精品解析:山东青岛第二中学2025-2026学年第二学期3月份阶段练习高二物理试题
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内容正文:
青岛二中2025-2026学年第二学期3月份阶段练习——高二物理试题
注意事项:
1、本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,60分钟。
2、答题前考生务将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
3、全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
第Ⅰ卷(65分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题5分,共35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. 关于热力学定律及其应用,下列说法正确的是( )
A. 第一类永动机和第二类永动机都违反了能量守恒定律
B. 一定质量的理想气体绝热压缩,则气体分子的平均动能一定增加
C. 热力学第二定律表明,从单一热源吸收热量全部用来对外做功是不可能的
D. 一定质量的理想气体从外界吸收热量,其内能一定增加
2. 以M表示水的摩尔质量,表示标准状态下水蒸气的摩尔体积,为标准状态下水蒸气的密度,为阿伏加德罗常数,m、V分别表示单个水分子的质量和体积,下面四个关系式正确的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时为零。现有甲、乙两分子,将甲分子固定于O点,若仅考虑这两个分子间的作用,下列说法中正确的是( )
A. 当乙分子位于处时,分子间没有相互作用力
B. 将乙分子从处由静止释放,它们将相互靠近
C. 将乙分子从处由静止释放,当时乙分子的动能为
D. 将乙分子从处由静止释放,乙分子可到达处
4. 随着科技的发展,人类对物质的认识不断深入,使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是( )
A. 给农田松土的目的是利用土壤里的毛细管,使地下的水分被引上来便于植物吸收
B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体
C. 液体表面张力产生的原因是由于液体表面层分子间的作用力表现为引力
D. 不浸润现象产生的原因是由于附着层分子间的作用力表现为斥力
5. 小明在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸,用注射器测得1mL上述溶液有50滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为2cm,根据上述数据,估测出油酸分子的直径是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用两段长度相等的水银将管内气体A、B与外界隔绝,,管口向下放置。若保持温度不变,将管倾斜,待稳定后,气体A、B的体积变化量和的关系为( )
A. B. C. D. 无法判断
7. 如图所示,两个导热性能良好的柱形汽缸A、B,横截面积,底部通过体积可以忽略不计的细管连通,内部各有一个活塞,质量关系为。A、B汽缸内壁光滑,B汽缸离底部4h高处有一活塞销。当汽缸内充有某种理想气体时,A、B中的活塞距底部均为h。在A活塞上方逐渐加沙子,最终加的沙子的质量为,两个汽缸静止。环境温度不变,外界大气压为,则最终( )
A. B活塞距离底部为3h B. B活塞距离底部为4h
C. A活塞距离底部为 D. A活塞距离底部为
二、多项选择题:本题共5小题,每小题6分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。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. 一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,ab、bc、cd和da这四段过程在图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标原点O,bc垂直于ab,而cd平行于ab。由图可以判断( )
A. ab过程气体的内能减小
B. bc过程中气体吸收热量
C. bc过程气体内能增加量大于da过程气体内能减少量
D. cd过程中气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数减小
9. 下列关于“插针法测定玻璃砖折射率”和“用双缝干涉测量光的波长”实验的误差分析,正确的是( )
A. 测量图甲中长方形玻璃砖折射率时,第四枚大头针插的位置比实际偏右一点,其他操作无误,最终测得折射率偏大
B. 测量图乙中长方形玻璃砖折射率时,准确描绘出玻璃砖轮廓后,玻璃砖的位置水平向上发生了微小的平移,之后再插针作图,最终测得折射率偏小
C. 双缝干涉测波长时,误将N条亮纹间隔数记为,其余数据准确,会导致波长测量值偏小
D. 双缝干涉测波长时,单双缝轻微倾斜导致干涉条纹倾斜,仍按照条纹竖直进行数据记录,会导致波长测量值偏大
10. 如图所示,在固定的真空容器A内部固定着一个绝热汽缸B,用质量为m,面积为S的绝热活塞P将一部分体积为V,压强为的理想气体封闭在汽缸内,动摩擦阻力恒为,撤去钉销K后活塞始终在气缸内运动,则( )
A. 气体膨胀时对外界做功 B. 刚撤去阀门K时,活塞的加速度为
C. 缸内气体温度不变 D. 活塞恰好匀速运动时,气体体积为
11. 如图所示,粗细均匀的U形玻璃管竖直放置,左右两管高度相同。初始状态下左管上端与大气相通,右管上端封闭,两管内气体通过水银柱隔开,左管空气柱长度,右管空气柱长度。现通过左管顶端的阀门向左管充气,使左、右两部分气体的长度互换。已知U形玻璃管导热性能良好且环境温度不变,大气压强。下列说法正确的是( )
A. 充气完毕后右管中封闭气体的压强为100cmHg
B. 充气完毕后左管中封闭气体的压强为96cmHg
C. 左管中充入的空气与左管中原来的空气质量之比为
D. 左管中充入的空气与左管中原来的空气质量之比为
12. 一个水平放置的导热性能良好的汽缸如图甲所示,横截面积为S的光滑活塞将汽缸分割成A、B两部分,初始阀门打开,活塞到汽缸左、右两底面的距离分别为L和3L。现通过阀门缓慢向A中充入空气,关闭阀门,最终活塞恰好静止在汽缸的正中间位置,已知重力加速度为g,环境温度不变,外界大气压为,则( )
A. 充入气体后,两部分气体的压强为
B. 充入气体的质量与A部分原有气体的质量为
C. 若将A中充入空气稳定后的汽缸竖直放置如图乙,稳定后活塞与阀门间距3L,则活塞质量为
D. 若将汽缸如图乙所示竖直放置,平衡后,降低环境温度,则活塞下移
第Ⅱ卷(35分)
三、实验题:本题共1小题,共8分。
13. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A. 注射器最好选用导热性差的材料包裹起来
B. 为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
C. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,如图丙所示,发现图线不通过坐标原点。则造成这一结果的原因是________。
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是________。
A. B.
C. D.
(4)另一小组B实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V,以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。该小组绘出的关系图像应是________。
A. B.
C. D.
四、计算题:本题共2小题,共27分。
14. 如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,质量为、面积为活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部有一阀门K控制的出气孔。开始时,K关闭,汽缸内上部分气体的压强为(大气压)。现将K打开很短时间后关闭,活塞平衡时其上方气体的体积减小了。不计摩擦,外界温度保持不变,,重力加速度大小为。
(1)求汽缸上部分剩余气体与原有气体的质量比;
(2)若用容积为的打气筒给上部分气体充气,让活塞重新回到初始状态,求需要打气的次数。
15. 某同学要测量一质量为m的不规则物体体积,将其放入一质量为3m、内壁光滑长为2h的导热气缸中,用质量为m的导热活塞密封一定质量的理想气体A,稳定时气柱长为h,如图甲,记此时刻为,随后该同学将气缸迅速倒扣在水面上,将一定质量的气体B进行封闭,倒置过程活塞未来得及移动,经过一段时间稳定后气缸竖直且进入汽缸内水的长度为,如图乙所示,记此时刻为,已知气缸横截面积为S,大气压强,环境温度保持不变,求:
(1)时封闭气体A压强的大小;
(2)时气缸内气体B压强的大小;
(3)不规则物体的体积V。
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青岛二中2025-2026学年第二学期3月份阶段练习——高二物理试题
注意事项:
1、本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,60分钟。
2、答题前考生务将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
3、全部答案在答题卡上完成,答在本试题上无效。
第Ⅰ卷(65分)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题5分,共35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. 关于热力学定律及其应用,下列说法正确的是( )
A. 第一类永动机和第二类永动机都违反了能量守恒定律
B. 一定质量的理想气体绝热压缩,则气体分子的平均动能一定增加
C. 热力学第二定律表明,从单一热源吸收热量全部用来对外做功是不可能的
D. 一定质量的理想气体从外界吸收热量,其内能一定增加
【答案】B
【解析】
【详解】A.第一类永动机违反能量守恒定律,第二类永动机不违反能量守恒定律,违反的是热力学第二定律,故A错误;
B.理想气体绝热压缩时,热交换,外界对气体做功,根据热力学第一定律
得,理想气体内能仅由温度决定,因此气体温度升高,分子平均动能一定增加,故B正确;
C.热力学第二定律的表述是:从单一热源吸收热量全部用来对外做功且不引起其他变化是不可能的,若允许产生其他变化,该过程可以实现,故C错误;
D.根据热力学第一定律
气体从外界吸热,若气体同时对外做功()且,则,内能会减少,因此内能不一定增加,故D错误。
故选B。
2. 以M表示水的摩尔质量,表示标准状态下水蒸气的摩尔体积,为标准状态下水蒸气的密度,为阿伏加德罗常数,m、V分别表示单个水分子的质量和体积,下面四个关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.m、V分别表示单个水分子的质量和体积,摩尔质量
标准状态下水蒸气的密度
将代入可得,故A正确;
B.由于气体分子间存在大量空隙,水蒸气的密度小于单个水分子的密度,有
可得,故B错误;
C.标准状态下,1mol水蒸气的体积包含了分子间的空隙,远大于1mol水分子本身的总体积,即
变形得,故C错误;
D.是单个水分子的密度,水蒸气密度是1mol水蒸气的总质量与摩尔体积的比值,由于分子间存在空隙,水蒸气密度远小于,故D错误。
故选A。
3. 如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图像,取r趋近于无穷大时为零。现有甲、乙两分子,将甲分子固定于O点,若仅考虑这两个分子间的作用,下列说法中正确的是( )
A. 当乙分子位于处时,分子间没有相互作用力
B. 将乙分子从处由静止释放,它们将相互靠近
C. 将乙分子从处由静止释放,当时乙分子的动能为
D. 将乙分子从处由静止释放,乙分子可到达处
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,在处分子势能最小,分子力为零;但仍存在引力和斥力,故A错误;
B.将乙分子从处由静止释放,由于分子力为零,所以不会相互靠近,故B错误;
C.将乙分子从处由静止释放,根据能量守恒定律,总能量
当乙分子运动到处时,势能
动能,故C正确;
D.根据能量守恒,乙分子运动到动能为零时,势能等于总能量。由图可知,势能为的位置不到。乙分子从释放,不能到达处,故D错误。
故选C。
4. 随着科技的发展,人类对物质的认识不断深入,使很多现象有了较为正确的解释。下列说法正确的是( )
A. 给农田松土的目的是利用土壤里的毛细管,使地下的水分被引上来便于植物吸收
B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面,熔化的蜂蜡呈椭圆形,说明蜂蜡是晶体
C. 液体表面张力产生的原因是由于液体表面层分子间的作用力表现为引力
D. 不浸润现象产生的原因是由于附着层分子间的作用力表现为斥力
【答案】C
【解析】
【详解】A.给农田松土的目的是破坏土壤中的毛细管,减少地下水分沿毛细管上升蒸发散失,并非利用毛细管引水分上来,故A错误;
B.熔化的蜂蜡呈椭圆形,即云母为各向异性,说明云母是单晶体,并不能说明蜂蜡是否为晶体,故B错误;
C.液体表面层分子间距大于液体内部分子间距,分子间作用力表现为引力,这就是表面张力的产生原因,故C正确;
D.不浸润现象产生的原因是由于附着层内的分子受到的固体分子的吸引力比受到的液体分子的吸引力弱,导致附着层里的分子比液体内部稀疏,此时附着层内液体分子间的作用力表现为引力,故D错误。
故选C。
