专题03 热学与光学 近代物理——【好题汇编】2024年高考物理三模试题分类汇编（浙江专用）

专题03 热学与光学 近代物理 物理学常识 1．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）下列物理学家的人名被用作国际单位制基本单位的是（　　） A．牛顿 B．安培 C．库仑 D．赫兹 2．（2024·浙江金华·三模）（多选）下列说法正确的是（　　） A．弹力属于电磁相互作用 B．质子和中子属于强子 C．J.J.汤姆孙发现电子后又在实验室发现了电子的衍射现象 D．赫兹在实验室发现光电效应，并得出遏止电压与入射光频率成线性关系 3．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）下列高中物理教材中的插图涉及到光的干涉原理的是（　　） A．甲图，水中气泡看上去特别明亮 B．乙图，火焰在肥皂膜上形成明暗相间条纹像 C．丙图，相机特制滤光片能减弱汽车玻璃表面反射光 D．丁图，显微镜下光经过大头针的图像 4．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）（多选）下列说法正确的是（　　） A．霓虹灯发光是气体原子从高能级向低能级跃迁产生 B．LC振荡电路中，当电容器电压最大时回路电流也最大 C．电阻应变片的电阻值随其机械形变的变化而变化 D．站在岸边的人会因为全反射而看不到湖中的鱼 5．（2024·浙江温州·三模）（多选）下列说法正确的是（　　） A．甲图中动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应 B．乙图中荷叶上的露珠呈椭球形，说明露珠不浸润荷叶 C．丙图中石英玻璃是由天然石英熔化后再凝固形成，它属于多晶体 D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，其尖端会变钝，是液体表面张力作用的结果 6．（2024·浙江金华·三模）2022年11月21日中国空间站第三次太空授课中演示了紫色水球从“活跃”到“懒惰”的过程。如图所示，用注射器向水球喷气，水球发生振动。向水球射入一枚质量10g的钢球，钢球留在水球中，再用注射器以相同方式向水球喷气，水球振动幅度减小。则（　　） A．首次喷气水球振幅较大一定是因为注射器喷气的频率与水球的固有频率相等 B．水球振动中不破裂，是因为中心的水对外面的水有万有引力的作用 C．钢球射入水球而未穿出，是水的表面张力起了作用 D．钢球在水中受到浮力为0.1N 7．（2024·浙江·温州中学模拟预测）两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻向侧面相互平行。一束由红光和蓝光组成的复色光从棱镜A的左面入射，从B的右面射出，则出射光线可能正确的是（　　） A． B． C． D． 8．（2024·浙江温州·三模）如图甲所示是一圆柱形玻璃茶壶，茶壶中央有一圆柱形茶叶滤网，当茶壶中盛有水时，观测者从侧边看到滤网的水下部分比水上部分粗一些，其部分光路如图乙所示。测得滤网水上部分直径 滤网的像直径 茶壶壁直径 ，忽略茶壶壁和滤网的厚度，可得茶水的折射率为（　　） A．1.31 B．1.52 C．2.00 D．2.50 9．（2024·浙江温州·三模）2024年2月 19日中国科学家成功合成两种新的核素：锇160（）钨156（）。锇160发生α衰变发射出的高能粒子能使空气电离，钨156发生 衰变（正电子）生成钽156（）。下列说法正确的是（　　） A．不同温度下，锇160的半衰期不同 B．能使空气电离的高能粒子主要是γ射线 C．钨156发生β⁺衰变产生的新核与钨156是一对同位素 D．锇160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能 10．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）将放射性同位素氟-18（）注入人体参与人体的代谢过程，如图甲所示，氟-18在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭并产生一对波长相等的光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的医学图像。氟-18的衰变规律如图乙所示，其中纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与的原子数之比，设正、负电子的质量均为m，光速为c，普朗克常数为h。则（　　） A．氟-18衰变的方程为 B．上述一对光子由氟-18直接产生并释放 C．上述一对光子波长为 D．经5小时人体内氟-18的残留量是初始时的33.3% 11．（2024·浙江金华·三模）某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为，并假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（　　） A．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍 B．Y原子核的速度大小为 C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（为光速） D．秦山核电站产生的核能与该核反应属于同种类型 12．（2024·浙江温州·三模）（多选）如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为。将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。下列说法正确的是（　　） A．扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔 B．频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子 C．若发光二极管发出频率为的光，则一定无法识别条形码 D．若发光二极管发出频率为的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码 13．（2024·浙江金华·三模）单反就是指单镜头反光相机。相机在毛玻璃的上方安装了一个五棱镜。这种棱镜将光线多次反射改变光路，将其影像送至目镜，这时的影像就是上下正立且左右校正的了。图为单反相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，。某一束单色光光线经平面镜反射后从AB边的F点垂直AB入射，其中、，最后刚好在BC中点垂直BC出射，已知在CD与AE两个面上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，则下列说法正确的是（　　）（已知） A．五棱镜的折射率一定为 B．五棱镜的折射率一定为 C．光在五棱镜中的传播时间为 D．左右平移平面镜，只要光仍从BC面垂直射出，则光在五棱镜中的传播时间不变 14．（2024·浙江温州·三模）某款气压式升降椅，它通过活塞上下运动来控制椅子的升降，其核心部件模型工作原理简图如图所示。圆筒形导热汽缸，开口向上竖直放置在水平地面上，筒长、内部横截面积。横截面积的圆柱形活塞插在汽缸内，在卡环（可使活塞向下运动而不能向上运动，且当活塞运动时与活塞间无力）的作用下保持静止。开始时活塞有的长度伸入汽缸，缸内封闭气体压强。已知活塞与椅面的总质量，大气压强，缸内气体视为理想气体，装置不漏气，环境温度保持不变，不计摩擦。 (1)椅面缓慢下降，若活塞对气体做功32J，则缸内气体 （选填“吸热”、“放热”），其数值为 ； (2)某同学先虚坐在椅面上（与椅面间恰无作用力），然后逐渐减小脚对地面的压力，使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面，并保持稳定。求稳定后气体压强和该同学的质量M。 15．（2024·浙江金华·三模）如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，有一长的绝热汽缸与绝热活塞静置于斜面上，活塞与重物通过不可伸长的轻绳连接，此时重物对地面恰好无压力，轻绳OA段与斜面平行，活塞距离汽缸底部。活塞质量，重物质量，活塞面积，大气压，缸内封闭的理想气体温度，缸内气体分子总动能满足，其中，g取。活塞厚度及活塞与汽缸壁的摩擦忽略不计，活塞始终与汽缸壁垂直且不漏气。当电热丝通电加热时，活塞缓慢到达汽缸口，求： （1）加热过程气体压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”），汽缸内壁单位面积受到分子的撞击数 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）加热前汽缸内气体的压强 ； （3）加热过程电热丝放出的热量 。 16．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）如图所示，圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为的重物，此时活塞处在距离汽缸上底面为的A处，气体的温度为。汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面为的B处。已知大气压为。 （1）求活塞在B处时的气体温度； （2）求活塞从A处到B处的过程中气体对外界做功的大小，并分析气体的内能是增大还是减小。 （3）保持温度不变，当悬挂重物为时，打开汽缸阀门放出一部分的气体使得活塞仍处于B处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。 试卷第2页，共23页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 热学与光学 近代物理 物理学常识 1．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）下列物理学家的人名被用作国际单位制基本单位的是（　　） A．牛顿 B．安培 C．库仑 D．赫兹 【答案】B 【考点】国际单位制的7个基本单位 【详解】国际单位制中的基本单位分别为米、秒、千克、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。故以上四位物理学家中的人名被用作国际单位制基本单位的是安培。 故选B。 2．（2024·浙江金华·三模）（多选）下列说法正确的是（　　） A．弹力属于电磁相互作用 B．质子和中子属于强子 C．J.J.汤姆孙发现电子后又在实验室发现了电子的衍射现象 D．赫兹在实验室发现光电效应，并得出遏止电压与入射光频率成线性关系 【答案】AB 【考点】遏止电压的本质及其决定因素  电子束衍射和衍射图样  弹力定义及产生条件 【详解】A．弹力和摩擦力在本质上是由电场力引起的，属于电磁相互作用，故A正确； B．常见的强子是质子和中子，故B正确； C．1897年J.J.汤姆孙发现电子，30年后，J.J.汤姆孙的儿子G.P.汤姆孙利用电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样，故C错误； D．赫兹在实验室发现光电效应，密立根得出遏止电压与入射光频率成线性关系，故D错误。 故选AB。 3．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）下列高中物理教材中的插图涉及到光的干涉原理的是（　　） A．甲图，水中气泡看上去特别明亮 B．乙图，火焰在肥皂膜上形成明暗相间条纹像 C．丙图，相机特制滤光片能减弱汽车玻璃表面反射光 D．丁图，显微镜下光经过大头针的图像 【答案】B 【考点】发生全反射的条件、临界角  薄膜干涉现象和原理  单缝衍射和小孔衍射图样  偏振的应用 【详解】A．气泡是光疏介质，光经过水照射气泡时，一部分光会发生全反射，因此水中气泡看上去特别明亮，故A错误； B．乙图，火焰在肥皂膜上形成明暗相间条纹像，是薄膜干涉现象，即光的干涉原理， 故B正确； C．丙图，相机特制滤光片能阻挡特定方向的偏振光，因此能减弱汽车玻璃表面反射光，是光的偏振现象，故C错误； D．丁图，显微镜下光经过大头针的图像，是光的衍射现象，故D错误。 故选B。 4．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）（多选）下列说法正确的是（　　） A．霓虹灯发光是气体原子从高能级向低能级跃迁产生 B．LC振荡电路中，当电容器电压最大时回路电流也最大 C．电阻应变片的电阻值随其机械形变的变化而变化 D．站在岸边的人会因为全反射而看不到湖中的鱼 【答案】AC 【考点】压（拉）力传感器  折射和全反射的综合问题  振荡回路  基态、激发态、跃迁、电离 【详解】A．霓虹灯发光是气体原子从高能级向低能级跃迁产生的。故A正确； B．LC振荡电路中，当电容器电压最大时极板上电荷量最多，回路电流最小。故B错误； C．电阻应变片是一种将被测件上的形状变化转换成为一种电信号的敏感器件，其阻值会随着机械形变而发生变化。故C正确； D．光从空气进入水中，不会发生全反射，根据光路的可逆性，站在岸边的人不会因为全反射而看不到湖中的鱼。故D错误。 故选AC。 5．（2024·浙江温州·三模）（多选）下列说法正确的是（　　） A．甲图中动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应 B．乙图中荷叶上的露珠呈椭球形，说明露珠不浸润荷叶 C．丙图中石英玻璃是由天然石英熔化后再凝固形成，它属于多晶体 D．丁图中玻璃管的裂口在火焰上烧熔后，其尖端会变钝，是液体表面张力作用的结果 【答案】BD 【考点】法拉第电磁感应定律的表述和表达式  晶体和非晶体  液体的表面张力  浸润和不浸润 【详解】A．动圈式扬声器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，故A错误； B．荷叶上的露珠呈椭球形，说明露珠不能浸润荷叶，故B正确； C．石英玻璃是由天然石英熔化后再凝固形成，它属于非晶体，故C错误； D．玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端变钝，这是由于液体表面张力的作用，故D正确。 故选BD。 6．（2024·浙江金华·三模）2022年11月21日中国空间站第三次太空授课中演示了紫色水球从“活跃”到“懒惰”的过程。如图所示，用注射器向水球喷气，水球发生振动。向水球射入一枚质量10g的钢球，钢球留在水球中，再用注射器以相同方式向水球喷气，水球振动幅度减小。则（　　） A．首次喷气水球振幅较大一定是因为注射器喷气的频率与水球的固有频率相等 B．水球振动中不破裂，是因为中心的水对外面的水有万有引力的作用 C．钢球射入水球而未穿出，是水的表面张力起了作用 D．钢球在水中受到浮力为0.1N 【答案】C 【考点】航天器中的失重现象  动量定理的内容和表达式  液体的表面张力 【详解】A．根据动量定理，力的冲量相同的情况下，质量小的物体获得的速度大，振幅也大，故A错误； BC．水球振动中不破裂，钢球射入水球而未穿出，是水的表面张力起了作用，故B错误，C正确。 D．太空中处于失重状态，浮力为0，故D错误； 故选C。 7．（2024·浙江·温州中学模拟预测）两个完全相同的等腰三棱镜如图所示放置，相邻向侧面相互平行。一束由红光和蓝光组成的复色光从棱镜A的左面入射，从B的右面射出，则出射光线可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【考点】根据光的偏折程度比较折射率大小 【详解】根据光路的可逆性，结合光的折射定律，可知从B右面射出的光线与入射光线平行，则从B右边射出的单色光仍平行，由于红光和蓝光的折射率不同，所以红光和蓝光的出射光线有一定间距，故ACD错误，B正确。 故选B。 8．（2024·浙江温州·三模）如图甲所示是一圆柱形玻璃茶壶，茶壶中央有一圆柱形茶叶滤网，当茶壶中盛有水时，观测者从侧边看到滤网的水下部分比水上部分粗一些，其部分光路如图乙所示。测得滤网水上部分直径 滤网的像直径 茶壶壁直径 ，忽略茶壶壁和滤网的厚度，可得茶水的折射率为（　　） A．1.31 B．1.52 C．2.00 D．2.50 【答案】A 【考点】光的折射定律、折射率 【详解】根据折射率公式 由几何知识得， 解得 故选A。 9．（2024·浙江温州·三模）2024年2月 19日中国科学家成功合成两种新的核素：锇160（）钨156（）。锇160发生α衰变发射出的高能粒子能使空气电离，钨156发生 衰变（正电子）生成钽156（）。下列说法正确的是（　　） A．不同温度下，锇160的半衰期不同 B．能使空气电离的高能粒子主要是γ射线 C．钨156发生β⁺衰变产生的新核与钨156是一对同位素 D．锇160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能 【答案】D 【考点】α衰变的特点、本质及其方程的写法  半衰期的概念  分析原子核的结合能与比结合能 【详解】A．半衰期与温度无关，故A错误； B．能使空气电离的高能粒子主要是射线，故B错误； C．由题意可知核反应方程为 由于钨156发生β⁺衰变产生的新核与钨156质子数不同，故二者不是同位素，故C错误； D．比结合能越大越稳定，自然衰变的产物比结合能会变大，故锇160发生α衰变产生的钨156的比结合能大于锇160的比结合能，故D正确。 故选D。 10．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）将放射性同位素氟-18（）注入人体参与人体的代谢过程，如图甲所示，氟-18在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭并产生一对波长相等的光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的医学图像。氟-18的衰变规律如图乙所示，其中纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与的原子数之比，设正、负电子的质量均为m，光速为c，普朗克常数为h。则（　　） A．氟-18衰变的方程为 B．上述一对光子由氟-18直接产生并释放 C．上述一对光子波长为 D．经5小时人体内氟-18的残留量是初始时的33.3% 【答案】C 【考点】半衰期相关的计算  根据条件写出核反应方程  利用质能方程公式进行计算 【详解】A．根据质量数与质子数守恒，可得氟-18的衰变方程 故A错误； B．依题意，正负电子湮灭方程为 故B错误； C．由质能方程，可得 根据能量守恒，可得 联立，解得 故C正确； D．由乙图可知氟-18的半衰期为T=100min，根据 又 联立，解得 故D错误。 故选C。 11．（2024·浙江金华·三模）某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为，并假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（　　） A．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍 B．Y原子核的速度大小为 C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（为光速） D．秦山核电站产生的核能与该核反应属于同种类型 【答案】A 【考点】反冲运动的定义  计算核反应中的质量亏损  核裂变的应用 【详解】A．由动量守恒定律 根据 可得 即Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍，选项A正确； B．由动量守恒定律 可知Y原子核的速度大小为 选项B错误； C．因反应放出核能，可知该反应有质量亏损，则Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小 （为光速） 选项C错误； D．秦山核电站产生的核能是重核裂变反应，用中子轰击铀核产生链式反应，与该核反应不属于同种类型，选项D错误。 故选A。 12．（2024·浙江温州·三模）（多选）如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为。将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。下列说法正确的是（　　） A．扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔 B．频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子 C．若发光二极管发出频率为的光，则一定无法识别条形码 D．若发光二极管发出频率为的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码 【答案】AB 【考点】光电效应现象及其解释  光电效应的瞬时性  饱和电流的本质及其决定因素 【详解】A．根据题意，扫描笔在条形码上移动的速度越快，邻脉冲电信号的时间间隔越短，故A正确； B．频率为的光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故B正确； C．若发光二极管发出频率为的光，大于截止频率，可以产生光电流，可以正常识别条形码，故C错误； D．若发光二极管发出频率为的光，小于截止频率，无法产生光电流，即无法正常识别条形码，故D错误。 故选AB。 13．（2024·浙江金华·三模）单反就是指单镜头反光相机。相机在毛玻璃的上方安装了一个五棱镜。这种棱镜将光线多次反射改变光路，将其影像送至目镜，这时的影像就是上下正立且左右校正的了。图为单反相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，。某一束单色光光线经平面镜反射后从AB边的F点垂直AB入射，其中、，最后刚好在BC中点垂直BC出射，已知在CD与AE两个面上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，则下列说法正确的是（　　）（已知） A．五棱镜的折射率一定为 B．五棱镜的折射率一定为 C．光在五棱镜中的传播时间为 D．左右平移平面镜，只要光仍从BC面垂直射出，则光在五棱镜中的传播时间不变 【答案】D 【考点】折射率的波长表达式和速度表达式  折射和全反射的综合问题 【详解】AB．设入射到CD面上的入射角为θ，因为在CD和EA上发生全反射，且两次反射的入射角相等，如图 根据几何关系有4θ=90° 解得θ=22.5° 当光刚好在CD和AE面上发生全反射时，折射率最小，根据 解得最小折射率为 故AB错误； C．由几何关系可知 则在棱镜中的总距离 光在棱镜中的最大速度为 可得最短传播时间 选项C错误； D．左右平移平面镜，只要光仍从BC面垂直射出，则因入射到CD面上的入射角θ不变，则光在棱镜中传播的距离不变，即光在五棱镜中的传播时间不变，选项D正确。 故选D。 14．（2024·浙江温州·三模）某款气压式升降椅，它通过活塞上下运动来控制椅子的升降，其核心部件模型工作原理简图如图所示。圆筒形导热汽缸，开口向上竖直放置在水平地面上，筒长、内部横截面积。横截面积的圆柱形活塞插在汽缸内，在卡环（可使活塞向下运动而不能向上运动，且当活塞运动时与活塞间无力）的作用下保持静止。开始时活塞有的长度伸入汽缸，缸内封闭气体压强。已知活塞与椅面的总质量，大气压强，缸内气体视为理想气体，装置不漏气，环境温度保持不变，不计摩擦。 (1)椅面缓慢下降，若活塞对气体做功32J，则缸内气体 （选填“吸热”、“放热”），其数值为 ； (2)某同学先虚坐在椅面上（与椅面间恰无作用力），然后逐渐减小脚对地面的压力，使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面，并保持稳定。求稳定后气体压强和该同学的质量M。 【答案】(1) 放热 (2)， 【考点】应用波意耳定律解决实际问题  计算系统内能改变、吸放热及做功 【详解】（1）[1][2]椅面缓慢下降，若活塞对气体做功32J，由于环境温度保持不变，可知气体温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律可得 可得 可知缸内气体放热，其数值为。 （2）以密封气体为对象，初态有， 使活塞缓慢下降后脚刚好完全离开地面，并保持稳定，则稳定后气体体积为 根据玻意耳定律可得 解得稳定后气体压强为 根据受力平衡可得 解得该同学的质量为 15．（2024·浙江金华·三模）如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平地面上，有一长的绝热汽缸与绝热活塞静置于斜面上，活塞与重物通过不可伸长的轻绳连接，此时重物对地面恰好无压力，轻绳OA段与斜面平行，活塞距离汽缸底部。活塞质量，重物质量，活塞面积，大气压，缸内封闭的理想气体温度，缸内气体分子总动能满足，其中，g取。活塞厚度及活塞与汽缸壁的摩擦忽略不计，活塞始终与汽缸壁垂直且不漏气。当电热丝通电加热时，活塞缓慢到达汽缸口，求： （1）加热过程气体压强 （选填“增大”、“减小”或“不变”），汽缸内壁单位面积受到分子的撞击数 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （2）加热前汽缸内气体的压强 ； （3）加热过程电热丝放出的热量 。 【答案】 不变 减小 【考点】应用盖吕萨克定律解决实际问题 【详解】（1）[1]加热过程，活塞、汽缸和重物整体受力不变，汽缸向下滑动，活塞的受力不变，即气体对活塞的压力不变，气体的压强不变； [2]加热过程，气体的温度升高，气体的平均动能增大，气体分子对汽缸内壁的平均作用力变大，但是气体的压强不变，即单位面积单位时间内气体分子的作用力不变，则汽缸内壁单位面积受到分子的撞击数减小； （2）活塞受力平衡 重物受力平衡 可得气体压强 （3）加热过程为等压变化，满足 得T1=400K 气体内能变化 气体对外做功 根据热力学第一定律 可得 16．（2024·浙江·9+1联盟3月模拟预测）如图所示，圆柱形汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为的重物，此时活塞处在距离汽缸上底面为的A处，气体的温度为。汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面为的B处。已知大气压为。 （1）求活塞在B处时的气体温度； （2）求活塞从A处到B处的过程中气体对外界做功的大小，并分析气体的内能是增大还是减小。 （3）保持温度不变，当悬挂重物为时，打开汽缸阀门放出一部分的气体使得活塞仍处于B处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。 【答案】（1）360K；（2）128J，增加；（3） 【考点】应用波意耳定律解决实际问题  应用盖吕萨克定律解决实际问题  计算系统内能改变、吸放热及做功 【详解】（1）A到B为等压过程，根据盖吕萨克定律 即 得 （2）设气体压强为p，活塞受力平衡 得 气体对外界做功 理想气体的分子势能忽略不计，而温度升高则分子动能增加，内能由分子势能和分子动能组成，所以气体内能增加。 （3）打开阀门前在B处， 悬挂后 得压强 若不打开阀门，气体体积设为 该等温过程 得 放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值 试卷第2页，共23页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$