山東省日照市2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期期中考試物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE12022級高二下學(xué)期期中校際聯(lián)合考試物理試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號等填寫在答題卡和試卷指定位置。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。4．本試卷共8頁，滿分100分，考試時間90分鐘。一、單項選擇題：本題包括8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A.電磁波能夠傳遞信號但不能傳播能量B.大額鈔票的某種防偽標(biāo)志在紅外線照射下會發(fā)出熒光C.紅外遙感技術(shù)利用到了一切物體都在不停地輻射紅外線的特點D.額溫槍是利用接收人體輻射出的紫外線進(jìn)行測溫【答案】C【解析】A．電磁波能夠傳遞信號，也能傳播能量，故A錯誤；B．大額鈔票的某種防偽標(biāo)志在紫外線照射下會發(fā)出熒光，故B錯誤；C．紅外遙感技術(shù)利用到了一切物體都在不停地輻射紅外線的特點，故C正確；D．額溫槍是利用接收人體輻射出的紅外線進(jìn)行測溫，故D錯誤。故選C。2.下列說法正確的是（）A.可以從單一熱庫吸收熱量使之完全變成功B.一定質(zhì)量的理想氣體在等溫膨脹過程中吸收的熱量大于對外界做的功C.一個系統(tǒng)總是從有序狀態(tài)向混亂的無序狀態(tài)發(fā)展D.做功和熱傳遞都是通過能量轉(zhuǎn)化的方式改變物體內(nèi)能的【答案】A【解析】A．根據(jù)熱力學(xué)第二定律，從單一熱庫吸收熱量可以完全變成功，但要引起其他的變化，故A正確；B．一定質(zhì)量的理想氣體在等溫膨脹過程中，由于溫度不變，故內(nèi)能不變，膨脹過程中氣體對外做功，故過程中吸收的熱量等于對外界做的功，故B錯誤；C．一切自發(fā)的過程總是從有序狀態(tài)向混亂的無序狀態(tài)發(fā)展，故C錯誤；D．做功是通過能量轉(zhuǎn)化方式改變物體內(nèi)能的，熱傳遞是通過能量轉(zhuǎn)移的方式改變物體內(nèi)能的，故D錯誤。故選A。3.關(guān)于分子動理論規(guī)律，下列說法正確的是（）A.兩個分子間相互作用力減小時，分子勢能也減小B.隨著分子間距離的增大，分子勢能可能先減小后增大C.顯微鏡下觀察到墨水中小碳粒的布朗運動，就是碳分子的運動D.兩物體達(dá)到熱平衡的條件是兩物體的內(nèi)能相等【答案】B【解析】A．兩個分子間相互作用力減小時，如果分子力表現(xiàn)為引力，則分子距離可能變大，分子引力做負(fù)功，分子勢能增大，故A錯誤；B．隨著分子間距離的增大，分子力可能先表現(xiàn)為斥力，后表現(xiàn)為引力，則分子力可能先做正功后做負(fù)功，分子勢能可能先減小后增大，故B正確；C．顯微鏡下觀察到墨水中小碳粒的布朗運動，不是碳分子的運動，故C錯誤；D．兩物體達(dá)到熱平衡的條件是兩物體的溫度相等，內(nèi)能不一定相等，故D錯誤。故選B。4.我國《道路交通安全法》規(guī)定，嚴(yán)禁酒駕醉駕。如圖所示為交警使用的某型號的酒精測試儀的工作原理圖，已知定值電阻的阻值為，酒精傳感器的電阻的阻值R隨氣體中酒精濃度的增大而減小，兩電表均為理想電表。當(dāng)酒駕司機對著測試儀吹氣時，下列說法正確的是（）A.酒精傳感器把電信息轉(zhuǎn)換為非電信息B.電壓表、電流表示數(shù)均增大C.電流表示數(shù)越大，說明測得的酒精濃度越大D.電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的比值的絕對值減小【答案】C【解析】A．酒精傳感器是把非電信息轉(zhuǎn)換為電信息，故A錯誤；BC．由題意，可知當(dāng)一位酒駕駕駛員對著測試儀吹氣時，酒精傳感器的電阻值減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律，可得電路中的電流增大，顯然電流表示數(shù)越大，說明越小，測得的酒精濃度越大；電壓表的示數(shù)減小，即電流表的示數(shù)變大，電壓表的示數(shù)變小，故B錯誤，C正確；D．根據(jù)可得顯然，電壓表示數(shù)變化量與電流表示數(shù)變化量的絕對值之比保持不變，故D錯誤。故選C。5.壓縮空氣儲能（CAES）是一種利用壓縮空氣來儲存能量的新型儲能技術(shù)，可在用電低谷時儲存能量、用電高峰時釋放能量?！翱諝獬潆妼殹本褪且环N通過壓縮空氣實現(xiàn)儲能的裝置，“空氣充電寶”在某個工作過程中，一定質(zhì)量的理想氣體的圖像如圖所示。下列說法正確的是（）A.a到b過程中，氣體壓強不變，溫度升高，分子數(shù)密度增大B.a到b過程中，氣體對外界做的功小于從外界吸收的熱量C.b到c過程中，外界對氣體做功，內(nèi)能減少D.b到c過程中，氣體在單位時間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)增多【答案】B【解析】A．a(chǎn)到b過程中，氣體壓強不變，溫度升高，由可知，氣體體積增大，分子數(shù)密度減小。故A錯誤；B．根據(jù)可知a到b過程中，氣體溫度升高，內(nèi)能增大，則氣體對外界做的功小于從外界吸收的熱量。故B正確；C．由圖知b→c過程中，氣體壓強減小，溫度降低，圖線上各點與原點連線的斜率逐漸減小，又由可得圖像中的狀態(tài)點與原點連線的斜率與體積大小成反比，所以b→c過程中，氣體體積逐漸增大，氣體對外界做功，內(nèi)能減少。故C錯誤；D．同理，可知b到c過程中，氣體體積增大，分子數(shù)密度減小，溫度降低，分子的平均動能減小，所以在單位時間內(nèi)對器壁單位面積的碰撞次數(shù)減少。故D錯誤。6.在如圖所示電路中，A、B是兩個完全相同的燈泡，L是理想電感線圈，D是理想二極管，R為保護(hù)電阻。下列說法錯誤的是（）A.閉合開關(guān)，A立即亮，隨后逐漸熄滅B.閉合開關(guān)，B立即亮，隨后更亮C.斷開開關(guān)瞬間，b點電勢高于a點電勢D.斷開開關(guān)瞬間，A、B都閃亮一下后再熄滅【答案】D【解析】AB．閉合開關(guān)時，由于線圈的阻礙作用，所以AB立即亮，但之后流過線圈的電流逐漸增大，將A短路，A逐漸熄滅，使得回路中總電阻減小，B更亮，故AB正確；CD．?dāng)嚅_開關(guān)瞬間，線圈和A構(gòu)成閉合回路，流過A的電流方向向左，所以b點電勢高于a點電勢，B和二極管被短路，所以B立即熄滅，A閃亮后逐漸熄滅，故C正確，D錯誤。本題選錯誤的，故選D。7.如圖所示，在xOy平面內(nèi)，第二象限和第四象限分別存在垂直平面向外和向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小分別為3B和B。四分之一圓弧形的扇形閉合線圈的圓心位于原點O，并以角速度繞O點在xOy平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，已知線圈的半徑為r、總電阻為R。則閉合線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】線圈進(jìn)入或離開第二象限磁場時，相當(dāng)于單邊導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢大小形成的感應(yīng)電流大小由楞次定律可知，線圈進(jìn)入第二象限磁場時，產(chǎn)生順時針的感應(yīng)電流，線圈離開第二象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流；同理線圈進(jìn)入或離開第四象限磁場時，相當(dāng)于單邊導(dǎo)體桿轉(zhuǎn)動切割磁感線，產(chǎn)生的電動勢大小形成的感應(yīng)電流大小由楞次定律可知，線圈進(jìn)入第四象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流，線圈離開第四象限磁場時，產(chǎn)生逆時針的感應(yīng)電流；做出如圖所示的感應(yīng)電流隨時間變化的圖像為根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知解得故選A。8.如圖甲所示，間距的兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，右端連接的定值電阻，導(dǎo)軌間有豎直向上的勻強磁場，磁感應(yīng)強度。一質(zhì)量的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，在水平拉力F的作用下由靜止開始沿導(dǎo)軌向左加速運動，當(dāng)金屬棒的速度時撤去拉力F，撤去拉力F之前金屬棒的圖像如圖乙所示，運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，金屬棒與導(dǎo)軌的電阻不計。則（）A.撤去拉力F前金屬棒的加速度逐漸減小B.撤去F后，通過金屬棒的電荷量為1.8CC.撤去F之前，金屬棒克服安培力做的功為0.2JD.整個運動過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量為2J【答案】C【解析】A．由圖像可知v=kx則則即a=kv則隨速度的增加，加速度增加，即撤去拉力F前金屬棒的加速度逐漸增加，選項A錯誤；B．撤去F后，由動量定理解得通過金屬棒的電荷量為選項B錯誤；C．撤去F之前，由圖像可知v=x，金屬棒克服安培力安培力與位移成正比，可知安培力做的功為選項C正確；D．撤去F后電阻上產(chǎn)生的熱量撤去F之前產(chǎn)生的熱量則整個運動過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量Q=0.2J+2J=2.2J選項D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題包括4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，間距為L的兩條光滑平行的金屬導(dǎo)軌水平放置，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌的右端接有阻值為R的定值電阻。電阻也為R的導(dǎo)體棒ab垂直放在導(dǎo)軌上，整個裝置處在磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場中。從時刻開始，導(dǎo)體棒的速度隨時間變化的規(guī)律為，運動過程中金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好。下列判斷正確的是（）A.導(dǎo)體棒中電流的瞬時值表達(dá)式為B.導(dǎo)體棒中電流的最大值為C.導(dǎo)體棒兩端的電壓為D.電阻R消耗的電功率為【答案】BD【解析】AB．根據(jù)電磁感應(yīng)定律和閉合電路歐姆定律得，整理得導(dǎo)體棒中電流的瞬時值表達(dá)式為導(dǎo)體棒中電流的最大值為故A錯誤，B正確；C．導(dǎo)體棒兩端的電壓為路端電壓的有效值，即故C錯誤；D．電阻R消耗的電功率為故D正確。故選BD。10.糖是人類賴以生存的重要物質(zhì)之一，在對人類的生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，在工業(yè)中也發(fā)揮著巨大的作用。某種食用冰糖塊的密度為ρ，摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則下列說法正確的是（）A.該種冰糖塊的摩爾體積B.該種冰糖塊分子的體積C.該種冰糖塊的分子直徑D.a千克該種冰糖塊所含的分子數(shù)【答案】AB【解析】A．該種冰糖塊的摩爾體積故A正確；B．該種冰糖塊分子的體積為解得故B正確；C．該種冰糖塊的分子直徑解得故C錯誤；D．a(chǎn)千克該種冰糖塊所含的分子數(shù)故D錯誤。故選AB。11.如圖所示，兩個圓形金屬圓環(huán)Ⅰ、Ⅱ和方形金屬線圈A位于同一平面內(nèi)，線圈A中通以逆時針方向的電流i，下列說法正確的是（）A.若電流i變小，則圓環(huán)Ⅰ有縮小的趨勢B.若電流i變小，則圓環(huán)Ⅱ有縮小的趨勢C.若電流i不變，僅讓圓環(huán)Ⅰ的半徑擴大，則Ⅰ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流D.若電流i不變，僅讓圓環(huán)Ⅱ的半徑縮小，則Ⅱ中產(chǎn)生順時針方向的感應(yīng)電流【答案】AC【解析】A．線圈A中通以逆時針方向的電流i，根據(jù)安培定則，線圈A內(nèi)部磁場方向垂直于紙面向外，線圈A外部磁場方向垂直于紙面向里，線圈A全部處于圓環(huán)Ⅰ中，通過圓環(huán)Ⅰ與線圈A之間區(qū)域的原磁場方向均垂直于紙面向里，在線圈A內(nèi)部的原磁場方向垂直于紙面向外，穿過圓環(huán)Ⅰ的磁通量整體向外，若電流i變小，穿過圓環(huán)Ⅰ的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，為了阻礙磁通量減小，圓環(huán)Ⅰ有縮小的趨勢，故A正確；B．線圈A中通以逆時針方向的電流i，根據(jù)安培定則，線圈A內(nèi)部磁場方向垂直于紙面向外，圓環(huán)Ⅱ全部處于線圈A中，通過圓環(huán)Ⅱ的原磁場方向均垂直于紙面向外，若電流i變小，穿過圓環(huán)Ⅱ的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知，為了阻礙磁通量減小，圓環(huán)Ⅱ有擴張的趨勢，故B錯誤；C．若電流i不變，根據(jù)安培定則，線圈A中電流在圓環(huán)Ⅰ所在位置的磁場方向垂直于紙面向里，若僅讓圓環(huán)Ⅰ的半徑擴大，在半徑擴大過程中，切割磁感線，利用微元法，根據(jù)右手定則可知，則Ⅰ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故C正確；D．若電流i不變，根據(jù)安培定則，線圈A中電流在圓環(huán)Ⅱ所在位置的磁場方向垂直于紙面向外，若僅讓圓環(huán)Ⅱ的半徑縮小，在半徑縮小過程中，切割磁感線，利用微元法，根據(jù)右手定則可知，則Ⅱ中產(chǎn)生逆時針方向的感應(yīng)電流，故D錯誤。故選AC。12.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2=2:1，原線圈回路中接有定值電阻R1，副線圈回路中接有滑動變阻器R0和定值電阻R2。已知交流電源電壓的有效值恒為E，內(nèi)阻忽略不計。電流表和電壓表均為理想交流電表，R1=4R2?；瑒幼冏杵骰瑒佑|頭向下滑動的過程中，下列說法正確的是（）A.電流表示數(shù)變小B.電壓表示數(shù)變小C.當(dāng)R0=0時，R2消耗的功率最大D.當(dāng)R0=0時，變壓器的輸出功率最大，最大值為【答案】BCD【解析】AB．當(dāng)滑動變阻器滑動觸頭向下滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值減小，則副線圈回路中總電阻減小，則等效電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得，原線圈回路中電流增大，即電流表示數(shù)變大，則R1的分壓增大，原線圈兩端的電壓減小，根據(jù)原副線圈電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系可知，副線圈中電流增大，副線圈兩端電壓減小，R2的分壓增大，R0的分壓減小，所以電壓表示數(shù)變小，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)題意有根據(jù)電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系可得，可得，則等效電阻為當(dāng)，即R0=0時，電源的輸出功率最大，即變壓器的輸入功率、輸出功率達(dá)到最大，R2消耗的功率最大，且有故CD正確。故選BCD。三、非選擇題：本題包括6小題，共60分。13.在“用油膜法估測分子直徑的大小”的實驗中：（1）在本實驗中將油酸分子看成緊密排列的球體，在水面形成單分子油膜，若將一滴油酸酒精溶液滴到水面上，這滴溶液中含有純油酸的體積為V，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測油酸分子的直徑為______；（2）關(guān)于本實驗，下列操作正確的是（）A.配置好的油酸酒精溶液長時間暴露在空氣中，能進(jìn)行實驗B.將一滴油酸酒精溶液滴在水面時，滴管距水面適當(dāng)近一些C.描繪油膜輪廓時，玻璃板距水面不能過高D.為了更清楚的描繪油膜邊界，痱子粉應(yīng)該撒的多一些（3）本實驗中做了三點假設(shè)：①將油酸分子視為球形；②將油膜看成單分子層；③油酸分子是緊挨在一起的。做完實驗后，發(fā)現(xiàn)所測的分子直徑d明顯偏大，出現(xiàn)這種情況的原因可能是（）A.將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸的體積進(jìn)行計算B.求每滴溶液體積時，1mL溶液的滴數(shù)多記了10滴C.計算油膜面積時，不足1格的全部舍去D.油酸酒精溶液久置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度發(fā)生了變化【答案】（1）（2）BC（3）AC【解析】（1）純油酸體積為V，形成面積為S的油酸薄膜，則由此可估測油酸分子的直徑為（2）A．配置好的油酸酒精溶液長時間暴露在空氣中，酒精揮發(fā)，溶液的濃度改變，給實驗帶來較大誤差，不能進(jìn)行實驗，故A錯誤；B．將一滴油酸酒精溶液滴在水面時，若滴管距水面較遠(yuǎn)，溶液受到水的沖擊過大，可能無法形成完整的油膜，不便于測量油膜面積，所以滴管距水面適當(dāng)近一些，故B正確；C．描繪油膜輪廓時，若玻璃板距水面過高，導(dǎo)致油膜面積測量不準(zhǔn)確，所以玻璃板不能過高，故C正確；D．痱子粉撒的多一些將會導(dǎo)致油膜不能充分展開，不能清楚的描繪油膜邊界，故D錯誤。故選BC。（3）A．將滴入的油酸酒精溶液體積作為油酸體積進(jìn)行計算，則計算所用體積數(shù)值偏大，導(dǎo)致計算結(jié)果偏大，故A正確；B．求每滴溶液體積時，1mL的溶液的滴數(shù)多計了10滴，則測量的純油酸體積偏小，導(dǎo)致結(jié)果計算偏小，故B錯誤；C．計算油膜面積時，不足1格的全部舍去，則測量的面積S偏小，導(dǎo)致結(jié)果計算偏大，故C正確；D．油酸酒精溶液久置，酒精揮發(fā)使溶液的濃度變大，則會導(dǎo)致計算結(jié)果偏小，故D錯誤。故選AC。14.為了測量某個小晶體的體積，小明同學(xué)設(shè)計了如下實驗，裝置如圖甲所示，實驗步驟如下：①將小晶體裝入注射器內(nèi)；②將注射器和壓強傳感器相連，然后緩慢推動活塞至某一位置，記錄活塞所在位置的刻度，通過壓強傳感器、數(shù)據(jù)采集器從計算機上讀取此時氣體的壓強；③重復(fù)上述步驟，分別記錄活塞在其它位置的刻度V和相應(yīng)的氣體的壓強p；④處理記錄的數(shù)據(jù)，作出圖像，如圖乙，測出小晶體的體積。（1）下列關(guān)于本實驗的說法正確的是（）A.緩慢推動活塞，是為了保持氣體溫度不變B.如果外界大氣壓強發(fā)生變化，會影響實驗結(jié)果C.分別在10℃和20℃環(huán)境下完成實驗，只要實驗過程溫度不變，對小晶體體積的測量結(jié)果就沒有影響D.活塞涂潤滑油只是為了減小摩擦（2）在實驗過程中，若注射器和壓強傳感器連接處細(xì)管內(nèi)的氣體體積忽略不計，圖乙中圖線的斜率為k，截距為b，則注射器內(nèi)小晶體的體積______；（3）在實驗過程中：①若考慮注射器和壓強傳感器連接處細(xì)管內(nèi)的氣體體積，那么小晶體體積的測量值______真實值；②若注射器和壓強傳感器連接處細(xì)管內(nèi)的氣體體積忽略不計，推動注射器活塞的過程中，注射器內(nèi)氣體的溫度升高，那么小晶體體積的測量值______真實值。（均選填“大于”“等于”或“小于”）【答案】（1）A（2）b（3）小于等于【解析】（1）A．緩慢推動活塞，是為了保持氣體溫度不變，故A正確；B．如果外界大氣壓強發(fā)生變化，只要發(fā)生等溫過程，氣體的壓強可以準(zhǔn)確測量，不會影響實驗結(jié)果，故B錯誤；C．分別在10℃和20℃環(huán)境下完成實驗，雖然實驗過程溫度不變，但小晶體的體積會熱脹冷縮，對測量結(jié)果有影響，故C錯誤；D．活塞涂潤滑油是為了防止漏氣，從而保證氣體的質(zhì)量一定，故D錯誤。故選A。（2）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，有則發(fā)生等溫過程的函數(shù)為則注射器內(nèi)小晶體的體積為圖像的縱截距，有（3）[1]若考慮注射器和壓強傳感器連接處細(xì)管內(nèi)的氣體體積，那么氣體體積的測量值偏小，的縱截距變小，則小晶體體積的測量值小于真實值；[2]若注射器和壓強傳感器連接處細(xì)管內(nèi)的氣體體積忽略不計，則體積的測量值無誤差，推動注射器活塞的過程中，注射器內(nèi)氣體的溫度升高，那么圖像的斜率變大，但縱截距不變，則小晶體體積的測量值等于真實值。15.如圖甲所示，把許多平面鏡按照一定的規(guī)律排列起來，就可以把太陽光反射后匯聚到同一位置，從而利用太陽能來發(fā)電，這就是塔式太陽能電站的原理。某塔式太陽能電站產(chǎn)生的交變電流利用圖乙所示的電路進(jìn)行遠(yuǎn)距離高壓輸電。已知升壓變壓器的輸入功率，輸入電壓，輸電線的總電阻，用戶得到的電壓，升壓變壓器的匝數(shù)比，變壓器均為理想變壓器。求：（1）輸電線上損失的功率；（2）降壓變壓器的匝數(shù)比?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）發(fā)電機的輸出功率解得根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系解得I輸電線上損失的功率（2）根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系解得遠(yuǎn)距離輸電損失的電壓降壓變壓器的輸入電壓根據(jù)解得16.