2016年福建省龙岩市高考物理质检试卷和答案

2016年福建省龙岩市高考物理质检试卷
二、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．（6分）如图，直线a和曲线b分别是在平行的平直公路上行驶的汽车a和b 的速度一时间（v﹣t）图线，在t1时刻两车刚好在同一位置（并排行驶），在t1到t3这段时间内（）
A．在t2时刻，两车相距最远B．在t3时刻，两车相距最远
C．a车加速度均匀增大 D．b车加速度先增大后减小
2．（6分）用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载电阻供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示，则（）
A．变压器输入功率约为1555W
B．交流电的频率为100Hz
C．负载电阻阻值为11Ω
D．负载电流的函数表达式i=10sin（100πt）A
3．（6分）极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）．如图所示，若某极地卫星从北纬30°A点的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°B点（图中未画出）的正上方，所用时间为6h．则下列说法正确的是（）
A．该卫星的加速度为9.8m/s2
B．该卫星的轨道高度约为36000km
C．该卫星的轨道与A、B两点共面
D．该卫星每隔12h经过A点的正上方一次
4．（6分）一列有8节车厢的动车组列车，沿列车前进方向看，每两节车厢中有一节自带动力的车厢（动车）和一节不带动力的车厢（拖车）．该动车组列车在水平铁轨上匀加速行驶时，设每节动车的动力装置均提供大小为F的牵引力，每节车厢所受的阻力均为f，每节车厢总质量均为m，则第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为（）
A．0 B．2F C．2（F﹣f）D．2（F﹣2f）
5．（6分）如图所示，在y轴右侧存在着垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，一个不计重力、比荷为k的带电粒子从坐标原点O处以某速度射入磁场，粒子射入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成60°角，粒子在磁场中穿过x轴正半轴后从y轴离开磁场．在运动过程中，粒子距x轴的最大距离为a，则该粒子的种类和速度大小是（）
A．正电荷， B．负电荷，C．负电荷， D．正电荷，6．（6分）如图所示，在纸面内有磁感应强度大小为0.5T、方向水平向左的匀强磁场．位于纸面内的细直导线，长L=0.5m，通有I=1A的恒定电流，导线与磁场方向成30°角．现在纸面内再加另一匀强磁场，使导线受到的安培力为零，则所加磁场的磁感应强度大小可能为（）
A．0.1T B．0.3T C．0.5T D．0.7T
7．（6分）如图所示，平行的竖直线MN、PQ为一水平匀强电场的左右边界，两质子A、B以大小相同的初速度v0，分别从MN边界射入该匀强电场，A质子初速度方向平行于电场方向，B质子初速度方向垂直于电场方向，当两质子从电场的PQ边界离开电场时，A、B质子的速度大小分别为v 1、v2，A、B质子在电场中的运动时间分别为t1、t2，质子重力不计，则（）
A．v1=v2B．v1＜v2C．t1=t2 D．t1＜t2
8．（6分）如图所示，两质量均为m的A、B小球（小球视为质点），通过长为l 的不可伸长轻绳水平相连，轻绳中点的正下方H处固定一光滑钉子O．现同时无初速释放两小球，空气阻力不计，重力加速度为g．在小球下落的过程中，下列说法正确的是（）
A．从开始下落到刚到达最低点的过程A小球的机械能不守恒
B．从开始下落到刚到达最低点的过程A、B小球的总机械能守恒
C．轻绳与钉子碰前瞬间，A小球受到轻绳的拉力大小为
D．轻绳与钉子碰后瞬间，A小球受到轻绳的拉力大小为
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．必考题，每个考题考生都必须作答，选考题，考生根据要求作答．（一）必考题
9．（6分）某物理兴趣小组用如图所示的装置测量平抛运动初速度，其实验步骤、数据记录和实验结果如下：
（1）螺旋测微器校零，校零时的示数如图（a）所示；
（2）测量A金属球的直径，示数如图（b）所示．则图（b）所示读数为mm，所测金属的直径为mm．
（3）在实验装置下方水平地面的适当位置先后铺上白纸和复写纸；
（4）让相同的A、B小球处于同一高度如图c放置，用小锤打击弹性簿片，A球沿水平方向飞出，同时让B球自由下落，A、B两球在铺了复写纸的白纸上留下P、N两个点迹．
（5）用刻度尺测得B球下表面到地面的高度为H=0.800m，P、N点迹间的距离为L=0.500m．
（6）计算A球作平抛运动的水平初速度为m/s．（忽略空气阻力，g取10m/s2，计算结果保留3位有效数字）
10．（3分）图甲为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此表测量一阻值约为几十Ω的定值电阻R x，测量的某些步骤如下：
a．调节S使指针对准刻度盘左边的零刻度线
b．将两表笔短接，调节S使指针对准刻度盘左边的零刻度线，断开两表笔c．调节T使指针对准刻度盘右边的零刻度线
d．将两表笔短接，调节T使指针对准刻度盘右边的零刻度线，断开两表笔e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R x的阻值为22Ω，然后断开两表笔
f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R x的阻值为98Ω，然后断开两表笔
g．旋转k使其尖端对准欧姆挡×1挡
h．旋转k使其尖端对准欧姆挡×10挡
i．旋转k使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔
选出表示正确步骤的字母，并按合理的操作顺序排序：．
11．（6分）现用以下器材较准确测量上述待测电阻R x的阻值：
A．待测电阻R x；
B．电源E，电动势约为3.0V，内阻可忽略不计；
C．电流表A 1，量程为0～50mA，内电阻r1=20Ω；
D．电流表A2，量程为0～100mA；内电阻r2约为5Ω；
E．滑动变阻器R，最大阻值为10Ω，额定电流1A；
G．单刀单掷开关S，导线若干；
①画出测量电阻R x的实验电路原理图（原理图中，用A1、A2注明所用的电流表）．
②若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2．则计算R x的表达式为R x=．（用已知量和测量量相应的字母表示）
12．（12分）如图所示，在粗糙的水平路面上，一小车以v0=4m/s的速度向右匀速行驶，与此同时，在小车后方相距s0=40m处有一物体在水平向右的推力F=20N 作用下，从静止开始做匀加速直线运动，当推力F作用了s1=25m就撤去．已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.2，物体的质量m=5kg，重力加速度g=10m/s2．求
（1）推力F作用下，物体运动的加速度a1大小；
（2）物体刚停止运动时物体与小车的距离d．
13．（20分）如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计．导轨与水平面成30°角固定在一范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，两根相同的金属杆MN、PQ垂直放在金属导轨上，金属杆质量均为m=0.12kg，电阻均为R=0.1Ω．用长为d=1.0m的绝缘细线OO′将两金属杆的中点相连，在下述运动中，金属杆与金属导轨始终接触良好．
（1）在MN上施加平行于导轨的拉力，使MN保持静止，穿过回路的磁场的磁
感应强度变化规律如图乙所示，则在什么时刻回路MNQP的面积发生变化？（2）若磁场的方向不变，磁感应强度大小恒为B=0.4T，将细线OO′剪断，同时用平行于导轨的拉力使金属杆MN以v1=2m/s的速度沿导轨向上作匀速运动，求：拉力的最大功率；回路电阻的最大发热功率．
（二）选考题：共15分．请考生从给出的3道物理题中任选一题作答，如果多做则每学科按所做的第一题计分．[物理选修3-3]
14．（5分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D 后再回到状态A．其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．该循环过程中，下列说法正确的是（）
A．A→B过程中，气体对外界做功，吸热
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增加
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
E．该循环过程中，气体放热
15．（10分）如图所示，有两个不计厚度的活塞M、N将两部分理想气体A、B 封闭在竖直放置的绝热气缸内，温度均为27℃．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，气缸底部有加热丝．已知M活塞的质量m1=1kg，N活塞的质量不计．M、N活塞的横截面积均为S=2cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h1=24cm，N活塞相对于底部的高度为h2=12cm．现将一质量为m2=1kg的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降，稳定后B气体压强为P2．已知大气压强为P0=1.0×105Pa，取g=10m/s2．
（1）求稳定后B气体的压强P2；
（2）现通过加热丝对B气体进行缓慢加热，M、N活塞发生移动，当M活塞距离底部的高度为h3=21.6cm时，停止加热．求此时B气体的温度T2．
[物理选修3-4]（15分）
16．如图a为沿x轴负方向传播的简谐横波在t=1s时刻的波形图象，P、Q两个质点的平衡位置分别为x=2m、x=3m；图b为x轴上某质点的振动图象，由图象可知，下列说法中正确的是（）
A．简谐横波周期为4s，速度大小为1m/s
B．图b可能为平衡位置为O的质点的振动图象
C．t=1s时刻，质点Q的速度一定最大，且一定沿y轴负方向
D．t=2s时刻，质点P的速度一定最大，且一定沿y轴负方向
E．t=3s时刻，质点Q的速度一定最大，且一定沿y轴负方向
17．如图所示是截面为直角三角形ABC的玻璃砖，其中∠A=60°，=10cm，现有两束平行光a、b分别从AC面上的D点和E点以45°入射角入射，都能从AB 边上的F点射出，已知=4cm．求：
（1）玻璃的折射率；
（2）D、E两点之间的距离．
[物理选修3-5]（15分）
18．氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm．以下判断正确的是（）
A．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光
B．用波长为502 nm的光照射，能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级
C．氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
D．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
E．处于n=3能级的氢原子吸收1.51ev的能量会发生电离
19．如图所示，A、B、C三个木块置于光滑水平面上，A、B的质量均为m，C 的质量为2m．A、B之间有一处于原长的轻质弹簧，现使A、B及弹簧都以v0的速度向右运动，B与C碰撞时间极短且碰撞后二者粘在一起运动，求B与C碰撞后弹簧弹性势能的最大值E p．
2016年福建省龙岩市高考物理质检试卷
参考答案与试题解析
二、选择题：本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1．（6分）如图，直线a和曲线b分别是在平行的平直公路上行驶的汽车a和b 的速度一时间（v﹣t）图线，在t1时刻两车刚好在同一位置（并排行驶），在t1到t3这段时间内（）
A．在t2时刻，两车相距最远B．在t3时刻，两车相距最远
C．a车加速度均匀增大 D．b车加速度先增大后减小
【解答】解：AB、在t1时刻两车刚好在同一位置（并排行驶），在t1到t3这段时间内，a的速度一直大于b的速度，两者间距一直增大，t3时刻之后，a的速度小于b的速度，两者间距减小，则在t3时刻，两车相距最远，故A错误，B正确．CD、根据速度时间图象的斜率等于加速度，可知，a车的加速度不变，b车加速度一直增大．故C、D错误．
故选：B
2．（6分）用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载电阻供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示，则（）
A．变压器输入功率约为1555W
B．交流电的频率为100Hz
C．负载电阻阻值为11Ω
D．负载电流的函数表达式i=10sin（100πt）A
【解答】解：负载中电流的有效值为I2=，故负载消耗的功率为P=U2I2=110×10W=1100W，故A错误；
B、由图象可知，周期T=0.02s，故频率f=，故B错误；
C、负载的电阻为，故C正确；
D、负载电流的函数表达式i=10sin（100πt）A，故D错误；
故选：C
3．（6分）极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极（轨道可视为圆轨道）．如图所示，若某极地卫星从北纬30°A点的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°B点（图中未画出）的正上方，所用时间为6h．则下列说法正确的是（）
A．该卫星的加速度为9.8m/s2
B．该卫星的轨道高度约为36000km
C．该卫星的轨道与A、B两点共面
D．该卫星每隔12h经过A点的正上方一次
【解答】解：A、卫星从北纬30°的正上方，第一次运行至南纬60°正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为24h，
为与同步卫星高度相等，其高度约为36000Km，加速度小于地面的加速度，故A错误，B正确
C、D、因地球在自转，则卫星的轨道不会与A、B两点共面，且不会每隔12h 经过A点的正上方一次，则C、D、错误
故选：B
4．（6分）一列有8节车厢的动车组列车，沿列车前进方向看，每两节车厢中有一节自带动力的车厢（动车）和一节不带动力的车厢（拖车）．该动车组列车在
水平铁轨上匀加速行驶时，设每节动车的动力装置均提供大小为F的牵引力，每节车厢所受的阻力均为f，每节车厢总质量均为m，则第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为（）
A．0 B．2F C．2（F﹣f）D．2（F﹣2f）
【解答】解：整体受到的牵引力为4F，阻力为8f，根据牛顿第二定律可得加速
度为：a==；
设第4节车厢与第5节车厢水平连接装置之间的相互作用力大小为T，
以前面4节车厢为研究对象，根据牛顿第二定律可得：2F﹣4f﹣T=4ma，
即：2F﹣4f﹣T=4m×，解得T=0，所以A正确、BCD错误．
故选：A．
5．（6分）如图所示，在y轴右侧存在着垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，一个不计重力、比荷为k的带电粒子从坐标原点O处以某速度射入磁场，粒子射入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成60°角，粒子在磁场中穿过x轴正半轴后从y轴离开磁场．在运动过程中，粒子距x轴的最大距离为a，则该粒子的种类和速度大小是（）
A．正电荷， B．负电荷，C．负电荷， D．正电荷，
【解答】解：由图意可知粒子沿顺时针方向运动，根据左手定则可得粒子带正电粒子的运动轨迹如图中虚线，红色线段为圆的半径，由已知得进入磁场时，半径与x轴正方向的夹角为30°，所以有a=R+=R，
解得R=a
洛伦兹力充当粒子做圆周运动的向心力，所以有qvB=，所以有v==
故D正确，ABC错误．
故选：D．
6．（6分）如图所示，在纸面内有磁感应强度大小为0.5T、方向水平向左的匀强磁场．位于纸面内的细直导线，长L=0.5m，通有I=1A的恒定电流，导线与磁场方向成30°角．现在纸面内再加另一匀强磁场，使导线受到的安培力为零，则所加磁场的磁感应强度大小可能为（）
A．0.1T B．0.3T C．0.5T D．0.7T
【解答】解：根据平行四边形定则知，虚线表示合磁感应强度的方向，与电流的方向平行，可知B2的最小值为Bsin30°=0.25T．则B2≥0.25T．故B、C、D正确，A错误．
故选：BCD．
7．（6分）如图所示，平行的竖直线MN、PQ为一水平匀强电场的左右边界，两质子A、B以大小相同的初速度v0，分别从MN边界射入该匀强电场，A质子初速度方向平行于电场方向，B质子初速度方向垂直于电场方向，当两质子从电场的PQ边界离开电场时，A、B质子的速度大小分别为v1、v2，A、B质子在电场中的运动时间分别为t1、t2，质子重力不计，则（）
A．v1=v2B．v1＜v2C．t1=t2 D．t1＜t2
【解答】解：A粒子水平向右运动，做匀加速直线运动，B粒子竖直向上运动，
竖直方向做匀速直线运动，而水平方向向右做匀加速运动，二者的加速度相同，由于A具有水平初速度，故A离开时间较短；
对两粒子的运动过程，粒子离开PQ时的电场力做功相同，根据动能定理可知，粒子离开PQ时的速度大小相等，故AD正确，BC错误．
故选：AD．
8．（6分）如图所示，两质量均为m的A、B小球（小球视为质点），通过长为l 的不可伸长轻绳水平相连，轻绳中点的正下方H处固定一光滑钉子O．现同时无初速释放两小球，空气阻力不计，重力加速度为g．在小球下落的过程中，下列说法正确的是（）
A．从开始下落到刚到达最低点的过程A小球的机械能不守恒
B．从开始下落到刚到达最低点的过程A、B小球的总机械能守恒
C．轻绳与钉子碰前瞬间，A小球受到轻绳的拉力大小为
D．轻绳与钉子碰后瞬间，A小球受到轻绳的拉力大小为
【解答】解：A、小球从开始下落到刚到达最低点的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故A错误；
B、从开始下落到刚到达最低点的过程中，只有重力做功，A、B小球的总机械能守恒，故B正确；
C、轻绳与钉子碰前瞬间，AB整体下落的加速度为g，所以A小球受到轻绳的拉力为零，故C错误．
D、设轻绳与钉子碰前瞬间，A小球的速度为v．由动能定理得
mgH=
轻绳与钉子碰后瞬间，根据牛顿第二定律得F=m
解得F=．故D正确．
故选：BD
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分．必考题，每个考题考生都必须作答，选考题，考生根据要求作答．（一）必考题
