精品解析：江苏省镇江一中、徐州三中等十三校联盟2024-2025学年高二下学期5月检测物理试题

2024┄2025学年度高二下学期5月学情调研 物理试题 试卷满分：100分　考试时间：75分钟 第Ⅰ卷（选择题　共44分） 一、单项选择题：本大题共11小题，每小题4分，共44分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。（请将所有选择题答案填涂到答题卡的指定位置） 1. 从生活走向物理是学习物理的重要途径。下列说法正确的是（　　） A. 气体很容易被压缩，是因为气体分子之间存在引力 B. 水和酒精混合后体积变小了，说明液体分子间存在空隙 C. 单晶体熔化过程中温度恒定不变，多晶体熔化过程中温度一直升高 D. 荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面分子间距离比液体内部分子间距离小 【答案】B 【解析】 【详解】A．气体容易被压缩是因为分子间距较大，分子间作用力微弱，而非存在显著引力，故A错误； B．水和酒精混合后体积减小，说明分子间存在空隙，混合后分子重新排布占据间隙，故B正确； C．单晶体和多晶体熔化时均有固定熔点，熔化过程温度均保持不变，故C错误； D．液体表面分子间距比液体内部分子间距大，表面张力使露珠呈球形，故D错误。 故选B。 2. 通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是（ ） A. A B. A C. A D. 5A 【答案】D 【解析】 【详解】电流表的读数为有效值，设该交流电电流有效值为I，周期为T，根据有效值的定义可知 解得 则该电流表的示数为5A。 故选D。 3. 如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动的过程中，产生直流电流 B. 转到图乙位置时，线圈中无感应电流 C. 转到图丁位置时，AB边的感应电流方向为 D. 线圈转动一周，感应电流方向改变一次 【答案】C 【解析】 【详解】A．图示为交流发电机的示意图，故而在线圈转动的过程中，产生交流电流，故A错误； B．转到图乙位置时，线圈中磁通量为零，线圈中产生的感应电动势最大，故B错误； C．转到图丁位置时，根据右手定则可知，AB边的感应电流方向为，故C正确； D．线圈转动一周，感应电流的方向改变两次，故D错误。 故选C。 4. 如图所示为远距离输电过程示意图，下列说法正确的是（　　） A. 绕制升压变压器副线圈的导线比原线圈的粗 B. 升压变压器副线圈的输出电压小于降压变压器原线圈的输入电压 C. 用户一定的情况下，增大输送电压，可以减少输送电能的功率损耗 D. 其他情况不变的情况下，用户增多，输电线上损耗的电功率将减少 【答案】C 【解析】 【详解】A．升压变压器原副线圈的功率相同，根据变压器电流比跟匝数比成反比规律可知，原线圈的电流更大，所以绕制升压变压器原线圈的导线要比副线圈的粗，故A错误； B．因为输电线存在损耗电压，所以升压变压器副线圈的输出电压大于降压变压器原线圈的输入电压，故B错误； C．用户一定的情况下，说明输入功率一定，根据公式 可知增大输送电压，可以减少输送电能的功率损耗，故C正确； D．其他情况不变的情况下，用户增多，导致高压输电线上的电流变大，输电线上损耗的电功率将增大，故D错误； 故选C。 5. 德化白瓷享誉世界。如图，向陶瓷茶杯倒入一定量的热水，迅速盖上杯盖后，发现杯盖被顶起又落下发出“哐哐”的声响。下列说法正确的是（　　） A. 杯盖被顶起是杯内气体分子间斥力作用的结果 B. 杯盖被顶起说明杯内每个气体分子动能都增大 C. 杯盖不再被顶起后，封闭在杯子内气体的内能一定保持不变 D. 杯盖不再被顶起后，杯内气体的压强有可能大于杯外大气压强 【答案】D 【解析】 【详解】AB．杯盖被顶起是杯内气体温度升高，压强增大的结果；气体温度升高，说明气体分子平均动能增大，但不是每个气体分子动能都增大，故AB错误； C．杯盖不再被顶起后，封闭在杯子内气体的温度可能继续升高，杯子内气体的内能可能增大，故C错误； D．杯盖不再被顶起后，设杯盖的质量为，根据受力分析可知 则杯内气体的压强有可能大于杯外大气压强，故D正确。 故选D。 6. 如图甲、乙、丙所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且V1＞V2＞V3，h1＜h2＝h3。若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是（　　） A. 甲管 B. 甲管和乙管 C. 乙管和丙管 D. 丙管 【答案】A 【解析】 【详解】甲、乙、丙中的气体压强分别为 由于，故。在气体温度升高时，每个管内气体的压强均不变 根据理想气体状态方程，有 由于气体的气压不变，故 由于，相同，故 故甲管中水银柱上升最多。 故选A。 7. 关于教材中几幅图片说法正确的是（ ） A. 图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引 B. 图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹 C. 图丙麦克斯韦速率分布规律图中，①对应的温度大于②对应的温度 D. 图丁玻璃板紧贴水面，弹簧测力计将其拉离水面时，拉力一定等于玻璃板的重力 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．扩散现象，是两种不同物质分子热运动引起的，不是分子间相互吸引，A错误； B．图中的折线只是每隔一定的时间时，粉末的位置的连线，也许在这一小段时间内，粉末又移动到了其他的位置，图中无法说明白，故图中的折线不是粉末的运动轨迹，B错误； C．因为随着温度的升高，峰值向速率大的方向移动，所以两图线所对应的温度T1 > T2，C正确； D．分子间距离大于平衡位置而小于10倍r时，分子间表现为引力玻璃板被拉起时，要受到水分子间的引力，所以拉力大于玻璃板的重力，与大气压无关，D错误。 故选C。 8. LC振荡电路，极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里，回路磁场能在减小，电流方向为逆时针，则这段时间对应图像中哪一段（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】依题意，在LC振荡电路中，由于回路磁场能在减小，说明线圈L正在对电容器C进行充电，把储存的磁场能转化为电容器极板间的电场能，由于回路中电流为逆时针方向，则此时C极板带正电，且所带电荷量逐渐增大，结合图像可知对应这段时间为。 故选B。 9. 在“油膜法测分子大小”实验时，该小组四个同学都出现了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是（　　） A. 甲同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 B. 乙同学用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为59滴 C. 丙同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小 D. 丁同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一滴溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则油膜面积测量值偏大，根据可知，分子直径测量值偏小，故A错误； B．乙同学用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为59滴，则1滴油酸酒精中纯油酸体积测量值偏小，根据可知，分子直径测量值偏小，故B错误； C．丙同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小，则1滴油酸酒精中纯油酸体积测量值偏大，根据可知，分子直径测量值偏大，故C正确； D．丁同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一滴溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗，则1滴油酸酒精中纯油酸体积测量值偏小，根据可知，分子直径测量值偏小，故D错误。 故选C。 10. 如图所示，同一房间中有a、b、c三根完全相同的玻璃试管，管内各用一段相同长度的水银柱封闭了相等质量的空气。现使管由静止沿光滑斜面下滑；管轻放在粗糙斜面上，之后下滑；管以初速度沿粗糙斜面上滑过程中，当水银柱与玻璃管位置相对稳定时，三管内的气柱长度、、之间的大小关系为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设大气压为，玻璃试管的横截面积为。对a管：a管由静止沿光滑斜面下滑，以水银为研究对象根据牛顿第二定律可得 对管子和水银整体有 联立可得 对b管：以水银为研究对象，根据牛顿第二定律得 对管子和水银整体有 可得 对c管：以水银为研究对象，根据牛顿第二定律得 对管子和水银整体，有 可解得 所以可得 根据玻意耳定律和得 故选D。 11. 如图所示的交流电路中，电源电压的有效值为，内阻不计。变压器为理想变压器，原、副线圈匝数之比为k；电流表、和电压表、均为理想电表，其读数分别是、、、，读数变化量的绝对值分别为、、、。下列说法正确的是（　　） A. 若保持不变，增大，则减小 B. 若保持不变，增大，则保持不变 C. 若保持不变，增大，则保持不变 D. 若保持不变，增大，则减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．因为，， 联立可得 则图像为一次函数，其斜率的大小为，可知斜率保持不变，故A错误，B正确； CD．将原线圈输入端等效为电阻R，则有，又， 联立解得 若保持不变，增大，则R不变，则 则图像为一次函数，其斜率的大小为，可知不变，故CD错误。 故选B。 二、实验题 12. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 （1）下列说法正确的是（　　） A. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 （2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因（　　） A. 