精品解析:贵州贵阳市中央民族大学附属中学贵阳学校2025-2026学年高二下学期期中物理试卷
2026-09-16
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内容正文:
2025—2026学年度第二学期高二年级期中试卷
物理
同学你好!答题前请认真阅读以下内容:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试用时75分钟。
2.请在答题卡相应位置作答,在试题卷上答题无效。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题(本大题共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. 下列说法正确的是( )
A. 在真空中,信号比信号传输速度快
B. 在振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C. 为有效地发射电磁波,可降低回路的振荡频率
D. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
2. 如图所示,下列说法正确的是( )
A. 由甲图可知,a和b是不同温度下氧气分子的速率分布图像,状态a的温度比状态b的温度高
B. 由甲图可知,升高温度后,其中某个分子的速率一定会增大
C. 由乙图可知,当分子间的距离时,分子间的引力大于斥力,合力表现为引力
D. 由乙图可知,当分子间的距离时,分子间的作用力为0,分子势能最小
3. 夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内的气体( )
A. 分子的平均动能更小 B. 单位体积内分子的个数更少
C. 所有分子的运动速率都更小 D. 分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
4. 如图所示,单刀双掷开关S先打到端让电容器充满电。时开关S打到端,时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,则( )
A. LC回路的周期为0.02s
B. LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C. 更换为电感L更大的线圈,线圈自感电动势将增大,LC电路周期变短
D. 时电容器中电场能最小,此时回路中电流沿顺时针方向
5. A、B两个完全相同的电热器(电阻不变),分别通以图甲与图乙所示的交流电压,已知图甲前后半个周期都是正弦曲线的周期图像,则A、B两个电热器的电功率之比为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,单匝闭合矩形线框,其总电阻为,线框的边长为,边长为,在与边相距为处有一垂直于cd和ab边的磁场分界线ef,在其右侧分布磁感应强度大小为B、方向垂直于线框平面向外的匀强磁场,已知线框在外力的作用下正由图示位置绕ef轴以角速度匀速转动动,下列说法正确的是( )
A. 线框中感应电动势的最大值
B. 通过图示位置时线框中感应电动势为
C. 从图示位置开始转过的过程中,线框磁通量变化量为
D. 从图示位置开始转过的过程中,通过线框导线横截面的电荷量
7. 如图为模拟市区用户供电的示意图。U0是电网电压,可视为不变。R1为电网至变压器的电缆电阻,R2是变压器至用户间电缆电阻,R是用电器的等效电阻。变压器为理想变压器。当用户端的用电器增加时,则下列说法正确的是( )
A. R1电功率减小 B. R2电功率减小
C. 电压表示数不变 D. 电流表示数增大
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全得3分,有错选得0分)
8. 已知阿伏加德罗常数为,下列说法正确的是( )
A. 若油酸的摩尔质量为M,则一个油酸分子的质量为
B. 若油酸的摩尔质量为M,密度为,则一个油酸分子的体积为
C. 若某种气体的摩尔质量为M,密度为,则该气体分子间平均距离为
D. 若某种气体的摩尔体积为V,单位体积内含有气体分子的个数为
9. 一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程,其中的延长线通过原点,垂直于且与水平轴平行,与平行,则下列说法正确的是( )
A. 过程中气体内能增大 B. 过程中体积不断增加
C. 过程中体积保持不变 D. 过程中气体分子数密度减小
10. 细长玻璃管中有为6.8 cm的水银柱封闭一定质量的空气。当玻璃管开口向下竖直放置时(水银未漏出),空气柱长度为33 cm;当玻璃管水平放置时,空气柱长度为30 cm,则:( )
