北京市顺义牛栏山某中学2023-2024学年高二年级下册期中考试物理试卷（解析版）

2023-2024学年下学期牛栏山一中期中考试

高二物理试卷

第一部分

一、选择题：（本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，第170

题只有一项符合题目要求；第11〜14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全

的得1分，有选错的得0分。）

1.下列关于电磁波的说法中正确的是（）

A.赫兹通过实验证明了电磁波的存在

B.紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进人体对钙的吸收

C.X射线和丫射线的波长比较长，穿透能力比较强

D.红外线的显著作用是热效应，温度较低的物体不能辐射红外线

【答案】A

【解析】

【详解】A.麦克斯韦建立电磁场理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A正确；

B.紫外线的频率比可见光高，短时间适当照射可以促进人体对钙的吸收，改善身体健康，故B错误；

C.X射线和丫射线的波长比较短，穿透能力比较强，故C错误；

D.红外线的显著作用是热效应，一切物体均在向外释放红外线，温度较低的物体也能辐射红外线，故D

错误。

故选Ao

2.下列说法正确的是（）

A.布朗运动是液体分子的无规则运动

B.温度是分子热运动剧烈程度的标志

C.热量不可能从低温物体传到高温物体

D.两热力学系统达到热平衡的标志是内能相同

【答案】B

【解析】

【详解】A.布朗运动的实质是液体中悬浮颗粒因为受到液体分子撞击不平衡导致的无规则运动，这一现象

反映了液体分子是做无规则运动的，故A错误；

B.温度是分子平均动能的标志，物体的温度越大，分子热运动越剧烈，故B正确；

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C.热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，但像冰箱等电器可以把热量从低温物体传到高温物体，但

不是自发的，故C错误；

D.两热力学系统达到热平衡的标志是温度相同，故D错误。

故选Bo

3.AC振荡电路是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向下，且电路中的电流正

在增加，下列说法正确的是（）

A,电容器上极板带正电B.电路中的电场能正在增加

C.电路中的电流方向为由6到。D,电容器两极板间的电场强度正在增大

【答案】A

【解析】

【详解】C.由于线圈中磁场方向向下，根据安培定则可知，此时电流方向应该。到6,故C错误；

BD.由于电路中的电流正在增加，即磁场正在增强，则电路中的电场正在减弱，故B错误，D错误；

A.根据电路中的电场正在减弱，则电容器正在放电，所以电容器上极板带正电，故A正确。

故选Ao

4.如图是一定质量的理想气体由状态/经过状态B变为状态。的「-T图像。已知气体在状态/时的压强

是1.5xl（）5pa。下列说法正确的是（）

0m3

0TA30040077K

A.气体在状态N的温度为100K

B.气体在状态C的压强为3x105Pa

C.从状态/到状态3的过程中，气体从外界吸收热量

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D.从状态2到状态C的过程中，气体的内能保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】A.从/到8过程中，气体的体积与热力学温度成正比，所以气体发生等压变化，压强保持不变,

即

5

pA=pB=1.5xlOPa

根据盖-吕萨克定律

%=%

TATB

代入数据解得

TA=200K

故A错误；

B.从8到C过程中，气体发生等容变化，根据查理定律

P^=Pc_

TB~TC

代入数据解得

5

pc=2xlOPa

故B错误；

C.从状态/到状态3的过程中，压强不变，温度升高，内能变大，体积变大，气体对外做功，则气体从外

界吸收热量，选项C正确；

D.从状态2到状态C的过程中，气体温度升高，内能增加，故D错误。

故选C。

5.分子力E随分子间距离，•的变化如图所示。将两分子从相距r=全处释放，仅考虑这两个分子间的作用

力，下列说法正确的是（）

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A.从r=「2到-％分子间引力、斥力都在减小

B.从r=北到尸=4分子力的大小先减小后增大

C.从r=72到/=%分子势能先减小后增大

D从r=「2到厂=八分子动能先增大后减小

【答案】D

【解析】

【详解】A.从r=「2到一为分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误；

B.由图可知，在吁为时分子力为零，故从r=q到尸=今分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误;

C.分子势能在『=为时分子势能最小，故从r=2到-%分子势能一直减小，故C错误；

D.从r=上到厂=4分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。

故选D。

6.如图所示，某带电粒子（重力不计）由M点以垂直于磁场以及磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁

场中，穿出磁场时速度方向与原来射入方向的夹角为6=30°。磁场的磁感应强度大小为屏由此推断该带

电粒子（）

A.带正电B.在磁场中的运动轨迹为抛物线

V穿越磁场的时间为工

C.电荷量与质量的比值为一D.

2dB3n

【答案】C

【解析】

【详解】A.根据左手定则，粒子带负电，A错误；

B.该粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹是圆周的一部分，B错误;

C.根据牛顿第二定律

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V

qvB=m—

r

又因为

sin30°=-

r

解得

q=v

m2dB

C正确；

D.穿越磁场的时间为

12

27rm

1=------

qB

解得

nd

t=一

3v

D错误。

故选C。

7.如图所示，将绝缘导线绕在柱形铁块上，导线内通以交变电流，铁块内就会产生感应电流，即涡流。当

线圈内部空间的磁感线方向竖直向上，在铁块内产生（自上而下观察）沿虚线顺时针方向的涡流方向时，

下列说法正确的是（）

B.绝缘导线中的电流由6流向。

C.为减小涡流，可以增大交变电流的频率

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D.为减小涡流，可以把铁块沿纵向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来

【答案】D

【解析】

【详解】AB.依题意，当绝缘导线中的电流由a流向6且正在增加时，柱形铁块中磁场方向如图所示，且

在增强，根据楞次定律可知，此时产生的涡流为顺时针方向。故AB错误；

CD.增大交变电流的频率，可增加涡流；在感应电动势的大小一定时要减小涡流，需要增大铁块电阻，根

据电阻定律可知，可减小铁块的横截面积，故可以把铁块沿纵向切成很薄的铁片，涂上绝缘层后叠放起来。

故C错误；D正确。

故选D。

8.某种感温式火灾报警器如图1所示，其简化的工作电路如图2所示。变压器原线圈接电压有效值恒定的

交流电源。副线圈连接报警系统，其中AT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，氏为滑动变阻器，品

为定值电阻。当警戒范围内发生火灾，环境温度升高达到预设值时，报警装置（图中未画出）通过检测4

的电流触发报警。下列说法正确的是（）

图1

A.警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压减小

B.警戒范围内出现火情时，原线圈输入功率变小

C.通过定值电阻Ri的电流过低时，报警装置就会报警

D.若要调低预设的报警温度，可减小滑动变阻器心的阻值

【答案】D

【解析】

【详解】A.变压器中副线圈两端电压取决于原线圈电压与匝数比，由于原线圈两端电压与匝数比不变，则

警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，故A错误；

B.警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，而副线圈中总电阻减小，副线圈中电流增大，则原线圈

中电流增大，由P=UZ可知，由于原线圈两端电压不变，所以原线圈输入功率变大，故B错误；

C.警戒范围内出现火情时，副线圈两端电压不变，而副线圈中总电阻减小，副线圈中电流增大，即通过定

值电阻后的电流达到某一值时，报警装置就会报警，故C错误；

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D.若要调低预设的报警温度，即热敏电阻的阻值较大，要保持流过M的电流不变，则可减小滑动变阻器

心的阻值，故D正确。

故选D。

9.如图所示，在光滑绝缘水平面上，宽度为Z的区域内有磁感应强度大小为8、方向竖直向下的匀强磁场。

一个边长为/(/<4)的N匝正方形闭合线圈以初速度匕垂直于左边界进入磁场，最后从磁场右边界离开,

线圈刚离开磁场时的速度为名。下列说法正确的是()

A.线圈位于磁场正中间时的磁通量为N5/2

B.线圈位于磁场正中间时的速度大小为

C.线圈在进入和离开磁场的过程中产生的焦耳热相等

D.线圈在进入和离开磁场的过程中速度的变化量相同

【答案】D

【解析】

【详解】A.线圈位于磁场正中间时的磁通量为

①=8S=B11

磁通量与匝数无关，故A错误;

△①E

BD.根据£=—、I=—、q=〃可得

△tR

△①

q=——

R

由于进出磁场过程通过线圈磁通量的变化量相等，所以线圈在进入和离开磁场的过程中通过导线横截面的

电荷量相等，设线圈位于磁场正中间时的速度大小为v,线圈进入磁场过程有

BI[Lh=BLq=mv-mvx

线圈进入磁场过程有

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BI2Lt2=BLq=mv2-mv

则有

v-vl=v2-v

线圈进入和离开磁场的过程中速度的变化量相同，可得

V1+V

v---------2-

2

故B错误，D正确；

C.线圈在进入磁场过程中产生的焦耳热比离开磁场的过程中产生的焦耳热多，因为进入磁场过程的平均速

度较大，安培力较大，安培力做的功较多，故C错误。

故选D。

10.如图所示为苹果自动分拣装置的示意图。该装置把大小不同的苹果，按一定质量标准自动分拣为大苹果

和小苹果。该装置的托盘秤压在压力传感器以上。4所受压力越大阻值越小，当小两端电压超过某一值时,

使控制电路接通，电磁铁吸动分拣开关的衔铁。该控制电路中包含保持电路，能够确保苹果在分拣板上运

动时电磁铁始终保持吸动状态。下列说法正确的是（）

A.质量大的苹果将进入上通道

B.为了选出质量更大的苹果可以增大凡的阻值

C.为了选出质量更大的苹果可以减少缠绕电磁铁线圈的匝数

D,为了选出质量更大的苹果可以将电源A的输出电压增大

【答案】C

【解析】

【详解】A.大苹果通过托盘秤时，以电阻较小，则”两端的电压变大，当该电压达到放大电路的激励电

压，使放大电路中的电磁铁吸动分拣开关的衔铁，大苹果进入下面的通道，故A错误；

B.为了选出质量更大的苹果，就要使得&两端电压保持不变，因压力越大，电阻R越小，此时回路中的

电流就越大，&的电压就会变得更大，则要想保持此的电压和原来一致，则只适当减小&的阻值，故B

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错误；

C.为了选出质量更大的苹果，就要保持电磁铁的磁性不变，而因压力越大，电阻M越小，此时回路中的

电流就越大，而要保持电磁铁的磁性不变，只需要减小缠绕电磁铁线圈的匝数，故C正确；

D.为了选出质量更大的苹果，就要使得尺2两端电压保持不变，因必减小，而其他条件不变的情况下，只

能减小和传感器相连接电路中电源A的输出电源，故D错误；

故选C。

11.如图甲为交流发电机的原理图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴。。匀速转动。线

圈的电阻为5.0Q,线圈与外电路连接的定值电阻为95.0。，电压表为理想交流电表。线圈产生的电动势随

时间变化的正弦规律图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

B.电压表的读数为220V

C./=1.0xl（T2s时，线框平面与磁场平面平行

D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J

【答案】AD

【解析】

【详解】A.由图乙，交流电的频率为

11

=50Hz

T—2X10-2S

故A正确；

B.电压表的读数为

U95.0220V2

X—V=209V

95.0+5.0V2

故B错误;

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C./=1.0xl(T2s时，电压瞬时值为零，磁通量最大，线框平面与磁场平面垂直，故C错误;

D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为

(U丫(220亚丫

十_U—丁——209

Q=------t=--------x1J=24.2J

r5.0

故D正确。

故选D。

12.图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图，4和右为电感线圈。实验时，断开开关S1瞬间，灯

A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2,灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与

A3的亮度相同。下列说法正确的是()

A,断开S1,A1闪亮瞬间电流方向和断开前相反

B.断开S］之前A1中的电流大于中的电流

C.闭合S2瞬间A2中电流与A?中电流相等

D.变阻器R的电阻等于线圈右的直流电阻

【答案】AD

【详解】AB.断开开关斯瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明闭合S1时，电路稳定后，通过乙的

电流大于A1的电流；断开S1,原来通过乙的电流流经A】构成闭合回路，所以A1闪亮瞬间电流方向和断

开前相反，选项A正确，B错误；

C.闭合S2瞬间，右对电流有阻碍作用，所以A2中电流与A3中电流不相等，选项C错误；

D.闭合开关S2,灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终人2与A3的亮度相同，说明两支

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路的电流相同，两支路的电阻相同，由于两灯泡电阻相同，所以变阻器及与右的电阻值相同，选项D正确;

故选ADo

13.如图所示为某小组设计的电子秤原理图。轻质托盘与竖直放置的轻弹簧相连。心为定值电阻，滑动变阻

器R的滑片与弹簧上端连接。当盘中没有放物体时，滑片刚好位于滑动变阻器的最上端。该小组用理想电

压表的示数U反映待测物体的质量优；用单位质量变化下，电压表示数变化量的绝对值”描述电子秤的

Am

灵敏度。不计一切摩擦，弹簧始终于弹性限度内，下列说法正确的是（）

A.仅更换阻值更大的定值电阻Ro,电子秤灵敏度会下降

B.电子秤的灵敏度会随待测物体质量的增大而增大

C.弹簧的劲度系数越小，电子秤的量程越大

D.电压表示数与待测物体质量成非线性关系

【答案】A

【解析】

【详解】D.由图可知：滑动变阻器与心串联，滑动变阻器的电阻全部连入电路；电压表测量滑片上半部

E

分电阻两端的电压；当滑动变阻器滑片p向下移动时，电路中的电阻不变，由欧姆定律可知T广二

电路中的电流不变；电压表的示数

F

U=IR'=------------R'

R+RQ+r

又A=pL,mg=kL,解得

s

U—^

<_/—,、fmfL

(r+R+R^)kS

即电压表示数与待测物体质量成线性关系，故D错误;

C.由0=（尸+）晨兴s加,可知弹簧的劲度系数越小，机的最大值越小，电子秤的量程越小，故C错

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误;

AB.由U=[+之左）七加'可知电子秤的灵敏度

KUEpg

△m（r+J?+R0^kS

可知仅更换阻值更大的定值电阻Ro,电子秤灵敏度会下降；电子秤的灵敏度与待测物体质量无关；故A正

确，B错误。

故选Ao

14.如图所示，尸0和是固定于水平面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻忽略不计。质量均

为加的金属棒仍、立放在轨道上，始终与轨道垂直且接触良好。两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，它

们与轨道形成闭合回路。整个装置处在竖直向上、磁感应强度为2的匀强磁场中。使金属棒cd得到初速度

%的同时，金属棒。6由静止开始运动，考虑两金属棒之后的运动过程（经过足够长时间，不考虑空气阻力）,

B.M棒受到的冲量大小为竺方向向左

2

C.cd棒受到的冲量大小为丝乞，方向向左

2

D.金属棒06、cd组成的系统动量变化量为加%

【答案】AC

【解析】

【详解】D.金属棒成、cd组成的系统所受的合外力是零，系统动量守恒，即以后的运动过程中系统动量

变化是零，故D错误；

BC.由题意可知，由于两棒运动后产生的感应电动势方向相反，两棒最终共速，设向右为正向，由动量守

恒定律，则

mv0=2mv

解得

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1

F

对ab棒由动量定理可得

Iab=mv-0

解得

「1

ImV

ab=-0

方向向右；对Cd棒由动量定理可得

hd=mv-mv0

解得

,1

Ied=--mVO

方向向左，故B错误，C正确；

A.由能量守恒定律可得，整个回路产生的热量为

-1mv21c219

Q=5o—~,2mv=—mv0

故A正确。

故选ACo

第二部分

二、实验题：（总计两个小题，其中15题10分；16题8分。请把15题的选项填涂在答题卡

选择题后面；16题直接在答题卡相应位置答题。）

15.某同学在利用单摆测重力加速度的实验中。

（1）下列的各项操作正确的是（）

A.选择有弹性的细绳做为摆线

B.从最高位置开始计时

C.选择密度较小球作为摆球

D.测出小球直径，把单摆固定后，让小球自然下垂，用刻度尺量出摆线的长度，再加上小球的半径

（2）若测得重力加速度偏大，则可能是（）

A.误把悬线长和小球的直径之和作为摆长

B.计算摆长时，只考虑悬线长，漏加了小球的半径

C.测量周期时，将（«+1）次全振动误记为力次全振动

D.单摆摆动过程，由于固定不牢，绳子松动，使得摆长变长，但是，实验者并不知道。

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【答案】（1）D(2)A

【解析】

【小问1详解】

A.选择没有弹性的细绳做为摆线，防止摆长发生变化，选项A错误；

B.应该让摆球到最低位置开始计时，选项B错误；

C.选择密度较大的球作为摆球，以减小阻力的影响，选项C错误；

D.测出小球直径，把单摆固定后，让小球自然下垂，用刻度尺量出摆线的长度，再加上小球的半径作为摆

长，选项D正确。

故选D。

【小问2详解】

若测得重力加速度偏大，根据

可得

4兀22

则

A.误把悬线长和小球的直径之和作为摆长，则摆长偏大，则测得的重力加速度值偏大，选项A正确；

B.计算摆长时，只考虑悬线长，漏加了小球的半径，则摆长偏小，则测得的重力加速度值偏小，选项B错

误；

C.测量周期时，将（〃+1）次全振动误记为〃次全振动，则周期测量值偏大，则测得的重力加速度值偏小,

选项C错误；

D.单摆摆动过程，由于固定不牢，绳子松动，使得摆长变长，但是，实验者并不知道，则计算时用的摆长

偏小，则测得的重力加速度值偏小，选项D错误。

故选Ao

16.某实验小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时。

（1）在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是

A.等效替代法B.类比法C.理想模型法D.控制变量法

（2）下列操作中可能导致4偏大的是

A,计算油膜面积时，只数了完整的方格数

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B.求每滴溶液的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴

C.计算油膜面积时，把部分不足半格的油膜都算成一格

D,配制好油酸酒精溶液后，由于静置时间过长，有一部分酒精挥发，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算

值偏大了

【答案】（1）C（2）A

【解析】

【小问1详解】

在实验中，认为油膜分子在水面上形成的是单分子层，使实验简单化，体现了物理思想中的理想模型法，

故选C。

【小问2详解】

V

A.根据题意可知，油酸分子的直径为d=—,在计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜面积偏小,

S

直径偏大，A正确；

B.求每滴溶液的体积时，1mL溶液的滴数多记了10滴，则体积测量值偏小，直径偏小，B错误；

C.计算油膜面积时，把部分不足半格的油膜都算成一格，则油膜面积偏大，直径偏小，C错误；

D.配制好油酸酒精溶液后，由于静置时间过长，有一部分酒精挥发，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算

值偏大了，则体积测量值偏小，直径偏小，D错误。

故选Ao

17.同学用如图所示的实验装置“验证动量守恒起律”。图中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实

验时，先让入射球如多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置尸，测量平抛射程。尸，然后

把被碰小球加2静置于水平轨道的末端，再将入射球如从斜轨上S位置静止释放，与小球"2相碰，并重复

多次。本实验还需要完成的必要步骤（）

A.测量两个小球的质量mi、m2

B.测量抛出点距地面的高度”

C.测量S离水平轨道的高度万

D.测量平抛射程（W、ON

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【答案】AD

【解析】

【详解】叨和加2离开轨道末端后均做平抛运动，抛出点的高度相同，则平抛运动的时间相同，则平抛的水

平速度可以用水平位移代替，由动量守恒定律得要验证的关系

m1vo=mivi+加2V2

即

miOP=miOM^miON

本实验需要测量两个小球的质量加1、加2,并测量平抛射程（W、ON。

故选AD。

18.某同学用可拆变压器探究“变压器原、副线圈电压与匝数的关系”。

（1）该同学将原线圈接一学生电源的交流电压输出端，并使用交流电压表分别测量原、副线圈两端的电压,

得到的实验数据如下表所示。

原线圈电压U\副线圈电压。2

实验序号原线圈匝数"1副线圈匝数“2

（V）（V）

14002004.222.10

24008004.228.36

340016004.2216.83

根据实验数据，得到的结论为：在误差允许的范围内，O

（2）该同学利用（1）问中第2组数据时的副线圈给一标有“3.8V；0.3A”字样的小灯泡供电，发现小

灯泡并没有被烧坏。测量此时小灯泡两端的电压约为3.00V,并不是8.36V,其原因主要是=

（3）实验时，某同学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o

A.“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音

B.“嗡嗡”声是由于铁芯中存在过大的涡流而发出的

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）如图所示的电路中，电压为的交流电源通过阻值为&的定值电阻与一理想变压器的原线圈连接,

一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为々、％。若保持4不变，将可变电阻

R的阻值改变，当可变电阻R的阻值为时（用〃1、%和凡表示），可变电阻R的功率最大。

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【答案】(1)变压器原、副线圈的电压比等于匝数比

(2)副线圈有电阻，副线圈有内压

(\2

(3)C(4)生&

【解析】

【小问1详解】

根据实验数据，得到的结论为：在误差允许范围内，变压器原、副线圈的电压比等于匝数比。

【小问2详解】

副线圈有电阻，副线圈有内压。

【小问3详解】

ABC.线圈中交变电流产生的磁场对铁芯有吸、斥作用，使铁芯振动发出“嗡嗡”声，故AB错误，C正确;

D.根据上述，若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，但是由于此时没有铁芯，会导致漏磁太多，穿过副线圈

的磁通量比穿过原线圈的磁通量小得多，因此不能完成“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。

【小问4详解】

在原、副线圈匝数比一定的情况下，R增大，副线圈电流A减小，设原线圈电流为/1,根据

=12nl

知流经原线圈的电流/i减小。把变压器和R等效为一个电阻R,员当作电源内阻，则输出功率

R+^+2R0

R°

当内外电阻相等即

凡=&'

时，输出功率最大，根据

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幺=区

得

n、

I2Rn2

代入

解得

/\2/x2

R="R'="Ro

、〃"I

三、计算题：（本题包括4小题，共40分。解答时，在答题纸上应写出必要的文字说明、方

程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写

出数值和单位。）

19.如图所示，两侧粗细均匀、横截面积相等、高度均为H=20cm的U型管，左管上端封闭，右管上端开

口。右管中有高%=2cm的水银柱，水银柱上表面离管口的距离/=16cm。管底水平段的体积可忽略，环境

温度为Ti=280K,大气压强po=76cmHg。求：

（1）现从右侧端口缓慢注入水银（与原水银柱之间无气隙），恰好使水银柱下端到达右管底部，此时水银

柱的高度；

（2）再将左管中密封气体缓慢加热，使水银柱上表面恰与右管口平齐，此时密封气体的温度。

【答案】（1）A=9.8cm；（2）T2=422.8K

【解析】

【详解】（1）设密封气体初始体积为匕，压强为“，左、右管的横截面积均为S,密封气体先经等温压缩过

程体积变为匕，压强变为72。设注入水银后水银柱高度为人水银的密度为「，则有

Pi=P0+Pgh0

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P2=P0+pgh

K=S(2H-1-ho)

V.=SH

由玻意耳定律有

P尚=Pz匕

解得

h=9.8cm

(2)密封气体再经等压膨胀过程体积变为匕，温度变为乙，由盖-吕萨克定律有

按题设条件有

V3=S(2H-h)

代入数据解得

T2=422.8K

20.如图所示，间距为工的两倾斜且平行的金属导轨固定在绝缘的水平面上，金属导轨与水平面之间的夹角

为仇电阻不计，空间存在垂直于金属导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为8,导轨上端接有阻值

为R的定值电阻。质量为m的导体棒。6从金属导轨上某处由静止释放，开始运动一段时间后做匀速运动，

且从静止到匀速过程，通过定值电阻R的电量为如已知导轨平面光滑，导体棒仍的电阻为r,导体棒的

长度和导轨间距正好相等，重力加速度为g,求：

(1)导体棒稳定的速度大小；

(2)导体棒稳定时导体棒两端电压Uab,

(3)导体棒从释放到其速度稳定的过程中，导体棒下滑的位移大小。

P

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mg（R+r）sin3⑵mgRsin3⑶Q（R+r）

【答案】（1）

52Z2BLBL

【解析】

【详解】（1）由题意可知，导体棒下滑时，受重力沿斜面的下滑力和沿斜面向上的安培力，导体棒稳定时

其受力平衡,由平衡条件可得

mgsind-BLv=0

（R+玲

解得

mg^R+r^sind

v=

B21}

（2）导体棒稳定时，由闭合电路欧姆定律可得电路中的电流

IEBLvmgsin3

R+rR+rBL

由右手定则可知，电流方向由。到6,可得导体棒。6两端电压为

（3）由电荷量的计算公式可得

-△①BSBLx

q=It=-------=-------=------

（R+r）R+rR+r

解得位移大小

BL

21.测速在生活中很常见，不同的情境中往往采用不同的测速方法。

情境1：如图，滑块上安装了宽度d=1.0cm的遮光条，滑块在牵引力作用下通过光电门的时间A/=0.05s,

请你算出滑块经过光电门的速度大小巧?

情境2：用霍尔效应制作的霍尔测速仪可以通过测量汽车车轮的转速〃（每秒钟转的圈数），进而测量汽车

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的行驶速度。某同学设计了一个霍尔测速装置，其原理如图甲所示。在车轮上固定一个强磁铁，用直流电

动带动车轮匀速转动，当强磁铁经过霍尔元件（固定在车架上）时，霍尔元件输出一个电压脉冲信号。当

半径为r=2cm的车轮匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号如图乙所示。求车轮边缘的线速度大小匕。

（兀取3.14）

甲乙

情境3：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脉冲电磁波，相邻两次发射时间间

隔为人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（图乙中标的数据4、，为己知量），已知光速为c。则：若考虑到tAt],请用题中

已知字母求出汽车速度v的表达式。

【答案】（1）0.2m/s；（2）3.141-n/s；（3）二一一）。

It

【解析】

【详解】（1）根据

d

v=——

1]At

解得

匕=0.2m/s

（2）由图像可知，车轮的转速为

n-25r/s

车轮边缘的速度大小

v3=2"x〃=3.14m/s