注射器没有保持水平 B. 实验时迅速推动活塞 C. 推动活塞过程中有气体泄漏 D. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 （3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图中代表的物理含义是_________，图线、斜率不同的原因_________。 （4）某小组探究气体做等温变化的规律时，小王同学测出注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是（　　） A. 实验时注射器柱塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B. 实验时环境温度越来越低 C. 实验时外界大气压强发生了变化 D. 实验时注射器内的气体逐渐向外泄漏 【答案】（1）D （2）BD （3） ①. V0是软管内空气的体积 ②. 封闭气体的质量不同 （4）BD 【解析】 【小问1详解】 A．为了确保气体温度不变，实验时应缓慢推拉柱塞，待示数稳定后读取数据，故A错误； B．由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误； C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故C错误； D．当p与V成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线，则图像比图像更直观，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 由图像的特点可知，压缩气体过程中p与V的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器，导致温度升高；或实验时迅速推动活塞，没有使气体有充分的时间与外界进行热交换，导致温度升高。 故选BD。 【小问3详解】 [1]根据理想气体状态方程 整理可得 可知图中V0的物理含义是细软管内的气体体积； [2]环境温度相同，图线a斜率大于图线b斜率的可能原因是两组实验气体质量不同。 【小问4详解】 根据理想气体状态方程可知，图像中逐渐减小，造成此现象的原因可能是气体的质量减小，也可能是气体的温度降低所致。 故选BD。 三、解答题 13. 标准状况下，水蒸气的摩尔体积，，水的摩尔质量，水的密度，请进行下列估算： （1）水蒸气分子的平均间距约为多少？ （2）水分子的直径约为多少？（以上结果均保留1位有效数字） 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）对气体分子来说，由于分子不是紧密排列，分子的体积远小于它所占有的空间的体积，所以分子所占有的空间的体积通常以立方体模型来计算。气体分子间的距离为 （2）固体和液体，认为分子紧密排列，通常把分子看作球体；则分子体积为摩尔体积除以阿伏加德罗常数，即 又有 联立解得 14. 汽车维修站员工检修汽车，发现轮胎内的气压在室内、外有明显的差异，经仔细检查确认轮胎并无漏气。已知轮胎在室内的气压为，室内的温度为，室外的温度为，忽略轮胎体积的变化。 （1）求在室外轮胎内的气压 （2）在室外对轮胎充气后使胎内气压升回至，充气过程可认为温度恒定，求充气前、后胎内气体分子间的平均距离之比。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对轮胎内气体研究，忽略轮胎体积的变化，则胎内气体做等容变化 则 ， 解得 【小问2详解】 设充气前分子数为，充气后为。由理想气体状态方程 ，在 不变时 分子平均距离 满足  故 15. 如图甲为某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与微电流传感器相连。摇绳两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直。摇动时，铜芯线围成半椭圆，半长轴，半短轴。实验时获得电流随时间变化图像如图乙所示，已知椭圆面积，，电路总电阻为。求： （1）铜芯线转动500圈过程中，电路产生的焦耳热Q。 （2）该处地磁场的磁感应强度B； （3）从铜芯线所在平面与该处地磁场垂直开始计时，转过180°的过程中，通过微电流传感器的电荷量q； 【答案】（1）6.2×10-7J （2）4.0×10-5T （3）3.14×10-6C 【解析】 【小问1详解】 铜芯线转动500圈过程中，电路产生的焦耳热 【小问2详解】 感应电动势最大值为 根据 解得B=4.0×10-5T 【小问3详解】 根据电量表达式 平均电流为 平均电动势为 联立并代入数据解得 16. 新型电动汽车在刹车时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机的原理可抽象建模如图所示。两磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，绕有N匝导线的线圈为长方形，其面积为S，整个线圈都处于磁场中。线圈转轴为两条短边的中点连线，线圈外接有阻值为R的纯电阻负载，忽略线圈的电阻，电动汽车的质量为M。 （1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈转速恒为n，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式； （2）第一种刹车模式建模如下：假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即刹车时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能可等效为电阻R消耗的电能。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为，电动汽车在水平面上刹车至速度，求此时发电机线圈提供的制动力的大小； （3）第二种刹车模式建模如下：电动汽车受到地面施加的阻力恒为，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：（k为已知常量），假设汽车开始刹车时的速度为，经过时间t，汽车的速度减为零，求该过程中汽车回收动能的效率η。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 初始时刻线圈平面和磁场垂直，电路开路时线圈两端的电压 【小问2详解】 线圈转动角速度为时，线圈平面和磁场平行，此时线圈产生的电动势为 等效电阻的功率 又因为 解得 【小问3详解】 对汽车，根据动量定理可得 由题可知 整理可得 解得汽车速度从到停下来运动的距离 汽车回收动能的效率 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024┄2025学年度高二下学期5月学情调研 物理试题 试卷满分：100分　考试时间：75分钟 第Ⅰ卷（选择题　共44分） 一、单项选择题：本大题共11小题，每小题4分，共44分。在每题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意。（请将所有选择题答案填涂到答题卡的指定位置） 1. 从生活走向物理是学习物理的重要途径。下列说法正确的是（　　） A. 气体很容易被压缩，是因为气体分子之间存在引力 B. 水和酒精混合后体积变小了，说明液体分子间存在空隙 C. 单晶体熔化过程中温度恒定不变，多晶体熔化过程中温度一直升高 D. 荷叶上的小露珠呈球形是由于液体表面分子间距离比液体内部分子间距离小 2. 通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系如图所示，该电流表的示数是（ ） A. A B. A C. A D. 5A 3. 如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 线圈转动的过程中，产生直流电流 B. 转到图乙位置时，线圈中无感应电流 C. 转到图丁位置时，AB边的感应电流方向为 D. 线圈转动一周，感应电流方向改变一次 4. 如图所示为远距离输电过程示意图，下列说法正确的是（　　） A. 绕制升压变压器副线圈的导线比原线圈的粗 B. 升压变压器副线圈的输出电压小于降压变压器原线圈的输入电压 C. 用户一定的情况下，增大输送电压，可以减少输送电能的功率损耗 D. 其他情况不变的情况下，用户增多，输电线上损耗的电功率将减少 5. 德化白瓷享誉世界。如图，向陶瓷茶杯倒入一定量的热水，迅速盖上杯盖后，发现杯盖被顶起又落下发出“哐哐”的声响。下列说法正确的是（　　） A. 杯盖被顶起是杯内气体分子间斥力作用的结果 B. 杯盖被顶起说明杯内每个气体分子动能都增大 C. 杯盖不再被顶起后，封闭在杯子内气体的内能一定保持不变 D. 杯盖不再被顶起后，杯内气体的压强有可能大于杯外大气压强 6. 如图甲、乙、丙所示，三支粗细相同的玻璃管，中间都用一段水银柱封住温度相同的空气柱，且V1＞V2＞V3，h1＜h2＝h3。若升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是（　　） A. 甲管 B. 甲管和乙管 C. 乙管和丙管 D. 丙管 7. 关于教材中几幅图片说法正确的是（ ） A. 图甲的扩散现象说明水分子和墨水分子相互吸引 B. 图乙所描出的折线是固体小颗粒在水中运动的轨迹 C. 图丙麦克斯韦速率分布规律图中，①对应的温度大于②对应的温度 D. 图丁玻璃板紧贴水面，弹簧测力计将其拉离水面时，拉力一定等于玻璃板的重力 8. LC振荡电路，极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里，回路磁场能在减小，电流方向为逆时针，则这段时间对应图像中哪一段（　　） A. B. C. D. 9. 在“油膜法测分子大小”实验时，该小组四个同学都出现了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是（　　） A. 甲同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格 B. 乙同学用注射器测得58滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为59滴 C. 丙同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小 D. 丁同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一滴溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗 10. 如图所示，同一房间中有a、b、c三根完全相同的玻璃试管，管内各用一段相同长度的水银柱封闭了相等质量的空气。现使管由静止沿光滑斜面下滑；管轻放在粗糙斜面上，之后下滑；管以初速度沿粗糙斜面上滑过程中，当水银柱与玻璃管位置相对稳定时，三管内的气柱长度、、之间的大小关系为（　　） A. B. C. D. 11. 如图所示的交流电路中，电源电压的有效值为，内阻不计。变压器为理想变压器，原、副线圈匝数之比为k；电流表、和电压表、均为理想电表，其读数分别是、、、，读数变化量的绝对值分别为、、、。下列说法正确的是（　　） A. 若保持不变，增大，则减小 B. 若保持不变，增大，则保持不变 C. 若保持不变，增大，则保持不变 D. 若保持不变，增大，则减小 二、实验题 12. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 （1）下列说法正确的是（　　） A. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 （2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因（　　） A. 注射器没有保持水平 B. 实验时迅速推动活塞 C. 推动活塞过程中有气体泄漏 D. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 （3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图中代表的物理含义是_________，图线、斜率不同的原因_________。 （4）某小组探究气体做等温变化的规律时，小王同学测出注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴、为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是（　　） A. 实验时注射器柱塞与筒壁间的摩擦力越来越大 B. 实验时环境温度越来越低 C. 实验时外界大气压强发生了变化 D. 实验时注射器内的气体逐渐向外泄漏 三、解答题 13. 标准状况下，水蒸气的摩尔体积，，水的摩尔质量，水的密度，请进行下列估算： （1）水蒸气分子的平均间距约为多少？ （2）水分子的直径约为多少？（以上结果均保留1位有效数字） 14. 汽车维修站员工检修汽车，发现轮胎内的气压在室内、外有明显的差异，经仔细检查确认轮胎并无漏气。已知轮胎在室内的气压为，室内的温度为，室外的温度为，忽略轮胎体积的变化。 （1）求在室外轮胎内的气压 （2）在室外对轮胎充气后使胎内气压升回至，充气过程可认为温度恒定，求充气前、后胎内气体分子间的平均距离之比。 15. 如图甲为某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与微电流传感器相连。摇绳两位同学的连线与所在处的地磁场（可视为匀强磁场）垂直。摇动时，铜芯线围成半椭圆，半长轴，半短轴。实验时获得电流随时间变化图像如图乙所示，已知椭圆面积，，电路总电阻为。求： （1）铜芯线转动500圈过程中，电路产生的焦耳热Q。 （2）该处地磁场的磁感应强度B； （3）从铜芯线所在平面与该处地磁场垂直开始计时，转过180°的过程中，通过微电流传感器的电荷量q； 16. 新型电动汽车在刹车时，可以用发电机来回收能量。假设此发电机的原理可抽象建模如图所示。两磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，绕有N匝导线的线圈为长方形，其面积为S，整个线圈都处于磁场中。线圈转轴为两条短边的中点连线，线圈外接有阻值为R的纯电阻负载，忽略线圈的电阻，电动汽车的质量为M。 （1）初始时刻线圈平面和磁场垂直，若线圈转速恒为n，写出电路开路时线圈两端的电压u随时间t变化的关系式； （2）第一种刹车模式建模如下：假设电动汽车刹车时受到的地面摩擦等阻力与发电机线圈转动导致汽车受到的阻力相比可以忽略，即刹车时汽车受到的阻力完全是由线圈转动导致的，从而汽车减少的动能全部用来发电，回收的电能可等效为电阻R消耗的电能。某时刻线圈平面和磁场平行，此时线圈转动角速度为，电动汽车在水平面上刹车至速度，求此时发电机线圈提供的制动力的大小； （3）第二种刹车模式建模如下：电动汽车受到地面施加的阻力恒为，发电机线圈转动导致汽车受到的阻力与汽车的速度v成正比，即：（k为已知常量），假设汽车开始刹车时的速度为，经过时间t，汽车的速度减为零，求该过程中汽车回收动能的效率η。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $