精品解析:吉林省松原市吉林油田高级中学2025-2026学年高三上学期开学物理试题(B版)
2025-09-10
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-开学 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 吉林省 |
| 地区(市) | 松原市 |
| 地区(区县) | 宁江区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.47 MB |
| 发布时间 | 2025-09-10 |
| 更新时间 | 2026-05-31 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-09-10 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53855432.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2025-2026学年度上学期高三年级9月份联合考试
物理(B版)
本卷满分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、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3、回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 北斗七星有围绕北极星自东向西转的规律,我国古代的星象学家把这种规律形象地叫做“斗转星移”,“斗转星移”所选的参考系为( )
A. 月球 B. 北极星
C. 地面 D. 地心
2. 碘131是一种用于医学影像和治疗的放射性同位素,能够发生衰变,同时伴随辐射,线在人体中能行进的距离较短,大约在0.5毫米到2毫米之间,而射线则可从人体内射出在空气中继续行进一段距离。已知碘131的半衰期为8天,下列说法正确的是( )
A. 碘131发生衰变的实质是碘131原子核外的电子吸收能量发生电离
B. 射线是高速中子流,其穿透本领很强
C. 大量的碘131经过16天,发生衰变的和未衰变的比值为3:1
D. 服用碘131的病人,可以和其他人一起住在普通病房中
3. 某汽车悬挂系统中,封闭在气缸中的一定质量的理想气体经历从状态到状态的变化程,其图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 气体分子的平均动能增大
B. 单位时间撞击到气缸单位面积上的分子数不变
C. 气体吸收的热量小于封闭气体对外做的功
D. 封闭气体对外做功为
4. 太阳的能量主要通过质子-质子链反应(简称PP链)产生,太阳产生的能量约99%来自该链反应。该链反应中的一个核反应方程为,已知的比结合能为,的比结合能为,下列说法正确的是( )
A. X是质子
B. 反应物的总结合能大于生成物的总结合能
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 该核反应释放的核能为
5. 2025年中国农业科学院团队开发的单分子纳米农药技术中,离子液体通过精密的分子间作用力在农药分子周围形成保护层,赋予其水溶性,突破了传统难溶性农药的分散难题。当两个农药分子在溶液中靠近时,两分子间作用力f(r)和分子势能u(r)随分子间距离r的变化曲线,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 当农药分子间距离时,分子间作用力表现为斥力
B. 当农药分子间距离时,分子间作用力为零,分子势能最大
C. 当,在农药分子相互远离过程中,分子间作用力一直减小
D. 当,在离子液体层被压缩过程中,分子势能一直增大
6. 在冰壶比赛中,一运动员将冰壶推出后,冰壶沿直线向前运动,其运动可视为匀变速运动,在0~2t时间内位移大小为15x,在2t~3t时间内位移大小为x,则冰壶的加速度大小为( )
A. B. C. D.
7. 弹性球具有高弹性,将弹性球距离地面H0高处由静止释放,触地后能够反弹到高处,已知重力加速度为g,不计空气阻力,关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 弹性球碰地前后瞬间,速度变化量大小为
B. 弹性球下落时间和上升时间之比为5:4
C. 弹性球下落过程的平均速度和上升过程的平均速度大小之比为25:16
D. 弹性球下落过程中速度变化率大于上升过程中的速度变化率
8. 下列说法正确的是( )
A. 封闭气体的压强是由封闭气体的重力产生的
B. 荷叶上的露珠是椭球形,说明水与荷叶是不浸润的
C. 某种物质在受热时表现出各向同性,该物质也可能是单晶体
D. 布朗运动的激烈程度只与温度有关系
9. 如图所示为氢原子的能级图,用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子,氢原子吸收光子后,发出波长为和三种波长的光,已知,普朗克常量为,光在真空中的速度为,则入射光子的能量为( )
A. B. C. D.
10. 目前新能源汽车迅猛发展,在某次测试中,甲、乙两车(均可视为质点)同时沿相同方向做直线运动,它们的图像如图所示,时刻,甲车在乙车前方处。下列说法正确的是( )
A. 乙车追上甲车之前的最大距离为
B. 两车相遇的时刻为
C. 时,乙车超前甲车
D. 时刻,若甲、乙两车初位置互换,其他条件不变,则两车仍可以相遇
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理探究小组用如图甲所示实验装置测定一个不规则形状的小物块的体积。小组成员先将注射器通过细软管与压强传感器相连,将不规则形状的小物块放置到注射器内,然后用活塞将注射器筒封闭。该小组成员缓慢推动活塞,根据注射器上的刻度和压强传感器显示的压强记录多组值,做出对应的图像如图乙所示。
(1)缓慢推动活塞的目的是保证气体的___________不发生变化。
(2)若不考虑细软管内气体的体积,不规则的小物块的体积为___________(保留两位有效数字)。
(3)若考虑细软管内气体的体积,则测得的小物块的体积___________(填“大于”“等于”或“小于”)真实体积。
12. 实验课上,一组同学运用打点计时器探究匀变速直线运动的规律,其实验装置如图甲所示,打出的一段纸带如图乙所示;二组同学借助电磁装置和光电门探究自由落体运动的规律,其实验装置如图丙所示,根据数据作出的图像如图丁所示。
(1)若打点计时器的频率为,每隔3个计时点取1个计数点,则图乙中打点计时器打计数点时小车的瞬时速度为___________(结果保留两位有效数字)。
(2)图乙中,一组同学测量出计数点与的距离没有在纸带上标出,下列数据最接近真实值的是___________(填正确答案标号)。
A. 80.8 B. 84.8 C. 89.8 D. 94.8
(3)二组同学断开电源释放小球的过程中,始终保持光电门1的位置不动,多次改变光电门2的位置,做出的图像中的横坐标为光电门2到光电门1的距离,纵坐标中的为小球通过光电门2的时间,已知图像的截距为,光电门2到光电门1的距离为时,对应的纵坐标为,小球直径为,则小球通过光电门1的瞬时速度为___________,当地的重力加速度为___________(用题中物理量的字母表示)。
13. 如图所示是研究光电效应的装置,阴极M和阳极N是正对的边长为的正方形薄板,两薄板的距离也为,滑动变阻器的滑片P位于滑动变阻器的中间位置。现用波长为的单色光照射阴极M的中心,阴极发生光电效应,从点向各个方向放射出最大速度为的光电子。已知光速为,普朗克常量为,阴极M的逸出功为,电子的电荷量为。
(1)光的频率达到一定值时,光电效应才能够发生,此光的频率称为极限频率,相应的波长称为极限波长,求阴极M对应的极限波长;
(2)求光电子的质量。
14. 如图所示,小李驾驶长度的轿车正在由西向东行驶,某时刻他发现一辆长度的公共汽车正在由南向北匀速行驶,此时轿车的速度,公共汽车的速度,轿车车头到十字路口的距离,公共汽车车头到十字路口的距离,为简化模型忽略汽车和道路的宽度。
(1)若发现公共汽车的同时,小李立刻驾驶轿车做匀加速运动,为避免两车相撞,求轿车加速度的最小值;
(2)若发现公共汽车的同时,小李立刻驾驶轿车做匀减速运动,为避免两车相撞,求轿车加速度的最小值。
15. 如图所示,内壁光滑的绝热气缸固定在倾角的斜面上,顶部有小孔与大气相通,和是轻弹簧连接的两个横截面积均为的活塞,其中活塞为绝热活塞,活塞导热性能良好,两活塞和气缸封闭了两部分气体和。初始状态两活塞静止,弹簧处于原长,两活塞恰好将气缸内部空间三等分,气体和的温度等于外界温度。已知活塞的质量为,活塞的质量为,重力加速度为,弹簧的劲度系数,外界大气压强为。现让气缸底部的电阻丝缓慢加热气体,直到弹簧的长度变为,整个过程弹簧未超出弹性限度。
(1)求初始状态时,气体、的压强分别多大;
(2)求气体的最终温度;
(3)若在活塞刚好接触气缸顶部到弹簧的长度变为的过程中,气体向外释放的热量为,求从气缸底部的电阻丝缓慢加到弹簧的长度变为的整个过程气体对活塞做的功。
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2025-2026学年度上学期高三年级9月份联合考试
物理(B版)
本卷满分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、准考证号等填写在答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在题卡的指定位置。考试结束后,将答题卡交回。
2、回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3、回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
一、选择题:本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选但不全的得3分,有选错的得0分。
1. 北斗七星有围绕北极星自东向西转的规律,我国古代的星象学家把这种规律形象地叫做“斗转星移”,“斗转星移”所选的参考系为( )
A. 月球 B. 北极星
C. 地面 D. 地心
【答案】B
【解析】
【详解】“斗转星移” 描述的是北斗七星围绕北极星自东向西转动,这里是把北极星当作静止的参考系,来观察北斗七星的运动,所以所选的参考系为北极星。
故选B。
2. 碘131是一种用于医学影像和治疗的放射性同位素,能够发生衰变,同时伴随辐射,线在人体中能行进的距离较短,大约在0.5毫米到2毫米之间,而射线则可从人体内射出在空气中继续行进一段距离。已知碘131的半衰期为8天,下列说法正确的是( )
A. 碘131发生衰变的实质是碘131原子核外的电子吸收能量发生电离
B. 射线是高速中子流,其穿透本领很强
C. 大量的碘131经过16天,发生衰变的和未衰变的比值为3:1
D. 服用碘131的病人,可以和其他人一起住在普通病房中
【答案】C
【解析】
【详解】A.β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子并释放电子,而非核外电子电离,故A错误;
B.γ射线是光子流(射线穿透力强),而非中子流,故B错误;
C.16天为2个半衰期,剩余未衰变的原子核占1/4,已衰变的占3/4,比值为3:1,故C正确;
D.γ射线穿透力强,病人需隔离以避免辐射他人,故D错误。
故选C。
3. 某汽车悬挂系统中,封闭在气缸中的一定质量的理想气体经历从状态到状态的变化程,其图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 气体分子的平均动能增大
B. 单位时间撞击到气缸单位面积上的分子数不变
C. 气体吸收的热量小于封闭气体对外做的功
D. 封闭气体对外做功为
【答案】A
【解析】
【详解】A.图像可知从A到B过程,气体压强不变,体积增大,根据盖吕萨克定律,可知该过程温度升高,则气体分子的平均动能增大,故A正确;
B.从A到B过程,气体压强不变,温度升高、体积增大(分子数密度减小),则单位时间撞击到气缸单位面积上的分子数减少,故B错误;
C.从A到B过程,气体温度升高,内能增大(),体积增大,气体对外做功(W<0),根据热力学第一定律
可知Q>0,则气体吸收的热量大于封闭气体对外做的功,故C错误;
D.封闭气体对外做功为,故D错误。
故选A。
4. 太阳的能量主要通过质子-质子链反应(简称PP链)产生,太阳产生的能量约99%来自该链反应。该链反应中的一个核反应方程为,已知的比结合能为,的比结合能为,下列说法正确的是( )
A. X是质子
B. 反应物的总结合能大于生成物的总结合能
C. 的比结合能大于的比结合能
D. 该核反应释放的核能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据质量数和电荷数守恒,X的电荷数为,质量数为,应为中子而非质子,故A错误;
B.反应物的总结合能为,生成物的总结合能为。因聚变释放能量,生成物总结合能更大,,反应物总结合能小于生成物,故B错误;
C.聚变反应中生成物比反应物更稳定,比结合能更高,故,故C正确;
D.释放的核能为生成物总结合能与反应物总结合能之差,即,故D错误。
故选C。
5. 2025年中国农业科学院团队开发的单分子纳米农药技术中,离子液体通过精密的分子间作用力在农药分子周围形成保护层,赋予其水溶性,突破了传统难溶性农药的分散难题。当两个农药分子在溶液中靠近时,两分子间作用力f(r)和分子势能u(r)随分子间距离r的变化曲线,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 当农药分子间距离时,分子间作用力表现为斥力
B. 当农药分子间距离时,分子间作用力为零,分子势能最大
C. 当,在农药分子相互远离过程中,分子间作用力一直减小
D. 当,在离子液体层被压缩过程中,分子势能一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.当农药分子间距离时,分子间作用力表现为引力,所以当农药分子间距离时,分子间作用力表现为引力,A错误;
B.当农药分子间距离时,分子间作用力为零,分子势能最小,B错误;
C.当r>r0时,分子间作用力表现为引力,且随r增大引力先增大,后减小,直至趋近于零,C错误;
D.当r<r0时,分子间的作用力表现为斥力,在离子液体层被压缩过程中,分子之间的距离减小,斥力做负功,分子势能增大,D正确。
故选D。
6. 在冰壶比赛中,一运动员将冰壶推出后,冰壶沿直线向前运动,其运动可视为匀变速运动,在0~2t时间内位移大小为15x,在2t~3t时间内位移大小为x,则冰壶的加速度大小为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】利用逆向思维,根据连续相等时间间隔内的位移之比为1:3:5:…规律,若3t时刻冰壶的速度恰好为零,在2t~3t时间内位移大小为x,则在0~2t时间内位移大小为8x,因为在0~2t时间内位移大小为15x,所以冰壶在3t之前停止运动;
若将0~2t时间等分为三份,每份时间为,那么0~时间内的位移为15x,~时间内位移大小为x,恰好符合连续相等时间间隔内的位移之比为1:3:5:…规律,所以冰壶运动的总时间为,总位移为16x,根据位移公式得
解得
故选D。
7. 弹性球具有高弹性,将弹性球距离地面H0高处由静止释放,触地后能够反弹到高处,已知重力加速度为g,不计空气阻力,关于上述过程,下列说法正确的是( )
A. 弹性球碰地前后瞬间,速度变化量大小为
B. 弹性球下落时间和上升时间之比为5:4
C. 弹性球下落过程的平均速度和上升过程的平均速度大小之比为25:16
D. 弹性球下落过程中速度变化率大于上升过程中的速度变化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.设碰地前速度大小为v1,碰地后速度大小为v2,则,
解得,
速度变化量为
弹性球碰地前后瞬间,速度变化量大小为,A错误;
B.下落时间为
上升时间为
弹性球下落时间和上升时间之比为,B正确;
C.下落平均速度为
上升平均速度为
弹性球下落过程的平均速度和上升过程的平均速度大小之比为,C错误;
D.速度变化率为加速度,下落和上升过程加速度相等,均为,D错误。
故选B。
8. 下列说法正确的是( )
A. 封闭气体的压强是由封闭气体的重力产生的
B. 荷叶上的露珠是椭球形,说明水与荷叶是不浸润的
C. 某种物质在受热时表现出各向同性,该物质也可能是单晶体
D. 布朗运动的激烈程度只与温度有关系
【答案】BC
【解析】
【详解】A.封闭气体的压强是由大量气体分子频繁碰撞容器壁产生的,并非由气体重力产生,故A错误;
B.荷叶上的露珠呈椭球形,是因为水与荷叶不浸润,液体表面张力使露珠收缩成椭球形,故B正确;
C.单晶体在某些物理性质上表现出各向异性,但如果是受热时,单晶体和多晶体都可能表现出各向同性,故C正确;
D.布朗运动的激烈程度不仅与温度有关,还与悬浮颗粒的大小有关,颗粒越小,布朗运动越激烈,故D错误。
故选BC。
9. 如图所示为氢原子的能级图,用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子,氢原子吸收光子后,发出波长为和三种波长的光,已知,普朗克常量为,光在真空中的速度为,则入射光子的能量为( )
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】光子能量
可知波长越短,光子能量越高。题意知用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子,氢原子吸收光子后,发出波长为和三种波长的光,可知吸收光子后氢原子跃迁到了n=3能级,故入射光子的能量
根据玻尔理论入射光子的能量还可以表示为
综上可知AD符合题意。
故选AD。
10. 目前新能源汽车迅猛发展,在某次测试中,甲、乙两车(均可视为质点)同时沿相同方向做直线运动,它们的图像如图所示,时刻,甲车在乙车前方处。下列说法正确的是( )
A. 乙车追上甲车之前的最大距离为
B. 两车相遇的时刻为
C. 时,乙车超前甲车
D. 时刻,若甲、乙两车初位置互换,其他条件不变,则两车仍可以相遇
【答案】ABC
【解析】
【详解】根据位移时间关系
整理可得
可知甲、乙的初速度分别为,
甲、乙的加速度分别为,
A.当两车的速度相等时,乙车追上甲车之前的距离最大,根据速度关系
可得时间
最大距离为
代入数据得,故A正确;
B.甲车速度减为零所需的时间
此时甲、乙两车的距离
代入数据得
根据位移时间关系
解得乙追上甲还需要的时间
两车相遇的时刻为,故B正确;
C.时,即相遇后2s时间内,乙车超前甲车的距离
代入数据可得,故C正确;
D.时刻,若甲、乙两车初位置互换,其他条件不变,两车速度相等时的距离
代入数据可得
此后乙车的速度大于甲车,即两车不会相遇,故D错误。
故选ABC。
二、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 某物理探究小组用如图甲所示实验装置测定一个不规则形状的小物块的体积。小组成员先将注射器通过细软管与压强传感器相连,将不规则形状的小物块放置到注射器内,然后用活塞将注射器筒封闭。该小组成员缓慢推动活塞,根据注射器上的刻度和压强传感器显示的压强记录多组值,做出对应的图像如图乙所示。
(1)缓慢推动活塞的目的是保证气体的___________不发生变化。
(2)若不考虑细软管内气体的体积,不规则的小物块的体积为___________(保留两位有效数字)。
(3)若考虑细软管内气体的体积,则测得的小物块的体积___________(填“大于”“等于”或“小于”)真实体积。
【答案】(1)温度 (2)2.0
(3)小于
【解析】
【小问1详解】
缓慢推动活塞的目的是保证气体的温度不发生变化。
【小问2详解】
根据玻意耳定律有
整理得
结合图乙可知小物块的体积
【小问3详解】
若考虑细软管内气体的体积,根据玻意耳定律有
整理得
可知小物块的体积测量值为,故小物块的体积小于真实体积。
12. 实验课上,一组同学运用打点计时器探究匀变速直线运动的规律,其实验装置如图甲所示,打出的一段纸带如图乙所示;二组同学借助电磁装置和光电门探究自由落体运动的规律,其实验装置如图丙所示,根据数据作出的图像如图丁所示。
(1)若打点计时器的频率为,每隔3个计时点取1个计数点,则图乙中打点计时器打计数点时小车的瞬时速度为___________(结果保留两位有效数字)。
(2)图乙中,一组同学测量出计数点与的距离没有在纸带上标出,下列数据最接近真实值的是___________(填正确答案标号)。
A. 80.8 B. 84.8 C. 89.8 D. 94.8
(3)二组同学断开电源释放小球的过程中,始终保持光电门1的位置不动,多次改变光电门2的位置,做出的图像中的横坐标为光电门2到光电门1的距离,纵坐标中的为小球通过光电门2的时间,已知图像的截距为,光电门2到光电门1的距离为时,对应的纵坐标为,小球直径为,则小球通过光电门1的瞬时速度为___________,当地的重力加速度为___________(用题中物理量的字母表示)。
【答案】(1)
(2)C (3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
每隔3个计时点取1个计数点,可知相邻计数点时间间隔t=0.08s,根据匀变速规律有
代入题中数据,解得
则图乙中打点计时器打计数点时小车的瞬时速度为
【小问2详解】
结合第(1)问分析可知
可知结果与C选项最接近。
故选C。
【小问3详解】
[1][2]题意可知小球过光电门2的速度
则从光电门1到光电门2过程有
联立整理得图像可知
联立可得
13. 如图所示是研究光电效应的装置,阴极M和阳极N是正对的边长为的正方形薄板,两薄板的距离也为,滑动变阻器的滑片P位于滑动变阻器的中间位置。现用波长为的单色光照射阴极M的中心,阴极发生光电效应,从点向各个方向放射出最大速度为的光电子。已知光速为,普朗克常量为,阴极M的逸出功为,电子的电荷量为。
(1)光的频率达到一定值时,光电效应才能够发生,此光的频率称为极限频率,相应的波长称为极限波长,求阴极M对应的极限波长;
(2)求光电子的质量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意有
可得阴极M对应的极限波长
【小问2详解】
光电子的最大初动能
又
解得
14. 如图所示,小李驾驶长度的轿车正在由西向东行驶,某时刻他发现一辆长度的公共汽车正在由南向北匀速行驶,此时轿车的速度,公共汽车的速度,轿车车头到十字路口的距离,公共汽车车头到十字路口的距离,为简化模型忽略汽车和道路的宽度。
(1)若发现公共汽车的同时,小李立刻驾驶轿车做匀加速运动,为避免两车相撞,求轿车加速度的最小值;
(2)若发现公共汽车的同时,小李立刻驾驶轿车做匀减速运动,为避免两车相撞,求轿车加速度的最小值。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设两车轨迹交点为O点,轿车匀加速的加速度最小值为a,则公共汽车车头匀速到达O点时间
对轿车有
联立解得
则为避免两车相撞,求轿车加速度的最小值为。
【小问2详解】
设轿车匀减速的加速度最小值为,则公共汽车车尾匀速到达O点时间
对轿车有
联立解得
则为避免两车相撞,求轿车加速度的最小值为。
15. 如图所示,内壁光滑的绝热气缸固定在倾角的斜面上,顶部有小孔与大气相通,和是轻弹簧连接的两个横截面积均为的活塞,其中活塞为绝热活塞,活塞导热性能良好,两活塞和气缸封闭了两部分气体和。初始状态两活塞静止,弹簧处于原长,两活塞恰好将气缸内部空间三等分,气体和的温度等于外界温度。已知活塞的质量为,活塞的质量为,重力加速度为,弹簧的劲度系数,外界大气压强为。现让气缸底部的电阻丝缓慢加热气体,直到弹簧的长度变为,整个过程弹簧未超出弹性限度。
(1)求初始状态时,气体、的压强分别多大;
(2)求气体的最终温度;
(3)若在活塞刚好接触气缸顶部到弹簧的长度变为的过程中,气体向外释放的热量为,求从气缸底部的电阻丝缓慢加到弹簧的长度变为的整个过程气体对活塞做的功。
【答案】(1),
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
初始状态时,对活塞b,由平衡条件有
解得
对活塞a,由平衡态条件有
联立解得
【小问2详解】
分析可知最终活塞b达到气缸顶部,B气体做等温变化,对B气体,从初始状态到最终状态,根据玻意耳定律有
解得
最终状态对a活塞,由平衡条件有
联立解得
对A气体,从初始状态到最终状态,根据理想气体状态方程有
联立解得
【小问3详解】
活塞刚移动到接触气缸顶部的过程中,AB气体压强不变,气体A对外做功
活塞刚好接触气缸顶部到弹簧的长度变为的过程中,温度不变,则气体内能不变,根据能量守恒可知,该过程气体对活塞做的功转化为了弹簧弹性势能及Q和的重力势能,则有
代入题中数据,联立解得
故整个过程气体对活塞做的功
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