广西省玉林市2022-2023学年第二学期高二期中物理试题（含解析）

广西玉林市2022-2023学年第二学期高二期中
物理试题
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共10小题，共30分）
1. 下面的表格是某年某地区月份的气温与气压对照表：
月份
平均气温
平均大气压
根据表数据可知：该年该地区从月份到月份( )
A. 空气分子热运动的剧烈程度呈减弱的趋势
B. 速率大的空气分子所占比例逐渐增加
C. 单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈增加的趋势
D. 单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量呈增加的趋势
2. 如图所示，甲分子固定在坐标原点，乙分子位于轴上，甲分子对乙分子的作用力与两分子间距离的关系如图申曲线所示．表示斥力，表示引力，、、、为轴上四个特定的位置，现把乙分子从处由静止释放，则下列选项中的图分别表示乙分子的速度、加速度、势能、动能与两分子间距离的关系，其中可能正确的是
A. B.
C. D.
3. 气体的分子都在做无规则的运动，但大量分子的速率分布却有一定的规律性，如图所示，下列说法正确的是( )
A. 在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，其余少数分子的速率都小于该数值
B. 高温状态下每个分子的速率大于低温状态下所有分子的速率
C. 高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大
D. 高温状态下大多数分子对应的速率小于低温状态下大多数分子对应的速率
4. 一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是( )
A. 过程中，气体体积变大，温度降低
B. 过程中，气体温度不变，体积变小
C. 过程中，气体体积变小，压强增大
D. 过程中，气体压强增大，温度升高
5. 图甲是浇花的一种喷壶，图乙是喷壶的切面图，假设喷壶中装有一部分酒精但未装满，里面有一部分大气压为的空气。现将喷壶的盖盖好并密封阀门后，再通过打气筒向喷壶内充入一部分大气压也为的气体，并保持阀门关闭，假设此充气过程中壶内气体温度保持不变。研究的气体可视为理想气体，不考虑酒精的蒸发，下列说法正确的是( )
A. 壶内充入气体，壶内气体的分子的平均动能增加
B. 阀门打开后喷嘴中有雾状酒精喷出是由于瓶内酒精分子存在斥力
C. 阀门打开后壶内气体的压强不断减小
D. 从喷壶中喷出的酒精水雾飘在空中后，水雾的运动为布朗运动
6. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A. 时矩形金属线框平面与磁感线平行
B. 该交变电流的电动势的有效值为
C. 该交变电流的电动势的瞬时值表达式为
D. 电动势瞬时值为时，矩形金属线框平面与中性面的夹角为
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，是原线圈的中心抽头，副线圈接理想电压表和理想电流表．在原线圈、两端加上的交变电压，则 ( )
A. 开关与连接时，电压表的示数为
B. 开关与连接时，滑动变阻器触头向上移动，电压表示数变小
C. 开关与连接时，滑动变阻器触头向下移动，电流表示数变小
D. 变阻器不变，当单刀双掷开关由扳向时，输入功率不变
8. 如图甲、乙、丙中，除导体棒可动外，其余部分均固定不动，甲图中的电容器原来不带电。设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略，导体棒和导轨间的摩擦也不计，图中装置均在水平面内，且都处于方向垂直水平面即纸面向里的匀强磁场中，导轨足够长。现给导体棒一个向右的初速度，在图甲、乙、丙三种情形下关于导体棒的运动状态，下列说法正确的是( )
A. 图甲中，棒先做匀减速运动，最终做匀速运动
B. 图乙中，棒先做加速度越来越大的减速运动，最终静止
C. 图丙中，棒先做初速度为变减速运动，然后做变加速运动，最终做匀速运动
D. 三种情形下导体棒最终都匀速
9. 如图所示，一束带电离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入匀强磁场中并分裂为、两束，下列说法中正确的是( )
A. 组成束和束的离子都带负电 B. 束离子的比荷大于束离子的比荷
C. 速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 D. 组成束和束的离子质量一定不同