5. 小明在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸,用注射器测得1mL上述溶液有50滴,把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油酸膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为2cm,根据上述数据,估测出油酸分子的直径是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】1滴溶液的体积为
1滴溶液含纯油酸的体积为
先在轮廓图中画出一个包含完整正方形小方格的最大矩形,数出个数为个,再数不完整的正方形小方格,方法是:超过半格的算一格,不足半格的舍去,数出个数为15个,即油酸膜的面积为
油酸分子的直径
故选B。
6. 如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用两段长度相等的水银将管内气体A、B与外界隔绝,,管口向下放置。若保持温度不变,将管倾斜,待稳定后,气体A、B的体积变化量和的关系为( )
A. B. C. D. 无法判断
【答案】C
【解析】
【详解】设大气压为,竖直放置时一段水银柱产生的压强为。初态时,气体B的压强
气体A的压强
将管倾斜后,水银柱产生的压强减小,设减小量为,则气体压强均增大。气体B的压强增加量
气体A的压强增加量
根据玻意耳定律,体积变化量的大小
则,
由题可知,代入得,
因为,所以,进而,即,也就是。
故选C。
7. 如图所示,两个导热性能良好的柱形汽缸A、B,横截面积,底部通过体积可以忽略不计的细管连通,内部各有一个活塞,质量关系为。A、B汽缸内壁光滑,B汽缸离底部4h高处有一活塞销。当汽缸内充有某种理想气体时,A、B中的活塞距底部均为h。在A活塞上方逐渐加沙子,最终加的沙子的质量为,两个汽缸静止。环境温度不变,外界大气压为,则最终( )
A. B活塞距离底部为3h B. B活塞距离底部为4h
C. A活塞距离底部为 D. A活塞距离底部为
【答案】A
【解析】
【详解】设缸内气体压强为
对B活塞缓慢上升时有
而对A活塞
即对A活塞缸内气体产生向上的压力小于大气压力与活塞和所加的沙子的重力之和
故A活塞一直“沉”到缸底,对缸内气体,因温度、压强都没变,故体积也不变
又
联立解得
故选A。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题6分,共30分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。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. 一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程,ab、bc、cd和da这四段过程在图上都是直线段,其中ab的延长线通过坐标原点O,bc垂直于ab,而cd平行于ab。由图可以判断( )
A. ab过程气体的内能减小
B. bc过程中气体吸收热量
C. bc过程气体内能增加量大于da过程气体内能减少量
D. cd过程中气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据理想气体状态方程有
变形得
由于ab的延长线通过坐标原点,该图像的斜率能够间接表示温度,可知,ab过程温度不变,即ab过程气体的内能不变,故A错误;
B.bc垂直于ab,bc过程,图像点与原点连线的斜率增大,结合上述可知,温度升高,气体内能增大,由于体积增大,气体对外界做功,根据热力学第一定律可知,bc过程中气体吸收热量,故B正确;
C.根据图示,c点与原点连线斜率大于d点与原点连线斜率,而d点与原点连线斜率大于ab连线斜率,结合上述可知,c点状态的温度大于d点状态的温度,d点状态的温度大于a点状态的温度,由于a点状态的温度等于b点状态的温度,则bc过程气体温度的增加量大于da过程内气体温度的减少量,即bc过程气体内能增加量大于da过程气体内能减少量,故C正确;
D.cd过程,图像点与原点连线的斜率减小,结合上述可知,温度降低,分子运动的平均速率减小,分子与器壁一次碰撞的平均作用力减小,由于压强增大,可知,cd过程中气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数增大,故D错误。
故选BC。
9. 下列关于“插针法测定玻璃砖折射率”和“用双缝干涉测量光的波长”实验的误差分析,正确的是( )
A. 测量图甲中长方形玻璃砖折射率时,第四枚大头针插的位置比实际偏右一点,其他操作无误,最终测得折射率偏大
B. 测量图乙中长方形玻璃砖折射率时,准确描绘出玻璃砖轮廓后,玻璃砖的位置水平向上发生了微小的平移,之后再插针作图,最终测得折射率偏小
C. 双缝干涉测波长时,误将N条亮纹间隔数记为,其余数据准确,会导致波长测量值偏小
D. 双缝干涉测波长时,单双缝轻微倾斜导致干涉条纹倾斜,仍按照条纹竖直进行数据记录,会导致波长测量值偏大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.在“插针法测定玻璃砖折射率”实验中,折射率。如图甲,确定入射光线,入射角点O不变。确定出射光线。若插得偏右,连接并反向延长交下表面于出射点。由于在左上方,右移导致连线的反向延长线交下表面于点会向左移动。连接入射点和,折射角减小。由可知,减小,减小,测得折射率偏大,故A正确;
B.玻璃砖向上平移,实际光路发生改变,但入射角和折射角由介质决定,保持不变。作图时,使用原来的轮廓(虚线)。入射光线延长线交虚线上表面于,出射光线反向延长线交虚线下表面于。由于玻璃砖平移,出射光线与入射光线依然平行。通过几何关系可知,折射角不变,测得折射率不变,故B错误;
C.双缝干涉波长公式
误将个间隔记为,则计算出的
导致波长测量值,即测量值偏小,故C正确;
D.双缝干涉测波长时,若干涉条纹倾斜,导致,导致波长测量值,即测量值偏大,故D正确。
故选ACD。
10. 如图所示,在固定的真空容器A内部固定着一个绝热汽缸B,用质量为m,面积为S的绝热活塞P将一部分体积为V,压强为的理想气体封闭在汽缸内,动摩擦阻力恒为,撤去钉销K后活塞始终在气缸内运动,则( )
A. 气体膨胀时对外界做功 B. 刚撤去阀门K时,活塞的加速度为
C. 缸内气体温度不变 D. 活塞恰好匀速运动时,气体体积为
【答案】AB
【解析】
【详解】A.气体膨胀时体积增大,气体对外界做正功,故A正确;
B.刚撤去K时,活塞速度为0,受到向右的气体压力
向左的滑动摩擦力。根据牛顿第二定律有
解得,故B正确;
C.汽缸和活塞绝热,气体与外界无热交换,。气体膨胀对外做功,。根据热力学第一定律
可知,气体内能减小,理想气体温度降低,故C错误;
D.活塞恰好匀速运动时,受力平衡,有,解得气体压强
由于实际过程为绝热膨胀,温度降低,根据理想气体状态方程,根据题目信息,无法计算体积准确值,故D错误。
故选AB。
11. 如图所示,粗细均匀的U形玻璃管竖直放置,左右两管高度相同。初始状态下左管上端与大气相通,右管上端封闭,两管内气体通过水银柱隔开,左管空气柱长度,右管空气柱长度。现通过左管顶端的阀门向左管充气,使左、右两部分气体的长度互换。已知U形玻璃管导热性能良好且环境温度不变,大气压强。下列说法正确的是( )
A. 充气完毕后右管中封闭气体的压强为100cmHg
B. 充气完毕后左管中封闭气体的压强为96cmHg
C. 左管中充入的空气与左管中原来的空气质量之比为
D. 左管中充入的空气与左管中原来的空气质量之比为
【答案】AC
【解析】
【详解】A.初始状态,左管初始压强
左空气柱长,右空气柱长,水银面左高右低,高度差
因此右管初始压强
右管气体质量不变,等温过程,充气后长度互换,右空气柱长变为,由玻意耳定律
代入数据得
即
故A正确;
B.充气后水银面右高左低,高度差仍为,左管末态压强
故B错误;
CD.等温过程中,气体质量与成正比(,与质量成正比)
原左管气体
充气后左管总气体
总质量与原质量之比
充入气体质量与原质量之比
故C正确、D错误。
故选AC。
12. 一个水平放置的导热性能良好的汽缸如图甲所示,横截面积为S的光滑活塞将汽缸分割成A、B两部分,初始阀门打开,活塞到汽缸左、右两底面的距离分别为L和3L。现通过阀门缓慢向A中充入空气,关闭阀门,最终活塞恰好静止在汽缸的正中间位置,已知重力加速度为g,环境温度不变,外界大气压为,则( )
A. 充入气体后,两部分气体的压强为
B. 充入气体的质量与A部分原有气体的质量为
C. 若将A中充入空气稳定后的汽缸竖直放置如图乙,稳定后活塞与阀门间距3L,则活塞质量为
D. 若将汽缸如图乙所示竖直放置,平衡后,降低环境温度,则活塞下移
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.初始阀门打开,A、B压强均为大气压,B初始体积
充气后活塞在汽缸中点,B体积变为
环境温度不变,对B由玻意耳定律
解得
活塞光滑平衡,A压强等于B压强,因此两部分压强均为,故A正确;
B.同温同压下,气体质量比等于物质的量(体积)之比,原有A气体
充气后A总物质的量
充入气体物质的量
因此充入质量与原有质量比
故B错误;
C.竖直放置后,A长度,体积
对A由玻意耳定律
解得
对B,B长度,体积
由玻意耳定律
解得
对活塞受力平衡(向上,和重力向下)
解得
故C正确;
D.平衡后降低环境温度,假设活塞暂时不动,A、B体积不变,由查理定律,压强与温度成正比,压强均随温度降低成比例减小,压强差满足
因此
合力向下,活塞下移,故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷(35分)
三、实验题:本题共1小题,共8分。
13. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验,下列说法正确的是________。
A. 注射器最好选用导热性差的材料包裹起来
B. 为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
C. 为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,如图丙所示,发现图线不通过坐标原点。则造成这一结果的原因是________。
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是________。
A. B.
C. D.
(4)另一小组B实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值V,以及相应的压强传感器示数p。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。该小组绘出的关系图像应是________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)B (2)胶管内存在气体 (3)B (4)D
【解析】
【小问1详解】
A.该实验要保持气体的温度不变,实验中由于推拉柱塞产生的热量要及时散发,故不能把注射器包裹起来,A错误;
B.在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,可以保证封闭气体的气密性,B正确;
C.为保持气体温度不变,实验时应缓慢推拉柱塞,尽量减少因摩擦而产生的热量,C错误;
D.实验中气体的压强可以通过数据采集器获得,体积直接从注射器壁读出,D错误。
故选B;
【小问2详解】
由于胶管内存在少量气体,无法计入到中,导致图线不通过坐标原点;
【小问3详解】
设胶管内气体的体积为,依题意很小,根据
有
得
当很小,即很大时,,有,图线几乎是一条过原点的倾斜直线;
当逐渐增大,由知图线的斜率随着的增大而减小,ACD错误,B正确;
【小问4详解】
记录前四组数据时,软管内的气体未计入,故图线不过原点,有纵截距,软管脱落后,气体泄漏,根据知减小,即图线的斜率变小,软管内的气体仍然未计入,故两条图线有相同的纵截距,且软管脱落前后气体的体积相等,缓慢推动活塞,气体的压强逐渐增大,则逐渐减小,故过程一较大,过程二较小,ABC错误,D正确。
故选D。
四、计算题:本题共2小题,共27分。
14. 如图,容积为V的汽缸由导热材料制成,质量为、面积为活塞将汽缸分成容积相等的上下两部分,汽缸上部有一阀门K控制的出气孔。开始时,K关闭,汽缸内上部分气体的压强为(大气压)。现将K打开很短时间后关闭,活塞平衡时其上方气体的体积减小了。不计摩擦,外界温度保持不变,,重力加速度大小为。
(1)求汽缸上部分剩余气体与原有气体的质量比;
(2)若用容积为的打气筒给上部分气体充气,让活塞重新回到初始状态,求需要打气的次数。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
已知
初始状态,汽缸上下容积均为,上部气体压强,对活塞受力平衡得下部气体初始压强
打开阀门关闭后,活塞下移,上部体积变为
下部体积变为
对下部气体,等温变化,由玻意耳定律
即
解得
再对活塞受力平衡得此时上部气体压强
同温度下,气体质量比等于物质的量之比,由
得质量比等于之比
【小问2详解】
充气后活塞回到初始位置,上部体积回到,下部体积回到,对下部气体再次用玻意耳定律
代入得
解得
对活塞受力平衡得此时上部气体压强
设打气次数为,打气筒每次打入压强为、体积为的气体,整体对上部气体和打入气体用玻意耳定律
代入数值
约去后解得
15. 某同学要测量一质量为m的不规则物体体积,将其放入一质量为3m、内壁光滑长为2h的导热气缸中,用质量为m的导热活塞密封一定质量的理想气体A,稳定时气柱长为h,如图甲,记此时刻为,随后该同学将气缸迅速倒扣在水面上,将一定质量的气体B进行封闭,倒置过程活塞未来得及移动,经过一段时间稳定后气缸竖直且进入汽缸内水的长度为,如图乙所示,记此时刻为,已知气缸横截面积为S,大气压强,环境温度保持不变,求:
(1)时封闭气体A压强的大小;
(2)时气缸内气体B压强的大小;
(3)不规则物体的体积V。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
图甲中,对活塞,根据平衡条件有
解得
【小问2详解】
图乙中,对气缸,根据平衡条件有
对活塞,根据平衡条件有
联立解得
【小问3详解】
对B气体,根据玻意耳定律有
因为
对A气体,根据玻意耳定律有
联立解得
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