精品解析：山西省山西大学附属中学2024-2025学年高二下学期5月联考物理试题

山西大学附中2024-2025学年第二学期高二5月（总第四次）月考 物理试题 考试时长：75分钟 满分：100分 一、客观题（1~6为单项选择题，每题4分，共24分；7~10为多选题，每题6分，全部选对得6分，选不全得3分，共24分，本题共计48分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 液体表面张力的方向与液体表面垂直，指向液体内部 B. 一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的 C. 清晨时阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的粉尘在做布朗运动 D. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是油脂使水的表面张力增大的缘故 【答案】B 【解析】 【详解】A．液体表面张力的方向是与液体表面平行，而非垂直，它的作用是使液体表面有收缩的趋势，故A错误； B．一定质量的单晶体在熔化过程中，吸收热量，温度不变，即分子平均动能不变，则分子势能一定是增大的，故B正确； C．布朗运动用肉眼是观察不到的，即清晨时阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的粉尘不是布朗运动，故C错误； D．水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是水对油脂是不浸润的，而水相对于玻璃是浸润的，故D错误。 故选B。 2. 假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是（　　） A. 图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子力随分子间距离变化的图线 B. 在无穷远到r0的过程中分子力对分子B做负功 C. 在分子B靠近分子A的过程中分子斥力在增大，分子引力在减小 D. 若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子B运动到r0处速率最大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．r0处分子斥力大小等于分子引力大小，分子力为0，在大于r0处分子斥力小于分子引力，分子力表现为引力，分子B从无穷远处到r0的过程中，分子力对其做正功，分子势能减小；在分子间的距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子间的距离减小时，分子力做负功，分子势能增大，所以r0处分子势能最小，故图1为分子力随分子间距离变化的图线，图2为分子势能随分子间距离变化的图线，AB错误； C．在分子B靠近分子A的过程中分子斥力在增大，分子引力也增大，但斥力增大更快，C错误； D．较远处到r0的过程中，分子力做正功，速率增大，距离小于r0时分子力做负功，速率减小，故在r0处速率最大，D正确。 故选D。 3. 如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A. M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B. 只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C. 电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D. M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时 则到达N板时的动能为 与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误； C．平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为 解得 选项C正确； D．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则 解得 选项D错误。 故选C。 4. 如图甲为神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。气闸舱有两个气闸门，与核心舱连接的是闸门A，与外太空连接的是闸门B，如图乙所示。空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为（地球表面标准大气压），用抽气机多次抽取气闸舱中气体（每次抽气后抽气机内与舱内气体压强相等），当气闸舱气压降到一定程度后才能打开气闸门B，已知每次从气闸舱抽取的气体（视为理想气体）体积都是气闸舱容积的，抽气过程中温度保持不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。则抽气1次后和抽气2次后气闸舱内气压分别约为（　　） A. 9.1×104Pa，7.8×104Pa B. 9.8×104Pa，7.8×104Pa C. 9.1×104Pa，8.3×104Pa D. 9.8×104Pa，8.3×104Pa 【答案】C 【解析】 【详解】第一次抽气相当于气体的体积由V变为，温度不变，根据气体实验定律得 解得 第二次抽气相当于气体的体积由变为，温度不变，根据气体实验定律得 解得 故选C。 5. 用高度不同的同种液体分别把两段空气封入相同的试管内，两段空气柱的体积分别为与，初始时两试管放于同一位置，，现把两试管放入同一个恒温水槽内，如图所示，稳定后气体体积变化量与大小关系（ ） A. B. C. D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】两部分气体都进行等压变化，根据盖吕萨克定律 对气体1则 对气体2则 因 可得 故选C。 