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【高考真题】2022年高考物理真题试卷（海南卷）（缺第6题和第12题）
一、单选题
1．（2022·福建）在冰上接力比赛时，甲推乙的作用力是，乙对甲的作用力是，则这两个力（ ）
A．大小相等，方向相反 B．大小相等，方向相同
C．的冲量大于的冲量 D．的冲量小于的冲量
2．（2022·福建）下列属于衰变的是（）
A．
B．
C．
D．
3．（2022·福建）如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1：3。当细光束以的入射角射入球中，其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为（ ）
A． B．1.5 C． D．2
4．（2022·福建）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（）
A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4
5．（2022·福建）一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度从如图所示的位置开始，在匀强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（）
A．
B．
C．
D．
6．（2022·福建）有一个辐向分布的电场，距离O相等的地方电场强度大小相等，有一束粒子流通过电场，又垂直进入一匀强磁场，则运动轨迹相同的粒子，它们具有相同的（）
A．质量 B．电量 C．比荷 D．动能
7．（2022高一上·金坛期中）我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为，不计石块间的摩擦，则为（ ）
A． B． C．1 D．2
二、多选题
8．（2022·福建）某带电体周围的电场线和等势面如图所示，设A点的电场强度为，电势为，B点的电场强度为，电势为，则有（ ）
A． B． C． D．
9．（2022·福建）火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分别是（ ）
A． B． C． D．
10．（2022·福建）一群处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，则（ ）
A．需要向外吸收能量
B．共能放出6种不同频率的光子
C．向跃迁发出的光子频率最大
D．向跃迁发出的光子频率最大
11．（2022·福建）如图，带正电的物块A放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与B相连，A处在水平向左的匀强电场中，，从O开始，A与桌面的动摩擦因数随x的变化如图所示，取O点电势能为零，A、B质量均为，B离滑轮的距离足够长，则（ ）
A．它们运动的最大速度为
B．它们向左运动的最大位移为
C．当速度为时，A的电势能可能是
D．当速度为时，绳子的拉力可能是
三、实验题
12．（2022·福建）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图所示，则：
（1）a、b分别是（ ）
A．单缝和双缝 B．双缝和单缝 C．单缝和单缝 D．双缝和双缝
（2）如果双缝间距是d，双缝到毛玻璃的距离是L，第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则光的波长是 。（用x、d、L表示）
13．（2022·福建）完成下题
（1）用如图所示的装置研究平抛物体的运动规律，击打弹片时，A做平抛运动，B做自由落体。经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是： 。
（2）以A的抛出点做为坐标原点，建立直角坐标系，如图所示，设从，从，从的时间分别是、、，则这三个时间是否相等 。（选填“相等”或“不相等”）
物体平抛的初速度是多少 （用x、h、g表示）
14．（2022·福建）现要测量一个满偏电流的表头内阻并改装成量程为的电流表，如图所示。
（1）先闭合开关，再调整滑动变阻器，使电流表A的示数为，电流表G的示数如图所示，则流过G的电流是 。若，则 ；
（2）给G并联一个的电阻进行校准时，当电流表G的示数为时，标准电流表A的示数为，则改装之后的电流表实际量程是 ；
（3）若要把它改装成量程为的电流表，还需要在两边并联一个 的电阻。
四、解答题
15．（2022·福建）足够长的玻璃管水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则：
（1）空气柱是吸热还是放热？空气柱长度变为多少？
（2）当气体温度变为时，空气柱长度又是多少？
16．（2022·福建）有一个角度可变的轨道，当倾角为时，A恰好匀速下滑，现将倾角调为，从高为h的地方从静止下滑，过一段时间无碰撞地进入光滑水平面，与B发生弹性正碰，B被一根绳子悬挂，与水平面接触但不挤压，碰后B恰好能做完整的圆周运动，已知A的质量是B质量的3倍，求：
（1）A与轨道间的动摩擦因数；
（2）A与B刚碰完B的速度？绳子的长度L？
17．（2022·福建）光滑的水平长直轨道放在匀强磁场中，轨道宽，一导体棒长也为，质量，电阻，它与导轨接触良好。当开关与a接通时，电源可提供恒定的电流，电流方向可根据需要进行改变，开关与b接通时，电阻，若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成，求：
（1）当棒中电流由M流向N时，棒的加速度的大小和方向是怎样的；
（2）当开关始终接a，要想在最短时间内使棒向左移动而静止，则棒的最大速度是多少；
（3）要想棒在最短时间内向左移动而静止，则棒中产生的焦耳热是多少。
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】牛顿第三定律；冲量
【解析】【解答】AB.根据牛顿第三定律可知，F1和F2是作用力和发作用力，大小相等、方向相反，故A符合题意，B不符合题意；
CD.由于F1和F2大小相等，作用时间相等，所以两力的冲量大小相等，方向相反，故CD均不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据牛顿第三定律和冲量定义分析判断。
2．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变；核裂变
【解析】【解答】A. 放出a粒子，是a衰变，故A不符合题意；
B.是原子核的人工转变，故B不符题意；
C.释放出（）粒子，是衰变，故C符合题意；
D.属于裂变，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据衰变和衰变的特点分析判断。
3．【答案】B
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】设折射角为，内圆半径为r，外圆半径为R，则，所以折射率，故B符合题意，ACD均不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据半径关系结合三角函数求解折射角的大小，再结合折射定律求解折射率。
4．【答案】C
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】由图可知，，根据得，故C符合题意，ABD均不符合题意。
故答案为：C
【分析】由图像得出周期之比，根据求解。
5．【答案】A
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】线圈转动产生的感应电动势的最大值为，线框从与中性面垂直位置开始计时，则产生的感应电动势的瞬时值表达式为，故A符合题意，BCD均不符合题意。
故答案为：A
【分析】线圈转动产生感应电动势，根据求出最大值，从与中性面垂直位置开始计时即可求解。
6．【答案】C
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】带电粒子在辐射电场中做圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律有，带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有，解得：，，运动轨迹相同的粒子半径相同，所以它们具有相同的速度和比荷，故C符合题意，ABD均不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据牛顿第二定律得出半径的表达式，运动轨迹相同的粒子半径相同，分析出运动轨迹得特点。
7．【答案】D
【知识点】受力分析的应用；力的合成；共点力的平衡
【解析】【解答】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为 ，每块石块对应的圆心角为 ，对第 块石块受力分析如图
结合力的合成可知
对第2块和第三块石块整体受力分析如图
解得
故答案为：D。
【分析】对第3块和23块石块分别进行受力分析，根据力的合成以及共点力平衡得出25的质量和34 质量的比值。
8．【答案】B,D
【知识点】等势面
【解析】【解答】AB.电场线的疏密程度表示电场强度的大小，B点电场线更密集，场强更大，故A不符合题意，B符合题意；
CD.电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，由图可知，B点所在的等势面电势更高，故C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面。
9．【答案】B,C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力有：，解得，所以；星球表面重力与万有引力相等有：，解得，所以，故BC符合题意，AD不符合题意。
故答案为：BC
【分析】根据万有引力提供向心力和万有引力与星球表面重力相等分别列式分析第一宇宙速度和重力加速度。
10．【答案】B,D
【知识点】氢原子光谱
【解析】【解答】A.氢原子从高能级向低能级跃迁，对外释放能量，故A不符合题意；
B.根据可知，共能放出6种不同频率的光子，故B符合题意；
CD.根据可知，从向跃迁发出的光子能量最大，光频率最大，故C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】氢原子从高能级向低能级跃迁，释放能量；根据求放出不同频率光子的种类；根据分析判断。
11．【答案】A,C,D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A.当加速度为零时速度最大，对AB整体由平衡条件得：，解得：。由图像可知，，所以当时，，根据功能关系有：，解得，故A符合题意；
B.向左运动达最大位移时，速度为零，设最大位移为xm，根据功能关系有，解得：，故B不符合题意；
C.当时，根据功能关系有，解得，。A的电势能或，故C符合题意；
D.当时，，。对AB整体，由牛顿第二定律有，对B，由牛顿第二定律有，联立解得，，故D符合题意。
故答案为：ACD
【分析】当系统所受合力为零时速度最大，根据平衡条件与功能关系求出最大速度；当A运动到最大位移处时速度为零，根据功能关系求出最大位移；根据功能关系求出速度为时A的位移，然后分析求解。
12．【答案】（1）A
（2）
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）根据实验装置的摆放特点可知，a、b分别是单缝合双缝，故A符合题意，B不符合题意；
（2）由题意知，，根据得。
故答案为：（1）A；（2）
【分析】（1）实验原理，结合实验操作要求，即可判断；
（2）根据求解。
13．【答案】（1）做平抛运动的物体，在竖直方向上是自由落体运动
（2）相等；
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1） 经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是平抛运动在竖直方向上的运动为自由落体运动；
（2）A为抛出点，竖直方向上，所以；竖直方向上由得，水平方向由得。
故答案为：（1）平抛运动在竖直方向上的运动为自由落体运动；（2）相等
【分析】 经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是平抛运动在竖直方向上的运动为自由落体运动；根据平抛运动竖直方向和水平方向的运动特点求解。
14．【答案】（1）；
（2）
（3）18
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】（1）电流表G的量程为，分度值为，需要估读到下一位，所以读数为；根据得。
（2）根据得：。设改装后的量程为I1，则，解得：；
（3）若把它改装成量程为的电流表，则，解得：。
故答案为：（1） ；（2）；（3）18
【分析】（1）电流表G的量程为，分度值为，需要估读到下一位；根据求解；
（2）根据求得R1，再根据求I1；
（3）根据求得R2。
15．【答案】（1）解：以封闭气体为研究对象，气体做等温变化，设玻璃管横截面积为 ，玻璃管水平时 ，
玻璃管竖起来后 ，
根据
解得
气体体积减小，外界对气体做功，但其温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外放热；
（2）解：空气柱长度为 ；由等压变化得
其中 ， ，
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）由题意可知发生等温变化，根据玻意耳定律和热力学第一定律求解；
（2）气体温度升高到360K过程做等压变化，根据盖吕-萨克定律求解。
16．【答案】（1）解：倾角为 时匀速运动，根据平衡条件有
得
（2）解：A从高为h的地方滑下后速度为 ，根据动能定理有
A与B碰撞后速度分别为 和 ，根据动量守恒、能量守恒有
B到达最高点速度为 ，根据牛顿第二定律有
根据能量守恒有
解得 ，
【知识点】动量守恒定律；共点力的平衡；牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）倾角为30°时，A恰好匀速下滑，根据平衡条件求出动摩擦力因数；
（2）由动能定理求出A从高为h的地方滑下后的速度，A与B碰撞过程利用动量守恒定律和机械能守恒定律求出碰撞后B的速度；利用牛顿第二定律求出B到达最高点的速度，根据能量守恒求出绳子的长度。
17．【答案】（1）解：当电流从M流向N时，由左手定则可判断安培力向右，故加速度方向向右。
根据牛顿第二定律有
代入数据可得
（2）解：开关始终接a时，电流N到M，经过时间 后电流变为M到N，再经时间 速度减为零，前 s，则有
后 s，则有
根据
联立解得
（3）解：先接a一段时间 ，电流由N到M，再接到b端一段时间 ，再接到a端一段时间 ，电流由M到N，最后接到b静止
第一段，则有 ， ，
第二段，则有由动量定理
且
则有
第二段末的加速度与第三段相同，则第三段，
又
解得 v＇=1m/s， ，
故
【知识点】电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】（1）由左手定则判断安培力的方向，根据牛顿第二定律求解加速度；
（2）根据速度-位移公式得出导体棒的最大速度；
（3）分阶段根据运动学公式和焦耳定律得出对应的热量，最后全部加起来即可。
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【高考真题】2022年高考物理真题试卷（海南卷）（缺第6题和第12题）
一、单选题
1．（2022·福建）在冰上接力比赛时，甲推乙的作用力是，乙对甲的作用力是，则这两个力（ ）
A．大小相等，方向相反 B．大小相等，方向相同
C．的冲量大于的冲量 D．的冲量小于的冲量
【答案】A
【知识点】牛顿第三定律；冲量
【解析】【解答】AB.根据牛顿第三定律可知，F1和F2是作用力和发作用力，大小相等、方向相反，故A符合题意，B不符合题意；
CD.由于F1和F2大小相等，作用时间相等，所以两力的冲量大小相等，方向相反，故CD均不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据牛顿第三定律和冲量定义分析判断。
2．（2022·福建）下列属于衰变的是（）
A．
B．
C．
D．
【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；原子核的人工转变；核裂变
【解析】【解答】A. 放出a粒子，是a衰变，故A不符合题意；
B.是原子核的人工转变，故B不符题意；
C.释放出（）粒子，是衰变，故C符合题意；
D.属于裂变，故D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据衰变和衰变的特点分析判断。
3．（2022·福建）如图为一用透明材料做成的中心是空的球，其中空心部分半径与球的半径之比为1：3。当细光束以的入射角射入球中，其折射光线刚好与内壁相切，则该透明材料的折射率为（ ）
A． B．1.5 C． D．2
【答案】B
【知识点】光的折射及折射定律
【解析】【解答】设折射角为，内圆半径为r，外圆半径为R，则，所以折射率，故B符合题意，ACD均不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据半径关系结合三角函数求解折射角的大小，再结合折射定律求解折射率。
4．（2022·福建）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（）
A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4
【答案】C
【知识点】单摆及其回复力与周期
【解析】【解答】由图可知，，根据得，故C符合题意，ABD均不符合题意。
故答案为：C
【分析】由图像得出周期之比，根据求解。
5．（2022·福建）一个有N匝的矩形线框，面积为S，以角速度从如图所示的位置开始，在匀强磁场B中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】线圈转动产生的感应电动势的最大值为，线框从与中性面垂直位置开始计时，则产生的感应电动势的瞬时值表达式为，故A符合题意，BCD均不符合题意。
故答案为：A
【分析】线圈转动产生感应电动势，根据求出最大值，从与中性面垂直位置开始计时即可求解。
6．（2022·福建）有一个辐向分布的电场，距离O相等的地方电场强度大小相等，有一束粒子流通过电场，又垂直进入一匀强磁场，则运动轨迹相同的粒子，它们具有相同的（）
A．质量 B．电量 C．比荷 D．动能
【答案】C
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【解答】带电粒子在辐射电场中做圆周运动，电场力提供向心力，根据牛顿第二定律有，带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有，解得：，，运动轨迹相同的粒子半径相同，所以它们具有相同的速度和比荷，故C符合题意，ABD均不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据牛顿第二定律得出半径的表达式，运动轨迹相同的粒子半径相同，分析出运动轨迹得特点。
7．（2022高一上·金坛期中）我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为，不计石块间的摩擦，则为（ ）
A． B． C．1 D．2
【答案】D
【知识点】受力分析的应用；力的合成；共点力的平衡
【解析】【解答】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为 ，每块石块对应的圆心角为 ，对第 块石块受力分析如图
结合力的合成可知
对第2块和第三块石块整体受力分析如图
解得
故答案为：D。
【分析】对第3块和23块石块分别进行受力分析，根据力的合成以及共点力平衡得出25的质量和34 质量的比值。
二、多选题
8．（2022·福建）某带电体周围的电场线和等势面如图所示，设A点的电场强度为，电势为，B点的电场强度为，电势为，则有（ ）
A． B． C． D．
【答案】B,D
【知识点】等势面
【解析】【解答】AB.电场线的疏密程度表示电场强度的大小，B点电场线更密集，场强更大，故A不符合题意，B符合题意；
CD.电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，由图可知，B点所在的等势面电势更高，故C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】电场线的疏密程度表示电场强度的大小，电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面。
9．（2022·福建）火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分别是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B,C
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力有：，解得，所以；星球表面重力与万有引力相等有：，解得，所以，故BC符合题意，AD不符合题意。
故答案为：BC
【分析】根据万有引力提供向心力和万有引力与星球表面重力相等分别列式分析第一宇宙速度和重力加速度。
10．（2022·福建）一群处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，则（ ）
A．需要向外吸收能量
B．共能放出6种不同频率的光子
C．向跃迁发出的光子频率最大
D．向跃迁发出的光子频率最大
【答案】B,D
【知识点】氢原子光谱
【解析】【解答】A.氢原子从高能级向低能级跃迁，对外释放能量，故A不符合题意；
B.根据可知，共能放出6种不同频率的光子，故B符合题意；
CD.根据可知，从向跃迁发出的光子能量最大，光频率最大，故C不符合题意，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】氢原子从高能级向低能级跃迁，释放能量；根据求放出不同频率光子的种类；根据分析判断。
11．（2022·福建）如图，带正电的物块A放在水平桌面上，利用细绳通过光滑的滑轮与B相连，A处在水平向左的匀强电场中，，从O开始，A与桌面的动摩擦因数随x的变化如图所示，取O点电势能为零，A、B质量均为，B离滑轮的距离足够长，则（ ）
A．它们运动的最大速度为
B．它们向左运动的最大位移为
C．当速度为时，A的电势能可能是
D．当速度为时，绳子的拉力可能是
【答案】A,C,D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】A.当加速度为零时速度最大，对AB整体由平衡条件得：，解得：。由图像可知，，所以当时，，根据功能关系有：，解得，故A符合题意；
B.向左运动达最大位移时，速度为零，设最大位移为xm，根据功能关系有，解得：，故B不符合题意；
C.当时，根据功能关系有，解得，。A的电势能或，故C符合题意；
D.当时，，。对AB整体，由牛顿第二定律有，对B，由牛顿第二定律有，联立解得，，故D符合题意。
故答案为：ACD
【分析】当系统所受合力为零时速度最大，根据平衡条件与功能关系求出最大速度；当A运动到最大位移处时速度为零，根据功能关系求出最大位移；根据功能关系求出速度为时A的位移，然后分析求解。
三、实验题
12．（2022·福建）在用双缝干涉测量光的波长的实验中，如图所示，则：
（1）a、b分别是（ ）
A．单缝和双缝 B．双缝和单缝 C．单缝和单缝 D．双缝和双缝
（2）如果双缝间距是d，双缝到毛玻璃的距离是L，第一条亮纹到第六条亮纹间距是x，则光的波长是 。（用x、d、L表示）
【答案】（1）A
（2）
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）根据实验装置的摆放特点可知，a、b分别是单缝合双缝，故A符合题意，B不符合题意；
（2）由题意知，，根据得。
故答案为：（1）A；（2）
【分析】（1）实验原理，结合实验操作要求，即可判断；
（2）根据求解。
13．（2022·福建）完成下题
（1）用如图所示的装置研究平抛物体的运动规律，击打弹片时，A做平抛运动，B做自由落体。经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是： 。
（2）以A的抛出点做为坐标原点，建立直角坐标系，如图所示，设从，从，从的时间分别是、、，则这三个时间是否相等 。（选填“相等”或“不相等”）
物体平抛的初速度是多少 （用x、h、g表示）
【答案】（1）做平抛运动的物体，在竖直方向上是自由落体运动
（2）相等；
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1） 经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是平抛运动在竖直方向上的运动为自由落体运动；
（2）A为抛出点，竖直方向上，所以；竖直方向上由得，水平方向由得。
故答案为：（1）平抛运动在竖直方向上的运动为自由落体运动；（2）相等
【分析】 经过多次实验发现两个小球总是同时落地，则得到的结论是平抛运动在竖直方向上的运动为自由落体运动；根据平抛运动竖直方向和水平方向的运动特点求解。
14．（2022·福建）现要测量一个满偏电流的表头内阻并改装成量程为的电流表，如图所示。
（1）先闭合开关，再调整滑动变阻器，使电流表A的示数为，电流表G的示数如图所示，则流过G的电流是 。若，则 ；
（2）给G并联一个的电阻进行校准时，当电流表G的示数为时，标准电流表A的示数为，则改装之后的电流表实际量程是 ；
（3）若要把它改装成量程为的电流表，还需要在两边并联一个 的电阻。
【答案】（1）；
（2）
（3）18
【知识点】表头的改装
【解析】【解答】（1）电流表G的量程为，分度值为，需要估读到下一位，所以读数为；根据得。
（2）根据得：。设改装后的量程为I1，则，解得：；
（3）若把它改装成量程为的电流表，则，解得：。
故答案为：（1） ；（2）；（3）18
【分析】（1）电流表G的量程为，分度值为，需要估读到下一位；根据求解；
（2）根据求得R1，再根据求I1；
（3）根据求得R2。
四、解答题
15．（2022·福建）足够长的玻璃管水平放置，用长的水银封闭一段长为的空气柱，大气压强为，环境温度为，将玻璃管缓慢顺时针旋转到竖直，则：
（1）空气柱是吸热还是放热？空气柱长度变为多少？
（2）当气体温度变为时，空气柱长度又是多少？
【答案】（1）解：以封闭气体为研究对象，气体做等温变化，设玻璃管横截面积为 ，玻璃管水平时 ，
玻璃管竖起来后 ，
根据
解得
气体体积减小，外界对气体做功，但其温度不变，内能不变，根据热力学第一定律可知气体向外放热；
（2）解：空气柱长度为 ；由等压变化得
其中 ， ，
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等压变化及盖-吕萨克定律
【解析】【分析】（1）由题意可知发生等温变化，根据玻意耳定律和热力学第一定律求解；
（2）气体温度升高到360K过程做等压变化，根据盖吕-萨克定律求解。
16．（2022·福建）有一个角度可变的轨道，当倾角为时，A恰好匀速下滑，现将倾角调为，从高为h的地方从静止下滑，过一段时间无碰撞地进入光滑水平面，与B发生弹性正碰，B被一根绳子悬挂，与水平面接触但不挤压，碰后B恰好能做完整的圆周运动，已知A的质量是B质量的3倍，求：
（1）A与轨道间的动摩擦因数；
（2）A与B刚碰完B的速度？绳子的长度L？
【答案】（1）解：倾角为 时匀速运动，根据平衡条件有
得
（2）解：A从高为h的地方滑下后速度为 ，根据动能定理有
A与B碰撞后速度分别为 和 ，根据动量守恒、能量守恒有
B到达最高点速度为 ，根据牛顿第二定律有
根据能量守恒有
解得 ，
【知识点】动量守恒定律；共点力的平衡；牛顿第二定律；动能定理的综合应用
【解析】【分析】（1）倾角为30°时，A恰好匀速下滑，根据平衡条件求出动摩擦力因数；
（2）由动能定理求出A从高为h的地方滑下后的速度，A与B碰撞过程利用动量守恒定律和机械能守恒定律求出碰撞后B的速度；利用牛顿第二定律求出B到达最高点的速度，根据能量守恒求出绳子的长度。
17．（2022·福建）光滑的水平长直轨道放在匀强磁场中，轨道宽，一导体棒长也为，质量，电阻，它与导轨接触良好。当开关与a接通时，电源可提供恒定的电流，电流方向可根据需要进行改变，开关与b接通时，电阻，若开关的切换与电流的换向均可在瞬间完成，求：
（1）当棒中电流由M流向N时，棒的加速度的大小和方向是怎样的；
（2）当开关始终接a，要想在最短时间内使棒向左移动而静止，则棒的最大速度是多少；
（3）要想棒在最短时间内向左移动而静止，则棒中产生的焦耳热是多少。
【答案】（1）解：当电流从M流向N时，由左手定则可判断安培力向右，故加速度方向向右。
根据牛顿第二定律有
代入数据可得
（2）解：开关始终接a时，电流N到M，经过时间 后电流变为M到N，再经时间 速度减为零，前 s，则有
后 s，则有
根据
联立解得
（3）解：先接a一段时间 ，电流由N到M，再接到b端一段时间 ，再接到a端一段时间 ，电流由M到N，最后接到b静止
第一段，则有 ， ，
第二段，则有由动量定理
且
则有
第二段末的加速度与第三段相同，则第三段，
又
解得 v＇=1m/s， ，
故
【知识点】电磁感应中的电路类问题
【解析】【分析】（1）由左手定则判断安培力的方向，根据牛顿第二定律求解加速度；
（2）根据速度-位移公式得出导体棒的最大速度；
（3）分阶段根据运动学公式和焦耳定律得出对应的热量，最后全部加起来即可。
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