山东省泰安市宁阳县第一名校2023-2024学年高二下学期物理4月月考试题
1．（2024高二下·宁阳月考） 关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．周期性变化的电场和磁场交替产生由近及远地向周围传播，形成了电磁波
B．电磁波在真空中的传播速度比在水中小
C．电磁波能发生反射、折射、衍射和干涉现象，但不能发生偏振现象
D．不同电磁波具有不同的频率，但在同一介质中波速相同
【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收；波的衍射现象；波的干涉现象
【解析】【解答】A．周期性变化的电场和磁场交替产生由近及远地向周围传播，形成了电磁波，A正确；
B．电磁波在真空中的传播速度最大，B错误；
C．电磁波能发生反射、折射、衍射和干涉现象，电磁波是横波，能发生偏振现象，C错误；
D．不同电磁波具有不同的频率，在真空中传播速度相同，不同电磁波具有不同的频率，则介质对不同频率的电磁波的折射率不同，根据可知在同一介质中波速不相同，D错误。
故答案为：A。
【分析】 磁波是能量的一种，凡是高于绝对零度的物体，都会释出电磁波。且温度越高，放出的电磁波波长就越短。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，除光波外，人们也看不见无处不在的电磁波。
2．（2024高二下·宁阳月考） 旅行者1号探测器是目前离地球最远的人造天体，探测器内电磁波发生电路包含 LC 电磁振荡电路，设在某时刻电路中电流的方向和电容器上、下极板带电情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电容器所带电荷量正在逐渐增大
B．电路中电场能正在转化为磁场能
C．若增大电容器的电容，则发射的电磁波频率变大
D．若减小线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长变长
【答案】B
【知识点】电磁振荡；LC振荡电路分析
【解析】【解答】A．电路中有如图的电流，说明电容器正在放电，所以电容器所带电荷量逐渐减小，故A错误；
B．电路中电容器放电，电场能转化为磁场能，故B正确；
CD．增大电容器的电容，由简谐振荡的频率公式
可知振荡频率减小，发射电磁波的频率变小；减小线圈的自感系数，简谐振荡的频率变大，电磁波的频率变大，根据
可知电磁波的波长变短，故D错误。
故答案为：B。
【分析】电流从电容器正极板流出流向负极板，说明电容器正在放电，电场能转化为磁场能，结合简谐振荡的频率公式进行分析。
3．（2024高二下·宁阳月考）ED型硅钢铁芯如图甲所示，其结构为三相两半拼合形成的闭合磁路，广泛应用于三相变压器、扼流圈、电抗器等电磁原件。用ED型硅钢铁芯绕制变压器，并连接成如图乙所示电路，原副线圈绕制匝数分别为n1、n2，原线圈输入的交流电压为U1，副线圈的输出电压为U2。现将滑动变阻器滑片向下滑动，下列说法错误的是（ ）
A．U1：U2=n1：n2
B．灯泡亮度变暗
C．电流表示数减小
D．用相互绝缘的硅钢片叠成ED型铁芯有利于减小涡流
【答案】A
【知识点】变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A．因为穿过原线圈的磁场并未全部穿过右侧线圈，也有穿过左侧臂的，故不满足U1：U2=n1：n2，A错误，符合题意；
BC．将滑动变阻器滑片向下滑动，副线圈电阻变大，副线圈电流变小，则灯泡亮度变暗，灯泡分压变小，则并联部分分压变大，R1支路电流变大，电流表示数减小，BC正确，不符合题意；
D．用相互绝缘的硅钢片叠成ED型铁芯有利于减小涡流，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据变压器的原理可知，变压器原副线圈的电压之比；根据滑动变阻器向下移动分析副线圈
总电阻的变化、再分析电流的变化，并结合闭合电路的欧姆定律分析即可。
4．（2024高二下·宁阳月考） 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测。它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）——浓度曲线如图所示，请判断，电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内阻为r，由题意：氧化锡传感器电导（即电阻的倒数）一CO浓度曲线，得到k是比例系数。又根据欧姆定律得，电压表示数
由数学知识分析，当C增大时，U0增大，C与U0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数。
故答案为：B。
【分析】结合图像得到电阻与 一氧化碳浓度的函数关系式，再根据欧姆定律以及闭合回路欧姆定律进行分析。
5．（2024高二下·宁阳月考）如图所示．密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B．该过程中（ ）
A．气体分子的数密度增大
B．气体分子的平均动能增大
C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
【答案】B
【知识点】分子动能；气体的等容变化及查理定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】A、由公式PV=CT可得P=（C/V）T，即P-T图像的斜率k=C/V不变，故V不变，而气体分子数目不变，所以气体分子密度不变，故A选项不符合题意；
B.因为温度是分子平均动能的标志，气体由状态A变化到状态B ，T增大，所以气体分子平均动能增大，故B选项符合题意；
CD.气体由状态A变化到状态B ，压强增大，所以单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力增大，单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多。故CD选项不符合题意。
故选B.
【分析】根据气体分子平均动能与温度有关和气体压强产生的原因结合理想气体状态方程列方程求解。
6．（2024高二下·宁阳月考）如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙所示，转轴一端连接半径的摩擦小轮，小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，依靠摩擦，车轮无滑动地带动小轮，从而带动线圈转动。已知矩形线圈匝数匝，面积，总电阻，磁极间的磁场可视为磁感应强度的匀强磁场，线圈通过电刷与电阻恒为、额定功率的灯泡L相连。一同学某次匀速骑行时，灯泡两端电压随时间变化的规律如图丙所示，下列说法正确的是（ ）
A．如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最大
B．该次骑行速度
C．图丙中的
D．欲使小灯泡不烧坏，骑行速度不能超过
【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律；匀速圆周运动；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最小，故A错误；B．由图丙知，周期；，摩擦小轮边缘与车速相同，则该次骑行速度，故B正确；C．线圈转动时产生的感应电动势的最大值为，根据闭合回路的欧姆定律，故C 错误；D．欲使小灯泡不烧坏，根据，灯泡两端电压不超过，此时感应电动势的最大值为，得，由，故D错误。故选B.
【分析】该题考察的是交变电流的产生和圆周运动的有关知识，图乙中线圈所处的位置为中性面，此时线圈的磁通量变化率为最小，自行车角速度与线速度的关系为，电动势的最大值为，路端电压为。
7．（2024高二下·宁阳月考）在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出油膜轮廓，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（ ）
A．7×10-9m B．3×10-9m C．7×10-10m D．3×10-10m
【答案】C
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】根据题意1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为，油膜轮廓的面积为，故油酸分子直径为。
故答案为：C。
【分析】油酸在水面上形成的是单分子油膜，由求解分子直径。
8．（2024高二下·宁阳月考）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．过程中，气体温度降低，体积增大
B．过程中，气体温度不变，体积变小
C．过程中，气体压强增大，体积不变
D．在c状态时，气体的体积最小
【答案】C
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【解答】A、根据图像可知a→b过程中气体压强不变，温度降低，则体积减小，A错误。
B、b→c过程中，气体温度不变，压强减小，则体积增大，B错误。
C、c→a过程中气体体积不变，温度升高，压强不变，C正确。
D、由AB可知a→b→c过程中，气体体积先减小，后增大，则b状态时气体体积最小，D错误。
【分析】对气体进行分析，根据P-T图像以及理想气体状态方程分析求解。
9．（2024高二下·宁阳月考） 科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质量为60kg/mol，其分子可视为半径为的球，已知阿伏加德罗常数为，请估算该蛋白的密度。（结果保留2位有效数字）（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】与阿伏加德罗常数有关的计算
【解析】【解答】根据公式
其中
代入解得
A正确。
故答案为：A。
【分析】求出球体的体积，求出摩尔体积，密度等于摩尔质量除以摩尔体积。
10．（2024高二下·宁阳月考） 如图所示，发电机线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势。线圈与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为5∶2，降压变压器副线圈接入一台“220V，1100W”的电动机，恰好正常工作，电动机内阻为10Ω，输电线路总电阻为25Ω，线圈及其余导线电阻不计，电表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（ ）
A．图示位置时电压表示数为100V
B．升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5
C．输电线路中的电流是12.5A
D．发电机线圈的输出功率为1200W
【答案】A,D
【知识点】电能的输送；变压器的应用
【解析】【解答】A．电压表示数为原线圈输入电压有效值，由于线圈电阻不计，则有
A正确；
B．根据变压器电压比等于匝数比有
可得降压变压器原线圈的输入电压为
则升压变压器副线圈的输出电压为
升压变压器原、副线圈匝数比为
B错误；
C．由于电动机恰好正常工作，可知降压变压器副线圈的输出电压为
降压变压器副线圈的电流为
根据变压器电流与匝数关系可得
解得输电线路中的电流为
C错误；
D．发电机线圈的输出功率为
D正确。
故答案为：AD。
【分析】变压器原副线圈电压比等于匝数比，发电机线圈的输出功率等于原线圈电压乘以电流。
11．（2024高二下·宁阳月考）如图所示，用容器为 的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变．则（ ）
A．连续抽3次就可以将容器中气体抽完
B．第一次抽一次后容器内压强为
C．第一次抽一次后容器内压强为
D．连续抽3次后容器内压强为
【答案】C,D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】B、C、容器内气体压强为p0，则气体初始状态参量为p0和V0，由第一次抽气过程对全部的理想气体由玻意耳定律得： ，解得 ，C符合题意、B不符合题意．A、D、同理第二次抽气过程，由玻意耳定律得 ，第三次抽气过程 ，解得 ，可知抽几次气体后容器中还剩的气体体积是V0，A不符合题意，D符合题意．
故答案为：CD．
【分析】利用等温变化结合体积的变化可以求出抽气后容器中气体的压强大小。
12．（2024高二下·宁阳月考）图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、，降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器右侧部分为一火灾报警系统（报警器未画出），和为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法正确的是（ ）
A．
B．乙图中电压的瞬时值表达式为
C．R处出现火警时，输电线上的电流增大
D．R处出现火警时，电压表V的示数增大
【答案】B,C
【知识点】电能的输送；交变电流的图像与函数表达式；变压器的应用
【解析】【解答】Ａ．由变压器的电压比与匝数之比的关系，得
所以
故A错误；
B．根据乙图可知，电压的最大值，周期，所以，则乙图中电压的瞬时值表达式为，故B正确。
C． R处出现火警时 ，R的电阻减小，则负载电阻减小，输出功率变大，输出电流增大，则输电线上的电流也增大 ，故C正确。
D．R处出现火警时，输电线上的电流将减小，由于
不变，增大，可知，将减小，根据
可得将减小，即电压表的示数将变小，故D错误。
故选BC。
【分析】远距离输电，为了减小输电线路上的功率损耗，需要通过提升电压来达到目的，因此需要多次提升电压，最后再降低电压，输送给用户使用；根据理想变压器电压与匝数比关系，可知升压变压器原线圈的匝数要比副线圈的匝数少，降压变压器原线圈的匝数要比副线圈的匝数多，从而判断选项A；根据图像找到交流电压的峰值，周期，从而求出产生交流电的线圈转动的角速度，写出表达式，判断选项B；通过判断R阻值减小，则负载电阻减小，输出功率变大，根据判断出输出电流增大，根据理想变压器电流与匝数比关系，从而知道输电线路上的电流也增大，因此线路上的电压损耗也将增大，从而判断电压表的示数变化情况，判断出选项C正确，D错误。
13．（2024高二下·宁阳月考） 如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中
A．A瓶中的药液先用完
B．当A瓶中液面下降时，B瓶内液面高度保持不变
C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大
D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变
【答案】A,B,C
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】AB．在药液从B瓶中流下时，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充，所以B中流出多少液体，A瓶就会有多少液体流入B瓶，所以B瓶液面保持不变，直到A瓶液体全部流入B瓶，所以A瓶液体先用完，故AB正确；
CD．A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，液体产生压强减小，A瓶内C处气体压强等于大气压强减去A瓶中液体在瓶口处的压强，因此A瓶内C处封闭气体压强增大，故C正确，D错误；
故答案为：ABC。
【分析】药液从B瓶中流下，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充；药液从A瓶中流至B瓶后，A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，液体产生压强减小，A瓶内C处气体压强等于大气压强减去A瓶中液体在瓶口处的压强因此封闭气体压强增大。
14．（2024高二下·宁阳月考） 某实验小组利用图甲所示装置进行“探究气体的等温变化规律”实验，通过向竖直放置的U型玻璃管开口端多次注入水银改变气体的状态，每次缓慢注入水银后，均测量U型玻璃管两端液面的高度差h1（cm）以及封闭的气柱的长度h2（m）。一次实验中，该小组通过多次测量记录多组h1和的h2数据，然后以h1为纵坐标、以为横坐标作出图像如图乙所示，已知图像的斜率为k，图像与纵轴的截距为-b。
（1）实验中，每次注入水银时都需要缓慢注入，其目的是 ；
（2）根据上述条件可知，大气压强为 cmHg（用所给的字母表示）；
（3）某次实验中，测得的h1=h0，则此时封闭的气柱长度为 m（用所给的字母表示）；
（4）该小组先后进行了两次实验，两次实验中封闭的气体质量相同，但在第一次实验中的环境温度要比第二次实验的环境温度高，则第一次实验得到的图像的斜率相比第二次实验得到的图像的斜率 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
【答案】（1）保持封闭气体温度不变
（2）b
（3）
（4）偏大
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）缓慢注入水银，目的是保持封闭气体温度不变，如果缓慢注入，即使气体瞬间会升高，但很快通过散热，又会回到原来的温度，因此是等温变化。
（2）设玻璃管横截面积为S，对封闭气体，满足玻意耳定律，有
即
结合图像可知
则大气压强为bcmHg。
（3）某次实验中，测得的h1=h0，由
可得
则此时封闭的气柱长度为m。
（4）由
可知在第一次实验中的环境温度要比第二次实验的环境温度高，则第一次实验得到的图像的斜率相比第二次实验得到的图像的斜率偏大。
【分析】（1）实验要保持等温变化，如果快速注入，外界对气体做功，气体内能会增加，温度会升高；
（2）等温变化，根据玻意耳定律列式求解；
（3）将h1=h0代入表达式即可求解；
（4）结合理想气体状态方程可知温度越高，图像斜率越大。
15．（2024高二下·宁阳月考）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有___________。（填选项字母）
A．
B．
C．
D．
E．
（2）下列说法正确的是___________
A．变压器工作时副线圈电压周期与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是理想模型法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，电压不要超过12V
D．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“直流电压挡”
（3）为了减小能量传递过程中的损失，减小涡流，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横挡的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计___________。
A． B． C．
（4）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 值（选填“平均”、“有效”）；若在实验中用匝数n1=100匝和n2=200匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，下列说法正确的是 。
实验次数 1 2 3 4
U1/V 1.70 1.90 2.20 2.40
U2/V 3.50 4.00 4.50 5.00
A．n1一定是原线圈
B．n1可能是副线圈
C．n2一定是原线圈
D．n2可能是副线圈
【答案】（1）A；C；E
（2）C
（3）C
（4）有效；C
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】（1）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验需要交流电源，交流电压表，变压器，ACE符合题意，BD不符合题意；
故答案为：ACE；
（2）A.变压器工作时只改变电压，不改变频率，所以副线圈电压频率与原线圈相同，A不符合题意；
B.实验中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来研究匝数比与原、副线圈电压之比的关系，用的是控制变量法，B不符合题意；
C.变压器改变的是交流电压，因此为了人生安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所以交流电压不能超过12V，C符合题意；
D.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”，D不符合题意。
故答案为：C。
（3）根据楞次定律和安培定则，产生的涡旋电流的方向与左侧面平行，为了减小涡旋电流在铁芯中产生的热量，相互绝缘 的硅钢片应平行于前表面（后表面），故选C。
（4）由于交变电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值。由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律，由表格数据值总是略小于，故应该是副线圈的电压值，一定是副线圈，一定是原线圈，故选C。
【分析】（1）根据实验原理选择实验仪器；（2）根据实验原理和实验的注意事项分析；（3）通过增大电阻减小涡流，根据电阻定律分析；（4）交流电表测量的是交流电的有效值；实际变压器有漏磁现象，输出电压比理想变压器的输出电压要小。
16．（2024高二下·宁阳月考） 如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为cm，cm。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求：
（1）电路中感应电动势的最大值；
（2）从此位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）在时间内R上消耗的电能；（取）
（4）从此位置开始计时，线圈ab边所受安培力的瞬时值表达式（取垂直于纸面向里为安培力的正方向）。
【答案】（1）解：感应电动势的最大值
（2）解：平均感应电动势
平均电流
通过电阻R的电荷量
（3）解：感应电动势的有效值
感应电流的有效值
1 min内R上消耗的电能
（4）解：从此位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式
电流的瞬时值表达式
线圈ab边所受安培力的瞬时值表达式
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）当线圈转到与中性面位置垂直的位置时，电动势最大；
（2）由法拉第电磁感应定律求解平均电动势以及平均电流，结合电流表达式求解电荷量；
（3）求出电压电流的有效值，根据欧姆定律求解消耗的电能；
（4）线圈从与中性面位置垂直的位置开始计时，所以电动势瞬时值表达式为余弦表达式。
17．（2024高二下·宁阳月考） 水力发电是获得清洁能源的重要途径之一、有一条河流，水的流量为，落差，水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为，输电线的总电阻为，为满足用电的需求，使用户获得的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。（取）
（1）求输电线中的电流I；
（2）分别求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比；
（3）如果输送的电能供“220V，100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。
【答案】（1）解：根据题意可知，由能量守恒可得，发电机的输出功率
输电线上的电流用I表示，则电功率损失
联立解得
（2）解：根据题意可知，升压变压器原线圈两端的电压
副线圈两端的电压为
升压变压器原副线圈的匝数比为
输电线上的电压损失为
降压变压器原线圈两端的电压为
降压变压器副线圈两端的电压为
降压变压器原副线圈的匝数比为
（3）解：设正常发光的电灯的盏数为，则有
解得
盏
【知识点】电能的输送；变压器的应用
【解析】【分析】（1） 发电机的输出功率等于水的机械功率乘以发电机的总效率，求出损失的电功率，结合后焦耳定律求解输电线中的电流 ；
（2） 升压变压器或者降压变压器原副线圈的匝数比等于电压之比，结合欧姆定律求解；
（3） 正常发光的电灯的盏数乘以每盏灯的功率等于剩余的功率。
18．（2024高二下·宁阳月考） 如图所示，某兴趣小组设计了一款测量水深的装置，内壁光滑的P、Q两汽缸通过容积可忽略的细管相连。汽缸P上端开口，横截面积为2S，汽缸Q下端封闭，横截面积为S，使用前用密闭良好的轻质活塞A和B在两汽缸内分别封闭一定质量的理想气体，稳定时活塞A距P底部距离为L，P内部气体压强为p0，活塞B恰好位于汽缸Q顶端且距汽缸底部为L，缸内气体压强为4p0。使用时将此装置置入深水中，根据测量活塞相对汽缸的位置可计算出装置所处位置的水深。已知外界大气压强始终为p0（p0相当于10m高的水柱产生的压强）缸中气体温度保持不变。
（1）若将该装置放在水面下10m处（L<<10m），求稳定后活塞A相对汽缸P向下移动的距离d；
（2）求该装置可测量水深的最大值hm。
【答案】（1）解：若该装置放入水深10m处，由于p0相当于10m高的水产生的压强，因此此时汽缸P中气体的压强等于2p0，
由于汽缸Q中气体的压强等于4p0，因此活塞B不动。设活塞A向下移动距离为d，P内气体为等温变化，由理想气体状态方程得
解得
（2）解：当测量最大深度时，活塞A刚好到汽缸P的底端，设活塞B向下移动的距离为x，当活塞B再次静止时，上下两部分气体压强相等，设为p1，对P中气体，由玻意耳定律得
对Q中的气体，由玻意耳定律得
解得
又因为
所以
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1） P内气体为等温变化， 由理想气体状态方程或者玻意耳定律列式求解；
（2） 活塞B再次静止时，上下两部分气体压强相等， 依然是等温变化，根据玻意耳定律列式求解。
1 / 1山东省泰安市宁阳县第一名校2023-2024学年高二下学期物理4月月考试题
1．（2024高二下·宁阳月考） 关于电磁波，下列说法中正确的是（ ）
A．周期性变化的电场和磁场交替产生由近及远地向周围传播，形成了电磁波
B．电磁波在真空中的传播速度比在水中小
C．电磁波能发生反射、折射、衍射和干涉现象，但不能发生偏振现象
D．不同电磁波具有不同的频率，但在同一介质中波速相同
2．（2024高二下·宁阳月考） 旅行者1号探测器是目前离地球最远的人造天体，探测器内电磁波发生电路包含 LC 电磁振荡电路，设在某时刻电路中电流的方向和电容器上、下极板带电情况如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．电容器所带电荷量正在逐渐增大
B．电路中电场能正在转化为磁场能
C．若增大电容器的电容，则发射的电磁波频率变大
D．若减小线圈的自感系数L，则发射的电磁波波长变长
3．（2024高二下·宁阳月考）ED型硅钢铁芯如图甲所示，其结构为三相两半拼合形成的闭合磁路，广泛应用于三相变压器、扼流圈、电抗器等电磁原件。用ED型硅钢铁芯绕制变压器，并连接成如图乙所示电路，原副线圈绕制匝数分别为n1、n2，原线圈输入的交流电压为U1，副线圈的输出电压为U2。现将滑动变阻器滑片向下滑动，下列说法错误的是（ ）
A．U1：U2=n1：n2
B．灯泡亮度变暗
C．电流表示数减小
D．用相互绝缘的硅钢片叠成ED型铁芯有利于减小涡流
4．（2024高二下·宁阳月考） 氧化锡传感器主要用于汽车尾气中一氧化碳浓度的检测。它的电阻随一氧化碳浓度的变化而变化，在如图所示的电路中，不同的一氧化碳浓度对应着传感器的不同电阻，这样显示仪表的指针就与一氧化碳浓度有了对应关系，观察仪表指针就能判断一氧化碳浓度是否超标。有一种氧化锡传感器，其技术资料中给出的是电导（即电阻的倒数）——浓度曲线如图所示，请判断，电压表示数U0与一氧化碳浓度C之间的对应关系正确的是 （ ）
A． B．
C． D．
5．（2024高二下·宁阳月考）如图所示．密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B．该过程中（ ）
A．气体分子的数密度增大
B．气体分子的平均动能增大
C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小
D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小
6．（2024高二下·宁阳月考）如图甲所示，在自行车车轮边缘安装小型发电机，可以为车灯提供电能。小型发电机内部结构如图乙所示，转轴一端连接半径的摩擦小轮，小轮与车轮边缘接触，当车轮转动时，依靠摩擦，车轮无滑动地带动小轮，从而带动线圈转动。已知矩形线圈匝数匝，面积，总电阻，磁极间的磁场可视为磁感应强度的匀强磁场，线圈通过电刷与电阻恒为、额定功率的灯泡L相连。一同学某次匀速骑行时，灯泡两端电压随时间变化的规律如图丙所示，下列说法正确的是（ ）
A．如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最大
B．该次骑行速度
C．图丙中的
D．欲使小灯泡不烧坏，骑行速度不能超过
7．（2024高二下·宁阳月考）在“用油膜法估测油酸分子大小”的实验中，将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出油膜轮廓，数出油膜共占140个小方格，每格边长是0.5cm，由此估算出油酸分子直径为（ ）
A．7×10-9m B．3×10-9m C．7×10-10m D．3×10-10m
8．（2024高二下·宁阳月考）一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是（ ）
A．过程中，气体温度降低，体积增大
B．过程中，气体温度不变，体积变小
C．过程中，气体压强增大，体积不变
D．在c状态时，气体的体积最小
9．（2024高二下·宁阳月考） 科学家可以运用无规则运动的规律来研究生物蛋白分子。资料显示，某种蛋白的摩尔质量为60kg/mol，其分子可视为半径为的球，已知阿伏加德罗常数为，请估算该蛋白的密度。（结果保留2位有效数字）（ ）
A． B．
C． D．
10．（2024高二下·宁阳月考） 如图所示，发电机线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的电动势。线圈与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为5∶2，降压变压器副线圈接入一台“220V，1100W”的电动机，恰好正常工作，电动机内阻为10Ω，输电线路总电阻为25Ω，线圈及其余导线电阻不计，电表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（ ）
A．图示位置时电压表示数为100V
B．升压变压器原、副线圈匝数比为1∶5
C．输电线路中的电流是12.5A
D．发电机线圈的输出功率为1200W
11．（2024高二下·宁阳月考）如图所示，用容器为 的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变．则（ ）
A．连续抽3次就可以将容器中气体抽完
B．第一次抽一次后容器内压强为
C．第一次抽一次后容器内压强为
D．连续抽3次后容器内压强为
12．（2024高二下·宁阳月考）图甲为某小型水电站的电能输送示意图，其输入电压如图乙所示。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、，降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器右侧部分为一火灾报警系统（报警器未画出），和为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法正确的是（ ）
A．
B．乙图中电压的瞬时值表达式为
C．R处出现火警时，输电线上的电流增大
D．R处出现火警时，电压表V的示数增大
13．（2024高二下·宁阳月考） 如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中
A．A瓶中的药液先用完
B．当A瓶中液面下降时，B瓶内液面高度保持不变
C．随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大
D．随着液面下降，A瓶内C处气体压强保持不变
14．（2024高二下·宁阳月考） 某实验小组利用图甲所示装置进行“探究气体的等温变化规律”实验，通过向竖直放置的U型玻璃管开口端多次注入水银改变气体的状态，每次缓慢注入水银后，均测量U型玻璃管两端液面的高度差h1（cm）以及封闭的气柱的长度h2（m）。一次实验中，该小组通过多次测量记录多组h1和的h2数据，然后以h1为纵坐标、以为横坐标作出图像如图乙所示，已知图像的斜率为k，图像与纵轴的截距为-b。
（1）实验中，每次注入水银时都需要缓慢注入，其目的是 ；
（2）根据上述条件可知，大气压强为 cmHg（用所给的字母表示）；
（3）某次实验中，测得的h1=h0，则此时封闭的气柱长度为 m（用所给的字母表示）；
（4）该小组先后进行了两次实验，两次实验中封闭的气体质量相同，但在第一次实验中的环境温度要比第二次实验的环境温度高，则第一次实验得到的图像的斜率相比第二次实验得到的图像的斜率 （选填“偏大”、“不变”或“偏小”）。
15．（2024高二下·宁阳月考）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验。
（1）以下给出的器材中，本实验需要用到的有___________。（填选项字母）
A．
B．
C．
D．
E．
（2）下列说法正确的是___________
A．变压器工作时副线圈电压周期与原线圈不相同
B．实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是理想模型法
C．为了人身安全，实验中只能使用低压交流电源，电压不要超过12V
D．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“直流电压挡”
（3）为了减小能量传递过程中的损失，减小涡流，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。作为横挡的铁芯Q的硅钢片应按照下列哪种方法设计___________。
A． B． C．
（4）由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 值（选填“平均”、“有效”）；若在实验中用匝数n1=100匝和n2=200匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据，下列说法正确的是 。
实验次数 1 2 3 4
U1/V 1.70 1.90 2.20 2.40
U2/V 3.50 4.00 4.50 5.00
A．n1一定是原线圈
B．n1可能是副线圈
C．n2一定是原线圈
D．n2可能是副线圈
16．（2024高二下·宁阳月考） 如图所示，匝数匝的矩形线圈，线圈总电阻，边长为cm，cm。外电路电阻，匀强磁场磁感应强度的大小，线圈绕垂直于磁感线的轴以角速度匀速转动。试求：
（1）电路中感应电动势的最大值；
（2）从此位置开始转过的过程中，通过电阻R的电荷量q；
（3）在时间内R上消耗的电能；（取）
（4）从此位置开始计时，线圈ab边所受安培力的瞬时值表达式（取垂直于纸面向里为安培力的正方向）。
17．（2024高二下·宁阳月考） 水力发电是获得清洁能源的重要途径之一、有一条河流，水的流量为，落差，水的密度为，现利用其发电，若发电机的总效率为，输出电压为，输电线的总电阻为，为满足用电的需求，使用户获得的电压，此时输电线上允许损失的电功率与发电机输出电功率的比值为。（取）
（1）求输电线中的电流I；
（2）分别求输电线路使用的理想升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比；
（3）如果输送的电能供“220V，100W”的电灯使用，求能够正常发光的电灯的盏数。
18．（2024高二下·宁阳月考） 如图所示，某兴趣小组设计了一款测量水深的装置，内壁光滑的P、Q两汽缸通过容积可忽略的细管相连。汽缸P上端开口，横截面积为2S，汽缸Q下端封闭，横截面积为S，使用前用密闭良好的轻质活塞A和B在两汽缸内分别封闭一定质量的理想气体，稳定时活塞A距P底部距离为L，P内部气体压强为p0，活塞B恰好位于汽缸Q顶端且距汽缸底部为L，缸内气体压强为4p0。使用时将此装置置入深水中，根据测量活塞相对汽缸的位置可计算出装置所处位置的水深。已知外界大气压强始终为p0（p0相当于10m高的水柱产生的压强）缸中气体温度保持不变。
（1）若将该装置放在水面下10m处（L<<10m），求稳定后活塞A相对汽缸P向下移动的距离d；
（2）求该装置可测量水深的最大值hm。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生；电磁波的发射、传播与接收；波的衍射现象；波的干涉现象
【解析】【解答】A．周期性变化的电场和磁场交替产生由近及远地向周围传播，形成了电磁波，A正确；
B．电磁波在真空中的传播速度最大，B错误；
C．电磁波能发生反射、折射、衍射和干涉现象，电磁波是横波，能发生偏振现象，C错误；
D．不同电磁波具有不同的频率，在真空中传播速度相同，不同电磁波具有不同的频率，则介质对不同频率的电磁波的折射率不同，根据可知在同一介质中波速不相同，D错误。
故答案为：A。
【分析】 磁波是能量的一种，凡是高于绝对零度的物体，都会释出电磁波。且温度越高，放出的电磁波波长就越短。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，除光波外，人们也看不见无处不在的电磁波。
2．【答案】B
【知识点】电磁振荡；LC振荡电路分析
【解析】【解答】A．电路中有如图的电流，说明电容器正在放电，所以电容器所带电荷量逐渐减小，故A错误；
B．电路中电容器放电，电场能转化为磁场能，故B正确；
CD．增大电容器的电容，由简谐振荡的频率公式
可知振荡频率减小，发射电磁波的频率变小；减小线圈的自感系数，简谐振荡的频率变大，电磁波的频率变大，根据
可知电磁波的波长变短，故D错误。
故答案为：B。
【分析】电流从电容器正极板流出流向负极板，说明电容器正在放电，电场能转化为磁场能，结合简谐振荡的频率公式进行分析。
3．【答案】A
【知识点】变压器原理；电路动态分析
【解析】【解答】A．因为穿过原线圈的磁场并未全部穿过右侧线圈，也有穿过左侧臂的，故不满足U1：U2=n1：n2，A错误，符合题意；
BC．将滑动变阻器滑片向下滑动，副线圈电阻变大，副线圈电流变小，则灯泡亮度变暗，灯泡分压变小，则并联部分分压变大，R1支路电流变大，电流表示数减小，BC正确，不符合题意；
D．用相互绝缘的硅钢片叠成ED型铁芯有利于减小涡流，D正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据变压器的原理可知，变压器原副线圈的电压之比；根据滑动变阻器向下移动分析副线圈
总电阻的变化、再分析电流的变化，并结合闭合电路的欧姆定律分析即可。
4．【答案】B
【知识点】常见传感器的工作原理及应用
【解析】【解答】设传感器的电阻为R1，电源的电动势为E，内阻为r，由题意：氧化锡传感器电导（即电阻的倒数）一CO浓度曲线，得到k是比例系数。又根据欧姆定律得，电压表示数
由数学知识分析，当C增大时，U0增大，C与U0是非线性关系，图象是曲线，而且是增函数。
故答案为：B。
【分析】结合图像得到电阻与 一氧化碳浓度的函数关系式，再根据欧姆定律以及闭合回路欧姆定律进行分析。
5．【答案】B
【知识点】分子动能；气体的等容变化及查理定律；热力学图像类问题
【解析】【解答】A、由公式PV=CT可得P=（C/V）T，即P-T图像的斜率k=C/V不变，故V不变，而气体分子数目不变，所以气体分子密度不变，故A选项不符合题意；
B.因为温度是分子平均动能的标志，气体由状态A变化到状态B ，T增大，所以气体分子平均动能增大，故B选项符合题意；
CD.气体由状态A变化到状态B ，压强增大，所以单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力增大，单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多。故CD选项不符合题意。
故选B.
【分析】根据气体分子平均动能与温度有关和气体压强产生的原因结合理想气体状态方程列方程求解。
6．【答案】B
【知识点】交变电流的产生及规律；匀速圆周运动；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】A．如图乙所示位置，线框的磁通量变化率最小，故A错误；B．由图丙知，周期；，摩擦小轮边缘与车速相同，则该次骑行速度，故B正确；C．线圈转动时产生的感应电动势的最大值为，根据闭合回路的欧姆定律，故C 错误；D．欲使小灯泡不烧坏，根据，灯泡两端电压不超过，此时感应电动势的最大值为，得，由，故D错误。故选B.
【分析】该题考察的是交变电流的产生和圆周运动的有关知识，图乙中线圈所处的位置为中性面，此时线圈的磁通量变化率为最小，自行车角速度与线速度的关系为，电动势的最大值为，路端电压为。
7．【答案】C
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】根据题意1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸体积为，油膜轮廓的面积为，故油酸分子直径为。
故答案为：C。
【分析】油酸在水面上形成的是单分子油膜，由求解分子直径。
8．【答案】C
【知识点】热力学图像类问题
【解析】【解答】A、根据图像可知a→b过程中气体压强不变，温度降低，则体积减小，A错误。
B、b→c过程中，气体温度不变，压强减小，则体积增大，B错误。
C、c→a过程中气体体积不变，温度升高，压强不变，C正确。
D、由AB可知a→b→c过程中，气体体积先减小，后增大，则b状态时气体体积最小，D错误。
【分析】对气体进行分析，根据P-T图像以及理想气体状态方程分析求解。
9．【答案】A
【知识点】与阿伏加德罗常数有关的计算
【解析】【解答】根据公式
其中
代入解得
A正确。
故答案为：A。
【分析】求出球体的体积，求出摩尔体积，密度等于摩尔质量除以摩尔体积。
10．【答案】A,D
【知识点】电能的输送；变压器的应用
【解析】【解答】A．电压表示数为原线圈输入电压有效值，由于线圈电阻不计，则有
A正确；
B．根据变压器电压比等于匝数比有
可得降压变压器原线圈的输入电压为
则升压变压器副线圈的输出电压为
升压变压器原、副线圈匝数比为
B错误；
C．由于电动机恰好正常工作，可知降压变压器副线圈的输出电压为
降压变压器副线圈的电流为
根据变压器电流与匝数关系可得
解得输电线路中的电流为
C错误；
D．发电机线圈的输出功率为
D正确。
故答案为：AD。
【分析】变压器原副线圈电压比等于匝数比，发电机线圈的输出功率等于原线圈电压乘以电流。
11．【答案】C,D
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】B、C、容器内气体压强为p0，则气体初始状态参量为p0和V0，由第一次抽气过程对全部的理想气体由玻意耳定律得： ，解得 ，C符合题意、B不符合题意．A、D、同理第二次抽气过程，由玻意耳定律得 ，第三次抽气过程 ，解得 ，可知抽几次气体后容器中还剩的气体体积是V0，A不符合题意，D符合题意．
故答案为：CD．
【分析】利用等温变化结合体积的变化可以求出抽气后容器中气体的压强大小。
12．【答案】B,C
【知识点】电能的输送；交变电流的图像与函数表达式；变压器的应用
【解析】【解答】Ａ．由变压器的电压比与匝数之比的关系，得
所以
故A错误；
B．根据乙图可知，电压的最大值，周期，所以，则乙图中电压的瞬时值表达式为，故B正确。
C． R处出现火警时 ，R的电阻减小，则负载电阻减小，输出功率变大，输出电流增大，则输电线上的电流也增大 ，故C正确。
D．R处出现火警时，输电线上的电流将减小，由于
不变，增大，可知，将减小，根据
可得将减小，即电压表的示数将变小，故D错误。
故选BC。
【分析】远距离输电，为了减小输电线路上的功率损耗，需要通过提升电压来达到目的，因此需要多次提升电压，最后再降低电压，输送给用户使用；根据理想变压器电压与匝数比关系，可知升压变压器原线圈的匝数要比副线圈的匝数少，降压变压器原线圈的匝数要比副线圈的匝数多，从而判断选项A；根据图像找到交流电压的峰值，周期，从而求出产生交流电的线圈转动的角速度，写出表达式，判断选项B；通过判断R阻值减小，则负载电阻减小，输出功率变大，根据判断出输出电流增大，根据理想变压器电流与匝数比关系，从而知道输电线路上的电流也增大，因此线路上的电压损耗也将增大，从而判断电压表的示数变化情况，判断出选项C正确，D错误。
13．【答案】A,B,C
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【解答】AB．在药液从B瓶中流下时，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充，所以B中流出多少液体，A瓶就会有多少液体流入B瓶，所以B瓶液面保持不变，直到A瓶液体全部流入B瓶，所以A瓶液体先用完，故AB正确；
CD．A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，液体产生压强减小，A瓶内C处气体压强等于大气压强减去A瓶中液体在瓶口处的压强，因此A瓶内C处封闭气体压强增大，故C正确，D错误；
故答案为：ABC。
【分析】药液从B瓶中流下，封闭气体体积增大，温度不变，根据玻意耳定律知，气体压强减小，A瓶中空气将A瓶中药液压入B瓶补充；药液从A瓶中流至B瓶后，A瓶瓶口处压强和大气压相等，但液面下降，液体产生压强减小，A瓶内C处气体压强等于大气压强减去A瓶中液体在瓶口处的压强因此封闭气体压强增大。
14．【答案】（1）保持封闭气体温度不变
（2）b
（3）
（4）偏大
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）缓慢注入水银，目的是保持封闭气体温度不变，如果缓慢注入，即使气体瞬间会升高，但很快通过散热，又会回到原来的温度，因此是等温变化。
（2）设玻璃管横截面积为S，对封闭气体，满足玻意耳定律，有
即
结合图像可知
则大气压强为bcmHg。
（3）某次实验中，测得的h1=h0，由
可得
则此时封闭的气柱长度为m。
（4）由
可知在第一次实验中的环境温度要比第二次实验的环境温度高，则第一次实验得到的图像的斜率相比第二次实验得到的图像的斜率偏大。
【分析】（1）实验要保持等温变化，如果快速注入，外界对气体做功，气体内能会增加，温度会升高；
（2）等温变化，根据玻意耳定律列式求解；
（3）将h1=h0代入表达式即可求解；
（4）结合理想气体状态方程可知温度越高，图像斜率越大。
15．【答案】（1）A；C；E
（2）C
（3）C
（4）有效；C
【知识点】探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
【解析】【解答】（1）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验需要交流电源，交流电压表，变压器，ACE符合题意，BD不符合题意；
故答案为：ACE；
（2）A.变压器工作时只改变电压，不改变频率，所以副线圈电压频率与原线圈相同，A不符合题意；
B.实验中，在原、副线圈匝数和原线圈两端电压三个变量中保持两个不变，改变一个来研究匝数比与原、副线圈电压之比的关系，用的是控制变量法，B不符合题意；
C.变压器改变的是交流电压，因此为了人生安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所以交流电压不能超过12V，C符合题意；
D.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”，D不符合题意。
故答案为：C。
（3）根据楞次定律和安培定则，产生的涡旋电流的方向与左侧面平行，为了减小涡旋电流在铁芯中产生的热量，相互绝缘 的硅钢片应平行于前表面（后表面），故选C。
（4）由于交变电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值。由于有漏磁、原副线圈内阻分压等因素，所以副线圈实际测量的电压值应该小于理论值，由理想变压器规律，由表格数据值总是略小于，故应该是副线圈的电压值，一定是副线圈，一定是原线圈，故选C。
【分析】（1）根据实验原理选择实验仪器；（2）根据实验原理和实验的注意事项分析；（3）通过增大电阻减小涡流，根据电阻定律分析；（4）交流电表测量的是交流电的有效值；实际变压器有漏磁现象，输出电压比理想变压器的输出电压要小。
16．【答案】（1）解：感应电动势的最大值
（2）解：平均感应电动势
平均电流
通过电阻R的电荷量
（3）解：感应电动势的有效值
感应电流的有效值
1 min内R上消耗的电能
（4）解：从此位置开始计时，线圈中电动势的瞬时值表达式
电流的瞬时值表达式
线圈ab边所受安培力的瞬时值表达式
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【分析】（1）当线圈转到与中性面位置垂直的位置时，电动势最大；
（2）由法拉第电磁感应定律求解平均电动势以及平均电流，结合电流表达式求解电荷量；
（3）求出电压电流的有效值，根据欧姆定律求解消耗的电能；
（4）线圈从与中性面位置垂直的位置开始计时，所以电动势瞬时值表达式为余弦表达式。
17．【答案】（1）解：根据题意可知，由能量守恒可得，发电机的输出功率
输电线上的电流用I表示，则电功率损失
联立解得
（2）解：根据题意可知，升压变压器原线圈两端的电压
副线圈两端的电压为
升压变压器原副线圈的匝数比为
输电线上的电压损失为
降压变压器原线圈两端的电压为
降压变压器副线圈两端的电压为
降压变压器原副线圈的匝数比为
（3）解：设正常发光的电灯的盏数为，则有
解得
盏
【知识点】电能的输送；变压器的应用
【解析】【分析】（1） 发电机的输出功率等于水的机械功率乘以发电机的总效率，求出损失的电功率，结合后焦耳定律求解输电线中的电流 ；
（2） 升压变压器或者降压变压器原副线圈的匝数比等于电压之比，结合欧姆定律求解；
（3） 正常发光的电灯的盏数乘以每盏灯的功率等于剩余的功率。
18．【答案】（1）解：若该装置放入水深10m处，由于p0相当于10m高的水产生的压强，因此此时汽缸P中气体的压强等于2p0，
由于汽缸Q中气体的压强等于4p0，因此活塞B不动。设活塞A向下移动距离为d，P内气体为等温变化，由理想气体状态方程得
解得
（2）解：当测量最大深度时，活塞A刚好到汽缸P的底端，设活塞B向下移动的距离为x，当活塞B再次静止时，上下两部分气体压强相等，设为p1，对P中气体，由玻意耳定律得
对Q中的气体，由玻意耳定律得
解得
又因为
所以
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；气体的等温变化及玻意耳定律
【解析】【分析】（1） P内气体为等温变化， 由理想气体状态方程或者玻意耳定律列式求解；
（2） 活塞B再次静止时，上下两部分气体压强相等， 依然是等温变化，根据玻意耳定律列式求解。
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