精品解析：辽宁省重点高中沈阳市郊联体2023-2024学年高二下学期期中考试物理试卷

辽宁省重点高中沈阳市郊联体 2023—2024学年度下学期考试高二年级期中试题 物理 注意事项： 本试卷由两部分构组成，第Ⅰ部分为选择题部分，一律用2B铅笔按题号依次填涂在答题卡上；第Ⅱ部分为非选择题部分，按要求答在答题卡相应位置上。 一、选择题（本题共10小题，1~7题只有一个选项符合题目要求，每题4分；8~10题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分。） 1. 图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（ ） A. 根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为射线 B. 如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大 C. 玻尔通过图（c）所示的粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分 D. 利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱 2. 2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在轨获取的太阳谱Hα线精细结构。Hα是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线。下列说法中正确的是（　　） A. 向外辐射Hα后，氢原子的能级升高 B. Hα对应的能级跃迁过程为从n=2跃迁到∞ C. 若Hα能使某金属发生光电效应，光电子的最大初动能可能为1.89eV D 若Hα未能使某金属发生光电效应，巴尔末系其他光有可能使该金属发生光电效应 3. 电源、开关S、定值电阻、光敏电阻和电容器连接成如图所示的电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点．当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，下列说法正确的是 A 液滴向下运动 B. 电阻消耗的电功率减少 C. 电容器所带电荷量减少 D. 电容器两极板间电压变大 4. 如图所示，纵坐标表示放射性元素氡222在某时刻的质量m与t=0时刻的质量m0的比值，横轴表示时间且单位为天，则下列说法正确的是（　　） A. 氡的半衰期为3.8天 B. 若温度降低，分子、原子等粒子的运动将变慢，氡的半衰期将增大 C. 一个氡222原子核要经过3.8天才发生衰变 D. 100个氡222原子核经过3.8天一定还剩50个 5. 如图甲所示为收音机的调谐电路，改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。若“调频”后，电路中的最强的高频电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线。下列说法或做法正确的是（　　） A. 改变电容器C的电容的目的是使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同 B. 将可变电容器的电容减小，电路将接收到波长更大的电信号 C. 在t1~t2时间内，电容器C正在放电 D. 电路中电场能随时间变化的周期等于t4 6. 我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于2019年9月29日获颁“共和国勋章”，核动力潜艇上核反应堆中可能一个核反应方程（其中为释放出的核能）。下列说法正确的是（　　） A. 该核反应属于原子核的衰变 B. 核反应方程式中 C. 的比结合能 D. 核的比结合能小于核的比结合能 7. 用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线，则下列说法正确的是（　　） A. 开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线 B. b光的光子能量大于a光的光子能量 C. 用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功 D. b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能 8. 如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（　　） A. 图甲中分子间距从到，分子间的引力增大，斥力减小 B. 分子b运动至和位置时动能可能相等 C. 图乙中一定大于图甲中 D. 若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离小于 9. 我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的。用户得到的电压为，则下列说法正确的是（　　） A. 升压变压器原、副线圈匝数比为 B. 降压变压器原、副线圈匝数比为 C. 用户增多，变小 D. 用户增多，、均变大 10. 如图所示是一定质量理想气体的状态变化图线。已知是等温膨胀过程，则对于图中所示的4个过程中，以下说法正确的是（　　） A 过程气体从外界吸收热量 B. 过程气体对外做功最多，内能增加也最多 C. 各状态下，单位体积内的气体分子个数都相同 D. 过程气体内能的减少量不可能恰好等于气体对外做的功 二、非选择题（本题共5小题，11题每空2分共8分，12题每空2分共8分，13题9分，14题13分，15题16分，按照要求答在答题卡对应位置上。） 11. 某同学为了测量固体药物的体积，设计了如图甲所示的测量装置（装置密封性良好）。 要测量步骤如下： ①把待测药物放进注射器内； ②把注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接； ③移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及气体压强值p； ④重复上述步骤③，多次测量； ⑤根据记录的数据，作出图像，并利用图像计算药物体积。 （1）在操作步骤③中，______（选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”）移动活塞。 （2）在操作步骤⑤中，为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用______（选填“p”“”或“”）。 （3）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的直线图像如图乙所示，其延长线分别交横、纵坐标于a、b，则待测药物的体积为______（用题目中已知量表示）。 （4）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值______（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 12. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中 （1）下列说法正确的是________。 A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中，观察注射器上的体积变化 B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，如果不使用爽身粉，也可以在水中加入红墨水后混合均匀，再滴入一滴油酸酒精溶液 C．实际的油酸分子是球形的，因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径 D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布 （2）①若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子直径将___________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） ②若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将___________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） （3）某次实验中将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器测得溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是，根据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为________m（此小题保留一位有效数字） 四、解答题 13. 如图所示，一根粗细均匀的“U”形细玻璃管竖直放置，左端足够长、开口，右端封闭且导热良好。管内有一段水银柱，右管封闭了一段空气柱（视为理想气体）。当环境的热力学温度时，左、右两液面的高度差为h，右管空气柱的长度为5h，大气压强恒为8hHg。 （1）若逐渐降低环境温度，求左、右两液面相平时环境的热力学温度； （2）若不是降低环境温度（环境温度保持不变），往左管缓慢加入水银，直至右液面升高0.5h，求该过程中往左管加入的水银柱的长度H。 14. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈abcd共200匝，线圈总电阻，线圈绕垂直于磁场的对称轴匀速转动，角速度，外电路中电阻，电阻，求： （1）由图示位置（线圈平面与磁场平行）开始、转过任意角度时感应电动势的瞬时值表达式； （2）理想交流电压表的示数； （3）由图示位置开始计时，经周期内通过的电荷量。 15. 某物理兴趣小组设计了一款火警报警装置，原理图简化如下：质量M=2kg的汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量m=0.1kg、横截面积S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。开始时活塞距汽缸底部的高度h=30cm，缸内温度t1=27℃；当环境温度上升，活塞缓慢下移时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，活塞厚度可忽略，大气压强p0=1.0×105Pa，求： （1）细线的拉力及缸内气体的压强； （2）蜂鸣器刚报警时环境温度t2； （3）若气体内能增加了15J，该过程中气体吸收的热量Q为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 辽宁省重点高中沈阳市郊联体 2023—2024学年度下学期考试高二年级期中试题 物理 注意事项： 本试卷由两部分构组成，第Ⅰ部分为选择题部分，一律用2B铅笔按题号依次填涂在答题卡上；第Ⅱ部分为非选择题部分，按要求答在答题卡相应位置上。 一、选择题（本题共10小题，1~7题只有一个选项符合题目要求，每题4分；8~10题有多个选项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全得3分。） 1. 图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（ ） A. 根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为射线 B. 如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大 C. 玻尔通过图（c）所示的粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分 D. 利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱 【答案】D 【解析】 【详解】A．图（a）所示放射源射出的三种射线在磁场中运动轨迹不同，射线带正电，根据左手定则判断出射线1为射线，故A错误； B．如图（b）所示，发生光电效应时，根据光电效应方程 可知入射光频率越大，光电子的最大初动能也就越大，与入射光的强度无关，故B错误； C．卢瑟福通过图（c）所示在α粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型，故C错误； D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征，氢原子能级是分立的，光谱也是分立的，故D正确。 故选D。 2. 2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在轨获取的太阳谱Hα线精细结构。Hα是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线。下列说法中正确的是（　　） A. 向外辐射Hα后，氢原子的能级升高 B. Hα对应的能级跃迁过程为从n=2跃迁到∞ C. 若Hα能使某金属发生光电效应，光电子的最大初动能可能为1.89eV D. 若Hα未能使某金属发生光电效应，巴尔末系其他光有可能使该金属发生光电效应 【答案】D 【解析】 【详解】A．向外辐射Hα后，氢原子的能级降低，故A错误； B．Hα是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，则频率最小，光子能量最小，所以Hα对应的能级跃迁过程是从n=3跃迁到n=2，故B错误； C．Hα对应的光子能量为 若Hα能使某金属发生光电效应，光电子的最大初动能一定小于1.89eV，故C错误； D．若Hα未能使某金属发生光电效应，由于巴尔末系其他光的光子能量均大于Hα的光子能量，所以巴尔末系其他光有可能使该金属发生光电效应，故D正确。 故选D。 3. 电源、开关S、定值电阻、光敏电阻和电容器连接成如图所示的电路，电容器的两平行板水平放置．当开关S闭合，并且无光照射光敏电阻时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M点．当用强光照射光敏电阻时，光敏电阻的阻值变小，下列说法正确的是 A. 液滴向下运动 B. 电阻消耗的电功率减少 C. 电容器所带电荷量减少 D. 电容器两极板间电压变大 【答案】D 【解析】 【详解】AD．当无光照射时，带电液滴恰好静止，液滴所受重力和电场力是一对平衡力；当用强光照射光敏电阻R2时，光敏电阻的阻值变小，电路中电流增大， R1两端间的电压增大，电容器的电压增大，板间场强增大，液滴所受的电场力增大，液滴向上运动，故D正确A错误； B．R1两端间电压增大，则电阻R1消耗的电功率变大，选项B错误； C．电容器的电压增大，电容不变，由Q=CU知，电容器所带电荷量增大。故C错误。 4. 如图所示，纵坐标表示放射性元素氡222在某时刻的质量m与t=0时刻的质量m0的比值，横轴表示时间且单位为天，则下列说法正确的是（　　） A. 氡的半衰期为3.8天 B. 若温度降低，分子、原子等粒子的运动将变慢，氡的半衰期将增大 C. 一个氡222原子核要经过3.8天才发生衰变 D. 100个氡222原子核经过3.8天一定还剩50个 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图和半衰期的定义可知氡的半衰期为3.8天，故A正确； B．放射性元素的半衰期由原子核内部结构决定，与外界因素（如温度、压强等）无关，也与物态变化无关，故B错误； CD．半衰期具有统计意义，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故CD错误。 故选A。 5. 如图甲所示为收音机的调谐电路，改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。若“调频”后，电路中的最强的高频电流i随时间t的变化规律为图乙所示的正弦曲线。下列说法或做法正确的是（　　） A. 改变电容器C的电容的目的是使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同 B. 将可变电容器的电容减小，电路将接收到波长更大的电信号 C. 在t1~t2时间内，电容器C正在放电 D. 电路中电场能随时间变化的周期等于t4 【答案】A 【解析】 【详解】A．改变电容器C的电容目的是达到共振，即使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同，故A正确； B．根据 将可变电容器的电容减小，固有频率会增加，根据公式 可知，频率越大，波长越小，所以将可变电容器的电容减小后，将接收到波长更小的电信号，故B错误； C．在t1~t2时间内，电路中电流在减小，电容器在充电，故C错误； D．一个周期电容器充放电两次，所以电路中的电场能随时间变化的周期等于，故D错误。 故选A。 6. 我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于2019年9月29日获颁“共和国勋章”，核动力潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程（其中为释放出的核能）。下列说法正确的是（　　） A. 该核反应属于原子核的衰变 B. 核反应方程式中 C. 的比结合能 D. 核的比结合能小于核的比结合能 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．发生的核反应是核裂变，不是原子核的衰变，故A错误； B．由核反应方程满足质量数与电荷数守恒，可知 因此式中 故B错误； C．核反应方程中为释放出的核能，不是的结合能，故C错误； D．中等质量原子核的比结合能较大，核的比结合能小于核的比结合能，故D正确。 故选D。 7. 用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线，则下列说法正确的是（　　） A. 开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线 B. b光的光子能量大于a光的光子能量 C. 用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功 D. b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能 【答案】B 【解析】 【详解】A．当光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，当开关S扳向1时，光电子在光电管是加速，则所加的电压是正向电压，因此测得的数据得到的并不是I轴左侧的图线，故A错误； B．根据 入射光的频率越高，对应的截止电压越大；由题目图可知，b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，依据 可知，b光的光子能量大于a光的光子能量，B正确； C．同一阴极的逸出功总是相等，与入射光的能量大小无关，C错误； D．b光的截止电压大于a光的截止电压，根据 所以b光对应的光电子最大初动能大于a光的光电子最大初动能，D错误。 故选B。 8. 如图甲、乙所示，分别表示两分子间的作用力、分子势能与两分子间距离的关系。分子a固定在坐标原点O处，分子b从处以某一速度向分子a运动（运动过程中仅考虑分子间作用力），假定两个分子的距离为无穷远时它们的分子势能为0，则（　　） A. 图甲中分子间距从到，分子间的引力增大，斥力减小 B. 分子b运动至和位置时动能可能相等 C. 图乙中一定大于图甲中 D 若图甲中阴影面积，则两分子间最小距离小于 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图甲中分子间距从到，分子间的引力、斥力均减小，分子力合力增大，故A错误； B．分子b从到和从到两过程，若图像与横轴所围面积相等，则分子力做功为0，动能变化量为0，分子b在和两位置时动能可能相等，故B正确； C．图甲中处分子力合力为0，分子b在此处分子势能最小，应对应图乙中处，即图乙中一定小于图甲中，故C错误； D．若图甲中阴影面积，则分子b从到过程分子力做功为0，分子b在处速度不为0，则分子b在r1处速度不为0，将继续运动，靠近分子a，故D正确。 故选BD。 9. 我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的。用户得到的电压为，则下列说法正确的是（　　） A. 升压变压器原、副线圈匝数比为 B. 降压变压器原、副线圈匝数比为 C. 用户增多，变小 D. 用户增多，、均变大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．升压变压器原线圈电流 升压变压器原、副线圈匝数比为 联立得 故A正确； B．降压变压器功率 降压变压器副线圈电流 降压变压器原、副线圈匝数比 得 故B错误； C．用户增多，变小，降压变压器输出功率增大，输电线电流增大，输电线上损失的功率增大，变小，故C正确； D．用户增多，输电线电流增大，输电线电压增大 U1、U2不变，则减小，减小，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示是一定质量理想气体的状态变化图线。已知是等温膨胀过程，则对于图中所示的4个过程中，以下说法正确的是（　　） A. 过程气体从外界吸收热量 B. 过程气体对外做功最多，内能增加也最多 C. 各状态下，单位体积内的气体分子个数都相同 D. 过程气体内能的减少量不可能恰好等于气体对外做的功 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．a→c过程气体体积增大，气体对外做功，a→c过程气体温度升高，内能增加，由热力学第一定律可知，气体吸收热量，A正确； B．由图像可知，b、c、d、e点的体积V相等，，由查理定律，可知，a→b是等温膨胀过程，则，从a到b、c、d、e过程体积变化量相同，气态对外做功，a→b过程气体压强不变，a→c、a→d、a→e过程压强减小，则a→b过程气体对外做功最多，a→b过程气体温度升高最大，气体内能增加最多，B正确； C．b、c、d、e各状态下气体体积相等，分子数密度相等，即单位体积内的气体分子个数相等，C正确； D．a→e过程气体温度降低，内能减少，气体体积增大，气体对外做功，气体内能的减少量可能等于气体对外做的功，D错误。 故选ABC。 二、非选择题（本题共5小题，11题每空2分共8分，12题每空2分共8分，13题9分，14题13分，15题16分，按照要求答在答题卡对应位置上。） 11. 某同学为了测量固体药物的体积，设计了如图甲所示的测量装置（装置密封性良好）。 要测量步骤如下： ①把待测药物放进注射器内； ②把注射器活塞推至适当位置，然后将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机连接； ③移动活塞，记录注射器的刻度值V，以及气体压强值p； ④重复上述步骤③，多次测量； ⑤根据记录的数据，作出图像，并利用图像计算药物体积。 （1）在操作步骤③中，______（选填“缓慢”“快速”或“以任意速度”）移动活塞。 （2）在操作步骤⑤中，为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用______（选填“p”“”或“”）。 （3）选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到的直线图像如图乙所示，其延长线分别交横、纵坐标于a、b，则待测药物的体积为______（用题目中已知量表示）。 （4）由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，由此造成的测量值比真实值______（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。 【答案】（1）缓慢 （2） （3）b （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 在操作步骤③中，为了保证气体温度不变，应缓慢移动活塞。 【小问2详解】 设固体药物的体积为，以气体为对象，根据玻意耳定律可得 整理可得 为了得到直线图像，纵坐标是V，则横坐标应该选用。 【小问3详解】 根据 结合图乙图像可知，待测药物的体积为 【小问4详解】 由于压强传感器和注射器连接处软管存在一定容积，设该容积为，以气体为对象，根据玻意耳定律可得 整理可得 结合图乙可知 可知造成的测量值比真实值偏小。 12. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中 （1）下列说法正确的是________。 A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时，可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中，观察注射器上的体积变化 B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，如果不使用爽身粉，也可以在水中加入红墨水后混合均匀，再滴入一滴油酸酒精溶液 C．实际的油酸分子是球形的，因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径 D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布 （2）①若实验过程中发现，撒入爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则计算得到的油酸分子直径将___________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） ②若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，则计算得到的油酸分子直径将___________（选填“偏大”或“偏小”或“不变”） （3）某次实验中将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液，用注射器测得溶液为80滴，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，描出的油膜轮廓如图所示，每格边长是，根据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为________m（此小题保留一位有效数字） 【答案】 ①. D ②. 偏大 ③. 偏小 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]A．测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸体积时，至少要测量50滴到100滴油酸酒精溶液的体积，然后计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，选项A错误； B．测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时，使用爽身粉才能看出油膜的轮廓，在水中加入红墨水后混合均匀不能看出油膜的轮廓，选项B错误； C．实验时只是把油酸分子看做是球形的理想模型，实际的油酸分子不是球形的，因此通过计算得到只是将油酸分子看成是球形时的油酸分子直径，选项C错误； D．计算油酸分子的大小时，认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布，选项D正确。 故选D。 （2）①[2]若实验过程中发现，撒入的爽身粉过多，导致油酸分子未形成单分子层，则油膜面积的测量值偏小，根据则计算得到的油酸分子直径将偏大； ②[3]若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的，在溶液中的油酸浓度会偏大，实际计算时仍按原来的浓度计算，则计算得到的油酸分子直径将偏小； （3）[4]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 油膜面积为 S=140×0.5×0.5cm2=35cm2 分子直径 四、解答题 13. 如图所示，一根粗细均匀的“U”形细玻璃管竖直放置，左端足够长、开口，右端封闭且导热良好。管内有一段水银柱，右管封闭了一段空气柱（视为理想气体）。当环境的热力学温度时，左、右两液面的高度差为h，右管空气柱的长度为5h，大气压强恒为8hHg。 （1）若逐渐降低环境温度，求左、右两液面相平时环境的热力学温度； （2）若不是降低环境温度（环境温度保持不变），往左管缓慢加入水银，直至右液面升高0.5h，求该过程中往左管加入的水银柱的长度H。 【答案】（1）240K；（2）2h 【解析】 【详解】（1）设玻璃管的横截面积为S，当左、右两液面相平时，右管液面上升0.5h，对右管内的空气，根据理想气体的状态方程有 解得 （2）设右液面升高0.5h时，右管内空气的压强为p，根据玻意耳定律有 解得 左右液面高度差 往左管加入的水银柱的长度 14. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈abcd共200匝，线圈总电阻，线圈绕垂直于磁场的对称轴匀速转动，角速度，外电路中电阻，电阻，求： （1）由图示位置（线圈平面与磁场平行）开始、转过任意角度时感应电动势的瞬时值表达式； （2）理想交流电压表的示数； （3）由图示位置开始计时，经周期内通过的电荷量。 【答案】（1）；（2）3V；（3）0.125C 【解析】 【详解】（1）由图可知线圈处于平行于磁场的位置，由此可知从此刻开始转过任意角度时有 （2）由题意及电路结构可知电路的总电阻为 电源电动势的有效值为 由闭合电路欧姆定律可得理想交流电压表的示数为 （3）周期内通过干路某一横截面的电荷量为 通过R1的电荷量为 15. 某物理兴趣小组设计了一款火警报警装置，原理图简化如下：质量M=2kg的汽缸通过细线悬挂在天花板下，质量m=0.1kg、横截面积S=10cm2的活塞将一定质量的理想气体密封在导热汽缸内。开始时活塞距汽缸底部的高度h=30cm，缸内温度t1=27℃；当环境温度上升，活塞缓慢下移时，活塞表面（涂有导电物质）恰与a、b两触点接触，蜂鸣器发出报警声。不计活塞与汽缸之间的摩擦，活塞厚度可忽略，大气压强p0=1.0×105Pa，求： （1）细线的拉力及缸内气体的压强； （2）蜂鸣器刚报警时的环境温度t2； （3）若气体内能增加了15J，该过程中气体吸收的热量Q为多大？ 【答案】（1）21N，0.99×105Pa；（2）360K或；（3）20.94J 【解析】 【详解】（1）对汽缸活塞整体 F=（M+m）g=21N 对活塞 p0S=p1S+mg 解得 p1=0.99×105Pa （2）等压变化过程，，则 解得 T2=360K 则 （3）气体等压膨胀对外做功 W=－p1SΔh=－5.94J 根据热力学第一定律ΔU=W+Q，又 解得 Q=20.94J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$