精品解析：广东省深圳市盐田高级中学2023-2024学年高二下学期4月月考物理试题

2023-2024学年第二学期第一次4月考考试 盐田高级中学高二物理试题卷 考试时间：75分钟 分数：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 下列四幅生活情景，关于光的理论，说法正确的是（　　） A. 甲图，光导纤维制成的内窥镜利用了光的衍射原理 B. 乙图，肥皂膜呈现出彩色条纹是光的全反射 C. 丙图，水中的汽泡特别明亮是光的折射 D. 丁图，观看立体电影的眼镜片利用了光的偏振 2. 关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是（　　） A. 图（1）中水蛭停在水面上是因为浮力作用 B. 图（2）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃 C. 图（3）中固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如图丙空白所示，说明固体薄片是多晶体 D. 图（4）中食盐晶体的原子是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，因此每个原子都是静止不动的 3. 下列说法正确的是（　　） A. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 B. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关 C. 火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低 D. 当水波通过障碍物时，只有障碍物或小孔的尺寸比波长小时，才发生明显的衍射现象 4. 如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成、两束，则（　　） A. 光的频率比b光高 B. 只要满足一定的条件，、两束光可以发生干涉 C. 在该透明材料中，光的传播速度大于光的传播速度 D. 从该透明材料射入空气发生全反射时，光的临界角较大 5. 一列简谐横波在t=0时的波形如图实线所示。下列说法中错误的是（　　） A. 这列波的波长是8m B. 如果波向右传播，平衡位置分别为B、C的2个质点，在此时刻的振动方向相反 C. 若波速为120m/s，则波的频率为10Hz D. 若虚线是简谐横波在时的波形图，波的传播速度可能为：（，，） 6. 在潜水员看来，岸上的所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，设这个圆锥的顶角为，则为多少（已知水的折射率为n）（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，与地面夹角为θ的光滑固定斜面顶端固定一垂直斜面的挡板，劲度系数为k的轻弹簧一端固定一个质量为m的小物体，另一端固定在挡板上。物体在平行斜面方向上做简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长。则物体在振动过程中（　　） A. 振幅为 B. 物体在最低点时受的弹力大小为 C. 平衡位置处，弹簧的弹性势能和物体的重力势能总和最大 D. 弹簧的最大弹性势能等于 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 下列说法中正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小 D. 由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 9. 一定质量的理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知初始状态气体的温度为T，三个状态的坐标分别为、、，下列说法正确的是（　　） A. 在过程中，封闭气体的温度一定不变 B. 气体在a状态的温度可能与b状态的温度不相等 C. 气体在c状态的温度为 D. 在过程中，单位时间、单位面积与器壁碰撞的分子数增加 10. 弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始时时，经过0.5s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为（　　） A. 0.6s B. 0.8s C. 1.2s D. 2.4s 三、实验题（本题共2题，每空2分，共计16分） 11. 如图1所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。 （1）“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图1所示，光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为__________（选填选项前字母）。 A．滤光片 双缝 单缝 B．滤光片 单缝 双缝 C．单缝 滤光片 双缝 D．双缝 滤光片 单缝 （2）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图2所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图3所示，此示数为_________；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长_________m（保留2位有效数字）。 （3）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是________（选填选项前字母）。 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 12. 某同学用图a所示装置测定重力加速度。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。 （1）用螺旋测微器测量挡光部件挡光宽度d，其读数如图b，则__________mm； （2）让单摆做简谐运动并开启传感器计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1。若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期___________； （3）摆线长度大约80cm，该同学只有一把量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c。保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。测量多组数据后绘制图像，求得图像斜率为k，可得当地重力加速度____________；（用k表示） （4）对于本次实验，下列说法中正确的为（　　） A. 安装在小球下面的挡光部件选用宽度稍窄的更好 B. 只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，k的测量值与理论值相比偏大 C. 只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，k的测量值与理论值相同 D. 为了减小实验误差，实验中细线偏离平衡位置的角度尽量大一些 四、计算题（本题包括3小题，共38分。计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 一列沿轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形如图所示，质点在波峰，质点在平衡位置，质点振动周期为0.8s．求： （1）求这列波的传播速度； （2）写出质点位移随时间变化的振动方程 14. 如图所示，直角三角形ABC是一玻璃砖的横截面，AB=L，C=90°，A=60°一束单色光PD从AB边上的D点射入玻璃砖，入射角为45°，DB=，折射光DE恰好射到玻璃砖BC边的中点E，已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃砖的折射率； （2）该光束从AB边上的D点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间。 15. 山地车气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，活塞的质量为，汽缸容积的横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强p1； （2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从T1上升到T2，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，求T2； （3）若在第（2）问基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到T3时使得弹簧恰好恢复原长，求T3。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年第二学期第一次4月考考试 盐田高级中学高二物理试题卷 考试时间：75分钟 分数：100分 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 下列四幅生活情景，关于光的理论，说法正确的是（　　） A. 甲图，光导纤维制成的内窥镜利用了光的衍射原理 B. 乙图，肥皂膜呈现出彩色条纹是光的全反射 C. 丙图，水中的汽泡特别明亮是光的折射 D. 丁图，观看立体电影的眼镜片利用了光的偏振 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图，光导纤维制成的内窥镜利用了光的全反射原理，故A错误； B．乙图，肥皂膜呈现出彩色条纹是光干涉现象，故B错误； C．丙图，水中的汽泡特别明亮是光的全反射现象，故C错误； D．丁图，观看立体电影的眼镜片利用了光的偏振，故D正确。 故选D。 2. 关于液体和固体的一些现象，下列说法正确的是（　　） A. 图（1）中水蛭停在水面上是因为浮力作用 B. 图（2）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃 C. 图（3）中固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如图丙空白所示，说明固体薄片是多晶体 D. 图（4）中食盐晶体的原子是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，因此每个原子都是静止不动的 【答案】B 【解析】 【详解】A．图（1）中水蛭停在水面上是因为表面张力的作用，故A错误； B．图（2）中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银与玻璃的接触面具有收缩趋势，水银不浸润玻璃，故B正确； C．图（3）中固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如图丙空白所示，说明固体薄片是多单晶体，故C错误； D．图（4）中食盐晶体的原子是按照一定的规则排列的，具有空间上的周期性，每个原子都在平衡位置附近振动，故D错误。 故选B。 3. 下列说法正确的是（　　） A. 在干涉现象中，振动加强点的位移总比减弱点的位移要大 B. 单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关 C. 火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率低 D. 当水波通过障碍物时，只有障碍物或小孔的尺寸比波长小时，才发生明显的衍射现象 【答案】B 【解析】 【详解】A．在干涉现象中，振动加强点的振幅总比减弱点的振幅要大，位移不一定比减弱点的位移大，A错误； B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期由驱动力周期决定，与单摆的固有周期无关，故与单摆的摆长无关，B正确； C．火车鸣笛向我们驶来时，根据多普勒效应可知，我们接收的频率高于波源发出的频率，C错误； D．当水波通过障碍物时，障碍物或小孔的尺寸与波长相比差不多或更小时，才发生明显的衍射现象，D错误。 故选B。 4. 如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成、两束，则（　　） A. 光的频率比b光高 B. 只要满足一定的条件，、两束光可以发生干涉 C. 在该透明材料中，光的传播速度大于光的传播速度 D. 从该透明材料射入空气发生全反射时，光的临界角较大 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，在入射角相等情况下，a光的折射角更小，根据折射率的定义式 可知，a光的折射率更大，则波长更短，频率更高，故A正确； B．发生干涉的条件是两束光的频率相等，所以、两束光不可能发生干涉，故B错误； C．根据折射率的速度表达式 可知，a光折射率比b光大，所以光的传播速度小于光的传播速度，故C错误； D．根据临界角的定义式 可得 由于a光折射率较大，则其临界角较小，故D错误。 故选A。 5. 一列简谐横波在t=0时的波形如图实线所示。下列说法中错误的是（　　） A. 这列波的波长是8m B. 如果波向右传播，平衡位置分别为B、C的2个质点，在此时刻的振动方向相反 C. 若波速为120m/s，则波的频率为10Hz D. 若虚线是简谐横波在时的波形图，波的传播速度可能为：（，，） 【答案】C 【解析】 【详解】AC．由图可知这列波的波长是8m；若波速为120m/s，则波的周期为 波的频率为 故A正确，不满足题意要求，C错误，满足题意要求； B．如果波向右传播，根据波形平移法可知此时平衡位置为B的质点沿轴正方向振动，平衡位置为C的质点沿轴负方向振动，故B正确，不满足题意要求； D．若虚线是简谐横波在时的波形图，若波沿x正向传播，那么波的传播速度为 （，，） 若波沿x负向传播，那么波的传播速度为 （，，） 故D正确，不满足题意要求。 故选C。 6. 在潜水员看来，岸上所有景物都出现在一个倒立的圆锥里，设这个圆锥的顶角为，则为多少（已知水的折射率为n）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当光线几乎平行于水面射入水中时，折射角为，根据光的折射定律 可得 从而 因此 故选B。 7. 如图所示，与地面夹角为θ的光滑固定斜面顶端固定一垂直斜面的挡板，劲度系数为k的轻弹簧一端固定一个质量为m的小物体，另一端固定在挡板上。物体在平行斜面方向上做简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长。则物体在振动过程中（　　） A. 振幅为 B. 物体在最低点时受的弹力大小为 C. 平衡位置处，弹簧的弹性势能和物体的重力势能总和最大 D. 弹簧的最大弹性势能等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，设物体在平衡位置时，弹簧的形变量为，则有 解得 由于物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，则振幅为 故A错误； B．根据题意，设物体在最低点时受的弹力大小为，由对称性有 解得 故B错误； C．根据题意可知，弹簧和物体组成的系统机械能守恒，平衡位置处，物体速度最大，动能最大，则弹簧的弹性势能和物体的重力势能总和最小，故C错误； D．根据题意可知，物体在最低点时，弹簧的弹性势能最大，由能量守恒定律可得，弹簧的最大弹性势能为 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 下列说法中正确的是（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 图乙为水中某花粉颗粒每隔一定时间位置的连线图，连线表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小 D. 由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图甲可知，状态①速率大的氧气分子比例较大，所以状态①的温度比状态②的温度高，故A错误； B．由于图乙中的位置是每隔一定时间记录的，所以位置的连线不能表示该花粉颗粒做布朗运动的轨迹，只能说明花粉颗粒运动的无规则性，故B错误； C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力先增大后减小，故C正确； D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子势能减小，分子力做正功，故D正确。 故选CD。 9. 一定质量理想气体从状态a开始，经三个过程后回到初始状态a，其图像如图所示。已知初始状态气体的温度为T，三个状态的坐标分别为、、，下列说法正确的是（　　） A. 在过程中，封闭气体的温度一定不变 B. 气体在a状态的温度可能与b状态的温度不相等 C. 气体在c状态的温度为 D. 在过程中，单位时间、单位面积与器壁碰撞的分子数增加 【答案】CD 【解析】 【详解】ABC．根据题意，由理想气体状态方程有 解得 ， 但不知道图像中过程中，的函数关系，则在过程中，封闭气体的温度不一定不变，故AB错误，C正确； D．由图可知，在过程中，气体的压强不变，体积减小，可知，气体的温度降低，气体分子的平均速率减小，由气体压强的微观解可知，单位时间、单位面积与器壁碰撞的分子数增加，故D正确。 故选CD。 10. 弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过点O时开始时时，经过0.5s，第一次到达点M，再经过0.2s第二次到达点M，则弹簧振子的周期可能为（　　） A. 0.6s B. 0.8s C. 1.2s D. 2.4s 【答案】BD 【解析】 【详解】如图甲所示 若振子从O点开始向右振动，根据简谐振动的对称性可知，振子从M点到最大位移处和从最大位移处到点M 所用时间相等，则可知 故可得 如图乙所示 若振子从O点开始向左振动，则振子振动到左边最大位移处后接着振动到右边最大位移处所用时间为，而根据简谐振动的对称性可知，振子从M点到右端最大位移处和从右端最大位移处到点M 所用时间相等，则可知 解得 故选BD。 三、实验题（本题共2题，每空2分，共计16分） 11. 如图1所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离。然后，接通电源使光源正常工作。 （1）“用双缝干涉测量光的波长”实验装置如图1所示，光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为__________（选填选项前字母）。 A．滤光片 双缝 单缝 B．滤光片 单缝 双缝 C．单缝 滤光片 双缝 D．双缝 滤光片 单缝 （2）已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图2所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图3所示，此示数为_________；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为。利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长_________m（保留2位有效数字）。 （3）另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是________（选填选项前字母）。 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 【答案】 ①. B ②. 0.25 ③. ④. D 【解析】 【详解】（1）[1]因为双缝干涉实验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图案，所以先让光源通过滤光片形成单色光，再经过单缝形成相干光，后通过双缝形成干涉条纹，所以光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选B。 （2）[2]图3游标卡尺示数为 [3]A到B条纹间的距离为，由图2可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度，则 根据 解得 （3）[4]对实验装置改动后，再像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可知条纹的宽度减小，由公式 A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，、L、d都不改变，则不变，故A错误； B．仅将单缝远离双缝移动少许，、L、d都不改变，则不变，故B错误； C．仅将单缝与双缝的位置互换，则入射光通过单缝后就会投到像屏上，所以像屏上得到的是单缝衍射图像，不是双缝干涉图像，故C错误； D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，减小，L、d都不改变，则减小，故D正确。 故选D。 12. 某同学用图a所示装置测定重力加速度。小球上安装有挡光部件，光电门安装在小球平衡位置正下方。 （1）用螺旋测微器测量挡光部件的挡光宽度d，其读数如图b，则__________mm； （2）让单摆做简谐运动并开启传感器的计数模式，当光电门第一次被遮挡时计数器计数为1并同时开始计时，以后光电门被遮挡一次计数增加1。若计数器计数为N时，单摆运动时间为t，则该单摆的周期___________； （3）摆线长度大约80cm，该同学只有一把量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上标记一点A，使得悬点O到A点间的细线长度为30cm，如图c。保持A点以下的细线长度不变，通过改变OA间细线长度l以改变摆长，并测出单摆做简谐运动对应的周期T。测量多组数据后绘制图像，求得图像斜率为k，可得当地重力加速度____________；（用k表示） （4）对于本次实验，下列说法中正确的为（　　） A. 安装在小球下面的挡光部件选用宽度稍窄的更好 B. 只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，k的测量值与理论值相比偏大 C. 只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，k的测量值与理论值相同 D. 为了减小实验误差，实验中细线偏离平衡位置的角度尽量大一些 【答案】（1）2.332##2.330##2.331 （2） （3） （4）AC 【解析】 小问1详解】 由图b可知，挡光宽度 【小问2详解】 根据题意可知，若计数器计数为N时，则通过最低点的次数为，则有 解得 【小问3详解】 根据题意，设A点到小球球心的距离为，则有 整理可得 可得当地重力加速度 【小问4详解】 A．根据平均速度的定义可知，挡光时间越短，平均速度越接近瞬时速度，所以安装在小球下面的挡光部件选用宽度稍窄的更好，故A正确； BC．只考虑挡光位置在小球下方所引起的系统误差，不会影响周期的测量，则k的测量值与理论值相同，故B错误，C正确； D．因为要使小球做简谐运动所以需要满足细线偏离平衡位置的最大角度必须小于或等于，故D错误。 故选AC。 四、计算题（本题包括3小题，共38分。计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 一列沿轴正方向传播的简谐横波，时刻的波形如图所示，质点在波峰，质点在平衡位置，质点振动周期为0.8s．求： （1）求这列波的传播速度； （2）写出质点的位移随时间变化的振动方程 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由题意可知，波沿轴正方向传播，周期为 由题图可知波长为 则波速为 （2）由图可知振幅为，又 则质点P的振动方程为 14. 如图所示，直角三角形ABC是一玻璃砖的横截面，AB=L，C=90°，A=60°一束单色光PD从AB边上的D点射入玻璃砖，入射角为45°，DB=，折射光DE恰好射到玻璃砖BC边的中点E，已知光在真空中的传播速度为c。求： （1）玻璃砖的折射率； （2）该光束从AB边上的D点射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】（1）作出光路图，如图所示 过E点的法线是三角形的中位线，由几何关系可知为等腰三角形 由几何知识可知光在AB边折射时折射角为 所以玻璃砖的折射率为 （2）设临界角为，有 可解得 由光路图及几何知识可判断，光在BC边上的入射角为60∘，大于临界角，则光在BC边上发生全反射，光在AC边的入射角为30°，小于临界角，所以光从AC第一次射出玻璃砖 根据几何知识可知 则光束从AB边射入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所需要的时间为 而 可解得 15. 山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，活塞的质量为，汽缸容积的横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强p1； （2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从T1上升到T2，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，求T2； （3）若在第（2）问的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到T3时使得弹簧恰好恢复原长，求T3。 【答案】（1）；（2）280K；（3） 【解析】 【详解】（1）对汽缸和活塞整体分析有 对活塞受力分析有 代入数据解得 （2）汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中封闭气体的压强不变，则有 解得 （3）当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，对活塞根据受力平衡有 由理想气态方程得有 又有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$