重庆市2024_2025学年高二物理下学期3月月考试题含解析 (1)

这是一份重庆市2024_2025学年高二物理下学期3月月考试题含解析 (1)，共23页。试卷主要包含了作答时，务必将答案写在答题卡上，考试结束后，将答题卡交回，01s等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前、考生务必将自己的姓名、准考证号码填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，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
一个选项是符合题目要求的。
1. 智能 LED 调光灯采用脉宽调制（PWM）技术调节亮度，通过控制信号周期性地快速开关电路，改变电
流占空比。某型号调光灯的输出电流波形如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 这是一种交流电 B. 电流的变化周期是 0.01s
C. 电流的峰值为 6A D. 电流的有效值是 6A
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图像可知，该电流的方向不变，可知，这是一种直流电，故 A 错误；
B．根据图像可知，电流的变化周期是 0.02s，故 B 错误；
C．根据图像可知，电流的峰值为 12A，故 C 错误；
D．由于波形为正弦式交流电的一半，令电流的有效值为 I，则有
解得
故 D 正确。
故选 D。
2. 氧气分子在 0℃和 100℃温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别
如图中两条曲线所示。下列说法错误的是（ ）
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A. 图中虚线对应于氧气分子在 100℃时的情形
B. 图中实线对应的氧气分子热运动的平均动能较大
C. 在分子数密度相同的情况下，图中实线对应的氧气分子对容器壁单位面积的作用力更大
D. 与 0℃时相比，100℃时氧气分子速率出现在 0~300m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比较小
【答案】A
【解析】
【详解】A．温度越高，分子热运动越剧烈，速率大 分子所占比例越大
观察实线中速率大的分子所占比例更大，所以实线对应氧气分子在 100℃时的情形，故 A 错误，符合题意；
B．温度是分子热运动平均动能的标志，100℃时温度高，分子热运动平均动能大，图中实线对应 100℃，
所以实线对应的氧气分子热运动的平均动能较大，故 B 正确，不符合题意；
C．在分子数密度相同的情况下，温度越高，分子平均动能越大，分子撞击器壁的平均作用力越大，实线对
应的氧气分子对容器壁单位面积的作用力更大，故 C 正确，不符合题意；
D．由图可知，100℃时氧气分子速率出现在 0~300m/s 区间内的分子数占总分子数的百分比比 0℃小，故 D
正确，不符合题意。
故选 A。
3. 在甲、乙、丙三块固体薄片上涂上蜡，用烧热的针尖接触其背面一点，蜡熔化的范围分别如图甲、乙、
丙所示。而三块固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 甲一定是非晶体 B. 乙可能是多晶体
C. 丙一定是单晶体 D. 甲可能具有与液晶相似 光学各向异性
【答案】C
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【解析】
【详解】A．甲图为导热各向同性，丁图可以得知甲为晶体，所以甲为多晶体，故 A 错误；
B．由丁图可以得知乙为非晶体，故 B 错误；
C．丙图为导热各向异性，丁图可以得知丙为晶体，所以丙为单晶体，故 C 正确；
D．多晶体由许多小晶粒杂乱无章的排列组成，而液晶分子有特殊的取向有序性，所以多晶体不具有和液晶
相似的光学各向异性，故 D 错误。
故选 C。
4. 分子间作用力 、分子势能 与分子间距离 的关系图线如图所示，纵坐标未知。已知甲图与横坐标交
点为 ，乙图最低点对应的横坐标为 ，取无穷远处分子势能 。下列说法正确的是（ ）
A. 乙图像为分子力与分子间距离的关系图像
B. 当分子间距离从 增大到 的过程中，分子力先变大再变小
C. 当分子间距离从 增大到 的过程中，分子力先做负功再做正功
D. 当分子间距离从 增大到 的过程中，分子势能先变小再变大
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据图像可知， 为平衡位置时分子之间的间距，在此位置，分子力为 0，分子势能最小，可
知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，故 A 错误；
B．结合上述可知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，根据图像可知，当分子间距离从 增大
到 的过程中，分子力先变小再变大之后变小，故 B 错误；
C．结合上述可知，甲图像为分子力与分子间距离的关系图像，根据图像可知，当分子间距离从 增大
到 的过程中，分子力先表现为斥力，后表现为引力，则分子力先做正功再做负功，故 C 错误；
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D．结合上述可知，乙图像为分子势能 与分子间距离 的关系图线，势能的正负表示大小，则当分子间
距离从 增大到 的过程中，分子势能先变小再变大，故 D 正确。
故选 D。
5. 一定质量的理想气体压强 随体积 变化关系的图像如图所示，气体经历从状态 A 到 再到 的变化过
程。已知气体在状态 A、 、 对应的温度分别为 、 、 。下列说法中正确的是（ ）
A.
B.
C. 气体从状态 A 到状态 变化过程中，气体的温度一直减小
D. 气体从状态 变化到状态 过程中，气体的温度先升高再降低
【答案】B
【解析】
【详解】AB．根据理想气体状态方程有
解得 ，
故 A 错误，B 正确；
C．根据理想气体状态方程有
则有
可知， 图像中的等温线为一条双曲线，该曲线上点迹对应的压强与体积的乘积能够表示温度的大小，
则温度越高，等温线距离原点越远，可知，经过 A 点的等温线与 AB 连线和 BC 连线均能够相交，可知，气
体从状态 A 到状态 变化过程中，气体的温度先增大后减小，故 C 错误；
D．结合上述可知，气体从状态 变化到状态 过程中，气体的温度一直升高，故 D 错误。
故选 B。
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6. 我校科技小组为了探究交流发电机的工作原理，拆开发现其内部为 匝的矩形线圈结构，线圈内阻为
。如图所示，现将矩形线圈放入匀强水平磁场，使矩形线圈绕垂直于磁场的轴 以角速度 匀速转动，
外接电阻 与理想交流电流表。已知线圈由图示位置（线圈平面与磁场方向平行）转过 过程中，通过
电阻 的电荷量为 。下列判断正确的是（ ）
A. 电流表的示数为 B. 电流表的示数为
C. 电流表的示数为 D. 电流表的示数为
【答案】B
【解析】
【详解】通过电阻 的电荷量
则电流表 示数即电流的有效值为
故选 B。
7. 活塞式真空泵的工作原理如图所示，抽气筒与被抽密闭容器通过自动阀门相连，当活塞从抽气筒的左端
向右移动到右端的过程中，阀门自动开启，密闭容器内的气体流入抽气筒，待稳定后，活塞从右端向左移
动到左端的过程中，阀门自动关闭，抽气筒内活塞左侧的气体被排出，即完成一次抽气过程，如此往复，
密闭容器内的气体压强越来越小，若密闭容器的容积为 ，抽气筒的容积为 ，抽气过程中气体的温度
不变，若第 1 次抽气过程中被抽出的气体质量为 ；第 4 次抽气过程中被抽出的气体质量为 ，则质量
与 之比正确的是（ ）
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A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】第 1 次抽气过程，根据玻意耳定律可得
同理，第 2 次抽气过程，有
第 3 次抽气过程，有
第 4 次抽气过程，有
根据
每次被抽出的气体的体积、温度都相同，则第 1 次抽气过程中被抽出的气体质量与第 4 次抽气过程中被抽
出的气体质量的比值为
故选 C。
8. 如图所示， 、 端连接一个稳压交流电源，其有效值为 12V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻
，副线圈上接有最大阻值为 的滑动变阻器 ，原、副线圈匝数之比 ，电流表、电压表均
为理想交流电表。初始时，滑动变阻器 的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为 、 ，现
将滑片从正中间位置逐步上移至最上端，在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 滑动变阻器 的滑片处于正中间位置时，电压表示数为
B. 滑片处于正中间位置时，定值电阻 的功率最小
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C. 变压器输出功率的最小值为
D. 电压表、电流表示数均减小
【答案】C
【解析】
【详解】A．将变压器与滑动变阻器等效为一个电阻，则等效电阻值
滑动变阻器 的滑片处于正中间位置时，等效电阻
根据欧姆定律可知，此时原线圈两端电压
根据电压匝数关系有
解得
故 A 错误；
B．结合上述可知，滑动变阻器接入电阻越大，变压器与滑动变阻器的等效电阻越大，则原线圈中电流越小，
定值电阻 的功率越小，可知，滑片处于最上端时，定值电阻 的功率最小，故 B 错误；
C．将电源与定值电阻 等效为一个新电源，该新电源输出功率即为变压器输出功率，则有
结合上述可知，等效电阻 的最大值为
根据对勾函数可知，当等效电阻阻值等于定值电阻 阻值时，变压器输出功率最大，滑动变阻器滑片从正
中间向上滑动过程，变压器输出功率先增大后减小，滑片在正中间时，变压器输出功率
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滑片在最上端时，变压器输出功率
可知，变压器输出功率的最小值为 ，故 C 正确；
D．滑片向上滑动过程中，滑动变阻器接入电阻增大，等效电阻 增大，原线圈中电流减小，根据电流匝
数关系可知，副线圈中电流减小，即电流表示数减小，由于原线圈中电流减小，则定值电阻 承担电压减
小，原线圈输入电压增大，根据电压匝数关系可知，副线圈两端电压增大，即电压表示数增大，故 D 错误。
故选 C。
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题有多个选项符合题目要求。
全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。
9. 若以 表示水的摩尔质量， 表示在标准状况下水蒸气的摩尔体积， 表示在标准状况下水蒸气的密
度， 表示阿伏加德罗常数， 、 分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系式中正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】A．每个水分子的质量等于水的摩尔质量除以阿伏加德罗常数，即
选项 A 正确；
B． 表示一个水分子运动占据的空间的体积，不是一个水分子的体积，选项 B 错误；
C． 表示水蒸气的摩尔质量，除以一个水分子的质量 m0 即为阿伏加德罗常数，即表达式
选项 C 正确；
D．由于水分子分子间距的存在， 不等于水的摩尔体积，则密度表达式
不成立，选项 D 错误。
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故选 AC。
10. 为了测量储液罐中不导电液体的液面高度，将与储液罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容 置于储
液罐中，电容 可通过开关 与线圈 或电源构成闭合回路，如图所示。当开关从 拨到 时，由线圈 与
电容 构成的回路中产生振荡电流，通过测量振荡频率可知储液罐内的液面高度。已知平行板电容器极板
面积一定、两极板间距离一定，则下列说法正确的是（ ）
A. 在储液罐内的液面降低过程中，电容器的电容一直变小
B. 在储液罐内的液面降低一定高度稳定后，电容器会一直放电
C. 当储液罐内的液面升高一定高度稳定后， 回路中振荡电流的频率变大
D. 当储液罐内的液面升高一定高度稳定后， 回路中振荡电流的频率变小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．当储液罐内的液面高度降低时，根据电容的决定式
得两板间有介质部分的相对面积减小，可知电容变小，故 A 正确；
B．在储液罐内的液面降低一定高度稳定后，有振荡电流使得电容器不断的充电或者放电，而不是一直放电，
选项 B 错误；
CD．当储液罐内的液面升高一定高度稳定后，电容器的电容 C 最大，根据
可知， 回路中振荡电流的频率变小，选项 C 错误，D 正确。
故选 AD。
11. 一热气球体积为 ，内部充有温度恒为 的热空气，该热气球上升过程中大气压强会降低，若上升到
某一高度大气压强变为 0.4 个标准大气压，热气球刚好静止不动。此时热气球外冷空气的温度为 。已
知空气在 1 个标准大气压、温度为 时的密度为 ，该气球内、外的气压始终都相等，重力加速度大小为
，整个过程热气球的体积保持不变。下列说法正确的是（ ）
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A. 此时热气球所受浮力的大小
B. 此时球内空气所受的重力
C. 若充气前热气球 质量为 （不含气体），此时它还能托起的最大质量为
D. 若充气前热气球的质量为 （不含气体），此时它还能托起的最大质量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．令 1 个标准大气压，质量为 m 的空气在温度为 时的体积为 ，则密度为
令 0.4 个标准大气压，质量为 m 的空气在温度为 时的体积为 ，则密度为
根据理想气体状态方程有
解得
则此时热气球所受浮力的大小
故 A 错误；
B． 令 0.4 个标准大气压，质量为 m 的空气在温度为 时的体积为 ，即球内空气密度为
根据理想气体状态方程有
结合上述解得
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此时球内空气压强为 0.4 个标准大气压，温度为 ，体积为 V，球内空气密度为 ，则此时球内空气所受
的重力
解得
故 B 正确；
CD．令此时它还能托起的最大质量为 M，根据平衡条件有
其中 ，
解得
故 C 正确，D 错误。
故选 BC。
12. 如图，在 区域内存在与 平面垂直的匀强磁场，磁感应强度为 。在 时刻，一位于坐
标原点的粒子源向 轴右侧 平面各方向均匀发射出大量相同的带电粒子，所有粒子的初速度大小相同。
已知沿 轴正方向发射的粒子在 时刻好从磁场边界上 点离开磁场，不计粒子重力，不考
虑粒子间的相互作用。则下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中做圆周运动的半径 为
B. 粒子的比荷为
C. 第一个离开磁场的粒子所用的时间要大于
D. 时刻已经离开磁场的粒子数与仍在磁场中的粒子数之比为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．带电粒子从 O 点到 P 点做匀速圆周运动，其运动情况如下图
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根据几何关系和 P 点坐标可得
解得
故 A 错误；
B．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
解得 ，
又因为
解得 ，
可知粒子从 O 点到 P 点转过圆心角 120°，用时
解得
联立可得
故 B 正确；
CD．由于是同样的粒子，且初速度大小相同，根据 可知，所有粒子做匀速圆周运动的半径相同。
如上图可知，设粒子初速度方向和 轴正方向夹角为 ，根据几何关系，当 时，随着 增大，
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粒子从磁场右边界离开的位置逐渐从 点开始下移，圆周运动经过的弦长先减小后增大，对应的圆心角也
先减小后增大，在磁场中运动的时间从 先减小到某一数值又增大到略小于 。
当 时，轨迹是以 为圆心 为半径的圆，从 点离开磁场，且与磁场右边界相切，此时转过圆心
角 240°，运动时间最长，为 。
当 时，随着 增大，转过的圆心角减小，在磁场中运动的时间也从 逐渐减小。其中，当
时，轨迹是以 为圆心 为半径的圆，从 点离开磁场，转过的圆心角为 ，经历的时间
为 。
若粒子运动了 离开磁场，则粒子转过的圆心角为 ， ，轨迹是以 为圆心 为半径的
圆。可见，当 时，粒子在磁场运动的时间应该比 更小。第一个离开磁场的粒子应是
、沿 轴负方向发射的，其刚发射就偏转出磁场了，所用的时间要小于 。
的取值范围在 和 之间的粒子，在 时刻已经离开磁场，剩下的粒子仍
在磁场中，又因为粒子源向各方向均匀发射粒子，故 时刻已经离开磁场的粒子数与仍在磁场中的粒
子数之比为 。
故 C 错误、D 正确。
故选 BD。
三、实验题：本大题共 2 小题，共 14 分
13. “用油膜法估测油酸分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向 1mL 的油酸中加酒精，直至总量达到 1000mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入 80 滴时，测得其体积
恰好是 1mL；
③先往浅盘里倒入一定深的水，然后将爽身粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，
并在玻璃板上描下油膜的形状；
⑤将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，小方格的边长为 20mm，数出轮廓范围内小方格的个
数为 40 格。
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根据以上信息，回答下列问题：
（1）实验中为了使油酸分子在水面上形成的是单分子层，应该使用浓度______（选填“较高”或“较低”）
的油酸酒精溶液；
（2）计算出油酸分子直径为______m（结果保留 1 位有效数字）；
（3）若某学生计算油酸分子直径的结果偏小，可能是由于______。
A. 使用的油酸酒精溶液配制好后敞开放了很久
B. 求每滴溶液体积时，1mL 的溶液的滴数少记了 5 滴
C. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
【答案】（1）较低 （2）
（3）A
【解析】
【小问 1 详解】
实验中为了使油酸分子在水面上形成的是单分子层，应该使用浓度较低的油酸酒精溶液；
【小问 2 详解】
一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为
形成的油膜的面积 S=40×2×2cm2=160cm2
分子直径
【小问 3 详解】
A．使用的油酸酒精溶液配制好后敞开放了很久，则油酸浓度变大，一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积偏
大，形成油膜的面积偏大，根据 可知测得的分子直径偏小，选项 A 正确；
B．求每滴溶液体积时，1mL 的溶液的滴数少记了 5 滴，可知计算得到的一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的
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体积偏大，根据 可知测得的分子直径偏大，选项 B 错误；
C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则得到的油膜面积偏小，根据 可知测得的分子直
径偏大，选项 C 错误。
故选 A。
14. 某实验小组从某控制电路中得到两个热敏电阻，一个标记了 PTC，另一个标记了 NTC，如图甲所示。
该实验小组想利用下列器材来探究这两个热敏电阻（常温下阻值约为 ）的电流随其两端电压变化的
规律。
A 电流表 （满偏电流 10mA，内阻 ）
B.电流表 （量程 0~1.0A，内阻 约为 ）
C.滑动变阻器 （最大阻值为 ）
D.滑动变阻器 （最大阻值为 ）
E.定值电阻
F.定值电阻
G.电源 （电动势 12V，内阻可忽略）
H.单刀单掷开关、导线若干，单刀双掷开关一个
（1）为测定热敏电阻两端电压，该小组同学应该将______（填“ ”或“ ”）与定值电阻______（填
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“ ”或“ ”）串联。
（2）请在提供的器材中选择必需的器材，在图乙所示虚线框内将电路图补充完整并标出所用器材名称，要
求热敏电阻两端的电压可以从零开始调节，且切换单刀双掷开关可以直接测量另外一个热敏电阻______。
（3）该小组读出电流表 的为示数 ，电流表 为示数 ，经过多次测量，分别画出 PTC 与 NTC 的
图线，如图丙所示。
（4）该实验小组将两热敏电阻与某电池组连成如图丁所示的电路，所用电压表内阻极大，测得 NTC 型热
敏电阻和 PTC 型热敏电阻两端的电压分别为 5.6V 和 9.2V，则该电池组的内阻为______ ，电动势为______
V。（结果均保留 3 位有效数字）
【答案】 ①. ②. ③. ④. 13.9 ⑤. 9.00
【解析】
【详解】[1][2]因为器材中没有电压表，由于电源电动势为 12V，可知应用已知内阻的电流表 与定值电阻
串联改装成量程为 10V 的电压表。
[3]因为要求热敏电阻两端的电压从零开始逐渐增大，所以滑动变阻器采用分压接法，为了便于调节，应选
用阻值较小的滑动变阻器 ，由于热敏电阻的阻值远小于电压表内阻且电压表内阻已知，所以电流表 采
用外接法，如图所示
[4][5]NTC 型热敏电阻两端电压为 时，通过 的电流为
结合题图丙，通过 NTC 电流为
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PTC 型热敏电阻两端电压为 时，通过 的电流为
结合题图丙，通过 PTC 的电流为
根据闭合电流欧姆定律有
联立解得
四、计算题：本大题共 4 小题，共 46 分。解题时须写出必要的文字说明、公式和重要的演算
步骤，只写出最后结果的不得分。
15. 图甲为某中小型水力发电站远距离输送交流电示意图，每根远距离输电线电阻为 ，远距离输电线的
输送电流为 200A，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为 960kW，在用户端起点接有理想交流
电压表（图中未标出）。
（1）求升压变压器原副线圈匝数比 ；
（2）设降压变压器原副线圈匝数比 ，求用户端交流电压表的示数。
【答案】（1）
（2）220V
【解析】
【小问 1 详解】
图乙可知升压变压器原线圈输入电压有效值
则升压变压器原线圈电流
升压变压器原副线圈匝数比
【小问 2 详解】
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结合以上分析有，对升压变压器有
联立解得升压变压器副线圈电压
降压变压器原线圈输入电压
其中
代入题中数据，联立解得
则对降压变压器有
联立解得降压变压器副线圈输出电压
即用户端交流电压表的示数为 。
16. 如图所示，小邱同学在固定的导热性良好的足够长汽缸 和 中分别用活塞封闭有一定质量的理想气体，
活塞面积为 ，质量为 ， 活塞面积为 ，质量为 ，两活塞以穿过 的底部的轻杆相连，可沿汽
缸无摩擦滑动，两个汽缸都不漏气，整体与水平面成 放置。初始时 、 中封闭气体长度均为 ，
中气体压强等于大气压强 ，且 ，其中 为重力加速度且未知，周围环境温度为 。若仅对
加热，使 的温度缓慢提高到 ， 温度不变。求：
（1）初始时， 中气体压强大小；
（2） 中气体温度为 时压强大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
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【小问 1 详解】
以 A 活塞为研究对象，设杆的拉力为 ，根据平衡条件可得
解得杆对 A 活塞的拉力大小为
方向沿斜面向上，设 B 汽缸中气体的压强为 ，对 B 活塞受力分析可得
又因为
联立解得
【小问 2 详解】
设 的温度缓慢提高到 时活塞沿斜面移动的距离为 ，杆对活塞的作用力为 ,对活塞而言则有
解得
对于 B 汽缸内的气体而言。初状态 ，
末状态 ，
的温度不变，根据玻意耳定理则有
即
同理对于 A 活塞则有
解得
对于 A 汽缸内的气体而言。初状态 ， ，
末状态 ， ，
根据理想气体状态方程则有
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即
解得
即杆对活塞 A 作用力的大小为 ，方向沿斜面向上，代入可得 中气体时压强大小
17. 如图所示，小淑同学将内径粗细均匀的导热 U 形管竖直放置在温度恒定不变的环境中，底部水平管道
长为 ，左侧管足够长且上端开口，并用 的水银柱 封闭有长为 的理想气体，
气体下端到管底长度 ，右侧管上端封闭，并用水银柱封闭一段长为 的理想气体，左右
两管内水银面高度差 ，大气压强恒为 ，不计一切摩擦，U 形管内径远小于 。
（1）求初始状态右端封闭气体的压强大小（用 表示）；
（2）若将整个装置静止释放，使其保持竖直做自由落体运动，待稳定后，求水银柱 移动的距离；
（3）若将 U 形管以左侧管子为轴在水平面内以角速度 匀速转动，待稳定后右侧管气柱长度变为 21cm，
1cmHg 相当于 1360Pa，水银密度 ，求 大小。
【答案】（1）
（2）1.3cm （3）
【解析】
【小问 1 详解】
初始状态右端封闭气体的压强大小
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【小问 2 详解】
若将整个装置静止释放，使其保持竖直做自由落体运动，则两部分气体的压强均为 ，对右边
气体
解得
对左边气体
解得
水银柱 移动的距离
【小问 3 详解】
对右管气体
解得
因右侧气柱缩短 9cm，则左侧液面下降 9cm，水平管中仍充满水银，对管中水银受力分析可知右侧压强
左侧压强
由牛顿第二定律
1cmHg 相当于 1360Pa
解得
18. 如图所示，小贞同学将两平行足够长光滑轨道 和 倾斜放置，倾角 ，间距为 ，其
中 和 为两段绝缘轨道，其余均为金属轨道，轨道末端 间连接一个自感系数为 的线
圈，其直流电阻可以忽略。在 、 、 区域内分别存在垂直轨道平面向里、向外、向里的
匀强磁场，磁感应强度大小均为 ，磁场区域的宽度相同，均为 。两导体棒 、 通过绝缘轻
质杆连接，间距也为 ， 、 的质量之和为 ， 棒电阻 ， 电阻不计。现将 棒
从距离 边 （未知）处由静止释放， 棒刚好匀速穿过 区域， 棒到达 与 中间位置时，
又恰好做匀速运动，导体棒与金属轨道接触良好，已知线圈上的自感电动势为 ，重力加速度
。
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（1）求 ；
（2）求 棒从 边运动到 边的总时间 ；
（3）若 棒到达 瞬间的速度为 ，之后进入 区域运动。试求 棒在 区域第一
次速度减为零时，距 多远。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
a 棒进入 AB 时，有
安培力
匀速运动有
两棒一起从静止加速到 AB 边，有
解得
【小问 2 详解】
a 棒从 AB 边运动到 CD 边的过程做匀速直线运动，用时 ，则
a 棒从 CD 与 EF 中点运动到 EF 边过程做匀速直线运动，用时
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根据
匀速运动有
所以
a 棒从 CD 边运动到 CD 与 EF 中点过程做变速运动，用时
由动量定理
其中
解得
所以总时间
【小问 3 详解】
a 棒进入 GHIJ 瞬间，a 与 b 断路，有
即
所以
安培力
所以安培力做功
假设速度减为零时 a 棒还没有出 GHIJ 区域，则
解得
所以假设成立
所以 棒在 区域第一次速度减为零时，距 有
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