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- 2021-05-13 发布
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2011—2013年山东卷高考理综物理试题分类汇编与12、13年全国新课标1卷对比
【一、物理学史和基本概念规律】
11山东—16.了解物理规律的发现过程,学会像科学家那样观察和思考,往往比掌握知识本身更重要。以下符合事实的是
A.焦耳发现了电流热效应的规律
B.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律
C.楞次发现了电流的磁效应,拉开了研究电与磁相互关系的序幕
D.牛顿将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
12山东—14.以下叙述正确的是
A.法拉第发现了电磁感应现象
B.惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大
C.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果
D.感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果
13山东—14、伽利略开始了实验研究和逻辑推理相结合探索自然规律的科学方法,利用这种方法伽利略发现的规律有( )
A、力不是维持物体运动的原因 B、物体之间普遍存在相互作用
C、忽略空气阻力,重物与轻物下落得同样快 D、物体间的相互作用力总是大小相等,方向相反
12全国—14.伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础。早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是
A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性
B.没有力作用,物体只能处于静止状态
C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性
D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动
答案:AD
13全国—14. 右图是伽利略1604年做斜面实验时的一页手稿照片,照片左上角的三列数据如下表。表中第二列是时间,第三列是物体沿斜面运动的距离,第一列是伽利略在分析实验数据时添加的。根据表中的数据.伽利略可以得出的结论是
A.物体具有惯性
B.斜面倾角一定时,加速度与质量无关
C.物体运动的距离与时间的平方成正比
D.物体运动的加速度与重力加速度成正比
答案:C
解析:根据表中的数据,可以发现第一列是时间的平方,对比第一列和第三列可以发现,物体运动的距离与时间的平方成正比,故C对;A、B、D错。
【二、天体运动】
11山东—17.甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是
A.甲的周期大于乙的周期
B.乙的速度大于第一宇宙速度
C.甲的加速度小于乙的加速度
D.甲在运行时能经过北极的正上方
12山东—15.2011年11月3日,“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为R1、R2,线速度大小分别为、。则等于
A. B. C. D.
13山东—20、双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量为原来的k倍,双星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为( )
A、 B、 C、 D、
12全国—21.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为
A. B. C. D.
答案:A
13全国—20. 2012年6曰18日,神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的土气,下面说法正确的是
A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加
C.如不干涉,天宫一号的轨道高度将缓慢降低
D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用
答案:BC
解析:第一宇宙速度是最大的运行速度,神州九号飞船与天宫一号的运行速度都小于第一宇宙速度,故A错;如不加干预,在运行一段时间后,由于空气阻力做负功,消耗机械能,天宫一号的轨道高度将缓慢降低,在低轨道做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,可求出天宫一号的运行速率增大,动能增大,故B、C对;航天员在天宫一号中处于失重状态,航天员受地球引力作用,只不过万有引力提供向心力,故D错。
【三、动力学与能量、运动及图像】
11山东—18.如图所示,将小球从地面以初速度竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球从距地面处由静止释放,两球恰在处相遇(不计空气阻力)。则
A.两球同时落地
B.相遇时两球速度大小相等
C.从开始运动到相遇,球动能的减少量等于球动能的增加量
D.相遇后的任意时刻,重力对球做功功率和对球做功功率相等
12山东—16.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的过程中,图像如图所示。以下判断正确的是
A.前3s内货物处于超重状态
B.最后2s内货物只受重力作用
C.前3s内与最后2s内货物的平均速度相同
D.第3s末至第5s末的过程中,货物的机械能守恒
13山东—16、如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮,质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳定滑轮连接,轻绳与斜面平等,两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( )
A、两滑块组成系统的机械能守恒
B、重力对M做的功等于M动能的增加
C、轻绳对m做的功等于m机械能的增加
a
b
c
x
y
O
D、两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
12全国—15.如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则
A.a的飞行时间比b的长
B.b和c的飞行时间相同
C.a的水平速度比b的小
D.b的初速度比c的大
答案:BD
13全国—19,如图,直线a和曲线b分别是在平直公路上形式的汽车a和b的位置一时间(x-t)图线,由图可知
A.在时刻t1,a车追上b车
B.在时刻t2,a、b两车运动方向相反
C.在t1到t2这段时间内,b车的速率先减少后增加
D.在t1到t2这段时间内,b车的速率一直不a车大
答案:BC
解析:在时刻t1,b车追上a车,故A错;在时刻t2,a车的斜率为正,速度沿正方向,b车的斜率为负,速度沿负方向,a、b两车运动方向相反,故B对;在t1到t2这段时间内,b车的斜率先减少后增加,速率先减少后增加,故C对;在t1到t2这段时间内,b车的斜率有时比a车大,则b车的速率有时比a车大,故D错。
13全国—21.2012年11曰,“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加——作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止,某次降落,以飞机着舰为计时零点,飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置,其着舰到停止的速度一时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索,飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为I000m。已知航母始终静止,重力加速度的大小为g。则
A. 从着舰到停止,飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10
B. 在0.4s-2.5s时间内,阻拦索的张力几乎不随时间变化
C. 在滑行过程中,飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 g
D. 在0.4s-2.5s时间内,阻拦系统对飞机做功的功率儿乎不变
答案:AC
解析:由图b求出飞机的位移大约为110m,约为无阻拦索时的1/10,故A对;在0.4s-2.5s时间内,图像的斜率恒定,加速度恒定,阻拦索的张力恒定,故B错;由图像的斜率求出飞行员所承受的加速度大小会超过2.5 g,故C对;阻拦索的张力恒定,飞机的速率减小,由P=FV可知阻拦系统对飞机做功的功率减小,故D错。
【四、受力分析】
11山东—19.如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固系于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a所受摩擦力≠0,b所受摩擦力=0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间
A.大小不变 B.方向改变
C.仍然为零 D.方向向右
12山东—17.如图所示,两相同轻质硬杆、可绕其两端垂直纸面的水平轴、、转动,在点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止。表示木块与挡板间摩擦力的大小,表示木块与挡板间正压力的大小。若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且、始终等高,则
A.变小 B.不变 C.变小 D.变大
13山东—15、如图所示,用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂,小球处于
静止状态,弹簧A与竖直方向夹角为30°,弹簧C水平,则弹簧A、C的伸长量之比为( )
A、 B、 C、 D、2:1
12全国—16.如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为N1
,球对木板的压力大小为N2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦,在此过程中
A.N1始终减小,N2始终增大
B.N1始终减小,N2始终减小
C.N1先增大后减小,N2始终减小
D.N1先增大后减小,N2先减小后增大
答案:B
【五、交流电、变压器和远距离输电】
11山东—20.为保证用户电压稳定在220V,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压器示意图。保持输入电压不变,当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是
A.
B.
C.为使用户电压稳定在220V,应将P适当下移
D.为使用户电压稳定在220V,应将P适当上移
12山东—18.图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为、。为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是
A.电压表的示数等于5V
B.电压表的示数等于
C.实现点火的条件是
D.实现点火的条件是
13山东—17、如图甲所示为交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场,为交流电流表,线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是( )
A、电流表的示数为10A
B、线圈转动的角速度为50πrad/s
C、0.01s时,线圈平面与磁场方向平行
D、0.02s时,电阻R中电流的方向自右向左
12全国—17.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为
A.380V和5.3A B.380V和9.1A
C.240V和5.3A D.240V和9.1A
答案:B
【六、静电场】
11山东—21.如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线,,且a与c关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是
A.b点场强大于d点场强
B.B点场强小于d点场强
C.a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差
D.试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能
12山东—19.图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点。则该粒子
A.带负电
B.在c点受力最大
C.在b点的电势能大于在c点的电势能
D.由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化
13山东—19、如图所示,在x轴上相距为L的两点固定两个等量异种电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称,下列说法正确的是( )
A、b、d两点处的电势相同
B、四个点中c点处的电势最低
C、b、d两点处的电场强度相同
D、将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小
13全国—15.如图,一半径为R的圆盘上均匀分布着电荷量为Q的电荷,在垂直于圆盘且过圆心c的轴线上有a、 b、d三个点,a和b、b和c、 c和d间的距离均为R,在a点处有一电荷量为q (q>O)的固定点电荷.已知b点处的场强为零,则d点处场强的大小为(k为静电力常量)
A.k B. k C. k D. k
答案:B
解析:b点处的场强为零,说明固定点电荷和圆盘的场强相互抵消,大小都为,圆盘在b点和d点产生的场强对称,都为,固定点电荷在d点产生的场强为,固定点电荷和圆盘在d点的合场强为,故B对;A、C、D错。
【七、电磁感应】
11山东—22.如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒、,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度处。磁场宽为3,方向与导轨平面垂直。先由静止释放,刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用
表示的加速度,表示的动能,、分别表示 、相对释放点的位移。图乙中正确的是(BD)
12山东—20.如图所示,相距为L的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为,上端接有定值电阻,匀强磁场垂直于导轨平面,磁感应强度为B。将质量为m的导体棒由静止释放,当速度达到时开始匀速运动,此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力,并保持拉力的功率为P,导体棒最终以的速度匀速运动。导体棒始终与导轨垂直且接触良好,不计导轨和导体棒的电阻,重力加速度为g,下列选项正确的是
A.
B.
C.当导体棒速度达到时加速度为
D.在速度达到以后匀速运动的过程中,R上产生的焦耳热等于拉力所做的功
13山东—18、将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内。回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆环区域风有垂直纸面的磁场Ⅱ。以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示。用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图像是( )
B
12全国—19.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O
、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率的大小应为
A. B. C. D.
答案:C
12全国—20.如图,一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内,线框在长直导线右侧,且其长边与长直导线平行。已知在t=0到t=t1的时间间隔内,直导线中电流i发生某种变化,而线框中感应电流总是沿顺时针方向;线框受到的安培力的合力先水平向左、后水平向右。设电流i正方向与图中箭头方向相同,则i随时间t变化的图线可能是
答案:A
13全国—17.如图.在水平面(纸面)内有三报相同的均匀金属棒ab、ac和MN,其中ab、ac在a点接触,构成“V”字型导轨。空间存在垂直于纸面的均匀磁场。用力使MN向右匀速运动,从图示位置开始计时,运动中MN始终与∠bac的平分线垂直且和导轨保持良好接触。下列关于回路中电流i与时间t的关系图线.可能正确的是
答案:A
解析:设∠bac=2θ,MN的有效长度为L0,速度为v,导轨的有效长度为,金属棒MN运动时间t
后,其电动势为,回路电阻为,电流,大小恒定,与时间无关,故A对;B、C、D错。
【八、带电粒子在磁场中的运动】
13全国—18.如图,半径为R的圆死一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,一电荷量为q(q>0)。质量为m的粒子沿平行于之境ab的方向摄入磁场区域,摄入点与ab的距离为,已知粒子射出去的磁场与摄入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)
A. B. C. D.
答案:B
解析:设粒子做圆周运动的半径为r,过入射点做速度的垂线找圆心,又速度偏角等于圆心角,根据题意做出示意图,根据几何关系求出r=R;洛伦兹力提供向心力,,则粒子的速率v=,故B对;A、C、D错。
【九、带电粒子在电场中的运动】
12全国—18.如图,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子
A.所受重力与电场力平衡
B.电势能逐渐增加
C.动能逐渐增加
D.做匀变速直线运动
答案:BD
13全国—16.一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方处的P
点有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未写极板接触)返回。若将下极板向上平移,则从P点开始下落的相同粒子将
A.打到下极板上 B.在下极板处返回
C.在距上极板处返回 D.在距上极板d处返回
答案:D
解析:粒子从小孔正上方处由静止开始下落到下极板处(未写极板接触)返回,根据动能定理,;与电池两极相连,电容器极板间电压不变,将下极板向上平移后,粒子下落距上极板x处返回,根据动能定理,,联立两式得x=d,故D对;A、B、C错。
【十、力学实验】
11山东—23.(12分)
(1)某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示,将一个小球和一个滑块用细绳连接,跨在斜面上端。开始时小球和滑块均静止,剪断细绳后,小球自由下落,滑块沿斜面下滑,可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音,保持小球和滑块释放的位置不变,调整挡板位置,重复以上操作,直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音。用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移。(空气阻力对本实验的影响可以忽略)
①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________。
②滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________。
③以下能引起实验误差的是________。
a.滑块的质量
b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
答案:(1)①;
②
③cd
12山东—21.
(1)某同学利用图甲所示德 实验装置,探究物块在水平桌面上的运动规律。物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)。从纸带上便于测量的点开始,每5个点取1个计数点,相邻计数点间的距离如图议所示。打点计时器电源的频率为50Hz。
①通过分析纸带数据,可判断物块在相邻计数点 和 之间某时刻开始减速。
②计数点5对应的速度大小为 m/s,计数点6对应的速度大小为 m/s。(保留三位有效数字)。
③物块减速运动过程中加速度的大小为= m/s2,若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度),则计算结果比动摩擦因数的真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
答案:(1)6;7【或7;6】
1.00;1.20
2.00;偏大
13山东—21、【未考力学实验】
12全国—22、【未考力学实验】
13全国—22.(7分)
图(a)为测量物块与水平桌面之间动摩擦因数的实验装置示意图。实验步骤如下: ①用天平测量物块和遮光片的总质量M.重物的质量m:用游标卡尺测量遮光片的宽度d;用米尺测最两光电门之间的距离s;
②调整轻滑轮,使细线水平:
③让物块从光电门A的左侧由静止释放,用数字毫秒计分别测出遮光片经过光电门A和光电门B所用的时间△tA和△tB,求出加速度a;
④多次重复步骤③,求a的平均 a ;
⑤根据上述实验数据求出动擦因数μ。
回答下列为题:
(1) 测量d时,某次游标卡尺(主尺的最小分度为1mm)的示如图(b)所示。其读数为 cm
(2)物块的加速度a可用d、s、AtA,和△tB,表示为a
(3)动摩擦因数μ可用M、m、 a ;和重力加速度g表示为μ=
(4)如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于 (填“偶然误差”或”系统误差” )
答案:(1)0.960(2)(3)(4)系统误差
解析:(1)主尺读数9mm,游标尺读数为12×0.05mm=0.60mm,读数为0.960cm。
(2)物块经过光电门A的速度,经过光电门B的速度,根据推论公式,,则a=
(3)对m有:mg-T=ma;对M有:T-;联立两式得
(4)如果细线没有调整到水平.由此引起的误差属于系统误差
【十一、电学实验】
11山东—23(2)某同学利用图甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率。
①所得实验数据如下图,请在给出的直角坐标系上(见答题卡)画出的图像。
②根据所画的图像,可求得电流时电源的输出功率为________。(保留两位有效数)
③实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计。在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是 。(Rx阻值未知)
答案:23.(2)①如图所示
②0.37(或0.36)
③bc。
12山东—21(2)在测量金属丝电阻率的试验中,可供选用的器材如下:
待测金属丝:(阻值约,额定电流约);
电压表:(量程,内阻约);
电流表:(量程,内阻约);
(量程,内阻约);
电源:(电动势3V,内阻不计)
(电动势12V,内阻不计)
滑动变阻器:(最大阻值约)
螺旋测微器;毫米刻度尺;开关S;导线。
①用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图所示,读数为 mm。
②若滑动变阻器采用限流接法,为使测量尽量精确,电流表应选 、电源应选 (均填器材代号),在虚线框中(间答题卡)完成电路原理图。
答案 21.(2)1.773【1.771~1.775均正确】
A1;E1;电路图如右。
13山东—21(1)图甲为一游标卡尺的结构示意图,当测量一钢笔帽的内径时,应该用游标卡尺的_ A ___(填“A”、“B”或“C”)进行测量;示数如图乙所示,该钢笔帽的内径为11.30mm。
(2)霍尔效应是电磁基本现象之一,近期我国科学家在该领域的实验研究上取得了突破性进展,如图所示,在一矩形半导体薄片的P、Q间通入电流I,同时外加与薄片垂直的磁场B,在M、N间出现电压UM,这种现象称为霍尔效应。UM为霍尔电压,且满足,式中d为薄片的厚度,k为霍尔系数。某同学通过实验测定该半导体薄片的霍尔系数。
①若该半导体材料是空穴(可视为带正电粒子)导电,电流与磁场方向如图丙所示,该同学用电压表测量UM时,应将电压表的“+”接线柱与M(填“M”或“N”)端通过导线连接。
②已知薄片厚度d=0.40mm。该同学保持磁感应强度B=0.10T不变,改变电流I的大小,测量相应的UM值,记录数据如下表所示,根据表中数据在给定坐标纸上(见答题卡)画出UM-I图线,利用图线求出该势头的霍尔系数为1.5(保留2位有效数字)。
I(×10-3A)
3.0
6.0
9.0
12.0
15.0
18.0
UM(×10-3V)
1.1
1.9
3.4
4.5
6.2
6.8
③该同学查资料发现,使半导体薄片中的电流反向再次测量,取两个方向的测量的平均值,可以减小霍尔系数的测量误差,为此该同学设计了如图丁所示的测量电路。S1、S2均为单刀双掷开关,虚线框内为半导体薄片(示画出)。为使电流自Q端流入,P端流出,应将S1掷向b(填“a”或“b”), S2掷向c(填“c”或“d”)。
为了保证测量安全,该同学改装了测量电路,将一合适的定值电阻串联在电路中。在保持其它连接不变的情况下,该定值电阻串接在相邻器件S1(或者)S1与E(填器件代号)之间。
12全国—22.(5分)
某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为_________mm,图(b)所示读数为_________mm,所测金属板的厚度为_________mm。
答案:0.010;6.870;6.860
12全国—23.(10分)
图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。所用部分器材已在图中给出,其中D为位于纸面内的U形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长;E为直流电源;R为电阻箱;为电流表;S为开关。此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
(1)在图中画线连接成实验电路图。
(2)完成下列主要实验步骤中的填空
①按图接线。
②保持开关S断开,在托盘内加入适量细沙,使D处于平衡状态;然后用天平称出细沙质量m1。
③闭合开关S,调节R的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D________;然后读出_________________,并用天平称出_______。
④用米尺测量_______________。
(3)用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小,可以得出B=_________。
(4)判定磁感应强度方向的方法是:若____________,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感应强度方向垂直纸面向里。
答案:(2)重新处于平衡状态;电流表的示数I;此时细沙的质量m2;D的底边长度l;
(3)
(4)m2>m1
13全国—23.(8分)
某学生实验小组利用图(a)所示电路,测皿多用电表内电池的电动势和电阻“xlk”挡内部电路的总电阻。使用的器材有:
多用电表;
电压表:里程5V,内阻十儿千欧;
滑动变阻器:最大阻值5kΩ
导线若干。
回答下列问题:
(1)将多用电表挡位调到电阻“xlk”挡,再将红表笔和黑表笔 ,调零点
(2)将图((a)中多用电表的红表笔和 (填“1”或“2)端相连,黑表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使多角电表的示数如图(b)所示,这时电压表的示数如图(c)所示。多用电表和电压表的读数分别为 kΩ和 3.60 V 。
(4)
调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00 V。从测量数据可知,电压表的内阻为12.0 kΩ。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图(d)所示。根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为 9.00 V,电阻“xlk”挡内部电路的总电阻为 15.0 kΩ。
答案:(1)短接(2)1 ( 3)15.0 3.60(4)12.0(5)9.00 15.0
解析:(1)将多用电表调挡位后,需将红表笔和黑表笔短接,进行欧姆调零。
(2)多用电表的红表笔对应欧姆表内电源的负极,应解电压表的负接线柱,与1端相连。
(3)多用电表读最上面的表盘,并乘以1K,为15.0 kΩ;电压表读数为3.60V。
(4)滑动变阻器的阻值为零时,多用电表的读数为电压表的内阻,为12.0kΩ。
(5)由闭合电路欧姆定律和欧姆定律U=IRv知,,代入数据有:,,联立求解得,。
【十二、力学综合题】
11山东—24.(15分)如图所示,在高出水平地面的光滑平台上放置一质量、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度且表面光滑,左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量。B与A左段间动摩擦因数。开始时二者均静止,现对A施加水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离。(取)求:
(1)B离开平台时的速度。
(2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB
(3)A左端的长度l2
答案:24.
(1)设物块平抛运动的时间为t,由运动学知识可得
①
②
联立①②式,代入数据得
③
(2)设B的加速度为a2,由牛顿第二定律和运动学的知识得
④
⑤
⑥
联立③④⑤⑥式,代入数据得
⑦
⑧
(3)设B刚开始运动时A的速度为,由动能定理得
⑨
设B运动后A的加速度为,由牛顿,第二定律和运动学知识得
⑩
联立⑦⑧⑨⑩式,代入数据得
12山东—22.(15分)如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径的光滑圆弧轨道,BC段为一长度的粗糙水平轨道,二者相切与B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块,其质量,与BC 间的动摩擦因数。工件质,与地面间的动摩擦因数。(取
(1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h。
(2)若将一水平恒力F作用于工件,使物体在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动
求F的大小
当速度时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离。
答案22.
(1)物块从P点下滑经B点至C点的整个过程,根据动能定理得
代入数据得
(2)设物块的加速度大小为,P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为,由几何关系可得
根据牛顿第二定律,对物体有
对工件和物体整体有
联立式,代入数据得
设物体平抛运动的时间为,水平位移为,物块落点与B间的距离为 , 由运动学公式可得
联立 式,代入数据得
13山东—22、(15分)如图所示,一质量m=0.4kg的小物块,以v0=2m/s的初速度,在与斜面成某的角度的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2s的时间物块由A点运动到B点,AB两点间的距离L=10m.已知斜面倾角,物块与斜面之间的动摩擦因数,重力加速度g取10m/s2.
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?
12全国—24.(14分)
拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图)。设拖把头的质量为m,拖杆质量可以忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g,某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ。
(1)若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小。
(2)设能使该拖把在地板上从静止刚好开始运动的水平推力与此时地板对拖把的正压力的比值为λ。已知存在一临界角θ0,若θ≤θ0,则不管沿拖杆方向的推力多大,都不可能使拖把从静止开始运动。求这一临界角的正切tanθ0。
解:(1)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把。将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,按平衡条件有 Fcosθ+mg=N ① Fsinθ=f ②
式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力。按摩擦定律有 f=μN③
联立①②③式得 ④
(2)若不管沿拖杆方向用多大的力都不能使拖把从静止开始运动,应有Fsinθ≤λN⑤
这时①式仍满足。联立①⑤式得⑥
现考察使上式成立的θ角的取值范围。注意到上式右边总是大于零,且当F无限大时极限为零,有 ⑦
使上式成立的θ角满足θ≤θ0,这里θ0是题中所定义的临界角,即当θ≤θ0时,不管沿拖杆方向用多大的力都推不动拖把。临界角的正切为⑧
13全国—24. (13分)
水平桌面上有两个玩具车A和B,两者用一轻质细橡皮筋相连,在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态,A、B和R分别位于直角坐标系中的(0,2l)、(0,-l)和(0,0)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动:B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中,标记R在某时刻通过点(l, l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的,求B运动速度的大小。
答案:
解析:设B车的速度大小为v.如图,标记R的时刻t通过点K(l,l),此时A、B
的位置分别为H、G。由运动学公式,H的纵坐标yA,G的横坐标xB分别为
在开始运动时,R到A和B的距离之比为2:1,即
OE:OF=2:1
由于橡皮筋的伸长是均匀的,在以后任一时刻R到A和B的距离之比都为2:1。
因此,在时刻t有 HK:KG=2:1
由于,有 ④
⑤
由式得
联立式得
【十三、电磁学综合题】
11山东—25.(18分)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图Ⅰ、Ⅱ两处的条形均强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直纸面。一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区,射入时速度与水平方向夹角
(1)当Ⅰ区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为,求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t0
(2)若Ⅱ区宽度L2=L1=L磁感应强度大小B2=B1=B0,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h
(3)若L2=L1=L、B1=B0,为使粒子能返回Ⅰ区,求B2应满足的条件
(4)若,且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出。为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射出的方向总相同,求B1、B2、L1、、L2、之间应满足的关系式。
答案:25.
(1)如图1所示,设粒子射入磁场I区的速度为v,在磁场I区中做圆周运动的半径为R1,由动能定理和牛顿第二定律得
①
②
由几何知识得
③
联立①②③式,代入数据得
④
设粒子在磁场I区中做圆周运动的周期为T,运动的时间为t
⑤
⑥
联立②④⑤⑥式,代入数据得
⑦
(2)设粒子在磁场II区做圆周运动的半径为R2,
由牛顿第二定律得
⑧
由几何知识可得
⑨
联立②③⑧⑨式,代入数据得
⑩
(3)如图2所示,为使粒子能再次回到I区,应满足
[或]
联立①⑧式代入数据得
(4)如图3(或图4)所示,设粒子射出磁场I区时速
度与水平方向的夹角为,由几何知识得
[或]
[或]
联立②⑧式得
联立式得
12山东—23(18分)如图甲所示,相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀 强磁场区,磁场方向垂直纸面向里,在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔、,两极板间电压的变化规律如图乙所示,正反向电压的大小均为,周期为。在时刻将一个质量为、电量为()的粒子由静止释放,粒子在电场力的作用下向右运动,在时刻通过垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力,不考虑极板外的电场)
(1)求粒子到达时德 速度大小和极板距离。
(2)为使粒子不与极板相撞,求磁感应强度的大小应满足的条件。
(3)若已保证了粒子未与极板相撞,为使粒子在时刻再次到达,且速度恰好为零,求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小
答案:23.
(1)粒子由至的过程中,根据动能定理得
由式得
设粒子的加速度大小为,由牛顿第二定律得
由运动学公式得
联立式得
(2)设磁感应强度大小为B,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,由牛顿第二定律得
要使粒子在磁场中运动时不与极板相撞,须满足
联立式得
(3)设粒子在两边界之间无场区向左匀速运动的过程用时为,有
联立式得
若粒子再次达到时速度恰好为零,粒子回到极板间应做匀减速运动,设匀减速运动的时间为,根据运动学公式得
联立式得
设粒子在磁场中运动的时间为
联立式得
设粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T,由式结合运动学公式得
由题意得
联立式得
13山东—23、(18分)如图所示,在坐标系xoy的第一、第三象限内存在相同的磁场,磁场方向垂直于xoy平面向里;第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E。一带电量为+q、质量为m的粒子,自y轴上的P点沿x轴正方向射入第四象限,经x轴上的Q点进入第一象限,随即撤去电场,以后仅保留磁场。已知OP=d,OQ=2d。不计粒子重力。
(1)求粒子过Q点时速度的大小和方向。
(2)若磁感应强度的大小为一确定值B0,粒子将以垂直y轴的方向进入第二象限,求B0的大小。
(3)若磁感应强度的大小为另一确定值,经过一段时间后粒子将再次经过Q点,且速度与第一次过Q点时相同,求该粒子相邻两次经过Q点所用的时间。
12全国—25.(18分)
如图,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直。圆心O到直线的距离为 。现将磁场换为平等于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域。若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小。
解:粒子在磁场中做圆周运动。设圆周的半径为r,由牛顿第二定律和洛仑兹力公式得①
式中v为粒子在a点的速度。
过b点和O点作直线的垂线,分别与直线交于c和d点。由几何关系知,线段和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径(未画出)围成一正方形。因此②
设有几何关系得③ ④
联立②③④式得
再考虑粒子在电场中的运动。设电场强度的大小为E,粒子在电场中做类平抛运动。设其加速度大小为a,由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得qE=ma ⑥
粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为r,有运动学公式得
⑦ r=vt ⑧
式中t是粒子在电场中运动的时间。联立①⑤⑥⑦⑧式得⑨
13全国—25.(19分)
如图,两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ,间距为L。导轨上端接有一平行板电容器,电容为C。导轨处于匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为m的金属棒,棒可沿导轨下滑,且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑,求:
(1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系;
(2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。
答案:(1)Q=CBLv (2)
解析:
设在时间间隔(t,t+)内流经金属棒的电荷量为,按定义有
也是平行板电容器极板在时间间隔(t,t+)内增加的电荷量。
由式得
式中,为金属棒的速度变化量。按定义有
金属棒所受到的摩擦力方向斜向上,大小为
式中,N是金属棒对于轨道的正压力的大小,有
金属棒在时刻t的加速度方向沿斜面向下,设其大小为a,根据牛顿第二定律有
联立到式得
由式及题设可知,金属棒做初速度为0的匀加速运动。T时刻金属棒的速度大小为
【十四、选做题——选修3—3】
11山东—36.(8分)[物理—物理3-3]
(1)人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是 。
a.液体的分子势能与体积有关
b.晶体的物理性质都是各向异性的
c.温度升高,每个分子的动能都增大
d.露珠呈球状是由于液体表面张力的作用
(2)气体温度计结构如图所示。玻璃测温泡A内充有理想气体,通过细玻璃管B和水银压强计相连。开始时A处于冰水混合物中,左管C中水银面在O点处,右管D中水银面高出O点=14cm。后将A放入待测恒温槽中,上下移动D,使C中水银面仍在O点处,测得D中水银面高出O点=44cm。(已知外界大气压为1个标准大气压,1标准大气压相当于76cmHg)
①求恒温槽的温度。
②此过程A内气体内能 (填“增大”或“减小”),气体不对外做功,气体将
(填“吸热”或“放热”)。
36.【物理—物理3—3】
(1)ad。
(2)①设恒温槽的温度为T2,由题意知T1=273K
A内气体发生等容变化,根据查理定律得
①
②
③
联立①②③式,代入数据得
(或91℃) ④
②增大;吸热
12山东—36.(8分)【物理—物理3-3】
(1)以下说法正确的是 。
a.水的饱和汽压随温度的升高而增大
b.扩散现象表明,分子在永不停息地运动
c.当分子间距离增大时,分子间引力增大,分子间斥力减小
d.一定质量的理想气体,在等压膨胀过程中,气体分子的平均动能减小
(2)如图所示,粗细均匀、导热良好、装有适量水银的U型管竖直放置,右端与大气相通,左端封闭气柱长(可视为理想气体),两管中水银面等高。先将右端与一低压舱(未画出)接通,稳定后右管水银面高出左管水银面(环境温度不变,大气压强)
①求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”做单位)
②此过程中左管内的气体对外界 (填“做正功”“做负功”“不做功”),气体将 (填“吸热”或放
答案:36.(1)ab
(2)设U型管横截面积为S,右端与大气相通时左管中封闭气体压强为,右端与一低压舱接通后左管中封闭气体压强为,气柱长度为,稳定后低压舱内的压强为。左管中封闭气体发生等温变化,根据玻意耳定律得
由几何关系得
联立式,代入数据得
做正功;吸热
13山东—36、(8分)【物理——选修3-3】
(1)下列关于热现象的描述正确的一项是( )
a、根据热力学定律,热机的效率可能达到100%
b、做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
c、温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
d、物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规则的。
(2)我国“蛟龙”号深海探测船载人下潜七千米,再创载人深潜新纪录。在某次深潜实验中,“蛟龙”号探测到990m深处的海水温度为280K。某同学利用该数据来研究气体状态随海水深度的变化。如图所示,导热良好的气缸内封闭一定质量的气体,不计活塞的质量和摩擦,气缸所处海平面的温度T0=300K,压强P0=1atm,封闭气体的体积V0=3m3。如果将该气缸下潜至990m深处,此过程中封闭气体可视为理想气体。
①求990m深处封闭气体的体积(1atm相当于10m深海水产生的压强)。
②下潜过程中封闭气体______________(填“吸热”或“放热”),传递的热量_______(填“大于”或“小于”)外界对气体所做的功。
12全国—33.[物理——选修3-3](15分)
(1)(6分)关于热力学定律,下列说法正确的是________(填入正确选项前的字母,选对1个给3分,选对2个给4分,选对3个给6分,每选错1个扣3分,最低得分为0分)。
A.为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量
B.对某物体做功,必定会使该物体的内能增加
C.可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功
D.不可能使热量从低温物体传向高温物体
E.功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程
答案:ACE
(2)(9分)如图,由U形管和细管连接的玻璃泡A、B和C浸泡在温度均为0°C的水槽中,B的容积是A的3倍。阀门S将A和B两部分隔开。A内为真空,B和C内都充有气体。U形管内左边水银柱比右边的低60mm。打开阀门S,整个系统稳定后,U形管内左右水银柱高度相等。假设U形管和细管中的气体体积远小于玻璃泡的容积。
(i)求玻璃泡C中气体的压强(以mmHg为单位);
(ii)将右侧水槽的水从0°C加热到一定温度时,U形管内左右水银柱高度差又为60mm,求加热后右侧水槽的水温。
解:(i)在打开阀门S前,两水槽水温均为T0=273K。设玻璃泡B中气体的压强为p1,体积为VB,玻璃泡C中气体的压强为pC,依题意有p1=pC+Δp①
式中Δp=60mmHg。打开阀门S后,两水槽水温仍为T0,设玻璃泡B中气体的压强为pB。
依题意,有pA=pC ②
玻璃泡A和B中气体的体积为 V2=VA+VB ③
根据玻意耳定律得 p1 VB =pBV2 ④
联立①②③④式,并代入题给数据得 ⑤
(ii)当右侧水槽的水温加热至T′时,U形管左右水银柱高度差为Δp。玻璃泡C中气体的压强为pc′=pa+Δp⑥
玻璃泡C的气体体积不变,根据查理定理得 ⑦
联立②⑤⑥⑦式,并代入题给数据得 T′=364 K ⑧
13全国—33.[物理—选修3-3](15分)
(1)(6分)两个相距较远的分子仅在分子力作用下由静止开始运动,直至不再靠近。在此过程中,下列说法正确的是 (填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A分子力先增大,后一直减小
B.分子力先做正功,后做负功
C.分子动能先增大,后减小
D.分子势能先增大,后减小
E. 分子动能和分子势能之和保持不变
答案:BCE
解析:分子力先增大,再减小,然后在增大,故A错;分子力先为引力,后为斥力,靠近时,分子力先做正功,后做负功,故B对;根据动能定理,分子动能先增大,后减小,故C对;分子力做功是分子势能变化的量度,分子力做正功,分子势能减小,分子力做负功,分子势能增加,故D错;只有分子力做功,只有分子动能和分子势能相互转化,分子动能和分子势能之和保持不变,故E对。
(2) (9分)如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通,顶部的细管带有阀门K.两气缸的容积均为V0气缸中各有一个绝热活塞(质量不同,厚度可忽略)。开始时K关闭,两活塞下方和右活塞上方充有气体(可视为理想气体),压强分别为Po和Po/3;左活塞在气缸正中间,其上方为真空; 右活塞上方气体体积为V0/4。现使气缸底与一恒温热源接触,平衡后左活塞升至气缸顶部,且与顶部刚好没有接触;然后打开K,经过一段时间,重新达到平衡。已知外界温度为To,不计活塞与气缸壁间的摩擦。求:
(i)恒温热源的温度T;
(ii)重新达到平衡后左气缸中活塞上方气体的体积VX。
答案:(1)(2)
解析:(ⅰ)与恒温热源接触后,在k未打开时,右活塞不动,两活塞下方对气体经历等压过程,由盖·吕萨克定律得
由此得
(ii)由初始状态的力学平衡条件可知,左活塞的质量比右活塞的大,打开K后,左活塞下降至某一位置,右活塞必须升至气缸顶,才能满足力学平衡条件。
气缸顶部与外界接触,底部与恒温热源接触,两部分气体各自经历等温过程,设左活塞上方气体压强为P,由玻意耳定律得
联立式,得
其解为,另一个解,不符合题意,舍去。