6. 如图1所示，在，的区域中存在垂直平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为、匝数为的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以轴为转轴匀速转动时，其产生的交变电流如图2所示。若仅磁场的区域发生了如图3所示的变化，线圈与磁场垂直时开始计时，线圈匀速转动的周期为，则磁场区域变化后，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，穿过线圈平面的磁通量为 B. 磁场区域变化后所产生的交变电流的峰值与原来相比变小 C. 时，线圈中开始出现电流 D. 线圈平面转过时，穿过线圈磁通量的变化量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．时刻，穿过线圈平面的磁通量为 故A错误； B．根据题意可知磁场变化前后最大值都在磁通量为零位置，此时两条边切割磁场产生电动势，产生的感应电动势的最大值均为 故B错误； C．磁场区域变化后根据几何关系有 解得 所以线圈中开始出现电流的时刻为 故C正确； D．线圈平面转过时，穿过线圈磁通量的变化量为 故D错误。 故选C。 7. 关于热力学定律，下列说法正确的是（　　） A. 为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D. 不可能使热量从低温物体传向高温物体 【答案】AC 【解析】 【详解】A．做功和热传递是改变物体内能的两种方法，由热力学第一定律知：为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量，故A正确； B．对某物体做功，对物体做功，物体的内能不一定增加，因为物体可能向外界放热，故B错误； C．在外界的影响下，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，故C正确； D．根据热力学第二定律，知不可能使热量自发地从低温物体传向高温物体，但在外界的作用下，能使热量从低温物体传向高温物体，比如电冰箱，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，在水平地面上放置一导热良好的汽缸，汽缸和可自由滑动的活塞（不计厚度）之间密封着一定质量的理想气体，已知活塞和重物的总质量为m，活塞的横截面积为S，活塞距汽缸底部的高度为h，大气压强为。重力加速度为g。不计活塞与汽缸壁间的摩擦，若外界温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽缸内气体的初始压强为 B. 缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体的平均分子速率变大 C. 若仅缓慢降低环境温度，则与初始时相比活塞高度降低 D. 若重物质量缓慢增大了，汽缸内气柱的高度减小了，则 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知 解得汽缸内气体的初始压强为 故A正确； B．汽缸导热良好，缓慢增大重物质量过程中，汽缸内气体温度不变，内能不变，汽缸内气体的平均分子速率不变，故B错误； C．仅缓慢降低环境温度，气体发生等压变化，体积减小，则与初始时相比活塞高度降低，故C正确； D．若重物质量缓慢增大了，汽缸内气柱的高度减小了，由气体等温变化有 解得 故D正确。 故选ACD。 9. 一定质量的理想气体、经过一个缓慢的过程从状态P变化到状态Q，该过程的图像如图甲所示，图乙为其图像、a、c两条曲线中的一条与上述过程对应，曲线a和c均为开口向下的抛物线，下列说法正确的是（　　） A. 曲线a对应了P到Q的过程 B. 曲线c对应了P到Q的过程 C. P到Q的过程理想气体吸收的热量为 D. 状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的1.5倍 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．P到Q的过程压强减小，体积增大，根据理想气体状态方程可知，初末状态温度相同，在图乙中，，所以虚线b为等压线，从P到Q过程中，压强始终小于P点压强，即图像斜率小于P点对应斜率，所以曲线c对应了P到Q的过程，故A错误，B正确； C．图像面积代表做功，所以 P到Q的过程内能不变，根据热力学第一定律， 理想气体吸收的热量为，故C正确； D．初末状态温度相同，分子平均动能相同，初态压强是末态的2倍，所以状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的2倍，故D错误。 故选BC。 10. 一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度h=5cm，玻璃管开口斜向上，在倾角θ=30°的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为L=40cm，大气压强始终为p0=75cmHg， 取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度变化。下列说法正确的是（　　） A. 被封闭气体的压强为 B. 若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C. 若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度L=40cm，则现在的温度与原来温度之比为 D. 若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设玻璃管在光滑斜面上运动时加速度为，对整体，由牛顿第二定律得 解得 对水银柱，根据牛顿第二定律得 解得被封闭气体的压强为 故A正确； B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，被封闭气体的压强为 被封闭气体做等温变化，则有 解得封闭气体的长度 故B错误； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，被封闭气体的压强为 气体做等容变化，则有 可得 故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱，根据牛顿第二定律得 被封闭气体做等温变化，则有 解得， 故D错误。 故选AC。 二、实验题（第11题6分，第12题8分，共14分） 11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下： a.将1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液； b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL时一共滴入50滴； c.向浅盘中倒入约2cm深的水，并将痱子粉均匀地撒在水面上； d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液； e.待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状，如图所示。 （1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL； （2）已知每一小方格的边长为1cm，多于半个的方格算一个，少于半个的方格舍去，数得满足条件方格数为60个，根据上述数据得出油酸分子的直径是______m（保留一位有效数字）； （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偏小 B. 若实验过程中痱子粉撒得太多，会使分子直径的计算结果偏小 C. 本实验中用玻璃搅拌油膜，使之形成更规则的图形，可减小实验误差 D. 向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果偏大 （4）在步骤e中，由于水槽边缘不平整，盖在水槽上的玻璃板与形成的油膜并不平行，侧视图如图乙所示，则该情况会导致最终测得油酸分子的半径结果______（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1） （2） （3）AD （4）偏小 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，每滴纯油酸的体积 【小问2详解】 多于半个的方格算一个，少于半个的方格舍去，可得油膜面积为 根据上述数据得出油酸分子的直径是 【小问3详解】 A．油酸酒精溶液长时间放置，会使酒精挥发，油酸的浓度增大，从而每滴纯油酸的体积测量值偏小，造成分子直径的计算结果将偏小，故A正确； B．若实验过程中痱子粉撒得太多，油酸没有充分散开，导致面积S的测量值偏小，从而会使分子直径的计算结果偏大，故B错误； C．本实验中将痱子粉均匀地撒在水面上，痱子粉不溶于水又不能搅拌，故C错误； D．若滴数少记了几滴，使每滴纯油酸的体积测量值偏大，从而造成分子直径的计算结果将偏大，故D正确。 故选AD。 【小问4详解】 由于玻璃板和油膜平面不平行，导致在玻璃板上描绘的油膜轮廓围成的面积大于油膜的实际面积，所以最终测得的油膜分子半径偏小。 12. 如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴，为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是________。 A. 实验过程中气体温度升高 B. 实验过程中气体温度降低 C. 实验过程中有漏气现象 （2）在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图所示。对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是①m1、②m2、③m3和④m4，则由图可知它们的大小关系是m1________m2； m3________m4（选填“大于”或“小于”）。 【答案】 ①. BC ②. 大于 ③. 大于 【解析】 【详解】（1）[1] 根据一定质量的理想气体理想气体状态方程 得 由图像可知，图像的斜率变变小，则 AB．实验过程中气体温度降低，会引起斜率变小，选项A错误，B正确； C．根据 可知，如果温度不变，则说明气体的质量变小了，发生了漏气现象， C正确。 故选BC。 （2）设气体质量为，气体摩尔质量为，气体的物质的量 [2]在p-V图像中，根据 可知，温度相同时，距离原点越远的曲线对应的质量越大，可知m1大于m2； [3]根据 则图像中，温度相同时，斜率越大则质量越大，则m3大于m4。 三、解答题（第13题10分，第14题12分，第15题16分） 13. 如图甲所示，两根平行导轨以倾斜角固定在地面上，相距为L，电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于平行导轨所在的整个平面，导轨下端接有阻值为R的电阻，沿导轨斜向上建立x坐标轴。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置在处，其与金属导轨的动摩擦因数为，在金属棒ab上施加x轴方向的外力F，使金属棒ab开始做简谐运动，当金属棒运动到时作为计时起点，其速度随时间变化的图像如图乙所示，其最大速度为。求： （1）简谐运动过程中金属棒的电流i与时间t的函数关系； （2）在0~1s时间内通过金属棒的电荷量； （3）在0~3s时间内外力F所做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由图像可知 感应电动势 感应电流 解得 （2）在0~1s时间内金属棒从x=0位置运动到x=x0的位置，则通过金属棒的电荷量 （3）在0~3s时间内导体棒从x=0的位置运动到x=-x0的位置，此过程中整个回路的焦耳热即克服安培力做功 该过程中克服摩擦力做功 外力F所做的功 解得 14. 如图所示，内径均匀的U形管两端等高，左端封闭，右端与大气相通。左管中A、B部分封有理想气体，图中，，，，大气压强。 （1）分别求A、B气柱的压强； （2）若向右端管中注入水银，保持气体温度不变，则注入的水银在右端管中多长时B气柱的长度会是A气柱长度的2倍？ 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）由平衡条件可得 带入数据解得 ， （2）设注入水银后A、B部分气体的压强分别为、，气柱的长度分别为、，根据玻意耳定律有 ， 根据题中条件有 联立解得 ， ， 设注入水银后右侧液面比B气柱底端高，则有 解得 B部分气柱总缩短的距离为 可得注入水银的长度为 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 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山西大学附中2024-2025学年第二学期高二5月（总第四次）月考 物理试题 考试时长：75分钟 满分：100分 一、客观题（1~6为单项选择题，每题4分，共24分；7~10为多选题，每题6分，全部选对得6分，选不全得3分，共24分，本题共计48分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 液体表面张力的方向与液体表面垂直，指向液体内部 B. 一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定是增大的 C. 清晨时阳光透过窗户射入房间，观察到空中飞舞的粉尘在做布朗运动 D. 水在涂有油脂的玻璃板上能形成水珠，而在干净的玻璃板上却不能，这是油脂使水的表面张力增大的缘故 2. 假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是（　　） A. 图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子力随分子间距离变化的图线 B. 在无穷远到r0的过程中分子力对分子B做负功 C. 在分子B靠近分子A的过程中分子斥力在增大，分子引力在减小 D. 若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子B运动到r0处速率最大 3. 如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A. M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B. 只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C. 电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D. M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 4. 如图甲为神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。气闸舱有两个气闸门，与核心舱连接的是闸门A，与外太空连接的是闸门B，如图乙所示。空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为（地球表面标准大气压），用抽气机多次抽取气闸舱中气体（每次抽气后抽气机内与舱内气体压强相等），当气闸舱气压降到一定程度后才能打开气闸门B，已知每次从气闸舱抽取的气体（视为理想气体）体积都是气闸舱容积的，抽气过程中温度保持不变，不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。则抽气1次后和抽气2次后气闸舱内气压分别约为（　　） A. 9.1×104Pa，7.8×104Pa B. 9.8×104Pa，7.8×104Pa C. 9.1×104Pa，8.3×104Pa D. 9.8×104Pa，8.3×104Pa 5. 用高度不同的同种液体分别把两段空气封入相同的试管内，两段空气柱的体积分别为与，初始时两试管放于同一位置，，现把两试管放入同一个恒温水槽内，如图所示，稳定后气体体积变化量与大小关系（ ） A. B. C. D. 无法确定 6. 如图1所示，在，的区域中存在垂直平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为、匝数为的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以轴为转轴匀速转动时，其产生的交变电流如图2所示。若仅磁场的区域发生了如图3所示的变化，线圈与磁场垂直时开始计时，线圈匀速转动的周期为，则磁场区域变化后，下列说法正确的是（　　） A. 时刻，穿过线圈平面的磁通量为 B. 磁场区域变化后所产生的交变电流的峰值与原来相比变小 C. 时，线圈中开始出现电流 D. 线圈平面转过时，穿过线圈磁通量的变化量为 7. 关于热力学定律，下列说法正确的是（　　） A. 为了增加物体的内能，必须对物体做功或向它传递热量 B. 对某物体做功，必定会使该物体的内能增加 C. 可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功 D. 不可能使热量从低温物体传向高温物体 8. 如图所示，在水平地面上放置一导热良好的汽缸，汽缸和可自由滑动的活塞（不计厚度）之间密封着一定质量的理想气体，已知活塞和重物的总质量为m，活塞的横截面积为S，活塞距汽缸底部的高度为h，大气压强为。重力加速度为g。不计活塞与汽缸壁间的摩擦，若外界温度保持不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽缸内气体的初始压强为 B. 缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体的平均分子速率变大 C. 若仅缓慢降低环境温度，则与初始时相比活塞高度降低 D. 若重物质量缓慢增大了，汽缸内气柱的高度减小了，则 9. 一定质量的理想气体、经过一个缓慢的过程从状态P变化到状态Q，该过程的图像如图甲所示，图乙为其图像、a、c两条曲线中的一条与上述过程对应，曲线a和c均为开口向下的抛物线，下列说法正确的是（　　） A. 曲线a对应了P到Q的过程 B. 曲线c对应了P到Q的过程 C. P到Q的过程理想气体吸收的热量为 D. 状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的1.5倍 10. 一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度h=5cm，玻璃管开口斜向上，在倾角θ=30°的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为L=40cm，大气压强始终为p0=75cmHg， 取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度变化。下列说法正确的是（　　） A. 被封闭气体的压强为 B. 若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C. 若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度L=40cm，则现在的温度与原来温度之比为 D. 若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 二、实验题（第11题6分，第12题8分，共14分） 11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，实验步骤如下： a.将1mL油酸配制成1000mL油酸酒精溶液； b.用小注射器取一段油酸酒精溶液，并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，直到1mL时一共滴入50滴； c.向浅盘中倒入约2cm深的水，并将痱子粉均匀地撒在水面上； d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液； e.待油酸薄膜的形状稳定后，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状，如图所示。 （1）每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______mL； （2）已知每一小方格的边长为1cm，多于半个的方格算一个，少于半个的方格舍去，数得满足条件方格数为60个，根据上述数据得出油酸分子的直径是______m（保留一位有效数字）； （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偏小 B. 若实验过程中痱子粉撒得太多，会使分子直径的计算结果偏小 C. 本实验中用玻璃搅拌油膜，使之形成更规则的图形，可减小实验误差 D. 向量筒中滴入1mL油酸酒精溶液时，滴数少记了几滴，会使分子直径的计算结果偏大 （4）在步骤e中，由于水槽边缘不平整，盖在水槽上的玻璃板与形成的油膜并不平行，侧视图如图乙所示，则该情况会导致最终测得油酸分子的半径结果______（填“偏大”或“偏小”）。 12. 如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）某同学测出了注射器内封闭气体的几组压强p和体积V的值后，以p为纵轴，为横轴，画出图像如图所示，则产生的可能原因是________。 A. 实验过程中气体温度升高 B. 实验过程中气体温度降低 C. 实验过程中有漏气现象 （2）在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图所示。对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是①m1、②m2、③m3和④m4，则由图可知它们的大小关系是m1________m2； m3________m4（选填“大于”或“小于”）。 三、解答题（第13题10分，第14题12分，第15题16分） 13. 如图甲所示，两根平行导轨以倾斜角固定在地面上，相距为L，电阻不计，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于平行导轨所在的整个平面，导轨下端接有阻值为R的电阻，沿导轨斜向上建立x坐标轴。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置在处，其与金属导轨的动摩擦因数为，在金属棒ab上施加x轴方向的外力F，使金属棒ab开始做简谐运动，当金属棒运动到时作为计时起点，其速度随时间变化的图像如图乙所示，其最大速度为。求： （1）简谐运动过程中金属棒的电流i与时间t的函数关系； （2）在0~1s时间内通过金属棒的电荷量； （3）在0~3s时间内外力F所做的功。 14. 如图所示，内径均匀的U形管两端等高，左端封闭，右端与大气相通。左管中A、B部分封有理想气体，图中，，，，大气压强。 （1）分别求A、B气柱的压强； （2）若向右端管中注入水银，保持气体温度不变，则注入的水银在右端管中多长时B气柱的长度会是A气柱长度的2倍？ 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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $