精品解析：内蒙古自治区乌兰察布市集宁区第四中学2024-2025学年高二下学期7月期末物理试题

2024-2025学年高二下学期期末考试 物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 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。涂写在本试卷上无效。 3．作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将答题卡交回。 5．考察范围：选择性必修二第三，四章，选择性必修三。 一、单选题（共7小题，每题4分） 1. 下列现象说明分子做无规则运动的是（　　） A. 水沸腾时冒出的“白汽”在空气中做无规则运动 B. 把少许碳素墨水滴入水中，在显微镜下可以观察到碳颗粒的无规则运动 C. 阳光从缝隙射入教室，在阳光下看到尘埃不停地运动 D. 经过搅拌，沙粒在水中杂乱地运动 2. 一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是　　 A. 此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B. 此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变 C. 此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变 D. 以上说法都不对 3. 一定质量的理想气体状态变化的p-T图像如图所示，由图像可知（　　） A. 气体在a、b、c三个状态的密度 B. 在a→b的过程中，气体的内能减小 C. 在b→c的过程中，气体分子的平均动能增大 D. 在c→a的过程中，气体对外界放热 4. 图为0.3mol的某种气体的压强和温度关系的p-t图线．p0表示1个标准大气压，则气体在状态B时的体积为(　　) A. 5.6 L B. 3.2 L C. 1.2 L D. 8.4 5. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（ ） A. 是α衰变 B. 是目前人类获得核能的主要方式 C. 中的X是质子 D. 是核聚变，反应后的总质量较聚变前增加 6. 一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示，光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，当光电流大于I0时，便会报警，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置，烟雾报警器恰好报警，则（　　） A. 将图2中电源的正负极反接，光电子的最大初动能将减小 B. 仅将滑片P向右移动少许，可以解除报警 C. 仅降低光源S发出光的强度，可以解除报警 D. 单位时间内进入光电管的光子数为时，报警器一定会报警 7. 如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，管内水银面高度差为 。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是（ ） A. 同时升高相同的温度 B. 玻璃管竖直匀速下落 C. 同时降低相同的温度 D. 玻璃管竖直减速下落 二、多选题（共3小题，每题6分） 8. 核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是 ，铀核的质量为，钡核的质量为，氪核的质量为，中子的质量为。此类核反应中放出 光子，能使逸出功为的金属板放出最大初动能为的光电子，已知电子的质量为，光速为，普朗克常量为 ，则（　　） A. 该核反应放出的核能为 B. 光子是原子核外最外层电子向基态跃迁时放出的，因此能量很高 C. 这些光电子的德布罗意波长不小于 D. 该核反应产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能 9. 大量氢原子处于n=1、2、3、4的四个状态，处于较高能级的原子可以向任意一个较低能级跃迁。已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV。下列说法正确的是（　　） A. 最多可以辐射出6种不同频率的光 B. 从 跃迁到 所发出的光频率最高 C. 从跃迁到时辐射的光波长最长 D. 处于 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 10. 如图所示，一粗细均匀的 U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为 l=20cm，B侧水银面比A侧的高h=15cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面一样高时将开关K关闭；再缓慢加热A侧空气柱，最终B侧水银面比A侧的高h3=5cm 。已知大气压强p0=75 cmHg，环境温度为 27℃且不变。则下列说法正确的是（　　） A. 初始状态，A 侧气体压强为 60 cmHg B. 放出部分水银后 K关闭时，A 侧空气柱长度为 24cm C. 开关K打开时，放出的水银在管内的长度为19cm D. A侧空气柱最终温度约为 80℃ 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。 （1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。 A. 控制变量法 B. 理想化模型法 C. 等效替代法 （2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。 A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B. 有助于油酸的颜色更透明便于识别 C. 有助于测量一滴油酸的体积 D. 对油酸溶液起到稀释作用 （3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________。 A. B. C. D. E. （4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小________m（结果保留2位有效数字）。 （5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。 A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴 D. 油酸未完全散开 12. 实验小组采用如图1所示的装置探究气体等温变化的规律。他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。 （1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的是_________（选填选项前的字母）。 A. 移动活塞时应快速一些 B. 封闭气体的注射器应密封良好 C. 必须测出注射器内封闭气体的质量 （2）．为了能够直观地判断出气体的压强p与其体积V是否成反比，应做出_________（选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条_________，就说明在质量和温度一定时，气体的压强与其体积成反比。 （3）实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图2所示，试判断两条等温线对应的环境温度的高低，即T1_________T2（选填“＞”或“＜”）。 四、计算题（共3小题，共38分） 13. 气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。直立面柱形密闭汽缸导热良好，横截面积为S=1.0×10-2m2的活塞通过连杆与车轮轴连接，初始时汽缸内密闭一段长度为L1=0.2m、压强为p1=2.4×105Pa的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时，相当于在汽缸顶部增加一个物体A，汽缸下降，稳定时汽缸内气柱长度为L2=0.16m，此过程中气体温度保持不变。重力加速度大小g取10m/s2，求： （1）汽缸内理想气体压强p2； （2）物体A的质量m。 14. 如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时，气柱长度为；当外界温度缓慢升高到时，气柱长度变为。已知外界大气压恒为，水柱长度不计。 （1）求温度变化过程中氮气对外界做的功； （2）求葫芦的容积； （3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留2位有效数字）。已知氮气在状态下的体积约为，阿伏伽德罗常数取。 15. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其放在光滑斜面上进行研究，简化结构如图乙，带有活塞A的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离，汽缸底部到斜面底端挡板的距离，汽缸内气体的初始温度。已知汽缸质量，活塞的质量、横截面积，活塞能无摩擦滑动，重力加速度， 大气压。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板。已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，若汽缸气密性良好，求该过程中气体吸收的热量Q； （3）为了检验该装置的气密性，实验小组将该装置固定在一平板车上加速下坡，如图丙所示，已知坡度，加速度，活塞到汽缸底部的距离，环境温度保持不变，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若不良好，求进气或漏气气体占原有气体的百分比？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年高二下学期期末考试 物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 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。涂写在本试卷上无效。 3．作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4．考试结束后，将答题卡交回。 5．考察范围：选择性必修二第三，四章，选择性必修三。 一、单选题（共7小题，每题4分） 1. 下列现象说明分子做无规则运动的是（　　） A. 水沸腾时冒出的“白汽”在空气中做无规则运动 B. 把少许碳素墨水滴入水中，在显微镜下可以观察到碳颗粒的无规则运动 C. 阳光从缝隙射入教室，在阳光下看到尘埃不停地运动 D. 经过搅拌，沙粒在水中杂乱地运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．水沸腾时冒出的“白汽”在空气中的无规则运动是由于空气的对流等形成的，不能说明分子在做无规则运动，选项A错误； B．少许碳素墨水滴入水中，在显微镜下观察到的碳颗粒在做布朗运动，它是分子热运动的反映，可以说明分子在做无规则运动，选项B正确； C．阳光下的尘埃的运动是由于空气的对流形成的，不属于分子热运动，选项C错误； D．沙粒在水中的运动是由于搅拌引起的水的流动形成的，不能说明分子的热运动，选项D错误。 故选B。 2. 一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来分析，正确的是　　 A. 此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B. 此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变 C. 此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变 D. 以上说法都不对 【答案】D 【解析】 【详解】AB．温度是分子热运动平均动能的标志，温度不变，分子热运动平均动能不变，所以气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故AB错误； CD．理想气体体积变大，气体的分子数密度减小，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数减少，故C错误，D正确。 故选D。 3. 一定质量的理想气体状态变化的p-T图像如图所示，由图像可知（　　） A. 气体在a、b、c三个状态的密度 B. 在a→b的过程中，气体的内能减小 C. 在b→c的过程中，气体分子的平均动能增大 D. 在c→a的过程中，气体对外界放热 【答案】D 【解析】 【详解】A．将a、b、c三点与原点O连起来，由Oa、Ob、Oc均表示等容变化，三条直线的斜率等于，斜率越大，体积越小，故气体在a、b、c三个状态的体积大小关系为 气体的质量一定，则有 故A错误； B．在a→b的过程中，温度升高，内能增大，故B错误； C．在b→c的过程中，温度降低，气体分子的平均动能减小，故C错误； D．在c→a的过程中，体积减小外界对气体做功，温度降低内能减小，根据热力学第一定律可知气体对外放热，故D正确。 故选D。 4. 图为0.3mol的某种气体的压强和温度关系的p-t图线．p0表示1个标准大气压，则气体在状态B时的体积为(　　) A. 5.6 L B. 3.2 L C. 1.2 L D. 8.4 【答案】D 【解析】 【详解】1mol任何气体在标准状况下的体积都是22.4L，0.3mol气体在标准状况下的体积是6.72L.根据气体状态方程知：在P-T图象中等容线为过原点的直线，其中T为热力学温度温度.所以在图中，虚线及延长线为等容线，A点的体积为6.72L．A到B，压强不变，根据理想气体状态方程可得：．故D正确，A，B，C错误.故选D. 【点睛】本题考查气体的状态方程中对应的图象，在P-T图象中等容线为过原点的直线．P-t图象中过-273℃点的直线表示等容变化． 5. 能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（ ） A. 是α衰变 B. 是目前人类获得核能的主要方式 C. 中的X是质子 D. 是核聚变，反应后的总质量较聚变前增加 【答案】B 【解析】 【详解】A．核反应方程 是轻核聚变，故A错误； B．核反应方程 属于重核裂变，是目前人类获得核能的主要方式，故B正确； C．由质量数守恒和电荷数守恒，可知核反应方程 中的X的质量数为0，电荷数为-1，为电子，故C错误； D．核反应方程是核聚变，反应过程中放出能量，由质能关系可知反应后的总质量较聚变前减少，故D错误。 故选B。 6. 一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示，光源S向外发射某一特定频率的光束，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，当光电流大于I0时，便会报警，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置，烟雾报警器恰好报警，则（　　） A. 将图2中电源的正负极反接，光电子的最大初动能将减小 B. 仅将滑片P向右移动少许，可以解除报警 C. 仅降低光源S发出光的强度，可以解除报警 D. 单位时间内进入光电管的光子数为时，报警器一定会报警 【答案】C 【解析】 【详解】A．图2中光电管两端加的是正向电压，若正负极反接则光电管两端加负向电压，根据光电效应方程 可知，光电子的最大初动能不变，故A错误； B．仅将滑片P向右移动少许，则正向电压增大，根据光电流与电压的关系，光照强度一定时，随着正向电压增大，光电流增大，但当光电流达到饱和电流时，正向电压增大，饱和电流不变，不一定解除报警，故B错误； C．仅降低光源S发出光的强度，根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能不变，则单位时间内光电管接收到的光子个数减少，光电流减小，可以解除报警，故C正确； D．单位时间内进入光电管的光子数为时，但是可能受到两端电压的限制，在阴极产生的光电子不一定全部到达A极，所以不一定能让报警系统的电流达到I0，不一定能触发报警，故D错误。 故选C。 7. 如图，U形玻璃管两端封闭竖直静置，管内水银柱把管内气体分成两部分，此时两边气体温度相同，管内水银面高度差为 。若要使左右水银面高度差变小，则可行的方法是（ ） A. 同时升高相同的温度 B. 玻璃管竖直匀速下落 C. 同时降低相同的温度 D. 玻璃管竖直减速下落 【答案】A 【解析】 【详解】AC．假设两部分气体做等容变化，则根据 可得压强变化 则 而其中 若同时升高相同的温度，则左侧气体压强增加的多，所以左侧水银面上升，右侧水银面下降，左右水银面高度差变小：同理若同时降低相同的温度，则左侧气体压强减少的多，所以左侧水银面下降，右侧水银面上升，左右水银面高度差变大，故C错误，A正确； BD．玻璃管竖直减速下落，左边空气柱对水银柱的压强变大，体积减小，使左右水银面高度差变大，匀速下落时，压强不变，高度差不变，故BD错误。 故选A。 二、多选题（共3小题，每题6分） 8. 核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是 ，铀核的质量为，钡核的质量为，氪核的质量为，中子的质量为。此类核反应中放出 光子，能使逸出功为的金属板放出最大初动能为的光电子，已知电子的质量为，光速为，普朗克常量为 ，则（　　） A. 该核反应放出的核能为 B. 光子是原子核外最外层电子向基态跃迁时放出的，因此能量很高 C. 这些光电子的德布罗意波长不小于 D. 该核反应产物的结合能之和大于反应前铀核的结合能 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由爱因斯坦的质能方程 可知，裂变反应释放的核能为，故A错误； B． 光子来源于裂变反应释放的能量，与核外电子的能级跃迁无关，故B错误； C．由公式 又 则光电子的德布罗意波长为 故C正确； D．由于该反应是放出能量的，因此反应产物的比结合能增大，总结合能也增大，故D正确。 故选CD。 9. 大量氢原子处于n=1、2、3、4的四个状态，处于较高能级的原子可以向任意一个较低能级跃迁。已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV。下列说法正确的是（　　） A. 最多可以辐射出6种不同频率的光 B. 从 跃迁到 所发出的光频率最高 C. 从跃迁到时辐射的光波长最长 D. 处于 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 【答案】AD 【解析】 【详解】A．最多可以辐射出种不同频率的光，故A正确； BC．从跃迁到所发出的光频率最高，波长最短，故BC错误； D．处于 能级的氢原子的电离能为1.51eV，而紫外线光子能量大于3.11eV，所以处于 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，一粗细均匀的 U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为 l=20cm，B侧水银面比A侧的高h=15cm。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面一样高时将开关K关闭；再缓慢加热A侧空气柱，最终B侧水银面比A侧的高h3=5cm 。已知大气压强p0=75 cmHg，环境温度为 27℃且不变。则下列说法正确的是（　　） A. 初始状态，A 侧气体压强为 60 cmHg B. 放出部分水银后 K关闭时，A 侧空气柱长度为 24cm C. 开关K打开时，放出的水银在管内的长度为19cm D. A侧空气柱最终温度约为 80℃ 【答案】BD 【解析】 【详解】A．初始状态，A 侧气体压强为 A错误； B．放出部分水银后 K关闭，根据玻意耳定律得 解得 A 侧空气柱长度为 24cm，B正确； C．开关K打开时，放出的水银在管内的长度为 C错误； D．根据理想气体状态方程得 解得 A侧空气柱最终温度约为 80℃，D正确。 故选BD。 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。 （1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为_________（填字母）。 A. 控制变量法 B. 理想化模型法 C. 等效替代法 （2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是___________（填字母）。 A. 可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓 B. 有助于油酸的颜色更透明便于识别 C. 有助于测量一滴油酸的体积 D. 对油酸溶液起到稀释作用 （3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______________。 A. B. C. D. E. （4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小________m（结果保留2位有效数字）。 （5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于__________（填字母）。 A. 油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多 B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 C. 求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴 D. 油酸未完全散开 【答案】（1）B （2）D （3）CAEDB （4） （5）A 【解析】 【小问1详解】 实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。 故选B。 【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。 故选D。 【小问3详解】 “用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，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：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，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，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，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。则实验操作顺序为CAEDB。 【小问4详解】 一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为 正方形小格的面积为，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为，则油酸分子的直径为 【小问5详解】 某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据 A．油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，则代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确； B．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误； C．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误； D．油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。 故选A。 12. 实验小组采用如图1所示的装置探究气体等温变化的规律。他们将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接，在注射器内用活塞封闭一定质量的气体。实验中由注射器的刻度可以读出气体的体积V；计算机屏幕上可以显示由压强传感器测得的压强p，从而获得气体不同体积时的压强数值。根据获得的数据，做出相应图像，分析得出结论。 （1）关于本实验的基本要求，下列说法正确的是_________（选填选项前的字母）。 A. 移动活塞时应快速一些 B. 封闭气体的注射器应密封良好 C. 必须测出注射器内封闭气体的质量 （2）．为了能够直观地判断出气体的压强p与其体积V是否成反比，应做出_________（选填“”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条_________，就说明在质量和温度一定时，气体的压强与其体积成反比。 （3）实验小组仅在改变环境温度的条件下，重复了上述实验，并且实验操作和数据处理均正确。得到的两条等温线如图2所示，试判断两条等温线对应的环境温度的高低，即T1_________T2（选填“＞”或“＜”）。 【答案】（1）B （2） ①. ②. 过原点的直线 （3）＞ 【解析】 【小问1详解】 AB.由于该实验是“用气体压强传感器探究气体等温变化的规律”，条件是对于一定质量的气体而言的，故实验中不能出现漏气的现象；实验时应该缓慢一些，因为移动活塞时，相当于对气体做功或者气体对外做功，如果太快的话，气体的温度就会发生变化，故A错误，B正确； C.等温变化的规律为 所以实验只要保持气体质量不变即可，不必要测出气体的质量，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]如果做p-V图像，因为它们的乘积是不变的，故这个图像应该是一条曲线，为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，正比关系更能形象直观的体现二者的关系，故应做出的图像; [2]在实验误差允许的范围内，图线是一条过原点的倾斜直线，说明在气体质量一定和气体温度一定时，气体的压强与其体积成反比。 【小问3详解】 由于实验操作和数据处理均正确，则温度高的对应的pV值较大，分别在图线上找到两个点，则pV乘积较大的是T1对应的图线，即T1表示温度高，即 四、计算题（共3小题，共38分） 13. 气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示。直立面柱形密闭汽缸导热良好，横截面积为S=1.0×10-2m2的活塞通过连杆与车轮轴连接，初始时汽缸内密闭一段长度为L1=0.2m、压强为p1=2.4×105Pa的理想气体，汽缸与活塞间的摩擦忽略不计。车辆载重时，相当于在汽缸顶部增加一个物体A，汽缸下降，稳定时汽缸内气柱长度为L2=0.16m，此过程中气体温度保持不变。重力加速度大小g取10m/s2，求： （1）汽缸内理想气体压强p2； （2）物体A的质量m。 【答案】（1）；（2）m=60kg 【解析】 【详解】（1）对汽缸内气体分析 初状态 p1=2.4×105Pa V1=L1S 末状态 p2 V2=L2S 温度不变，由玻意耳定律 p1V1=p2V2 整理 代入数据得 （2）方法一 设大气压为p0，汽缸质量为M。初状态时对汽缸受力分析，由平衡条件有 末状态时对汽缸与物体A受力分析，由平衡条件有 联立并代入数据得 m=60kg 方法二 气体对汽缸上表面的压力增加量等于物体A的重力大小，则 代入数据得到 m=60kg 14. 如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时，气柱长度 为；当外界温度缓慢升高到时，气柱长度变为。已知外界大气压恒为，水柱长度不计。 （1）求温度变化过程中氮气对外界做的功； （2）求葫芦的容积； （3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留2位有效数字）。已知氮气在状态下的体积约为，阿伏伽德罗常数取。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由于水柱的长度不计，故封闭气体的压强始终等于大气压强。设大气压强为，塑料管的横截面积为，初、末态气柱的长度分别为，气体对外做的功为。根据功的定义有 解得 （2）设葫芦的容积为 ，封闭气体的初、末态温度分别为，体积分别为，根据盖—吕萨克定律有 联立以上各式并代入题给数据得 （3）设在状态下，氮气的体积为、温度为，封闭气体的体积为，被封闭氮气的分子个数为。根据盖一吕萨克定律有 其中 联立以上各式并代入题给数据得 个 15. 图甲为山地车的气压避震装置，主要由活塞、汽缸和弹簧组成。某研究小组将其放在光滑斜面上进行研究，简化结构如图乙，带有活塞A的导热汽缸B放置在倾角为的光滑斜面上，活塞用另一端固定的轻弹簧拉住，轻弹簧平行于斜面，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，初始状态活塞到汽缸底部的距离，汽缸底部到斜面底端挡板的距离，汽缸内气体的初始温度。已知汽缸质量，活塞的质量、横截面积，活塞能无摩擦滑动，重力加速度， 大气压。 （1）求初始状态下汽缸内气体压强； （2）对汽缸缓慢加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板。已知该封闭气体的内能U与温度T之间存在关系，若汽缸气密性良好，求该过程中气体吸收的热量Q； （3）为了检验该装置的气密性，实验小组将该装置固定在一平板车上加速下坡，如图丙所示，已知坡度，加速度，活塞到汽缸底部的距离，环境温度保持不变，通过计算分析汽缸的气密性是否良好，若不良好，求进气或漏气气体占原有气体的百分比？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）对汽缸受力分析可知 代入数据可得 （2）汽缸内气体的温度从上升到，汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板的过程中，可以看成等压变化，根据盖-吕萨克定律可知 其中 ， 解得 所以气体内能的变化 气体对外界所做的功 根据热力学第一定律 代入数据 （3）对汽缸受力分析，由牛顿第二定律 解得 ， 气体体积、温度不变，压强变大，所以是进气； 由等温变化过程，根据玻意耳定律 进气气体占原体积的百分比为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $