【物理】广东省东莞市五校2024-2025学年高二下学期5月联考试题（解析版）

这是一份【物理】广东省东莞市五校2024-2025学年高二下学期5月联考试题（解析版），共21页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡整洁等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。
2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡整洁。考试结束后，只需将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ）
A. 只要存在电场和磁场，就能产生电磁波
B. 电视遥控器利用的是紫外线
C. 赫兹预言了电磁波的存在
D. 真空中，不同频率的电磁波传播速度与光速相同
【答案】D
【解析】A．根据麦克斯韦电磁理论可知，只有周期性非均匀变化的电场或磁场，才能产生电磁波，故A错误；
B．电视遥控器利用的是红外线，故B错误；
C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故C错误；
D．真空中，不同频率的电磁波传播速度与光速相同，故D正确。
故选D。
2. 对下列四幅图的描述正确的是（ ）

A. 甲图中酱油色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动
B. 乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔的位置连线，连线就是炭粒运动的轨迹
C. 丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间同时存在引力和斥力
D. 丁图是气体分子的速率分布图像，由图可知
【答案】A
【解析】A．甲图中酱油的色素分子扩散到鸡蛋内的现象，说明分子在做热运动，故A正确；
B．乙图是显微镜下记录同一炭粒每隔的位置连线，炭粒在做无规则运动，连线不是炭粒运动的轨迹，故B错误；
C．丙图中压紧的铅块能吊住重物，说明分子间存在引力，不能说明分子间存在斥力，故C错误；
D．温度越高，分子的平均动能越大，由图可知对应图像中速率大的分子所占的比例大于对应图像中速率大的分子所占的比例，则，故D错误。
3. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置，可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中，一定质量理想气体的p−T图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. ab过程体积变大
B. ab过程外界对气体做功
C. bc过程内能增大
D. bc过程体积变小
【答案】A
【解析】AB．由图像知a到b过程中，气体压强不变，温度升高，根据可知气体体积增大，则气体对外界做功，故A正确，B错误；
C．由图像知b到c过程中，“空气充电宝”内气体温度降低，则气体内能减小，故C错误；
D．由图像知b到c过程中，气体压强减小，温度降低，但图线上各点与原点连线的斜率逐渐减小，根据理想气体状态方程
可得
则图像中的状态点与原点连线的斜率与体积大小成反比，气体体积逐渐增大，故D错误。
4. “南鲲号”称之为“海上充电宝”，是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈如下图逆时针转动，并向外输出电流，则下列说法正确的是（ ）
A. 线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量最大
B. 线圈转动到如图所示位置时产生的电动势为零
C. 线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上
D. 线圈转动一周电流方向改变两次，图示位置正是电流变向的时刻
【答案】C
【解析】A．线圈转动到如图所示位置时穿过线圈的磁通量为零，最小，故A错误；
B．线圈转动到如图所示位置时，磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，此时产生的电动势最大，不为零，故B错误；
C．根据右手定则可知，线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势，根据左手定则可知，线圈转动到如图所示位置时其靠近N极的导线框受到的安培力方向向上，故C正确；
D．线圈转动一周电流方向改变两次，线圈经过中性面一次电流方向改变，图示位置是峰值面，故图示位置不是电流变向的时刻，故D错误。
故选C。
5. 某同学设想的减小电梯坠落时造成伤害的一种应急安全装置如图所示，在电梯轿厢底部安装永久强磁铁，磁铁N极朝上，电梯井道内壁上铺设若干金属线圈，线圈在电梯轿厢坠落时能自动闭合，从而减小对厢内人员的伤害。当电梯轿厢坠落到图示位置时，下列说法正确的是（ ）
A. 从上往下看，金属线圈A中的感应电流沿顺时针方向
B. 从上往下看，金属线圈B中的感应电流沿逆时针方向
C. 电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下，速度越来越小最终可以使轿厢停在图示位置
D. 金属线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势
【答案】D
【解析】AB．当电梯坠落至题图位置时，闭合线圈A中向上的磁场减弱，感应电流的方向从上往下看是逆时针方向，B中向上的磁场增强，感应电流的方向从上往下看是顺时针方向，故AB错误；
C．电梯轿厢在金属线圈AB的阻碍作用下速度逐渐减小，加速度也在减小，等到加速度减为零开始匀速下降，不能阻止磁铁的运动，故轿厢最终不能停在图示位置，故C错误；
D．闭合线圈A中向上的磁场减弱，B中向上的磁场增强，根据楞次定律可知，线圈B有收缩的趋势，A有扩张的趋势，故D正确。
故选D。
6. 为营造更为公平公正的高考环境，“反作弊”工具金属探测仪（如图甲所示）被各考点广为使用。如图乙所示为探测仪的内部结构，由线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪的蜂鸣器发出声响。已知某时刻，探测仪中电路里的电流方向由b流向a，且电流正在减小，则下列说法正确的是（ ）

A. 此时线圈的自感电动势正在减小
B. 此时线圈的磁场能转化为电场能
C. 探测仪靠近金属时，金属被磁化
D. 若探测仪与金属保持相对静止，则金属中不会产生感应电流
【答案】B
【解析】AB．电流的方向由流向，且电流强度正在减小，故此时为电容器充电过程，电场能增加，磁场能减小，故自感电动势阻碍电流的减小，则该时刻线圈的自感电动势正在增大，故A错误，B正确；
C．若探测仪靠近金属时，含有铁等磁性金属会发生磁化，其他金属不行，故C错误；
D．此时电流强度正在减小过程中，虽然探测仪与金属保持相对静止，金属也会产生感应电流，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子从圆周上的P点沿半径方向射入磁场．若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为；若粒子射入磁场时的速度大小为，运动轨迹为．不计粒子的重力．下列判断正确的是（ ）
A. 粒子带负电
B. 速度大于速度
C. 粒子以速度射入时，在磁场中运动时间较长
D. 粒子以速度射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较大
【答案】C
【解析】A．根据左手定则可知粒子带正电，故A错误；
B．根据牛顿第二定律有
解得
根据图中轨迹可知，，则有
故B错误；
C．粒子在磁场中的运动周期为
粒子在磁场中的运动时间为
由图可知运动轨迹为对应的圆心角大于运动轨迹为对应的圆心角，故粒子以速度射入时，在磁场中运动时间较长，故C正确；
D．粒子在磁场中受到的洛伦兹力大小为
，可知，故粒子以速度射入时，在磁场中受到的洛伦兹力较小，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，阻力不计，下列说法中正确的是（ ）
A. 液滴一定带正电
B. 液滴在C点时动能最大
C. 液滴从A运动到C的过程中机械能守恒
D. 液滴将可能由B点返回到A点
【答案】AB
【解析】A．带电液滴开始运动后，将受到洛仑兹力的作用，洛仑兹力指向弧线的内测，由左手定则可以判定液滴带正电，A正确；
B．从A点到C点，重力、电场力做正功，洛仑兹力不做功；从C点到B点，重力、电场力做负功，洛仑兹力不做功；根据动能定理可知，在C点时动能最大，B正确；
C．液滴从运动到的过程中，电场力做了正功，所以机械能要增大，C错误；
D．液滴到达B点后，将向右继续运动，并且和曲线ACB上的运动特征相同，不可能返回A点，D错误。
故选AB。
二、多项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为n1∶n2=4∶1。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（ ）
A. 受电线圈的电流方向每秒改变100次
B. 送电线圈的输入电压为
C. 受电线圈的输出电压为55V
D. 送电线圈的输入功率为110W
【答案】ACD
【解析】A．受电线圈的电流周期与送电线圈的电流周期相同，为0.02s；一个周期内电流方向改变2次，则受电线圈的电流方向每秒改变100次，故A正确；
BCD．由送电线圈的输入电压为
则受电线圈的输出电压为
送电线圈的输入功率等于受电线圈的输出功率，则有，故B错误，CD正确。
10. 我国领先全球的特高压输电技术将为国家“碳中和”做出独特的贡献。白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日白鹤滩水电站首批初装机容量1600万千瓦正式并网发电，在传输电能总功率不变情况下，从原先150kV高压输电升级为1350kV特高压输电。则下列说法正确的是（ ）
A. 若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的
B. 若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的
C. 若输电线不变，则输电线上损失功率变为原先的
D. 如果损失功率不变，相同材料、相同粗细的输电线传输距离是原先的9倍
【答案】AC
【解析】A．在输电功率不变的情况下，输电电压150kV高压输电升级为1350kV，即输电电压变为原来的9倍，由电功率公式
可知，输电电流变为原来的，故A正确；
B．输电线不变的情况下，由欧姆定律公式
可知，输电线上损失的电压变为原先的，故B错误；
C．由电功率公式
可知，输电线上损失的功率变为原来的，故C正确；
D．如果损失的功率不变，由电功率公式
可知，输电线的电阻变为原来的81倍，由电阻定律
可知，相同材料、传输到相同地方所需导线横截面积是原先的，相同材料、粗细的输电线传输距离是原先的81倍，故D错误。
故选AC。
11. 关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A. 图甲是用来加速带电粒子的回旋加速器的示意图，要想粒子获得的最大动能增大，可增加电压U
B. 图乙是磁流体发电机的结构示意图，可以判断出B极板是发电机的正极，A极板是发电机的负极
C. 图丙是速度选择器的示意图，带电粒子（不计重力）能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是Eq=qvB，即
D. 图丁是质谱仪的结构示意图，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3，说明粒子的比荷越小
【答案】BC
【解析】A．甲图中，根据
可知
粒子获得的最大动能为
可知增加电压U不能增大最大动能，故A错误；
B．乙图中根据左手定则，正电荷向下偏转，所以B极板带正电，为发电机的正极，A极板是发电机的负极，故B正确；
C．丙图中，带电粒子从左向右能够沿直线匀速通过复合场时，电场力和洛伦兹力平衡，可得Eq=qvB
即，故C正确；
D．粒子通过速度选择器后，具有相同的速度，在偏转磁场中，有
可得
可知粒子打在底片上的位置越靠近狭缝S3，说明比荷越大，故D错误。
故选BC
12. 如图所示，下列说法中正确的有（ ）
A. 甲图中水不会浸润玻璃
B. 乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，产生表面张力
C. 丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的浮力作用
D. 丁图中液体表面张力方向与液面平行
【答案】BD
【解析】A．甲图中水会浸润玻璃，故A错误；
B．乙图中液体表面层分子间的距离大于液体内部分子间的距离，分子力表现为引力，产生表面张力，故B正确；
C．丙图中水黾可以停在水面上，是由于水的表面张力作用，故C错误；
D．丁图中液体表面张力方向与液面平行，故D正确。
故选BD。
13. 导体棒质量为，长度为，用绝缘细线悬挂于点，如图所示（图中仅显示导体棒的一端）。现将导体棒中通以垂直纸面向里的恒定电流，电流大小为，并在空间加匀强磁场，使细线偏离竖直方向的角度为。重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 若安培力方向水平向右，则安培力的大小为
B. 需要加的匀强磁场的磁感应强度的最小值为
C. 磁感应强度最小时磁场的方向为平行于细线向上
D. 磁感应强度最小时磁场的方向为竖直向上
【答案】ABC
【解析】A．若安培力方向水平向右，根据平衡条件可得
可得安培力的大小为，故A正确；
BCD．重力大小方向均不变，细线拉力方向不变，根据三角形定则可知，当安培力与细线垂直向上时，安培力最小，匀强磁场的磁感应强度最小，则有
解得
根据左手定则可知，磁感应强度最小时磁场的方向为平行于细线向上，故BC正确，D错误。
故选ABC。
14. 笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。则下列说法正确的是（ ）
A. 合屏过程中，前表面的电势比后表面的高
B. 开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大
C. 若磁场变强，闭合屏幕时仍自动熄屏
D. 开、合屏过程中，元件中的磁感应强度保持不变
【答案】AC
【解析】A．当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故A正确；
BD．由电子受力平衡可得
根据电流微观表达式可得
联立解得
开屏过程中，穿过霍尔元件的竖直方向的磁场减弱，元件前、后表面间的电压变小，故BD错误；
C．若磁场变强，元件前、后表面间的电压变大，闭合屏幕时仍然能熄屏，故C正确。
故选AC。
15. 如图所示，点是两个光滑圆形金属导轨的圆心，两导轨之间存在着磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里的匀强磁场，粗细均匀的金属棒绕点在导轨上以角速度逆时针旋转，且始终与导轨接触良好。若导轨的电阻不计，金属棒部分的电阻为，在两导轨之间连接的定值电阻的阻值也为，电容器的电容为，、的长度均为，则下列说法正确的是（ ）
A. 金属棒两端的电压为
B. 流过定值电阻的电流为
C. 电容器的上极板带正电
D. 电容器所带的电荷量为
【答案】BC
【解析】A．金属棒PQ切割磁感线时产生的电动势
所以金属棒PQ两端的电压，故A错误；
B．流过定值电阻的电流，故B正确；
C．根据右手定则可知，金属棒PQ绕O点逆时针旋转切割磁感线时，产生的感应电流应该是从Q点流向P点，所以电容器的上极板带正电，故C正确；
D．电容器所带的电荷量，故D错误。
故选BC。
三、实验与探究题（共18分）
16. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，有下列实验步骤：
①往浅盆里倒入适量的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。
②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。
③将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小。
④将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入100滴，量筒内的溶液增加1mL。
⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。
（1）上述步骤中，正确的顺序是④①________（填写步骤前面的数字，前两步已给出）；
（2）完成本实验需要几点假设，以下假设与本实验无关的是（ ）
A. 将油酸分子视为球形
B. 油膜中分子沿直线排列
C. 将油膜看成单分子层
D. 油酸分子紧密排列无间隙
（3）油膜形状稳定后，数得油膜所占格数约为128格（已知坐标纸正方形小方格的边长为1cm），则可估算出油酸分子的直径约为________m（此空保留一位有效数字）；
（4）实验后，某小组发现自己所测得的分子直径d结果偏小，出现这种情况的可能原因是（ ）
A. 水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
B. 求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数计多了
C. 将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
D. 油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
【答案】（1）②⑤③ （2）B （3） （4）BD
【解析】（1）“用油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制油酸酒精溶液(④)→准备浅水盆，撒上痱子粉(①)→滴入油酸酒精溶液，形成油膜(②)→描绘油膜边缘(⑤)→测量油膜面积，计算分子直径(③)。故正确顺序为：④①②⑤③。
（2）该实验中的理想化假设是：把在水面上尽可能扩散开的油膜视为单分子油膜；不需要考虑分子间隙；把形成油膜的分子看作是紧密排列的；将油酸分子视为球体模型。即与本实验有关的是ACD，不符合题意；无关的是B，符合题意。
故选B。
（3）一滴油酸酒精溶液的体积为
一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为
油膜所占正方形格数约为128格，故油膜的面积约为
油酸分子的直径
（4）根据公式
A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果偏大，故A错误；
B．求每滴溶液体积时，1mL溶液的滴数计多了，则一滴油酸的体积减小了，即减小，会导致计算结果偏小，故B正确；
C．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算时所用的体积数值偏大，会导致结果偏大，故C错误；
D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D正确。
17. 在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学采用了如图所示的可拆式变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。
（1）下列说法正确的有________；
A. 为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B. 变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”
C. 使用多用电表测电压时，先用最大量程挡试测，再选用适当的挡位进行测量
D. 因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
（2）李辉同学正确组装变压器后，把12.0V的学生交流电源接到原线圈“2”“8”接线柱，副线圈接线“0”“1”接线柱，如图所示，在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是________；
A. 12VB. 6VC. 3VD. 1.8V
（3）实验时，小沈听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是________；
A. “嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出
B. “嗡嗡”声来自变压器开始正常工作后，铁芯中电流流动的声音
C. 交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声
D. 若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验
（4）如图丙所示，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上。原线圈接学生电源的输出端，副线圈接小灯泡。实验中发现，在所有连接都完好的情况下，电路接通后，灯泡始终不亮，但却在电路接通或断开的瞬间，灯泡会闪亮一下，原因是___________。
（5）“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，如图丙所示，原线圈接学生电源的交流输出端，副线圈接小灯泡，将副线圈导线一匝一匝地退出铁芯，边退边观察小灯泡的发光情况，观察到的现象是灯泡慢慢变暗，由此能得出的结论是___________。
【答案】（1）BC （2）D （3）C （4）变压器的初级连接的是学生电源的直流” （5）次级电压随次级匝数减小而减小
【解析】（1）A．为确保实验安全，实验中要求副线圈匝数小于原线圈匝数，使得次级电压较小，故A错误；
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”测量，故B正确；
C．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，防止烧坏电压表，故C正确；
D．虽然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样可减小实验误差，避免发生危险，故D错误。
故选BC。
（2）组装变压器时，李同学没有将铁芯闭合，则变压器漏磁比较厉害，连接副线圈的交流电压表的实际示数小于理想变压器的副线圈的示数，若为理想变压器，则有
实际电压小于。
故选D。
（3）ABC．听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，其原因是交变电流的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发声，故AB错误，C正确；
D．若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，变压器中没有磁路，就不能完成“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验，故D错误。
故选C。
（4）实验中发现，在所有连接都完好的情况下，电路接通后，灯泡始终不亮，但却在电路接通或断开的瞬间，灯泡会闪亮一下，原因是变压器的初级连接的是学生电源的“直流”。
（5）将与灯泡相连的线圈拆掉匝数，即次级匝数减小，则次级电压减小，则灯泡亮度将变暗，说明次级电压随次级匝数减小而减小。
四、计算题：（本题2小题，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
18. 如图所示为一超重报警装置示意图，高为L、横截面积为S、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气体柱。活塞可通过轻绳连接重物以达到监测重物质量的目的，当所挂重物达到某一质量时活塞将下降至位于离容器底部位置的预警传感器处恰好平衡，此时系统可发出超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为g，不计摩擦阻力。求：
（1）当轻绳未连接重物时，容器内理想气体的压强；
（2）刚好触发超重预警时所挂重物的质量M；
（3）在上问条件下，若外界温度缓慢降低，大气压强仍为p0，求降温后容器内气体体积值；
（4）从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低的过程中外界对气体做的功；
【答案】（1） （2） （3） （4）
【解析】（1）当轻绳未连接重物时，
容器内理想气体的压强为
（2）当连接重物并触发超重预警时，气体压强变为
据玻意耳定律，有
得到刚好触发超重预警时所挂重物的质量
（3）如果外界温度缓慢降低，大气压强保持不变，容器内理想气体发生等压变化。根据盖-吕萨克定律
有
（4）此过程中外界对气体做的功为
计算得到
19. 如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。
（1）求金属棒与导轨间的动摩擦因数；
（2）求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；
（3）已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。
【答案】（1）0.25；（2）8m/s；（3）2.95J
【解析】（1）由图2可知，金属棒在0-1s内做初速度为0的匀加速直线运动，1s后做加速度减小的加速运动，可知金属棒第1s末进入磁场。
在0-1s过程中，由图2可知，金属棒的加速度
①
在这个过程中，沿斜面只有重力的分力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有
②
由①②式解得，金属棒与导轨间的动摩擦因数
③
（2）金属棒在磁场中能够达到的最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为
金属棒切割磁感线产生的感应电动势为
④
根据闭合回路欧姆定律有
⑤
根据安培力公式有
⑥
根据平衡条件有
⑦
由③④⑤⑥⑦式解得
⑧
（3）根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为
⑨
解得，金属棒在磁场下滑的位移
⑩
由动能定理有
⑪
此过程中电阻产生的焦耳热等于克服安培力做的功
⑫
由⑩⑪⑫式解得，此过程中电阻产生的焦耳热