精品解析：河北省石家庄市2023-2024学年高二下学期期末物理试题

石家庄市2023-2024学年度第二学期期末教学质量检测 高二物理 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。如图所示，小罐倒扣在身体上后，在罐中气体逐渐冷却的过程中，罐中气体质量和体积均可视为不变。若罐中气体视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A. 罐中气体压强不变 B. 罐中气体对外做正功 C. 罐中气体的平均动能减小 D. 罐中单位体积内气体分子数增大 2. 世界上首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的钍（）为核燃料。已知的半衰期为24天，下列说法正确的是（　　） A. 高温加压时的半衰期变短 B. 4个核经过48天后一定还剩1个核 C. 衰变放出的射线是从高能级向低能级跃迁时放出的 D 经过6次衰变和4次衰变可变成 3. 如图所示，光电管接入电路，用紫外线照射光电管阴极时，发生了光电效应，回路中形成电流。下列说法正确是（　　） A. 通过电阻R的电流方向为a→b B. 保持入射光的频率不变，增大光的强度可使电流增大 C. 光照时间越长，光电子的最大初动能越大 D. 若用红外线照射阴极，电流表中一定没有电流通过 4. 如图所示为原子核的比结合能与质量数对应的关系图线，由图可知，下列说法正确的是（　　） A. 核的结合能比核的结合能小 B. 核比核更稳定 C. 核的结合能约为64MeV D. 的核子平均质量比的核子平均质量小 5. 图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，图乙为氢原子的能级图。用处于n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时发出的光照射该光电管，逸出的光电子的最大初动能的最大值为（　　） A. 2.29eV B. 9.80eV C. 10.46eV D. 12.09eV 6. 已知一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比。某密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态B，其变化过程的p-V图像如图中的实线所示，若该气体在状态A时的温度为T0，内能为U0，下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态B时的内能为2U0 B. 气体在状态B时的温度为2T0 C. 自状态A至状态B，气体吸收的热量为 D. 自状态A至状态B，气体对外界做功为p0V0 7. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，在原线圈回路中接有定值电阻R1=400Ω，副线圈回路中接有滑动变阻器R2，R2的最大阻值也为400Ω，原线圈接交流电压的正弦式交流电，电流表和电压表均为理想交流电表，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器滑片自上向下滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 副线圈中交流电的频率为100Hz B. 当R2=200Ω时，R2消耗的功率最大 C. 当R2=200Ω时，电压表V的示数为 D. 电压表与电流表的示数变化量ΔU、ΔI的比值 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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 蓝牙能在包括移动电话、无线耳机、笔记本电脑等设备之间进行短距离无线信息交换，其使用的是2.400GHz~2.485GHz频段的无线电波。下列说法正确的是（　　） A. 该无线电波比红外线的波长更长 B. 该频段无线电波是纵波 C. 该频段的无线电波可在水中传播 D. 蓝牙信号“穿墙”时，在墙壁中传播速率大于3×108m/s 9. 如图甲所示，导热汽缸内封闭了一定质量的理想气体，可移动的活塞与容器壁光滑接触，并密封完好。开始时活塞静止于位置I，由于环境温度变化，活塞运动到位置II（图中未标出）再次静止。已知活塞处于位置I、II时，汽缸内各速率区间的气体分子数n占总分子数N的百分比与分子速率v之间的关系分别如图乙中实线和虚线所示，忽略大气压强的变化，下列说法中正确的是（　　） A. 在状态I时气体分子平均动能较大 B. 在状态II时气缸内单位体积的分子数较多 C. 在状态I时汽缸内单位时间、单位面积上碰撞器壁的气体分子数较多 D. 在此过程中气体从外界吸收热量 10. 如图为某同学根据“马德堡半球模型”设计实验。两个底面积均为6×10-4m2的轻质圆筒，开口端紧密对接，筒内封闭总体积为28mL的气体，其压强与大气压强相等，均为1.0×105Pa。将注射器活塞推至针筒底部，通过细管与气阀连通；打开气阀，然后缓慢拉动活塞，当注射器内气体体积为12mL时停止拉动。装置气密性良好，圆筒形状与气体温度全程不变。下列说法中正确的是（　　） A. 抽气过程中封闭气体是吸热的 B. 停止拉动活塞时圆筒内气体的压强为4×104Pa C. 关闭气阀，撤去注射器，拉开两个圆筒很困难，这是分子间存在吸引力的宏观表现 D. 关闭气阀，撤去注射器，沿轴线拉开两个圆筒的最小拉力为18N 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，配制的酒精油酸溶液中，104 mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测量得到1mL该溶液有50滴。 （1）现将1滴配制好的溶液滴入盛水的浅盘中，待水稳定后，在水面上形成了油酸的_______（选填“单层分子油膜”或“多层分子油膜”）； （2）把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示。已知坐标方格边长为2cm，则得出油酸薄膜的面积约是_______cm2； （3）根据相关数据可算出油酸分子直径大小约为_______m； （4）若实验时痱子粉撒得太厚，则所测的分子直径会_______（选填“偏大”或“偏小”）； 12. 某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计，其内部电路装置如图甲所示，使用的器材有：直流电源（，内阻不计）、毫安表（量程10mA，内阻不计）、热敏电阻Rt、电阻箱R、开关S1和S2、导线若干。该热敏电阻阻值Rt随温度t变化的曲线如图乙所示。 （1）根据图甲电路用笔代替导线，把图丙中实物电路补充完整。 （2）先断开关S1，将电阻箱的阻值调置____________（选填“最大值”或“最小值”），然后将开关S2接至a端，闭合开关S1，调节电阻箱的阻值为图乙中不同温度下的Rt阻值，并在毫安表的表盘上标注对应的温度值，即将毫安表改装为温度计。 （3）现将开关S2接至b端，若此时毫安表指针偏转至图丁所示，则通过毫安表的电流为______mA，此时的温度为____℃。（结果均保留两位有效数字） 四、计算题：本题共3小题，共38分。 13. 某核电站建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。如果铀（）在中子的轰击下裂变为和，已知，，，，lu相当于930MeV的能量，阿伏加德罗常数。 （1）求一个铀核裂变放出的能量； （2）若矿石中铀的含量为3%，核电机组投产发电后，求每秒消耗铀矿石的质量。（结果均保留三位有效数字） 14. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，升压变压器T1和降压变压器T2的原、副线圈匝数之比分别为k、（k<1），两变压器之间的输电线的总电阻为r，降压变压器的副线圈与阻值为R的电阻组成闭合电路。已知降压变压器副线圈两端输出的电压为，两变压器均可视为理想变压器，求： （1）输电线上损失的功率； （2）升压变压器副线圈两端的电压； （3）发电机输出电压的表达式。 15. 如图所示，粗细均匀、开口向上、长度L=81cm的玻璃管竖直静置，管内一段高h=15cm的水银柱封闭着长l=31cm的空气柱，此时管内气体的温度T0=310K。已知大气压强p0=75cmHg，重力加速度g取10m/s2。 （1）若封闭气体温度T0保持不变，玻璃管以2m/s2的加速度竖直向上加速运动时，求玻璃管内空气柱长度； （2）若玻璃管静止不动，缓慢降低气体温度，当空气柱的长度为30cm时，求管内气体的温度； （3）若玻璃管静止不动，缓慢升高气体温度，要使水银全部从玻璃管顶端溢出，求封闭气体至少升高到的温度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石家庄市2023-2024学年度第二学期期末教学质量检测 高二物理 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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，只有一项符合题目要求。 1. “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。如图所示，小罐倒扣在身体上后，在罐中气体逐渐冷却的过程中，罐中气体质量和体积均可视为不变。若罐中气体视为理想气体，下列说法正确的是（　　） A. 罐中气体的压强不变 B. 罐中气体对外做正功 C. 罐中气体的平均动能减小 D. 罐中单位体积内气体分子数增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据理想气体状态方程可知，气体逐渐冷却的过程中，气体温度降低，体积不变，则压强减小，故A错误； B．冷却过程中气体体积不变，气体不对外做功，故B错误； C．冷却后分子平均速率减小，则罐中气体的平均动能减小，故C正确； D．冷却后罐内气体质量和体积都不变，可知单位体积的气体分子数不变，故D错误。 故选C。 2. 世界上首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的钍（）为核燃料。已知的半衰期为24天，下列说法正确的是（　　） A. 高温加压时的半衰期变短 B. 4个核经过48天后一定还剩1个核 C. 衰变放出的射线是从高能级向低能级跃迁时放出的 D. 经过6次衰变和4次衰变可变成 【答案】D 【解析】 【详解】A．半衰期由原子核内部因素决定，与外界条件（如温度、压强）无关，故A错误； B．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，无法确定4个核衰变后的剩余数量，故B错误； C．γ射线是衰变后的原子核从激发态跃迁到低能级时释放的，并非来自钍-232本身，故C错误； D．质量数减少24（232→208），需6次α衰变（每次减少4）；原子序数减少8（90→82），6次α衰变减少12，需4次β衰变（每次+1）补偿，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，光电管接入电路，用紫外线照射光电管阴极时，发生了光电效应，回路中形成电流。下列说法正确的是（　　） A. 通过电阻R的电流方向为a→b B. 保持入射光的频率不变，增大光的强度可使电流增大 C. 光照时间越长，光电子的最大初动能越大 D. 若用红外线照射阴极，电流表中一定没有电流通过 【答案】B 【解析】 【详解】A．发生光电效应时，光电子从阴极射出，电流方向与光电子运动方向相反，通过电阻R电流方向为b→a，A错误； B．保持入射光频率不变，增大光的强度，单位时间内逸出的光电子数增多，回路中电流增大，B正确； C．根据光电效应方程 光电子最大初动能只与入射光频率和金属逸出功有关，与光照时间无关，C错误； D．红外线频率小于紫外线，若红外线频率仍大于阴极金属的极限频率，也能发生光电效应，电流表有电流通过，D错误。 故选B。 4. 如图所示为原子核的比结合能与质量数对应的关系图线，由图可知，下列说法正确的是（　　） A. 核的结合能比核的结合能小 B. 核比核更稳定 C. 核的结合能约为64MeV D. 的核子平均质量比的核子平均质量小 【答案】B 【解析】 【详解】A．比结合能是结合能与核子数的比值。由图可知核的比结合能比核的比结合能大，核的核子数为16，核的核子数为6。根据“”，可判断核比结合能大，且核子数多，所以核的结合能比核的结合能大，故A错误； B．比结合能越大，原子核越稳定。从图中可以看到核的比结合能比核的比结合能大，所以核比核更稳定，故B正确； C．由图可知核的比结合能约为8MeV，核子数为16，所以结合能为， 故C错误； D．重核裂变会有质量亏损，比结合能增大。发生裂变生成等，说明的核子平均质量比的核子平均质量大 ，故D错误。 故选B。 5. 图甲是某光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系图像，图乙为氢原子的能级图。用处于n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时发出的光照射该光电管，逸出的光电子的最大初动能的最大值为（　　） A. 2.29eV B. 9.80eV C. 10.46eV D. 12.09eV 【答案】C 【解析】 【详解】根据光电效应方程可知，光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率v的关系式为 从图甲可以看出，该金属的逸出功为 处于n = 4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能辐射出6种不同频率的光，即 其中从n = 4跃迁到n = 1能级时辐射出光子能量最大，根据氢原子能级跃迁时辐射光子的能量公式 可得处于n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时辐射出的光子能量最大值为 根据光电效应方程 当用上述最大能量的光子照射光电管时，逸出的光电子有最大初动能，所以逸出的光电子的最大初动能为 故选C。 6. 已知一定质量的理想气体的内能与其热力学温度成正比。某密闭容器内的理想气体自状态A变化至状态B，其变化过程的p-V图像如图中的实线所示，若该气体在状态A时的温度为T0，内能为U0，下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态B时的内能为2U0 B. 气体在状态B时的温度为2T0 C. 自状态A至状态B，气体吸收的热量为 D. 自状态A至状态B，气体对外界做功为p0V0 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，气体在状态B时的体积为，由 即 可得 依题意可知，气体在状态B时的内能为，A错误； B．由前面分析可知，气体在状态B时的温度为4T0，B错误； C．自状态A至状态B，气体膨胀对外做功，p-V图像中，图线与坐标轴围面积为气体做的功 则外界对气体做的功为 由 解得，C正确； D．由前面分析可知，自状态A至状态B，气体对外界做功为，D错误。 故选C。 7. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，在原线圈回路中接有定值电阻R1=400Ω，副线圈回路中接有滑动变阻器R2，R2的最大阻值也为400Ω，原线圈接交流电压的正弦式交流电，电流表和电压表均为理想交流电表，电源内阻忽略不计。当滑动变阻器滑片自上向下滑动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 副线圈中交流电的频率为100Hz B. 当R2=200Ω时，R2消耗的功率最大 C. 当R2=200Ω时，电压表V的示数为 D. 电压表与电流表的示数变化量ΔU、ΔI的比值 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据正弦式交流电的表达式，可知，故A错误； B．根据理想变压器的特点，变压器原线圈与副线圈的电压比为U1∶U2=n1∶n2，流经的电流之比I1∶I2=n2∶n1，可知U1=2U2，I2=2I1 理想变压器原线圈的回路中 电阻R2的电功率为 代入数据推导可得 由数学关系式可知，当R1=4R2时，功率最大，此时电阻是100Ω，故B错误； C．将原线圈电路公式进行变形，即 其中U0应是有效值，即 代入数据后，可得，故C错误； D．将原线圈电路公式进行变形得 由函数关系可知，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，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 蓝牙能在包括移动电话、无线耳机、笔记本电脑等设备之间进行短距离无线信息交换，其使用的是2.400GHz~2.485GHz频段的无线电波。下列说法正确的是（　　） A. 该无线电波比红外线的波长更长 B. 该频段无线电波是纵波 C. 该频段的无线电波可在水中传播 D. 蓝牙信号“穿墙”时，在墙壁中的传播速率大于3×108m/s 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据 可得无线电波的波长长度为，红外线的波长范围为，故该无线电波比红外线的波长更长，故A正确； B．无线电波是电磁波，由相互垂直的电场和磁场组成，且传播方向与电场和磁场方向垂直。因此，无线电波是横波，不是纵波，故B错误； C．无线电波可以在水中传播，故C正确； D．电磁波在任何介质中的传播速率都小于其在真空中的传播速率，故D错误。 故选AC。 9. 如图甲所示，导热汽缸内封闭了一定质量的理想气体，可移动的活塞与容器壁光滑接触，并密封完好。开始时活塞静止于位置I，由于环境温度变化，活塞运动到位置II（图中未标出）再次静止。已知活塞处于位置I、II时，汽缸内各速率区间的气体分子数n占总分子数N的百分比与分子速率v之间的关系分别如图乙中实线和虚线所示，忽略大气压强的变化，下列说法中正确的是（　　） A. 在状态I时气体分子平均动能较大 B. 在状态II时气缸内单位体积的分子数较多 C. 在状态I时汽缸内单位时间、单位面积上碰撞器壁的气体分子数较多 D. 在此过程中气体从外界吸收热量 【答案】CD 【解析】 【详解】A．在状态II时中等速率的分子占据的比例较大，可知气体分子平均动能较大，选项A错误； B．在状态II时，气体温度较高，气体做等压变化，则在状态II时体积较大，则气缸内单位体积的分子数较少，选项B错误； C．两态的压强相等，在状态I时汽缸内气体温度较低，气体平均分子动能较小，气体平均作用力较小，单位时间、单位面积上碰撞器壁的气体分子数较多，选项C正确； D．在此过程中气体温度升高，内能变大，气体体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，选项D正确。 故选CD。 10. 如图为某同学根据“马德堡半球模型”设计实验。两个底面积均为6×10-4m2的轻质圆筒，开口端紧密对接，筒内封闭总体积为28mL的气体，其压强与大气压强相等，均为1.0×105Pa。将注射器活塞推至针筒底部，通过细管与气阀连通；打开气阀，然后缓慢拉动活塞，当注射器内气体体积为12mL时停止拉动。装置气密性良好，圆筒形状与气体温度全程不变。下列说法中正确的是（　　） A. 抽气过程中封闭气体是吸热的 B. 停止拉动活塞时圆筒内气体的压强为4×104Pa C. 关闭气阀，撤去注射器，拉开两个圆筒很困难，这是分子间存在吸引力的宏观表现 D. 关闭气阀，撤去注射器，沿轴线拉开两个圆筒的最小拉力为18N 【答案】AD 【解析】 【详解】A．缓慢拉动活塞，气体的温度不变，内能不变；缓慢拉动活塞，气体的体积增大，气体对外做功；根据热力学第一定律，抽气过程中封闭气体是吸热的，A正确； B．停止拉动活塞时圆筒内气体的压强为 解得，B错误； C．关闭气阀，撤去注射器，拉开两个圆筒很困难，这是大气压强的原因，C错误； D．关闭气阀，撤去注射器，沿轴线拉开两个圆筒的最小拉力为 D正确。 故选AD。 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11. 用油膜法估测油酸分子直径大小的实验中，配制的酒精油酸溶液中，104 mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测量得到1mL该溶液有50滴。 （1）现将1滴配制好的溶液滴入盛水的浅盘中，待水稳定后，在水面上形成了油酸的_______（选填“单层分子油膜”或“多层分子油膜”）； （2）把带有方格的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓，形状如图所示。已知坐标方格边长为2cm，则得出油酸薄膜的面积约是_______cm2； （3）根据相关数据可算出油酸分子直径大小约为_______m； （4）若实验时痱子粉撒得太厚，则所测的分子直径会_______（选填“偏大”或“偏小”）； 【答案】（1）单层分子油膜 （2）240 （3） （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 油膜法测油酸分子直径，油酸水溶液滴入盛水的浅盘中，让油膜在水面上尽可能散开，待液面稳定后，在水面上形成油酸的单分子油膜。 【小问2详解】 由图示坐标纸可知，油膜所占的方格数，则油膜的面积 【小问3详解】 每一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积 故油酸分子的直径 【小问4详解】 若实验时痱子粉撒得太厚，会导致油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由可知实验测的分子直径会偏大。 12. 某同学利用热敏电阻自制了一个简易温度计，其内部电路装置如图甲所示，使用的器材有：直流电源（，内阻不计）、毫安表（量程10mA，内阻不计）、热敏电阻Rt、电阻箱R、开关S1和S2、导线若干。该热敏电阻阻值Rt随温度t变化的曲线如图乙所示。 （1）根据图甲电路用笔代替导线，把图丙中实物电路补充完整。 （2）先断开关S1，将电阻箱的阻值调置____________（选填“最大值”或“最小值”），然后将开关S2接至a端，闭合开关S1，调节电阻箱的阻值为图乙中不同温度下的Rt阻值，并在毫安表的表盘上标注对应的温度值，即将毫安表改装为温度计。 （3）现将开关S2接至b端，若此时毫安表指针偏转至图丁所示，则通过毫安表的电流为______mA，此时的温度为____℃。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）## （2）最大值 （3） ①. 7.5 ②. 50 【解析】 【小问1详解】 根据图甲电路图，完整实物连线如图所示 或者 【小问2详解】 为了保证电路安全，先断开关，将电阻箱的阻值调到最大值，然后将开关接至a端，闭合开关，逐渐调节电阻箱的阻值，根据图乙把毫安表改装为温度计。 【小问3详解】 [1]将开关接至b端，闭合开关，该温度计便可正常使用。若毫安表指针偏转至图丁所示，则通过毫安表的电流为 [2]根据闭合电路欧姆定律可得 可得此时热敏电阻阻值为 结合图乙可知，此时温度为。 四、计算题：本题共3小题，共38分。 13. 某核电站建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。如果铀（）在中子的轰击下裂变为和，已知，，，，lu相当于930MeV的能量，阿伏加德罗常数。 （1）求一个铀核裂变放出的能量； （2）若矿石中铀的含量为3%，核电机组投产发电后，求每秒消耗铀矿石的质量。（结果均保留三位有效数字） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 裂变方程 质量亏损 释放的能量 解得 【小问2详解】 核电站每秒发电量 由 又 解得 14. 某小型水电站的电能输送示意图如图所示，升压变压器T1和降压变压器T2的原、副线圈匝数之比分别为k、（k<1），两变压器之间的输电线的总电阻为r，降压变压器的副线圈与阻值为R的电阻组成闭合电路。已知降压变压器副线圈两端输出的电压为，两变压器均可视为理想变压器，求： （1）输电线上损失的功率； （2）升压变压器副线圈两端的电压； （3）发电机输出电压的表达式。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 T2副线圈电流 T2副线圈与原线圈电流比 输电线电流 则输电线上损失的功率 解得 【小问2详解】 T2原线圈电压 T1副线圈电压 解得 【小问3详解】 发电机输出电压的有效值 发电机输出电压的最大值 发电机的瞬时电压的表达式 15. 如图所示，粗细均匀、开口向上、长度L=81cm的玻璃管竖直静置，管内一段高h=15cm的水银柱封闭着长l=31cm的空气柱，此时管内气体的温度T0=310K。已知大气压强p0=75cmHg，重力加速度g取10m/s2。 （1）若封闭气体温度T0保持不变，玻璃管以2m/s2的加速度竖直向上加速运动时，求玻璃管内空气柱长度； （2）若玻璃管静止不动，缓慢降低气体温度，当空气柱的长度为30cm时，求管内气体的温度； （3）若玻璃管静止不动，缓慢升高气体温度，要使水银全部从玻璃管顶端溢出，求封闭气体至少升高到的温度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 初态气体的压强 加速时的水银柱 其中 mg等效水银柱为h=15cm，可解得 由玻意耳定律得 解得 【小问2详解】 空气柱长度由l变为l1的过程为等压过程，有 代入数据解得 【小问3详解】 温度升高，封闭气体压强不变，体积增大，水银柱升高，水银开始逸出，气体压强减小，此时不用再升高温度，水银柱自动可从管中溢出，设封闭理想气体的水银柱长度为x时，理想气体的热力学温度为T，则由理想气体状态方程有 其中， 代入可得 根据数学关系知当时温度为最大值；所以封闭气体的热力学温度不能低于676K。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $