专题卷(十五) 热学-【鱼跃龙门卷】2025年高三物理二轮复习专题卷（山东专版）

5。瓣客去高海板景区紫游时，有时会出观高氟反应，面通过吸氧可以规解高原反应。某静客按 2024一2025学年度高三二轮复习专题卷（十五） 压便携式氧气最项出气体过程中，置定耀内气体可视为理想气体且温发保持不变，瞩罐内 物理·热学 气体 (考试时间90分钟.满分100分》 A瓜强不变 ,总内能不变 C对外做动 D放出热量 一、单项选择慧：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。带 7,如图所示，国际空闻站核心静内航天易要到艙外太空行走，需经过气洞轮，开给时气啊轮内气 题日为能力提升驱，分值不计入总分。 压为P。,用挂气机多次转取气周输中的气体，当气乐降到一定程度后才能打开气朝门B,已知 L,下列说独正瑞的是 A。悬浮在域体中的颗粒越大，其布侧运动植明显 每改从气用能抽取的气体体积那是气用整容积的。，若销气过程中温皮保持不更，则指气2 丑可以从单一热秦吸收想最，使其完余蜜成功 次后，气啊舱内气压为 C随着温度升高，果体辐射的知波短射强度增加，长按朝射强度碳小 D.物体品动的递度越大，分子络运动越别烈 a碧 枝心金 2.下列说盐正确的是 c胎 n密 大空 人.在“用油限法估算分子的大小“实验中，从盘中央加爽身粉，这样隙的日的是吸收油酸 8,直压仅山加压气養、臂带，压强计等构成，如图所示。压气囊可将 气餐 B扫境时，在阳光题射下，看到生装飞舞，这是舍埃在做布朗运动 G单晶体中：原子《观分子、离子)是按围一定的规则排列的，具有空同上的周期性 外界空气充人臂带，压强计示数为肾槽内气体的压强高于大气压强 D.打气商恰自行车打气时，要用力才能将空气反缩，说明空气分子之间存在着床力 的数植，充气前臂带内气体压强为大气压强，体积为V:每次挤压气压 3,关于分子动理论和物络的内能，下判说法正确的是 囊福能将60■'的外界空气充入骨量中，经5次充气后，臂带内气 转童 人.某种物体的温度为0℃，说明该物体中分予的平均动能为零 体体积变为5V,压强计示数为10mm日复.已知大气压程等下 武物体的湿度升高时，分子的平均动雀一定增大，但内图不一定增大 ?60mmHg,气体和度不度。忽略链管和压强计内的气体体积。期V等于 二当分子间韵距离增大时，分子可的引力和斥力军减小，但斥力藏小得更快，所以分子可 A.30 cm' 且.40etm' C.50 em D.60 em' 用力总表现为引力 ·如图，U形度璃膏再滑封闭整直静置，管内水银柱把管内气体分或两军分，此叶两边 D,10收100℃水的内售等于10g100水数气的内能 气体基度相同，水限面高度差为，若要使左有水银面高度差变大，则可行的方 4.下列说法正确的是 法是 A。多晶体是由单晶体组合直成的，所以多昌体和单昌体都表观为各向异性 A同时升奔相间的温度 B玻璃符竖直匀递下落 且液体表面层分子何匝离大于液体内部分子间距离，所以清体表面存在表面率力 C.同时麻低相问的是度 D.玻璃管竖直加速下落 C型里气体的黑度升高，压丝一定碱小 二，多项选择膜：本慧共4小紧，每小置4分，共1“分，每小量有多个选项符合整日要求。金部进 D,布朗运动说明国体小做校分子每时每刻稀在做无规则运动 对的得4分，进对但不金的得2分，有选情的得0分。带“菌日为能力提升盟，分值不计入 5.一定爱量的理想气体经历了&一6·a循环，其V-T图像如图所常，气体在各状态时的围 总分。 度和体积都分已标出。已知该气体在状态年时的压函为P,:下列说法正确韵是 9.分子势能的大小是由分子间的相对位置决足的，分子费能B,与分子间臣周「的关裹知图断 A.气体在状态c的夏度基0.5T。 示+”，为分子可的平衡位置，下列说法正确的是 我气体油状态「到状态日的过程中单位时间内撞击单位面积器壁的分 A当一F,时，分子劳能最小 子数减少 我当r=r时，分子势佳最小 C气体由状态a到状态b,外界对气体做功为户。V。 C当r-r,时，分子力为0 口，气体经历了▣一+6一g简环的过程中，吸收的热量小干帮放的热量 D,当=r1时，分子力表我为力 物理A·专额参（十玉五}第1更（共身类 鱼餐地门型 物理A·专题参（十五）第日类共4类引 10。斯特林循环包括等智影账，等容降国，等祖压缩和等容加热四个过程，一单： 人表面张力系数：约单位是知“ 个完整斯特林霜环过程中的声关系如图所示。工作气体在热交换器之 闻来到流动，从直实现热能和机械修的转化。若将工作气体看收理想气 县测得无包水的表面张方系数为品 体，关于斯特林船环，下列说店正确的是 C口皂淑内富气体压丝大于外部大气压丝 AA+B过程是等型能账，工作气体吸牧的热量等于对外做的功 D见皂泡内外气体对右侧半球赖的乐力差为：F 品B·C过程是等容降湿，所有气体分子的动能都减小 CC·D这程是等和压留，工作气体平均动健不变 三，非选择要：本累共6小题，共仙分。 D.DA过程是等容加格，工作气体吸收的粘量大于内衡的增加量 L3.《6分)某司学估测室内夏度的装置如图断示，用绝热的活塞封闭一定置量的理想气体，汽缸 山.如图斯示，在活塞可白由移动的整直敏置的汽虹中，将一个想敏电阻目 导热性能良好，开始时气体的体积V一5mL,将汽缸竖直较置于水雪相为？C的水中，包 (电阻率准湿度升高有碱小)R置于汽缸中，热敏电阻与客落外的电源 定后封网气体的体积V,=50m1。不计括套重力及桥密与缸峡同的摩策，室内大气压强 E和电填表A短成周合同路，电路中的电领很小，电目取上产生的热 户。-1.0×10Pm,阿伏加罗常数NA=6.0×109mc5.(已知T-1+273K) 量可以不计，汽包中封闭一是质量的气体（不计分子间的作用力，外 (1》求室内的温置 界大气压恒定不变)，在某一段时可内电瓶表的读数逐新增大，侧在这 (2)若已知该气体在1,0×10P,0℃时的摩尔体积为22,4L/md,求汽缸内气体分子数目 夏时间内汽红中气体 N:(计算结采保留两位有效数学) (3》若已如该气体内能U与和度T请足U气Q.03T(J),求在上述过程中孩气体肉外形或的 A压溪增大 且分千平均动能地大 C.向外界放热 D.对外界戴功 鹅量Q。 12.已知某轿车四个轮胎为同一种型号的轮胎，汽车刚启对时四个轮阶的压系都为2.0am(标 森大气压》，环境湿度为27℃，汽奉行我一段时可后，始压检商系统显示其中三个轮后压强 为2,4m,一个轮斯的压系仍为2.0《气)。四个轮阶此时祖度相等，很设轮所体积均 不变，密闭气体可视为理想气体，则 A此时轮粉韵温度为360K 且此时轮胎的卫度为360℃ C这段时间内漏气轮脸内气体吸收的热量等于其内能的增加量 D,这厦时同内完好轮斯内气体装收约热量等于其内能的增加量 “被体的表面张力会使线体表而总处手限紧韵状态。爱想在液而上作一条分界线，张力的作用 表现在分界线两边液面以一定的拉力相互作用，F的大小与分界线的长度！成正比，即下三 (:为镜体的表有张力系数)，F的方向急是与液而相切，并乐直于液面韵分界线，小明设计 了一个镜易装置用来测量某液然的表面张力系数。如函所示，司距为，的U形细摇上放置一 细杆W,两者何摩擦不计。将装置从昆皂水中取出后水平放置，会形成一水平腹（忽略赖受 到的重力》，甲、乙分期为俯视图和正视图，由于表面张力的涂数，般的上、下表面金对N产生 水平年左的力。小明用一西力计水平向右拉住MN使其保持静止，测力计求数为F。,接看将 该配皂裹吹混了球形E泡，如图丙所示。当昆皂巡大小隐定时，西得其球形事径为R。下列 说法正确的量 甲：相我 C人正视m) 物理A·专题参（十玉}第1更（共身类引 鱼餐地门型 物理A·专题修（十五）第4类（共4类引 14,《8分》学宽热学后，某物理探究小组设计了一款简易火雪最警装置，其原理图如因所示，国定 1行。《8分》如图所示，粗拥均匀的长直玻调管被轻绳例挂于顿角为日的斜面上，管内一段长为山 在水平地面上的导热汽缸内，随量w=sg,横截面积s一0m的活彩密对一定质量的理 的水银柱（其密度为》封闭着一爱空气柱，大气压强为户，重力框速度大小为g,求在下列 胜名 想气体，起初环境的热力字祖度T,一00K,话塞翻汽缸密渐的高度一15m,当环境的热 情况下，被封闭气体的压强为多少。（题干中各物理量单位均为回际单位到单位） 力学型度媛根达到T一50K时，表面缩有导电物盾的语满恰好与a,6两触点接触，蜂鸡渴 《1)玻璃管静止不动： 发出批等声，不计活嘉与汽红之间的摩鉴，外界大气压丝。1.0×1，取重力加速度大 《2》剪斯经蝇后，玻璃管沿斜而保持匀加迷下滑过醒（已知管与斜面闻的对 小g=10m/。求： 摩擦因数为m,且压<》， (1》起初缸内气体的压强P1: (2》起初话塞到两触点的臣离d, 等慧栏 1 2 3 6 8 15.:8分》某同学制作了一个简易退度计，如图所不，向一个空金属饮料螺内辅人一根暖璃管，将 接口密时好，在玻璃管内桂人一段5m长的水银柱，如装不计大气压的变化和比科罐容积 的变化，这就成了一个型度计。已知饮料，的容积为330mL,玻璃管的横酸面积为 1,6m,玻璃管在饮料罐外西的长度为30m,当温虔为？7℃时，水製柱下表面距离伙料耀 上表面的商度为10m,大气压P,=75.0mHg,T=1+273K,不计纹科罐容积的变化 结果均保南1位小数) 《1》求孩湿度计西量夏度的葱国， (2)某次湿度针的测量值为0,5℃，后来发说实标的大气压为78,0cmHg,求当时的实标 虔。 物理A·专题参（十五}第5更（共身类引 鱼纸地门整 物理A·专题修（十五）第6类（共4类引 17,14分》汽车新车助力装置能有数箱助驾驶员探利车，达到省力用的。演装置结构与工作原 18,(16分)如图，图形餐圈的匝数和=200，面积S=,3m,处在垂直于新面向里的匀强藏场中， 理如函乙所示。连杆A出与助力桥摩因定为一体，露驶员通过对连杆AB麓框水平力，雅动 挺感应强度大小B随时间：变化的规律为B=0,05(T),同路中接有图值为R=5?的电热 流压系实现利车。助力气室与精气气室用极领的导气管连接，汽车启动后，发动机带功箱气 能，线两的电阻r=1Q.电热能端封在体积为V=1×10m的长方体绝热容器内，容器开 活塞快速上下运动。非气活塞向上运动时，民：打开，K,闭合：排气活塞向下运动时，K,闭 口处有卡环。容卷内有一不计质量的活塞，桥塞与容器内壁无摩擦且不漏气，话塞左侧封闭 合，K:打开，直至缅力气室压强变为P,K立刻银定。停车地大后，曲力气豪压强援慢族 一定质量的理想气体，起始时新塞处于容器中间位置，外界大气压强始为，=1×1， 核通电路开始缓慢利气体知热，相热前气体祖度为T。 复至P。后，鞋气活藩复位至底部，K,K,均镜定。已知局力气室容积为V,=240m',外界 (1》求流过电热丝的电流： 大气压强为·，助力气堂长度为上，助力活寒机假面积为S,刺壁祝为光滑，前气气室的容 (2)通电后话塞缓慢运动，刚别达卡环时，汽缸内气体的内能增加了100」，若电热经产生的鸩 职为V,一120m,假设甜气过程中，助力活塞保持不动，气体可税为理思气体，围度保将不 量全都被气体吸收，求此时汽缸内气体的祖度及电热丝的通电时可。 变。求： 《)抽气几次，才能使助力气室内气压站到后P: 2)已知将AB杆向右推进宁时，液压装左端受到大小为。的力，此时才能产生是擦大的制 动力。为达到有效制动，比较汽车启动的后，驾装员售节省的力4F大小。 脑力法裹 清气气堂 推行力制锁板连暂 自力气算 9观压梨 东平打 物理A·专题参（十五}第7要（共身类 鱼纸地门整 物理A·专题超（十五）第4类（共4类引·物理· 参考答案及解析 18.(1) hc λ-eU (2) 8U B2d2 【解析】(1)设光电子的最大初动能为 1 2mv 2,根据动能定理有eU= 1 2mv 2, 设紫外线的频率为ν,金属锌的逸出功为W,由爱因斯坦光电效应方程得hν= 1 2mv 2+W, 光速与波长和频率的关系满足c=λν, 联立解得W= hc λ-eU 。 (2)当具有最大初动能的光电子垂直于 N 板射出后恰好无法到达M 板时,所有光电子均无法 到达 M 板,A表读数恰好为零,此时具有最大初动能的光电子在匀强磁场中做匀速圆周运动的 轨道半径为r= d 2 , 根据牛顿第二定律得eBv=m v2 r , 联立解得e m= 8U B2d2 。 物理(十五) 1.B 【解析】液体中的悬浮颗粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越不明显, 故A错误;根据热力学第二定律可知,物体不可以从单一热库吸收热量,使之完全变成功,而不 产生其他影响。所以可以从单一热库吸收热量,使其完全变成功,但会产生其他影响,故B正确; 随着温度升高,黑体辐射的长波和短波辐射强度都增加,故C错误;物体运动的速度与分子热运 动无关,故D错误。 2.C 【解析】在用油膜法估算分子的大小实验中,从盘中央加爽身粉,可以更加清晰地展现油膜的 轮廓,使实验效果更好,A错误;扫地时,在阳光照射下,看到尘埃飞舞,这是空气对流形成的,不 是布朗运动,B错误;单晶体中,原子(或分子、离子)都是按照一定的规则排列的,具有空间上的 周期性,C正确;打气筒给自行车打气时,要用力才能将空气压缩,是要克服气体压强的影响,气 体压强是由气体分子对容器壁碰撞造成的,与分子力无关,D错误。 3.B 【解析】某种物体的温度是0 ℃,分子仍然在做无规则运动,物体中分子的平均动能并不为 零,故A错误;温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子平均动能增大,但内能还包括分子势 能,故内能不一定增大,故B正确;当分子间的距离增大时,分子间的引力和斥力都减小,但斥力 减小得更快,当分子间距离大于平衡距离时,分子力表现为引力,故C错误;温度是分子平均动能 的标志,所以10 g 100 ℃的水的分子平均动能等于10 g 100 ℃的水蒸气的分子平均动能;同样温 度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量,所以10 g 100 ℃的水的内能小于10 g 100 ℃相同质 量的水蒸气的内能,故D错误。 4.B 【解析】多晶体是由单晶体组合而成的,但多晶体表现为各向同性,单晶体表现为各向异性,A 错误;液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力,B正确;根 据理想气体状态方程pV T =C ,理想气体的温度升高,当气体的体积增大时,压强可能减小,也可 能增大,还有可能不变,C错误;布朗运动是固体小颗粒的无规则运动,但能说明液体(或气体)分 子每时每刻都在做无规则运动,D错误。 5.D 【解析】由V-T 图像中ca 连线过原点,可知气体由状态c到状态a,发生等压降温的过程,气 ·37· 高三二轮复习专题卷 体的体积减小,由2V0 Tc = V0 T0 ,解得Tc=2T0,故A错误;气体由状态c到状态a 的过程中,气体体 积减小,分子的数密度增大,温度降低,分子的平均动能减小,压强保持不变,则单位时间内撞击 单位面积器壁的分子数增大,故B错误;气体由状态a 到状态b,气体体积增大,对外界做功,故C 错误;气体经历a→b→c→a 循环的过程中,由状态a 到状态b,气体体积增大,对外界做功 Wab=pabΔV,由状态b到状态c,气体体积不变,对外界不做功,由状态c到状态a,气体体积减 小,外界对气体做功Wca=pcaΔV,由V= C p T,可知pab<pca,可得W=Wab+Wca>0,又ΔU=0, 由热力学第一定律ΔU=W+Q,可知Q<0,说明气体经历a→b→c→a 循环的过程中,吸收的热 量小于释放的热量,故D正确。 6.C 【解析】喷出气体过程中,罐内气体质量变小,温度、体积不变,根据pV=nRT,可知气体压强 减小,故A错误;温度不变,平均动能不变,罐内气体分子数减少了,故总内能减小,故B错误;气 体膨胀,对外做功,故C正确;根据热力学第一定律可知ΔU=W+Q,喷出气体瞬间,气体对外做 功,内能减小,温度降低,此时罐内气体需要吸收热量,使得罐内气体温度保持不变,故D错误。 7.D 【解析】第一次抽气相当于气体的体积由V 变为 1+110 V,温度不变,根据玻意耳定律得 p0V=p1 1+110 V,解得p1= 10 11p0 ,同理可得,第二次抽气后有p1V=p2 1+110 V,解得p2= 100 121p0 。 8.D 【解析】根据玻意耳定律可知p0V+5p0V0=p1×5V,已知p0=750 mmHg,V0=60cm3,p1 =750 mmHg+150 mmHg=900 mmHg,代入数据整理得V=60cm3。 *C 【解析】假设两部分气体做等容变化,则根据 p0 T = p1 T+ΔT ,可得压强变化Δp= p1-p0 = ΔT T p0 ,则Δp左= ΔT T p左 ,Δp右= ΔT T p右 ,而其中p左=p右+ph,若同时升高相同的温度,则 左侧气体压强增加得多,所以左侧水银面上升,右侧水银面下降,左右水银面高度差变小;同理若 同时降低相同的温度,则左侧气体压强减少得多,所以左侧水银面下降,右侧水银面上升,左右水 银面高度差变大,故A错误,C正确;玻璃管竖直匀速下落与静止放置,水银柱都处于平衡状态,所 以两侧气体压强不变,左右水银面高度差不变,故B错误;玻璃管竖直加速下落,水银柱处于失重 状态,有向下的加速度,则有(p右+ph-p左)S=ma,假设左右水银面高度差不变,则可知左侧压 强减小,右侧压强增大,由p0V0=pV,可知左侧气体体积增大,右侧气体体积减小,则左右水银面 高度差变小,故D错误。 9.AC 【解析】当r=r0 时,分子势能最小,故A正确;当r=r1 时,分子势能为零,但是分子势能 不是最小,故B错误;当r=r0 时,分子势能最小,分子间的引力等于斥力,分子间作用力为零,故 C正确;当r=r1 时r1<r0,分子力表现为斥力,故D错误。 10.AC 【解析】A→B 过程是一定质量的理想气体的温度不变,内能不变,体积增大,气体对外做 功,A→B 为等温膨胀过程,根据热力学第一定律可知气体从外界吸收的热量等于对外做的功, A正确;B→C 过程是一定质量的理想气体压强减小,温度降低,B→C 为等容降温过程,分子的 平均动能减小,并不是所有气体分子的动能都减小,B错误;C→D 过程是一定质量的理想气体 的压强增大,体积减小,分子密集程度增大,温度不变,C→D 为等温压缩过程,工作气体平均动 能不变,C正确;D→A 过程是外界对气体不做功,一定质量的理想气体的压强增大,温度升高, D→A 为等容加热过程,内能的增加量等于气体从外界吸收的热量,D错误。 ·47· ·物理· 参考答案及解析 11.BD 【解析】在某一段时间内电流表的读数逐渐增大,可知热敏电阻阻值逐渐减小,则在这段时 间内,汽缸中气体温度逐渐升高,分子平均动能增大,故B正确;由于外界大气压恒定不变,以活 塞为对象,根据受力平衡可知,汽缸中气体压强不变,故A错误;根据理想气体状态方程p V T = C,由于气体压强不变,温度升高,所以气体体积增大,气体对外界做功;由于气体内能升高,根 据热力学第一定律可知,气体从外界吸热,故C错误,D正确。 12.AD 【解析】对三个完好轮胎之一,由查理定律可得 p1 T1 = p2 T2 ,其中T1=300 K,代入数据解得 T2=360 K,A正确,B错误;完好轮胎体积不变,外界没有对气体做功,即W=0,由于温度升高 内能增大,由热力学第一定律可得ΔU=Q,故气体吸收的热量等于其内能的增加量,D正确;假 设漏气轮胎漏出的气体没有散开,发生等压膨胀,对外做功,即W<0,温度升高内能增大,由热 力学第一定律可知,气体吸收的热量大于其内能的增加量,C错误。 *BC 【解析】由F=σl,得σ= F l ,其中F 的单位是N,即kg· m/s2,l的单位是m,代入上式,得到 表面张力系数σ的单位是kg·s-2,故A错误;肥皂膜上下两个表面都存在表面张力,故有F0= 2σL,得到肥皂水的表面张力系数为σ= F0 2L ,故B正确;由于肥皂泡表面存在表 面张力,肥皂泡呈球形,为了维持球形的形状,肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强,故C正确; 右侧半球膜受到膜内、外气体的压力和膜边缘的表面张力,如图,根据受力平衡可知 F内 = F外+F,因肥皂泡的内外表面都存在表面张力,故肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为 F内-F外=F=2σ·2πR=2· F0 2L ·2πR= 2πRF0 L ,故D错误。 13.(1)302.5 K (2)1.3×1021 个 (3)1.325 J 【解析】(1)由等压变化得 V1 T1 = V2 T2 ,解得T1=302.5 K。 (2)设气体在0 ℃时体积为V3,有 V2 T2 = V3 T3 , N= V3 Vmol NA,解得N≈1.3×1021 个。 (3)根据公式U=0.03T,得初、末状态气体的内能为U1=0.03T1,U2=0.03T2, 内能变化量为ΔU=U2-U1, 气体经历等压变化,外界对气体做功为W=p0(V1-V2), 由热力学第一定律得Q=ΔU-W, 解得Q=-1.325 J, 即气体向外界释放的热量为1.325 J。 14.(1)1.5×105 Pa (2)10 cm 【解析】(1)起初时,以活塞为研究对象,根据受力平衡可得p1S=p0S+mg, 代入数据解得缸内气体的压强p1=1.5×105 Pa。 (2)活塞上升过程,缸内气体等压膨胀,根据盖—吕萨克定律可得 hS T0 = (h+d)S T , 代入数据解得起初活塞到两触点的距离为d=10 cm。 15.(1)13.1~47.8 ℃ (2)32.7 ℃ 【解析】(1)由题意可知饮料罐内的气体压强p=p0+ph=80 cmHg, ·57· 高三二轮复习专题卷 在测温过程中,封闭气体做等压变化,当温度为27 ℃时,T=273 K+27 K=300 K, 封闭气体的体积V=V0+h1S=346cm3, 所测温度最低时,封闭气体的体积Vmin=V0=330 cm3, 所测温度最高时,封闭气体的体积Vmax=V0+(L-h)S=370 cm3, 由等压变化规律有V T= Vmax Tmax = Vmin Tmin , 解得Tmin≈286.1 K,tmin=13.1 ℃,Tmax≈320.8 K,tmax=47.8 ℃, 即该温度计的测量范围是13.1~47.8 ℃。 (2)当温度计显示温度为40.5 ℃时,T1=273 K+40.5 K=313.5 K, 由等压变化规律有V T= V1 T1 , 解得此时封闭气体的体积V1≈361.6cm3, 此时封闭气体的压强p'1=p'0+ph=78.0 cmHg, 由理想气体状态方程有pV T = p'1V1 T'1 , 解得T'1≈305.7 K, 即t'1=32.7 ℃。 16.(1)p0-ρghsin θ (2)p0-μρghcos θ 甲 【解析】(1)当玻璃管静止时,设被封闭气体的压强为p1,以水银柱为研究对象, 其受力情况如图甲所示, 根据水银柱沿斜面方向受力平衡有p0S=mgsin θ+p1S, 而m=ρSh,解得p1=p0-ρghsin θ。 乙 (2)在玻璃管沿粗糙斜面匀加速下滑过程中,设被封闭气体压强为p2,以玻璃管、水 银柱及封闭气体整体为研究对象,其受力情况如图乙所示, 分别沿垂直于斜面和平行于斜面方向应用力的平衡条件和牛顿第二定律得 N'= Mgcos θ,Mgsin θ-f=Ma,又f=μN', 解得a=g(sin θ-μcos θ), 丙 以水银柱为研究对象,其受力情况如图丙所示, 沿平行于斜面方向应用牛顿第二定律得mgsin θ+p2S-p0S=ma, 解得p2=p0+ m S (a-gsin θ), 将m=ρSh 及上面求出的a 值代入该式并整理得p2=p0-μρghcos θ。 17.(1)抽气2次 (2) 10 9p0S 【解析】(1)由题意可知,每次抽气气体的温度不发生变化,即气体发生等温变化,则第一次抽气 有p0V0=p1(V0+V1), 解得p1= V0 V0+V1p0 , 则对第二次抽气有p1V0=p2(V0+V1), 解得p2= V0V0+V1 2 p0= 4 9p0 , 可知抽气2次,助力气室内气压达到 4 9p0 。 ·67· ·物理· 参考答案及解析 (2)启动前制动,助力气室长度压缩为 L0 2 ,该过程发生等温变化,有p0SL0=p'1S· L0 2 , 此时杆AB 由受力平衡得F1+p0S=p'1S+F0, 启动后制动助力气室长度将压缩 L0 2 ,有4 9p0SL0=p'2S ·L0 2 , 此时杆AB 由受力平衡得F2+p0S=p'2S+F0, 所以驾驶员能节省的力为ΔF=F1-F2, 联立得ΔF= 10 9p0S 。 18.(1)0.5 A (2)2T0 120 s 【解析】(1)根据法拉第电磁感应定律可得电动势为E=n ΔB ΔtS=200×0.05×0.3 V=3 V, 根据闭合电路欧姆定律可得流过电热丝的电流为I= E R+r= 3 5+1A=0.5 A。 (2)开始通电活塞缓慢运动,直至到达卡环,密封气体做等压变化,根据盖—吕萨克定律可得 1 2V T0 = V T ,解得此时汽缸内气体的温度为T=2T0, 此过程气体对外界做功为W=p0ΔV=p0· 1 2V=1×10 5× 1 2×1×10 -3 J=50 J, 汽缸内气体的内能增加了100 J,根据热力学第一定律可得ΔU=-W+Q, 可解得气体吸收热量为Q=150 J, 根据焦耳定律可得Q=I2Rt,解得电热丝的通电时间为t=120 s。 物理(十六) 1.B 【解析】晃动的树枝在风力作用下运动,不是简谐运动,A错误;简谐运动是机械振动的一种, 是最基本、最简单的振动形式,B正确;简谐运动的回复力与偏离平衡位置的位移成正比,是变 力,C错误;物体运动到平衡位置时,所受回复力为零,但合外力不一定为零,比如单摆的平衡位 置在最低点,合外力提供向心力,不为零,D错误。 2.D 【解析】物块A 做简谐运动,回复力由弹簧弹力和重力的合力提供,选项A错误;在t1 时刻 A 在平衡位置,此时弹簧被压缩,弹力为2mg,则此时木板B 对地面的压力大小为3mg,选项B 错误;物块A 在最高点时B 与水平面间的作用力刚好为零,此时弹簧弹力为mg,则对A,mg+ 2mg=2ma,解得a=1.5g,由对称性可知物块A 在最低点时加速度向上,为1.5g,则F-2mg= 2ma,解得弹簧弹力为F=5mg,选项C错误;设物块A 的振动方程为y=Asin (ωt+φ)(m),根据 T=1 s,A=10 cm,ω= 2π T=2π s-1,当t=0时y=5 cm,即5=10sin φ,可得φ= π 6 ,则物块A 的 振动方程为y=0.1sin 2πt+π6 (m),选项D正确。 3.D 【解析】当吊坠位移为零时,弹簧处于伸长状态,纸弹簧弹性势能不为零,故A错误;吊坠的 回复力F=-kx,可知F-x 是过原点的直线,且斜率为负,故B错误;根据牛顿第二定律,加速度 a= F m=- kx m ,可知a-x 是过原点的直线,且斜率为负,故C错误;物体做简谐运动的位移随时间 ·77·