A. 大气压强为75 cmHg
B. 玻璃管开口向下竖直放置时被封闭气体的压强为68 cmHg
C. 玻璃管开口向上竖直放置时被封闭气体的压强为81.6 cmHg
D. 玻璃管开口向上竖直放置时空气柱的长度为28 cm
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
三、填空、实验题(本大题共2小题,共15分)
11. 某兴趣小组用如图所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。
(1)关于变压器的工作原理和实验操作,下列说法正确的是( )
A. 变压器工作时,铁芯中产生感应电流,将电能从原线圈输送到副线圈
B. 变压器工作时,原线圈将电能转化为磁场能,副线圈将磁场能转化为电能
C. 理想变压器没有能量损失,输入功率等于输出功率
D. 变压器的铁芯是整块硅钢铁芯
(2)正确组装变压器后,记录数据如下:
原线圈(匝)
100
100
400
400
副线圈(匝)
200
800
200
800
原线圈电压(伏)
1.96
1.50
4.06
2.80
副线圈电压(伏)
3.90
11.8
2.00
5.48
通过分析实验数据可得出的实验结论是______。
(3)将电源接在原线圈的“0”和“8”接线柱之间,测得副线圈的“0”和“4”接线柱之间的电压为4.2V,则可推断原线圈的输入电压可能为( )
A. 4.2V B. 7.0V C. 8.4V D. 8.8V
(4)为了实验安全和测量准确,下列做法正确的是( )
A. 为了人身安全,实验时应使用低压直流电源,电压不超过12V
B. 连接好电路后,应先检查电路连接是否正确,再接通电源进行实验
C. 由于使用电压较低,通电时可以用手直接接触裸露的导线和接线柱
D. 测量电压时,为防止电表损坏,应先选用最大量程试测,再换用合适量程
12. 某同学用油膜法估测油酸分子的大小,实验步骤如下:
①将1 mL纯油酸加入酒精中,配制出2000 mL的油酸酒精溶液:用注射器吸取该溶液,测出100滴溶液的体积为1 mL;
②在浅盘内装入适量水,并均匀地撒上一层薄薄的痱子粉,用注射器向水面滴入一滴油酸酒精溶液;
③把带有坐标方格(小方格的边长为1 cm)的玻璃板盖在浅盘上,描画出油膜的轮廓;
④某次实验得到的油膜轮廓如图所示,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,数出轮廓范围内方格的数量为200个,由此计算油膜的面积;利用计算出油膜厚度,即油酸分子的直径,请回答下列问题:
(1)本次实验中,1滴溶液中纯油酸的体积为___________m3,油酸分子的直径约为___________m(均保留两位有效数字)。
(2)下列操作会使实验结果偏小的是___________
A. 使用配制后放置较长时间的油酸酒精溶液进行实验
B. 油膜扩散后立刻把带有坐标方格的玻璃板盖在浅盘上,描画出油膜的轮廓
C. 计算轮廓范围内油膜的面积时,不足半个方格的舍去,多于半个的算一个
D. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
四、计算题(本大题共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案不得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压,升压变压器原、副线圈的匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率,额定电压,变压器均视为理想变压器。求:
(1)升压变压器副线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压;
(2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻r;
(3)供电电路的效率。
14. 篮球是非常受欢迎的一项运动,打篮球前需要将篮球内部气压调至标准气压1.6atm才能让篮球发挥最佳性能。体育课上某同学用气压计测得一篮球内气体压强为1.2atm,现用简易打气筒给篮球打气(如图),每次能将0.1L、1.0atm的空气打入球内,若打气过多再放出部分气体,已知篮球内部容积为7L,忽略打气和放气(或抽气)过程中篮球的容积和球内气体温度的变化,且气体温度均为室温。求:
(1)若想让篮球的性能最佳,需要打气多少次。
(2)若想让篮球的性能最佳,则打入的气体质量与篮球内原气体的质量之比为多少。
(3)若因打气过多,篮球内气压达到了1.7atm,用抽气筒将1.5L的气体一次性抽出后,篮球内气压变为多少。
15. 如图所示,两个内壁光滑的汽缸A、B固定在水平地面上,气缸内两个活塞分别和水平放置的轻质弹簧连接,两气缸中各封闭有一定量的理想气体,左右两个活塞面积分别为,,距缸底部距离分别为5x、3x,初始状态时,两气缸内气体的热力学温度均为,A中气体压强为,弹簧处于压缩状态,压缩量为x,A汽缸和活塞均绝热,B气缸导热,环境温度恒为,大气压强为。
(1)求弹簧的弹力和B中气体压强。
(2)通过电热丝给A中气体缓慢加热后,弹簧的压缩量变为2x,求此时:
①气缸B中气体的压强及B活塞移动的距离:
②气缸A中气体的温度,
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2025—2026学年度第二学期高二年级期中试卷
物理
同学你好!答题前请认真阅读以下内容:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试用时75分钟。
2.请在答题卡相应位置作答,在试题卷上答题无效。
第Ⅰ卷(选择题,共43分)
一、单项选择题(本大题共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. 下列说法正确的是( )
A. 在真空中,信号比信号传输速度快
B. 在振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小
C. 为有效地发射电磁波,可降低回路的振荡频率
D. 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围也一定产生变化的电场
【答案】B
【解析】
【详解】A.在真空中电磁波的速度是一样的,信号和信号传输速度一样快,故A错误;
B.在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量最大时,电场能最大,磁场能最小,电路中的电流最小,故B正确;
C.为有效地发射电磁波,可用开放电路从而升高振荡频率,故C错误;
D.根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,故D错误。
故选B。
2. 如图所示,下列说法正确的是( )
A. 由甲图可知,a和b是不同温度下氧气分子的速率分布图像,状态a的温度比状态b的温度高
B. 由甲图可知,升高温度后,其中某个分子的速率一定会增大
C. 由乙图可知,当分子间的距离时,分子间的引力大于斥力,合力表现为引力
D. 由乙图可知,当分子间的距离时,分子间的作用力为0,分子势能最小
【答案】D
【解析】
【详解】A.由甲图可知,曲线中速率大的分子占据比例较大,说明状态对应的温度较高,即状态的温度比状态的温度低,故A错误;
B.气体温度升高时,分子的平均动能增大,大量分子的平均速率增加,但这是统计规律,对于其中某个特定的分子,其速率不一定会增大,故B错误;
C.由乙图可知,当分子间的距离时,分子间斥力随距离减小而急剧增大,斥力大于引力,合力表现为斥力,故C错误;
D.由乙图可知,当分子间的距离时,分子间引力和斥力大小相等,分子间的作用力为0,且在处分子势能最小,故D正确。
故选D。
3. 夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内的气体( )
A. 分子的平均动能更小 B. 单位体积内分子的个数更少
C. 所有分子的运动速率都更小 D. 分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更大
【答案】A
【解析】
【详解】AC.夜间气温低,分子的平均动能更小,但不是所有分子的运动速率都更小,故A正确、C错误;
BD.由于汽车轮胎内的气体压强变低,轮胎会略微被压瘪,则单位体积内分子的个数更多,分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小,BD错误。
故选A。
4. 如图所示,单刀双掷开关S先打到端让电容器充满电。时开关S打到端,时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,则( )
A. LC回路的周期为0.02s
B. LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C. 更换为电感L更大的线圈,线圈自感电动势将增大,LC电路周期变短
D. 时电容器中电场能最小,此时回路中电流沿顺时针方向
【答案】D
【解析】
【详解】A.时LC回路中电容器上极板带正电荷且电荷量最大;在一个周期内,电容器充电两次,放电两次,0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,此时经历了放电、充电各一次,故LC回路的周期为0.04s,故A错误;
B.LC回路的电流最大时,线圈中的磁场能最大,电容器中电场能最小,故B错误;
C.更换为电感L更大的线圈,线圈自感电动势将增大,根据可知,LC电路周期变长,故C错误;
D.根据
可知此时电容器顺时针放电结束,将要进行顺时针充电,所以此时回路中电流沿顺时针方向;此时电容器所带电荷量为0,电容器中的电场能最小,故D正确。
故选D。
5. A、B两个完全相同的电热器(电阻不变),分别通以图甲与图乙所示的交流电压,已知图甲前后半个周期都是正弦曲线的周期图像,则A、B两个电热器的电功率之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设甲图中的电压有效值为,根据有效值定义可得
解得
设乙图中的电压有效值为,根据有效值定义可得
解得
则A、B两个电热器的电功率之比为
故选A。
6. 如图所示,单匝闭合矩形线框,其总电阻为,线框的边长为,边长为,在与边相距为处有一垂直于cd和ab边的磁场分界线ef,在其右侧分布磁感应强度大小为B、方向垂直于线框平面向外的匀强磁场,已知线框在外力的作用下正由图示位置绕ef轴以角速度匀速转动动,下列说法正确的是( )
A. 线框中感应电动势的最大值
B. 通过图示位置时线框中感应电动势为
C. 从图示位置开始转过的过程中,线框磁通量变化量为
D. 从图示位置开始转过的过程中,通过线框导线横截面的电荷量
【答案】D
【解析】
【详解】A. 线框只有部分区域处在磁场中,磁场仅分布在ef右侧,线框在磁场内的面积为。绕ef轴转动时,感应电动势最大值为,故A错误;
B.图示位置线框平面与磁场垂直,此时切割边的速度方向与磁感线平行,感应电动势为0,故B错误;
C.初始位置磁通量(向外为正);转过后,线框平面与磁场平行,磁通量,磁通量变化量的大小为,故C错误;
D.根据法拉第电磁感应定律推导的电荷量公式
代入上述磁通量变化量可得,故D正确。
故选 D。
7. 如图为模拟市区用户供电的示意图。U0是电网电压,可视为不变。R1为电网至变压器的电缆电阻,R2是变压器至用户间电缆电阻,R是用电器的等效电阻。变压器为理想变压器。当用户端的用电器增加时,则下列说法正确的是( )
A. R1电功率减小 B. R2电功率减小
C. 电压表示数不变 D. 电流表示数增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.将R2和R等效在变压器的原线圈上为,对原线圈电路由全电路欧姆定律有
用户端的用电器增加时,R减小,则减小,则变压器的原线圈电路的电流增大,故R1电功率由增大,故A错误;
D.根据变压器线圈匝数与电流比关系可知,增大则有增大,即电流表示数增大,故D正确;
B.R2消耗的电功率要增大,B错误;
C.变压器原线圈电压为
电流增大,则减小,根据变压比知副线圈电压减小,又R2分压增加,则电压表示数减小,C错误;
故选D。
二、多项选择题(本大题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得5分,选对但不全得3分,有错选得0分)
8. 已知阿伏加德罗常数为,下列说法正确的是( )
A. 若油酸的摩尔质量为M,则一个油酸分子的质量为
B. 若油酸的摩尔质量为M,密度为,则一个油酸分子的体积为
C. 若某种气体的摩尔质量为M,密度为,则该气体分子间平均距离为
D. 若某种气体的摩尔体积为V,单位体积内含有气体分子的个数为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.若油酸的摩尔质量为M,则一个油酸分子的质量为
故A错误;
B.若油酸的摩尔质量为M,密度为,油酸的摩尔体积为
则一个油酸分子的体积为
故B正确;
C.气体的摩尔质量为M,密度为,摩尔体积为
将每个气体分子占据的空间看成立方体形,则该气体分子间平均距离为
故C正确;
D.气体的摩尔体积为V,单位体积内含有气体分子的个数
故D正确。
故选BCD。
9. 一定质量的理想气体的状态经历了如图所示的、、、四个过程,其中的延长线通过原点,垂直于且与水平轴平行,与平行,则下列说法正确的是( )
A. 过程中气体内能增大 B. 过程中体积不断增加
C. 过程中体积保持不变 D. 过程中气体分子数密度减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由图可知,过程中气体温度不变,则内能不变,故A错误;
B.过程中气体压强不变,温度减小,根据可知气体体积减小,故B错误;
C.根据
可得
可知图像斜率等于,过程中图像斜率不变,则气体体积保持不变,故C正确;
D.同理根据图像斜率等于可知过程中气体体积变大,则气体分子数密度减小,故D正确。
故选CD。
10. 细长玻璃管中有为6.8 cm的水银柱封闭一定质量的空气。当玻璃管开口向下竖直放置时(水银未漏出),空气柱长度为33 cm;当玻璃管水平放置时,空气柱长度为30 cm,则:( )
A. 大气压强为75 cmHg
B. 玻璃管开口向下竖直放置时被封闭气体的压强为68 cmHg
C. 玻璃管开口向上竖直放置时被封闭气体的压强为81.6 cmHg
D. 玻璃管开口向上竖直放置时空气柱的长度为28 cm
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.开口向下时,封闭气体压强
水平放置时,封闭气体压强为。温度不变,由玻意耳定律有
解得,,故A错误,B正确;
C.开口向上时,封闭气体压强,故C正确;
D.设开口向上时空气柱长度为,由玻意耳定律有
解得,故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷(非选择题,共57分)
三、填空、实验题(本大题共2小题,共15分)
11. 某兴趣小组用如图所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。
(1)关于变压器的工作原理和实验操作,下列说法正确的是( )
A. 变压器工作时,铁芯中产生感应电流,将电能从原线圈输送到副线圈
B. 变压器工作时,原线圈将电能转化为磁场能,副线圈将磁场能转化为电能
C. 理想变压器没有能量损失,输入功率等于输出功率
D. 变压器的铁芯是整块硅钢铁芯
(2)正确组装变压器后,记录数据如下:
原线圈(匝)
100
100
400
400
副线圈(匝)
200
800
200
800
原线圈电压(伏)
1.96
1.50
4.06
2.80
副线圈电压(伏)
3.90
11.8
2.00
5.48
通过分析实验数据可得出的实验结论是______。
(3)将电源接在原线圈的“0”和“8”接线柱之间,测得副线圈的“0”和“4”接线柱之间的电压为4.2V,则可推断原线圈的输入电压可能为( )
A. 4.2V B. 7.0V C. 8.4V D. 8.8V
(4)为了实验安全和测量准确,下列做法正确的是( )
A. 为了人身安全,实验时应使用低压直流电源,电压不超过12V
B. 连接好电路后,应先检查电路连接是否正确,再接通电源进行实验
C. 由于使用电压较低,通电时可以用手直接接触裸露的导线和接线柱
D. 测量电压时,为防止电表损坏,应先选用最大量程试测,再换用合适量程
【答案】(1)BC (2)在误差允许范围内,变压器原、副线圈的电压之比等于其匝数之比() (3)D (4)BD
【解析】
【小问1详解】
A.铁芯的作用是导磁,不是导电;电能是通过互感传输,不是铁芯导电,A错误;
B.该项所述是变压器的工作原理,即变压器工作时,原线圈将电能转化为磁场能,副线圈将磁场能转化为电能,B正确;
C.理想变压器没有能量损失,输入功率等于输出功率,C正确;
D.为防止产生涡流而损耗能量,变压器的铁芯采用绝缘的硅钢片叠成,D错误;
故选BC。
【小问2详解】
分析数据可知,在误差允许范围内,变压器原、副线圈的电压之比等于其匝数之比()
【小问3详解】
若是理想变压器,则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为,当变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱,副线圈接“0”和“4”两个接线柱时,可知原、副线圈匝数比为2:1,副线圈电压为4.2V,则原线圈电压应该为8.4V;实际操作中,不是理想变压器,需要考虑损失部分,则原线圈所接电压大于8.4V。故选D。
【小问4详解】
A.在实验中为了确保人身安全,需要使用低压交流电源,且电压不要超过12V,A项错误;
B.为了确保安全,实验时,连接好电路后,应先检查电路连接是否正确,再接通电源进行实验,B项正确;
C.即使使用电压较低,为了确保实验数据的可靠精确性,通电时也不能用手直接接触裸露的导线、接线柱,C项错误;
D.为了测量电表的安全,测量电压时,先选用最大量程试测,再选用小一点的量程,确保精确度,D项正确。
故选BD。
12. 某同学用油膜法估测油酸分子的大小,实验步骤如下:
①将1 mL纯油酸加入酒精中,配制出2000 mL的油酸酒精溶液:用注射器吸取该溶液,测出100滴溶液的体积为1 mL;
②在浅盘内装入适量水,并均匀地撒上一层薄薄的痱子粉,用注射器向水面滴入一滴油酸酒精溶液;
③把带有坐标方格(小方格的边长为1 cm)的玻璃板盖在浅盘上,描画出油膜的轮廓;
④某次实验得到的油膜轮廓如图所示,根据画有油膜轮廓的玻璃板上的坐标方格,数出轮廓范围内方格的数量为200个,由此计算油膜的面积;利用计算出油膜厚度,即油酸分子的直径,请回答下列问题:
(1)本次实验中,1滴溶液中纯油酸的体积为___________m3,油酸分子的直径约为___________m(均保留两位有效数字)。
(2)下列操作会使实验结果偏小的是___________
A. 使用配制后放置较长时间的油酸酒精溶液进行实验
B. 油膜扩散后立刻把带有坐标方格的玻璃板盖在浅盘上,描画出油膜的轮廓
C. 计算轮廓范围内油膜的面积时,不足半个方格的舍去,多于半个的算一个
D. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
【答案】(1) ①. ②. (2)AB
【解析】
【小问1详解】
[1] 油酸酒精溶液中油酸的体积分数为,每滴溶液的体积为
一滴溶液中纯油酸的体积
[2] 油膜面积
由
代入数据得
【小问2详解】
A.放置较长时间后酒精挥发,油酸酒精溶液中油酸的浓度增大,按原浓度确定的偏小而实际增大,因此的计算值偏小,故A正确;
B.若油膜扩散未等待油膜收缩稳定便描绘轮廓,使得面积测量值偏大,根据可知测量结果偏小,故B正确;
C.不足半个方格的舍去、多于半个方格的算一个是估算油膜面积的正确方法,不会使结果系统性偏小,故C错误;
D.把滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积,会使的计算值偏大,根据
所得偏大,故D错误。
故选AB。
四、计算题(本大题共3小题,共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案不得分。有数据计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
13. 如图所示为某一新能源动力电池充电的供电电路图。配电设施的输出电压,升压变压器原、副线圈的匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。充电桩充电时的额定功率,额定电压,变压器均视为理想变压器。求:
(1)升压变压器副线圈两端电压以及降压变压器原线圈两端电压;
(2)通过输电线上的电流及输电线的总电阻r;
(3)供电电路的效率。
【答案】(1),
(2),
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据理想变压器两端电压与匝数的关系
得
得
【小问2详解】
通过输电线上的电流
输电线电压降
输电线的总电阻
【小问3详解】
配电设施的输出功率
供电效率
14. 篮球是非常受欢迎的一项运动,打篮球前需要将篮球内部气压调至标准气压1.6atm才能让篮球发挥最佳性能。体育课上某同学用气压计测得一篮球内气体压强为1.2atm,现用简易打气筒给篮球打气(如图),每次能将0.1L、1.0atm的空气打入球内,若打气过多再放出部分气体,已知篮球内部容积为7L,忽略打气和放气(或抽气)过程中篮球的容积和球内气体温度的变化,且气体温度均为室温。求:
(1)若想让篮球的性能最佳,需要打气多少次。
(2)若想让篮球的性能最佳,则打入的气体质量与篮球内原气体的质量之比为多少。
(3)若因打气过多,篮球内气压达到了1.7atm,用抽气筒将1.5L的气体一次性抽出后,篮球内气压变为多少。
【答案】(1)28 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,打气过程中温度不变,由玻意耳定律可得
其中,,,,,代入数据解得想让篮球的性能最佳,需要打气的次数为
【小问2详解】
想让篮球的性能最佳,根据
可知打入的气体质量与篮球内原气体的质量之比为
【小问3详解】
若因打气过多,篮球内气压达到了1.7atm,用抽气筒将1.5L的气体一次性抽出后,由玻意耳定律可得
其中,,
解得篮球内气压变为
15. 如图所示,两个内壁光滑的汽缸A、B固定在水平地面上,气缸内两个活塞分别和水平放置的轻质弹簧连接,两气缸中各封闭有一定量的理想气体,左右两个活塞面积分别为,,距缸底部距离分别为5x、3x,初始状态时,两气缸内气体的热力学温度均为,A中气体压强为,弹簧处于压缩状态,压缩量为x,A汽缸和活塞均绝热,B气缸导热,环境温度恒为,大气压强为。
(1)求弹簧的弹力和B中气体压强。
(2)通过电热丝给A中气体缓慢加热后,弹簧的压缩量变为2x,求此时:
①气缸B中气体的压强及B活塞移动的距离:
②气缸A中气体的温度,
【答案】(1);
(2);;
【解析】
【小问1详解】
设弹簧初态弹力为。活塞平衡,有,解得
活塞平衡,有
解得
【小问2详解】
设末态弹簧弹力为。弹簧压缩量变为,由胡克定律得
末态活塞平衡,有
解得
汽缸导热且加热过程缓慢,缸内气体温度保持为。设缸气体末态体积为,由玻意耳定律得
解得
缸气柱长度由变为,故活塞向右移动的距离
设活塞向右移动的距离为。弹簧压缩量增加,故
解得,缸气体初态体积
末态体积
末态活塞平衡,有
解得,缸中气体的物质的量不变,由理想气体状态方程得
代入、、
解得
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