2023-2024学年四川省成都市锦江区嘉祥外国语高级中学高二(下)期末物理试卷

2023-2024学年四川省成都市锦江区嘉祥外国语高级中学高二（下）期末物理试卷一、单项选择题。（每题4分，共28分，每题只有1个正确选项）1．（4分）某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示屏如图乙所示，根据图中t1、t、t2的意义，结合光速c，则汽车车速为（）A．v=c(B．v=c(C．v=c(D．v=2．（4分）如图，质量m＝1kg的物块（可视为质点），以速度大小v0＝4m/s水平向右滑上正在逆时针转动的水平传送带，传送带AB的长度L＝6m，传送带的速度大小v＝2m/s，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度大小g＝10m/s2，物块滑离传送带时产生的划痕长度为（）A．5m B．4m C．9m D．8m3．（4分）如图，某建筑工地吊车的水平吊臂上，一辆小车带着下面吊着的建材向右匀速行驶，同时通过向上收吊绳使建材先向上做加速运动后向上做减速运动，则建材在空中的运动轨迹可能是（）A． B． C． D．4．（4分）某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出x﹣t图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（）A．a公转周期为t0 B．b公转周期为2t0 C．a公转的角速度比b的小 D．a公转的线速度比b的大5．（4分）如图1所示，用手握住软绳的一端拉平，手在竖直方向振动，手握住的绳子端点的振动图像如图2所示，则t＝1s时，绳子上形成的波形是（）A． B． C． D．6．（4分）如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60℃的热水和0℃的冷水，下列说法不正确的是（）A．因质量相等，故A瓶中水的内能比B瓶中水的内能大 B．A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离小 C．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递 D．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态7．（4分）如图甲所示电路中，变压器为原、副线圈匝数之比5：1理想变压器，电压表和电流表均为理想表，a、b间接入图乙所示电压，R0、R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S由闭合到断开，则（）A．电压表V2的示数恒为40V B．若观察到电流表A1的示数减小了2A，则电流表A2的示数减小了0.4A C．电压表V3示数变化量的大小与电流表A2示数变化量的大小的比值为R0 D．保持开关断开，若再将滑动变阻器的滑片向上滑动，则电压表V3与V1的比值变小二、不定项选择题。（每题6分，共18分，每题有多个选项符合题意，若全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的0分）（多选）8．（6分）探测器减速着陆的过程中，下列说法正确的有（）A．探测器处于超重状态 B．探测器处于失重状态 C．火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力 D．火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等（多选）9．（6分）“中国环流三号”是我国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，也被称为新一代“人造太阳”，其内部的一种核反应方程为1A．X粒子为中子 B．2个12H结合成C．23He的平均结合能比D．23He（多选）10．（6分）如图所示，一电荷量为﹣q、质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀加速下滑。现加一电场强度大小为E的匀强电场，无论电场方向在竖直平面内如何变化，滑块均不离开斜面。已知滑块与斜面的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，则（）A．滑块的加速度一定变化 B．电场强度E≤mgcosθC．若所加电场的方向竖直向上，则滑块下滑的加速度一定变大 D．滑块下滑的最大加速度比原加速度大1+三、实验题。（11题6分，12题8分，共14分）11．（6分）（1）如图1所示为利用DIS做验证牛顿第三定律实验时所得到的图象，该实验所用的传感器为；观察图象我们可以得出的结论有：。（A）作用力与反作用力总是大小相等；（B）作用力与反作用力总是同时变化的；（C）作用力与反作用力总是性质相同的；（D）作用力与反作用力总是方向相反的。（2）如图2所示为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。在本实验中，需要保持不变，位移传感器测得小车的v﹣t图象后，分别得到t1和t2时刻的速度v1和v2，则小车的加速度a＝。12．（8分）某兴趣小组探究PT100型铂电阻阻值Rt随温度t变化的关系。主要器材有：电源（电动势E＝3V、内阻不计）、电压表（量程3V、内阻RV约3kΩ）、毫安表（量程30mA、内阻RA约50Ω）、滑动变阻器、加热器、测温仪。采用伏安法测得不同温度下铂电阻的电压与电流，计算出不同温度下铂电阻的阻值，如下表。t/℃0102030405060708090100Rt/Ω100.0103.4107.9111.4115.6119.6122.8127.5130.8134.1138.5（1）为减少实验误差，测量电路中毫安表应采用。（选填“内接”或“外接”）；（2）根据表中实验数据作出Rt﹣t的关系图像如图（a）所示，由图像可得Rt与t的关系式为Rt＝（Ω）；（3）由于毫安表内阻未知，兴趣小组利用上述器材设计如图（b）电路并进行实验，测量不同温度下的电流，作出1I−t图像如图（c）所示，可得该毫安表内阻RA＝Ω（保留三位有效数字）。若考虑电源内阻，则该毫安表内阻的测量值四、计算题。（13题10分，14题14分，15题16分，共40分，请在解答的时候写出完整，详细的过程，如果只有最终答案，将给0分）13．（10分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示，已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：（1）该气体在状态B时的温度；（2）该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量。14．（14分）如图所示，宽度L＝0.5m的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R＝1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝2T。一根质量为m＝0.5kg的导体棒MN放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为r＝0.5Ω，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平恒力F＝2N使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过t＝2s后撤去外力（此时导体棒已达到最大速度）。空气阻力可忽略不计，求：（1）导体棒运动过程最大速度vm；（2）从开始运动到t＝2s过程中导体棒通过的位移x；（3）整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q。15．（16分）如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为+q的小球从A点以速度v0沿直线AO运动，AO与x轴负方向成53°角。在y轴与MN之间的区域I内加一电场强度最小的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到MN上的C点，MN与PQ之间区域Ⅱ内存在宽度为d的竖直向上匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，小球在区域Ⅱ内做匀速圆周运动并恰好不能从右边界飞出，已知小球在C点的速度大小为2v0，重力加速度为g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求：（1）第二象限内电场强度E1的大小和磁感应强度B1的大小；（2）区域I内最小电场强度E2的大小和方向；（3）区域Ⅱ内磁感应强度B2的大小。

2023-2024学年四川省成都市锦江区嘉祥外国语高级中学高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题。（每题4分，共28分，每题只有1个正确选项）1．（4分）某高速公路自动测速装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射脉冲电磁波，相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个波在显示屏上的距离，可以计算出汽车至雷达的距离。显示屏如图乙所示，根据图中t1、t、t2的意义，结合光速c，则汽车车速为（）A．v=c(B．v=c(C．v=c(D．v=【考点】用雷达测量物体速度．【答案】A【分析】电磁波在真空中传播的速度等于光速c，第一次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为x1＝ct12，第二次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为x2＝c【解答】解：第一次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为x1＝ct12，第二次发射电磁波，知汽车距离雷达的距离为x2＝c两次反射无线电波的时间间隔为Δt=t+t22−t汽车车速v=ΔxΔt得故选：A。2．（4分）如图，质量m＝1kg的物块（可视为质点），以速度大小v0＝4m/s水平向右滑上正在逆时针转动的水平传送带，传送带AB的长度L＝6m，传送带的速度大小v＝2m/s，物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度大小g＝10m/s2，物块滑离传送带时产生的划痕长度为（）A．5m B．4m C．9m D．8m【考点】水平传送带模型；牛顿第二定律的简单应用．【答案】C【分析】利用牛顿第二定律求出物块加速度，再利用速度—位移公式求出物块速度减为零的位移，此位移与传送带的长度相比较，判断物体的运动情况，根据物块的运动，求出划痕长度。【解答】解：物块向右减速运动时，根据牛顿第二定律可得加速度大小为a=μmg解得a＝2m/s2物块向右减速到速度为0通过的位移大小为x1可知物块向右减速到速度为0后反向加速到与传送带共速，之后与传送带相对静止一起匀速运动到左端离开，物块减速时间为t1此过程中传送带的位移大小为x1′＝vt1＝2×2m＝4m此过程中，产生的划痕长度为s1＝x1+x1′＝4m+4m＝8m加速过程，时间为t2此过程中物块的位移大小为x2此过程中传送带的位移大小为x2′＝vt2＝2×1m＝2m此过程中，产生的划痕长度为s2＝x2′﹣x2＝2m﹣1m＝1m物块滑离传送带时产生的划痕长度为s＝s1+s2＝8m+1m＝9m故ABD错误，C正确。故选：C。3．（4分）如图，某建筑工地吊车的水平吊臂上，一辆小车带着下面吊着的建材向右匀速行驶，同时通过向上收吊绳使建材先向上做加速运动后向上做减速运动，则建材在空中的运动轨迹可能是（）A． B． C． D．【考点】物体运动轨迹、速度、受力（加速度）的相互判断．【答案】D【分析】货物参与了水平方向和竖直方向上的运动，根据运动的合成判断合运动的轨迹。【解答】解：建材水平向右做匀速直线运动，同时竖直向上先做加速运动后做减速运动，则建材的合力先向上后向下，根据平行四边形定则，知合速度的方向与合力的方向不在同一条直线上，根据曲线运动合力方向位于轨迹的凹侧，可知建材在空中的运动轨迹可能是D，故ABC错误，D正确。故选：D。4．（4分）某校天文小组通过望远镜观察木星周围的两颗卫星a、b，记录了不同时刻t两卫星的位置变化如图甲。现以木星中心为原点，测量图甲中两卫星到木星中心的距离x，以木星的左侧为正方向，绘出x﹣t图像如图乙。已知两卫星绕木星近似做圆周运动，忽略在观测时间内观察者和木星的相对位置变化，由此可知（）A．a公转周期为t0 B．b公转周期为2t0 C．a公转的角速度比b的小 D．a公转的线速度比b的大【考点】近地卫星与黄金代换；线速度的物理意义及定义式；万有引力与重力的关系（黄金代换）．【答案】D【分析】根据甲图分析轨道半径的大小，根据图乙得到a公转周期为2t0，根据开普勒第三定律分析b的公转周期；卫星绕木星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力结合向心力公式进行解答。【解答】解：AB、根据甲图可知，卫星a的轨道半径小于b的轨道半径。根据图乙可知，a公转周期为Ta＝2t0；根据开普勒第三定律可得：r3T2C、卫星绕木星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有：GMmr2=mrω2，解得：D、卫星绕木星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有：GMmr2=mv故选：D。5．（4分）如图1所示，用手握住软绳的一端拉平，手在竖直方向振动，手握住的绳子端点的振动图像如图2所示，则t＝1s时，绳子上形成的波形是（）A． B． C． D．【考点】机械波及其形成与传播．【答案】A【分析】通过分析振动图像来确定波源的振动状态和波形特征，然后结合波动原理来画出正确的波形图。【解答】解：由图2可知，t＝1s时，手握住的绳子端点在平衡位置，且向下振动A.图中手握住的绳子端点在平衡位置，且向下振动，故A正确；B.图中手握住的绳子端点在平衡位置，且向上振动，故B错误；C.图中手握住的绳子端点在波谷，故C错误；D.图中手握住的绳子端点在波峰，故D错误。故选：A。6．（4分）如图所示，玻璃瓶A、B中装有质量相等、温度分别为60℃的热水和0℃的冷水，下列说法不正确的是（）A．因质量相等，故A瓶中水的内能比B瓶中水的内能大 B．A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离小 C．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递 D．若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态【考点】改变物体内能的两种方式；物体内能的概念与影响因素；平衡态及其特点；温度与热平衡及热平衡定律；热力学温标和摄氏温标的换算．【答案】B【分析】温度是分子平均动能的标志，水分子数与AB瓶内水的体积有关，内能也与水的体积有关，相同体积不同温度水分子的个数不同，平均距离就不同，故平均距离与温度有关。【解答】解：A.温度是分子的平均动能的标志，因质量相等，故A瓶中水的分子平均动能大，A的内能比B瓶中水的内能大．故A正确．B.质量相等的60℃的热水和0℃的冷水相比，60℃的热水体积比较大，所以A瓶中水分子间的平均距离比B瓶中水分子间的平均距离大，故B错误；C.若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，热量会自发从高温向低温传递，则A、B瓶内水的内能都将发生改变，这种改变内能的方式叫热传递，故C正确；D.若把A、B两只玻璃瓶并靠在一起，热量会自发从高温向低温传递，它们的状态都会发生变化，直到二者温度相同时，两系统便达到了热平衡，达到热平衡的两个系统都处于平衡态，故D正确；本题选不正确的，故选：B。7．（4分）如图甲所示电路中，变压器为原、副线圈匝数之比5：1理想变压器，电压表和电流表均为理想表，a、b间接入图乙所示电压，R0、R1为定值电阻，R为滑动变阻器。现保持滑动变阻器滑片位置不变，将开关S由闭合到断开，则（）A．电压表V2的示数恒为40V B．若观察到电流表A1的示数减小了2A，则电流表A2的示数减小了0.4A C．电压表V3示数变化量的大小与电流表A2示数变化量的大小的比值为R0 D．保持开关断开，若再将滑动变阻器的滑片向上滑动，则电压表V3与V1的比值变小【考点】变压器的构造与原理．【答案】C【分析】A、由图乙可得原线圈两端电压有效值，根据U1U2B、利用I1C、根据副线圈两端电压U2＝I2R0+U3，利用数学知识分析；D、根据滑动变阻器阻值的变化，利用欧姆定律可得原线圈中电流变化特点，根据串并联电路特点，可知电压表V3的示数变化特点，则可得结论。【解答】解：A、由图乙可知原线圈两端电压：U1=2002V=1002V，原副线圈两端电压与匝数的关系为：UB、原副线圈中电流与匝数的关系为：I1I2=n代入数据可得：ΔI2＝10A，故B错误。C、副线圈两端电压：U2＝I2R0+U3，U2不变，可得|ΔD、保持开关断开，将滑动变阻器的滑片向上移动，滑动变阻器接入电路的阻值变大，由I2=U2R0+R可知副线圈中电流减小，根据U2＝I2R0+U3，可知电压表V3故选：C。二、不定项选择题。（每题6分，共18分，每题有多个选项符合题意，若全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的0分）（多选）8．（6分）探测器减速着陆的过程中，下列说法正确的有（）A．探测器处于超重状态 B．探测器处于失重状态 C．火箭对探测器的作用力大于探测器对火箭的作用力 D．火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力大小相等【考点】超重与失重的概念、特点和判断；作用力与反作用力．【答案】AD【分析】根据加速度方向判断探测器是处于超重还是失重状态；根据相互作用力总是大小相等，方向相反来判断CD。【解答】解：AB、探测器减速着陆的过程中，加速度方向竖直向上，所以探测器处于超重状态，故A正确，B错误；CD、火箭对探测器的作用力与探测器对火箭的作用力是一对相互作用力，所以它们大小相等，方向相反，故C错误，D正确。故选：AD。（多选）9．（6分）“中国环流三号”是我国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，也被称为新一代“人造太阳”，其内部的一种核反应方程为1A．X粒子为中子 B．2个12H结合成C．23He的平均结合能比D．23He【考点】结合能与比结合能的概念及简单计算；核聚变的反应方程；核反应方程式的书写或判断核反应方程式中的粒子．【答案】AC【分析】根据核反应前后质子数守恒和电荷数守恒求出X的表达式，即可得出X是什么粒子；根据核聚变释放能量分析解答；根据平均结合能的物理意义分析解答；根据核子平均质量的定义分析解答。【解答】解：A、根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得X为0B、核聚变反应会释放大量的能量，故B错误；C、因为该聚变反应释放了能量，生成的23HeD、因为核反应前后会有质量亏损，所以反应物原子核的总质量大于生成物原子核的总质量，核反应前后核子数不变，所以反应物的核子平均质量大于生成物的核子平均质量，即23He故选：AC。（多选）10．（6分）如图所示，一电荷量为﹣q、质量为m的滑块，沿固定绝缘斜面匀加速下滑。现加一电场强度大小为E的匀强电场，无论电场方向在竖直平面内如何变化，滑块均不离开斜面。已知滑块与斜面的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，则（）A．滑块的加速度一定变化 B．电场强度E≤mgcosθC．若所加电场的方向竖直向上，则滑块下滑的加速度一定变大 D．滑块下滑的最大加速度比原加速度大1+【考点】电场强度与电场力的关系和计算；匀强电场中电势差与电场强度的关系；牛顿第二定律的简单应用．【答案】BCD【分析】根据牛顿第二定律分析加速度与电场的关系，根据数学关系分析解答即可。【解答】解：A．设滑块受到的电场力如图1时：图1根据牛顿第二定律可知加速度：a=整理得：a=gsinθ−μgcosθ+当μqEcosα﹣qEsinα＝0即μ＝tanα时加速度不变，故A错误；B．滑块均不离开斜面，则有mgcosθ≥qEcosα，即E≤mgcosθC．未加电场时，滑块沿斜面匀加速下滑，则a0＝gsinθ﹣μgcosθ＞0若所加电场的方向竖直向上，则滑块下滑的加速度a=mg+qEsinθ−μ(mg+qEcosθ)m=gsinθ﹣μgcosD．当滑块有最大加速度时，受到的电场力如图2图2此时加速度a结合数学关系可知qE(sinβ+μcosβ)m最大可知滑块下滑的最大加速度比原加速度大1+μ故选：BCD。三、实验题。（11题6分，12题8分，共14分）11．（6分）（1）如图1所示为利用DIS做验证牛顿第三定律实验时所得到的图象，该实验所用的传感器为力传感器；观察图象我们可以得出的结论有：ABD。（A）作用力与反作用力总是大小相等；（B）作用力与反作用力总是同时变化的；（C）作用力与反作用力总是性质相同的；（D）作用力与反作用力总是方向相反的。（2）如图2所示为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置。在本实验中，需要保持小车总质量不变，位移传感器测得小车的v﹣t图象后，分别得到t1和t2时刻的速度v1和v2，则小车的加速度a＝v2−【考点】牛顿第三定律的理解与应用．【答案】见试题解答内容【分析】（1）该实验所用的传感器为力传感器，作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。（2）小车受到的拉力等于钩码的重力，改变钩码数量可以改变小车受到的拉力；应用加速度的定义式可以求出加速度。【解答】解：（1）利用DIS做验证牛顿第三定律实验的操作示意图，该实验所用的传感器为力传感器，图乙为实验时在软件界面上出现的结果，观察图乙我们可以得出：作用力与反作用力总是：大小相等、方向相反。故ABD正确，C错误故选：ABD（2）小车受到的拉力等于钩码的重力，通过改变钩码的个数来改变对小车的拉力。要保证小车的质量不变；已知：t1和t2时刻的速度v1和v2，则小车的加速度：a=Δv故答案为：（1）力传感器；ABD（2）小车总质量；a=12．（8分）某兴趣小组探究PT100型铂电阻阻值Rt随温度t变化的关系。主要器材有：电源（电动势E＝3V、内阻不计）、电压表（量程3V、内阻RV约3kΩ）、毫安表（量程30mA、内阻RA约50Ω）、滑动变阻器、加热器、测温仪。采用伏安法测得不同温度下铂电阻的电压与电流，计算出不同温度下铂电阻的阻值，如下表。t/℃0102030405060708090100Rt/Ω100.0103.4107.9111.4115.6119.6122.8127.5130.8134.1138.5（1）为减少实验误差，测量电路中毫安表应采用外接。（选填“内接”或“外接”）；（2）根据表中实验数据作出Rt﹣t的关系图像如图（a）所示，由图像可得Rt与t的关系式为Rt＝100+0.38t（Ω）；（3）由于毫安表内阻未知，兴趣小组利用上述器材设计如图（b）电路并进行实验，测量不同温度下的电流，作出1I−t图像如图（c）所示，可得该毫安表内阻RA＝47.6Ω（保留三位有效数字）。若考虑电源内阻，则该毫安表内阻的测量值【考点】导体电阻率的测量．【答案】（1）外接；（2）100+0.38t；（3）47.6；大于。【分析】（1）根据误差计算选择连接方式；（2）根据图像计算斜率，再写表达式；（3）根据闭合电路欧姆定律结合图像计算判断。【解答】解：（1）铂电阻的阻值大约为110Ω，则有Rt铂电阻属于小电阻因此用外接法。（2）根据图像可知图像的纵轴截距为Rt0＝100.0Ω斜率k=138.0−100.0可得Rt＝100Ω+0.38t（3）根据闭合电路欧姆定律E＝I（Rt+RA）得1I设图像纵轴截距为b，则100Ω+RRA＝Eb﹣100Ω＝3×49.2Ω﹣100.0Ω＝47.6Ω如果电源有内阻，RA测＝RA+r，该毫安表阻值的测量值大于真实值。故答案为：（1）外接；（2）100+0.38t；（3）47.6；大于。四、计算题。（13题10分，14题14分，15题16分，共40分，请在解答的时候写出完整，详细的过程，如果只有最终答案，将给0分）13．（10分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其状态变化过程的p﹣V图象如图所示，已知该气体在状态A时的温度为27℃，求：（1）该气体在状态B时的温度；（2）该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量。【考点】热力学第一定律的表达和应用；理想气体及理想气体的状态方程．【答案】见试题解答内容【分析】（1）先写出A、B、C三个状态的参量，利用理想气体状态方程可以求出B、C的温度；（2）气体从A到B，体积不变，气体不做功；气体从B到C，压强不变，体积增大，气体对外做功，根据公式W＝pΔV可以求出气体做功；气体从状态A到状态C的过程中，温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可以求出气体与外界热交换。【解答】解：（1）A、B、C三个状态的气体参量分别为：pA＝3×105Pa，VA＝1×10﹣3m3，TA＝300KpB＝1×105Pa，VB＝1×10﹣3m3，TBpC＝1×105Pa，VC＝3×10﹣3m3，TC根据理想气体状态方程：pA代入数据解得：TB＝100K，TC＝300K。（2）气体从A到B，体积不变，气体不做功，即为：W1＝0，气体从B到C，压强不变，体积增大，气体对外做功为：W2＝﹣pB（VC﹣VB）＝﹣1×105×2×10﹣3J＝﹣200J气体从状态A到状态C的过程中，温度不变，即ΔU＝0，根据热力学第一定律：ΔU＝W1+W2+Q＝0代入数据解得：Q＝200J答：（1）该气体在状态B时的温度为100K；（2）该气体从状态A到状态C的过程中与外界交换的热量为200J。14．（14分）如图所示，宽度L＝0.5m的平行光滑金属导轨（足够长）固定在绝缘水平面上，导轨的一端连接阻值为R＝1Ω的电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B＝2T。一根质量为m＝0.5kg的导体棒MN放在导轨上，两导轨之间的导体棒的电阻为r＝0.5Ω，导轨的电阻可忽略不计。现用一垂直于导体棒的水平恒力F＝2N使导体棒由静止开始运动，在运动过程中保持导体棒与导轨垂直且接触良好，经过t＝2s后撤去外力（此时导体棒已达到最大速度）。空气阻力可忽略不计，求：（1）导体棒运动过程最大速度vm；（2）从开始运动到t＝2s过程中导体棒通过的位移x；（3）整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热Q。【考点】电磁感应过程中的能量类问题；闭合电路欧姆定律的内容和表达式；导体平动切割磁感线产生的感应电动势．【答案】（1）导体棒运动过程最大速度vm为3m/s；（2）从开始运动到t＝2s过程中导体棒通过的位移x为3.75m；（3）整个运动过程中电阻R上产生的焦耳热为5J。【分析】（1）当导体棒受到的安培力与外力F大小相等时，其速度最大，根据安培力的计算公式结合根据平衡条件求解最大速度。（2）取向右为正方向，对导体棒，利用动量定理结合电荷量的计算公式求解位移x。（3）最终导体棒静止，由能量守恒定律求出整个