B. BIl C. 2BIl D. 【答案】C 【解析】 【详解】因bc段与磁场方向平行，则不受安培力；ab段与磁场方向垂直，则受安培力为 Fab=BI∙2l=2BIl 则该导线受到的安培力为2BIl。 故选C。 4. 如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（ ） A. 小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B. 小球运动过程中的速度不变 C. 小球运动过程的加速度保持不变 D. 小球受到的洛伦兹力对小球做正功 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据左手定则，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，A正确； BC．小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度大小，方向都在变，BC错误； D．洛伦兹力永不做功，D错误。 故选A。 5. 一电阻接到如图甲所示电源上，在一个周期内产生的热量为Q1；若该电阻接到图乙交流电源上（前周期为正弦曲线），在一个周期内产生的热量为Q2。则Q1︰Q2等于（　　） A. 2︰1 B. 5︰2 C. 10︰3 D. 12︰5 【答案】C 【解析】 【详解】设图甲中交变电流的有效值为，则根据有效值的计算式得 设图甲中交变电流的有效值为，则根据有效值的计算式得 则 故选C。 6. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（        ） A. 原线圈的输入功率为W B. 电流表的读数为1A C. 电压表的读数为V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．根据题已知，理想变压器接在最大电动势为的交流电源上，则可知理想变压器原线圈两端电压的有效值为 根据原副线圈两端的电压比等于匝数比可得副线圈两端的电压 即电压表的读数为110V，则副线圈所在回路中的电流 而根据变压器原副线圈所在回路中的电流比等于匝数的反比可得 则电流表的读数为1A，由此可得原线圈的输入功率为 故AC错误，B正确； D．根据交流电瞬时电压的表达式 可得 而，可得 故D错误。 故选B。 7. 如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上（与纸面平行），磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a，b，c电荷量相等，质量分别为ma，mb，mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动，下列选项正确的是（ ） A. ma>mb>mc B. mb>ma>mc C. mc>ma>mb D. mc>mb>ma 【答案】B 【解析】 【详解】由题意知 mag=qE mbg=qE+Bqv mcg+Bqv=qE 所以 故选B。 8. 平面OM和平面ON之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM上方存在匀强磁场、磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一带电粒子的质量为m，电荷量为q（q>0），沿纸面以大小为v的速度从OM上的某点向左上方射入磁场，速度方向与OM成30°角，已知该粒子在磁场中的运动轨迹与ON只有一个交点，并从OM上另一点射出磁场，不计重力。则粒子离开磁场时的出射点到两平面交线O的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】带电粒子在磁场中做圆周运动洛伦兹力提供向心力，所以 根据题意，轨迹与ON相切，画出粒子的运动轨迹如图所示 由于 故△AO′D为等边三角形，∠O′DA=60°，而∠MON=30°，则∠OCD=90°，故CO′D为一直线，则 故选D。 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9. 如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压U1 ，输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是（　　） A. 输电线的电流变大 B. 输电线上损失的功率变大 C. 升压变压器副线圈电压U2变大 D. 降压变压器原线圈电压U3变大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．当用户开启的用电器越来越多时，负载消耗的总功率越大，但负载的电阻减小，所以降压变压器副线圈中的电流变大；根据可知，输电线上的电流变大，故A正确； B．由输电线上损失功率为，由于输电线上的电流变大，所以输电线上损失的功率变大，故B正确； C．根据，由于升压变压器原线圈输入电压不变，匝数比不变，所以升压变压器副线圈电压不变，故C错误； D．根据 由于输电线上的电流变大，则降压变压器原线圈电压变小，故D错误。 故选AB。 10. 一定质量的理想气体，从图中A状态开始，经历了B、C，最后到D状态，下列说法中正确的是（　　） A. A→B温度升高，体积不变 B. B→C压强不变，体积变小 C. C→D压强变小，体积变小 D. B点的温度最高，C点的体积最小 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．从图像直接看出A→B温度升高，因为AB延长线经过原点，是等容线，体积不变，A正确； B．B→C是等压线，压强不变，根据 ，压强不变，随着温度降低，体积变小，B正确； C．根据， C→D温度不变，压强变小，体积增大，C错误； D．由图线直接看出，B点的温度最高；根据得， ，气体的体积与P-T图像的斜率成反比，由图像得 则 所以C点的体积最小，D正确。 故选ABD。 11. 如图甲所示，轻质细线吊着一质量为、边长为、匝数的正方形线圈，其总电阻为。在线圈的中间位置以下区域分布着磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化关系如图乙所示（）。下列说法正确的是（　　） A. 线圈中产生的感应电流的方向为逆时针 B. 线圈中产生的感应电流的大小为0.1A C. 0~6s内线圈产生的焦耳热为60J D. 时轻质细线的拉力大小为18N 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由题图乙可知，穿过线圈的磁感应强度随时间均匀变化，则穿过线圈的磁通量在增大，由楞次定律可知，线圈中产生的感应电流的方向为逆时针，A正确； B．由电磁感应定律可得线圈中产生的感应电动势为 由闭合电路欧姆定律可得线圈中的电流为 B错误； C．由焦耳定律可得，在0~6s内线圈产生的焦耳热为 C错误； D．由题图乙可得 则时可得 线圈受到的安培力大小为 方向竖直向上。由力的平衡条件可得 轻质细线的拉力大小为 D正确。 故选AD。 12. 带电粒子在磁场中运动的实例如图所示，下列判断正确的有（  ） A. 甲图中，只有速度为的带电粒子从 P 射入，才能做匀速直线运动从 Q 射出 B. 乙图中，不同种带电粒子在磁场中运动的半径不同，但是周期相同 C. 丙图中，回旋加速器使用交流电，且轨道半径越大，粒子获得的能量越高 D. 丁图中，磁感应强度增大时，a、b 两表面间的电压U减小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．甲图中，带电粒子从P射入，做匀速直线运动从Q射出时，根据受力平衡可得 解得，故A正确； B．乙图中，粒子经过加速电场有 在磁场中，由洛伦兹力提供向心力得 联立解得 带电粒子在磁场中运动的周期为 不同种带电粒子在磁场中运动的半径不同，可知粒子的比荷不同，所以周期不同，故B错误； C．当粒子在磁场中轨道半径等于D形盒半径时，粒子的速度最大，动能最大，则有 可得粒子的最大动能为 为了保证粒子每次经过电场都能加速，回旋加速器使用交流电，且轨道半径越大，粒子获得的能量越高，故C正确； D．当a、b两表面间的电压U稳定时，根据平衡条件可得 可得 可知磁感应强度增大时，a、b两表面间的电压U增大，故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。 13. 在“用油膜法估测分子直径的大小”的实验中： （1）在本实验中将油酸分子看成紧密排列的球体，在水面形成单分子油膜，若将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，这滴溶液中含有纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为______； （2）关于本实验，下列操作正确的是（　　） A. 配制好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中，能进行实验 B. 将一滴油酸酒精溶液滴在水面时，滴管距水面适当近一些 C. 描绘油膜轮廓时，玻璃板距水面不能过高 D. 为了更清楚的描绘油膜边界，痱子粉应该撒的多一些 （3）本实验中做了三点假设：①将油酸分子视为球形；②将油膜看成单分子层；③油酸分子是紧挨在一起的。做完实验后，发现所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是（　　） A. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸的体积进行计算 B. 求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴 C. 计算油膜面积时，不足1格的全部舍去 D. 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 【答案】（1） （2）BC （3）AC 【解析】 【小问1详解】 纯油酸的体积为V，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为 【小问2详解】 A．配制好的油酸酒精溶液长时间暴露在空气中，酒精挥发，溶液的浓度改变，给实验带来较大误差，不能进行实验，故A错误； B．将一滴油酸酒精溶液滴在水面时，若滴管距水面较远，溶液受到水的冲击过大，可能无法形成完整的油膜，不便于测量油膜面积，所以滴管距水面适当近一些，故B正确； C．描绘油膜轮廓时，若玻璃板距水面过高，导致油膜面积测量不准确，所以玻璃板不能过高，故C正确； D．痱子粉撒的多一些将会导致油膜不能充分展开，不能清楚的描绘油膜边界，故D错误。 故选BC。 【小问3详解】 A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算所用体积数值偏大，导致计算结果偏大，故A正确； B．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多计了10滴，则测量的纯油酸体积偏小，导致结果计算偏小，故B错误； C．计算油膜面积时，不足1格的全部舍去，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故C正确； D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。 故选AC。 14. 某同学用如图所示装置探究气体做等温变化的规律。 （1）在实验中，下列哪些操作不是必需的________。 A. 用橡胶套密封注射器的下端 B. 用游标卡尺测量柱塞的直径 C. 读取压力表上显示的气压值 D. 读取刻度尺上显示的空气柱长度 （2）实验装置用铁架台固定，而不是用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是_______。 （3）下列图像中，最能直观反映气体做等温变化的规律的是________。 A. B. C. 【答案】（1）B （2）保持玻璃管内的空气温度不变 （3）C 【解析】 【小问1详解】 为了保证气体的质量不变，需要用橡胶套密封注射器的下端，实验时需要读取压力表上显示的气压值和读取刻度尺上显示的空气柱长度；由于玻璃管粗细均匀，因此用游标卡尺测量柱塞的直径的操作不需要。 故选B。 【小问2详解】 不用手握住玻璃管（或注射器），并且在实验中要缓慢推动活塞，这些要求的目的是保持玻璃管内的空气温度不变。 【小问3详解】 根据气体等温变化规律可得 可得 可知图像最能直观反映气体做等温变化的规律。 故选C。 15. 如图，水平放置的金属导轨 M、N，平行地置于匀强磁场中，间距为 L 1m ，匀强 磁场的磁感强度大小为 B 1T ，方向与导轨平面夹角为 37 ，金属棒 ab 的质量为 m 0.02kg ，放在导轨上且与导轨垂直，与导轨间的动摩擦因数为 0.5 ，电源电动势为 E 1.5V ，内阻为 r 0.5 ，定值电阻 R 1 ，其余部分电阻不计， sin 37 0.6 ， cos 37 0.8 ，重力加速度g 10m / s2 ，当开关 S 闭合瞬间，求： （1）通过金属棒 ab 的电流大小； （2）金属棒 ab 的加速度大小。 【答案】（1）1A （2）5m/s2 【解析】 【小问1详解】 根据闭合电路的欧姆定律可得 解得 【小问2详解】 对导体棒受力分析可知 且有 开关S闭合后，对金属棒由牛顿第二定律，可得 联立解得 16. 如图所示，气缸内有一密闭活塞将气缸分成上下两部分，气缸上下两端各有一个阀门A 和 B，通过阀门可给气缸充气或抽气。开始时 A、B 两阀门均已打开，气缸与外界大气相通。活塞卡在距离气缸底部 h 2m 的厚度不计的挡板上，活塞上部距离气缸顶部 h 2m 。已知活塞的质量 m 200kg ，横截面积 S 0.1m2 ，取重力加速度 g 10m/s2 ，大气压强 ，所有摩擦均不计。过程中保持气体温度不变，气体视为理想气体。 （1）保持阀门 A 打开，将气泵与阀门 B 连接，向气缸内充气，当活塞刚要向上移动时，求气泵从外界充入气缸的气体在压强为 p0时的体积； （2）保持阀门 B 打开，将气泵与阀门 A 连接，向外抽气，当活塞刚要向上移动时，求气泵从气缸中向外抽出的气体在压强为 p0 时的体积。 【答案】（1）0.04m3 （2）0.04m3 【解析】 【小问1详解】 设气泵从外界充入汽缸的压强为的气体的体积为，当活塞刚要向上移动时，对活塞有 代入数据解得 由玻意耳定律得 解得 【小问2详解】 设抽出气体在压强下体积为，当活塞刚要向上移动时，对活塞有 代入数据解得 由玻意耳定律得 解得 17. 如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，两部分平滑连接，平直部分右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒从高度为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，求金属棒穿过磁场区域的过程中： （1）金属棒刚进入磁场时的电流强度大小和加速度大小； （2）克服安培力所做的功和金属棒内产生的焦耳热。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【小问1详解】 金属棒从高度为处由静止释放，在弯曲光滑导轨上运动时，根据机械能守恒定律 解得金属棒刚进入磁场时的速度 根据法拉第电磁感应定律，金属棒刚进入磁场时切割磁感线产生的感应电动势 根据闭合电路欧姆定律 金属棒刚进入磁场时，受到安培力和摩擦力，根据牛顿第二定律 加速度 【小问2详解】 对金属棒从开始下落到穿过磁场到达磁场右边界的过程，运用动能定理 解得克服安培力所做的功 根据功能关系，克服安培力做的功等于电路中产生的总焦耳热，即 由于金属棒电阻与定值电阻阻值都为，根据焦耳定律，可知金属棒内产生的焦耳热与定值电阻产生的焦耳热相等，所以 18. 如图所示，第Ⅰ象限有沿轴负方向的匀强电场，第Ⅲ、Ⅳ象限有完全相同的匀强磁场，大小为，方向垂直纸面向外（图中未画出）。P点坐标为，Q点坐标，某带电粒子从P点以初速度沿x轴正向飞入匀强电场，经Q点进入磁场区域，依次经过Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ三个象限后返回P点。带电粒子质量为m，带电量为q，重力大小可忽略。求： （1）第Ⅰ象限匀强电场强度大小； （2）带电粒子经过Q的速度； （3）带电粒子第二次经过x轴的坐标； （4）带电粒子从出发到返回P点所经历的时间。 【答案】（1）；（2），速度与轴的夹角为；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）粒子在电场中做类平抛运动，可知 联立解得 设粒子在点的速度与轴的夹角为 故 （3）由粒子在电场中偏转情况可知，带电粒子带正电，根据左手定则，磁场方向垂直纸面向外；粒子运动轨迹如图所示。 根据几何关系可得 因此带电粒子第二次经过轴的坐标 （4）粒子在匀强电场区域运动时间 粒子在匀强磁场区域运动时间 粒子在第Ⅱ象限匀速直线运动的时间 带电粒子从出发到返回点所经历的时间 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $