精品解析:湖北省黄梅县第一中学2024-2025学年高二下学期2月月考物理试卷
2025-10-22
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 湖北省 |
| 地区(市) | 黄冈市 |
| 地区(区县) | 黄梅县 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.04 MB |
| 发布时间 | 2025-10-22 |
| 更新时间 | 2025-10-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54498635.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
高二物理月考试卷
一、单选题
1. 下列与热现象有关的说法正确的是( )
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一
C. 气体温度上升时,每个分子的热运动都变得更剧烈
D. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩力是由于气体分子间存在斥力的缘故
2. 关于固体、液体的性质,下列说法正确的是( )
A. 虽然金属具有确定的熔点,但金属没有规则的形状,因此金属不属于晶体
B. 可根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
C. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,是液体表面张力作用的结果
D. 唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”的诗句,诗中荷叶和露水表现为浸润
3. 如图所示,在α粒子散射实验中,图中实线表示α粒子的运动轨迹,假定金原子核位置固定,a、b、c为某条轨迹上的三个点,其中a、c两点距金原子核的距离相等( )
A. 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论
B. 大多数α粒子几乎沿原方向返回
C. 从a经过b运动到c的过程中,α粒子的电势能先增大后减小
D. α粒子经过a、b两点时动能相等
4. 如图所示,某热水瓶的容积为V,瓶中刚好有体积为的热水,瓶塞将瓶口封闭,瓶中气体压强为1.2p0,温度为87℃,环境大气压强为p0,将瓶塞打开,一会儿瓶中气体温度变为57℃,瓶中气体可看成理想气体,则从打开瓶塞至瓶中气体温度变为57℃的过程中,跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示,一竖直放置两端封口的玻璃管,内部封有水银柱处于静止状态,水银柱上下两端分别封有一定质量的空气,空气可视为理想气体,上端空气柱长度小于下端空气柱长度,现在缓慢加热,使环境温度升高至某温度,在这一过程中,下列关于水银柱的位置变化描述正确的是( )
A. 向上移动 B. 向下移动
C. 位置不变 D. 无法判断
6. 图甲是研究光电效应的实验原理图,阴极由逸出功的金属钙制成。图乙是汞原子的能级图,用汞原子跃迁发出的光子照射阴极,下列说法正确的是( )
A. 大量能级的汞原子向低能级跃迁时只能发出4种频率的光
B. 从能级跃迁到基态发出的光子波长最长
C. 从能级跃迁到能级发出的光子能使金属钙发生光电效应
D. 用大量能级跃迁发出的光子照射,要使微安表示数为0,滑片P应向a端移动
7. 一定质量的理想气体,由温度为T1的状态1经等容变化到温度为T2的状态2,再经过等压变化到状态3,最后变回到初态1,其变化过程如图所示,则( )
A 从1到2过程中,气体对外做功,内能减小
B. 从2到3过程中,气体对外做功,内能减小
C. 从1到2到3到再回到1的过程中,气体一定从外界吸热
D. 从3到1过程中,气体分子数密度变大,内能增加
二、多选题
8. 通过学习波粒二象性的内容,你认为下列说法正确的是( )
A. 能量较大的光子其波动性越显著
B. 速度相同的质子和电子相比,质子的波动性更为明显
C. 波粒二象性指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性
D. 康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后,光子的波长变长了
9. 受2011年发生的大地震及海啸影响,日本福岛第一核电站1至3号机组堆芯熔毁,事故发生后,东京电力公司持续向1至3号机组安全壳内注水以冷却堆芯并回收污水,截至2021年3月,已储存了125万吨核污水,且每天新增140吨。2023年8月24日13时03分日本福岛第一核电站启动核污染水排海,2024年11月4日,日本福岛核电站第10次核污染水排放结束,目前累计的核污染水排放量已达7.83万吨。核污染水含高达64种放射性元素,其中氚衰变过程中产生的电离辐射可损害,是致癌的高危因素之一,半衰期为12.5年。其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 衰变方程中,,
B. 的比结合能大于的比结合能
C. 秋冬气温逐渐变低时,氚的衰变速度不变
D. 经过25年,氚将全部衰变结束
10. 如图,一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上,用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分,活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热,停止加热并达到稳定后( )
A. h中的气体内能增加 B. f与g中的气体温度相等
C. f与h中的气体温度相等 D. f与h中的气体压强相等
三、实验题
11. 某同学利用如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度。
(1)选择好器材,将符合实验要求的摆球用细线悬挂在固定装置的横杆上,如下图,则悬挂方式应采用_______(选填“甲”或“乙”);
(2)测量中,该同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示,其读数为_______cm;
(3)若在实验过程中,该同学误将摆球59次全振动时间记为60次,则重力加速度的测量值会_______。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(4)改变摆长,测量出多组周期T、摆长L数值后,画出的关系如图丙所示,则当地的重力加速度_______(用图丙中的字母a、b及π表示)。
12. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝间距d=0.4mm,双缝到光屏间的距离l=0.5m,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可_____________。
A. 将单缝向双缝靠近
B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动
D. 使用间距更小双缝
(2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示,分划板图中A、B位置时游标卡尺读数也如图2中所给出,则
①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为=11.1mm,在B位置时游标卡尺读数为=__________;
②该单色光的波长=__________m;
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图3所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,测量值_____________实际值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
四、解答题
13. 某学校有一个景观水池,水池底部中央安装有一个可向整个水面各个方向发射红光的LED光源S,如图所示(侧视图)。某同学观察到水面上有光射出的区域是圆形(图中没有画出),若圆形区域半径为r,水对红光的折射率为n,在真空中的速度为c,该光源大小忽略不计,求:
(1)红光在水中的速度v;
(2)池中水的深度h。
14. 一列简谐横渡沿x轴传播。图甲是简谐横渡在时刻的波形图,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点;图乙为质点Q的振动图像。求:
(1)判断波的传播方向;
(2)求该波的波速;
(3)从时刻开始计时,求质点P到达波峰的时刻。
15. 如图所示,竖直放置汽缸由截面积不同的两圆筒连接而成。截面积SA=20cm2的活塞A和质量为mB=1kg、截面积SB=10cm2的活塞B间用一原长L0=0.8m遵循胡克定律的弹性细线连接,其间封闭一定质量的理想气体,它们可在筒内无摩擦地上下滑动且不漏气。初始时,缸内气体温度T1=600K、压强p1=1.2×105Pa,此时活塞B的静止位置距圆筒连接处h=0.5m,弹性细线长L=1m。大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2。
(1)求活塞A的质量mA;
(2)若缸内气体温度缓慢升高,直到活塞B即将脱离小圆筒,求此时缸内气体温度T2;
(3)若缸内气体温度缓慢降低,直到细线的张力恰好为0,已知缸内气体内能变化量∆U=-162J,求此过程缸内气体与外界交换的热量Q。
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高二物理月考试卷
一、单选题
1. 下列与热现象有关的说法正确的是( )
A. 布朗运动是液体分子的无规则运动
B. 扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证据之一
C. 气体温度上升时,每个分子的热运动都变得更剧烈
D. 压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故
【答案】B
【解析】
【详解】A.布朗运动是指悬浮在液面上的微小颗粒的无规则运动,故A错误;
B.扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动,故B正确;
C.气体温度上升时,分子的平均动能变大,但不是每个分子的热运动都变得更剧烈,故C错误;
D.压缩气体时气体表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的缘故,故D错误。
故选B
2. 关于固体、液体性质,下列说法正确的是( )
A. 虽然金属具有确定的熔点,但金属没有规则的形状,因此金属不属于晶体
B. 可根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体
C. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,是液体表面张力作用的结果
D. 唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”的诗句,诗中荷叶和露水表现为浸润
【答案】C
【解析】
【详解】A.区分晶体与非晶体是看其有没有固定的熔点,金属具有固定的熔点,为晶体,故A错误;
B.不可根据各向同性或各向异性来鉴别晶体和非晶体,多晶体与非晶体的物理性质均为各向同性,故B错误;
C.玻璃管的裂口放在火焰上烧熔,其尖端变钝,这是由于液体表面张力的作用,故C正确;
D.唐诗《观荷叶露珠》中有“霏微晓露成珠颗”的诗句,诗中荷叶和露水表现为不浸润,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,在α粒子散射实验中,图中实线表示α粒子的运动轨迹,假定金原子核位置固定,a、b、c为某条轨迹上的三个点,其中a、c两点距金原子核的距离相等( )
A. 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论
B. 大多数α粒子几乎沿原方向返回
C. 从a经过b运动到c过程中,α粒子的电势能先增大后减小
D. α粒子经过a、b两点时动能相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究,提出了原子的核式结构模型,普朗克根据黑体辐射的规律第一次提出了能量量子化理论,故A错误;
B.根据α粒子散射现象可知,大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向前进,故B错误;
C.粒子受到电场力作用,根据电场力做功特点可知α粒子从a经过b运动到c的过程中电场力先做负功后做正功,所以粒子的电势能先增大后减小,故C正确;
D.由于α粒子从a运动到b的过程中电场力做负功,则动能减小,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,某热水瓶的容积为V,瓶中刚好有体积为的热水,瓶塞将瓶口封闭,瓶中气体压强为1.2p0,温度为87℃,环境大气压强为p0,将瓶塞打开,一会儿瓶中气体温度变为57℃,瓶中气体可看成理想气体,则从打开瓶塞至瓶中气体温度变为57℃的过程中,跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设原来瓶中气体变成57℃、压强为p0时,气体的总体积为V′,根据理想气体状态方程,有
解得
则跑出气体的质量与原来气体的质量之比为
故选A。
5. 如图所示,一竖直放置两端封口的玻璃管,内部封有水银柱处于静止状态,水银柱上下两端分别封有一定质量的空气,空气可视为理想气体,上端空气柱长度小于下端空气柱长度,现在缓慢加热,使环境温度升高至某温度,在这一过程中,下列关于水银柱的位置变化描述正确的是( )
A. 向上移动 B. 向下移动
C. 位置不变 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】假设气体体积不变,均做等容变化。由查理定律,对上方气体有
得
对下方气体有
得
设水银密度为,水银柱长度为,初始状态时
得
故
则
故水银柱向上移动。
6. 图甲是研究光电效应的实验原理图,阴极由逸出功的金属钙制成。图乙是汞原子的能级图,用汞原子跃迁发出的光子照射阴极,下列说法正确的是( )
A. 大量能级的汞原子向低能级跃迁时只能发出4种频率的光
B. 从能级跃迁到基态发出的光子波长最长
C. 从能级跃迁到能级发出的光子能使金属钙发生光电效应
D. 用大量能级跃迁发出的光子照射,要使微安表示数为0,滑片P应向a端移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.大量能级的汞原子向低能级跃迁时只能发出
频率的光,故A错误;
B.由公式
可知光的能量越小,光的波长越长,结合能级图容易知道并不是从能级跃迁到基态发出的光子的能量最小,所以从能级跃迁到基态发出的光子波长不是最长的,故B错误;
C.由
可知从能级跃迁到能级发出的光子的能量为2.80eV,小于金属钙的逸出功,所以不能使金属钙发生光电效应,故C错误;
D.大量能级跃迁发出的光子照射,当滑片P应向a端移动,有O点电势比a点的高,所以这时加在光电管的电压为反向电压,即K极加正极。所以有可能使得微安表示数为0,故D正确。
故选D。
7. 一定质量的理想气体,由温度为T1的状态1经等容变化到温度为T2的状态2,再经过等压变化到状态3,最后变回到初态1,其变化过程如图所示,则( )
A. 从1到2过程中,气体对外做功,内能减小
B. 从2到3过程中,气体对外做功,内能减小
C. 从1到2到3到再回到1的过程中,气体一定从外界吸热
D. 从3到1过程中,气体分子数密度变大,内能增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.从1到2过程中为等容变化,体积不变,气体不对外做功,故A错误;
B.从2到3过程中,体积增大,气体对外做功;压强不变,根据可知温度升高,内能增大,故B错误;
D.从3到1过程中,体积减小,气体分子数密度变大;由题图可知,p3V3 > p1V1,则根据一定质量的理想气体状态方程可知T3 > T1,则气体温度降低,气体内能减小,故D错误;
C.从1到2过程中气体对外不做功;2到3过程中,体积增大,气体对外做功;3到1过程中,体积减小,外界对气体做功。根据p—V图像中图线与坐标轴所围面积表示气体做功可知,整个过程气体对外做功大于外界对气体做功,而内能不变,根据热力学第一定律可知气体一定从外界吸热,故C正确。
故选C。
二、多选题
8. 通过学习波粒二象性的内容,你认为下列说法正确的是( )
A. 能量较大的光子其波动性越显著
B. 速度相同的质子和电子相比,质子的波动性更为明显
C. 波粒二象性指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性
D. 康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后,光子的波长变长了
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.由
可知,能量较大的光子其频率较高,波长较短,波动性较不显著,A错误;
B.由
可知,速度相同的质子和电子相比,质子的动量较大,波长较短,波动性较不明显,B错误;
C.波粒二象性指光有时表现为波动性,有时表现为粒子性,C正确;
D.康普顿效应中光子与静止的电子发生相互作用后,动量减小,由B的解析可知,光子的波长变长,D正确。
故选CD。
9. 受2011年发生的大地震及海啸影响,日本福岛第一核电站1至3号机组堆芯熔毁,事故发生后,东京电力公司持续向1至3号机组安全壳内注水以冷却堆芯并回收污水,截至2021年3月,已储存了125万吨核污水,且每天新增140吨。2023年8月24日13时03分日本福岛第一核电站启动核污染水排海,2024年11月4日,日本福岛核电站第10次核污染水排放结束,目前累计的核污染水排放量已达7.83万吨。核污染水含高达64种放射性元素,其中氚衰变过程中产生的电离辐射可损害,是致癌的高危因素之一,半衰期为12.5年。其衰变方程为,下列说法正确的是( )
A. 衰变方程中,,
B. 的比结合能大于的比结合能
C. 秋冬气温逐渐变低时,氚的衰变速度不变
D. 经过25年,氚将全部衰变结束
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.根据核反应方程中质量数和电荷数守恒。氚()的质量数是3,电荷数是1;电子()质量数是0,电荷数是-1;光子质量数和电荷数都是0。设,则电荷数
可得
质量数
可得
A正确;
B.氚发生衰变的过程中会释放能量,生成的比氚更稳定,比结合能越大的原子核越稳定,所以的比结合能大于的比结合能,B正确;
C.放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件(如温度、压强等)无关,所以秋冬气温逐渐变低时,氚的衰变速度不变,C正确;
D.半衰期是大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,经过 25 年,即经过 2 个半衰期,剩余氚的质量为原来的
并不是全部衰变结束,D错误。
故选ABC。
10. 如图,一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上,用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、h三部分,活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长,三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热,停止加热并达到稳定后( )
A. h中的气体内能增加 B. f与g中的气体温度相等
C. f与h中的气体温度相等 D. f与h中的气体压强相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A.当电阻丝对f中的气体缓慢加热时,f中的气体内能增大,温度升高,根据理想气体状态方程可知f中的气体压强增大,会缓慢推动左边活塞,可知h的体积也被压缩压强变大,对活塞受力分析,根据平衡条件可知,弹簧弹力变大,则弹簧被压缩。与此同时弹簧对右边活塞有弹力作用,缓慢向右推动左边活塞。故活塞对h中的气体做正功,且是绝热过程,由热力学第一定律可知,h中的气体内能增加,A正确;
B.未加热前,三部分中气体的温度、体积、压强均相等,当系统稳定时,活塞受力平衡,可知弹簧处于压缩状态,对左边活塞分析
则
分别对f、g内的气体分析,根据理想气体状态方程有
由题意可知,因弹簧被压缩,则,联立可得
B错误;
C.在达到稳定过程中h中气体体积变小,压强变大,f中的气体体积变大。由于稳定时弹簧保持平衡状态,故稳定时f、h中的气体压强相等,根据理想气体状态方程对h气体分析可知
联立可得
C错误;
D.对弹簧、活塞及g中的气体组成的系统分析,根据平衡条件可知,f与h中的气体压强相等,D正确。
故选AD。
三、实验题
11. 某同学利用如图甲所示单摆装置测量当地的重力加速度。
(1)选择好器材,将符合实验要求的摆球用细线悬挂在固定装置的横杆上,如下图,则悬挂方式应采用_______(选填“甲”或“乙”);
(2)测量中,该同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示,其读数为_______cm;
(3)若在实验过程中,该同学误将摆球59次全振动的时间记为60次,则重力加速度的测量值会_______。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(4)改变摆长,测量出多组周期T、摆长L数值后,画出的关系如图丙所示,则当地的重力加速度_______(用图丙中的字母a、b及π表示)。
【答案】(1)乙 (2)1.35
(3)偏大 (4)
【解析】
【小问1详解】
甲单摆摆动过程中,单摆的悬点不固定,摆长会发生改变;乙单摆的悬点固定,单摆摆动过程中摆长不变,故选用乙。
【小问2详解】
由图乙可知,摆球的直径为
【小问3详解】
该同学误将摆球59次全振动的时间记为60次,根据
因n增大,可知周期T的测量值偏小,根据单摆周期公式
可得
可知重力加速度的测量值会偏大。
【小问4详解】
根据单摆周期公式
解得
可得图像的斜率为
解得
12. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中,双缝间距d=0.4mm,双缝到光屏间的距离l=0.5m,实验时,接通电源使光源正常发光,调整光路,使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
(1)若想增加从目镜中观察到的条纹个数,该同学可_____________。
A. 将单缝向双缝靠近
B. 将屏向靠近双缝的方向移动
C. 将屏向远离双缝的方向移动
D. 使用间距更小的双缝
(2)某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示,分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图2中所给出,则
①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为=11.1mm,在B位置时游标卡尺读数为=__________;
②该单色光的波长=__________m;
(3)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如图3所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距时,测量值_____________实际值(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)B (2) ①. 15.6 ②. 6.0×10-7
(3)大于
【解析】
【小问1详解】
若想增加从目镜中观察到的条纹个数,则需要减小条纹间距,由公式可知
A.将单缝向双缝靠近,不改变条纹间距,故A错误;
BC.将屏向靠近双缝的方向移动,条纹间距减小,故C错误,B正确;
D.使用间距更小的双缝,条纹间距增大,故D错误。
故选B。
【小问2详解】
①[1]由图2可知,游标为10分度,且第6个小格与主尺对齐,则在B位置时游标卡尺读数为=15mm+6×0.1mm=15.6mm
则相邻两条纹间距=0.75mm
②[2]根据可知,该单色光的波长=6.0×10-7m
【小问3详解】
如图3测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,则测得的偏大,由公式可知,波长的测量值大于真实值。
四、解答题
13. 某学校有一个景观水池,水池底部中央安装有一个可向整个水面各个方向发射红光的LED光源S,如图所示(侧视图)。某同学观察到水面上有光射出的区域是圆形(图中没有画出),若圆形区域半径为r,水对红光的折射率为n,在真空中的速度为c,该光源大小忽略不计,求:
(1)红光在水中的速度v;
(2)池中水的深度h。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
红光在水中的速度
【小问2详解】
光恰好发生全反射处为圆形区域的边缘,如图
全反射临界角满足
水深
解得
14. 一列简谐横渡沿x轴传播。图甲是简谐横渡在时刻的波形图,P是平衡位置在处的质点,Q是平衡位置在处的质点;图乙为质点Q的振动图像。求:
(1)判断波的传播方向;
(2)求该波的波速;
(3)从时刻开始计时,求质点P到达波峰的时刻。
【答案】(1)沿x轴正方向传播
(2)
(3)( n = 0 、1、2、3……)
【解析】
【小问1详解】
时,由图乙可知,质点Q正向下振动,则该波沿x轴正方向传播。
【小问2详解】
由图知波长
周期
由公式
解得
【小问3详解】
波沿x轴正方向传播,质点P在平衡位置处,0.1s时2.5m处的质点在波峰,则可知质点P在0.1s时刻前时第一次达到波峰,质点P第一次到达波峰的时刻
质点P在
(、1、2、3……)
时刻到达波峰。
15. 如图所示,竖直放置汽缸由截面积不同的两圆筒连接而成。截面积SA=20cm2的活塞A和质量为mB=1kg、截面积SB=10cm2的活塞B间用一原长L0=0.8m遵循胡克定律的弹性细线连接,其间封闭一定质量的理想气体,它们可在筒内无摩擦地上下滑动且不漏气。初始时,缸内气体温度T1=600K、压强p1=1.2×105Pa,此时活塞B的静止位置距圆筒连接处h=0.5m,弹性细线长L=1m。大气压强p0=1.0×105Pa,重力加速度g取10m/s2。
(1)求活塞A的质量mA;
(2)若缸内气体温度缓慢升高,直到活塞B即将脱离小圆筒,求此时缸内气体温度T2;
(3)若缸内气体温度缓慢降低,直到细线的张力恰好为0,已知缸内气体内能变化量∆U=-162J,求此过程缸内气体与外界交换的热量Q。
【答案】(1)1kg;(2)800K;(3)-243J
【解析】
【详解】(1)设弹性细线上的力为F,对于活塞B,平衡时有
解得
对于活塞A,平衡时有
解得
(2)初始时气体的体积为
活塞B即将脱离小圆筒时
设活塞B即将脱离小圆筒时,汽缸内的压强为p2,对于A、B两活塞组成的系统
解得
根据
解得
(3)在降温过程中,活塞下降,气体的压强不变,即
当活塞A下降至连接处,此时的气体体积为V3,则
外界对缸内气体做功为
继续降温,当弹性细线拉力为0时,缸内气体体积为
此时的压强为p4,对于活塞B有
解得
该过程中压强随体积线性变化,可得
根据热力学第一定律可得
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