精品解析：河北石家庄市第一中学2025-2026学年高二下学期期中考试物理试卷

石家庄市第一中学2025-2026学年高二下学期期中考试 物理试卷 注意事项∶ 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 某新型“自清洁玻璃”具有特殊的微纳米结构，水滴在其表面会形成接近球形的液滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在玻璃表面留下痕迹。下列说法正确的是（　　） A. 水能浸润该“自清洁玻璃” B. 水滴呈球形是因为液体表面张力的作用 C. 水滴表面的水分子间只存在分子引力 D. 用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面比水面高 2. 如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子。下列说法正确的是（　　） A. 最多可放出6种频率不同的光子，全部属于巴耳末系 B. 放出的光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生的 C. 用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至n=4的激发态 D. 用能量为2.56eV的光子照射处于n=2能级的氢原子，可以使它跃迁到n=4的激发态 3. 如图所示为一周期为T的理想振荡电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带负电灰尘（图中未画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，不考虑灰尘碰到极板后的运动，重力加速度为。当电路中的开关闭合以后，则（　　） A. 在最初的时间内，电流方向为顺时针 B. 灰尘将在两极板间做往复运动 C. 灰尘加速度方向不可能向上 D. 电场能最大时灰尘的加速度一定为零 4. 如图所示，水平放置的平行板电容器与直流电源连接。下极板接地，一带电质点恰好静止于电容器中的点。现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离，则下列说法正确的是（ ） A. 电容器的电容将增大，极板所带电荷量将减小 B. 带电质点将沿竖直方向向下运动 C. P点的电势将升高 D. 若将带电质点固定，则其电势能增大 5. 如图所示，一开口向上的汽缸放在水平面上，用一定质量的活塞将理想气体封闭在汽缸中，汽缸和活塞导热性能良好，环境温度保持不变，忽略活塞与汽缸间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A. 若仅将环境温度升高少许，气体从外界吸收热量 B. 仅在活塞上放置砝码，单位体积单位时间撞击器壁的分子数不变 C. 仅在活塞上放置砝码，封闭气体从外界吸收热量 D. 仅打开阀门放出少许气体，分子的平均动能减少 6. “旅行者1号”用的是三块“钚放射性同位素电池”，可持续提供电能48年。已知钚的一种放射性同位素 可衰变为铀核和X粒子，其半衰期为24100年，其中 、和X粒子的质量分别为mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mX＝4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量。下列说法正确的是（　　） A. X粒子是α粒子，该核反应释放的核能约为3.75MeV B. X粒子是β粒子，该核反应释放的核能约为5.22MeV C. 80个钚核经过48200年后一定还剩余20个 D. 衰变产物铀核和X粒子的结合能之和一定大于钚核的结合能 7. 一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 气体向外放出的热量等于外界对气体做的功 B. 气体压强保持不变 C. 气体分子的平均动能增大 D. 单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 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。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 家庭和饭店安全使用煤气罐很重要。将一定质量的天然气封闭在罐中，在使用过程中，罐内气体质量不断减少，天然气可视为理想气体，假设气体温度不变，则（　　） A. 由于质量减少，气体的内能减小 B. 罐内剩余气体的压强变大 C. 单位时间内撞击在煤气罐单位面积上的分子数减少 D. 气体对外界做功，罐内剩余气体从外界吸收热量 E. 气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的运动速率都增大 9. 为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，天亮灯熄、天暗灯亮，如图甲所示，、为指示灯，为照明灯，电源提供的电压恒定。光控开关可采用光敏电阻和电磁铁来控制，如图乙所示，当线圈中的电流大于时，继电器的衔铁将被吸合。光敏电阻是阻值随光照强度增大而减小的元件，下列说法正确的是（　　） A. 照明灯L₂灯亮时，L₁会变暗 B. 照明灯L₂灯亮时，L₃会变暗 C. AB应该接入光控开关的CE端 D. 为了让天色更暗时，路灯才被点亮，变阻器R'的阻值应适当调小 10. 某种金属发生光电效应现象时，其遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（图像中的物理量均为已知量）（　　） A. 当入射光的频率为时，有光电子逸出 B. 入射光的光照强度增大时，遏止电压增大 C. 若已知电子电荷量为，就可以求出普朗克常量 D. 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 三、非选择题∶本题共5小题，共54分。 11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将痱子粉撒在水面上； ③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 ⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； （1）上述步骤②中操作的过程中应注意的事项是_________________________________； （2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是（　　） A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B. 对油酸溶液起到稀释作用 C. 有助于测量一滴油酸的体积 D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别 （3）待水面稳定后，测得所形成的油膜的形状如图所示。已知油酸酒精混合溶液的浓度为0.1%，用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0mL为止，恰好滴了50滴。坐标中正方形小方格的边长为20mm，求： ①油酸膜的面积是___________m2； ②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL； ③根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。（以上结果均保留两位有效数字） 12. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 （1）下列说法正确的是（ ） A. 各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同 B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 （2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因是（ ） A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 B. 实验时迅速推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 （3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图线、在横轴上截距之比为，则与密闭气体质量之比为______。 （4）两条图像都不过坐标原点，图中表示______的体积。 13. 如图所示，导热性能良好的汽缸静止放置在水平地面上。汽缸质量M=90kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.40，质量m=10kg、面积S=20cm2的活塞与缸壁光滑密接。汽缸内封闭着一定质量的理想气体，气柱长L0=8.0cm。现在活塞上施加一水平向右的推力，使活塞相对气缓慢移动。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界温度保持不变。 （1）当推力为200N时，求稳定时汽缸内气体的压强P； （2）在推力从0逐渐增大到200N的过程中，在图乙中作出气体的p-V图像；并求出此过程中外界对气体做功10.8J，求此过程中气体向外界传递的热量Q； （3）当推力增大到500N后保持不变，求稳定时空气柱的长度L。（结果保留两位有效数字） 14. 汽缸长为L=1m（汽缸的厚度可忽略不计），固定在水平面上，汽缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t=27℃，大气压为p0=1×105Pa时，气柱长度为L0=0.4m．现缓慢拉动活塞，假设拉力能够达到的最大值为F=500N，求： ①如果温度保持不变，能否将活塞从汽缸中拉出？（通过计算说明） ②保持拉力最大值不变，汽缸中气体温度至少为多少摄氏度时，才能将活塞从汽缸中拉出？ 15. 太阳是地球上绝大部分能量的源泉，它一直不停进行着热核反应。若太阳光垂直照在地球表面单位面积上的功率为P，日地距离为R，光速为c，不计大气层对太阳光造成的任何能量损失，求： （1）太阳每秒损失的质量； （2）由中国自主设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST核聚变实验装置，又称为“人造太阳”，它所发生的核反应为一个氘核和一个氚核聚变为一个氦核和某一其他粒子，请写出该过程完整的核反应方程并计算一次核反应所释放的核能（已知氘核平均核子质量为，氚核平均核子质量为，氦核平均核子质量为，一个孤立质子质量为，一个孤立中子质量为）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石家庄市第一中学2025-2026学年高二下学期期中考试 物理试卷 注意事项∶ 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和考号填写在答题卡上。 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，只有一项是符合题目要求的。 1. 某新型“自清洁玻璃”具有特殊的微纳米结构，水滴在其表面会形成接近球形的液滴并能自发滚落，滚落过程中几乎不会在玻璃表面留下痕迹。下列说法正确的是（　　） A. 水能浸润该“自清洁玻璃” B. 水滴呈球形是因为液体表面张力的作用 C. 水滴表面的水分子间只存在分子引力 D. 用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面比水面高 【答案】B 【解析】 【详解】A．如果水能浸润该 “自清洁玻璃”，水在玻璃表面应该是铺展开的，而不是形成接近球形的液滴，所以水不能浸润该 “自清洁玻璃”， 故A错误； B．液体表面张力会使液体表面有收缩的趋势，使得水滴呈球形，故B正确； C．分子间引力和斥力是同时存在的，在水滴表面的水分子间也不例外，只是分子引力大于分子斥力，表现为引力，故C错误； D．因为水不能浸润该玻璃，用该玻璃制成的两端开口的洁净毛细管竖直插入水中，管内液面应该比水面低，故D错误。 故选B。 2. 如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子。下列说法正确的是（　　） A. 最多可放出6种频率不同的光子，全部属于巴耳末系 B. 放出的光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生的 C. 用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至n=4的激发态 D. 用能量为2.56eV的光子照射处于n=2能级的氢原子，可以使它跃迁到n=4的激发态 【答案】B 【解析】 【详解】A．大量原子跃迁时辐射出光子的种数为 则可知大量处于n=4能级的氢原子最多可辐射出6种频率的光子，而属于巴耳末系的只有两种，故A错误； B．氢原子跃迁时释放的能量为 而根据 ， 可知，放出的光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生的，故B正确； C．氢原子与实物粒子发生碰撞而跃迁，实物粒子的能量需大于等于能级差值，则处于基态的氢原子跃迁至n=4的激发态需要的能量为 因此，用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，不能使处于基态的氢原子跃迁至n=4的激发态，故C错误； D．处于n=2能级的氢原子跃迁到n=4能级需要吸收的能量 而氢原子吸收光子发生跃迁，必须吸收等于能级差值的光子的能量，故D错误。 故选B。 3. 如图所示为一周期为T的理想振荡电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带负电灰尘（图中未画出）恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，不考虑灰尘碰到极板后的运动，重力加速度为。当电路中的开关闭合以后，则（　　） A. 在最初的时间内，电流方向为顺时针 B. 灰尘将在两极板间做往复运动 C. 灰尘加速度方向不可能向上 D. 电场能最大时灰尘的加速度一定为零 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．当开关断开时，带负电灰尘静止，则有 此时电场力向上，上极板带正电，电场能最大，极板间电场强度最大； 若开关闭合，在最初的时间内，电容器放电，电流方向为逆时针，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动； 振荡回路磁场能和电场周期性改变，根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时，电场力变为向下，和重力方向相同，灰尘的此时的加速度为2g，所以灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故C正确，AB错误； D．根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时，电场力向下，和重力方向相同，所以电场能最大时，灰尘的加速度不一定为零，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，水平放置的平行板电容器与直流电源连接。下极板接地，一带电质点恰好静止于电容器中的点。现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离，则下列说法正确的是（ ） A. 电容器的电容将增大，极板所带电荷量将减小 B. 带电质点将沿竖直方向向下运动 C. P点的电势将升高 D. 若将带电质点固定，则其电势能增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据， 现将平行板电容器的下极板向上移动一小段距离，可知板间距离减小，则电容器的电容将增大；由于极板间的电压不变，则极板所带电荷量将增大，故A错误； B．根据 由于板间距离减小，则板间场强增大，带电质点受到的电场力增大，带电质点将沿竖直方向向上运动，故B错误； CD．由于板间电势差不变，且下极板接地电势不变，所以上极板电势不变，根据 由于板间场强增大，则上极板与P点的电势差增大，所以P点的电势将降低；根据受力平衡可知带电质点受到的电场力竖直向上，所以带电质点带负电，根据，若将带电质点固定，由于P点的电势降低，则其电势能增大，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，一开口向上的汽缸放在水平面上，用一定质量的活塞将理想气体封闭在汽缸中，汽缸和活塞导热性能良好，环境温度保持不变，忽略活塞与汽缸间的摩擦。下列说法正确的是（　　） A. 若仅将环境温度升高少许，气体从外界吸收热量 B. 仅在活塞上放置砝码，单位体积单位时间撞击器壁的分子数不变 C. 仅在活塞上放置砝码，封闭气体从外界吸收热量 D. 仅打开阀门放出少许气体，分子的平均动能减少 【答案】A 【解析】 【详解】A．仅将温度升高少许，封闭气体的压强不变，由公式可知，封闭气体的体积增大，气体对外做功，气体的温度升高，气体的内能增加 由热力学第一定律ΔU=Q+W 可知，气体从外界吸收热量，故A正确； B．仅在活塞上放置砝码，由于封闭气体的压强增大，则单位体积单位时间撞击器壁的分子数增多，故B错误； C．仅在活塞上放置砝码，封闭气体的压强增加，由公式可知，气体的体积减小，外界对气体做功，由于气体的温度不变，气体的内能不变 由热力学第一定律ΔU=Q+W 可知，气体向外界放出热量，故C错误； D．仅打开阀门放出少许气体，剩余气体压强不变，温度不变，分子平均动能不变，故D错误。 故选A。 6. “旅行者1号”用的是三块“钚放射性同位素电池”，可持续提供电能48年。已知钚的一种放射性同位素 可衰变为铀核和X粒子，其半衰期为24100年，其中 、和X粒子的质量分别为mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mX＝4.0026u，1u相当于931.5MeV的能量。下列说法正确的是（　　） A. X粒子是α粒子，该核反应释放的核能约为3.75MeV B. X粒子是β粒子，该核反应释放的核能约为5.22MeV C. 80个钚核经过48200年后一定还剩余20个 D. 衰变产物铀核和X粒子的结合能之和一定大于钚核的结合能 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，X的电荷数为 质量数为 可知X是α粒子；质量亏损 释放核能，故A错误； B．由上述推导可知X是α粒子，不是β粒子，故B错误。 C．半衰期是统计规律，仅适用于大量原子核的衰变过程，对少量80个钚核不适用，无法确定剩余的具体数量，故C错误。 D．该衰变释放能量，说明衰变后体系总结合能升高，即铀核和X粒子的结合能之和一定大于钚核的结合能，故D正确。 故选D。 7. 一定质量的理想气体由状态A变化到状态B的过程中，其体积V随温度T变化的图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 气体向外放出的热量等于外界对气体做的功 B. 气体压强保持不变 C. 气体分子的平均动能增大 D. 单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小 【答案】B 【解析】 【详解】根据 可知由状态A变化到状态B的过程中，气体压强保持不变，温度降低，则气体分子平均动能减小，气体体积减小，气体分子数密度增加，可知单位时间内，与单位面积器壁碰撞的气体分子数增加；外界对气体做功，内能减小，根据 可知气体向外放热，则气体向外放出的热量大于外界对气体做的功。 故选B。 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。全都选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 家庭和饭店安全使用煤气罐很重要。将一定质量的天然气封闭在罐中，在使用过程中，罐内气体质量不断减少，天然气可视为理想气体，假设气体温度不变，则（　　） A. 由于质量减少，气体的内能减小 B. 罐内剩余气体的压强变大 C. 单位时间内撞击在煤气罐单位面积上的分子数减少 D. 气体对外界做功，罐内剩余气体从外界吸收热量 E. 气体分子的平均速率增大，但不是每个分子的运动速率都增大 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．罐内气体质量减小，温度不变，气体的内能减小，故A符合题意； B．根据克拉伯龙方程有 罐内气体质量减小，式中n减小，温度不变，剩余气体体积一定，可知罐内剩余气体的压强减小，故B不符合题意； C．温度不变，气体分子运动的平均速率不变，剩余气体体积不变，气体质量减小，气体分子分布的密集程度减小，则单位时间内撞击在煤气罐单位面积上的分子数减少，故C符合题意； D．使用过程中，气体膨胀对外界做功，根据 温度不变，气体内能不变，可知，罐内剩余气体从外界吸收热量，故D符合题意； E．罐内气体温度不变，气体分子的平均速率不变，故E不符合题意；。 故选ACD。 9. 为了节能环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统，天亮灯熄、天暗灯亮，如图甲所示，、为指示灯，为照明灯，电源提供的电压恒定。光控开关可采用光敏电阻和电磁铁来控制，如图乙所示，当线圈中的电流大于时，继电器的衔铁将被吸合。光敏电阻是阻值随光照强度增大而减小的元件，下列说法正确的是（　　） A. 照明灯L₂灯亮时，L₁会变暗 B. 照明灯L₂灯亮时，L₃会变暗 C. AB应该接入光控开关的CE端 D. 为了让天色更暗时，路灯才被点亮，变阻器R'的阻值应适当调小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设变压器原副线圈两端电压分别为、，由理想变压器的电压比和电流比可得 又由题意得 设副线圈电路中总电阻为，则由欧姆定律得 由以上各式整理得 照明灯L₂灯亮时，副线圈电路中总电阻为减小，则由上式可得通过L₁的电流增大，即L₁会变亮。又有 可得变压器原线圈电压减小，再由公式 可得副线圈两端电压减小，即L₃两端电压减小，则L₃会变暗。故A错误，B正确； C．天暗时，光敏电阻增大，由欧姆定律可知，图乙中电磁铁中通过的电流减小，这样接线柱CD会通过衔铁连接。要想照明灯L₂形成通路，AB应该接CD端。故C错误； D．设图乙中除光敏电阻和变阻器的阻值之外，其它电阻之和为，则由欧姆定律得 当天色更暗，衔铁被吸下时，光敏电阻增大，为保持电路总电流不变，所以电阻应适当调小。故D正确。 故选BD。 10. 某种金属发生光电效应现象时，其遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示，则下列说法正确的是（图像中的物理量均为已知量）（　　） A. 当入射光的频率为时，有光电子逸出 B. 入射光的光照强度增大时，遏止电压增大 C. 若已知电子电荷量为，就可以求出普朗克常量 D. 入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A．由题图可知，只有当入射光的频率大于极限频率时，才会发生光电效应现象，故A错误； B．根据光电效应方程和动能定理有 、 得遏止电压与入射光的强度无关，故B错误； C．根据光电效应方程和动能定理有 、 得 知图线的斜率等于，从题图可以得出图像的斜率为，已知电子电荷量为，可以求出普朗克常量，故C正确； D．当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于该金属的逸出功，所以 若入射光的频率为时，根据光电效应方程有 即入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 故D正确。 故选CD。 三、非选择题∶本题共5小题，共54分。 11. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤： ①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴人量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积； ②往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水。待水面稳定后将痱子粉撒在水面上； ③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定； ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。 ⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小； （1）上述步骤②中操作的过程中应注意的事项是_________________________________； （2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是（　　） A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B. 对油酸溶液起到稀释作用 C. 有助于测量一滴油酸的体积 D. 有助于油酸的颜色更透明便于识别 （3）待水面稳定后，测得所形成的油膜的形状如图所示。已知油酸酒精混合溶液的浓度为0.1%，用滴管吸取混合溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒内溶液达到1.0mL为止，恰好滴了50滴。坐标中正方形小方格的边长为20mm，求： ①油酸膜的面积是___________m2； ②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________mL； ③根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________m。（以上结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）待水面稳定后将适量的痱子粉均匀的洒在水面上 （2）B （3） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 实验采用使油酸在水面上形成一层单分子油膜的方法估测分子的大小，利用痱子粉的阻碍作用，使油膜尽量散成规则的形状且显示出油膜的清晰形状。 【小问2详解】 实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，进一步减小油酸的面密度，更能保证形成单分子油膜。 故选B。 【小问3详解】 [1]油膜轮廓中面积超过一半的小正方形的个数为58个，则油酸膜的面积约为 [2]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 [3]把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径为 12. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。 （1）下列说法正确的是（ ） A. 各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同 B. 实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像更直观 （2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与等温变化规律明显不合，造成这一现象的可能原因是（ ） A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高 B. 实验时迅速推动活塞 C. 注射器没有保持水平 D. 推动活塞过程中有气体泄漏 （3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作图像如图丙所示，图线、在横轴上截距之比为，则与密闭气体质量之比为______。 （4）两条图像都不过坐标原点，图中表示______的体积。 【答案】（1）D （2）AB （3） （4）压强传感器与注射器之间的气体 【解析】 【小问1详解】 A．本探究实验采用的方法是控制变量法，所以要保持实验过程中被封闭气体的质量和温度不变，而不是各实验小组实验时被封闭气体的质量和温度必须相同，故A错误； B．由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误； C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，故C错误； D．当与成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线，则图像比图像更直观，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 由图像的特点可知，压缩气体过程中与的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器，导致温度升高；或实验时迅速推动活塞，没有使气体有充分的时间与外界进行热交换，导致温度升高。 故选AB。 【小问3详解】 对于理想气体状态方程 当气体的质量越大时，物质的量越大，常数越大。根据 由于气体的温度不变，可知图像中图线的斜率正比于气体质量，则设在横轴上的截距为，则在横轴上的截距为，则 【小问4详解】 由图可知体积读数值比实际值大，根据 为定值，则 如果实验操作规范正确，则代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。 13. 如图所示，导热性能良好的汽缸静止放置在水平地面上。汽缸质量M=90kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.40，质量m=10kg、面积S=20cm2的活塞与缸壁光滑密接。汽缸内封闭着一定质量的理想气体，气柱长L0=8.0cm。现在活塞上施加一水平向右的推力，使活塞相对气缓慢移动。已知大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，外界温度保持不变。 （1）当推力为200N时，求稳定时汽缸内气体的压强P； （2）在推力从0逐渐增大到200N的过程中，在图乙中作出气体的p-V图像；并求出此过程中外界对气体做功10.8J，求此过程中气体向外界传递的热量Q； （3）当推力增大到500N后保持不变，求稳定时空气柱的长度L。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）；（2）图见解析，；（3） 【解析】 【详解】（1）当推力为200N时，对活塞受力平衡分析，得 解得 （2）在推力从0逐渐增大到200N的过程中，活塞相对汽缸缓慢移动，整个过程封闭气体做等温变化，则 又 联立解得 在图乙中作出气体的p-V图像为一条双曲线，图像如图所示 此过程中气体温度不变，可知内能不变外界对气体做正功，气体向外界放热，则根据 解得 （3）汽缸与水平地面的滑动摩擦力为 当力增大到500N后，汽缸对水平地面滑动，由牛顿第二定律，对整体分析 对活塞分析 联立解得 根据气体等温变化，有 解得稳定时空气柱的长度为 14. 汽缸长为L=1m（汽缸的厚度可忽略不计），固定在水平面上，汽缸中有横截面积为S=100cm2的光滑活塞，活塞封闭了一定质量的理想气体，当温度为t=27℃，大气压为p0=1×105Pa时，气柱长度为L0=0.4m．现缓慢拉动活塞，假设拉力能够达到的最大值为F=500N，求： ①如果温度保持不变，能否将活塞从汽缸中拉出？（通过计算说明） ②保持拉力最大值不变，汽缸中气体温度至少为多少摄氏度时，才能将活塞从汽缸中拉出？ 【答案】①不能将活塞拉出；②102℃． 【解析】 【详解】①设L有足够长，F达最大值时活塞仍在汽缸内，设此时气柱长L2，气体压强p2 活塞受力平衡  p2=p0-=0.5×105 Pa 根据气态方程（T1=T2），有  p1SL0=p2SL2     解得L2=0.8m ∴L2＜L  所以不能将活塞拉出  ②保持F最大值不变，温度升高活塞刚到缸口时，已知：L3=1m    p3=p2 根据理想气体状态方程，有    解得  t3=375-273=102℃ 15. 太阳是地球上绝大部分能量的源泉，它一直不停进行着热核反应。若太阳光垂直照在地球表面单位面积上的功率为P，日地距离为R，光速为c，不计大气层对太阳光造成的任何能量损失，求： （1）太阳每秒损失的质量； （2）由中国自主设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST核聚变实验装置，又称为“人造太阳”，它所发生的核反应为一个氘核和一个氚核聚变为一个氦核和某一其他粒子，请写出该过程完整的核反应方程并计算一次核反应所释放的核能（已知氘核平均核子质量为，氚核平均核子质量为，氦核平均核子质量为，一个孤立质子质量为，一个孤立中子质量为）。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，太阳每秒损失的能量为 由质能方程有，太阳每秒损失的质量为 （2）根据题意可知，核反应方程为 亏损质量 由质能方程，一次核反应释放的能量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $