内容正文:
大庆四中·2023~2024学年第二学期高二年级第三次检测
物理学科试题
考试时间:75分钟 分值:100分
本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分
第I卷(选择题)
一、选择题(本大题共46分,其中1-7题为单选题,每小题4分,8-10为多选题,全选对得6分,少选得3分,错选不得分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于针受到了浮力
B. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,这是因为水在玻璃上不浸润
C. 在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力的结果
D. 在毛细现象中,毛细管中液面有的升高,有的降低,这只与液体的种类有关,与毛细管的材料无关
2. 下面说法中正确的有( )
A. 不计分子之间的分子势能,质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
B. 1 g 100 ℃水的内能等于1 g 100 ℃水蒸气的内能
C. 内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体
D. 某种物体的温度为0 ℃,说明该物体中分子的平均动能为零
3. 气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换,舱内气体可视为理想气体,下列说法正确的是( )
A. 气体体积变大,气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变多
B. B中气体可以自发地全部退回A中
C. 气体温度不变,体积增大,压强减小
D. 气体体积膨胀,对外做功,内能减小
4. 关于下列各图,说法正确的是( )
A. 图甲中实验现象说明薄板材料是非晶体
B. 图乙当分子间距离为时,分子力为零,分子势能最小
C. 图丙中,对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁中,微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
5. 医学治疗中常用放射性核素产生射线,而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的,经过时间t后剩余的质量为m,其图线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 100个原子核在经过一个半衰期后,一定还剩50个
B. 温度升高原子运动的剧烈,其半衰期将变小
C. 原子与反应后生成的氧化物将不再具有放射性1/3
D. 从图中可以得到的半衰期为115.1d
6. 一定质量的理想气体沿圆弧经历状态变化,其图像如图所示,图中a、b、c、d是圆周的四等分点。下列说法正确的是( )
A. a→b是等压过程 B. b→c过程中气体放热
C. c→d过程中气体对外界做正功 D. d→a过程中气体分子平均动能增大
7. 如图所示,竖直细玻璃管A、B与水平细玻璃管C底部连通,各部分玻璃管内径相同。A管上端封有长为16cm的理想气体,B管上端开口并与大气相通,此时A、B两管中水银面恰好相平,且水银面到玻璃管底部的距离为15cm。水平玻璃管C内用小活塞封有长度为16cm的理想气体。已知外界大气压强为75cmHg,忽略环境温度的变化。现用力将活塞缓慢向左推压,使A管内的气柱长度变为15cm,此时C管内气体未到达B管,则活塞向左移动的距离为( )
A. 5cm B. 6.5cm C. 8cm D. 10cm
8. 氢原子的能级如图所示,一群处于能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光,这些光照射在逸出功为的锌板上。下列说法正确的是( )
A. 这群氢原子的发射光谱是连续光谱
B. 跃迁时,最多能发出6种不同频率的光
C. 氢原子从跃迁到能级时,发出的光波长最长
D. 锌板会发生光电效应现象,且表面逸出光电子的最大初动能为
9. 不合格的地板砖释放的射线是白血病的重要诱因之一。地板砖释放的氡具有放射性,其衰变方程为(是反应中放出的能量),氡元素的半衰期为3.8天。下列说法正确的是( )
A. X为粒子
B. X为粒子
C. 100个氡核经3.8天后还剩50个
D. 衰变后射出的X粒子与钋核()的质量之和小于衰变前氡核()的质量
10. 由于地球引力的作用,大气被“吸”向地球,因而产生了压力,大气压强与液体产生的压强类似,测得地球表面大气压强为,大气层的厚度为h,空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远小于地球的半径R,阿伏加德罗常数为,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 地球表面空气的总体积约为 B. 空气分子的平均密度为
C. 空气分子的总数为 D. 空气分子间的平均距离为
第II卷(非选择题)
二、实验题(11题6分,12题8分,每空2分,共14分)
11. 某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小,把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,油酸分子就立在水面上,完成油酸分子大小测定,
(1)该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小,下列有助于较准确完成实验的理想化方法有_________。
A. 分子都视为立方体形 B. 分子都能形成单分子油膜
C. 分子都是一个一个紧挨着排列的 D. 滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液
(2)现有按酒精与纯油酸的体积比为配制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个装有约深水的浅盘,一支滴管,一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液,让其自由滴出,全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,待油酸薄膜稳定后,将薄膜轮廓描绘在坐标纸上,如图所示,已知坐标纸上每个小方格面积为S,则估算油酸分子直径的表达式_________。
(3)关于本实验下列说法正确的有_________。
A. 油酸酒精溶液长时间放置,会使分子直径的计算结果将偏小
B. 若油酸没有充分散开,会使分子直径的计算结果将偏小
C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,会使分子直径的计算结果将偏小
D. 在向量筒中滴入油酸酒精溶液时,滴数少记了几滴,分子直径的计算结果将偏大
12. 某实验小组成员用如图1所示装置研究气体等温变化的规律。注射器内用活塞封闭一定质量的气体,气体通过橡胶软管连接压强传感器。
(1)关于实验要点,下列说法正确的是________(多选,填正确选项序号)。
A. 推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B. 实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油,防止漏气并减小摩擦
C. 要保证大气压不变
D. 注射器是否水平放置,对实验结论没有影响
(2)实验通过正确操作,获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值,并通过计算机拟合得到图像,如图2所示的实线图像,在压缩气体的过程中,注射器内封闭气体会________(填“吸热”或“放热”)。若保持封闭气体质量不变重新实验,实验时无意中用手握住了注射器,则实验测得的多组气体压强和气体体积,计算机拟合得到图像可能是图2中的________(填“a”“b”或“c”)。
(3)为了直观地观察p随V变化的规律,根据实验测得多组气体压强p及对应的气体体积V,分别作图像和图像,经过多次测量,将所测数据绘制在坐标图上,橡胶软管内气体体积不可忽略,可能得到的是图中的________(填正确选项序号)。
A. B.
C. D.
三、计算题(本大题共3小题,共40分,13题10分,14题12分,15题18分)
13. 1907年起,美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他的目的是:测量金属的遏止电压Uc与入射光的频率ν,由此算出普朗克常量h,并于普朗克根据黑体辐射得出的h相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。某实验小组实践密立根的研究过程,在对同一个光电管(阴极材料)进行多次试验后,得到了的Uc-ν图像,其中ν1、ν2,U1均为已知量,已知电子的电荷量为e。
(1)求普朗克常量h的表达式;
(2)求该阴极材料的逸出功W0的表达式。
14. 如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为Pa,经历A→B→C→A的过程,已知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的1.5ln3倍,可能用到的数据:ln3=1.10。求:
(1)B点的压强:
(2)B→C的过程中气体对外界做功W;
(3)整个过程中气体从外界吸收Q。
15. 一汽缸竖直放在水平地面上,缸体质量,活塞质量,活塞横截面积,活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体,下面有气孔O与外界相通,大气压强,活塞下面与劲度系数的轻弹簧相连,当汽缸内气体温度为时弹簧为自然长度,此时缸内气柱长度,已知缸体总深度,重力加速度g取,活塞不漏气且与缸壁无摩擦。求:
(1)此时缸内气体的压强为多少?
(2)缓慢升高缸内气体温度,当缸体对地面压力刚好为0时,缸内气体的温度为多少K?
(3)要使活塞与汽缸不分离,缸内气体温度不超过多少K?
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
大庆四中·2023~2024学年第二学期高二年级第三次检测
物理学科试题
考试时间:75分钟 分值:100分
本试卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分
第I卷(选择题)
一、选择题(本大题共46分,其中1-7题为单选题,每小题4分,8-10为多选题,全选对得6分,少选得3分,错选不得分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于针受到了浮力
B. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,这是因为水在玻璃上不浸润
C. 在围绕地球飞行的宇宙飞船中,自由飘浮的水滴呈球形,这是表面张力的结果
D. 在毛细现象中,毛细管中液面有的升高,有的降低,这只与液体的种类有关,与毛细管的材料无关
【答案】C
【解析】
【详解】A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面,这是由于水的表面张力使水面形成了一层水膜,水膜给针的支持力与针的重力平衡,A错误;
B.水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠,这是因为水在油脂层上不浸润的结果,B错误;
C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中,水滴处于完全失重状态,在表面张力的作用下,自由飘浮的水滴呈球形,C正确;
D.在毛细现象中,毛细管中液面有的升高,有的降低,这既与液体的种类有关,又与毛细管的材料无关,D错误。
故选C。
2. 下面说法中正确的有( )
A. 不计分子之间的分子势能,质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能
B. 1 g 100 ℃水的内能等于1 g 100 ℃水蒸气的内能
C. 内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体
D. 某种物体的温度为0 ℃,说明该物体中分子的平均动能为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.温度相同,则分子的平均动能相同,但质量相同的氢气和氧气的分子数不相同,因此氢气和氧气的内能不相同,A错误;
B.水变成相同温度的水蒸气需要吸收热量,因此1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能,B错误;
C.内能少的物体可能温度高,内能多的物体可能温度低,因此内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体,C正确;
D.某种物体的温度为0 ℃,但物体中的分子依然在做无规则的运动,物体中分子的平均动能不为零,D错误;
故选C。
3. 气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置,其原理图如图所示。座舱A与气闸舱B之间装有阀门K,座舱A中充满空气,气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时,打开阀门K,A中的气体进入B中,最终达到平衡。假设此过程中系统与外界没有热交换,舱内气体可视为理想气体,下列说法正确的是( )
A. 气体体积变大,气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变多
B. B中气体可以自发地全部退回A中
C. 气体温度不变,体积增大,压强减小
D. 气体体积膨胀,对外做功,内能减小
【答案】C
【解析】
【详解】CD.由于气闸舱B内为真空,可知打开阀门K,A中的气体可以自由进入B中,气体不做功,且与外界没有热交换,根据热力学第一定律可知,气体内能不变,气体温度不变,根据
由于气体体积增大,则气体压强减小,故C正确,D错误;
A.气体体积变大,气体温度不变,气体分子的平均动能不变,气体压强减小,根据压强微观意义可知,气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数将变少,故A错误;
B.根据热力学第二定律可知,B中气体不可以自发地全部退回A中,故B错误。
故选C。
4. 关于下列各图,说法正确的是( )
A. 图甲中实验现象说明薄板材料是非晶体
B. 图乙当分子间距离为时,分子力为零,分子势能最小
C. 图丙中,对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
D. 图丁中,微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多,布朗运动越明显
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中,实验现象说明薄板材料在导热性上具有各向同性,但薄板材料可能是非晶体,也可能是多晶体,故A错误;
B.图乙当分子间距离为时,分子力为零,,分子势能最小,故B正确;
C.图丙中,对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图,故C错误;
D.图丁中,微粒越小,单位时间内受到液体分子撞击次数越少,不平衡性越明显,布朗运动越明显,故D错误。
故选B。
5. 医学治疗中常用放射性核素产生射线,而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的,经过时间t后剩余的质量为m,其图线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 100个原子核在经过一个半衰期后,一定还剩50个
B. 温度升高原子运动的剧烈,其半衰期将变小
C. 原子与反应后生成的氧化物将不再具有放射性1/3
D. 从图中可以得到的半衰期为115.1d
【答案】D
【解析】
【详解】A.半衰期是大量原子核的统计规律,少数原子核无法预测半衰期,A错误;
B.原子核半衰期与外界的温度压强无关,B错误;
C.放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的,与化学状态无关,C错误;
D.由图可知,从到恰好衰变了一半,可知半衰期为
的半衰期为115.1d,D正确.
故选D。
6. 一定质量的理想气体沿圆弧经历状态变化,其图像如图所示,图中a、b、c、d是圆周的四等分点。下列说法正确的是( )
A. a→b是等压过程 B. b→c过程中气体放热
C. c→d过程中气体对外界做正功 D. d→a过程中气体分子平均动能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由理想气体状态方程可知
从a→b,圆弧的斜率在变化,不是等压变化,A错误;
B.b→c,温度升高,体积膨胀,由
可知该过程气体吸热,B错误;
C.c→d,体积膨胀,气体对外界做正功,C正确;
D.d→a,温度降低,气体分子平均动能变小,D错误。
故选C。
7. 如图所示,竖直细玻璃管A、B与水平细玻璃管C底部连通,各部分玻璃管内径相同。A管上端封有长为16cm的理想气体,B管上端开口并与大气相通,此时A、B两管中水银面恰好相平,且水银面到玻璃管底部的距离为15cm。水平玻璃管C内用小活塞封有长度为16cm的理想气体。已知外界大气压强为75cmHg,忽略环境温度的变化。现用力将活塞缓慢向左推压,使A管内的气柱长度变为15cm,此时C管内气体未到达B管,则活塞向左移动的距离为( )
A. 5cm B. 6.5cm C. 8cm D. 10cm
【答案】C
【解析】
【详解】设玻璃管截面积为S,以A管内气体为研究对象,状态1
,
状态2
由玻意耳定律可得
解得
以C管内气体为研究对象,状态1
,
状态2
,
由玻意耳定律可得
解得
则活塞向左移动的距离
故选C。
8. 氢原子的能级如图所示,一群处于能级激发态的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光,这些光照射在逸出功为的锌板上。下列说法正确的是( )
A. 这群氢原子的发射光谱是连续光谱
B. 跃迁时,最多能发出6种不同频率的光
C. 氢原子从跃迁到能级时,发出的光波长最长
D. 锌板会发生光电效应现象,且表面逸出光电子的最大初动能为
【答案】B
【解析】
【详解】A.这群氢原子的发射光谱是线状光谱,故A错误;
B.跃迁时,最多能发出种不同频率的光,故B正确;
C.氢原子从跃迁到能级时,能级差最大,则发出的光频率最大,波长最短,故C错误;
D.氢原子从跃迁到能级时,能级差最大,则发出的光的能量最大,最大能量为
则锌板会发生光电效应现象,且表面逸出光电子的最大初动能为
故D错误。
故选B。
9. 不合格的地板砖释放的射线是白血病的重要诱因之一。地板砖释放的氡具有放射性,其衰变方程为(是反应中放出的能量),氡元素的半衰期为3.8天。下列说法正确的是( )
A. X为粒子
B. X为粒子
C. 100个氡核经3.8天后还剩50个
D. 衰变后射出的X粒子与钋核()的质量之和小于衰变前氡核()的质量
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为
可知X为粒子,故A正确,B错误;
C.半衰期适用于大量氡原子核,对少量氡原子核不适用,故C错误;
D.核反应放出能量,根据质能方程可知,衰变后射出的X粒子与钋核()的质量之和小于衰变前氡核()的质量,故D正确。
故选AD。
10. 由于地球引力的作用,大气被“吸”向地球,因而产生了压力,大气压强与液体产生的压强类似,测得地球表面大气压强为,大气层的厚度为h,空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远小于地球的半径R,阿伏加德罗常数为,重力加速度大小为g。下列说法正确的是( )
A. 地球表面空气的总体积约为 B. 空气分子的平均密度为
C. 空气分子的总数为 D. 空气分子间的平均距离为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.大气的体积为
故A正确;
B.根据上述
解得
故B正确;
C.设大气层中气体的质量为m,地球的表面积为S,由大气压强产生的原因可知
解得
故C错误;
D.气体分子之间的距离为
故D正确。
故选ABD。
第II卷(非选择题)
二、实验题(11题6分,12题8分,每空2分,共14分)
11. 某同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小,把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,油酸分子就立在水面上,完成油酸分子大小测定,
(1)该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小,下列有助于较准确完成实验的理想化方法有_________。
A. 分子都视为立方体形 B. 分子都能形成单分子油膜
C. 分子都是一个一个紧挨着排列的 D. 滴入的油酸溶液是高纯度的油酸酒精溶液
(2)现有按酒精与纯油酸的体积比为配制好的油酸酒精溶液置于容器中,还有一个装有约深水的浅盘,一支滴管,一个量筒。现用滴管从量筒中取V体积的油酸酒精溶液,让其自由滴出,全部滴完共为N滴。现用滴管将一滴油酸酒精溶液滴入浅盘,待油酸薄膜稳定后,将薄膜轮廓描绘在坐标纸上,如图所示,已知坐标纸上每个小方格面积为S,则估算油酸分子直径的表达式_________。
(3)关于本实验下列说法正确的有_________。
A. 油酸酒精溶液长时间放置,会使分子直径的计算结果将偏小
B. 若油酸没有充分散开,会使分子直径的计算结果将偏小
C. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,会使分子直径的计算结果将偏小
D. 在向量筒中滴入油酸酒精溶液时,滴数少记了几滴,分子直径的计算结果将偏大
【答案】(1)BC (2) (3)AD
【解析】
【小问1详解】
该同学用“油膜法”来粗略估测分子的大小,下列有助于较准确完成实验的理想化方法有:滴入的油酸溶液是稀释的油酸酒精溶液,可认为油酸分子都能形成单分子油膜,并将分子都视为一个一个紧挨着排列的球体。
故选BC。
【小问2详解】
一滴纯油酸的体积
由图可知,油膜面积为,则估算油酸分子直径为
解得
【小问3详解】
A.油酸酒精溶液长时间放置,会使酒精挥发,导致油酸浓度偏大,导致一滴纯油酸体积测量值偏小,根据,则分子直径的计算结果将偏小,故A正确;
B.若油酸没有充分散开,会导致面积偏小,则会使分子直径的计算结果将偏大,故B错误;
C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,会导致面积偏小,会使分子直径的计算结果将偏大,故C错误;
D.在向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时,滴数少记了几滴,会导致一滴纯油酸体积偏大,导致分子直径的计算结果将偏大,故D正确。
故选AD。
12. 某实验小组成员用如图1所示装置研究气体等温变化的规律。注射器内用活塞封闭一定质量的气体,气体通过橡胶软管连接压强传感器。
(1)关于实验要点,下列说法正确的是________(多选,填正确选项序号)。
A. 推拉活塞时,动作要快,以免气体进入或漏出
B. 实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油,防止漏气并减小摩擦
C. 要保证大气压不变
D. 注射器是否水平放置,对实验结论没有影响
(2)实验通过正确操作,获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值,并通过计算机拟合得到图像,如图2所示的实线图像,在压缩气体的过程中,注射器内封闭气体会________(填“吸热”或“放热”)。若保持封闭气体质量不变重新实验,实验时无意中用手握住了注射器,则实验测得的多组气体压强和气体体积,计算机拟合得到图像可能是图2中的________(填“a”“b”或“c”)。
(3)为了直观地观察p随V变化的规律,根据实验测得多组气体压强p及对应的气体体积V,分别作图像和图像,经过多次测量,将所测数据绘制在坐标图上,橡胶软管内气体体积不可忽略,可能得到的是图中的________(填正确选项序号)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)BD (2) ①. 放热 ②. a
(3)D
【解析】
【小问1详解】
A.为了保证气体温度保持不变,推拉活塞时,动作要慢,故A错误;
B.实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油,防止漏气并减小摩擦,故B正确;
CD.实验装置中气体压强通过压强传感器测得,所以不需要保证大气压不变,注射器是否水平放置,对实验结论没有影响,故C错误,D正确。
故选BD。
【小问2详解】
[1]在压缩气体的过程中,气体体积减小,外界对气体做正功,气体温度不变,气体内能不变,根据热力学第一定律可知,注射器内封闭气体会放热;
[2]若保持封闭气体质量不变重新实验,实验时无意中用手握住了注射器,则气体温度升高,根据
与图2所示的实线相比,体积相同时,气体压强比实线对应压强大,则计算机拟合得到图像可能是图2中的a。
【小问3详解】
橡胶软管内气体体积不可忽略,设橡胶软管内气体体积为,则有
可得
可知图像不是直线,图线上点与原点连线斜率逐渐减小;图像是一条纵轴为负值、斜率为正值的倾斜直线。
故选D。
三、计算题(本大题共3小题,共40分,13题10分,14题12分,15题18分)
13. 1907年起,美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他的目的是:测量金属的遏止电压Uc与入射光的频率ν,由此算出普朗克常量h,并于普朗克根据黑体辐射得出的h相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。某实验小组实践密立根的研究过程,在对同一个光电管(阴极材料)进行多次试验后,得到了的Uc-ν图像,其中ν1、ν2,U1均为已知量,已知电子的电荷量为e。
(1)求普朗克常量h的表达式;
(2)求该阴极材料的逸出功W0的表达式。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由爱因斯坦光电效应方程有
由动能定理有
联立得
结合图像可得
解得
(2)根据逸出功的定义
解得
14. 如图所示,一定质量的理想气体在状态A时压强为Pa,经历A→B→C→A的过程,已知B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的1.5ln3倍,可能用到的数据:ln3=1.10。求:
(1)B点的压强:
(2)B→C的过程中气体对外界做功W;
(3)整个过程中气体从外界吸收Q。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)A→B过程,气体做等容变化,则
解得
(2)A→C过程,气体做等压变化,A→C的过程中气体对外界做功为
B→C过程中气体做功绝对值是C→A过程中气体做功绝对值的3倍,则
(3)经历A→B→C→A的过程,气体内能不变,A→B过程,气体做等容变化,气体不做功,则整个过程,气体对外做功为
根据热力学第一定律
解得整个过程中气体从外界吸收热量为
15. 一汽缸竖直放在水平地面上,缸体质量,活塞质量,活塞横截面积,活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体,下面有气孔O与外界相通,大气压强,活塞下面与劲度系数的轻弹簧相连,当汽缸内气体温度为时弹簧为自然长度,此时缸内气柱长度,已知缸体总深度,重力加速度g取,活塞不漏气且与缸壁无摩擦。求:
(1)此时缸内气体的压强为多少?
(2)缓慢升高缸内气体温度,当缸体对地面压力刚好为0时,缸内气体的温度为多少K?
(3)要使活塞与汽缸不分离,缸内气体温度不超过多少K?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设此时缸内气体的压强为,对活塞受力平衡有
解得
(2)当缸体对地面压力刚好为0时,设此时缸内气体的压强为,对汽缸受力分析有
解得
设此时弹簧的压缩量为,对活塞受力分析可得
解得
则此时汽缸内气体的体积
气体初始状态时
末状态时
根据理想气体状态方程可知
解得
(3)以封闭气体为研究对象,初始时
,,
当缸体缓慢离开地面,缸内气柱长度时,此时缸内气体的压强为
同时有
根据理想气体状态方程有
代入数值解得缸内气体温度为
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$