9．（6分）某物理兴趣小组用如图所示的装置测量平抛运动初速度，其实验步骤、数据记录和实验结果如下：
（1）螺旋测微器校零，校零时的示数如图（a）所示；
（2）测量A金属球的直径，示数如图（b）所示．则图（b）所示读数为13.870 mm，所测金属的直径为13.850mm．
（3）在实验装置下方水平地面的适当位置先后铺上白纸和复写纸；
（4）让相同的A、B小球处于同一高度如图c放置，用小锤打击弹性簿片，A球沿水平方向飞出，同时让B球自由下落，A、B两球在铺了复写纸的白纸上留下P、N两个点迹．
（5）用刻度尺测得B球下表面到地面的高度为H=0.800m，P、N点迹间的距离为L=0.500m．
（6）计算A球作平抛运动的水平初速度为 1.25m/s．（忽略空气阻力，g取10m/s2，计算结果保留3位有效数字）
【解答】解：（2）图a中螺旋测微器的读数为0+0.01×2.0=0.020mm，图b中螺旋测微器的读数为13.5+0.01×37.0mm=13.870mm，则金属的直径d=13.870﹣0.020=13.850mm．
（6）根据H=得，t=，则初速度
=m/s=1.25m/s．
故答案为：（2）13.870mm，13.850mm （6）1.25．
10．（3分）图甲为多用电表的示意图，其中S、K、T为三个可调节的部件，现用此表测量一阻值约为几十Ω的定值电阻R x，测量的某些步骤如下：
a．调节S使指针对准刻度盘左边的零刻度线
b．将两表笔短接，调节S使指针对准刻度盘左边的零刻度线，断开两表笔c．调节T使指针对准刻度盘右边的零刻度线
d．将两表笔短接，调节T使指针对准刻度盘右边的零刻度线，断开两表笔e．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R x的阻值为22Ω，然后断开两表笔
f．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R x的阻值为98Ω，然后断开两表笔
g．旋转k使其尖端对准欧姆挡×1挡
h．旋转k使其尖端对准欧姆挡×10挡
i．旋转k使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔
选出表示正确步骤的字母，并按合理的操作顺序排序：agdei．
【解答】解：①多用电表的使用首先进行机械调零：调节可调部件S，使电表指针停在电流表、电压表的零刻度（或表盘左边的零刻度）的位置为a
②选择合适的档位：因电阻约为几十欧姆，则选择×1Ω即可为g．
③选档后进行欧姆调零：将红、黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件T，使电表指针指向表盘右边的欧姆挡零刻线位置．
为d．
④图示读数为22Ω，则为e
⑤旋转k使其尖端对准OFF挡，并拔出两表笔为i．
故答案为：agdei
11．（6分）现用以下器材较准确测量上述待测电阻R x的阻值：
A．待测电阻R x；
B．电源E，电动势约为3.0V，内阻可忽略不计；
C．电流表A1，量程为0～50mA，内电阻r1=20Ω；
D．电流表A2，量程为0～100mA；内电阻r2约为5Ω；
E．滑动变阻器R，最大阻值为10Ω，额定电流1A；
G．单刀单掷开关S，导线若干；
①画出测量电阻R x的实验电路原理图（原理图中，用A1、A2注明所用的电流表）．
②若某次测量中电流表A1的示数为I1，电流表A2的示数为I2．则计算R x的表达
式为R x=．（用已知量和测量量相应的字母表示）
【解答】解：（1）没有电压表，用一个电流表测通过被测电阻的电流，并使之与定值电阻并联，用另一只电流表测并联电路的总电流；大量程电流表测量总电流由于待测电阻阻值大于滑动变阻器最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，实验电路图如图所
（2）由欧姆定律可得：R x=
故答案为：①如右图②R x=
12．（12分）如图所示，在粗糙的水平路面上，一小车以v0=4m/s的速度向右匀速行驶，与此同时，在小车后方相距s0=40m处有一物体在水平向右的推力F=20N 作用下，从静止开始做匀加速直线运动，当推力F作用了s1=25m就撤去．已知物体与地面之间的动摩擦因数μ=0.2，物体的质量m=5kg，重力加速度g=10m/s2．求
（1）推力F作用下，物体运动的加速度a1大小；
（2）物体刚停止运动时物体与小车的距离d．
【解答】解：（1）对物体，根据牛顿第二定律得：F﹣μmg=ma1①
代入数据得a1==2m/s2；
（2）设推力作用的时间为t1，由位移公式得②
解得：t1===5s；
撤去F时，设物体的速度为v1，撤去F后，物体运动的加速度为a2，经过t2时间运动s2位移停止
根据牛顿第二定律μmg=ma2③
由速度公式得v1=a1t1=a2t2④
由位移公式得⑤
s车=v0（t1+t2）⑥
d=s 0+s车﹣（s1+s2）⑦
联立②③④⑤⑥⑦得d=30m
答：（1）推力F作用下，物体运动的加速度a1大小为2m/s2；
（2）物体刚停止运动时物体与小车的距离d为30m．
13．（20分）如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨间距L=0.5m，导轨电阻不计．导轨与水平面成30°角固定在一范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上，两根相同的金属杆MN、PQ垂直放在金属导轨上，金属杆质量均为m=0.12kg，电阻均为R=0.1Ω．用长为d=1.0m的绝缘细线OO′将两金属杆的中点相连，在下述运动中，金属杆与金属导轨始终接触良好．
（1）在MN上施加平行于导轨的拉力，使MN保持静止，穿过回路的磁场的磁感应强度变化规律如图乙所示，则在什么时刻回路MNQP的面积发生变化？（2）若磁场的方向不变，磁感应强度大小恒为B=0.4T，将细线OO′剪断，同时用平行于导轨的拉力使金属杆MN以v1=2m/s的速度沿导轨向上作匀速运动，求：拉力的最大功率；回路电阻的最大发热功率．
【解答】解：（1）当回路MNQP的面积不变时，回路产生的电动势为E，电流为I，
由法拉第电磁感应定律得：
由欧姆定律得：
当安培力大于PQ杆重力沿斜面的分力时，回路面积将发生改变，有：
B t IL=mgsin30°
由图象得：，B t=B0+0.1t
可得时间为：t=44s；
（2）假设MN的运动速度为v时，PQ静止，则回路中的电流强度为I1，安培力为F1，有：
，
解得速度为：v=3m/s；
因v1＜v，PQ杆向下运动，稳定后PQ杆匀速，则回路电流为I2，
对PQ杆根据力的平衡有：BI2L=mgsin30°
对MN杆根据力的平衡有：F=BI2L+mgsin30°
稳定后，拉力的功率最大为：P m=Fv1
最大发热功率为：
联立解得：P m=2.4W、P热=1.8W．
答：（1）在44s时刻回路MNQP的面积发生变化；
（2）拉力的最大功率为2.4W；回路电阻的最大发热功率为1.8W．
（二）选考题：共15分．请考生从给出的3道物理题中任选一题作答，如果多做则每学科按所做的第一题计分．[物理选修3-3]
14．（5分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D 后再回到状态A．其中，A→B和C→D为等温过程，B→C和D→A为绝热过程．该循环过程中，下列说法正确的是（）
A．A→B过程中，气体对外界做功，吸热
B．B→C过程中，气体分子的平均动能增加
C．C→D过程中，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多
D．D→A过程中，气体分子的速率分布曲线发生变化
E．该循环过程中，气体放热
【解答】解：A、A→B过程中，体积增大，气体对外界做功，温度不变，内能不变，气体吸热，故A正确；
B、B→C过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，故B错误；
C、C→D过程中，等温压缩，体积变小，分子数密度变大，单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C正确；
D、D→A过程中，绝热压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，分子平均动能增大，气体分子的速率分布曲线发生变化，故D正确；
E、该循环中，气体对外做功大于外界对气体做功，即W＜0；一个循环，内能不变，△U=0，根据热力学第一定律，Q＞0，即气体吸热，故E错误；
故选：ACD
15．（10分）如图所示，有两个不计厚度的活塞M、N将两部分理想气体A、B 封闭在竖直放置的绝热气缸内，温度均为27℃．M活塞是导热的，N活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，气缸底部有加热丝．已知M活塞的质量m1=1kg，N活塞的质量不计．M、N活塞的横截面积均为S=2cm2，初始时M活塞相对于底部的高度为h1=24cm，N活塞相对于底部的高度为h2=12cm．现将一质量为m2=1kg的小物体放在M活塞的上表面上，活塞下降，稳定后B气体压强为P2．已知大气压强为P0=1.0×105Pa，取g=10m/s2．
（1）求稳定后B气体的压强P2；
（2）现通过加热丝对B气体进行缓慢加热，M、N活塞发生移动，当M活塞距离底部的高度为h3=21.6cm时，停止加热．求此时B气体的温度T2．
【解答】解：（1）对两个活塞和小物体作为整体，由平衡条件得得：P2S=m1g+m2g+P0S…①。