秦安县2022-2023学年高三下学期预测卷（3）
物理
第I卷<选择题，共54分>
一、选择题（1-5为单选题，每题只有一个正确的选项，6-9为多选题，每题至少有两个选项正确，选全得6分，选不全得3分，选错不得分，总计54分）。
1．如图甲所示为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为5.53×1014Hz，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图，氢原子光谱中有四种可见光，分别是从n=6、5、4、3能级跃迁到n=2能级产生的。下列说法正确的是（ ）
A．大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出4种不同频率的光
B．氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应
C．仅将P向右滑动，电流计示数一定变大
D．将自感系数为30的电感线圈和电容为1.2pF电容器组成LC振荡电路，用该电路产生的电磁波照射K极，可以发生光电效应
2．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程的v-t图像如图所示，以下判断正确的是（ ）
A．前3s内货物上升了6m
B．最后2s内货物下降了6m
C．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒
D．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
3．如图所示，一闭合导体圆环先水平固定在a处，条形磁铁由圆环上方的P处从静止开始下落并从圆环中心穿过。再将圆环水平固定在b处，仍让该磁铁在P处由静止下落从圆环中心穿过。磁铁下落过程保持竖直且N极朝下。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁在整个下落过程中，俯视，圆环中电流始终沿逆时针方向
B．磁铁在整个下落过程中，俯视，圆环中电流先沿顺时针后沿逆时针方向
C．圆环在b处感应电流最大值比在a处感应电流最大值大
D．磁铁穿过圆环的过程中，圆环在a处时磁通量的变化量小于圆环在b处时磁通量的变化量
4．如图所示，一正方形线圈通过电刷与自耦变压器相连，线圈平面与水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场平行，现让线圈由图示位置以恒定的角速度转动并开始计时，转轴与磁场垂直。已知正方形线圈的匝数为N、边长为a，电阻不计。则下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电动势的瞬时表达式为
B．若线圈的转速变为原来2倍，则电压表的示数变为原来2倍
C．若线圈的转速变为原来2倍，则定值电阻消耗的电功率变为原来2倍
D．若线圈的转速变为原来2倍，欲使电压表的示数不变，自耦变压器的滑动触头应向下移动
5．2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场，应用长征五号运载火箭送入地火转移轨道。为了节省燃料，我们要等火星与地球距离最近时发射探测器。已知火星距离地球最近时大约0.55亿公里，信号传输速度大小为3×108m/s，由于距离遥远，地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。可认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍，如图所示。请根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．地球的公转线速度小于火星的公转线速度
B．当火星离地球最近时，地球上发出的指令需要约30分钟到达火星
C．在地球上A点发射探测器，探测器的发射速度一定要大于16.7km/s
D．某时刻火星离地球最近，恰好是一个发射时机，则下一个发射时机需要再等约2.1年
6．如图，小滑块以初速度从倾角的固定光滑斜面底端A沿斜面向上滑动，同时从以初速度斜向上抛出一个小球，经滑块滑到斜面顶端B，恰好被小球水平击中。滑块和小球均视为质点，空气阻力忽略不计，已知，，。则下列说法正确的是（ ）
A．小滑块的初速度
B．小球的初速度
C．小球从抛出到离斜面最远处所经历的时间为
D．斜面AB的长度为
7．如图，真空中两个电荷量为和的点电荷分别位于、点。形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷远处电势为零），为连线上的一点，为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（ ）
A．点电势低于点电势
B．点电场强度方向指向点
C．将正试探电荷从点移到点，静电力做正功
D．除无穷远处外，直线上还存在一个电场强度为零的点
8.如图所示，acd是半径为r的半圆，圆心为O，dfh是半径为2r的四分之一圆弧，两圆孤相切于d点，空间有垂直于纸面向外的匀强磁场B。从粒子源a射出的质量为m的粒子x沿圆弧acd运动，经时间t1与静置于d点的质量为4m的靶粒子y发生正碰，碰撞时间很短，碰撞后结合成一个粒子z，粒子z沿圆弧dfh经过时间t2第一次到达h点。不计其他作用，则（ ）
y带负电
B．x和z的速率之比为5：2
C．x和z的电荷量之比为2：1
D．t1：t2=2：5
第II卷<选择题，共46分>
二、实验题（共14分）
9．（6分）利用频闪仪给运动物体拍照是研究物体做变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动的规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。根据平抛运动规律分析下列问题（g取10m/s2）。
（1）下面说法正确的是_____（填选项前的字母）。
A．使用密度大、体积小的小球
B．必须测出平抛小球的质量
C．斜槽轨道末端切线水平
D．尽量减小小球与斜槽之间的摩擦力
（2）图乙中，频闪仪B所拍摄的频闪照片为乙图中的_________（选填“a”或“b”）。
（3）测得图乙（a）中OP距离为45cm，（b）中OP距离为30cm，小球在P点速度大小应为_______m/s。（结果可用根号表示）
10．（8分）（2022·河北·模拟预测）某实验小组要测量一个量程为3V电压表的内阻，实验室提供的实验器材如下：
A．待测电压表V（量程为3V）
B．滑动变阻器（最大阻值为5kΩ）
C．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
D．电阻箱R（0~9999Ω）
E．电源（电动势约4.5V，内阻约1Ω）
F．开关两个、导线若干
回答下列问题：
（1）用如图所示的电路进行测量，应选用的滑动变阻器为___________（选填“”或“”）。
（2）按电路图连接好电路，开关闭合前，滑动变阻器的触头要在___________端（选填“a”或“b”）。
（3）闭合开关、，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V。保持滑动变阻器的位置不变，断开开关，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R=2kΩ时，电压表的示数变为2V，则电压表的内阻值为___________kΩ。
（4）电压表的测量值___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
三、计算题（总计32分）
11．（10分）排球运动是我国较为普遍的运动项目之一，也深受人民群众的喜爱。如图所示，某同学正在练习垫球，质量的排球一直在竖直方向上运动，排球在空中运动时，受到大小、方向始终与排球运动方向相反的空气阻力的作用。在某次垫球过程中，该同学双手平举保持静止，排球从离手高度处静止开始下落，排球与手碰撞后反弹高度。重力加速度大小取，求：
（1）排球与手碰撞过程中损失的能量；
（2）在本次垫球过程中，要使反弹高度与排球下落的高度都为，该同学对排球应做多少功。（设碰撞位置、因碰撞而损失的能量都不改变）
12．（17分）如图所示，光滑绝缘轨道ABC置于竖直平面内，AB部分是半径为R半圆形轨道，BC部分是水平轨道，BC轨道所在的竖直平面内分布着水平向右的有界匀强电场，AB为电场的左侧竖直边界，现将一质量为m且带负电的小滑块从BC上的D点由静止释放，滑块通过A点后落到BC上的P点。已知滑块通过A点时对轨道的压力恰好等于其重力，电场力大小为重力的0.75倍，重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）求D点到B点的距离x1；
（2）若滑块离开A点后经时间t，运动到速度的最小值vmin，求t1和vmin。
13．（1）（本题5分）如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，BC段与横轴平行，则下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体分子的平均动能不变
B．过程②中气体需要吸收热量，气体分子的平均动能减小
C．过程③中气体放出热量
D．过程③中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数增大
（2）（本题15分）如图所示，开口向上竖直放置的玻璃管长为5h，质量为m、高为h的水银柱将一段空气柱封在管内，被封空气柱的温度为，水银柱上端到管口的距离为h。现给玻璃管加热，水银柱缓慢上升至管内剩余一半水银，此过程中空气柱的内能增加了，已知水银柱的截面积为S，大气压强为，重力加速度为g，忽略空气柱向外界传递的能量，求：
（1）水银柱上升至管口时，空气柱的温度T；
（2）水银柱上升过程中，空气柱需要吸收的热量Q。秦安县2022-2023学年高三下学期预测卷（3）
物理 解析
第I卷<选择题，共54分>
一、选择题（1-5为单选题，每题只有一个正确的选项，6-9为多选题，每题至少有两个选项正确，选全得6分，选不全得3分，选错不得分，总计54分）。
1．如图甲所示为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为5.53×1014Hz，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图，氢原子光谱中有四种可见光，分别是从n=6、5、4、3能级跃迁到n=2能级产生的。下列说法正确的是（ ）
A．大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出4种不同频率的光
B．氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应
C．仅将P向右滑动，电流计示数一定变大
D．将自感系数为30的电感线圈和电容为1.2pF电容器组成LC振荡电路，用该电路产生的电磁波照射K极，可以发生光电效应
【答案】B
【解析】A．由可知大量处于n=5能级的氢原子最多能辐射出10种不同频率的光，故A错误；
B．从能级跃迁至n=2产生的光的光子能量为，小于逸出功，不能使K极金属发生光电效应；从能级跃迁至n=2产生的光的光子能量为，大于逸出功，可以使K极金属发生光电效应。从能级n=6、5跃迁至n=2产生的光的光子能量大于，大于逸出功，能使K极金属发生光电效应。所以氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应。故B正确；
C．若K极发射的光电子未全部被A极吸收时，则将P向右滑动时，AK两极的电压增大，有更多的光电子被A极吸收，电流计示数增大；若K极发射的光电子已全部被A极吸收时，此时的电流已达到饱和电流，则将P向右滑动时，电流计示数不变。故C错误；
D．回路中产生的电磁波的频率为
所以产生的电磁波照射K极不能发生光电效应，故D错误。
故选B。
2．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点过程的v-t图像如图所示，以下判断正确的是（ ）
A．前3s内货物上升了6m
B．最后2s内货物下降了6m
C．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒
D．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
【答案】D
3．如图所示，一闭合导体圆环先水平固定在a处，条形磁铁由圆环上方的P处从静止开始下落并从圆环中心穿过。再将圆环水平固定在b处，仍让该磁铁在P处由静止下落从圆环中心穿过。磁铁下落过程保持竖直且N极朝下。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．磁铁在整个下落过程中，俯视，圆环中电流始终沿逆时针方向
B．磁铁在整个下落过程中，俯视，圆环中电流先沿顺时针后沿逆时针方向
C．圆环在b处感应电流最大值比在a处感应电流最大值大
D．磁铁穿过圆环的过程中，圆环在a处时磁通量的变化量小于圆环在b处时磁通量的变化量
【答案】 C
【解析】AB．根据楞次定律，在整个下落过程中，磁铁在圆环上方运动时俯视，圆环中电流沿逆时针方向；磁铁在圆环下方运动时，圆环中电流沿顺时针方向，故AB错误；
CD．圆环在a处时磁铁穿过圆环的最大速度比穿过圆环在b处时小，但是两种情况下穿过圆环的磁通变化量相等，因此，圆环在b处时磁铁穿过圆环中磁通量变化率最大值比在a处时大，圆环在b处感应电流最大值比在a处感应电流最大值大，故C正确，D错误。
故选C。
4．如图所示，一正方形线圈通过电刷与自耦变压器相连，线圈平面与水平向右、磁感应强度为B的匀强磁场平行，现让线圈由图示位置以恒定的角速度转动并开始计时，转轴与磁场垂直。已知正方形线圈的匝数为N、边长为a，电阻不计。则下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电动势的瞬时表达式为
B．若线圈的转速变为原来2倍，则电压表的示数变为原来2倍
C．若线圈的转速变为原来2倍，则定值电阻消耗的电功率变为原来2倍
D．若线圈的转速变为原来2倍，欲使电压表的示数不变，自耦变压器的滑动触头应向下移动
【答案】B
5．2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场，应用长征五号运载火箭送入地火转移轨道。为了节省燃料，我们要等火星与地球距离最近时发射探测器。已知火星距离地球最近时大约0.55亿公里，信号传输速度大小为3×108m/s，由于距离遥远，地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。可认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍，如图所示。请根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．地球的公转线速度小于火星的公转线速度
B．当火星离地球最近时，地球上发出的指令需要约30分钟到达火星
C．在地球上A点发射探测器，探测器的发射速度一定要大于16.7km/s
D．某时刻火星离地球最近，恰好是一个发射时机，则下一个发射时机需要再等约2.1年
【答案】D
【详解】A．根据解得由于地球的轨道半径小于火星的轨道半径，可知地球的公转线速度大于火星的公转线速度，故A错误；
B．当火星离地球最近时，地球上发出的指令到达火星的时间分钟故B错误；
C．探测器没有摆脱太阳的引力，则发射速度小于16.7km/s，故C错误；
D．根据题意，两者相距最近时，恰好是一次发射机会，令到达下一次机会的时间为△t，则有
结合题中数值，解得年故D正确。故选D。
6．如图，小滑块以初速度从倾角的固定光滑斜面底端A沿斜面向上滑动，同时从以初速度斜向上抛出一个小球，经滑块滑到斜面顶端B，恰好被小球水平击中。滑块和小球均视为质点，空气阻力忽略不计，已知，，。则下列说法正确的是（ ）
A．小滑块的初速度
B．小球的初速度
C．小球从抛出到离斜面最远处所经历的时间为
D．斜面AB的长度为
【答案】 C
【解析】B．将小球的运动逆向看作是从B到A的平抛运动，则
根据几何关系有
其中
小球的初速度为
故B错误；
C．当小球离斜面最远时，速度方向平行于斜面，有
解得
则小球从离斜面最远处到B点所用时间为
所以小球从抛出到离斜面最远处所经历的时间为
故C正确；
D．斜面AB的长度为
故D错误；
A．小滑块的加速度大小为
根据运动学公式有
解得
故A错误。
故选C。
7．如图，真空中两个电荷量为和的点电荷分别位于、点。形成一个以延长线上点为球心，电势为零的等势面（取无穷远处电势为零），为连线上的一点，为等势面与直线的交点，为等势面上的一点，下列说法正确的是（ ）
A．点电势低于点电势
B．点电场强度方向指向点
C．将正试探电荷从点移到点，静电力做正功
D．除无穷远处外，直线上还存在一个电场强度为零的点
【答案】BD
【解析】A．在、之间的电场方向由指向，根据沿电场方向电势降低可知，点电势高于等势面与连线交点电势，故点电势高于点电势，A错误；
B．由图可知等势圆圆心离负电荷比较近，可知等势圆电势高于圆心电势，即点高于点电势，由于电场强度方向垂直等势面，且由高电势指向低电势，故点电场强度方向指向点，B正确；
C．由于从点电势低于点电势，将正试探电荷从点移到点，静电力做功为
C错误；
D．由于正电荷的电荷量大于负电荷的电荷量，则在点的右侧电场强度不为零，设距离为，在点左侧距离点处，当满足
解得
可知除无穷远处外，在点左侧距离点位置的电场强度为零，D正确。
故选BD。
8.如图所示，acd是半径为r的半圆，圆心为O，dfh是半径为2r的四分之一圆弧，两圆孤相切于d点，空间有垂直于纸面向外的匀强磁场B。从粒子源a射出的质量为m的粒子x沿圆弧acd运动，经时间t1与静置于d点的质量为4m的靶粒子y发生正碰，碰撞时间很短，碰撞后结合成一个粒子z，粒子z沿圆弧dfh经过时间t2第一次到达h点。不计其他作用，则（ ）
y带负电
B．x和z的速率之比为5：2
C．x和z的电荷量之比为2：1
D．t1：t2=2：5
【答案】AC
【解析】B．粒子碰撞过程满足动量守恒，可得
故
B错误；
AC．由洛伦兹力作为向心力可得
解得
碰撞前后动量不变，可知粒子x与z的电荷量与轨迹半径成反比，半径之比为1：2，解得
根据左手定则及粒子运动轨迹的偏转方向可知，x与z均带正电，由于z的电荷量较小，可知y带负电，AC正确；
D．粒子的运动周期为
轨迹运动时间为
粒子x与z的质量比为1：5，电荷量之比为2：1，可知周期比为1：10，x粒子运动轨迹对应圆心角为180°（用时周期），z粒子运动轨迹对应圆心角为90°（用时周期），联立解得
t1：t2=1：5
D错误。
故选AC。
第II卷<选择题，共46分>
二、实验题（共14分）
9．（6分）利用频闪仪给运动物体拍照是研究物体做变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动的规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。根据平抛运动规律分析下列问题（g取10m/s2）。
（1）下面说法正确的是_____（填选项前的字母）。
A．使用密度大、体积小的小球
B．必须测出平抛小球的质量
C．斜槽轨道末端切线水平
D．尽量减小小球与斜槽之间的摩擦力
（2）图乙中，频闪仪B所拍摄的频闪照片为乙图中的_________（选填“a”或“b”）。
（3）测得图乙（a）中OP距离为45cm，（b）中OP距离为30cm，小球在P点速度大小应为_______m/s。（结果可用根号表示）
【答案】 AC a
10．（8分）（2022·河北·模拟预测）某实验小组要测量一个量程为3V电压表的内阻，实验室提供的实验器材如下：
A．待测电压表V（量程为3V）
B．滑动变阻器（最大阻值为5kΩ）
C．滑动变阻器（最大阻值为10Ω）
D．电阻箱R（0~9999Ω）
E．电源（电动势约4.5V，内阻约1Ω）
F．开关两个、导线若干
回答下列问题：
（1）用如图所示的电路进行测量，应选用的滑动变阻器为___________（选填“”或“”）。
（2）按电路图连接好电路，开关闭合前，滑动变阻器的触头要在___________端（选填“a”或“b”）。
（3）闭合开关、，调节滑动变阻器，使电压表的示数为3V。保持滑动变阻器的位置不变，断开开关，调节电阻箱，当电阻箱的阻值R=2kΩ时，电压表的示数变为2V，则电压表的内阻值为___________kΩ。
（4）电压表的测量值___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
【答案】 a 4 大于
【解析】（1）[1]因为被测电压表的内阻较大，为便于调节及减小测量误差，滑动变阻器宜使用阻值较小的。
（2）[2]实验前，滑动变阻器的滑动触头应在a端，使电压表所在支路的电压为零。
（3）[3]断开后，电阻箱R与电压表串联分压，由于电压表支路的电阻较大，可以认为断开前后该支路的电压不变。根据串联分压，可求得电压表内阻为4kΩ。
（4）[4]实际上，断开后，电压表支路的电阻变大，该支路的电压会有所增加，电压表示数为2V，电阻箱R的电压略大于1V，即电压表的实际内阻值略小于4kΩ，测量值大于真实值。
三、计算题（总计32分）
11．（10分）排球运动是我国较为普遍的运动项目之一，也深受人民群众的喜爱。如图所示，某同学正在练习垫球，质量的排球一直在竖直方向上运动，排球在空中运动时，受到大小、方向始终与排球运动方向相反的空气阻力的作用。在某次垫球过程中，该同学双手平举保持静止，排球从离手高度处静止开始下落，排球与手碰撞后反弹高度。重力加速度大小取，求：
（1）排球与手碰撞过程中损失的能量；
（2）在本次垫球过程中，要使反弹高度与排球下落的高度都为，该同学对排球应做多少功。（设碰撞位置、因碰撞而损失的能量都不改变）
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）排球下落过程，根据动能定理有
解得
排球反弹上升，根据动能定理有
解得
碰撞前后瞬间，排球动能改变量
代入数据得
所以因碰撞而损失的能量为。
（2）反弹到的过程，根据动能定理有
解得
在排球与手的碰撞过程中，根据功能关系有
代入数据得
12．（17分）如图所示，光滑绝缘轨道ABC置于竖直平面内，AB部分是半径为R半圆形轨道，BC部分是水平轨道，BC轨道所在的竖直平面内分布着水平向右的有界匀强电场，AB为电场的左侧竖直边界，现将一质量为m且带负电的小滑块从BC上的D点由静止释放，滑块通过A点后落到BC上的P点。已知滑块通过A点时对轨道的压力恰好等于其重力，电场力大小为重力的0.75倍，重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）求D点到B点的距离x1；
（2）若滑块离开A点后经时间t，运动到速度的最小值vmin，求t1和vmin。
【答案】 （1）4R；（2），
【解析】（1）设滑块通过A点时的速度为v，有
解得
对滑块由D点到A点，由动能定理可得
由已知qE = 0.75mg，解得
x1= 4R
（2）将重力和电场力合成力F，如图
设力F的方向与竖直方向的夹角为θ，则
将速度v分解成平行于F的分量v1和垂直于F的分量v2，则
v1= vsinθ
v2= vcosθ
滑块速度最小时，沿合力方向速度减为零，则
vmin= v2
解得
，
13．（1）（本题5分）如图所示为一定质量的理想气体的压强随体积变化的图像，其中AB段为双曲线，BC段与横轴平行，则下列说法正确的是（ ）
A．过程①中气体分子的平均动能不变
B．过程②中气体需要吸收热量，气体分子的平均动能减小
C．过程③中气体放出热量
D．过程③中气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数增大
【答案】CD
【详解】A．图像在过程①的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐减小，表示理想气体的温度逐渐降低，可知平均动能减小，故A错误；
B．图像在过程②的每点与坐标原点连线构成的斜率逐渐增大，则温度升高，气体内能增大，气体平均动能增大，气体体积增大，对外界做功，气体吸热，故B错误；
C．过程③可读出压强增大，斜率不变，即温度不变，内能不变，但是体积减小，外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故C正确；
D．过程③可读出压强增大，温度不变，分子的平均动能不变，根据理想气体压强的微观意义，气体压强与气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数、气体分子平均动能有关，在压强增大，温度不变以及体积减小的情况下，气体分子对容器壁的碰撞次数增大，故D正确。故选CD。
（2）（本题15分）如图所示，开口向上竖直放置的玻璃管长为5h，质量为m、高为h的水银柱将一段空气柱封在管内，被封空气柱的温度为，水银柱上端到管口的距离为h。现给玻璃管加热，水银柱缓慢上升至管内剩余一半水银，此过程中空气柱的内能增加了，已知水银柱的截面积为S，大气压强为，重力加速度为g，忽略空气柱向外界传递的能量，求：
（1）水银柱上升至管口时，空气柱的温度T；
（2）水银柱上升过程中，空气柱需要吸收的热量Q。
【答案】（1）；（2）
