精品解析:江苏南通市如皋中学2025-2026学年度第二学期综合练习(二)高二物理试题
2026-06-04
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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 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江苏省 |
| 地区(市) | 南通市 |
| 地区(区县) | 如皋市 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.95 MB |
| 发布时间 | 2026-06-04 |
| 更新时间 | 2026-06-04 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58214755.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:
江苏省如皋中学2025-2026学年度第二学期综合练习(二)
高二物理
一、单选题(每题4分,共52分)
1. 石墨烯是从石墨中分离出的新材料,其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构,正确的是( )
A. 石墨是晶体,石墨烯是非晶体
B. 单层石墨烯的厚度约1µm
C. 石墨研磨成的细粉末就是石墨烯
D. 碳原子在六边形顶点附近不停地振动
2. 产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示,则该时刻( )
A. 线圈中磁场的方向向上
B. 电容器正在放电,线圈储存的磁场能正在减小
C. 若电容器两极板间距变大,则电路产生的无线信号电波的频率变大
D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反
3. 将粗细不同、两端开口的细玻璃管插入装有某种液体的容器中,现象如图所示。则( )
A. 容器中的液体可能是水银
B. 玻璃管对液体分子的作用力比液体分子之间的作用力强
C. 若用不同液体进行实验,两玻璃管中液体的高度差一定相同
D. 若在正常运行的太空舱中进行实验,仍是较细玻璃管中的液面高
4. 汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后,通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为,加速后电子速度为,普朗克常量为,则( )
A. 该图样说明电子具有粒子性 B. 该实验中电子的德布罗意波波长为
C. 加速电压越大,电子的物质波波长越长 D. 加速电压越大,电子的粒子性越明显
5. 如图为在、两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系,则( )
A.
B. 黑体不反射电磁波,却可以向外辐射电磁波
C. 温度升高,黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
D. 牛顿提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律
6. 康普顿在研究石墨对X射线的散射时,用X光对静止的电子进行照射,照射后电子获得速度的同时,X光光子的运动方向也会发生相应的改变。则( )
A. 康普顿效应说明X光具有波动性
B. 散射后的光子虽然改变原来的运动方向,但频率保持不变
C. X光散射后与散射前相比,速度大小不变
D. 当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把部分动量转移给电子,因此光子散射后频率变大
7. 如图为粒子散射的实验装置示意图,实验观测发现,有少数粒子发生了大角度偏转,说明( )
A. 粒子跟电子发生了碰撞 B. 金原子核内部有复杂结构
C. 金原子中有带正电的原子核 D. 粒子受到金原子核库仑引力
8. 如图所示,R是一种放射性物质,虚线框内是匀强磁场B,LL′是一厚纸板,MN是荧光屏,实验时,发现在荧光屏O、P两处有亮斑,则下列关于磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线的判断,与实验相符的是( )
A. 竖直向上、β射线、α射线 B. 竖直向下、α射线、β射线
C. 垂直纸面向内、γ射线、β射线 D. 垂直纸面向外、β射线、γ射线
9. 传感器广泛应用在我们的生活中,常用的计算机键盘就是一种传感器,每个键内部电路如图甲所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器,两金属片间有空气间隙。如图乙,在按键的过程中,下列说法正确的是( )
A. 计算机键盘使用的是光传感器 B. 电容器的电容和电荷量Q均减小
C. 图甲中电流从N流向M D. 电容器极板间的电场强度变小
10. 氢原子能级跃迁可以帮助我们更好地理解宇宙的结构。大量氢原子处于能级上,其能级图如图所示,下列关于这些氢原子能级跃迁过程中所发出的a、b、c三种光的说法正确的是( )
A. 相同条件下,a光最容易发生明显的衍射现象
B. a光光子的动量最大
C. 在真空中,c光的波长等于a、b两光波长之和
D. 用b光照射处于能级的氢原子,氢原子不会发生电离
11. 用如图甲所示电路,研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调,电源的正负极也可以对调.分别用a、b、c三束单色光照射,得到了三条光电流和电压之间的关系曲线,如图乙所示。则( )
A. 研究遏止电压时,电源左端应为负极
B. 三种光的波长关系
C. 三种光所对应的截止频率
D. 三种光所产生光电子的最大初动能
12. 人眼对绿光最为敏感,如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。一光源以功率P均匀地向各个方向发射波长为的绿光,假设瞳孔在暗处的直径为d,且不计空气对光的吸收。普朗克常量为h,真空中光速为c,则眼睛能够看到这个光源的最远距离为( )
A. B. C. D.
13. 某拖拉机的往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作,该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成.如图所示为一定质量的理想气体经历的迪塞尔循环,则( )
A. 在状态a和c时气体温度
B. 过程,气体对外界做功、内能减少
C. 过程,气体增加的内能小于该过程吸收的热量
D. 完成一次循环过程,气体对外界做的功大于吸收的热量
二、非选择题
14. 某同学利用图示装置研究一定质量气体等容变化规律。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中,B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时,B、C内的水银面等高。将烧瓶浸入热水中,待烧瓶中气体温度稳定后,保持C管竖直并再次调节C管高度,使B管水银液面仍处于初始位置,然后记下B、C两管水银液面高度差及烧瓶内气体热力学温度T;
(1)温度稳定后,应将C管________(填“向上”或“向下”)调节,才能使B管水银液面处于初始位置;
(2)若温度过高出现漏气现象,则图2中的图像末段应为曲线________;(填“①”“②”或“③”)
(3)实验中使烧瓶内气体的体积不变,多次改变气体温度,用表示气体升高的摄氏温度,用p表示烧瓶内气体压强。根据测量数据作出的图线是________。
A. B. C. D.
(4)已知图2中图像直线段的斜率为k,纵轴截距绝对值为b,水银密度为ρ,重力加速度为g,则大气压强________,实验室热力学温度________。(用k、b、ρ、g表示)
15. 由玻尔理论可知,氢原子的基态能量为,激发态能量为(n=2,3,4,…)。已知普朗克常量h,真空中光速c。
(1)大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,最多可以释放几种频率的光子?求从n=4能级跃迁到n=2能级释放的光子能量;
(2)要使处于n=2激发态的氢原子电离,求入射光的最大波长。
16. 某光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成,光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U,普朗克常量为h,电子的电荷量为e用频率为ν的紫外线照射阴极,有光电子逸出,求:
(1)光电子到达阳极的最大动能;
(2)若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压,要使光电子都不能到达阳极,反向电压至少为多大?
17. 某汽车轮胎容积为25L,胎内充有温度为27℃、压强为的气体。轮胎内气体视为理想气体,汽车轮胎内气体的温度与外部环境温度相同。
(1)设轮胎内气体的密度为,摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,估算轮胎内气体分子间平均距离。
(2)若汽车行驶过程中轮胎压强小于,会造成安全事故,则外部环境温度至少为多少摄氏度?
(3)若汽车在27℃的环境中行驶,为了使其胎内压强达到,需再向轮胎内充入压强为、温度为27℃的气体,求充入气体的体积。
18. 如图所示,一个导热性能良好的长方体气缸开口向右水平放置,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞离缸底的距离为L,活塞的截面积为S,大气压强为,环境温度为,此时活塞与气缸内壁间恰好无摩擦,将环境温度缓慢升高,使活塞向右移动,活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力为,活塞不漏气,求:
(1)活塞刚好要滑动时,缸内气体的压强多大;
(2)活塞移动时,环境温度多高;
(3)活塞移动过程中,气体吸收的热量为Q,则气体内能的增加量为多少。
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江苏省如皋中学2025-2026学年度第二学期综合练习(二)
高二物理
一、单选题(每题4分,共52分)
1. 石墨烯是从石墨中分离出的新材料,其中碳原子紧密结合成单层六边形晶格结构,正确的是( )
A. 石墨是晶体,石墨烯是非晶体
B. 单层石墨烯的厚度约1µm
C. 石墨研磨成的细粉末就是石墨烯
D. 碳原子在六边形顶点附近不停地振动
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨是晶体,石墨烯是从石墨中分离出的新材料,也属于晶体,故A错误;
B.单层石墨烯的厚度约为原子尺寸10-10m,故B错误;
C.石墨烯是石墨中提取出来的新材料,故C错误;
D.根据分子动理论,固体分子在平衡位置附近不停地振动,故D正确。
故选D。
2. 产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示,则该时刻( )
A. 线圈中磁场的方向向上
B. 电容器正在放电,线圈储存的磁场能正在减小
C. 若电容器两极板间距变大,则电路产生的无线信号电波的频率变大
D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据安培定则可知,线圈中磁场的方向向下,故A错误;
BD.电流方向流向正极板,表示电容器在充电,两极板电荷量增大,电路中电流在减小,线圈储存的磁场能正在减小,逐渐转化成电场能,根据“增反减同”可知,线圈中感应电流的方向与线路中原电流方向相同,故BD错误;
C.根据可知,若电容器两极板间距d变大,则电容器的电容减小,又根据可知,电路产生的无线信号电波的频率变大,故C正确。
故选C。
3. 将粗细不同、两端开口的细玻璃管插入装有某种液体的容器中,现象如图所示。则( )
A. 容器中的液体可能是水银
B. 玻璃管对液体分子的作用力比液体分子之间的作用力强
C. 若用不同液体进行实验,两玻璃管中液体的高度差一定相同
D. 若在正常运行的太空舱中进行实验,仍是较细玻璃管中的液面高
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中现象是毛细现象,水银对玻璃是不浸润的,不会出现这种液面上升的毛细现象,该液体不是水银,故A错误;
B.出现毛细现象中液面上升,说明玻璃管对液体分子的作用力(附着力)比液体分子之间的作用力(内聚力)强,使得液体被拉向玻璃管,故B正确;
C.不同液体的表面张力、浸润程度等不同,做实验时两玻璃管中液体高度差不同,故C错误;
D.太空舱中处于完全失重状态,毛细现象更明显,液面直接攀升到毛细管顶部,两玻璃管液面没有高度差,故D错误。
故选B。
4. 汤姆孙在实验中让一束电子经过电场加速后,通过多晶晶体得到了如图所示的衍射图样。已知电子质量为,加速后电子速度为,普朗克常量为,则( )
A. 该图样说明电子具有粒子性 B. 该实验中电子的德布罗意波波长为
C. 加速电压越大,电子的物质波波长越长 D. 加速电压越大,电子的粒子性越明显
【答案】D
【解析】
【详解】A.该图样说明电子的衍射性,说明电子的波动性,故A错误;
B.该实验中电子的德布罗意波波长
故B错误;
C.加速电压越大,电子速度越大,根据B分析可知,电子的物质波波长越短,故C错误;
D.加速电压越大,电子的物质波波长越短,粒子性越明显,故D正确。
故选D。
5. 如图为在、两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系,则( )
A.
B. 黑体不反射电磁波,却可以向外辐射电磁波
C. 温度升高,黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
D. 牛顿提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射的实验规律
【答案】B
【解析】
【详解】AC.对于黑体辐射,温度越高,辐射强度越强,且辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动,因此根据题图可知,故AC错误;
B.黑体只能吸收和辐射电磁波,不能反射电磁波,故B正确;
D.普朗克最先提出了能量子的概念,很好的解释了黑体辐射,故D错误。
故选B。
6. 康普顿在研究石墨对X射线的散射时,用X光对静止的电子进行照射,照射后电子获得速度的同时,X光光子的运动方向也会发生相应的改变。则( )
A. 康普顿效应说明X光具有波动性
B. 散射后的光子虽然改变原来的运动方向,但频率保持不变
C. X光散射后与散射前相比,速度大小不变
D. 当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把部分动量转移给电子,因此光子散射后频率变大
【答案】C
【解析】
【详解】A.康普顿效应中光子与电子的碰撞涉及动量转移,直接表明光的粒子性,故A错误;
B.散射后光子频率因动量减少而降低(波长变长),故B错误;
C.光子的速度恒为光速c,散射仅改变方向,速度不变,故C正确;
D.光子与电子碰撞时,将部分动量转移给电子,根据动量公式,动量减少会导致光子频率降低,而非变大,故D错误。
故选C。
7. 如图为粒子散射的实验装置示意图,实验观测发现,有少数粒子发生了大角度偏转,说明( )
A. 粒子跟电子发生了碰撞 B. 金原子核内部有复杂结构
C. 金原子中有带正电的原子核 D. 粒子受到金原子核库仑引力
【答案】C
【解析】
【详解】粒子散射实验中,有少数粒子发生了大角度偏转,说明了原子中有带正电的原子核,粒子受到了原子核库仑斥力作用。
故选C。
8. 如图所示,R是一种放射性物质,虚线框内是匀强磁场B,LL′是一厚纸板,MN是荧光屏,实验时,发现在荧光屏O、P两处有亮斑,则下列关于磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线的判断,与实验相符的是( )
A. 竖直向上、β射线、α射线 B. 竖直向下、α射线、β射线
C. 垂直纸面向内、γ射线、β射线 D. 垂直纸面向外、β射线、γ射线
【答案】C
【解析】
【详解】由三种射线的本质知,γ射线在磁场中不偏转,O处亮斑为γ射线;能穿过厚纸板且在磁场中发生偏转的射线为β射线,即到达P点的射线为β射线,因为电子带负电,根据偏转方向,结合左手定则可知磁场方向垂直纸面向内。
故选C。
9. 传感器广泛应用在我们的生活中,常用的计算机键盘就是一种传感器,每个键内部电路如图甲所示。每个键下面都有由相互平行的活动金属片和固定金属片组成的平行板电容器,两金属片间有空气间隙。如图乙,在按键的过程中,下列说法正确的是( )
A. 计算机键盘使用的是光传感器 B. 电容器的电容和电荷量Q均减小
C. 图甲中电流从N流向M D. 电容器极板间的电场强度变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,计算机键盘使用的是电容传感器,故A错误;
BC.在按键的过程中,电容器两板间距d减小,由可知,电容器的电容C增大;电容器板间电压U一定,根据可知,可知电容器的电量Q增加;电容器充电,则图甲中电流从N流向M,故B错误,C正确;
D.根据,由于电容器两板间距d减小,电容器板间电压U一定,可知电容器极板间的电场强度变大,故D错误。
故选C。
10. 氢原子能级跃迁可以帮助我们更好地理解宇宙的结构。大量氢原子处于能级上,其能级图如图所示,下列关于这些氢原子能级跃迁过程中所发出的a、b、c三种光的说法正确的是( )
A. 相同条件下,a光最容易发生明显的衍射现象
B. a光光子的动量最大
C. 在真空中,c光的波长等于a、b两光波长之和
D. 用b光照射处于能级的氢原子,氢原子不会发生电离
【答案】B
【解析】
【详解】A.由能级图可知,a光的频率最高,b光的频率最低,结合可知a光波长最短,b光波长最长,条件相同时,b光最容易发生明显的衍射现象,故A错误;
B.结合光子动量可知,a光光子的动量最大,故B正确;
C.根据题意有,,,由图可知
则有,故C错误.
D.b光的光子能量为
故用b光照射处于能级的氢原子,氢原子会发生电离,故D错误;
故选B。
11. 用如图甲所示电路,研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调,电源的正负极也可以对调.分别用a、b、c三束单色光照射,得到了三条光电流和电压之间的关系曲线,如图乙所示。则( )
A. 研究遏止电压时,电源左端应为负极
B. 三种光的波长关系
C. 三种光所对应的截止频率
D. 三种光所产生光电子的最大初动能
【答案】B
【解析】
【详解】A.光电流恰为零,此时光电管两端加的电压为遏止电压,光电子做减速运动,电源左端应为正极,右端应为负极,故A错误;
B.光电流恰为零,此时光电管两端加的电压为遏止电压,结合图乙,对a、b、c光分别有
由于,可知
根据可知,三种光的波长关系,故B正确;
C.截止频率由发生光电效应的金属板决定,三种光照射同一极板所对应的截止频率一样,故C错误;
D.由爱因斯坦光电效应方程得
由图像可知三种光所产生光电子的最大初动能,故D错误.
故选B。
12. 人眼对绿光最为敏感,如果每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。一光源以功率P均匀地向各个方向发射波长为的绿光,假设瞳孔在暗处的直径为d,且不计空气对光的吸收。普朗克常量为h,真空中光速为c,则眼睛能够看到这个光源的最远距离为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设瞳孔与光源相距为r,在1s内,r处单位面积上的能量为
瞳孔在1s内接收到的能量为
若此时刚好可以看到
其中N为每秒射入瞳孔的光子的个数,为6个,由以上式子联立可得
故选B。
13. 某拖拉机的往复式柴油内燃机利用迪塞尔循环进行工作,该循环由两个绝热过程、一个等压过程和一个等容过程组成.如图所示为一定质量的理想气体经历的迪塞尔循环,则( )
A. 在状态a和c时气体温度
B. 过程,气体对外界做功、内能减少
C. 过程,气体增加的内能小于该过程吸收的热量
D. 完成一次循环过程,气体对外界做的功大于吸收的热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.据题意,结合题图可知,气体从c到d为绝热膨胀,则
根据
则温度降低;气体从d到a,体积不变,压强减小,则温度降低,则该气体在状态c的温度高于在状态a时的温度,故A错误;
B.a→b过程为绝热压缩,外界对气体做功
则
即外界对气体做的功全部用于增加内能,故B错误;
C.过程中体积增大,气体对外做功,即
根据热力学第一定律
可知
即增加的内能小于该过程吸收的热量,故C正确;
D.根据pV图像与V轴围成的面积表示气体做功的大小,可知一次循环过程中气体对外界做的功
而一次循环过程整个过程气体内能变化为零,则整个过程
即在一次循环过程中气体吸收的热量大于气体对外界做的功,故D错误。
故选C。
二、非选择题
14. 某同学利用图示装置研究一定质量气体等容变化规律。粗细均匀的弯曲玻璃管A臂插入烧瓶中,B臂与玻璃管C下部用橡胶管连接,C管开口向上,一定质量的气体被水银封闭于烧瓶内。开始时,B、C内的水银面等高。将烧瓶浸入热水中,待烧瓶中气体温度稳定后,保持C管竖直并再次调节C管高度,使B管水银液面仍处于初始位置,然后记下B、C两管水银液面高度差及烧瓶内气体热力学温度T;
(1)温度稳定后,应将C管________(填“向上”或“向下”)调节,才能使B管水银液面处于初始位置;
(2)若温度过高出现漏气现象,则图2中的图像末段应为曲线________;(填“①”“②”或“③”)
(3)实验中使烧瓶内气体的体积不变,多次改变气体温度,用表示气体升高的摄氏温度,用p表示烧瓶内气体压强。根据测量数据作出的图线是________。
A. B. C. D.
(4)已知图2中图像直线段的斜率为k,纵轴截距绝对值为b,水银密度为ρ,重力加速度为g,则大气压强________,实验室热力学温度________。(用k、b、ρ、g表示)
【答案】(1)向上 (2)③ (3)C
(4) ①. ρgb ②.
【解析】
【分析】
【小问1详解】
将烧瓶浸入热水中,烧瓶中气体温度升高,压强增大,要使管水银液面处于初始位置,则应将管向上调节。
【小问2详解】
若温度过高出现漏气现象,会导致烧瓶中气体压强减小,从而导致、两管压强差减小,因此两管水银液面高度差减小,故图2中的图像末段应为曲线③。
【小问3详解】
由于是一定质量气体等容变化,则
整理得,故图像斜率为正值,截距也是正值,故选C。
【小问4详解】
[1][2]初态
末态
由
整理得,又图像直线段的斜率为k,纵轴截距绝对值为b。
则,
解得大气压强,实验室热力学温度
【点睛】
15. 由玻尔理论可知,氢原子的基态能量为,激发态能量为(n=2,3,4,…)。已知普朗克常量h,真空中光速c。
(1)大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,最多可以释放几种频率的光子?求从n=4能级跃迁到n=2能级释放的光子能量;
(2)要使处于n=2激发态的氢原子电离,求入射光的最大波长。
【答案】(1)6种,
(2)
【解析】
【小问1详解】
大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁,根据
可知最多可以释放6种频率的光子;
从n=4能级跃迁到n=2能级释放的光子能量为
【小问2详解】
处于n=2激发态的氢原子电离需要的能量为
根据
解得入射光的最大波长为
16. 某光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成,光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U,普朗克常量为h,电子的电荷量为e用频率为ν的紫外线照射阴极,有光电子逸出,求:
(1)光电子到达阳极的最大动能;
(2)若在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压,要使光电子都不能到达阳极,反向电压至少为多大?
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】(1)根据光电效应方程得,最大初动能为:
根据动能定理得:
解得:
(2)要使光电子都不能到达阳极,根据动能定理得:
解得反向电压为:
答:(1)光电子到达阳极的最大动能;
(2)反向电压至少为。
17. 某汽车轮胎容积为25L,胎内充有温度为27℃、压强为的气体。轮胎内气体视为理想气体,汽车轮胎内气体的温度与外部环境温度相同。
(1)设轮胎内气体的密度为,摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,估算轮胎内气体分子间平均距离。
(2)若汽车行驶过程中轮胎压强小于,会造成安全事故,则外部环境温度至少为多少摄氏度?
(3)若汽车在27℃的环境中行驶,为了使其胎内压强达到,需再向轮胎内充入压强为、温度为27℃的气体,求充入气体的体积。
【答案】(1)
(2)
(3)5L
【解析】
【小问1详解】
轮胎的容积为,轮胎内气体质量,气体分子数
设分子间的平均距离为,则
解得
【小问2详解】
轮胎内气体做等容变化,由查理定律得
解得
即
【小问3详解】
将轮胎内原有的气体与充入的气体作为研究对象,气体发生等温变化,则有
解得
18. 如图所示,一个导热性能良好的长方体气缸开口向右水平放置,用活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞离缸底的距离为L,活塞的截面积为S,大气压强为,环境温度为,此时活塞与气缸内壁间恰好无摩擦,将环境温度缓慢升高,使活塞向右移动,活塞与气缸内壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力为,活塞不漏气,求:
(1)活塞刚好要滑动时,缸内气体的压强多大;
(2)活塞移动时,环境温度多高;
(3)活塞移动过程中,气体吸收的热量为Q,则气体内能的增加量为多少。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当活塞刚好要开始滑动,此时活塞左侧的压力应等于活塞右侧压力加滑动摩擦力。
设活塞刚要滑动时缸内气体压强为,则
解得
【小问2详解】
因为温度缓慢升高,缸内气体的压强仍为,设活塞移动时,这时环境温度为,根据理想气体状态方程
解得
【小问3详解】
气体对外做功为
根据热力学第一定律,气体内能的增加量
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