10. 如图所示，内壁光滑的绝热汽缸深度，固定在水平地面上，汽缸内有一厚度可忽略不计的活塞封闭了一定质量的理想气体。开始时汽缸内气体长，压强。现在活塞上施加一水平外力缓慢拉动活塞至处，此过程中不漏气，则此时气体的压强( )
A. 等于 B. 小于 C. 大于 D. 以上都有可能
二、多选题（本大题共5小题，共20分）
11. 如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为、质量为的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为。下列说法正确的是( )
A. 金属球会运动到半圆轨道的另一端
B. 由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流
C. 金属球受到的安培力做负功
D. 系统产生的总热量为，产生涡流的两种情况
12. 如图甲、乙、丙所示，三根粗细都相同、长度均为的空心管竖直放置，甲是绝缘体，乙是导体，丙是带缝的导体，取三个质量均为的磁体，分别从三根管的上端开口由静止释放在管内下落过程中与管壁无碰撞如图丁所示，用一导线对折后绕制双线并绕法成线圈，让条形磁体从线圈的上端由静止开始下落穿过线圈与线圈无接触，重力加速度取，下列说法正确的是( )
A. 甲中的磁体穿过绝缘体的过程所需要的时间小于
B. 乙中的磁体运动到管的下端时的动量小于
C. 丙中的磁体穿过导体的过程，重力的冲量等于
D. 丁中的条形磁体一直做自由落体运动
13. 如图所示，电路的、端接有电压有效值为的正弦交流电，变压器为理想变压器，电路中电阻，和的阻值均相同，电流表为理想电表。当开关断开时，电流表的示数为，当开关闭合时，电流表的示数为，则( )
A. 开关闭合后，副线圈两端的电压降低 B. 流过电阻的电流将变小
C. 理想变压器原、副线圈的匝数比为 D. 的阻值为
14.某同学用如图甲所示的实验装置做了两次“探究气体等温变化的规律”的实验，操作规程完全正确，根据实验数据在图上画出了两条不同的直线，如图乙中的图线、所示，造成这种情况的可能原因是( )
、
A. 两次实验中空气质量不相同
B. 两次实验中空气温度不相同
C. 两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体压强数据不同
D. 两次实验中保持空气质量、温度相同，但所取的气体体积数据不同
15. 冬奥会已圆满结束，北京也成为第一个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会以及亚洲运动会三项国际赛事的城市，奥运直播当然就成为人们关注的焦点北京冬奥会山地转播中心位于张家口赛区的核心区，包括转播中心本体建筑和电视演播室两大部分．山地转播中心面积约万平米，内设四个转播技术分隔区；电视演播室建筑面积约平方米，分上、中、下三层，设有个电视演播间．下列关于电磁波的说法正确的是
A. 电磁波在介质中的传播速度是
B. 电磁波不能传播能量
C. 无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线均属于电磁波
D. 麦克斯韦预言了电磁波的存在
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
16. 在“探究楞次定律”的实验中，某同学用试触法判断电流计指针偏转方向与电流流向的关系时，将电池的负极与电流计的接线柱连接，连接接线柱的导线试触电池正极，发现指针指在如图甲中的位置。
现将电流计的两接线柱与图乙中线圈的两个接线柱连接，将磁铁极向下插入线圈时，电流计指针指示位置如甲图中所示，则与线圈接线柱连接的是___________选填“”或“”接线柱。
若将电流计的、接线柱分别与图丙中线圈的、接线柱连接，将磁铁从线圈中抽出时，电流计指针指示位置如图甲中所示，则磁铁的端是___________极。选填“”或“”
将试验中的螺线管连接成图丁电路，为光敏电阻，轻质金属环用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴线圈平面与螺线管线圈平面平行，并位于螺线管左侧。当光照增强时，从左向右看，金属环中电流方向为___________选填“顺时针”或“逆时针”，金属环将___________选填“向左”或“向右”运动。
17.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测量小球的直径，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长，测得多组周期和的数据，作出图象，如图所示。
实验得到的图象是 选填“”、“”或“”；
小球的直径是 ；
实验测得当地重力加速度大小是 计算结果保留位有效数字。
四、计算题（本大题共3小题，共36分）
18. （10分） 如图所示，粗细均匀的形玻璃管竖直放置，左管上端封闭，封口处有一段水银柱，右管上端开口且足够长，另有两段水银柱、封闭了、两部分理想气体。开始时，三段水银柱长均为，气柱长为，气柱长为，气柱和水银柱各有一半长度在水平部分，环境温度为，外界大气压强。
求水银柱对玻璃管封口的压强；
保持环境温度不变，在右管中缓慢注入水银，使水银柱在竖直管中的水银刚好全部压入水平管中，求注入右管中水银柱的长度。
19. （12分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向竖直向上，大小为，电阻为的边长为的正方形线框水平放置，为过、两边中点的直线，线框全部位于磁场中．现将线框右半部固定不动，而将线框左半部以角速度绕为轴向上匀速转动，如图中虚线所示：
求线框向上转动的过程中通过导线横截面的电荷量；
若线框左半部分以角速度绕向上转动，求此过程中线框中产生的焦耳热；
若线框左半部分也固定不动，此时磁感应强度随时间按，求磁场对线框边的作用力随时间变化的关系式．
20. （14分） 如图所示，竖直放置的半环状区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为外环的半径，内环的半径，外环和内环的圆心为，沿放置有照相底片．有一线状粒子源放在正下方图中未画出，不断放出初速度大小均为，方向垂直和磁场的相同粒子，粒子经磁场中运动，最后打到照相底片上，经检验底片上仅有区域均被粒子打到．不考虑粒子间的相互作用，粒子重力忽略不计，假设打到磁场边界的粒子被吸收．
粒子的电性；
求粒子的比荷；
若照相底片沿放置，求底片上被粒子打到的区域的长度；
撤去线状粒子源和照相底片，若该粒子垂直进入磁场的速度大小和方向可以任意改变．要求该粒子从间射入磁场，只经磁场后从间射出磁场，且在磁场中运动的时间最短，求该粒子进入磁场的速度大小和方向角度可用三角函数表示
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了温度是分子平均动能的标志、气体压强的微观意义等知识点。熟知各相关概念是解决本题的关键。
【解答】
A、温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大，分子无规则热运动越剧烈，从月到月，温度逐渐升高，空气分子无规则热运动剧烈程度呈增大的趋势，故A错误；
B、温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子速率越大，故速率大的空气分子所占比例逐渐增加，故B正确；
C、根据气体压强的微观意义，气体压强和单位时间单位面积对地面撞击次数、气体的分子平均动能有关，可以表示为：；温度升高，即增大，而压强减小，说明减小，所以单位时间对单位面积的地面撞击的空气分子数呈减少的趋势，故C错误；
D、根据气体压强的微观意义，气体压强等于单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量，大气压强呈减小的趋势，单位时间内地面上单位面积所受气体分子碰撞的总冲量也呈减小的趋势，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】
【分析】
考查分子力分子势能又考查加速度与速度关系，加速度与速度同向加速，力做正功，反向减速，力做负功。
本题虽在热学部分出现，但考查内容涉及功和能的关系等力学知识，综合性较强。
【解答】
A.由图象知，从到过程中乙分子一直在加速，到点速度最大，经过点后乙分子的速度减小，A错误；
B.加速度与力的大小成正比，方向与力相同，加速度等于的是点，故B正确；
C.乙分子从处由静止释放，分子势能先减小，到点最小后增大，故C错误；
D.从到过程中乙分子一直在加速，到点速度最大，经过点后乙分子的速度减小，动能减小，但不能为负值，故D错误；
故选B。

3.【答案】
【解析】
【分析】
解答本题的关键是结合不同温度下的分子速率分布曲线理解温度是分子平均动能的标志的含义。
本题考查了分子的热运动；温度是分子平均动能的标志。对于物理学中的基本概念和规律要深入理解，理解其实质，不能只是停留在表面上，同时要通过练习加强理解。
【解答】
A.由不同温度下的分子速率分布曲线可知，在一定温度下，大多数分子的速率都接近某个数值，但不是说其余少数分子的速率都小于该数值，有个别分子的速率会更大，故A错误；
B.高温状态下大部分分子的速率大于低温状态下大部分分子的速率，不是所有，故B错误；
C.温度是分子平均动能的标志，温度高则分子速率大的占多数，即高温状态下分子速率大小的分布范围相对较大，故C正确；
D.根据气体分子速率分布曲线图，高温状态下大多数分子对应的速率小大于低温状态下大多数分子对应的速率，故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】
【分析】
过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖吕萨克定律分析体积的变化；过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，根据玻意耳定律分析体积的变化；过程中气体的体积保持不变，温度升高，压强增大。
从上找出各物理量之间的关系，分析气体的变化过程，根据气态方程进行分析，是我们解决此类问题的突破口。
【解答】
A、过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖吕萨克定律得知，体积应减小，故A错误；
B、过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化，根据玻意耳定律得知，由于压强减小，故体积增大，故B错误；
、过程中，由题图可知与成正比，则气体发生等容变化，根据查理定律可知压强增大，温度升高，故 C错误，D正确。
故选：。
5.【答案】
【解析】
【分析】
温度是分子平均动能的标志，温度不变分子平均动能不变；
根据气体体积的变化应用玻意耳定律分析气体压强如何变化；
悬浮在液体或气体中固体小颗粒的运动是布朗运动，根据题意分析答题。
根据题意分析清楚气体状态变化过程，根据基础知识应用玻意耳定律即可解题，平时要注意基础知识的学习与积累。
【解答】
A.温度是分子平均动能的标志，充气过程中壶内气体温度保持不变，分子的平均动能不变，故A错误；
B.阀门打开后喷嘴中有雾状酒精喷出是因为瓶内的气体压强大于外界压强，与酒精分子的斥力无关，故B错误；
C.阀门打开后有酒精喷出，壶内气体体积增大，气体温度不变，由玻意耳定律可知，气体压强减小，故C正确；
D.布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，从喷壶中喷出的酒精水雾的运动不属于布朗运动，故D错误。
6.【答案】
【解析】解：、当时刻感应电动势等于零，所以穿过线框回路的磁通量最大，线框平面与中性面重合，矩形金属线框平面与磁感线垂直，故A错误；
B、产生的有效值为：，故B错误；
C、由图可知，，周期为：，角速度为：，则该交流电的瞬时表达式为：，故C错误；
D、电动势瞬时值为时，则有：，解得：，所以矩形金属线框平面与中性面的夹角为，故D正确
故选：。
从图象得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度；磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大
本题考查了对交流电图象的认识，要具备从图象中获得有用信息的能力，并掌握有效值与最大值的关系。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查变压器的特点：匝数与电压成正比，与电流成反比，输入功率等于输出功率，结合欧姆定律分析。电压表示数显示的为有效值。
做好本题要理解变压器中心抽头的作用：改变了匝数之比，从而改变了电压之比，也改变了两表的示数，但要注意输出电压由输入电压决定，而输入功率由输出功率决定。
【解答】
变压器的输入电压最大值为，故有效值为，开关与连接时，当单刀双掷开关与连接时，匝数之比为：，根据变压比公式，输出电压为，即电压表的示数为，故正确；
当单刀双掷开关与连接时，滑动变阻器触头向上移动的过程中，电阻增大，副线圈的电压由匝数比和输入电压决定，则电压表的示数不变，故错误；
当单刀双掷开关与连接时，滑动变阻器触头向下移动的过程中，电阻减小，电流变大，电流表的示数变大，故错误；
变阻器不变，当单刀双掷开关由扳向时，原副线圈匝数比变小，根据匝数比等于电压之比，可知副线圈电压变大，根据可知变压器输出功率变大，根据输入功率等于输出功率，则输入功率也变大，故错误。
故选。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查对电磁感应现象动态变化分析的问题，分析安培力的变化是关键，根据合力和速度方向的关系判断导体棒的运动情况。
【解答】
A、图甲中，导体棒向右运动切割磁感线，产生感应电动势，从而使电容器充电，随着电容器板间电压增大，电路中电流减小，导体棒受到的安培力减小，加速度减小，棒先做加速度逐渐减小的减速运动，当电容器极板间电压与导体棒产生的感应电动势相等时，电路中没有电流，棒不受安培力，向右做匀速运动，故A错误；
B、图乙中，导体棒向右运动切割磁感线产生感应电流，受到向左的安培力，随着速度减小，产生的感应电流减小，棒受到的安培力减小，合力减小，加速度减小，直到静止，故B错误；
C、图丙中，导体棒向右运动切割磁感线产生由指向的感应电动势，与电源电动势同向，故通过导体棒由指向的电流，根据左手定则可知导体棒先受到向左的安培力作用，故向右做减速运动，并且随着速度的减小，感应电动势减小，棒的电流减小。棒受的安培力减小，加速度减小，故棒先做初速度为，加速度逐渐减小的变减速运动；
速度减为零后在安培力作用下向左做加速运动，导体棒向左运动切割磁感线产生由指向的感应电动势与电源电动势反向，并且随着速度的增加，感应电动势增加，棒的电流减小。棒受的安培力减小，加速度减小，故棒做初速度为，加速度逐渐减小的变加速运动；
当导体棒产生的感应电动势与电源的电动势相等时，电路中没有电流，棒不再受安培力，向左做匀速运动，故C正确。
D、综上，D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】
【分析】
粒子在速度选择器中匀速直线运动，在电场力与洛伦兹力相等，由此可得粒子的速度大小，再由洛伦兹力提供向心力，根据半径关系求解粒子的质量等关系。
本题考查了带电粒子在复合场和匀强磁场中的运动，根据在速度选择器中做直线运动得到粒子速度大小，再由半径关系得到粒子质量大小。
【解答】
A.在匀强磁场中两束粒子均向左偏转，根据左手定则可知，两束粒子均带正电，A错误；
B.两束粒子均可以在速度选择器中沿直线飞过，所以两束粒子的速度大小相等，根据洛伦兹力提供向心力，可知，束粒子的轨道半径较小，所以比荷较大，B正确；
C.根据粒子带正电，在速度选择器中受到的电场力水平向右，所以洛伦兹力水平向左，根据左手定则，可知匀强磁场的方向垂直纸面向里，C错误；
D.不能确定两束粒子的电荷量关系，所以无法比较两束粒子的质量关系，D错误。

10.【答案】
【解析】
【分析】
体积增大，气体对外做功，内能减少，温度降低。再根据气态方程列式求解分析。
【解答】
体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律，内能减少，则温度降低。根据理想气体的状态方程得，，所以。因为，所以，B正确，ACD错误。
故选B。
11.【答案】
【解析】金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，直至金属球停在半圆轨道的最低点，C正确，、B错误；根据能量守恒定律得系统产生的总热量为，D正确。
12.【答案】
【解析】
【分析】
分析磁铁在不同管中的运动情况，磁体在下落中会使金属导体产生电磁感应，从而使磁体的下落变慢；而绝缘体不会发生电磁感应，磁铁做自由落体运动；磁铁在带缝的导体中有涡流产生；丁图中没有感应电流，条形磁体一直做自由落体运动。
【解答】
A、甲管是绝缘体，磁体穿过绝缘体的过程不产生电磁感应，磁铁做自由落体运动，则运动时间，故A错误；
B、乙是导体，磁铁下落过程中产生感应电流，动能的增加量小于重力势能的减小量，则，根据，可得，故B正确；
C、丙图中虽然有裂缝，磁铁穿过导体的过程中，仍有涡流产生，则穿过导体的运动时间大于，重力的冲量大于；故C错误；
D、对丁图，条形磁铁通过线圈时，两个线圈产生的感应电动势的方向相反，没有感应电流，则条形磁体一直做自由落体运动，故D正确。

13.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查变压器、欧姆定律．解决这类问题的关键是掌握变压器的构造和原理，对于变压器需要掌握公式，并能熟练运用．此题值得注意的是变压器的原线圈与电阻串联后接入交流电压。
变压器输入电压为与电阻两端电压的差值；再根据电流之比等于匝数的反比可求得输出电流；根据电压之比等于匝数之比对两种情况列式，联立可求得与的关系；则可求得线圈匝数之比。
【解答】
、设三个电阻的阻值均为，由题意可知，开关断开时，原线圈两端的电压为，
当开关闭合后，原线圈两端的电压则为，所以原线圈两端的电压降低，由理想变压器变压公式可知，副线圈两端的电压也降低，则流过的电流减小，故AB正确；
、设原、副线圈的匝数比为，则开关闭合前，有和，开关闭合后，有和，联立可解得，，故C正确，D错误。

14.【答案】
【解析】由图像可知与成正比，即与成反比，即对于一定质量的气体，在温度不变时有，斜率不同说明两次实验中气体质量和温度至少有一个是不同的，故A、B正确压强、体积均已测出，不是影响实验结果的客观因素，故CD错误．
15.【答案】
【解析】
【分析】
结合电磁波定义及基本特点分析各选项。
本题考查电磁波，学生需结合电磁波基本特点综合答题。
【解答】
A.电磁波在真空中的传播速度是，在介质中小于，故A错误；
B.电磁波既可以传递信息，又可以传播能量，故B错误；
C.根据电磁波谱，可知无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线、射线均属于电磁波，故C正确；
D.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选CD。
16.【答案】；；逆时针；向左。
【解析】
【分析】本题为“探究楞次定律”的实验，明确实验原理是解题关键，要知道感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化。对于楞次定律的几种表述“来拒去留”“增反减同”等要理解并熟记。
【解答】由题意知当电流从接线柱流入电流计时，指针往右偏转当电流从接线柱流入电流计时，指针往左偏转。
将磁铁极向下插入线圈时，线圈中向上的磁通量增加，由楞次定律可知线圈中的感应电流方向从流向，即线圈作为电源，为正极，为负极，因为电流计指针向左偏转，即电流从接线柱流入电流计，所以接正极，接。
由题意知电流从接线柱流入电流计，说明为线圈的正极，线圈中的感应电流从流向，此时线圈中的磁通量在减小，根据楞次定律可知原磁通量方向向下，可知为极，为极。
光照增强时，电阻减小，电流增大，产生的磁场变强，通过的磁通量增大，且通过的原磁通量方向向右，所以根据楞次定律可知从左向右看，金属环中电流方向为逆时针方向，由来拒去留可知金属环将向左运动。
17.【答案】； ；．
【解析】由得，则由数学关系得
斜率为，截距为，故可知实验得到的图线应为
由截距为及题图可得
由得。
故答案为：； ；．
18.【答案】解：
设水银柱的高度为
则气柱的压强为：
根据同一深度压强相等，有：
解得：
则水银柱对玻璃管封口的压强为：；
对气柱为研究对象，由玻意耳定律得：
代入数据：
解得：
设注入的水银柱长度为，有：
代入数据解得：。
答：(ⅰ)水银柱对玻璃管封口的压强为；
(ⅱ)保持环境温度不变，在右管中缓慢注入水银，使水银柱在竖直管中的水银刚好全部压入水平管中，注入右管中水银柱的长度为。
【解析】本题考查了求压强问题、加入水银的高度，分析清楚气体状态变化过程，求出气体的状态参量，应用理想气体状态方程、玻意耳定律即可正确解题。
根据等压面法，即同一种液体同一深度处压强相等，先求气柱的压强，再求气柱的压强，从而求解求水银柱对玻璃管封口的压强；
对气体根据玻意耳定律求出加入水银后的压强，求出气柱的压强，再根据几何关系求加入水银的长度。
19.【答案】【小题】线框在转动过程中产生的平均感应电动势； 在线框中产生的平均感应电流， 转动过程中通过导线某截面的电荷量，联立解得；
【小题】，在转过过程中产生的正弦式交流电，电动势有效值；在转过过程中产生的焦耳热；
【小题】
若转动后磁感应强度随时间按变化， 在线框中产生的感应电动势大小，解得， 在线框中产生的感应电流； 线框边所受安培力的大小为，解得；

【解析】 略
略
略
20.【答案】解：由左手定则可知，粒子带正电；
如图所示，
设粒子的质量为，电荷量为，在磁场中做匀速圆周运动的半为，则
由牛顿第二定律有
依题意有
联立代入数据解得

若照相底片沿放置，则底片上被粒子打到的区域长度为的长度，如图所示。
在中，由几何关系有

联立代入数据解得
要使该粒子在磁场中运动的时间最短，则圆弧所对的圆心角应最小，则圆弧的半径应最大，即满足要求的圆弧应与内环相切，如图所示。设粒子的半径为，速度大小为，速度方向与夹角为，由牛顿第二定律有
由图中几何关系有

联立代入数据解得，
。
【解析】本题考查了粒子在磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程、作出符合要求的粒子运动轨迹、求出粒子的临界轨道半径是解题的前提与关键，应用牛顿第二定律与几何知识即可解题。
由左手定则可知粒子的电性；
根据牛顿第二定律和几何关系求解粒子的比荷；
根据题意画出底片上被粒子打到的区域的长度，根据几何关系求解底片上被粒子打到的区域的长度；
找出粒子在磁场中运动的时间最短的运动轨迹，根据牛顿第二定律和几何关系求解。
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