广东江门2022-2023学年高二下学期期末调研考试物理试题含答案.pdf

第1页/共7页 江门市江门市 2023 年普通高中高二调研测试（二）年普通高中高二调研测试（二）物理物理 本试卷共本试卷共 5页，页，17 小题，满分小题，满分 100 分，考试时间分，考试时间 75 分钟。分钟。一、单项选择题：本大题共一、单项选择题：本大题共 8 小题，每小题小题，每小题 3分，共分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得有一个选项符合题目要求，选对的得 3 分，选错或不答的得分，选错或不答的得 0 分。分。1.关于热现象，下列说法正确的是（）A.冬天温度很低时可能无法发生布朗运动B.两个分子由平衡距离开始相互远离，则分子势能减小C.物体所有分子热运动的动能之和就是物体的动能D.物体的内能与分子热运动的剧烈程度和分子间的距离有关2.关于固体、液体、气体，下列说法正确的是（）A.单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点B.非晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性C.荷叶上的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果D.完全失重状态下气体对容器的压强为零3.根据热力学定律，下列说法正确的足（）A.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机4.下列说法不正确的是（）A.在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场C.调制是指在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术D.X射线是电磁波5.如图所示，在光滑的水平面上，有两个小球 A 和 B，球 A的质量为 2m，球 B的质量为 m，两球之间用处于原长状态的轻质弹簧相连，小球 B 一开始静止，小球 A 以速度0v向右运动，求这以后的运动过程中，弹簧获得的最大弹性势能为（）第2页/共7页 A.2013mvB.2023mvC.2012mvD.2014mv6.某同学拿一张不透光的卡片，用剪刀剪一条零点几毫米的细缝，再用激光笔发射激光照射细缝，他在对面的墙上看到，中央有一条较宽的亮条纹，两侧还有一系列明暗相间的条纹。产生这种现象的原因是（）A.光的干涉B.光的衍射C.光的折射D.光的偏振7.如图，弹簧振子的平衡位置为 O 点，在 B、C两点之间做简谐运动，以 O为坐标原点，沿 CB方向建立x 轴，已知振子的位移随时间的变化关系为10sin(2)cmxt=，则下列判断正确的是（）A.振子的振动周期2sT=B.BC间的距离为 10cmC.2s 内振子通过路程为 80cmD.0=t时刻振子沿 x轴负方向运动8.已知两种单色光 a 和 b在某种介质中传播速度大小之比是 1：2，以下判断正确的是（）A.a 的频率小于 b 的频率B.a、b在该种介质中的折射率之比为 1：2C.若 a、b分别从该种介质射向空气，它们发生全反射的临界角之比为 1：2D.在实验条件相同的情况下，用 b光进行双缝干涉实验观察到的条纹更宽二、多项选择题：本大题共二、多项选择题：本大题共 4 题，每小题题，每小题 4 分，共分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得个选项符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全得分，选对但不全得 2分，有选错或不答得分，有选错或不答得 0分。分。9.一定质量的理想气体从状态 a 开始变化到状态 c，再到状态 b，最后回到原状态 a，某VT图像如图所示，ab 段平行于纵轴，bc段平行于横轴。下列判断正确的是（）A.气体在状态 b时的压强大于在状态 a时的压强B.气体在状态 a时的压强小于在状态 c时的压强的的的第3页/共7页 C.气体在状态 c时的内能等于在状态 b时的内能D.状态 a 到状态 c的过程气体对外界做负功10.一列简谐横波在0=t时的波形图如图所示，介质中2mx=处的质点 P正沿 y 轴正方向运动，经 0.1s第一次到达最大位移处，下列判断正确的是（）A.波长为 6mB.波速为 10m/sC.波向 x 轴的负方向传播D.振幅为 10cm11.甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度”的实验，回来后共同绘制了2T-L图像，如图甲中 A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法正确的是（）A.单摆固有周期由摆长和摆球质量决定B.A 图线所对应地点重力加速度较小C.若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的重力加速度D.如果甲同学减小摆长，他得到的共振曲线的峰将向右移动12.如图所示，理想变压器原线圈接在恒压交流电源上，副线圈接一个定值电阻1R和滑动变阻器2R，不计电表内电阻影响。当滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是（）A.电流表1A的示数不变 B.电压表1V的示数不变 C.电压表 V2的示数变大D.电流表2A的示数变大 的的第4页/共7页 三、实验题：共三、实验题：共 16 分。分。13.某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针1P、2P确定入射光线，并让入射光线过圆心 O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针3P，使3P挡住1P、2P的像，连接3OP，图中 MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD 均垂直于法线并分别交法线于 A、D点。（1）为了减小误差，1P和2P之间的距离应该_（选填“大一些”、“小一些”）；（2）设 AB的长度为1l，AO的长度为2l，CD的长度为3l，DO的长度为4l，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，上述长度中需用刻度尺测量的是_，则玻璃砖的折射率可表示为 n=_；（3）该同学在插大头针3P前不小心将玻璃砖以 O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。14.一些材料的电阻随温度的升高而变化。如图甲是由某金属材料制成的电阻 R 随摄氏温度 t变化的图像，若用该电阻与电池（电动势1.5VE=，内阻不计）、电流表（量程为 6mA，内阻不计）、电阻箱 R串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。（1）电流刻度较大处对应的温度刻度_；（选填“较大”或“较小”）（2）在 50时，电路中的电流表的示数如图丙所示，电流表的读数为_ mA，则电阻箱的阻第5页/共7页 值R=_；（3）若电池的内阻不能忽略不计，则第（2）问电阻箱的阻值R将_（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。四、计算题：本大题共四、计算题：本大题共 3 小题，共小题，共 44 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15.如图所示，一端封闭的粗细均匀的玻璃管，开口向上竖起放置，管中用一段长度为 4cm的水银柱封闭了一段长度为 50cm的空气柱。已知环境的温度是 27，大气压强为 76cmHg，求：（1）空气柱的压强多大：（2）现将玻璃管缓慢地均匀加热至 87，此时空气柱的长度是多少？（玻璃管足够长）16.用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长 AB 足够长，宽ADL=，按图示放置在水平地面上，在地面上的 P点有一个光源，向该材料 CD面入射一束光，当入射光与 CD面夹角为37时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为 c，sin530.8=，cos530.6=。求：（1）这种材料的折射率；（2）这束光线在材料中传播经历的时间。17.某兴趣小组制作了一个小型的风力发电机给手机无线充电电池充电，其发电、充电简易模型如图所示。已知风轮机叶片转速为300r/minn=，通过转速比为 1：5 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为20.05mS=，匝数为100N=匝，匀强磁场的磁感应强度为2TB=，0=t时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直。把发射线圈和接收线圈看作理想变压器的原副线圈，发射线圈和接收线圈的匝数比为12:50:1nn=，整流电路的作用是把交流电变成直流电，不改变电压有效值的大小。求：（1）写出发电机产生的瞬时电动势；第6页/共7页（2）若不计发电机线圈电阻及发射接收时的能量损失，则手机电池的充电电压多大；（3）该小组测得发电机的内阻为10r=。在给手机电池充电前做电路测试，去掉整流电路，把接收线圈两端与一个阻值为4.2R=的电阻串联，测得通过电阻 R的电流为20.7AI=。已知工作状态下，由于发射线圈的磁通量只有部分穿过接收线圈，接收线圈得到的实际电压只有理想值的 60%，忽略其它损耗，则高速转轴在一个周期内对发电机做的功为多少。第1页/共17页 江门市江门市 2023 年普通高中高二调研测试（二）年普通高中高二调研测试（二）物理物理 本试卷共本试卷共 5页，页，17 小题，满分小题，满分 100 分，考试时间分，考试时间 75 分钟。分钟。一、单项选择题：本大题共一、单项选择题：本大题共 8 小题，每小题小题，每小题 3分，共分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得有一个选项符合题目要求，选对的得 3 分，选错或不答的得分，选错或不答的得 0 分。分。1.关于热现象，下列说法正确的是（）A.冬天温度很低时可能无法发生布朗运动B.两个分子由平衡距离开始相互远离，则分子势能减小C.物体所有分子热运动的动能之和就是物体的动能D.物体的内能与分子热运动的剧烈程度和分子间的距离有关【答案】D【解析】【详解】A一切分子都在不停的做无规则运动，则悬浮在液体中的小颗粒也在不停的做无规则运动，所以冬天温度很低时也会发生布朗运动，故 A错误；B两个分子由平衡距离开始相互远离，分子间表现为引力，引力做负功，则分子势能增大，故 B错误；C物体动能取决于物体的运动速度和质量，与物体内所有分子热运动的动能之和无关，故 C错误；D物体的内能是分子动能和分子内能的综合，分子动能与分子热运动的剧烈程度有关，分子势能与分子间的距离有关，故 D 正确。故选 D。2.关于固体、液体、气体，下列说法正确的是（）A.单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点B.非晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性C.荷叶上的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果D.完全失重状态下气体对容器的压强为零【答案】C【解析】【详解】A单晶体和多晶体都有固定的熔点，故 A错误；B单晶体中原子（或分子、离子）的排列是规则的，具有空间周期性，而非晶体则没有这样的特性，故B错误；C荷叶上的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故 C 正确；D压强是气体分子频繁撞击容器壁造成的，与是否完全失重无关，故 D 错误。第2页/共17页 故选 C。3.根据热力学定律，下列说法正确的足（）A.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递B.功转变为热的实际宏观过程是可逆过程C.科技的进步可以使内燃机成为单一热源的热机D.对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减少，形成能源危机【答案】A【解析】【详解】A 电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，但要引起其它变化，故 A正确；B根据热力学第二定律，功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程，故 B 错误；C根据热力学第二定律，从单一热源吸收热量，全部用来对外做功而不引起其他变化是不可能的，故 C错误；D自然界的能量不会减少，形成“能源危机”的原因是能源的品质下降，可利用的能源不断减少，故 D错误；故选 A。4.下列说法不正确是（）A.在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场C.调制是指在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术D.X射线是电磁波【答案】B【解析】【详解】A在电磁振荡过程中，能够形成电磁波，电场能和磁场能发生周期性的转化，故 A 正确；B均匀变化的电场产生恒定的磁场，故 B错误；C使电磁波随各种信号而改变的技术，叫做调制，故 C 正确；DX射线是电磁波，故 D正确；本题选择错误选项；故选 B。5.如图所示，在光滑的水平面上，有两个小球 A 和 B，球 A的质量为 2m，球 B的质量为 m，两球之间用处于原长状态的轻质弹簧相连，小球 B 一开始静止，小球 A 以速度0v向右运动，求这以后的运动过程的第3页/共17页 中，弹簧获得的最大弹性势能为（）A.2013mvB.2023mvC.2012mvD.2014mv【答案】A【解析】【详解】两车具有共同速度时，弹簧的弹性势能最大，规定向右为正方向，根据动量守恒定律与能量守恒定律，则有02(2)mvmm v=+22p0112(2)22Emvmm v=+解得2p013Emv=故选 A。6.某同学拿一张不透光的卡片，用剪刀剪一条零点几毫米的细缝，再用激光笔发射激光照射细缝，他在对面的墙上看到，中央有一条较宽的亮条纹，两侧还有一系列明暗相间的条纹。产生这种现象的原因是（）A.光的干涉B.光的衍射C.光的折射D.光的偏振【答案】B【解析】【详解】单缝衍射图像的特点：中央有一条较宽较亮的条纹，两边是对称且明暗相间的条纹，且亮条纹的强度向两边逐渐减弱。所以产生这种现象的原因是光的衍射。故选 B。7.如图，弹簧振子的平衡位置为 O 点，在 B、C两点之间做简谐运动，以 O为坐标原点，沿 CB方向建立x 轴，已知振子的位移随时间的变化关系为10sin(2)cmxt=，则下列判断正确的是（）A.振子振动周期2sT=的第4页/共17页 B.BC间的距离为 10cmC.2s 内振子通过的路程为 80cmD.0=t时刻振子沿 x轴的负方向运动【答案】C【解析】【详解】A振子的振动周期 221s2/Trad s=故 A 错误；BBC 间距离为 220cmBCxA=故 B 错误；C2s 内振子通过的路程为 2 48 10cm=80cmsA=故 C 正确；D0=t时刻，振子处于平衡位置且沿 x 轴的正方向运动，故 D 错误。故选 C。8.已知两种单色光 a 和 b在某种介质中传播的速度大小之比是 1：2，以下判断正确的是（）A.a 的频率小于 b 的频率B.a、b在该种介质中的折射率之比为 1：2C.若 a、b分别从该种介质射向空气，它们发生全反射的临界角之比为 1：2D.在实验条件相同的情况下，用 b光进行双缝干涉实验观察到的条纹更宽【答案】D【解析】【详解】AB两种单色光 a 和 b 在某种介质中传播的速度大小之比是 1：2，根据 cvn=可知 a、b 在该种介质中的折射率之比为 2：1，则a的频率大于 b的频率，故 AB 错误；C根据全反射临界角公式有 1sinCn=可知若 a、b分别从该种介质射向空气，它们发生全反射的临界角正弦之比为 1：2，故 C错误；的第5页/共17页 D由上述分析可知 a 的波长小于 b的波长，根据 lxd=可知在实验条件相同的情况下，用 b 光进行双缝干涉实验观察到的条纹更宽，故 D正确；故选 D。二、多项选择题：本大题共二、多项选择题：本大题共 4 题，每小题题，每小题 4 分，共分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得个选项符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全得分，选对但不全得 2分，有选错或不答得分，有选错或不答得 0分。分。9.一定质量的理想气体从状态 a 开始变化到状态 c，再到状态 b，最后回到原状态 a，某VT图像如图所示，ab 段平行于纵轴，bc段平行于横轴。下列判断正确的是（）A.气体在状态 b时的压强大于在状态 a时的压强B.气体在状态 a时的压强小于在状态 c时的压强C.气体在状态 c时的内能等于在状态 b时的内能D.状态 a 到状态 c的过程气体对外界做负功【答案】D【解析】【详解】A从状态 a开始变化到状态 b，气体做等温变化，体积增大，压强减小，所以气体在状态 b时的压强小于在状态 a时的压强，故 A 错误；B根据公式 VCTp=可知VT图像中斜率变化表示压强变化，状态 a开始变化到状态 c，斜率不变，表示压强不变，所以气体在状态 a 时的压强等于在状态 c时的压强，故 B错误；C从状态 c 开始变化到状态 b，气体做等容变化，温度升高，理想气体内能只与温度有关，温度越高内能越大，所以气体在状态 c时的内能小于在状态 b时的内能，故 C 错误；D状态 a到状态 c的过程，体积减小，所以外界对气体做功，即气体对外界做负功，故 D 正确。故选 D 10.一列简谐横波在0=t时的波形图如图所示，介质中2mx=处的质点 P正沿 y 轴正方向运动，经 0.1s。第6页/共17页 第一次到达最大位移处，下列判断正确的是（）A.波长为 6mB.波速为 10m/sC.波向 x 轴的负方向传播D.振幅为 10cm【答案】BD【解析】【详解】AD由题图可知，振幅为 10cm，波长为 4m，故 A错误，D正确；B由题意可知 0.1s4T=可得0.4sT=波速为10m/svT=故B 正确；C由“同侧法”可知，波向 x轴的正方向传播，故 C错误。故选 BD。11.甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度”的实验，回来后共同绘制了2T-L图像，如图甲中 A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法正确的是（）A.单摆的固有周期由摆长和摆球质量决定B.A 图线所对应的地点重力加速度较小C.若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的重力加速度第7页/共17页 D.如果甲同学减小摆长，他得到的共振曲线的峰将向右移动【答案】BCD【解析】【详解】A单摆的固有周期公式为 2LTg=L 为摆长，g为当地重力加速度，故单摆的固有周期与摆球质量没有关系，故 A错误；B根据 2LTg=可得224TLg=所以 T2L图像的斜率为 24kg=图甲中 A 图线的斜率大于 B图线的斜率，故 A 图线对应的地点重力加速度较小，故 B 正确；C若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，摆球处于完全失重状态，不能在竖直平面内来回摆动，故 C 正确；D根据 2LTg=可知在同一地点减小摆长，则单摆固有周期减小，固有频率增大，则发生共振时的驱动力频率变大，共振曲线的峰向右移动，故 D正确。故选 BCD。12.如图所示，理想变压器原线圈接在恒压交流电源上，副线圈接一个定值电阻1R和滑动变阻器2R，不计电表内电阻影响。当滑动变阻器的滑片向下滑动，下列说法正确的是（）第8页/共17页 A.电流表1A的示数不变 B.电压表1V的示数不变 C.电压表 V2的示数变大D.电流表2A的示数变大【答案】BD【解析】【详解】ABD根据理想变压器原线圈接在恒压交流电源上，故原副线圈两端的电压有效值保持不变，因此电压表1V的示数不变，而当滑动变阻器的滑片向下滑动时，滑动变阻器接入的电阻2R减小，因此负载总电阻减小，根据欧姆定律可知副线圈电流2I增大，即电流表2A的示数变大，而 2121nIIn=因此电流表1A的示数增大，故 A 错误，BD正确；C由于副线圈电压2U保持不变，又因 2221RUI RU=+而2I增大，因此2RU减小，即电压表 V2的示数减小，故 C错误。故选 BD。三、实验题：共三、实验题：共 16 分。分。13.某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针1P、2P确定入射光线，并让入射光线过圆心 O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针3P，使3P挡住1P、2P的像，连接3OP，图中 MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD 均垂直于法线并分别交法线于 A、D点。第9页/共17页（1）为了减小误差，1P和2P之间的距离应该_（选填“大一些”、“小一些”）；（2）设 AB的长度为1l，AO的长度为2l，CD的长度为3l，DO的长度为4l，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，上述长度中需用刻度尺测量的是_，则玻璃砖的折射率可表示为 n=_；（3）该同学在插大头针3P前不小心将玻璃砖以 O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将_（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】.大一些.1l和3l .31ll.偏大【解析】【详解】（1）1大头针之间的距离适当大一些，且垂直地插在纸面上，可使出射光线和折射光线定位准确，减小误差。（2）23如图 根据几何关系有1sinliBO=第10页/共17页 3sinlrCO=因此玻璃的折射率3311sinsinllrCOnlilBO=因此只需测量1l和3l即可。（3）4 该同学在插大头针3P前不小心将玻璃砖以 O为圆心顺时针转过一小角度，当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，光路图如图在处理数据时，由于1P和2P已经在玻璃砖转动前确定，认为 l1是不变的，即入射角不变，而实际情况入射角变大，由sinsinrni=可知折射率不变，比值不变，玻璃砖转动后，入射角变大为ii=+由正弦三角函数图像第11页/共17页 可知入射角i的图像斜率较大，而折射角r的图像斜率较小，所以入射角变大的同时，要保证折射率计算式子比值不变，折射角应该变大的程度更大，即实际折射角变为rr=+由于默认法线不变，则变大实际的光线将远离原设定的法线，即测量的折射角变为r+，由几何关系可知 l3变大，所以测量值 31=nll将偏大。14.一些材料的电阻随温度的升高而变化。如图甲是由某金属材料制成的电阻 R 随摄氏温度 t变化的图像，若用该电阻与电池（电动势1.5VE=，内阻不计）、电流表（量程为 6mA，内阻不计）、电阻箱 R串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”。（1）电流刻度较大处对应的温度刻度_；（选填“较大”或“较小”）（2）在 50时，电路中的电流表的示数如图丙所示，电流表的读数为_ mA，则电阻箱的阻值R=_；（3）若电池的内阻不能忽略不计，则第（2）问电阻箱的阻值R将_（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】.较小.5.00 .150 .偏大第12页/共17页【解析】【详解】（1）1由甲可知，电阻阻值随温度升高而变大，因此根据欧姆定律，电流变大，电阻降低，温度也应该降低，因此电流刻度较大处对应温度刻度较小；（2）2由丙图可知，电流表分度值为 0.1mA，因此读数要多估读一位，因此读数为 5.00mA；3在 50时，热敏电阻阻值为 150，根据闭合电路欧姆定律可得EIRR=+可得电阻箱阻值为 150；（3）4若电池的内阻不能忽略不计，则电阻箱的阻值R和电源内阻之和为 150，因此第问电阻箱的阻值R将偏大。四、计算题：本大题共四、计算题：本大题共 3 小题，共小题，共 44 分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15.如图所示，一端封闭的粗细均匀的玻璃管，开口向上竖起放置，管中用一段长度为 4cm的水银柱封闭了一段长度为 50cm的空气柱。已知环境的温度是 27，大气压强为 76cmHg，求：（1）空气柱的压强多大：（2）现将玻璃管缓慢地均匀加热至 87，此时空气柱的长度是多少？（玻璃管足够长）【答案】（1）80cmHg（2）60cm【解析】【详解】（1）设空气柱压强为1p，水银柱自身高度表示液体压强，因此根据液体压强平衡可得10pph=+解得180cmHgp=（2）若玻璃管缓慢地均匀加热，则气体变化为等圧変化，设玻璃管的横截面积为 S，变化后的高度为 H，则可得的第13页/共17页 12hSHSTT=()127273 K300KT=+=()287273 K360KT=+=联立解得60cmH=16.用透明材料制成横截面为长方形的长方体，横截面的长 AB 足够长，宽ADL=，按图示放置在水平地面上，在地面上的 P点有一个光源，向该材料 CD面入射一束光，当入射光与 CD面夹角为37时，反射光与折射光恰好垂直。光在真空中传播速度为 c，sin530.8=，cos530.6=。求：（1）这种材料的折射率；（2）这束光线在材料中传播经历的时间。【答案】（1）43；（2）53Lc【解析】【详解】（1）光路图如图所示 由图中几何关系可得o90+=可得o53=,37=根据折射定律可得这种材料的折射率为第14页/共17页 sinsin534sinsin373n=（2）这束光线在材料中传播的速度为34ccvn=这束光线在材料中传播经历的时间为5cos3EHADLtvvc=17.某兴趣小组制作了一个小型的风力发电机给手机无线充电电池充电，其发电、充电简易模型如图所示。已知风轮机叶片转速为300r/minn=，通过转速比为 1：5 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为20.05mS=，匝数为100N=匝，匀强磁场的磁感应强度为2TB=，0=t时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直。把发射线圈和接收线圈看作理想变压器的原副线圈，发射线圈和接收线圈的匝数比为12:50:1nn=，整流电路的作用是把交流电变成直流电，不改变电压有效值的大小。求：（1）写出发电机产生的瞬时电动势；（2）若不计发电机线圈电阻及发射接收时的能量损失，则手机电池的充电电压多大；（3）该小组测得发电机的内阻为10r=。在给手机电池充电前做电路测试，去掉整流电路，把接收线圈两端与一个阻值为4.2R=的电阻串联，测得通过电阻 R的电流为20.7AI=。已知工作状态下，由于发射线圈的磁通量只有部分穿过接收线圈，接收线圈得到的实际电压只有理想值的 60%，忽略其它损耗，则高速转轴在一个周期内对发电机做的功为多少。【答案】（1）250 2sin(50)et=；（2）25VU=；（3）0.08J【解析】【详解】（1）由题意，可得该交流发电机电动势的最大值为mENBS=第15页/共17页 2(5)kn k=式子中300r/min5r/sn=可得该发电机产生的瞬时电动势为msin250 2sin(50)eEtt=（2）若不计发电机线圈电阻及发射接收时的能量损失，根据理想变压器电压与匝数比关系1122UnUn=可得手机电池的充电电压2211nUUn=式中m1250V2EU=可得25VU=（3）已知工作状态下，由于发射线圈的磁通量只有部分穿过接收线圈，接收线圈得到的实际电压只有理想值的 60%，相当于发射线圈和接收线圈的匝数比为 12:50:0.6250:3nn=发电机高速转轴在一个周期内，接受线圈获得的电能为22REI RT=0 42.0 sT=根据变压器电流与匝数比关系，可得流经发电机内部的电流为2121nIIn=则发电机内部消耗的电能为21rEI rT=根据功能关系，可得高速转轴在一个周期内对发电机做的功为第16页/共17页 rRWEE=+联立以上式子，代入相关已知数据求得0.08JW