精品解析:上海交通大学附属中学2025-2026学年高二下学期期中物理试题
2026-06-22
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2份
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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-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 上海市 |
| 地区(市) | 上海市 |
| 地区(区县) | 宝山区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 5.13 MB |
| 发布时间 | 2026-06-22 |
| 更新时间 | 2026-06-22 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58450130.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年度第二学期
高二物理期中考试卷
(满分100分,60分钟完成。答案一律写在答题纸上。)
特别提示:
1.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项,但不可全选。本试卷标注“不定项”的试题,每小题可以选一个、两个或三个选项。未特别标注的选择题,每小题只能选一个选项。
2.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
3.除特殊说明外,本卷所用重力加速度g大小均取9.8m/s2。
一、饮水鸟
“饮水鸟”是一种神奇的玩具,只要面前放一杯水,小鸟就可以不停地“喝水”。小鸟体内装有某种纯液体,鸟的头部和腹部液面上方只有该液体处于“饱和”状态的蒸气。
1. 如图,饮水鸟绕着O点不停摆动,A、B是鸟上两点,已知OA>OB。
(1)在摆动过程中( )
A.A、B两点的线速度相同
B.A、B两点的角速度相同
C.A、B两点的向心加速度方向相同
D.B点的向心加速度比A点的向心加速度大
(2)饮水鸟刚由直立变成“喝水”状态,鸟的重心( )
A.一直升高 B.一直降低 C.先升高再降低 D.先降低再升高
2. 已知该液体为甲、乙中的一种,液体甲和乙处于饱和状态的蒸气的压强随温度变化如图所示。
(1)饮水鸟体内应该填充液体________。(选填“甲”或“乙”)
(2)要使饮水鸟能低头“喝水”,则头部温度T1与腹部温度T2的关系为( )
A. B. C. D.无法判断
(3)水鸟上下运动的能量来源是( )
A.鸟嘴上水的内能 B.水杯中水的重力势能
C.鸟嘴周围空气的内能 D.没有来源,因为饮水鸟是永动机
二、原子核
天然放射现象意味着原子核内部还有结构,这也使得科学家开始研究原子核内部。
3. 中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210(),并精确测量了其衰变特性,衰变方程为,半衰期为1.2ms。则( )
A. x=89
B. 该反应为β衰变
C. 20个原子核经2.4ms剩下5个
D. 20个原子核经2.4ms剩下15个
4. 镤210的合成反应为,由此可推断式中X是( )
A. 质子 B. 电子 C. α粒子 D. 中子
5. 人们经常称比较可靠的朋友为“老铁”,这是有科学依据的,图中Fe原子核的平均核子质量最小,则它的平均结合能最________。重核A分裂成核B和C,会________能量。
6. 加速器是研究核物理常用的装置。如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆筒A、B、C、D、E组成,相邻金属圆筒分别接在电源的两端。质子以初速度v0从O点沿轴线进入加速器,质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T,在金属圆筒之间的狭缝被电场加速,加速时电压U大小相同。质子电量为e,质量为m,不计质子经过狭缝的时间(图中狭缝仅为示意图)。
(1)MN之间所加的电压是否为交变电压,如果是求出周期,如果不是说明理由。
(2)求圆筒E的长度L。
三、原子结构与光谱
原子和分子的光谱,源于原子和分子的结构。各种原子或分子的结构不同,就可以产生自己的特征光谱,好比指纹一样。
7. 如图甲所示为a、b、c、d四种元素的明线光谱,图乙是某矿物的明线光谱。图中等间隔短线表示刻度。通过光谱分析可以了解该矿物含有( )
A. a元素 B. b元素 C. c元素 D. d元素
8. 卢瑟福提出了“原子核式结构模型”,氢原子的核外电子绕静止的原子核做匀速圆周运动,设电子轨道半径为r、静电力常量为k、元电荷为e,则电子的动能为________;若规定无穷远处电势为零,则原子的动能和电势能之和为________。
9. 实验表明,氢原子光谱不是连续的,波长可以用广义巴耳末公式来计算,式中为波长,R为里德伯常量,,2,3…,、、…。已知电子质量为,普朗克常量为h,真空中的光速是c,静电力常量为k,元电荷为e,由玻尔的原子模型,电子的轨道半径r和动量必须满足量子化条件,n是轨道量子数,可以取1、2、3……等正整数。求出里德伯常量R的表达式为______________。
四、核聚变
可控核聚变正处于从基础研究迈向工程化应用的阶段。中科院宣布紧凑型聚变能实验装置(BEST)正在安装,中国“人造太阳”预计2027年竣工。
10. BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度,则( )
A. 燃料会发生链式反应
B. 聚变反应需要高温,所以反应吸收能量
C. 若反应物为和,生成物为,则聚变反应方程为
D. 高温的目的是使原子核具有足够大的动能,能够克服库仑斥力,从而发生核聚变
11. 托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器,其结构较为复杂。在简化模型中,可以认为等离子体中带电粒子在某环向运动截面上做匀速圆周运动,粒子动能与等离子体的温度成正比。当等离子体温度为,磁感应强度大小为时,带电粒子在环向场线圈磁场中的运动半径为R;如果等离子体温度为,为了使等离子体在环向场线圈磁场中的运动半径仍为R,则所需的磁感应强度B应为( )
A. B. C. D.
12. 与核裂变反应相比,核聚变反应具有以下优点( )
A. 轻核聚变产能效率高 B. 燃料储量丰富
C. 对环境污染小 D. 反应更容易发生
13. 如果可控核聚变能够工程化应用,相信可以大大降低能源成本,便于我们做各类实验。如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为V1=750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度T1=300K、压强p1=2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加水平恒力,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度T2=350K的状态3,气体内能增加∆U=63.8J。已知大气压强p0=1.01×105Pa,隔板厚度不计。
(1)气体从状态1到状态2( )
A.是可逆过程 B.是不可逆过程 C.分子平均动能增大 D.分子平均动能减小
(2)(计算)求电阻丝C放出的热量Q_____。
五、光的波粒二象性
光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验,逐渐揭开了光的神秘面纱。
14. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片,测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比( )
A. 增加 B. 不变 C. 减小
15. 实验小组用如图甲所示电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量之间的关系。阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,阴极K在受到光照时能够发射光电子。请回答以下问题:
(1)断开开关,当入射光的频率增大到某一数值νc时,电流表示数瞬间不为0,νc为( )
A.入射光的截止频率 B.阴极的截止频率 C.阳极的截止频率
(2)测量反向遏止电压时,滑片P应置于图甲中________区间(选填“Oa”或“Ob”)。经多次实验,测得如下数据:
入射光频率v(×1014 Hz)
5.64
5.89
6.10
6.30
6.50
反向遏止电压Uc(V)
0.54
0.66
0.71
0.81
0.88
在图乙坐标纸中绘制Uc-ν关系图像,请描绘剩余的两个点并作出最佳拟合直线________,计算得图像的斜率k=________V/Hz(保留两位有效数字),已知元电荷为e,则普朗克常量h=________(用字母k、e表示)。
六、泡泡和气球
泡泡和气球深受小朋友和大朋友的喜爱。
16. 如图所示是一个肥皂泡。则肥皂泡( )
A. 表面分子间表现为引力 B. 泡内气体压强小于外部气体压强
C. 表面呈彩色是因为光的衍射 D. 表面呈彩色是因为光的干涉
17. 如图所示,气球质量为30kg,载有质量为60kg的人,静止在空气中距地面15m高的地方,气球下方悬挂一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则绳长至少为(不计人的身高,可以把人看作质点)( )
A. 7.5m B. 15m C. 30m D. 45m
18. 用一个体积为V、压强为25p的氦气瓶给气球充气,每个气球需要充入压强为p、体积为的氦气,充气过程小气球和氦气罐的温度都与环境温度一致,气瓶和气球中的气体均视为理想气体,忽略漏气等损耗。
(1)若两只气球处于不同的环境温度和,气球内分子的速率分布如图所示,则( )
A. B. C. D.无法判断
(2)(计算)求这样的1个氦气瓶可以充满多少个氦气球?________
(3)(计算)若p=1.2×105Pa,将气球视为球体,其半径为r=10cm,环境温度T=27℃,估算这样的一个气球内的氦气分子数_________。已知普适气体常量R=8.31J/(mol∙K),阿伏伽德罗常数为6.02×1023mol-1,结果保留3位有效数字。
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2025-2026学年度第二学期
高二物理期中考试卷
(满分100分,60分钟完成。答案一律写在答题纸上。)
特别提示:
1.本试卷标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项,但不可全选。本试卷标注“不定项”的试题,每小题可以选一个、两个或三个选项。未特别标注的选择题,每小题只能选一个选项。
2.本试卷标注“计算”“简答”“论证”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
3.除特殊说明外,本卷所用重力加速度g大小均取9.8m/s2。
一、饮水鸟
“饮水鸟”是一种神奇的玩具,只要面前放一杯水,小鸟就可以不停地“喝水”。小鸟体内装有某种纯液体,鸟的头部和腹部液面上方只有该液体处于“饱和”状态的蒸气。
1. 如图,饮水鸟绕着O点不停摆动,A、B是鸟上两点,已知OA>OB。
(1)在摆动过程中( )
A.A、B两点的线速度相同
B.A、B两点的角速度相同
C.A、B两点的向心加速度方向相同
D.B点的向心加速度比A点的向心加速度大
(2)饮水鸟刚由直立变成“喝水”状态,鸟的重心( )
A.一直升高 B.一直降低 C.先升高再降低 D.先降低再升高
2. 已知该液体为甲、乙中的一种,液体甲和乙处于饱和状态的蒸气的压强随温度变化如图所示。
(1)饮水鸟体内应该填充液体________。(选填“甲”或“乙”)
(2)要使饮水鸟能低头“喝水”,则头部温度T1与腹部温度T2的关系为( )
A. B. C. D.无法判断
(3)水鸟上下运动的能量来源是( )
A.鸟嘴上水的内能 B.水杯中水的重力势能
C.鸟嘴周围空气的内能 D.没有来源,因为饮水鸟是永动机
【答案】1. ①. B ②. A
2. ①. 甲 ②. B ③. C
【解析】
【1题详解】
[1]
B.A、B两点绕O点同轴转动,因此角速度相同,故B正确;
A. 由,,可得,故A错误;
C.向心加速度方向均指向转轴O,两点位置不同,向心加速度方向不同,故C错误;
D.由,,可得,故D错误。
故选B。
[2]饮水鸟直立时,液体集中在支点O下方的腹部,重心较低;从直立变为喝水的过程中,液体逐渐从腹部流向O上方的头部,重心随液体持续上移,因此重心一直升高。
故选A。
【2题详解】
[1]饮水鸟需要利用温度差产生压强差推动液体流动,甲的饱和蒸气压随温度变化更显著,相同温度差下能产生足够推动液体的压强差,满足工作要求。
故选甲。
[2]要让液体从腹部流向头部,需要腹部的饱和蒸气压大于头部的饱和蒸气压;由图可知饱和蒸气压越高对应温度越高,因此腹部温度头部温度。
故选B。
[3]饮水鸟工作时,头部沾附的水蒸发吸热,热量来自周围空气,能量来源于鸟嘴周围空气的内能;饮水鸟不是永动机,需要消耗外界内能,故C正确,ABD错误。
故选C。
二、原子核
天然放射现象意味着原子核内部还有结构,这也使得科学家开始研究原子核内部。
3. 中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210(),并精确测量了其衰变特性,衰变方程为,半衰期为1.2ms。则( )
A. x=89
B. 该反应为β衰变
C. 20个原子核经2.4ms剩下5个
D. 20个原子核经2.4ms剩下15个
4. 镤210的合成反应为,由此可推断式中X是( )
A. 质子 B. 电子 C. α粒子 D. 中子
5. 人们经常称比较可靠的朋友为“老铁”,这是有科学依据的,图中Fe原子核的平均核子质量最小,则它的平均结合能最________。重核A分裂成核B和C,会________能量。
6. 加速器是研究核物理常用的装置。如图所示的直线加速器由沿轴线分布的金属圆筒A、B、C、D、E组成,相邻金属圆筒分别接在电源的两端。质子以初速度v0从O点沿轴线进入加速器,质子在金属圆筒内做匀速运动且时间均为T,在金属圆筒之间的狭缝被电场加速,加速时电压U大小相同。质子电量为e,质量为m,不计质子经过狭缝的时间(图中狭缝仅为示意图)。
(1)MN之间所加的电压是否为交变电压,如果是求出周期,如果不是说明理由。
(2)求圆筒E的长度L。
【答案】3. A 4. D
5. ①. 大 ②. 释放
6. ①. 是,周期为2T ②.
【解析】
【3题详解】
A.根据衰变过程电荷数守恒,得,故A正确;
B.该衰变放出氦核,属于衰变,故B错误;
CD.半衰期是统计规律,仅对大量原子核成立,无法确定少量原子核衰变后的剩余数量,故CD错误。
故选A。
【4题详解】
反应前后电荷数、质量数守恒,总电荷数:左边,右边Pa电荷数为91,因此总电荷数为0,单个电荷数为0;
总质量数:左边,右边Pa质量数为210,因此总质量数为5,单个质量数为1;
电荷数为0、质量数为1的粒子是中子。
故选D。
【5题详解】
[1]原子核平均核子质量越小,结合越稳定,平均结合能越大,因此Fe的平均结合能最大;
[2] 重核A分裂为中等质量的B、C后,平均核子质量减小,发生质量亏损,根据质能方程,会释放能量。
【6题详解】
[1]质子每次经过狭缝都需要被加速,因此质子每次到达狭缝时电场方向需要反向;质子在每个圆筒内运动时间均为,即每经过时间电场需要换向一次,因此交变电压的周期为。
[2] E是第5个圆筒,质子进入E筒前共经过4次加速,由动能定理
解得E筒内质子速度
质子在E筒内做匀速直线运动,运动时间为,因此E筒长度
三、原子结构与光谱
原子和分子的光谱,源于原子和分子的结构。各种原子或分子的结构不同,就可以产生自己的特征光谱,好比指纹一样。
7. 如图甲所示为a、b、c、d四种元素的明线光谱,图乙是某矿物的明线光谱。图中等间隔短线表示刻度。通过光谱分析可以了解该矿物含有( )
A. a元素 B. b元素 C. c元素 D. d元素
8. 卢瑟福提出了“原子核式结构模型”,氢原子的核外电子绕静止的原子核做匀速圆周运动,设电子轨道半径为r、静电力常量为k、元电荷为e,则电子的动能为________;若规定无穷远处电势为零,则原子的动能和电势能之和为________。
9. 实验表明,氢原子光谱不是连续的,波长可以用广义巴耳末公式来计算,式中为波长,R为里德伯常量,,2,3…,、、…。已知电子质量为,普朗克常量为h,真空中的光速是c,静电力常量为k,元电荷为e,由玻尔的原子模型,电子的轨道半径r和动量必须满足量子化条件,n是轨道量子数,可以取1、2、3……等正整数。求出里德伯常量R的表达式为______________。
【答案】7. AC 8. ①. ②.
9.
【解析】
【7题详解】
将图乙中矿物的明线光谱与图甲中四种元素的光谱进行对照,可以发现元素 和元素的所有特征谱线均能在图乙中找到对应的谱线,说明该矿物中含有元素 和元素,故A、C正确。
故选AC。
【8题详解】
[1]电子绕原子核做匀速圆周运动,由静电力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得电子的动能为
[2]规定无穷远处电势为零,则电子在轨道半径为处的电势能为
则原子的动能和电势能之和为
【9题详解】
根据玻尔模型,电子做圆周运动的向心力由静电力提供,即
结合量子化条件
联立解得轨道半径
原子处于量子数为 的能级时的总能量为
代入轨道半径可得
当原子从高能级 跃迁到低能级时(),辐射光子的能量为
根据光子能量与波长的关系有
整理可得
对比广义巴耳末公式
可得里德伯常量表达式为
四、核聚变
可控核聚变正处于从基础研究迈向工程化应用的阶段。中科院宣布紧凑型聚变能实验装置(BEST)正在安装,中国“人造太阳”预计2027年竣工。
10. BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度,则( )
A. 燃料会发生链式反应
B. 聚变反应需要高温,所以反应吸收能量
C. 若反应物为和,生成物为,则聚变反应方程为
D. 高温的目的是使原子核具有足够大的动能,能够克服库仑斥力,从而发生核聚变
11. 托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器,其结构较为复杂。在简化模型中,可以认为等离子体中带电粒子在某环向运动截面上做匀速圆周运动,粒子动能与等离子体的温度成正比。当等离子体温度为,磁感应强度大小为时,带电粒子在环向场线圈磁场中的运动半径为R;如果等离子体温度为,为了使等离子体在环向场线圈磁场中的运动半径仍为R,则所需的磁感应强度B应为( )
A. B. C. D.
12. 与核裂变反应相比,核聚变反应具有以下优点( )
A. 轻核聚变产能效率高 B. 燃料储量丰富
C. 对环境污染小 D. 反应更容易发生
13. 如果可控核聚变能够工程化应用,相信可以大大降低能源成本,便于我们做各类实验。如图所示,一个固定在水平面上的绝热容器被隔板A分成体积均为V1=750cm3的左右两部分。面积为S=100cm2的绝热活塞B被锁定,隔板A的左侧为真空,右侧中一定质量的理想气体处于温度T1=300K、压强p1=2.04×105Pa的状态1。抽取隔板A,右侧中的气体就会扩散到左侧中,最终达到状态2。然后解锁活塞B,同时施加水平恒力,仍使其保持静止,当电阻丝C加热时,活塞B能缓慢滑动(无摩擦),使气体达到温度T2=350K的状态3,气体内能增加∆U=63.8J。已知大气压强p0=1.01×105Pa,隔板厚度不计。
(1)气体从状态1到状态2( )
A.是可逆过程 B.是不可逆过程 C.分子平均动能增大 D.分子平均动能减小
(2)(计算)求电阻丝C放出的热量Q_____。
【答案】10. D 11. B 12. ABC
13. ①. B ②. 89.3J
【解析】
【10题详解】
A.链式反应是核裂变的特征,核聚变不发生链式反应,故A错误;
B.核聚变需要高温启动,反应过程会释放大量核能,故B错误;
C.聚变反应正确方程为,故C错误;
D.高温使原子核获得足够大动能,克服原子核间的库仑斥力,才能接近到核力作用范围发生聚变,故D正确。
故选D。
【11题详解】
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动
动能
整理得,由题意,且 不变,因此
解得
故选B。
【12题详解】
A.核聚变相比核裂变:相同质量的核燃料聚变产能更高,故A正确;
B.核聚变燃料氘等在海水中储量极丰富,故B正确;
C.核聚变生成物无放射性污染,对环境更友好,故C正确;
D.核聚变需要上亿度高温,比裂变更难发生,故D错误。
故选ABC。
【13题详解】
[1]
AB.气体向真空自由扩散是自发的不可逆过程,故A错误,B正确;
CD.容器绝热
自由扩散过程
由可得理想气体内能不变,温度不变,分子平均动能不变,故CD错误。
故选B。
[2]状态1到状态2,理想气体温度不变,由玻意耳定律,
得
状态2到状态3为等压变化,由盖-吕萨克定律
代入数据得
体积变化
外界对气体做功
由热力学第一定律
气体内能增加∆U=63.8J,需吸收热量,故电阻丝C放出的热量
五、光的波粒二象性
光的行为曾令物理学家感到困惑。双缝干涉、光电效应等具有里程碑意义的实验,逐渐揭开了光的神秘面纱。
14. 在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中,在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片,测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比( )
A. 增加 B. 不变 C. 减小
15. 实验小组用如图甲所示电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色(频率)等物理量之间的关系。阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,阴极K在受到光照时能够发射光电子。请回答以下问题:
(1)断开开关,当入射光的频率增大到某一数值νc时,电流表示数瞬间不为0,νc为( )
A.入射光的截止频率 B.阴极的截止频率 C.阳极的截止频率
(2)测量反向遏止电压时,滑片P应置于图甲中________区间(选填“Oa”或“Ob”)。经多次实验,测得如下数据:
入射光频率v(×1014 Hz)
5.64
5.89
6.10
6.30
6.50
反向遏止电压Uc(V)
0.54
0.66
0.71
0.81
0.88
在图乙坐标纸中绘制Uc-ν关系图像,请描绘剩余的两个点并作出最佳拟合直线________,计算得图像的斜率k=________V/Hz(保留两位有效数字),已知元电荷为e,则普朗克常量h=________(用字母k、e表示)。
【答案】14. B 15. ①. B ②. Ob ③. 见解析 ④. ⑤.
【解析】
【14题详解】
条纹间距公式为:
加偏振片不会改变光的波长,因此条纹间距不变,故选B。
【15题详解】
(1)[1]当入射光频率增大到某一数值时,电流瞬间不为0,说明此时阴极K刚好能发射光电子,是阴极K的截止频率,故选B。
(2)[2]测量遏止电压时,阴极K和阳极A之间的电场应为减速电场,即电子向左减速,电子所受电场力方向向右,电场强度方向向左,阳极A的电势比阴极K的电势低,可知,滑片P应置于图甲中的Ob区间。
[3]根据表格中的数据描点,用直线将点迹连接起来,使点迹均匀分布在直线两侧,如图所示。
[4]根据上述所描绘的关系图像,计算斜率:
[5]根据光电效应方程:
根据动能定理:
联立解得遏止电压与频率的关系:
结合关系图像的斜率,可得:
因此普朗克常量:
六、泡泡和气球
泡泡和气球深受小朋友和大朋友的喜爱。
16. 如图所示是一个肥皂泡。则肥皂泡( )
A. 表面分子间表现为引力 B. 泡内气体压强小于外部气体压强
C. 表面呈彩色是因为光的衍射 D. 表面呈彩色是因为光的干涉
17. 如图所示,气球质量为30kg,载有质量为60kg的人,静止在空气中距地面15m高的地方,气球下方悬挂一根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则绳长至少为(不计人的身高,可以把人看作质点)( )
A. 7.5m B. 15m C. 30m D. 45m
18. 用一个体积为V、压强为25p的氦气瓶给气球充气,每个气球需要充入压强为p、体积为的氦气,充气过程小气球和氦气罐的温度都与环境温度一致,气瓶和气球中的气体均视为理想气体,忽略漏气等损耗。
(1)若两只气球处于不同的环境温度和,气球内分子的速率分布如图所示,则( )
A. B. C. D.无法判断
(2)(计算)求这样的1个氦气瓶可以充满多少个氦气球?________
(3)(计算)若p=1.2×105Pa,将气球视为球体,其半径为r=10cm,环境温度T=27℃,估算这样的一个气球内的氦气分子数_________。已知普适气体常量R=8.31J/(mol∙K),阿伏伽德罗常数为6.02×1023mol-1,结果保留3位有效数字。
【答案】16. AD 17. D
18. ①. B ②. 1200 ③.
【解析】
【16题详解】
A.肥皂泡表面层分子间距大于液体内部分子间距,分子间表现为引力,存在表面张力,故A正确;
B.由于表面张力的收缩作用,肥皂泡内气体压强大于外部压强,故B错误;
CD.肥皂泡表面的彩色是肥皂薄膜前后表面反射的光发生薄膜干涉形成的,故C错误,D正确。
故选AD。
【17题详解】
人和气球组成的系统初始静止,符合人船模型,由动量守恒
可得
人要到达地面,向下位移,绳长至少为人向下位移加气球向上位移
故选D。
【18题详解】
[1] 温度越高,气体分子平均速率越大,速率分布曲线的峰值向高速区偏移,且峰值更低,曲线更平缓。图中峰值靠右、峰值更低,因此
故选B。
[2] 充气过程温度不变,由玻意耳定律
解得n=1200,即可以充满1200个氦气球
[3] 由理想气体状态方程
分子数
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