广东省广州市天河区2022-2023学年高二下学期期末物理试题含解析.docx

2022学年第二学期天河区期末考试高二物理本试卷共6页，满分为100分，考试用时75分钟。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1. 大理石是家居装修常用的石材，它有一定的辐射，其辐射源主要是石材中的氡元素。已知氡核衰变方程为，则以下说法正确的是()A. 一个核含有134个质子B. Y射线是穿透力最强的一种放射性射线C. Po核比Rn核的比结合能大D. 经高温煅烧后石材中的氢半衰期会缩短2. 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )A. 在P和Q中都做自由落体运动B. 在两个下落过程中的机械能都守恒C. 在P中的下落时间比在Q中的长D. 落至底部时在P中的速度比在Q中的大3. 有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光。可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为() A. 红色B. 黄色C. 绿色D. 青色4. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动(俯视)，转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为( )A. ，a端电势高于b端电势B. ，a端电势低于b端电势C. ，a端电势高于b端电势D. ，a端电势低于b端电势5. 质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，在容器A中有互为同位素两种原子核，它们可从容器A下方的小孔无初速度飘入加速电场，经小孔垂直进入匀强磁场，分别打到M、N两点，距离分别为则分别打到M、N的原子核质量之比为( )A. B. C. D. 6. 空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。则在t=0到的时间间隔内()A. 圆环所受安培力的方向始终不变B. 圆环中的感应电流始终沿逆时针方向C. 圆环中的感应电动势大小为D. 圆环中的感应电流大小为7. 如图所示，将长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的“V”形，并置于与其所在平面垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中。若“V”形导线所受的安培力大小为F，则该直导线中通过的电流大小为()A. B. C. D. 8. 固定在匀强磁场中正方形导线框abcd，边长为l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线。磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段与ab段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示。若PQ以恒定的速度v从ad滑向bc，当其滑过l的距离时，通过aP段电阻的() A. 电流大小为，方向由P到aB. 电流大小为，方向由a到PC. 电流大小为，方向由P到aD. 电流大小为，方向由a到P二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 关于世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)的说法正确的是()A. “人造太阳”的核反应方程是HH HeB. “人造太阳”的核反应方程是 Kr3C. “人造太阳”核能大小的计算公式是E mc2D. “人造太阳”释放的能量大小的计算公式是10. 将一只踩扁的乒乓球放到热水中，乒乓球会恢复原形，则在乒乓球恢复原形的过程中，球内气体()A. 吸收的热量等于其增加的内能B. 分子平均动能变大C. 吸收的热量大于其增加的内能D. 对外做的功大于其吸收的热量11. 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有A. 改用红光作为入射光B. 改用蓝光作入射光C. 增大双缝到屏的距离D. 增大双缝之间的距离12. 如图，水平放置挡板上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子垂直于挡板从板上的小孔射入磁场，另一带电粒子垂直于磁场且与挡板成角射入磁场，、初速度大小相等，两粒子恰好都打在板上同一点(图中未标出)。不计重力，下列说法正确的是()A. 、的电性一定相同B. 、的比荷(荷质比)之比为C. 若在点左侧，则在磁场中运动时间比长D. 若在点右侧，则在磁场中运动路程比长三、非选择题：共52分。13. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，如图所示，某同学，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在直线aa和bb(图中并未直接画的出具体位置)。O为直线AO与aa的交点，在直线AO上竖直地插上、两枚大头针。(1)该同学接下来要完成的必要步骤有_。A插上大头针，使仅挡住的像B插上大头针，使挡住的像和的像C插上大头针，使仅挡住D插上大头针，使挡住和、的像(2)过、作直线交bb于O，过O作垂直于bb的直线NN，连接OO。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率n=_。(3)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa和bb间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值_准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。14. 如图所示，图甲为热敏电阻的图像，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一简易温控开关，继电器的电阻为。当继电器电流超过10mA时，衔铁吸合，加热器停止加热，实现温控。为继电器线圈供电的电池E的内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。(1)提供以下实验器材：电源，电源，滑动变阻器，滑动变阻器，为使该装置实现对2060 之间任意温度的控制，电源应选_(填“”或“”)；滑动变阻器应选_(填“”或“”)。(2)为了实现恒温箱系统保持温度为40 ，实验时进行了以下操作：断开开关，滑动变阻器调节至_(填“最大”或“最小”)，需将电阻箱调到一固定的阻值_；将单刀双掷开关向c端闭合；缓慢调节滑动变阻器的阻值观察到继电器的衔铁恰好被吸合；保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷开关向另一端闭合，恒温箱系统正常工作；(3)若恒温箱系统要保持温度为40 ，则需把滑动变阻器调节到_；若恒温箱系统要保持温度为35 ，则滑动变阻器正常工作时须向_(填“左”或“右”)移动滑动触头。15. 如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则电压表的示数为_V，在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数_(填“变大”“变小”或“不变”)。 16. 如图，单匝矩形线圈电阻为R，边长分别是l1和l2。在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。从图示位置开始计时，则线圈中电流的瞬时表达式i=_。 17. 如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射。设空气中的光速为c。已知。则玻璃的折射率为_，光由B到N经历的时间为_。 18. 质量为、长为的直导线用两等长绝缘细线水平悬挂于。导线中通以如图所示方向的电流，导线保持静止，悬线与竖直方向夹角为，匀强磁场方向沿悬线向下，重力加速度为。则磁感应强度大小_。 19. 工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔，墙壁导热性能良好。(1)空腔内气体的温度变化范围为，问空腔内气体的最小压强与最大压强之比；(2)填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的汽缸连通，形成密闭空间。当汽缸内气体体积为时，传感器的示数为。将活塞缓慢下压，汽缸内气体体积为时，传感器的示数为。求该空腔的容积。20. 如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置，间距为d的平行金属板，R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值不计其它电阻。重力加速度为g。(1)调节，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率；(2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。 21. 实验室筛选带电粒子的装置如图。加速器M、N两板中心开有小孔，板间电压为。速度选择器中，磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B1，电场方向未画出。圆心为O，半径为R的绝缘圆筒，圆筒内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，圆筒横截面有三个等间距的小孔A、B、C。一带电量为+q，质量为m的粒子(重力不计)，由静止经过加速器加速后恰能沿直线通过速度选择器，最终从A孔正对圆心O射入圆筒。求：(1)速度选择器中电场强度的大小(2)若粒子进入绝缘圆筒后，直接从B点射出，则圆筒内的磁感应强度为多大？(3)为了使粒子从B点射出后能从C点返回筒内，可在圆筒外PQ直线右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。若粒子在运动中与圆筒壁碰撞，以原速率反弹。求可能的大小。 2022学年第二学期天河区期末考试高二物理本试卷共6页，满分为100分，考试用时75分钟。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1. 大理石是家居装修常用的石材，它有一定的辐射，其辐射源主要是石材中的氡元素。已知氡核衰变方程为，则以下说法正确的是()A. 一个核含有134个质子B. Y射线是穿透力最强的一种放射性射线C. Po核比Rn核的比结合能大D. 经高温煅烧后石材中的氢半衰期会缩短【答案】C【解析】【详解】A一个核含有84个质子，134个中子，A错误；B由核衰变方程电荷数守恒和质量数守恒，可得Y为粒子，它的穿透力最差，故B错误；CPo核比Rn核稳定，所以Po核比Rn核的比结合能大，C正确；D原子核的半衰期只与原子核本身有关，用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期，故D错误。故选C。2. 如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块( )A. 在P和Q中都做自由落体运动B. 在两个下落过程中的机械能都守恒C. 在P中的下落时间比在Q中的长D. 落至底部时在P中速度比在Q中的大【答案】C【解析】【详解】试题分析：当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，因磁场，从而产生安培阻力，而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，故A错误；由A选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故B错误；在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故C正确；根据动能定理可知，因安培阻力，导致产生热能，则至底部时在P中的速度比在Q中的小，故D错误故选C考点：电磁感应3. 有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光。可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为() A. 红色B. 黄色C. 绿色D. 青色【答案】A【解析】【详解】根据题意可知，钠原子从激发态跃迁回基态有锂原子从激发态跃迁回基态有联立可得根据图乙可知锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为红色。故选A。4. 某国产直升机在我国某地上空悬停，长度为L的导体螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动(俯视)，转动角速度为。该处地磁场的水平分量为，竖直分量为。叶片的近轴端为a，远轴端为b。忽略转轴的尺寸，则叶片中感应电动势为( )A. ，a端电势高于b端电势B. ，a端电势低于b端电势C. ，a端电势高于b端电势D. ，a端电势低于b端电势【答案】D【解析】【详解】我国某地上空地磁场方向有向下的分量，大小为，当螺旋桨叶片在水平面内顺时针匀速转动(俯视)时，根据右手定则可知，a端电势低于b端电势；大小为故选D。5. 质谱仪可以用来分析同位素。如图所示，在容器A中有互为同位素的两种原子核，它们可从容器A下方的小孔无初速度飘入加速电场，经小孔垂直进入匀强磁场，分别打到M、N两点，距离分别为则分别打到M、N的原子核质量之比为( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】设原子核的质量为m，电荷量为q，进入磁场时的速度大小为v，则粒子在电场中加速的过程，由动能定理得得速度为在磁场中，洛伦兹力提供向心力代入速度得由题知，因此有得原子核质量之比为6. 空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN所示，一硬质细导线的电阻率为、横截面积为S，将该导线做成半径为r的圆环固定在纸面内，圆心O在MN上。t=0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B随时间t的变化关系如图(b)所示。则在t=0到的时间间隔内()A. 圆环所受安培力的方向始终不变B. 圆环中的感应电流始终沿逆时针方向C. 圆环中的感应电动势大小为D. 圆环中的感应电流大小为【答案】D【解析】【详解】AB、根据B-t图像，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针；在t0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向在t0时刻发生变化，t=0至时段，安培力向左，至时段，安培力向右，故AB错误；CD、由闭合电路欧姆定律得又根据法拉第电磁感应定律得由电阻定律得联立得故C错误，D正确。故选D。7. 如图所示，将长为2L的直导线折成边长相等、夹角为60°的“V”形，并置于与其所在平面垂直的、磁感应强度为B的匀强磁场中。若“V”形导线所受的安培力大小为F，则该直导线中通过的电流大小为()A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】根据题意，由图可知，导线的有效长度为该形通电导线受到安培力大小解得故选C。8. 固定在匀强磁场中的正方形导线框abcd，边长为l，其中ab是一段电阻为R的均匀电阻丝，其余三边均为电阻可忽略的铜线。磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。现有一段与ab段的材料、粗细、长度均相同的电阻丝PQ架在导线框上，如图所示。若PQ以恒定的速度v从ad滑向bc，当其滑过l的距离时，通过aP段电阻的() A. 电流大小为，方向由P到aB. 电流大小为，方向由a到PC. 电流大小为，方向由P到aD. 电流大小为，方向由a到P【答案】A【解析】【详解】PQ右移切割磁感线，产生感应电动势，相当于电源，外电路由Pa与Pb并联而成，PQ滑过时的等效电路如图所示 PQ切割磁感线产生的感应电动势大小为E=Blv方向由Q指向P，外电路总电阻为电路总电流为aP段电流大小方向由P到a。故选A。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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. 关于世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)的说法正确的是()A. “人造太阳”的核反应方程是HH HeB. “人造太阳”的核反应方程是 Kr3C. “人造太阳”核能大小的计算公式是E mc2D. “人造太阳”释放的能量大小的计算公式是【答案】AD【解析】【分析】【详解】AB“人造太阳”是根据核聚变反应制造的，其核反应方程是HH HeA正确，B错误。CD根据爱因斯坦质能方程可知，“人造太阳”释放的能量的计算式为C错误，D正确。故选AD。10. 将一只踩扁的乒乓球放到热水中，乒乓球会恢复原形，则在乒乓球恢复原形的过程中，球内气体()A. 吸收的热量等于其增加的内能B. 分子平均动能变大C. 吸收的热量大于其增加的内能D. 对外做的功大于其吸收的热量【答案】BC【解析】【详解】将踩扁的乒乓球放到热水中，球内气体温度升高，分子平均动能变大，内能增大，球内气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，且有，故选BC。11. 在双缝干涉实验中，某同学用黄光作为入射光，为了增大干涉条纹的间距，该同学可以采用的方法有A. 改用红光作为入射光B. 改用蓝光作为入射光C. 增大双缝到屏的距离D. 增大双缝之间的距离【答案】AC【解析】【详解】光的干涉现象中，条纹间距公式，即干涉条纹间距与入射光的波长成正比，与双缝到屏的距离成正比，与双缝间距离成反比，红光波长大于黄光波长，则条纹间距增大，故A正确；蓝光波长小于黄光波长，则条纹间距减小，故B错误；增大双缝到屏的距离，条纹间距增大，故C正确；增大双缝之间的距离，条纹间距减小故D错误12. 如图，水平放置的挡板上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子垂直于挡板从板上的小孔射入磁场，另一带电粒子垂直于磁场且与挡板成角射入磁场，、初速度大小相等，两粒子恰好都打在板上同一点(图中未标出)。不计重力，下列说法正确的是()A. 、的电性一定相同B. 、的比荷(荷质比)之比为C. 若在点左侧，则在磁场中运动时间比长D. 若在点右侧，则在磁场中运动路程比长【答案】ABD【解析】【分析】【详解】A根据题意可知，两粒子在磁场中的偏转方向相同，所以根据左手定则可知，两粒子的电性相同，故A正确；BCD令两粒子都带正电，粒子的运动轨迹如图所示，点在点的左侧，根据几何知识有因为所以粒子做圆周运动的半径为则根据图形可知，该种情况下粒子做圆周运动的路程小于粒子的路程，根据可知，、两粒子速度相等，粒子的路程小于粒子的路程，所以粒子的运动时间小于粒子；当两粒子都带负电时，两粒子的运动轨迹如图所示，点在点的右侧，根据几何知识有则根据图形可知，该种情况下粒子做圆周运动的路程大于粒子的路程，故BD正确，C错误。故选ABD。三、非选择题：共52分。13. 在“测定玻璃的折射率”的实验中，如图所示，某同学，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面所在直线aa和bb(图中并未直接画的出具体位置)。O为直线AO与aa的交点，在直线AO上竖直地插上、两枚大头针。(1)该同学接下来要完成的必要步骤有_。A插上大头针，使仅挡住的像B插上大头针，使挡住的像和的像C插上大头针，使仅挡住D插上大头针，使挡住和、的像(2)过、作直线交bb于O，过O作垂直于bb的直线NN，连接OO。测量图中角和的大小。则玻璃砖的折射率n=_。(3)如图所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa和bb的间距画得过宽。若其他操作正确，则折射率的测量值_准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。【答案】 . BD#DB . . 小于【解析】【详解】(1)1确定P3和P4的位置，使P3挡住P1和P2，使P4挡住P1、P2、P3。故选BD。(2)2光从玻璃砖到空气，玻璃砖的折射率为(3)3如图这种做法使出射光线对应的入射角偏大，折射角不变，故折射率测量值小于真实值。14. 如图所示，图甲为热敏电阻的图像，图乙为用此热敏电阻和继电器组成的一简易温控开关，继电器的电阻为。当继电器电流超过10mA时，衔铁吸合，加热器停止加热，实现温控。为继电器线圈供电的电池E的内阻不计。图中的“电源”是恒温箱加热器的电源。(1)提供以下实验器材：电源，电源，滑动变阻器，滑动变阻器，为使该装置实现对2060 之间任意温度的控制，电源应选_(填“”或“”)；滑动变阻器应选_(填“”或“”)。(2)为了实现恒温箱系统保持温度为40 ，实验时进行了以下操作：断开开关，滑动变阻器调节至_(填“最大”或“最小”)，需将电阻箱调到一固定的阻值_；将单刀双掷开关向c端闭合；缓慢调节滑动变阻器的阻值观察到继电器的衔铁恰好被吸合；保持滑动变阻器的位置不变，将单刀双掷开关向另一端闭合，恒温箱系统正常工作；(3)若恒温箱系统要保持温度为40 ，则需把滑动变阻器调节到_；若恒温箱系统要保持温度为35 ，则滑动变阻器正常工作时须向_(填“左”或“右”)移动滑动触头。【答案】 . E1 . R2 . 最大 . 60 . 180 . 左【解析】【详解】(1)12为使该装置实现对2060 之间任意温度的控制，滑动变阻器的最大阻值必定大于热敏电阻的电阻变化，故滑动变阻器选用；又有继电器电阻电路中的电流计算可知，若选用的电源，电路中的最小电流仍大于10 mA，无法实现温控功能，而的电源可以满足实验要求，故选用电源；(2)34将滑动变阻器调节至最大，起保护作用，由题图甲可知40 时热敏电阻对应阻值为，因此需将电阻箱阻值调到；(3)56当恒温箱内的温度保持40 ，应调节滑动变阻器R的阻值，使电流达到10 mA，由闭合电路欧姆定律得即即滑动变阻器R的阻值应调节为；恒温箱系统要保持温度为35，热敏电阻阻值变大，滑动变阻器R的阻值须变小，即向左移动滑动触头。15. 如图所示，R是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则电压表的示数为_V，在天逐渐变黑的过程中，电流表A1的示数_(填“变大”“变小”或“不变”)。 【答案】 . 22 . 变小【解析】【详解】1依题意，交变电流的电压有效值为根据理想变压器原副线圈电压比与匝数比的关系，可得解得2依题意，在天逐渐变黑的过程中光敏电阻的阻值将增大，由欧姆定律，可得易知副线圈电流将减小，根据可知原线圈电流随之减小，即电流表A1的示数变小。16. 如图，单匝矩形线圈电阻为R，边长分别是l1和l2。在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动。从图示位置开始计时，则线圈中电流的瞬时表达式i=_。 【答案】【解析】【详解】由于线圈绕着垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，图示位置开始计时，则线圈处于中性面的垂直面位置，此时磁通量最小，电动势最大，即此时电动势为则电流的瞬时表达式17. 如图所示，一玻璃球体的半径为R，O为球心，AB为直径。来自B点的光线BM在M点射出，出射光线平行于AB，另一光线BN恰好在N点发生全反射。设空气中的光速为c。已知。则玻璃的折射率为_，光由B到N经历的时间为_。 【答案】 . . 【解析】【详解】1设光线BM在M点的入射角为，折射角为，由几何关系可知，根据折射定律得代入数据得2光线BN恰好在N点发生全反射，则为临界角C，根据由几何关系可知又因为光在该玻璃球内的传播速度为光由B到N经历的时间为联立求得18. 质量为、长为的直导线用两等长绝缘细线水平悬挂于。导线中通以如图所示方向的电流，导线保持静止，悬线与竖直方向夹角为，匀强磁场方向沿悬线向下，重力加速度为。则磁感应强度大小_。 【答案】【解析】【详解】1根据题意，由左手定则可知，直导线所受安培力的方向垂直悬线向上，对直导线受力分析，如图所示 由平衡条件有又有联立解得19. 工人浇筑混凝土墙壁时，内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔，墙壁导热性能良好。(1)空腔内气体的温度变化范围为，问空腔内气体的最小压强与最大压强之比；(2)填充空腔前，需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔，用细管将空腔和一个带有气压传感器的汽缸连通，形成密闭空间。当汽缸内气体体积为时，传感器的示数为。将活塞缓慢下压，汽缸内气体体积为时，传感器的示数为。求该空腔的容积。【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)以空腔内的气体为研究对象，最低温度时，压强，；最高温度时，压强，；根据查理定律可知解得(2)设空腔的体积为，汽缸的容积为，以整个系统内的气体为研究对象，则未下压时气体的压强，体积，下压后气体的压强，体积，根据波意耳定律解得20. 如图所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上。导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置，间距为d的平行金属板，R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值不计其它电阻。重力加速度为g。(1)调节，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率；(2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。 【答案】(1)，；(2)【解析】【详解】(1)导体棒匀速下滑时，根据力的平衡有解得设导体棒产生的感应电动势为，则由闭合电路欧姆定律得联立解得(2)由可知，改变，电流不变，设带电微粒在金属板间匀速通过时，板间电压为U，电场强度大小为E，有联立解得21. 实验室筛选带电粒子的装置如图。加速器M、N两板中心开有小孔，板间电压为。速度选择器中，磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B1，电场方向未画出。圆心为O，半径为R的绝缘圆筒，圆筒内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，圆筒横截面有三个等间距的小孔A、B、C。一带电量为+q，质量为m的粒子(重力不计)，由静止经过加速器加速后恰能沿直线通过速度选择器，最终从A孔正对圆心O射入圆筒。求：(1)速度选择器中电场强度的大小(2)若粒子进入绝缘圆筒后，直接从B点射出，则圆筒内的磁感应强度为多大？(3)为了使粒子从B点射出后能从C点返回筒内，可在圆筒外PQ直线右侧加一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为。若粒子在运动中与圆筒壁碰撞，以原速率反弹。求可能的大小。 【答案】(1)；(2)；(3)，n=1，2，3【解析】【详解】(1)经加速电场有解得经速度选择器有qE=qvB1解得(2)粒子从A入射，直接从B出射，则运动轨迹如图 由几何关系可知=30°得则对粒子有解得(3)粒子在圆筒外可能的运动轨迹如图 由几何关系可知，n=1，2，3，粒子运动半径r=Rtan根据牛顿第二定律有解得，n=1，2，3