太空梭是現(xiàn)代大型游樂場內(nèi)常見的游樂設(shè)施，某同學(xué)受到氣動式太空梭工作原理的啟發(fā)設(shè)計了一個裝置，如圖所示，氣缸內(nèi)有一密閉活塞將氣缸分成上下兩部分，氣缸上下兩端各有一個閥門A和B，通過閥門可給氣缸充氣或抽氣。開始時A、B兩閥門均已打開，氣缸與外界大氣相通?；钊ㄔ诰嚯x氣缸底部的厚度不計的擋板上，活塞上部距離氣缸頂部。已知活塞的質(zhì)量，橫截面積，取重力加速度，大氣壓強，所有摩擦均不計。過程中保持氣體溫度不變，氣體視為理想氣體。（1）保持閥門A打開，將氣泵與閥門B連接，向氣缸內(nèi)充氣，當(dāng)活塞剛要向上移動時，求氣泵從外界充入氣缸的壓強為的氣體的體積；（2）保持閥門B打開，將氣泵與閥門A連接，向外抽氣，當(dāng)活塞剛要向上移動時，求氣泵從氣缸中向外抽取的氣體質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量的比值?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設(shè)氣泵從外界充入氣缸的壓強為的氣體的體積為，當(dāng)活塞剛要向上移動時，對活塞代入數(shù)據(jù)解得由波意耳定律得上式代入數(shù)據(jù)得（2）設(shè)抽出氣體在壓強下體積為，當(dāng)活塞剛要向上移動時，對活塞代入數(shù)據(jù)解得由波意耳定律得上式代入數(shù)據(jù)得設(shè)氣體在壓強下密度為，則從氣缸中向外抽取的氣體質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量的比值17.如圖所示，質(zhì)量為M的矩形金屬框abcd置于光滑的絕緣水平桌面上，ad寬度為L，ab長度足夠長，ad段和bc段電阻均為R，其它部分電阻不計。整個空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒PQ垂直于ab放置在金屬框上。某時刻給金屬棒一個水平向右的初速度v0，運動過程中金屬棒始終與框的兩邊垂直且接觸良好，經(jīng)過一段時間金屬棒的運動達(dá)到穩(wěn)定。求：（1）金屬棒剛開始運動時受到的安培力；（2）金屬棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時的速度大小；（3）整個過程中通過ad的電荷量及金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱；（4）若將金屬框固定，金屬棒獲得初速度v0的同時給其加一水平向左的外力F，使金屬棒向右做勻減速直線運動至速度為零，F(xiàn)的大小隨時間t變化的規(guī)律為（k為未知常數(shù)），求k的值?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3），；（4）【解析】（1）速度為v0時，電動勢為電流為解得安培力為解得（2）根據(jù)動量守恒定律得解得（3）根據(jù)能量守恒定律得金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱為對框架根據(jù)動量定理得解得（4）時，外力為零，根據(jù)牛頓第二定律得解得棒的運動時間為棒靜止時根據(jù)牛頓第二定律得解得18.現(xiàn)代科學(xué)研究中，經(jīng)常用磁場和電場約束帶電粒子的運動軌跡。如圖甲所示，有Ⅰ和Ⅱ兩個棱長皆為L的正方體電磁區(qū)域abcd-mnpq以及abcd-efgh，以棱ab中點O為坐標(biāo)原點建立三維坐標(biāo)系Oxyz。Ⅰ區(qū)域的正方體內(nèi)充滿如圖乙所示周期為的交變電場（包含邊界），沿y軸正方向為電場正方向；Ⅱ區(qū)域的正方體內(nèi)充滿如圖乙所示的周期為的交變磁場（包含邊界），沿y軸正方向為磁感應(yīng)強度的正方向。在棱mn中點處有一粒子源，從時刻起沿x軸正方向不斷地均勻發(fā)射速率為（未知）、帶正電的粒子，且，粒子的質(zhì)量均為m，電荷量均為。粒子恰好全部進(jìn)入Ⅱ區(qū)域，且在時刻發(fā)射的粒子恰好在時刻返回Ⅰ區(qū)域。不計粒子的重力和電磁場變化造成的影響。求：（1）Ⅰ區(qū)域中的電場強度的大??；（2）Ⅱ區(qū)域中的磁感應(yīng)強度的大小以及在時刻射入的粒子在返回Ⅰ區(qū)域時的位置坐標(biāo)；（3）所有返回Ⅰ區(qū)域的粒子中，經(jīng)過abcd面的最高點的粒子射入電場的時刻；（4）從abcd面射出磁場的粒子數(shù)與從底面abfe射出磁場的粒子數(shù)的比值。【答