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四川省眉山市东坡区2023-2024学年高二下学期6月期末联合考试物理试题
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．下列说法正确的是（　　）
A．分子距离增大，分子间作用力一定增大
B．杯子装满水后，再一枚一枚的放入十几枚曲别针，杯中水不溢出，这是由于杯口水的表面张力的作用造成的。
C．非晶体有固定的熔点，多晶体的物理性质是各向同性
D．温度不同的物质，分子的平均动能一定相同
【答案】B
【知识点】分子间的作用力；温度和温标；晶体和非晶体；液体的表面张力
【解析】【解答】A．如图所示
随着分子距离增大，分子力先减小到零再增大到某一峰值然后减小，所以分子间作用力可能增大也可能减小，A错误；
B．杯子装满水后，再一枚一枚的放入十几枚曲别针，杯中水不溢出。这是由于杯口水的表面张力的作用造成的，B正确；
C．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；单晶体物理性质各向异性，而多晶体是由许多单晶体杂乱无章的组合而成，所以多晶体是各向同性的，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，因此温度不同的物质，分子的平均动能一定不同，D错误。
故答案为：B。
【分析】A、考查分子力随分子间距变化规律，分子间距大于后引力先增大再减小；
B、考查液体表面张力现象，液面表层张力使液面收缩；
C、考查晶体与非晶体熔点、各向同性/异性区分，非晶体无确定熔点；
D、考查分子平均动能与温度关系，温度直接决定分子平均动能大小。
2．如图所示，两个线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机连接，线圈B与扩音器连接。把线圈A插入线圈B中就能从扩音器中听见手机输出的声音，这个物理原理和下面哪种仪器的原理相似或相同（　　）
A．变压器 B．质谱仪 C．回旋加速器 D．速度选择器
【答案】A
【知识点】变压器原理；质谱仪和回旋加速器；速度选择器
【解析】【解答】A、线圈 A 通变化电流产生变化磁场，线圈 B 中磁通量变化产生感应电流，原理为电磁感应；变压器依靠互感（电磁感应）工作，原理相同，故 A 正确；
B、质谱仪利用带电粒子在磁场中偏转，原理是洛伦兹力，原理不同，故 B 错误；
C、回旋加速器利用电场加速、磁场偏转粒子，与电磁感应无关，故 C 错误；
D、速度选择器利用电场力与洛伦兹力平衡，无电磁感应现象，故 D 错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查互感、变压器工作原理，均属于电磁感应现象；
B、考查质谱仪原理，带电粒子在磁场中圆周运动；
C、考查回旋加速器工作机制，电场加速、磁场回旋；
D、考查速度选择器原理，电场力与洛伦兹力平衡筛选速度。
3．用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车轮胎内，如果打气筒容积ΔV=500cm3，轮胎容积V=3L，原来压强p=1.5atm。现要使轮胎内压强变为p'=4atm，问用这个打气筒要打气次数为（设打气过程中空气的温度不变）（　　）
A．10次 B．15次 C．20次 D．25次
【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】以最初轮胎内的气体和打入轮胎中所有气体为对象，根据气体发生等温变化，则有：，代入数据可以求出大气次数为n=15次，则B对；ACD错；正确答案为B
【分析】以所有打入轮胎的气体和轮胎原有的气体为对象，结合等温变化的状态方程可以求出打次的次数。
4．如图所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面且磁感应强度随时间变化的图像如图所示，定值电阻为，线圈电阻。求：（　　）
A．线圈上产生感应电流为顺时针
B．线圈上产生感应电流的大小为5 A
C．线圈两端a、b两点间电势差大小为12 V
D．电阻上热功率是12 W
【答案】C
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】A、磁场垂直纸面向里且磁感应强度增大，穿过线圈磁通量增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由右手螺旋定则，感应电流为逆时针，故A错误；
B、由法拉第电磁感应定律；总电阻，感应电流，并非5A，故B错误；
C、线圈两端间电压为路端电压，，故C正确；
D、电阻热功率，不是12W，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查楞次定律判断感应电流方向，增反减衰结合右手螺旋定则；
B、考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，先求感应电动势再算回路电流；
C、考查路端电压计算，线圈作为电源，间电压为外电阻两端电压；
D、考查焦耳热功率公式，代入回路电流与定值电阻计算。
5．如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上，“220 V 22 W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3 A，导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，以下描述正确的是（ ）
A．矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为
B．电风扇的输出功率为44 W
C．原、副线圈的匝数比
D．若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大
【答案】C
【知识点】变压器原理；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A、交变电动势峰值，变形得磁通量变化率最大值，并非，故A错误；
B、灯泡正常发光，；电流表测副线圈总电流，则电风扇支路电流；电风扇输入功率；风扇热功率；输出机械功率，故B错误；
C、电动势有效值；设原线圈电流为，原线圈电压；变压器电流比，电压比，，，联立解得，故C正确；
D、去掉电风扇，副线圈负载总电阻变大，副线圈电流减小，根据变压器规律，原线圈电流减小，电流表示数变小；原线圈内阻分压减小，增大，副线圈电压升高，变亮，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查法拉第电磁感应定律，交变电动势峰值与磁通量变化率最大值关系；
B、考查非纯电阻用电器功率，输入功率等于热功率加机械输出功率；
C、考查理想变压器电压、电流双重比例关系，结合线圈闭合电路欧姆定律联立求匝数比；
D、考查负载变化对变压器电路的影响，去掉支路负载总电阻变大，干路电流减小，副线圈电压升高。
6．如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，半圆形的半径为R，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，真空中光速为c，下列说法正确的是（　　）
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光小
C．玻璃对a光的折射率为
D．a光在玻璃砖中运动的时间为
【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】A、入射角相同，a光折射角更大，由折射定律可知，a光折射率更小，故A错误；
B、根据，a光折射率小于b光，因此a光在玻璃中传播速度更大，故B错误；
C、入射角，由得折射角，，故C正确；
D、光在玻璃中速度，传播路程为，运动时间，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查折射定律，入射角相同时折射角越大，介质折射率越小；
B、考查介质中光速与折射率关系，折射率越小，光在介质中传播速度越大；
C、考查折射率定量计算，结合几何关系求出折射角后代入折射公式；
D、考查匀速直线运动时间计算，结合介质光速、传播路程求运动时间。
7．如图，某小型水电站发电机输出的电功率，发电机的输出电压，经变压器升压后向远距离输电，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线的总电阻为，最后通过降压变压器将电压降为220 V向用户供电．若两个变压器均为理想变压器，则下列说法中正确的是（　　）
A．输电线上的电流为55 A
B．用户得到的功率为20 kW
C．输电线上损失的功率为550 W
D．降压变压器原、副线圈的匝数比
【答案】C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】A、升压变压器匝数比，输入电压，由得；理想变压器输入功率等于输出功率，输电线电流，并非55A，故A错误；
B、输电线损耗功率，用户得到功率，不是20kW，故B错误；
C、输电线损耗功率，故C正确；
D、输电线电压损失，降压变压器原线圈电压，副线圈，匝数比，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查升压变压器电压变换、输电电流计算，干路电流由输送功率与升压后电压求解；
B、考查远距离输电用户功率，用户功率等于总功率减去线路损耗功率；
C、考查输电线焦耳损耗功率，；
D、考查降压变压器匝数比，先算线路压降，再求降压变压器原线圈电压，电压比等于匝数比。
二、多选题（每小题5分，漏选3分，错选0分）
8．一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断中正确的是（　　）
A．A→B温度升高，压强不变，气体对外界做功
B．D点的压强比A点的压强小
C．B→C体积不变，压强变大，内能变小
D．C→D体积变小，内能不变，气体吸收热量
【答案】A,B
【知识点】热力学第一定律及其应用；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、图像过原点，恒定，为等压变化；温度升高、体积增大，气体对外做功，A正确；
B、理想气体变形，图线斜率，斜率越大压强越小；DO连线斜率大于AO，故D点压强比A点小，B正确；
C、体积不变，温度降低，由知压强减小；理想气体内能仅由温度决定，温度降低内能减小，C错误；
D、温度不变，内能不变；体积减小外界对气体做功，由热力学第一定律得，气体放热，D错误；
故答案为：AB。
【分析】A、考查图像等压线特征、气体做功判断，过原点直线为等压变化，体积膨胀气体对外做功；
B、考查图像斜率与压强关系，斜率，斜率越大压强越小；
C、考查等容变化规律，温度降低压强减小，理想气体内能随温度降低而减小；
D、考查等温过程热力学第一定律，体积减小外界对气体做功，气体放热。
9．气压传动是指以压缩空气为工作介质来进行传递能量和信号，从而实现生产自动化．如图所示为某气压传动装置的原理示意图，面积为2S的轻质活塞A，通过压缩气体顶起面积为S的轻质活塞B和上方管道内高h的液柱（液体的密度为ρ，重力加速度为g），开始活塞A静止，活塞A与气缸右端相距L，无推力，现用力缓慢向右推动活塞A，最终活塞B和液体上升的高度为L．已知大气压强为，不计活塞质量、摩擦和忽略细弯管中的气体体积，气缸中理想气体的温度始终不变，下列说法正确的是（　　）
A．推动活塞A的过程中，对封闭气体做功，故气体内能增大
B．整个过程中，活塞A对气缸内气体做的功等于气体向外界放出的热量
C．最终气缸内气体的压强大小为
D．横截面积为2S的气缸内气体的长度
【答案】B,C,D
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】A、容器导热，封闭理想气体温度始终不变，理想气体内能仅由温度决定，内能不变；活塞A对气体做功，但活塞B对气体做负功，并非内能增大，A错误；
B、气体温度不变，活塞A对气体做正功，活塞B对气体做负功，由热力学第一定律，活塞A做的功等于气体放出热量与活塞B负功之和，故B正确；
C、活塞B轻质，受力平衡，内部气体压强等于大气压加上液柱产生压强，，故C正确；
D、初始状态压强，体积；末态压强，气缸内体积，细管新增体积；等温变化玻意耳定律，整理解得，故D正确；
故答案为：BCD。
【分析】A、考查理想气体内能特点，温度不变则内能恒定，内能变化由总功和吸放热共同决定；
B、考查热力学第一定律，总内能变化为0，输入功等于输出热量与反向做功总和；
C、考查液体静压强平衡，液面处气体压强等于大气压加液柱压强；
D、考查玻意耳等温变化，结合初末态压强、体积列方程求解气缸剩余长度。
10．如图甲所示，光滑的导轨与水平面的夹角为θ=30°，导轨的间距L=1m，导轨电阻不计。导轨上ABCD区域有与导轨垂直的匀强磁场。一质量为M=1kg，电阻R=1Ω与导轨等宽的导体棒，与导轨构成闭合回路。导体棒在离磁场上边界AB距离为s=2.5m的位置由静止开始下滑，设AB处为零势能位置，导体棒从进入磁场到出磁场整个过程的机械能E随位移x线性变化，其变化的图像如图乙所示，，则下列说法正确的是（　　）
A．导体棒刚好进入磁场时的速度为5m/s
B．磁场区域的磁感应强度为2T
C．磁场区域的两边界AB与CD的距离为2.5m
D．整个过程流过导体棒的电量为2.5C
【答案】A,C,D
【知识点】安培力；机械能守恒定律；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A、下滑过程只有重力做功，机械能守恒，，代入数据，解得，故A正确；
B、机械能随位移均匀减小，安培力恒定，导体棒匀速运动，受力平衡，代入数据解得，不是2T，故B错误；
C、时机械能减为0，动能全部转化为重力势能，，解得，即磁场区域宽度为2.5m，故C正确；
D、感应电流，总位移，电荷量，故D正确；
故答案为：ACD。
【分析】A、考查光滑斜面下滑机械能守恒，重力势能转化为动能；
B、考查安培力平衡，匀速运动安培力等于重力分力，求解磁感应强度；
C、考查机械能变化，磁场内匀速运动，末态机械能为0，磁场宽度等于滑行距离；
D、考查电磁感应电荷量计算，，磁通量变化。
三、实验题（共16分）
11．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每5000mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，现用滴管向量筒内滴加100滴酒精油酸溶液，体积恰好增加了1mL，若把这样配制好的酒精油酸溶液滴入1滴到盛水的浅盘中，形成稳定的油膜后，用带有每一小格面积1cm2的玻璃板描绘出油膜的轮廓，数出轮廓所包含的方格数目。其中整格有84格、13个大半格，7个小半格。根据以上这些数据可知：
（1）油膜的面积约为　 　cm2；
（2）估测出油酸分子的直径是　 　cm（保留1位有效数字）；
（3）如果在配制油酸酒精溶液时浓度太高，但是浓度的计算正确，会导致分子直径的估测值　 　（填写：“偏小、偏大”）。
【答案】97；2×10-8；偏大
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）油膜面积约为=(84+13)×1cm2=97cm2
故答案为：97
（2）油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
油酸分子的直径是
故答案为：2×10-8
（3）在配制油酸酒精溶液时浓度太高，但是浓度的计算正确，会导致油膜不能进一步散开，不能形成单分子油膜，即面积测量值偏小，则分子测量值偏大。
故答案为：偏大
【分析】(1) 油膜面积估算方法：完整方格与超过半格方格计入总面积，不足半格舍去，单格面积乘以有效格数得到油膜总面积。
(2) 先根据溶液稀释比例、滴数计算一滴溶液中纯油酸的体积，再利用单分子油膜模型，油膜厚度等效分子直径，计算分子直径。
(3) 浓度偏大，油酸量多，油膜无法完全摊开形成单分子层，测量面积偏小，代入公式后分子直径估算结果偏大。
12．用如图甲所示的实验装置“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，在注射器活塞上涂润滑油并插入针管，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量气体，移动活塞改变气体的体积和压强，气体体积由注射器刻度读取，气体压强由压强传感器读取。
（1）下列说法正确的是（　　）
A．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
B．在活塞上涂润滑油目的只是为减小摩擦力
C．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器
D．若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以　 　为横坐标，在坐标系中描点作图；甲小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图线应为图乙中的　 　（选填“①”或“②”），造成该现象的原因可能是　 　。
（3）乙小组实验操作无误，但根据测得的数据作出图像不过坐标原点，如图丙所示，图中代表　 　的体积。
【答案】（1）A；C
（2）；②；注射器存在漏气
（3）注射器与压强传感器连接部位气体
【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；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）A．本实验研究气体的压强和体积的比例关系，注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以用刻度的长度间接表示不同状态下气体的体积，所以可以不用标注单位，故A正确；
B．为了防止漏气，应当在注射器活塞上加润滑油，来增加连接处密封性，故B错误；
C．移动活塞要缓慢，且实验时不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故C正确；
D．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故D错误。
故答案为：AC；
（2）根据理想气体状态方程，n为气体的摩尔数，可知
测出多组空气柱的压强p和体积V的数据后，若以p为纵坐标，以为横坐标，作出的图像是直线，能更为直观反映压强与体积之间的关系；根据图像的斜率为
其中常数C与质量有关，甲小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，说明在温度相同时，气体的质量越来越小，则图像的斜率逐渐变小，故作出的图线应为图乙中的②，造成该现象的原因是注射器存在漏气。
故答案为：；②；注射器存在漏气
（3）根据理想气体状态方程可知，实验数据画出的图线是过坐标原点的直线，在实际的实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如图乙所示的图线不过坐标原点，该图线的方程为，说明试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，图中V0代表注射器与压强传感器连接部位气体的体积。
故答案为：注射器与压强传感器连接部位气体
【分析】(1) 本实验核心控制条件：等温、封闭气体质量不变；润滑油双重作用（润滑+密封），手握注射器会改变气体温度破坏等温条件，漏气需重做实验。
(2) 理想气体等温方程变形， 与 线性，图像为直线便于直观观察；漏气导致气体质量减少， 常数变小，图像斜率逐步降低，对应曲线②。
(3) 连接软管内存在额外气体，因此即使注射器刻度体积为0，整体仍有气体体积，图像横轴截距偏移。
（1）A．本实验研究气体的压强和体积的比例关系，注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以用刻度的长度间接表示不同状态下气体的体积，所以可以不用标注单位，故A正确；
B．为了防止漏气，应当在注射器活塞上加润滑油，来增加连接处密封性，故B错误；
C．移动活塞要缓慢，且实验时不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故C正确；
D．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故D错误。
故选AC；
（2）[1]根据理想气体状态方程
n为气体的摩尔数，可知
测出多组空气柱的压强p和体积V的数据后，若以p为纵坐标，以为横坐标，作出的图像是直线，能更为直观反映压强与体积之间的关系；
[2][3]根据图像的斜率为
其中常数C与质量有关，甲小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，说明在温度相同时，气体的质量越来越小，则图像的斜率逐渐变小，故作出的图线应为图乙中的②，造成该现象的原因是注射器存在漏气。
（3）根据理想气体状态方程可知，实验数据画出的图线是过坐标原点的直线，在实际的实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如图乙所示的图线不过坐标原点，该图线的方程为
说明试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，图中V0代表注射器与压强传感器连接部位气体的体积。
四、解答题（三个小题，共41分）
13．某同学制作了一个简易的环境温度监控器，如图所示，气缸导热，缸内温度和环境温度可以认为相等，达到监控的效果。气缸内一质量，横截面积的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着矩形重物。当缸内温度为300 K时，活塞与气缸底部的距离，与重物相距，环境空气压强恒为，重力加速度，不计活塞的厚度和缸壁的摩擦。
（1）初始时封闭气体的压强。
（2）当活塞刚好接触重物时，求气缸内气体的温度。
（3）若重物质量，当轻绳拉力刚好为零时，警报器开始报警，求此时气缸内气体的温度（结果保留两位小数）
【答案】（1）解：初始时对活塞受力分析，根据平衡条件
解得初始时封闭气体的压强
（2）解：从活塞刚要开始向上运动到活塞刚接触重物，气体为等压变化过程，则
解得，气缸内气体的温度
（3）解：从刚接触重物到绳子拉力刚好为零，对活塞和重物整体，根据平衡条件
解得
从刚接触重物到绳子拉力刚好为零，为等容过程，根据查理定律
解得
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】(1) 受力平衡求封闭气体初始压强，活塞受大气向下压力、自身重力、内部气体向上支持力。
(2) 活塞上升未接触重物时，气体压强不变，等压变化，盖 - 吕萨克定律，体积随温度正比例增大。
(3) 活塞顶住重物后体积固定，等容变化；拉力为零，重物全部压在活塞上，整体受力平衡求末态压强，再用查理定律求对应温度。
14．如图所示，一个人通过定滑轮从静止开始，在离磁场下边界的某位置以恒定的拉力拉一个边长，质量，电阻的单匝线框，磁场宽度也为，线框恰能匀速通过磁场。已知磁感应强度为，，滑轮摩擦及空气阻力不计，求：
（1）线框未入磁场前的加速度a？
（2）线框通过磁场的速度大小和通过磁场的整个过程线框产生的焦耳热？
（3）其他条件不变，线框进入磁场后保持第（1）问恒定的加速度a继续通过磁场，求人施加的拉力F与线框通过磁场的时间t的关系？
【答案】（1）解：未进入磁场前，根据牛顿第二定律
解得
（2）解：进入磁场时，因为受力平衡
由
联立解得
通过磁场的整个过程线框产生的焦耳热
（3）解：以加速度进入磁场时
由
由运动公式
联立解得
【知识点】安培力的计算；电磁感应中的磁变类问题；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】(1) 无磁场区域无安培力，直接牛顿第二定律求匀加速加速度。
(2) 匀速时合力为零，拉力平衡重力与安培力；联立动生电动势、电流、安培力公式解匀速速度；焦耳热等于克服安培力做功，线框进出磁场两段切割，总路程2L。
(3) 匀加速过程速度随时间线性增大，安培力随速度线性变化，结合牛顿第二定律整理拉力关于时间t的一次函数关系式。
15．如图所示，第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，另外三个象限内充满大小相同、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个带电粒子从x轴上的P点以初速度进入第二象限，O、P间的距离，初速度与x轴负方向的夹角，之后该粒粒子恰好能垂直于y轴进入第一象限，再经过一段时间经过A点，第一次从第一象限进入第四象限。已知带电粒子的比荷，电场强度，，，不计带电粒子的重力。
（1）求磁感应强度B的大小和带电粒子在第二象限内运动的时间；
（2）带电粒子第一次从第一象限进入第四象限的位置A点的坐标；
（3）若x轴上有一点（10m，0），带电粒子经过x轴时，距离Q点的最小距离是多大？
【答案】（1）解：粒子进入磁场后向右侧偏转，根据左手定则，可知粒子带负电，根据几何关系有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有，
解得，
粒子在第二象限内运动的时间
解得
（2）解：粒子在第一象限内做类平抛运动，则有
解得
粒子第一次从第一象限进入第四象限过程做类平抛运动，则有
即位置A点的坐标为（2.4m，0）。
（3）解：令粒子第一次从第一象限进入第四象限时的速度与水平方向夹角为，则有，
解得，
粒子在第四象限做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
粒子第一次在第四象限做匀速圆周运动的圆弧对应的弦长为
表明粒子将再次进入第二象限，之后做类斜抛运动，粒子在第一与第四象限之间做往复运动，作出粒子的运动轨迹如图所示
根据类平抛运动的对称性，结合往复运动的对称性可知，令，带电粒子经过x轴时，距离Q点的最小距离
解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；洛伦兹力的计算；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1) 本小问考查磁场中匀速圆周运动，先由几何关系求轨道半径，洛伦兹力向心力公式求磁感应强度；利用圆心角占周期比例求磁场内运动时间。
(2) 本小问考查带电粒子类平抛运动，竖直方向电场匀加速、水平匀速，由竖直位移求运动时间，水平匀速位移得到 A 点横坐标。
(3) 本小问综合类平抛末速度、磁场圆周运动、轨迹往复对称性；先求第四象限圆周半径，结合弦长与运动周期分布，利用几何距离关系求x轴上交点到Q的最小距离。
1 / 1四川省眉山市东坡区2023-2024学年高二下学期6月期末联合考试物理试题
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．下列说法正确的是（　　）
A．分子距离增大，分子间作用力一定增大
B．杯子装满水后，再一枚一枚的放入十几枚曲别针，杯中水不溢出，这是由于杯口水的表面张力的作用造成的。
C．非晶体有固定的熔点，多晶体的物理性质是各向同性
D．温度不同的物质，分子的平均动能一定相同
2．如图所示，两个线圈A、B之间没有导线相连，线圈A与手机连接，线圈B与扩音器连接。把线圈A插入线圈B中就能从扩音器中听见手机输出的声音，这个物理原理和下面哪种仪器的原理相似或相同（　　）
A．变压器 B．质谱仪 C．回旋加速器 D．速度选择器
3．用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车轮胎内，如果打气筒容积ΔV=500cm3，轮胎容积V=3L，原来压强p=1.5atm。现要使轮胎内压强变为p'=4atm，问用这个打气筒要打气次数为（设打气过程中空气的温度不变）（　　）
A．10次 B．15次 C．20次 D．25次
4．如图所示，面积为的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面且磁感应强度随时间变化的图像如图所示，定值电阻为，线圈电阻。求：（　　）
A．线圈上产生感应电流为顺时针
B．线圈上产生感应电流的大小为5 A
C．线圈两端a、b两点间电势差大小为12 V
D．电阻上热功率是12 W
5．如图，矩形线框切割磁感线产生交流电压，它的匝数、电阻，将其接在理想变压器的原线圈上，“220 V 22 W”的灯泡L正常发光，内阻为10Ω的电风扇M正常工作，电流表A的示数为0.3 A，导线电阻不计，电压表和电流表均为理想电表，不计灯泡电阻的变化，以下描述正确的是（ ）
A．矩形线框转动过程中磁通量的变化率最大值为
B．电风扇的输出功率为44 W
C．原、副线圈的匝数比
D．若将电风扇去掉，则小灯泡变亮，电流表的示数变大
6．如图，两种颜色的光从真空中沿同一光路由圆心O点斜射入横截面为半圆形的玻璃柱体，半圆形的半径为R，其透射光线分别为a和b。已知入射角，a光束与玻璃砖左侧平面的夹角，真空中光速为c，下列说法正确的是（　　）
A．a光的折射率大于b光的折射率
B．a光在该玻璃柱体中传播的速度比b光小
C．玻璃对a光的折射率为
D．a光在玻璃砖中运动的时间为
7．如图，某小型水电站发电机输出的电功率，发电机的输出电压，经变压器升压后向远距离输电，已知升压变压器原、副线圈的匝数比，输电线的总电阻为，最后通过降压变压器将电压降为220 V向用户供电．若两个变压器均为理想变压器，则下列说法中正确的是（　　）
A．输电线上的电流为55 A
B．用户得到的功率为20 kW
C．输电线上损失的功率为550 W
D．降压变压器原、副线圈的匝数比
二、多选题（每小题5分，漏选3分，错选0分）
8．一定质量的理想气体，从图示A状态开始，经历了B、C状态，最后到D状态，下列判断中正确的是（　　）
A．A→B温度升高，压强不变，气体对外界做功
B．D点的压强比A点的压强小
C．B→C体积不变，压强变大，内能变小
D．C→D体积变小，内能不变，气体吸收热量
9．气压传动是指以压缩空气为工作介质来进行传递能量和信号，从而实现生产自动化．如图所示为某气压传动装置的原理示意图，面积为2S的轻质活塞A，通过压缩气体顶起面积为S的轻质活塞B和上方管道内高h的液柱（液体的密度为ρ，重力加速度为g），开始活塞A静止，活塞A与气缸右端相距L，无推力，现用力缓慢向右推动活塞A，最终活塞B和液体上升的高度为L．已知大气压强为，不计活塞质量、摩擦和忽略细弯管中的气体体积，气缸中理想气体的温度始终不变，下列说法正确的是（　　）
A．推动活塞A的过程中，对封闭气体做功，故气体内能增大
B．整个过程中，活塞A对气缸内气体做的功等于气体向外界放出的热量
C．最终气缸内气体的压强大小为
D．横截面积为2S的气缸内气体的长度
10．如图甲所示，光滑的导轨与水平面的夹角为θ=30°，导轨的间距L=1m，导轨电阻不计。导轨上ABCD区域有与导轨垂直的匀强磁场。一质量为M=1kg，电阻R=1Ω与导轨等宽的导体棒，与导轨构成闭合回路。导体棒在离磁场上边界AB距离为s=2.5m的位置由静止开始下滑，设AB处为零势能位置，导体棒从进入磁场到出磁场整个过程的机械能E随位移x线性变化，其变化的图像如图乙所示，，则下列说法正确的是（　　）
A．导体棒刚好进入磁场时的速度为5m/s
B．磁场区域的磁感应强度为2T
C．磁场区域的两边界AB与CD的距离为2.5m
D．整个过程流过导体棒的电量为2.5C
三、实验题（共16分）
11．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，已知油酸酒精溶液的浓度为每5000mL油酸酒精溶液中有纯油酸1mL，现用滴管向量筒内滴加100滴酒精油酸溶液，体积恰好增加了1mL，若把这样配制好的酒精油酸溶液滴入1滴到盛水的浅盘中，形成稳定的油膜后，用带有每一小格面积1cm2的玻璃板描绘出油膜的轮廓，数出轮廓所包含的方格数目。其中整格有84格、13个大半格，7个小半格。根据以上这些数据可知：
（1）油膜的面积约为　 　cm2；
（2）估测出油酸分子的直径是　 　cm（保留1位有效数字）；
（3）如果在配制油酸酒精溶液时浓度太高，但是浓度的计算正确，会导致分子直径的估测值　 　（填写：“偏小、偏大”）。
12．用如图甲所示的实验装置“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”，在注射器活塞上涂润滑油并插入针管，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量气体，移动活塞改变气体的体积和压强，气体体积由注射器刻度读取，气体压强由压强传感器读取。
（1）下列说法正确的是（　　）
A．注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以不标注单位
B．在活塞上涂润滑油目的只是为减小摩擦力
C．移动活塞应缓慢且不能用手握住注射器
D．若实验中连接传感器和注射器的软管脱落，可以立即接上继续实验
（2）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，若以p为纵坐标，则应以　 　为横坐标，在坐标系中描点作图；甲小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图线应为图乙中的　 　（选填“①”或“②”），造成该现象的原因可能是　 　。
（3）乙小组实验操作无误，但根据测得的数据作出图像不过坐标原点，如图丙所示，图中代表　 　的体积。
四、解答题（三个小题，共41分）
13．某同学制作了一个简易的环境温度监控器，如图所示，气缸导热，缸内温度和环境温度可以认为相等，达到监控的效果。气缸内一质量，横截面积的活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞上方用轻绳悬挂着矩形重物。当缸内温度为300 K时，活塞与气缸底部的距离，与重物相距，环境空气压强恒为，重力加速度，不计活塞的厚度和缸壁的摩擦。
（1）初始时封闭气体的压强。
（2）当活塞刚好接触重物时，求气缸内气体的温度。
（3）若重物质量，当轻绳拉力刚好为零时，警报器开始报警，求此时气缸内气体的温度（结果保留两位小数）
14．如图所示，一个人通过定滑轮从静止开始，在离磁场下边界的某位置以恒定的拉力拉一个边长，质量，电阻的单匝线框，磁场宽度也为，线框恰能匀速通过磁场。已知磁感应强度为，，滑轮摩擦及空气阻力不计，求：
（1）线框未入磁场前的加速度a？
（2）线框通过磁场的速度大小和通过磁场的整个过程线框产生的焦耳热？
（3）其他条件不变，线框进入磁场后保持第（1）问恒定的加速度a继续通过磁场，求人施加的拉力F与线框通过磁场的时间t的关系？
15．如图所示，第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，另外三个象限内充满大小相同、方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个带电粒子从x轴上的P点以初速度进入第二象限，O、P间的距离，初速度与x轴负方向的夹角，之后该粒粒子恰好能垂直于y轴进入第一象限，再经过一段时间经过A点，第一次从第一象限进入第四象限。已知带电粒子的比荷，电场强度，，，不计带电粒子的重力。
（1）求磁感应强度B的大小和带电粒子在第二象限内运动的时间；
（2）带电粒子第一次从第一象限进入第四象限的位置A点的坐标；
（3）若x轴上有一点（10m，0），带电粒子经过x轴时，距离Q点的最小距离是多大？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】分子间的作用力；温度和温标；晶体和非晶体；液体的表面张力
【解析】【解答】A．如图所示
随着分子距离增大，分子力先减小到零再增大到某一峰值然后减小，所以分子间作用力可能增大也可能减小，A错误；
B．杯子装满水后，再一枚一枚的放入十几枚曲别针，杯中水不溢出。这是由于杯口水的表面张力的作用造成的，B正确；
C．晶体有确定的熔点，非晶体没有确定的熔点；单晶体物理性质各向异性，而多晶体是由许多单晶体杂乱无章的组合而成，所以多晶体是各向同性的，故C错误；
D．温度是分子平均动能的标志，因此温度不同的物质，分子的平均动能一定不同，D错误。
故答案为：B。
【分析】A、考查分子力随分子间距变化规律，分子间距大于后引力先增大再减小；
B、考查液体表面张力现象，液面表层张力使液面收缩；
C、考查晶体与非晶体熔点、各向同性/异性区分，非晶体无确定熔点；
D、考查分子平均动能与温度关系，温度直接决定分子平均动能大小。
2．【答案】A
【知识点】变压器原理；质谱仪和回旋加速器；速度选择器
【解析】【解答】A、线圈 A 通变化电流产生变化磁场，线圈 B 中磁通量变化产生感应电流，原理为电磁感应；变压器依靠互感（电磁感应）工作，原理相同，故 A 正确；
B、质谱仪利用带电粒子在磁场中偏转，原理是洛伦兹力，原理不同，故 B 错误；
C、回旋加速器利用电场加速、磁场偏转粒子，与电磁感应无关，故 C 错误；
D、速度选择器利用电场力与洛伦兹力平衡，无电磁感应现象，故 D 错误；
故答案为：A。
【分析】A、考查互感、变压器工作原理，均属于电磁感应现象；
B、考查质谱仪原理，带电粒子在磁场中圆周运动；
C、考查回旋加速器工作机制，电场加速、磁场回旋；
D、考查速度选择器原理，电场力与洛伦兹力平衡筛选速度。
3．【答案】B
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程
【解析】【解答】以最初轮胎内的气体和打入轮胎中所有气体为对象，根据气体发生等温变化，则有：，代入数据可以求出大气次数为n=15次，则B对；ACD错；正确答案为B
【分析】以所有打入轮胎的气体和轮胎原有的气体为对象，结合等温变化的状态方程可以求出打次的次数。
4．【答案】C
【知识点】楞次定律；法拉第电磁感应定律；电磁感应中的电路类问题；电磁感应中的磁变类问题
【解析】【解答】A、磁场垂直纸面向里且磁感应强度增大，穿过线圈磁通量增大，根据楞次定律，感应电流产生的磁场垂直纸面向外，由右手螺旋定则，感应电流为逆时针，故A错误；
B、由法拉第电磁感应定律；总电阻，感应电流，并非5A，故B错误；
C、线圈两端间电压为路端电压，，故C正确；
D、电阻热功率，不是12W，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查楞次定律判断感应电流方向，增反减衰结合右手螺旋定则；
B、考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，先求感应电动势再算回路电流；
C、考查路端电压计算，线圈作为电源，间电压为外电阻两端电压；
D、考查焦耳热功率公式，代入回路电流与定值电阻计算。
5．【答案】C
【知识点】变压器原理；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律
【解析】【解答】A、交变电动势峰值，变形得磁通量变化率最大值，并非，故A错误；
B、灯泡正常发光，；电流表测副线圈总电流，则电风扇支路电流；电风扇输入功率；风扇热功率；输出机械功率，故B错误；
C、电动势有效值；设原线圈电流为，原线圈电压；变压器电流比，电压比，，，联立解得，故C正确；
D、去掉电风扇，副线圈负载总电阻变大，副线圈电流减小，根据变压器规律，原线圈电流减小，电流表示数变小；原线圈内阻分压减小，增大，副线圈电压升高，变亮，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查法拉第电磁感应定律，交变电动势峰值与磁通量变化率最大值关系；
B、考查非纯电阻用电器功率，输入功率等于热功率加机械输出功率；
C、考查理想变压器电压、电流双重比例关系，结合线圈闭合电路欧姆定律联立求匝数比；
D、考查负载变化对变压器电路的影响，去掉支路负载总电阻变大，干路电流减小，副线圈电压升高。
6．【答案】C
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】A、入射角相同，a光折射角更大，由折射定律可知，a光折射率更小，故A错误；
B、根据，a光折射率小于b光，因此a光在玻璃中传播速度更大，故B错误；
C、入射角，由得折射角，，故C正确；
D、光在玻璃中速度，传播路程为，运动时间，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查折射定律，入射角相同时折射角越大，介质折射率越小；
B、考查介质中光速与折射率关系，折射率越小，光在介质中传播速度越大；
C、考查折射率定量计算，结合几何关系求出折射角后代入折射公式；
D、考查匀速直线运动时间计算，结合介质光速、传播路程求运动时间。
7．【答案】C
【知识点】电能的输送
【解析】【解答】A、升压变压器匝数比，输入电压，由得；理想变压器输入功率等于输出功率，输电线电流，并非55A，故A错误；
B、输电线损耗功率，用户得到功率，不是20kW，故B错误；
C、输电线损耗功率，故C正确；
D、输电线电压损失，降压变压器原线圈电压，副线圈，匝数比，故D错误；
故答案为：C。
【分析】A、考查升压变压器电压变换、输电电流计算，干路电流由输送功率与升压后电压求解；
B、考查远距离输电用户功率，用户功率等于总功率减去线路损耗功率；
C、考查输电线焦耳损耗功率，；
D、考查降压变压器匝数比，先算线路压降，再求降压变压器原线圈电压，电压比等于匝数比。
8．【答案】A,B
【知识点】热力学第一定律及其应用；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、图像过原点，恒定，为等压变化；温度升高、体积增大，气体对外做功，A正确；
B、理想气体变形，图线斜率，斜率越大压强越小；DO连线斜率大于AO，故D点压强比A点小，B正确；
C、体积不变，温度降低，由知压强减小；理想气体内能仅由温度决定，温度降低内能减小，C错误；
D、温度不变，内能不变；体积减小外界对气体做功，由热力学第一定律得，气体放热，D错误；
故答案为：AB。
【分析】A、考查图像等压线特征、气体做功判断，过原点直线为等压变化，体积膨胀气体对外做功；
B、考查图像斜率与压强关系，斜率，斜率越大压强越小；
C、考查等容变化规律，温度降低压强减小，理想气体内能随温度降低而减小；
D、考查等温过程热力学第一定律，体积减小外界对气体做功，气体放热。
9．【答案】B,C,D
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体的等温变化及玻意耳定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】A、容器导热，封闭理想气体温度始终不变，理想气体内能仅由温度决定，内能不变；活塞A对气体做功，但活塞B对气体做负功，并非内能增大，A错误；
B、气体温度不变，活塞A对气体做正功，活塞B对气体做负功，由热力学第一定律，活塞A做的功等于气体放出热量与活塞B负功之和，故B正确；
C、活塞B轻质，受力平衡，内部气体压强等于大气压加上液柱产生压强，，故C正确；
D、初始状态压强，体积；末态压强，气缸内体积，细管新增体积；等温变化玻意耳定律，整理解得，故D正确；
故答案为：BCD。
【分析】A、考查理想气体内能特点，温度不变则内能恒定，内能变化由总功和吸放热共同决定；
B、考查热力学第一定律，总内能变化为0，输入功等于输出热量与反向做功总和；
C、考查液体静压强平衡，液面处气体压强等于大气压加液柱压强；
D、考查玻意耳等温变化，结合初末态压强、体积列方程求解气缸剩余长度。
10．【答案】A,C,D
【知识点】安培力；机械能守恒定律；电磁感应中的能量类问题
【解析】【解答】A、下滑过程只有重力做功，机械能守恒，，代入数据，解得，故A正确；
B、机械能随位移均匀减小，安培力恒定，导体棒匀速运动，受力平衡，代入数据解得，不是2T，故B错误；
C、时机械能减为0，动能全部转化为重力势能，，解得，即磁场区域宽度为2.5m，故C正确；
D、感应电流，总位移，电荷量，故D正确；
故答案为：ACD。
【分析】A、考查光滑斜面下滑机械能守恒，重力势能转化为动能；
B、考查安培力平衡，匀速运动安培力等于重力分力，求解磁感应强度；
C、考查机械能变化，磁场内匀速运动，末态机械能为0，磁场宽度等于滑行距离；
D、考查电磁感应电荷量计算，，磁通量变化。
11．【答案】97；2×10-8；偏大
【知识点】用油膜法估测油酸分子的大小
【解析】【解答】（1）油膜面积约为=(84+13)×1cm2=97cm2
故答案为：97
（2）油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
油酸分子的直径是
故答案为：2×10-8
（3）在配制油酸酒精溶液时浓度太高，但是浓度的计算正确，会导致油膜不能进一步散开，不能形成单分子油膜，即面积测量值偏小，则分子测量值偏大。
故答案为：偏大
【分析】(1) 油膜面积估算方法：完整方格与超过半格方格计入总面积，不足半格舍去，单格面积乘以有效格数得到油膜总面积。
(2) 先根据溶液稀释比例、滴数计算一滴溶液中纯油酸的体积，再利用单分子油膜模型，油膜厚度等效分子直径，计算分子直径。
(3) 浓度偏大，油酸量多，油膜无法完全摊开形成单分子层，测量面积偏小，代入公式后分子直径估算结果偏大。
12．【答案】（1）A；C
（2）；②；注射器存在漏气
（3）注射器与压强传感器连接部位气体
【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；理想气体的实验规律
【解析】【解答】（1）A．本实验研究气体的压强和体积的比例关系，注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以用刻度的长度间接表示不同状态下气体的体积，所以可以不用标注单位，故A正确；
B．为了防止漏气，应当在注射器活塞上加润滑油，来增加连接处密封性，故B错误；
C．移动活塞要缓慢，且实验时不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故C正确；
D．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故D错误。
故答案为：AC；
（2）根据理想气体状态方程，n为气体的摩尔数，可知
测出多组空气柱的压强p和体积V的数据后，若以p为纵坐标，以为横坐标，作出的图像是直线，能更为直观反映压强与体积之间的关系；根据图像的斜率为
其中常数C与质量有关，甲小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，说明在温度相同时，气体的质量越来越小，则图像的斜率逐渐变小，故作出的图线应为图乙中的②，造成该现象的原因是注射器存在漏气。
故答案为：；②；注射器存在漏气
（3）根据理想气体状态方程可知，实验数据画出的图线是过坐标原点的直线，在实际的实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如图乙所示的图线不过坐标原点，该图线的方程为，说明试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，图中V0代表注射器与压强传感器连接部位气体的体积。
故答案为：注射器与压强传感器连接部位气体
【分析】(1) 本实验核心控制条件：等温、封闭气体质量不变；润滑油双重作用（润滑+密封），手握注射器会改变气体温度破坏等温条件，漏气需重做实验。
(2) 理想气体等温方程变形， 与 线性，图像为直线便于直观观察；漏气导致气体质量减少， 常数变小，图像斜率逐步降低，对应曲线②。
(3) 连接软管内存在额外气体，因此即使注射器刻度体积为0，整体仍有气体体积，图像横轴截距偏移。
（1）A．本实验研究气体的压强和体积的比例关系，注射器旁的刻度尺只要刻度分布均匀即可，可以用刻度的长度间接表示不同状态下气体的体积，所以可以不用标注单位，故A正确；
B．为了防止漏气，应当在注射器活塞上加润滑油，来增加连接处密封性，故B错误；
C．移动活塞要缓慢，且实验时不要用手握住注射器，都是为了保证实验的恒温条件，故C正确；
D．压强传感器与注射器之间的连接管脱落后，气体质量变化了，应该重新做实验，故D错误。
故选AC；
（2）[1]根据理想气体状态方程
n为气体的摩尔数，可知
测出多组空气柱的压强p和体积V的数据后，若以p为纵坐标，以为横坐标，作出的图像是直线，能更为直观反映压强与体积之间的关系；
[2][3]根据图像的斜率为
其中常数C与质量有关，甲小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，说明在温度相同时，气体的质量越来越小，则图像的斜率逐渐变小，故作出的图线应为图乙中的②，造成该现象的原因是注射器存在漏气。
（3）根据理想气体状态方程可知，实验数据画出的图线是过坐标原点的直线，在实际的实验过程中实验操作规范正确，根据实验数据画出如图乙所示的图线不过坐标原点，该图线的方程为
说明试管中的气体的体积小于实际的封闭气体的体积，结合实验的器材可知，图中V0代表注射器与压强传感器连接部位气体的体积。
13．【答案】（1）解：初始时对活塞受力分析，根据平衡条件
解得初始时封闭气体的压强
（2）解：从活塞刚要开始向上运动到活塞刚接触重物，气体为等压变化过程，则
解得，气缸内气体的温度
（3）解：从刚接触重物到绳子拉力刚好为零，对活塞和重物整体，根据平衡条件
解得
从刚接触重物到绳子拉力刚好为零，为等容过程，根据查理定律
解得
【知识点】气体的等压变化及盖-吕萨克定律；气体的等容变化及查理定律；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【分析】(1) 受力平衡求封闭气体初始压强，活塞受大气向下压力、自身重力、内部气体向上支持力。
(2) 活塞上升未接触重物时，气体压强不变，等压变化，盖 - 吕萨克定律，体积随温度正比例增大。
(3) 活塞顶住重物后体积固定，等容变化；拉力为零，重物全部压在活塞上，整体受力平衡求末态压强，再用查理定律求对应温度。
14．【答案】（1）解：未进入磁场前，根据牛顿第二定律
解得
（2）解：进入磁场时，因为受力平衡
由
联立解得
通过磁场的整个过程线框产生的焦耳热
（3）解：以加速度进入磁场时
由
由运动公式
联立解得
【知识点】安培力的计算；电磁感应中的磁变类问题；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】(1) 无磁场区域无安培力，直接牛顿第二定律求匀加速加速度。
(2) 匀速时合力为零，拉力平衡重力与安培力；联立动生电动势、电流、安培力公式解匀速速度；焦耳热等于克服安培力做功，线框进出磁场两段切割，总路程2L。
(3) 匀加速过程速度随时间线性增大，安培力随速度线性变化，结合牛顿第二定律整理拉力关于时间t的一次函数关系式。
15．【答案】（1）解：粒子进入磁场后向右侧偏转，根据左手定则，可知粒子带负电，根据几何关系有
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有，
解得，
粒子在第二象限内运动的时间
解得
（2）解：粒子在第一象限内做类平抛运动，则有
解得
粒子第一次从第一象限进入第四象限过程做类平抛运动，则有
即位置A点的坐标为（2.4m，0）。
（3）解：令粒子第一次从第一象限进入第四象限时的速度与水平方向夹角为，则有，
解得，
粒子在第四象限做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
粒子第一次在第四象限做匀速圆周运动的圆弧对应的弦长为
表明粒子将再次进入第二象限，之后做类斜抛运动，粒子在第一与第四象限之间做往复运动，作出粒子的运动轨迹如图所示
根据类平抛运动的对称性，结合往复运动的对称性可知，令，带电粒子经过x轴时，距离Q点的最小距离
解得
【知识点】带电粒子在电场中的偏转；洛伦兹力的计算；带电粒子在有界磁场中的运动
【解析】【分析】(1) 本小问考查磁场中匀速圆周运动，先由几何关系求轨道半径，洛伦兹力向心力公式求磁感应强度；利用圆心角占周期比例求磁场内运动时间。
(2) 本小问考查带电粒子类平抛运动，竖直方向电场匀加速、水平匀速，由竖直位移求运动时间，水平匀速位移得到 A 点横坐标。
(3) 本小问综合类平抛末速度、磁场圆周运动、轨迹往复对称性；先求第四象限圆周半径，结合弦长与运动周期分布，利用几何距离关系求x轴上交点到Q的最小距离。
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