2022-2023学年山东省菏泽市重点高中联合体高二（下）期末教学质量检测物理试卷（含解析）

2022-2023 学年菏泽市级重点高中联合体高二（下）期末教学质量检测
物理试卷
一、单选题（本大题共 8 小题，共 24 分）
1. 晶体内部的分子有序排列为如图所示的空间点阵 图中的小黑点表示晶体分子 ，图中 、 、 为
等长的三条线段。下列说法中正确的是 ( )
A. 处的晶体分子可以沿三条线段发生定向移动
B. 三条线段上，晶体分子的数目相同，表明晶体的物理性质是各向同性的
C. 三条线段上，晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的
D. 以上说法均不正确
2. 欧内斯特 卢瑟福是 汤姆孙的弟子，他培养了十一个获得诺贝尔奖的学生和助手，被称为“原子核
物理之父”，他于 年用 粒子轰击氮核 时发现质子并预言了中子的存在， 年他的学生查德
威克利用 粒子轰击铍核 发现了中子，证实了他的猜想．下列核反应中放出的粒子为中子的是( )
A. 俘获一个质子，产生
并放出一个粒子
B. 俘获一个质子，产生
并放出一个粒子
C. 俘获一个 粒子，产生
并放出一个粒子
D. 俘获一个 粒子，产生
并放出一个粒子
3. 佩戴一次性医用外科口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一，合格的一次性医用外科口罩内侧所用材
料对水都是不浸润的，图为水滴在一次性医用外科口罩内侧的照片，对此，以下说法正确的是( )
A. 照片中的口罩和水滴发生了浸润现象
B. 照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
C. 照片中水滴呈扁球状是液体表面张力和重力共同作用的结果
D. 水对所有材料都是不浸润的
4. 宏观现象是由微观机制所决定的。对同一个物理问题，常常可以从宏观与微观两个不同角度研究，
找出其内在联系，从而更加深刻地理解其物理本质。经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，
导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同。金属导体中的自由电子在电场力的作用下
开始定向移动形成电流。如图所示为一块均匀的长方体金属导体，长为 ，宽为 ，厚为 。
在导体 两侧加上电压 ，导体中的自由电子在电场力的作用下开始定向移动，形成电流。根据电荷
守恒定律，单位时间内通过导体横截面的电荷量应相同。设电子的带电量为 ，单位体积内的自由电子
数为 ，自由电子定向移动的平均速率为 ，则在时间 内，通过长方体金属导体样品的自由电子数目
为( )
A. B. C. D.
5. 内壁光滑的“ ”型导热汽缸用不计质量的轻活塞封闭一定体积的空气 可视为理想气体 ，浸在盛有
大量冰水混合物的水槽中，活塞在水面下，如图所示。现在轻活塞上方缓慢倒入沙子，下列说法中正
确的是( )
A. 封闭空气分子的平均动能增大
B. 活塞压缩封闭空气做功，封闭空气内能增大
C. 封闭空气的压强变大
D. 封闭空气从外界吸收了热量
6. 交警使用的某型号酒精测试仪如图甲，其工作原理如图乙所示，传感器电阻 的电阻值随酒精气体
浓度的增大而减小，电源的电动势为 、内阻为 ，电路中的电表均为理想电表。当一位酒驾驾驶员对
着测试仪吹气时，下列说法中正确的是 ( )
A. 电压表的示数变大，电流表的示数变小
B. 电压表的示数变小，电流表的示数变小
C. 酒精气体浓度越大，电源的输出功率越大
D. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比保持不变
7. 如图是密立根于 年发表的钠金属光电效应的遏止电压 与入射光频率 的实验曲线，该实验直
接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量 。由图像可知( )
A. 图线的斜率为普朗克常量
B. 钠的截止频率为
C. 入射光的光照强度增大时，遏止电压增大
D. 若用波长为 的光照射该金属，不能使该金属发生光电效应
8. 质量为 的通电细杆 置于倾角为 的平行放置的导轨上，导轨的宽度 ，
杆 与导轨间的动摩擦因数 ，磁感应强度 的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图
所示。现调节滑动变阻器的滑片，为使杆 静止不动，则通过杆 电流的最小值为 最大静摩擦力等于
滑动摩擦力， ， ， ( )
A. B. C. D. 无法确定
二、多选题（本大题共 4 小题，共 16 分）
9. 如下图，图实验 密封的桶装薯片从上海带到拉萨后盖子凸起。若两地温度相同，研究桶内的气体
压强 和分子平均动能 的变化情况。图实验 中中国制造的列车空气弹簧实现了欧洲高端铁路市场全
覆盖，空气弹簧安装在列车车厢底部，可以起到有效减震、提升列车运行平稳性的作用。空气弹簧主
要由活塞、气缸及密封在气缸内的一定质量气体构成。列车上下乘客及剧烈颠簸均会引起车厢震动。
上下乘客时气缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的热交换 剧烈颠簸时气缸内气体的体积变
化较快，气体与外界来不及热交换，外界温度恒定，气缸内气体视为理想气体。( )
A. 图实验 中桶内的气体压强 减小和分子平均动能 减小
B. 图实验 中桶内的气体压强 减小和分子平均动能 不变
C. 图实验 中剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体的内能增加
D. 图实验 中剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体分子的平均动能减小
10. 如图所示， 是自感系数很大、直流电阻不计的电感线圈， 、 是完全相同的灯泡， 是一内阻
不计的电源， 是开关。下列说法正确的是
A. 闭合开关 时， 先亮， 后亮
B. 闭合开关 时， 、 同时亮，然后 由亮变的更亮， 逐渐变暗，直至熄灭
C. 先闭合开关 ，电路稳定后再断开开关 时， 、 同时熄灭
D. 先闭合开关 ，电路稳定后再断开开关 时， 熄灭， 突然变亮再逐渐变暗，直至熄灭
11. 如图甲所示电路中，把开关 扳到 ，电源对电容器充电，待充电完华。把开关 扳到 ，电容器与
带铁芯的线圈 组成的 振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向
下流过传感器的方向为正方向。 振荡电路做等幅振荡，损耗的能量由电源通过电子器件 未画出 补
充。如图乙所示的 、 、 、 是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像，下列说法正确的是( )
A. 扳到 时电流如图线 所示， 扳到 时电流如图线 所示
B. 扳到 时电流如图线 所示， 扳到 时电流如图线 所示
C. 换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大
D. 拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将升高
12. 如图所示，图甲为磁流体发电机原理示意图，图乙为质谱仪原理图，图丙和图丁分别为速度选择
器和回旋加速器的原理示意图，忽略粒子在图丁的 形盒狭缝中的加速时间，不计粒子重力，下列说法
正确的是 ( )
A. 图甲中，将一束等离子体喷入磁场， 、 板间产生电势差， 板电势高
B. 图乙中，两种氢的同位素从静止经加速电场射入磁场，打到 位置的粒子比荷比较大
C. 图丙中，粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的速度
D. 图丁中，粒子被加速的次数与粒子的比荷成反比
三、实验题（本大题共 2 小题，共 14 分）
13. 小明学了有关电磁方面的知识后，设计了如图所示的甲、乙两个装置．
为了探究电磁感应现象，小明应选用________装置进行实验．
小明选用甲装置探究有关知识时，进行了如下的操作，其中不能使电流表指针发生偏转的是
________ 填序号 ．
让导线 在磁场中斜向上运动
让导线 在磁场中沿水平方向左右运动
让导线 沿竖直方向上下运动
如果在乙装置的实验中，当开关闭合时，发现直导线 向左运动，若要使导线 向右运动，你采取
的措施是：
_________________________________________________________________________；
甲、乙两图的原理分别用于制造________和________ 均选填“电动机”或“发电机”
14. 用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。
关于该实验，下列说法正确的是 。
A.为保证实验装置的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.改变封闭气体的体积时，应快速推拉柱塞
C.为方便推拉柱塞，可用手握住注射器再推拉柱塞
D.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
测得多组空气柱的压强 和体积 的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以 为纵坐标，以 为
横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中
的_____ 选填“ ”或“ ” 。
小华所在的小组环境温度有明显的波动，某次实验得到的 图如图丙所示，则环境温度的变化情
况是_____。
A.一直下降 先上升后下降 先下降后上升 一直上升
柱塞与器壁间的摩擦对实验结果 、 乘积值_____影响 选填“有”或“无” 。
四、计算题（本大题共 4 小题，共 46 分）
15. 如图所示，在 坐标平面的第一象限内有一沿 轴正方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直
于平面向内的匀强磁场，现有一质量为 带电量为 的负粒子 重力不计 从电场中坐标为 的 点
与 轴负方向相同的速度 射入，在 轴上的 点进入磁场，进入磁场速度方向与 轴负方向成 夹角，
然后粒子恰好能从 点射出，求：
粒子在 点的速度大小；
匀强电场的场强 ；
粒子从 点运动到 点所用的时间．
16. 如图，两平行金属导轨间的距离 ，金属导轨所在的平面与水平面夹角 ，在导轨
所在空间内，分布着磁感应强度 、方向垂直于导轨平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电
动势 、内阻 的直流电源。现把一个质量 的导体棒 垂直放在金属导轨上，
导体棒静止。导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻 ，金属导轨电阻不计， 取 。已
知 ， ，求：
通过导体棒的电流大小；
导体棒受到的安培力大小；
导体棒受到的摩擦力大小。
17. 如图所示，质量为 的活塞将一定质量的理想气体密封在气缸中，开始时活塞距气缸底高
度 。此时气体的温度 。现缓慢给气体加热，气体吸收的热量 ，活塞上升到
距气缸底 。已知活塞面积
，大气压强
，不计活塞与气缸之间的摩
擦， 取 。求：
当活塞上升到距气缸底 时，气体的温度 ；
给气体加热的过程中，气体增加的内能 。
18. 如图甲所示，两条足够长的平行金属导轨间距为 ，固定在倾角为 的斜面上。导轨顶
端连接一个阻值为 的电阻。在 下方存在方向垂直于斜面向上、大小为 的匀强磁场。
将质量为 、电阻值为 的金属棒在 处由静止释放，其下滑过程中的 图像如图
乙所示。金属棒下滑过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计导轨的电阻，取 ，
， 。
求金属棒与导轨间的动摩擦因数；
求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；
金属棒从进入磁场至速率最大的过程中，通过电阻 的电荷量为 ，求此过程中电阻 上产生的焦
耳热。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
单晶体具有规则的几何形状，而多晶体和非晶体没有规则的几何形状；单晶体具有各向异性，而多晶体、
非晶体具有各向同性；无论是单晶体还是多晶体都具有固定的熔点；无论是单晶体还是多晶体晶体内部的
分子按一定的规律排布即具有一定的规律性。
只要掌握了晶体的各种性质就能顺利解决此类题目，而只要稍一看课本此类知识就不难掌握。
【解答】
解： 晶体中的分子只在平衡位置附近振动，不会沿三条直线发生定向移动．故 A 错误；
三条直线上晶体分子的数目不同，表明晶体的物理性质是各向异性的．故 BD 错误，C 正确。
故选 C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
明确各核反应的内容，利用质量数和电荷数可以判别放出粒子为中子的核反应方程。
本题考查核反应方程，注意质量数和电荷数守恒的基本应用。
【解答】
A.根据核反应方程： 知， 俘获一个质子后，放出的粒子是 粒子，A 错误；
B.据 知， 俘获一个质子，产生 并放出的粒子是 粒子，B 错误；
C.据 可得 获得一个 粒子，产生 并放出的粒子是中子，C 正确；
D.据 知， 俘获一个 粒子后，放出的粒子是质子，D 错误．
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题以一次性医用防护口罩是预防新冠肺炎的有效措施之一为背景考查了浸润与不浸润现象和液体的表面
张力。有助于培养学生应用所学物理知识来解决实际问题的能力。
【解答】
A.合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都不浸润的，照片中的口罩正好发生了不浸润现象，故 A
错误；
B.照片中水滴为扁球状，水滴表面分子比水的内部分子间距大，分子之间的作用力表现为引力，使水滴表面
有收缩的趋势，则照片中水滴表面分子应比水的内部稀疏，故 B 错误；
C.照片中水滴呈扁球状是液体表面张力和重力共同作用的结果。故 C 正确；
D.水不是对所有材料都是不浸润的，比如水可以浸润玻璃，故 D 错误。
4.【答案】
【解析】解：由电流的定义式 可得： ；
由 可得：
故 ABC 错误，D 正确；
故选： 。
【点评】本题考查电阻及电流的微观意义，从而根据电流定义式可解得自由电子数目。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查热力学第一定律和理想气体状态方程的应用，正确分析封闭气体的状态是解题的关键。
根据题设得出气缸温度变化情况，从而得出封闭气体平均动能变化情况即可判断；分析加入沙子前后封闭
气体压强变化情况，根据温度不变，分析其内能变化情况，根据玻意耳定律得出封闭气体体积变化情况，
从而得出气体对外做功情况，根据热力学第二定律得出气体吸热放热情况即可判断。
【解答】
A、由于汽缸是导热的，则汽缸内气体的温度不变，即封闭空气分子的平均动能不变，故 A 错误；
、加入沙子前，封闭气体的压强等于大气压强 ，即 ；当加入质量为 的沙子时，对活塞和沙
子，由平衡条件知，封闭气体的压强 ，即封闭气体的压强增大了，而封闭气体温度不变，
其内能不变，由玻意耳定律： 知，封闭气体的体积减小，则活塞压缩封闭空气做功，由热力学第一
定律知，封闭气体向外界放热，故 C 正确，BD 错误。
6.【答案】
【解析】解： 、设电压表的示数为 ，电流表的示数为 。当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，传感
器电阻 的阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知电流表的示数 变大，根据闭合电路欧姆定律得：
，知 变小。根据数学知识可知，电压表示数变化量与电流表示数变化量的绝对值之比
，保持不变，故 AB 错误，D 正确；
C、酒精气体浓度越大时，传感器电阻 的电阻值越小，根据闭合电路欧姆定律知电路中电流越大，由于电
源的内外电阻大小关系未知，所以不能确定电源的输出功率如何变化，故 C 错误。
故选： 。
当一位酒驾驾驶员对着测试仪吹气时，分析 阻值的变化情况，根据闭合电路欧姆定律列式，分析两电表示
数变化关系；当酒精气体浓度越大时，传感器电阻 的电阻值越小，根据闭合电路欧姆定律分析电路中电流
的变化，根据内外电阻的关系分析电源输出功率的变化情况。根据闭合电路欧姆定律分析电压表示数变化
量与电流表示数变化量的绝对值之比变化情况。
本题是信息给予题，要搞清传感器电阻 的特性，分析其阻值的变化情况，要知道 相当于可变电阻，根据
闭合电路欧姆定律分析两电表示数变化的关系。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了光电效应方程的应用，根据图线的斜率以及截距求解，知道遏止电压与入射光的频率关系以及
发生光电效应的条件是解题的前提。
【解答】
A.根据光电效应方程，有
又有
联立可得
可知，图中直线的斜率表示 ，故 A 错误；
B.遏止电压为零时最大初动能为零，对应光电效应的截止频率，由图像可得为 ，钠的截止频率
为 ，根据图像可知，截止频率小于
，故 B 错误；
C.根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，增大入射光的频率时，遏止电压增大，遏止电压与入射光的
强度无关，故 C 错误；
D.波长为 的光的频率为
由图可知 小于截止频率，所以不能发生光电效应，故 D 正确。
故选 D。
8.【答案】
【解析】【详解】当电流最小时
联立解得
故选 B。
9.【答案】
【解析】
【分析】温度是分子平均动能的标志，根据理想气体状态方程分析温度的变化。做功和热传递可以改变气
体的内能，根据热力学第一定律分析。
【解答】 根据一定质量的理想气体状态方程 可知，当温度相同时，体积变大，则桶内的气体压
强 减小，而温度是影响分子平均动能的唯一因素，则分子平均动能 不变，A 错误，B 正确
剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，因为时间很短，所以气体与外界来不及热交换， ，外界对气体
做功，根据热力学第一定律 可得，空气弹簧内气体内能增加，气体分子的平均动能增大， C 正
确， D 错误。
故选 BC。
10.【答案】
【解析】
【分析】当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小时，线圈会阻碍电流的减小．
解决本题的关键掌握线圈对电流的变化有阻碍作用，当电流增大时，线圈会阻碍电流的增大，当电流减小
时，线圈会阻碍电流的减小．
【解答】 开关 闭合的瞬间，两灯同时获得电压，所以 同时发光，且亮度一样，之后由于流过线圈
的电流增大，则流过 灯的电流逐渐增大， 灯逐渐变亮，而 灯熄灭，故 A 错误， B 正确
断开开关 的瞬间，流过线圈的电流将要减小，产生自感电动势，相当电源，产生的感应电流流过电灯 ，
突然变亮再逐渐变暗，直至熄灭 灯的电流突然消失，立即熄灭，故 C 错误，D 正确
11.【答案】
【解析】
【分析】 振荡电路中，电容器放电过程是电场能向磁能转化，电流从正极板流出且逐渐增大；由 振荡
电路的周期公式 分析周期与频率。
本题考查电容器的充电、 振荡电路。 振荡电路的振荡过程从能量转化的角度入手比较容易；振荡电流
的周期由振荡电路本身决定，与外部因素无关。
【解答】 扳到 时电源给电容器充电，电流沿正向逐渐减小，图线 符合， 扳到 时产生振荡电流， 时
刻电流为零，前半个周期电容器先逆时针放电再逆时针充电，电流方向为负，图线 符合，A 正确，B 错误；
C.由振荡电流的周期 可知周期与电动势无关，C 错误；
D.振荡电流的频率为 ，拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，D 正确。
故选 AD。
12.【答案】
【解析】【详解】 图甲中，将一束等离子体按图示方向喷入磁场，根据左手定则，正离子所受洛仑兹力向
下，正离子向下偏转，同理，负离子向上偏转， 、 间产生电势差， 板电势高，A 正确；
B.图乙中，根据动能定理
根据牛顿第二定律
解得
比荷小的粒子打的远，所以打到 位置的粒子比打到 位置的粒子的比荷小，B 错误；
C.图丙中，电场强度为 ，磁感应强度为 ，根据平衡条件
解得
C 正确；
D.设 形盒的半径 ，设粒子在电场中多次加速后，从回旋加速器中离开的最大速度为 ，则由牛顿第二
定律有
化简得
粒子离开加速器时的动能为
设加速次数为 ， 形盒缝隙所加电压为 ，由动能定理得
得
粒子被加速的次数与粒子的比荷成正比。D 错误。
故选 AC。
13.【答案】 甲；
；
将磁铁 、 极对调 或将连接电源两极的导线对调 ；
发电机；电动机
【解析】
【分析】
本题考查了探究电磁感应现象的实验；对比记忆： 电磁感应现象实验装置没有电源直接供电；通电导体
在磁场中受力实验装置有电源直接供电； 电磁感应现象实验影响电流方向的因素是运动方向和磁场方向；
通电导体在磁场中受力实验影响受力方向的因素是电流方向和磁场方向； 电磁感应现象实验中机械能转
化为电能；通电导体在磁场中受力实验中电能转化为机械能； 发电机利用电磁感应现象原理；电动机利
用通电导体在磁场中受力原理。
电磁感应现象的前提是运动，结果是产生电流，即将机械能转化为电能；通电导体在磁场中受力的前
提是通电，结果是受力运动，即将电能转化为机械能；区分上述两个实验的主要依据是看是否存在电源，
故据上面的理解分析该题即可解决；
产生感应电流的条件是：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，本题判
断电流表指针偏转就是产生感应电流，关键是看导体是否切割磁感线；
通电导体在磁场中受力，受力方向与磁场方向、电流方向两个因素有关，只改变其中一个因素，可以改
变运动方向，同时改变两个因素，运动方向不会改变。
【解答】
甲图中，连接电路后，在外力作用下使导体左右运动，切割磁感线，则电流表指针发生偏转，说明此时
有感应电流产生，可以探究电磁感应现象；
甲图中磁感线沿竖直方向，让导线 在磁场中斜向上运动或左右运动会切割磁感线，导线 沿竖直方向
上下运动不会切割磁感线，故 符合题意；
要改变通电导线的受力方向，可改变磁场方向或线圈中电流方向；乙图中，改变磁场的方法，可以将磁
铁 、 极对调，改变电流方向的方法，可以将连接电源两极的导线对调；
甲图中没有电源，若开关闭合，金属棒做左右切割磁感线运动，此时电路中就会产生电流，所以是电磁
感应实验的装置，据此原理人类制造出了发电机；
乙中有电源，是因通电而运动，即是通电导体受力的作用的实验装置，是电动机的制造原理。
14.【答案】 无
【解析】【详解】 为保证实验装置的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，选项 A 正确；
B.改变封闭气体的体积时，应缓慢推拉柱塞，防止气体温度变化，选项 B 错误；
C.不能用手握住注射器再推拉柱塞，这样会导致气体温度变化，选项 C 错误；
D.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，选项 D 正确。
故选 AD。
根据 可知若压缩气体时漏气，即当 增大时 减小，即图像的斜率减小，则用上述方法作出的
图线应为图乙中的 。
由 图可知，从 到 过程中 乘积先增加后减小，可知温度先升高后降低，故选 B。
因为用压力表测量气体压强，则柱塞与器壁间的摩擦对实验结果 、 乘积值无影响。
15.【答案】解： 粒子运动轨迹如图所示，设粒子在 点时
速度大小为 ， 段为四分之一圆弧， 段为抛物线，根据
对称性可知，粒子在 点的速度大小也为 ，方向与 轴正方
向成 ．
可得：
解得：
到 过程，由动能定理得：
即：
在 点时，
由 到 过程中，竖直方向上有：
水平方向有：
则：
得粒子在 段圆周运动的半径：
到 的时间：
粒子从 到 点所用的时间：
答： 粒子在 点的速度大小为 ．
匀强电场的场强为 ．
粒子从 点运动到 点所用的时间 ．
【解析】 粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，对 点的速度进行分解，根据水平初
速度求出 点的速度大小，从而得出 点的速度大小．
根据动能定理求出匀强电场的场强．
根据牛顿第二定律和运动学公式求出类平抛运动的时间，结合几何关系求出在磁场中运动的轨道半径，
通过圆心角求出在磁场中的运动时间，从而求出粒子从 点运动到 点所用的时间．
本题考查了带电粒子在复合场中的运动，搞清粒子的运动规律，结合类平抛运动和圆周运动的知识进行解
决．
16.【答案】解： 导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律有：
；
导体棒受到的安培力大小： ，根据左手定则，方向平行斜面向上；
导体棒所受重力沿斜面向下的分力 ，
由于 小于安培力，故导体棒受到平行斜面向下的摩擦力 ，
根据共点力平衡条件有： ，解得 。
【解析】导体棒、金属导轨和直流电源构成闭合电路，根据闭合电路欧姆定律求解通过导体棒的电流大小。
17.【答案】 气缸内封闭的气体等压变化，根据盖 吕萨克定律有
其中 ，
代入数据可得
开始时封闭气体的压强为
外界对气体做功为
根据热力学第一定律可知气体增加的内能为
【解析】此题考查理想气体状态方程和热力学第一定律，分析好状态参量列式计算即可。
18.【答案】解： 由图乙可知，金属棒在 内做初速度为的匀加速直线运动， 后做加速度减小的加
速运动，可知金属棒第 末进入磁场。在 过程中，由图乙可知，金属棒的加速度
在这个过程中，沿斜面只有重力的分力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律有
由 式解得，金属棒与导轨间的动摩擦因数
金属棒在磁场中能够达到的最大速率时，金属棒处于平衡状态，设金属棒的最大速度为 ，金属棒切
割磁感线产生的感应电动势为
根据闭合回路欧姆定律有
根据安培力公式有
根据平衡条件有
由 式解得
根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律，可得金属棒从进入磁场通过电阻的电荷量为
解得，金属棒在磁场下滑的位移
由动能定理有
由图乙可知
此过程中电路中产生的总焦耳热等于克服安培力做的功
总
由 式解得，此过程中电路中产生的总焦耳热
总
故此过程中电阻 上产生的焦耳热为
总
【解析】见答案