【精品】2015年山东省济宁市高考物理二模试卷含答案

2015年山东省济宁市高考物理二模试卷
一、选择题（本题包括7小题．每小题6分，共42分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确．有的有多个选项正确．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）在湖面上空某处竖直上抛一小铁球，小铁球在空中运动后穿过湖水，并陷入湖底淤泥中某一深度处（不计空气阻力，设铁球在淤泥中所受阻力大小恒定，取竖直向上为正方向）．则最能近似反映小铁球运动过程中的速度﹣时间图象是（）
A．B．C．D．
2．（6分）如图所示，物体用光滑钩子悬挂在轻绳上，轻绳两端由轻质圆环套在粗糙竖直杆上的E、F两点．E点高于F点．系统处于静止状态．若移动两竖直杆，使两杆之间距离变大，E、F相对于竖直杆的位置不变，系统仍处于平衡状态．则（）
A．两圆环受到竖直杆的弹力均不变
B．轻绳张力变小
C．两圆环所受摩擦力均变大
D．两圆环所受摩擦力均不变
3．（6分）如图所示，在孤立的点电荷产生的电场中有a、b两点，a点的电势为φa，场强大小为E a，方向与连线ab的夹角为60°．b点的电势为φb，场强大小为E b，方向与连线ab的夹角为30°．则a、b两点的电势高低及场强大小的关系是（）
A．φa＜φb，E a=3E b B．φa＞φb，E a=3E b
C．φa＜φb，E a=4 E b D．φa＞φb，E a=4 E b
4．（6分）2015年3月30日21时52分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空．31日凌晨3时34分顺利进入倾斜同步轨道（如图所示，倾斜同步轨道平面与赤道平面有一定夹角），卫星在该轨道的运行周期与地球自转周期相等．此次发射的亮点在于首次在运载火箭上增加了一级独立飞行器为卫星提供动力，可使卫星直接进入轨道，在此之前则是通过圆﹣椭圆﹣圆的变轨过程实现．以下说法正确的是（）
A．倾斜同步轨道半径应小于赤道同步轨道半径
B．一级独立飞行器能大大缩短卫星入轨时间
C．倾斜同步卫星加速度的大小等于赤道同步卫星加速度的大小
D．一级独立飞行器携带卫星入轨的过程中，卫星的机械能守恒
5．（6分）如图甲，匝数n=2的金属线圈（电阻不计）围成的面积为10cm2，线圈与R=2Ω的电阻连接，置于竖直向上、均匀分布的磁场中．磁场与线圈平面垂直，磁感应强度为B．B﹣t关系如图乙，规定感应电流i从a经过R到b的方向为正方向．忽略线圈的自感影响．则下列i﹣t关系图正确的是（）
A．B．C．
D．
6．（6分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度T．单匝矩形线圈面积S=1m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表．调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为1：2时，副线圈电路中标有“36V，36W”的灯泡正常发光．以下判断正确的是（）
A．电流表的示数为lA
B．矩形线圈产生电动势的有效值为18V
C．从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律
V
D．若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移
7．（6分）如图所示，一个小球套在固定的倾斜光滑杆上，一根轻质弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到与O点等高的位置由静止释放．小球沿杆下滑至O点正下方时，速度恰好为零．若弹簧始终处于伸长状态且在弹性限度内，在小球下滑过程中，下列说法正确的是（）
A．当弹簧与杆垂直时，小球的动能最大
B．小球的机械能一直增加
C．弹簧的弹性势能先减小后增加
D．重力做功的功率先增加后减小
二、非选择题
8．（8分）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，小球由一根不可伸长的细线拴住．细线另一端固定在O点，在O点正下方放置一组光电门，可测出小球通过时的挡光时间．将细线拉直至水平后，小球由静止释放，光电门测出的挡光时间为△t，再用10分度游标卡尺测出小球的直径d，如图乙所示，重力加速度为g：则
（1）小球的直径d=cm；
（2）测得绳长为l，若等式（用题目中所给字母表示）成立，说明小球下摆过程机械能守恒；
（3）此实验的系统误差主要来源于．
9．（10分）某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，可用的器材如下：电源、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的小灯泡两个、电键、导线若干．（1）通过实验、作图得到了小灯泡L1的U﹣I图象如图甲中的图线I，则可知小灯泡L1的电阻随电压增大而（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）为了得到图甲中的图线Ⅰ，请将图乙中缺少的两根导线补全，连接成合理的实验电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）．
（3）换小灯泡L2重做实验，作图，得到其U﹣I图象如图甲中的图线Ⅱ，若将小灯泡L1、L2并联使用，请根据Ⅰ、Ⅱ两条图线，在图甲中做出两小灯泡并联的U ﹣I图象．
（4）现将两个小灯泡并联接在电动势3V、内阻6Ω的电源两端，则此时电源两端的电压为V；两小灯泡消耗的总功率为W．
10．（18分）如图所示，上表面光滑的水平台高h=4m，平台上放置一薄木板（厚度可不计），木板长L=5m，质量m=lkg的物体A（可视为质点）置于木板的中点处，物体与木板间动摩擦因数μ=0.9，一半径R=2m的光滑圆弧轨道竖直放置，直径CD处于竖直方向，半径OB与竖直方向的夹角θ=53°，以某一恒定速度水平向右抽出木板，物体离开平台后恰能沿B点切线方向滑入圆弧轨道．求：（1）物体在圆弧轨道最高点D时，轨道受到的压力为多大？
（2）应以多大的速度抽出木板？
11．（20分）在光滑绝缘的水平面上，左侧平行极板间有水平方向的匀强电场，右侧圆筒内有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，俯视图如图所示，圆心为O，半径为R．一质量为m、电荷量为q的带电小球（可视为质点），初始位置在A点，现由静止经电场加速后从C孔沿直径射入磁场区域，小球和圆筒
壁的碰撞没有动能和电荷量损失．B、R、m、q均为已知量，圆筒仅有一个出入口C．
（1）求平行板间电压U和小球在磁场中运动半径r的函数关系式；
（2）小球与圆筒壁碰撞两次后恰好从出入口C返回，求它在磁场中运动的时间；（3）小球能从出入口C返回且不会跨越C点，平行板间所加电压U应满足什么条件？
物理3—3
12．（4分）下列说法正确的是（）
A．布朗运动反映了液体分子的无规则运动
B．给自行车轮胎打气，越来越费力，说明气体分子间斥力在增大
C．放在水面上的硬币可以浮在水面上是因为硬币所受浮力等于重力
D．利用太阳能装置使机械长久运动下去，这并不违背热力学第二定律
13．（8分）如图所示，质量为m、面积为S的活塞在向下开口的气缸内封闭着一定质量的理想气体．现对气缸缓慢加热，使气缸内气体温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了△L，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为P0求
（1）此过程中封闭气体的内能变化了多少？
（2）气缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？
物理3—4
14．如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，从波传到x=1m的P点时开始计时．已知在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形，此时x=4m的M点正好在波谷．下列说法中正确的是（）
A．P点的振动周期为0.3s
B．P点开始振动的方向沿y轴正方向
C．当M点开始振动时，P点正好在波峰
D．这列波的传播速度是10m/s
15．如图所示为一上表面水平的透明玻璃半球，在其下面有一水平放置的光屏．两束关于中心轴OO′对称的激光束从半球上表面垂直射入玻璃半球，恰能从球面射出．当光屏距半球上表面h1=40cm时，从球面折射出的两束光线汇聚于光屏与OO′轴的交点，当光屏距上表面h2=80cm时，在光屏上形成半径r=40cm的圆形光斑．求该半球形玻璃的折射率．
物理3—5
16．下列说法中正确的是（）
A．某放射性原子核经2次α衰变和一次β变，核内质子数减少3个
B．玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象
C．氢原子的核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，原子的能量增大
D．放射性元素发生β衰变，新核的化学性质不变
17．如图所示，光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C，质量分别为m A=m，
m B=m C=2m，A、B用细绳连接，中间有一压缩的轻弹簧（弹簧与滑块不栓接）．开始时A、B以共同速度v0运动，C静止．某时刻细绳突然断开，A、B被弹开，然后B又与C发生碰撞并粘在一起，最终三滑块速度恰好相同．求：
（1）B与C碰撞前B的速度
（2）B与C碰撞前后，机械能的损失为多少？
2015年山东省济宁市高考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本题包括7小题．每小题6分，共42分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确．有的有多个选项正确．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）在湖面上空某处竖直上抛一小铁球，小铁球在空中运动后穿过湖水，并陷入湖底淤泥中某一深度处（不计空气阻力，设铁球在淤泥中所受阻力大小恒定，取竖直向上为正方向）．则最能近似反映小铁球运动过程中的速度﹣时间图象是（）
A．B．C．D．
【解答】解：取竖直向上为正方向，小铁球先向上做匀减速直线运动速度减为零后，做自由落体运动，该段图线与倾斜的直线，斜率相同．
进入水中后，由于重力大于浮力和阻力，小球向下做匀加速运动，加速度小于g，进入淤泥后，阻力大于重力，小球做匀减速运动到零，故B正确，A、C、D错误．故选：B．
2．（6分）如图所示，物体用光滑钩子悬挂在轻绳上，轻绳两端由轻质圆环套在粗糙竖直杆上的E、F两点．E点高于F点．系统处于静止状态．若移动两竖直杆，使两杆之间距离变大，E、F相对于竖直杆的位置不变，系统仍处于平衡状态．则（）
A．两圆环受到竖直杆的弹力均不变
B．轻绳张力变小
C．两圆环所受摩擦力均变大
D．两圆环所受摩擦力均不变
【解答】解：AB、对挂钩受力分析，设物体的质量为m，如图所示，根据平衡条件，又有2Tcosθ=mg
绳子右端的B点在杆上位置不动，将右杆向右移动到虚线位置时，角度θ变大，故绳子拉力T变大，故A错误、B错误．
CD、绳中的拉力左右相等，两侧绳子与竖直方向的夹角均为θ，根据三力平衡条件可知，两绳子的拉力T的合力F始终与G等值反向，保持不变，所以每一根绳子沿竖直方向的分力大小始终都是0.5mg．
两个圆环E和F在竖直方向上受到向上的摩擦力和绳子向下的分力的作用，处于平衡状态，所以摩擦力的大小始终与绳子向下的分力大小相等方向相反，所以环受到的摩擦力的大小始终等于0.5mg
故C错误，D正确．
故选：D．
3．（6分）如图所示，在孤立的点电荷产生的电场中有a、b两点，a点的电势为φa，场强大小为E a，方向与连线ab的夹角为60°．b点的电势为φb，场强大小为E b，方向与连线ab的夹角为30°．则a、b两点的电势高低及场强大小的关系是（）
A．φa＜φb，E a=3E b B．φa＞φb，E a=3E b
C．φa＜φb，E a=4 E b D．φa＞φb，E a=4 E b
【解答】解：设孤立的点电荷为Q，将E a、E b延长相交，交点即为孤立的点电荷的位置，如图所示．
设ab两点到Q的距离分别为r a和r b，由几何知识得到：r a：r b=1：
根据电场强度的方向可知Q带负电，因顺着电场线的方向电势降低，
所以有φa＜φb．
由公式E=k求得到场强关系为：E a=3E b．故A正确；B错误；C错误；D错误．故选：A
4．（6分）2015年3月30日21时52分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空．31日凌晨3时34分顺利进入倾斜同步轨道（如图所示，倾斜同步轨道平面与赤道平面有一定夹角），卫星在该轨道的运行周期与地球自转周期相等．此次发射的亮点在于首次在运载火箭上增加了一级独立飞行器为卫星提供动力，可使卫星直接进入轨道，在此之前则是通过圆﹣椭圆﹣圆的变轨过程实现．以下说法正确的是（）
A．倾斜同步轨道半径应小于赤道同步轨道半径
B．一级独立飞行器能大大缩短卫星入轨时间
C．倾斜同步卫星加速度的大小等于赤道同步卫星加速度的大小
D．一级独立飞行器携带卫星入轨的过程中，卫星的机械能守恒
【解答】解：A、根据万有引力等于圆周运动向心力，
=m r
r=，
卫星在该轨道的运行周期与地球自转周期相等．所以倾斜同步轨道半径应等于赤道同步轨道半径，故A错误；
B、一级独立飞行器能大大缩短卫星入轨时间，故B正确；
C、根据圆周运动的公式得a=，所以倾斜同步卫星加速度的大小等于赤道同步卫星加速度的大小，故C正确；
D、一级独立飞行器携带卫星入轨的过程中，卫星的机械能增大，故D错误；故选：BC．
5．（6分）如图甲，匝数n=2的金属线圈（电阻不计）围成的面积为10cm2，线圈与R=2Ω的电阻连接，置于竖直向上、均匀分布的磁场中．磁场与线圈平面垂直，磁感应强度为B．B﹣t关系如图乙，规定感应电流i从a经过R到b的方向为正方向．忽略线圈的自感影响．则下列i﹣t关系图正确的是（）
A．B．C．
D．
【解答】解：由图可知，0﹣2s内，线圈中磁通量的变化率相同，故0﹣2s内电流的方向相同，由楞次定律可知，电路中电流方向为顺时针，即电流为正方向；同理可知，2﹣5s内电路中的电流为逆时针，为负方向，
由E=可得E=S，则知0﹣2s内电路中产生的感应电动势大小为：E1=2×
=3×10﹣6V，
则电流大小为：I1==A=1.5×10﹣6A；
同理2s﹣5s内，I2=1.5×10﹣6A．故B正确，ACD错误．
故选：B．
6．（6分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度T．单匝矩形线圈面积S=1m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表．调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为1：2时，副线圈电路中标有“36V，36W”的灯泡正常发光．以下判断正确的是（）
A．电流表的示数为lA
B．矩形线圈产生电动势的有效值为18V
C．从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律
V
D．若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移
【解答】解：A、小灯泡正常发光，故变压器的输出电流为：I2=；根据变流比公式：，解得：I1=2A；故A错误；
B、小灯泡正常发光，故变压器的输出电压为36V，根据变压比公式，解得：U1=18V；故矩形线圈产生电动势的有效值为18V；故B正确；
C、矩形线圈产生电动势的最大值为18V，根据公式E m=NBSω，解得：
ω=；故从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线
圈电动势随时间的变化规律e=E m sinωt=V；故C正确；
D、若矩形线圈转速增大，根据公式E m=NBSω，感应电动势的最大值增加，故有效值也增加；为使灯泡仍能正常发光，应该减小变压比，故应将P适当上移；故D错误；
故选：BC．
7．（6分）如图所示，一个小球套在固定的倾斜光滑杆上，一根轻质弹簧的一端悬挂于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到与O点等高的位置由静止释放．小球沿杆下滑至O点正下方时，速度恰好为零．若弹簧始终处于伸长状态且在弹性限度内，在小球下滑过程中，下列说法正确的是（）
A．当弹簧与杆垂直时，小球的动能最大
B．小球的机械能一直增加
C．弹簧的弹性势能先减小后增加
D．重力做功的功率先增加后减小
【解答】解：A、弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直时，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值，故A错误；
B、重力功率P=mgv y=mgvcosθ，θ不变，v先增大后减小，故重力的功率先增大后减小，故B错误；
CD、小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，弹簧与杆垂直时，弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，小球下滑至最低点，动能为零重力势能最小，故此时弹簧的弹性势能最大，故小球的机械能先增大后减小，弹簧的弹性势能先减小后增大，故CD正确；
故选：CD．
二、非选择题
8．（8分）验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，小球由一根不可伸长的细线拴住．细线另一端固定在O点，在O点正下方放置一组光电门，可测出小球通过时的挡光时间．将细线拉直至水平后，小球由静止释放，光电门测出的挡光时间为△t，再用10分度游标卡尺测出小球的直径d，如图乙所示，重力加速度为g：则
（1）小球的直径d= 1.14cm；
（2）测得绳长为l，若等式g（l+）=（用题目中所给字母表示）成
立，说明小球下摆过程机械能守恒；
（3）此实验的系统误差主要来源于空气阻力．
【解答】解：（1）游标卡尺读数为d=11mm+4×0.1mm=11.4mm=1.14cm；
（2）小圆柱运动到最低点时，v=
根据机械能守恒定律应有mg（l+）=，
解得：g（l+）=
（3）根据实验原理，及实验操作可知，产生系统误差的根源是空气阻力．
故答案为：（1）1.14；（2）g（l+）=；（3）空气阻力．
9．（10分）某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系，可用的器材如下：电源、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的小灯泡两个、电键、导线若干．（1）通过实验、作图得到了小灯泡L1的U﹣I图象如图甲中的图线I，则可知小灯泡L1的电阻随电压增大而增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）为了得到图甲中的图线Ⅰ，请将图乙中缺少的两根导线补全，连接成合理的实验电路（其中电流表和电压表分别测量小灯泡的电流和电压）．
（3）换小灯泡L2重做实验，作图，得到其U﹣I图象如图甲中的图线Ⅱ，若将小灯泡L1、L2并联使用，请根据Ⅰ、Ⅱ两条图线，在图甲中做出两小灯泡并联的U ﹣I图象．
（4）现将两个小灯泡并联接在电动势3V、内阻6Ω的电源两端，则此时电源两端的电压为0.6V；两小灯泡消耗的总功率为0.24W．
【解答】解：（1）由R=可知，U﹣I图象上的点与原点连线的斜率等于导体的电阻，所以小灯泡的电阻随电压增大而增大；
（2）由U﹣I图象可知变阻器应采用分压式接法，实物连线图如图所示：
（3）根据并联电阻电流与电压关系可知，在U﹣I图象中，应满足每一个电压U 对应的电流为两灯泡的电流之和，然后再用平滑的曲线连线即可，如图Ⅲ所示：
（4）在U﹣I图象中同时作出表示电源的U﹣I图象，如图所示，读出与图线Ⅲ的交点坐标为U=0.6V，I=0.4A，两小灯泡消耗的功率为P=UI=0.24W；
故答案为：（1）增大；（2）如图；（3）如图；（4）0.6，0.24
10．（18分）如图所示，上表面光滑的水平台高h=4m，平台上放置一薄木板（厚度可不计），木板长L=5m，质量m=lkg的物体A（可视为质点）置于木板的中点处，物体与木板间动摩擦因数μ=0.9，一半径R=2m的光滑圆弧轨道竖直放置，直径CD处于竖直方向，半径OB与竖直方向的夹角θ=53°，以某一恒定速度水平
向右抽出木板，物体离开平台后恰能沿B点切线方向滑入圆弧轨道．求：
（1）物体在圆弧轨道最高点D时，轨道受到的压力为多大？
（2）应以多大的速度抽出木板？
【解答】解：（1）物体离开平台下落到B点的高度h=R+Rcosθ=2（1+0.6）=3.2m；由v y2=2gh解得：
v y=8m/s；
在B点由矢量三角形如图所示；可解得：v x=6m/s；
平台与D点等高，由机械能守恒定律可得：
v D=v x=6m/s；
由牛顿第二定律得：
mg+F N=m
解得：F N=8N；
由牛顿第三定律可得：
轨道受到的压力为8N；
（2）物体在摩擦力作用下向右做匀加速运动，由牛顿第二定律得：
μmg=ma；
解得：a=9m/s2；
v x=at
解得：t=s；
由v x2=2ax物
解得：x
=2m；
物
由物体、木板间的位移关系得：
x板=x物+=2+2.5=4.5m；
由题意可得：
v板===6.75m/s；
答：（1）物体在圆弧轨道最高点D时，轨道受到的压力为8N；
（2）应以6.75m/s的速度抽出木板
11．（20分）在光滑绝缘的水平面上，左侧平行极板间有水平方向的匀强电场，右侧圆筒内有竖直方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，俯视图如图所示，圆心为O，半径为R．一质量为m、电荷量为q的带电小球（可视为质点），初始位置在A点，现由静止经电场加速后从C孔沿直径射入磁场区域，小球和圆筒壁的碰撞没有动能和电荷量损失．B、R、m、q均为已知量，圆筒仅有一个出入口C．
（1）求平行板间电压U和小球在磁场中运动半径r的函数关系式；
（2）小球与圆筒壁碰撞两次后恰好从出入口C返回，求它在磁场中运动的时间；（3）小球能从出入口C返回且不会跨越C点，平行板间所加电压U应满足什么条件？
【解答】解：（1）设粒子在磁场中圆周运动的线速度大小为v，轨迹半径为r．小球在电场中加速过程，根据动能定理，有：
qU=；
小球在磁场中运动的过程，根据牛顿第二定律，有：qvB=m；
联立解得：U=；
（2）小球与圆筒壁碰撞两次后恰好从出入口C返回，轨迹如图所示：
由几何知识得：θ=
则轨迹圆弧对应的圆心角为
小球做圆周运动的周期为T=
则小球在磁场中运动的时间t==
（2）据题意可知，设小球经过n个相同圆弧顺次排列后刚好经过C点离开入口．则每段圆弧对应磁场区域圆的圆心角为θ=，（n=3，4，5，6…）
小球的轨迹半径：r=Rtan；
由U=得U=，（n=3，4，5，6…）．
答：
（1）平行板间电压U和小球在磁场中运动半径r的函数关系式为U=；（2）小球与圆筒壁碰撞两次后恰好从出入口C返回，它在磁场中运动的时间为
；
（3）小球能从出入口C返回且不会跨越C点，平行板间所加电压U应满足的条
件为：U=，（n=3，4，5，6…）．
物理3—3
12．（4分）下列说法正确的是（）
A．布朗运动反映了液体分子的无规则运动
B．给自行车轮胎打气，越来越费力，说明气体分子间斥力在增大
C．放在水面上的硬币可以浮在水面上是因为硬币所受浮力等于重力
D．利用太阳能装置使机械长久运动下去，这并不违背热力学第二定律
【解答】解：A、布朗运动是固体颗粒的无规则运动，是由液体分子的不平衡撞击引起的，布朗运动反映了液体分子的无规则运动．故A正确．
B、给自行车打气时气筒压下后反弹，不是由分子斥力造成的，而是因为气筒内封闭气体压强大于外界压强的缘故，故B错误．
C、放在水面上的硬币可以浮在水面上是因为液面的表面张力对硬币的向上的作用力等于重力，故C错误；
D、利用太阳能装置使机械长久运动下去，这并不违背热力学第二定律，故D正确．
故选：AC
13．（8分）如图所示，质量为m、面积为S的活塞在向下开口的气缸内封闭着一定质量的理想气体．现对气缸缓慢加热，使气缸内气体温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了△L，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为P0求
（1）此过程中封闭气体的内能变化了多少？
（2）气缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？
【解答】解：（1）对活塞根据平衡得：mg+PS=P0S
解得：
气体对外做功：W=﹣P△V=PS△L=（P0S﹣mg）△L
有热力学第一定律得：△U=W+Q=Q﹣（P0S﹣mg）△L
（2）设气缸内温度为T1时，气柱的长度为L，温度升高过程，封闭气体做等压变化，有盖吕萨克定律得：
解得：
答：（1）此过程中封闭气体的内能变化了Q﹣（P0S﹣mg）△L
（2）气缸内温度为T1时，气柱的长度为
物理3—4
14．如图所示，一列简谐横波沿x轴正向传播，从波传到x=1m的P点时开始计时．已知在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形，此时x=4m的M点正好在波谷．下列说法中正确的是（）
A．P点的振动周期为0.3s
B．P点开始振动的方向沿y轴正方向
C．当M点开始振动时，P点正好在波峰
D．这列波的传播速度是10m/s
【解答】解：A、由题意，简谐横波沿x轴正向传播，在t=0.4s时PM间第一次形成图示波形，由于P振动时间是半个周期的整数倍，则知t=0.4s时间内振动传播了一个波长，经过了一个周期，故P点的周期为0.4s．故A错误．
B、P点开始振动的方向与图示时刻x=5m处质点的振动方向相同，由波形平移法得知，P点开始振动的方向沿y轴负方向．故B错误．
C、根据波形可知，当M点开始振动时，由波形可知，P点在波峰．故C正确．。