精品解析：河北沧州市沧县中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

高二物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用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. 下列说法正确的是（ ） A. 扩散现象是化学反应的结果 B. 单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点 C. 第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律 D. 当两分子间的距离小于平衡位置的间距时，分子间距略微变大，分子势能变小 2. 在真空环境中，从同一高度同时由静止释放铁球和羽毛，我们会看到的现象是（　　） A. 铁球和羽毛下落得一样快 B. 铁球下落快 C. 铁球和羽毛下落的快慢不具有规律性 D. 羽毛下落快 3. 玻璃管竖直漂浮在水中，水面范围足够大，如图甲所示。将玻璃管向下缓慢按压4cm后放手，忽略阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管，下列说法正确的是（ ） A. 回复力等于重力和浮力的合力 B. 振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒 C. 若按压的深度增加到5cm，则玻璃管上下振动的周期将变大 D. 在时间内，位移减小，加速度增大 4. 如图所示，金属极板受到紫外线照射会逸出光电子，逸出的光电子最大速率为。正对放置一金属网，在、之间加恒定电压。已知、间距为（远小于板长），光电子的质量为，电荷量为，则下列说法正确的是（ ） A. 、正对面积减小时，光电子到达的动能增大 B. 、间加大小为的反向电压时，电流表示数恰好为零 C. 光电子在从到的过程中沿轴方向的位移大小最大为 D. 沿任意方向逸出的光电子只要能到达，最大动能都是 5. 以状态为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的图像如图所示，虚线、为等温线。该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（ ） A. 过程，气体内能减小量大于气体对外界做的功 B. 一个循环过程中，外界对气体做的功等于气体对外界做的功 C. 过程气体向外界释放的热量等于过程气体从低温热源吸收的热量 D. 过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功 6. 我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核发生聚变反应释放的能量用来发电。氘核发生聚变反应的方程为，氘核的比结合能为，氦核的比结合能为，则下列说法正确的是（ ） A. 把分解成核子时，需要吸收的能量 B. 该反应放出的能量 C. 比结合能越大，原子核越稳定 D. 因为不知道中子的质量，所以无法计算该反应的能量变化 7. 一根粗细均匀、长度为的导热玻璃管倾斜放置，倾角为，管中长度为的水银封闭的理想气体的长度为，如图甲所示。现逆时针缓慢转动玻璃管至如图乙所示的竖直状态并固定，已知外界大气压强恒为，环境的热力学温度始终为，。对图乙中的封闭气体加热，使水银全部从玻璃管顶端溢出，封闭气体的热力学温度最低需达到（ ） A. B. C. D. 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. 一列波沿轴正方向传播的图像如图所示，时刻波恰好传到质点。已知波的频率为。下列说法正确的是（ ） A. 该波的波长 B. 质点起振的方向为沿轴正方向 C. 时，质点第一次运动到波峰 D. 内，质点运动的路程为 9. 某公司为了测试摩托车的性能，让两驾驶员分别驾驶摩托车在一平直路面上行驶，利用速度传感器测出摩托车A、B的速度随时间变化的规律并将其描绘在计算机中，如图所示，两摩托车在时同时到达目的地。下列说法正确的是（ ） A. 摩托车的加速度是摩托车的3倍 B. 在时刻，两辆摩托车距离最远 C. 在时间内，两辆摩托车间的最远距离为 D. 在时间内，两辆摩托车间的最远距离为 10. 下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ） A. 图甲是电子衍射实验，电子的衍射说明了电子具有波动性，说明物质波理论是正确的 B. 图乙是α粒子散射实验示意图，由α粒子散射实验可估算原子半径的数量级 C. 图丙是研究某种金属的光电效应规律所得的相关图像，由图丙可知，入射光2的频率大于入射光1的频率 D. 图丁放射源能放出α、β、γ三种射线，两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极连接，到达板的射线电离本领最强，不发生偏转的粒子可以用于治疗肿瘤 三、非选择题：共54分。 11. 小张同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图所示的一条纸带，每两个点间还有4个计时点没有画出，打点计时器所接的电源频率为50 Hz，答案均保留三位有效数字。 （1）根据纸带上的数据，计算打下C点时小车的瞬时速度vC=__________m/s。 （2）小车做匀变速直线运动的加速度大小a=__________m/s2。 12. 某同学用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图甲所示，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机依次连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）实验过程中，下列说法正确的是_____。 A. 推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 C. 推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分 （2）该同学测出了注射器内封闭气体的几组压强和体积的值后，以为纵轴、为横轴，画出如图乙所示的图像，则出现曲线的可能原因是______。 A. 实验过程中气体温度升高 B. 实验过程中气体温度降低 C. 实验过程中有漏气现象 13. 一只机器狗从静止开始，先以的加速度做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，总共发生的位移。求： （1）机器狗的最大速度； （2）机器狗运动的时间。 14. 如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形，，一束平行于的光线自边的点射入三棱镜，已知三棱镜的折射率，，光在真空中的传播速度为。求： （1）光在三棱镜中的传播速度大小及光在边的折射角； （2）画出光路图，并求出第一次从边射出的光在三棱镜中的传播时间。 15. 图为某同学设计的一款测量水深的装置。两汽缸M、N通过容积可忽略的细管连通，汽缸M上方开口，汽缸N上、下均封闭，两汽缸的横截面积分别为和，两密闭良好的轻薄活塞A、B距汽缸底部的距离均为，M中气体压强为，N中气体压强为。使用时将装置置入深水中，根据测量活塞相对汽缸的位置可测出水深。已知汽缸和活塞导热均良好，不计一切摩擦，汽缸内气体可视为理想气体，外界大气压强为（相当于高的水柱产生的压强），，忽略水的温度变化。 （1）第一次将该装置放在水下，稳定后活塞相对汽缸M移动了，求此处水深； （2）第二次将该装置放在水下，稳定后活塞相对汽缸M移动了，求此处水深； （3）第三次将该装置放在水下深处，求稳定后活塞相对汽缸移动的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟。 注意事项： 1、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用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. 下列说法正确的是（ ） A. 扩散现象是化学反应的结果 B. 单晶体有确定的熔点，多晶体没有确定的熔点 C. 第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第一定律 D. 当两分子间的距离小于平衡位置的间距时，分子间距略微变大，分子势能变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．扩散现象是分子永不停息做无规则热运动的结果，属于物理变化，不需要发生化学反应，故A错误； B．单晶体和多晶体都属于晶体，均有确定的熔点，只有非晶体没有确定熔点，故B错误； C．第二类永动机不违反能量守恒定律（即热力学第一定律），但违反了热力学第二定律，故C错误； D．当两分子间距小于平衡位置间距时，分子力表现为斥力，分子间距略微变大时，斥力做正功，分子势能减小，故D正确。 故选D。 2. 在真空环境中，从同一高度同时由静止释放铁球和羽毛，我们会看到的现象是（　　） A. 铁球和羽毛下落得一样快 B. 铁球下落快 C. 铁球和羽毛下落的快慢不具有规律性 D. 羽毛下落快 【答案】A 【解析】 【详解】在真空环境中，铁球和羽毛均只受到重力作用，加速度均为重力加速度，所以从同一高度同时由静止释放铁球和羽毛，铁球和羽毛下落得一样快。 故选A。 3. 玻璃管竖直漂浮在水中，水面范围足够大，如图甲所示。将玻璃管向下缓慢按压4cm后放手，忽略阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管，下列说法正确的是（ ） A. 回复力等于重力和浮力的合力 B. 振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒 C. 若按压的深度增加到5cm，则玻璃管上下振动的周期将变大 D. 在时间内，位移减小，加速度增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．玻璃管在水中竖直漂浮并上下振动，对其进行受力分析可知，它在竖直方向上仅受向下的重力和向上的浮力。当玻璃管偏离平衡位置时，正是重力和浮力的合力始终指向平衡位置，充当了玻璃管做简谐运动的回复力。故A正确； B．在玻璃管振动的过程中，不仅重力在做功，水的浮力也在对玻璃管做功。浮力做功导致玻璃管的机械能与水的机械能之间发生转移，因此玻璃管自身的机械能是不守恒的。故B错误； C．根据简谐运动的“等时性”规律，弹簧振子或浮子模型的振动周期仅由系统本身的性质决定，而与振幅大小完全无关。将按压深度由增加到，只是增大了振幅，玻璃管上下振动的周期将保持不变。故C错误； D．由图乙可知，时刻玻璃管处于负向最大位移处（最低点），时刻玻璃管回到平衡位置（）。所以在时间内，玻璃管向着平衡位置运动，其位移大小不断减小。根据简谐运动加速度的特征公式可知，加速度的大小与位移的大小成正比，因此加速度的大小也在不断减小，而不是增大。故D错误。 故选A。 4. 如图所示，金属极板受到紫外线照射会逸出光电子，逸出的光电子最大速率为。正对放置一金属网，在、之间加恒定电压。已知、间距为（远小于板长），光电子的质量为，电荷量为，则下列说法正确的是（ ） A. 、正对面积减小时，光电子到达的动能增大 B. 、间加大小为的反向电压时，电流表示数恰好为零 C. 光电子在从到的过程中沿轴方向的位移大小最大为 D. 沿任意方向逸出的光电子只要能到达，最大动能都是 【答案】D 【解析】 【详解】A．光电子到达N的动能由动能定理得 仅和初动能、电压有关，和MN正对面积无关，正对面积只影响光电流大小，不改变单个光电子动能。A错误。 B．遏止电压满足 得遏止电压 题目给出的反向电压是 仍有光电子能到达N，电流不为零，故B错误； C．光电子初速度分解为（垂直极板方向）和（平行极板方向）分量，方向加速度 当光电子初速度全部沿方向（，）时，方向位移最大时， 方向 代入 解得运动时间 最大位移 故C错误； D．根据动能定理，光电子从M到N，电场力做功恒为，因此末动能 光电子最大初动能为 因此只要能到达N，最大末动能就是 故D正确。 故选D。 5. 以状态为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的图像如图所示，虚线、为等温线。该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源和高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（ ） A. 过程，气体内能减小量大于气体对外界做的功 B. 一个循环过程中，外界对气体做的功等于气体对外界做的功 C. 过程气体向外界释放的热量等于过程气体从低温热源吸收的热量 D. 过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．依题意，卡诺逆循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成，分析图像可知，的过程为绝热过程，有，由热力学第一定律，得，A错误； B．图像，图线与坐标轴所围的面积等于气体做功的多少，由图可知 的过程，气体体积增大，气体对外界做功的多少设为 的过程，气体体积减小，外界对气体做功的多少设为，分析可知，一个循环过程，，即外界对气体做的功大于气体对外界做的功，B错误； C．为等温过程，，由热力学第一定律，有，外界对气体做功，气体向外界释放热量 也为等温过程，，由热力学第一定律，有，气体对外界做功，气体从低温热源吸收热量 根据前面的结论，可知，则，即过程气体向外界释放的热量大于过程气体从低温热源吸收的热量，C错误； D．根据前面分析，知和的过程为绝热过程，有 虚线、为等温线，则有，，得 由热力学第一定律，得过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功，D正确。 故选D。 【点睛】 6. 我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核发生聚变反应释放的能量用来发电。氘核发生聚变反应的方程为，氘核的比结合能为，氦核的比结合能为，则下列说法正确的是（ ） A. 把分解成核子时，需要吸收的能量 B. 该反应放出的能量 C. 比结合能越大，原子核越稳定 D. 因为不知道中子的质量，所以无法计算该反应的能量变化 【答案】C 【解析】 【详解】A．比结合能是原子核总结合能与核子数的比值，1个含2个核子，总结合能为，分解为核子时需要吸收的能量，故A错误； B．核反应释放的能量等于生成物总结合能减去反应物总结合能。反应前2个氘核总结合能为，反应后总结合能为，中子为自由核子、结合能为0，因此释放能量为，故B错误； C．比结合能是原子核稳定程度的标志，比结合能越大，原子核越稳定，故C正确； D．通过题干给出的反应物、生成物的比结合能即可直接计算反应的能量变化，不需要中子质量，故D错误。 故选C。 7. 一根粗细均匀、长度为的导热玻璃管倾斜放置，倾角为，管中长度为的水银封闭的理想气体的长度为，如图甲所示。现逆时针缓慢转动玻璃管至如图乙所示的竖直状态并固定，已知外界大气压强恒为，环境的热力学温度始终为，。对图乙中的封闭气体加热，使水银全部从玻璃管顶端溢出，封闭气体的热力学温度最低需达到（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】甲图中封闭气体的压强为 竖直放置且液体未溢出时，封闭气体的压强为p2=p0+p液=76cmHg+34cmHg=110cmHg 当液体竖直放置且上表面到达管口时，根据查理定律得 解得T2=343.75K 继续加热则有液体溢出，气柱与液柱长度之和为84cm，设此时液柱长为x，则 代入数据可得 可知该过程中T3 的最大值为400 K ，因此封闭气体热力学温度最低需达到400 K 。 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. 一列波沿轴正方向传播的图像如图所示，时刻波恰好传到质点。已知波的频率为。下列说法正确的是（ ） A. 该波的波长 B. 质点起振的方向为沿轴正方向 C. 时，质点第一次运动到波峰 D. 内，质点运动的路程为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图像读出相邻波谷间距为，即该波波长，故A错误； B．波沿轴正方向传播，且时刻波刚到达质点，根据波的平移规律可知，质点起振方向沿轴负方向，故B错误； C．波的频率，周期 波速 由图可知、两点之间的距离 波从传到的时间 质点起振方向同样沿轴负方向，经过第一次到达波峰，即 质点第一次运动到波峰，故C正确； D．由图可知振幅，因为 且质点从平衡位置起振，所以在一个周期内路程为，再经过运动的路程为，则内质点运动的总路程，故D正确。 故选CD。 9. 某公司为了测试摩托车的性能，让两驾驶员分别驾驶摩托车在一平直路面上行驶，利用速度传感器测出摩托车A、B的速度随时间变化的规律并将其描绘在计算机中，如图所示，两摩托车在时同时到达目的地。下列说法正确的是（ ） A. 摩托车的加速度是摩托车的3倍 B. 在时刻，两辆摩托车距离最远 C. 在时间内，两辆摩托车间的最远距离为 D. 在时间内，两辆摩托车间的最远距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据图像的斜率表示加速度，可得摩托车的加速度大小 摩托车的加速度大小，故A错误； BCD．根据图像与时间轴围成的面积表示位移，可知在内两辆摩托车的位移分别为 由于两辆摩托车在时同时到达目的地，说明在时刻两者处在同一位置，由此逆推可知，在时刻，摩托车位于摩托车后方，两车相距 由图像可知，在的全过程（除时刻外）中，始终有，后面的摩托车一直在追赶前面的摩托车，两车之间的距离不断减小，因此在时刻，两辆摩托车距离最远，且最远距离为，故BD正确，C错误。 故选BD。 10. 下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ） A. 图甲是电子衍射实验，电子的衍射说明了电子具有波动性，说明物质波理论是正确的 B. 图乙是α粒子散射实验示意图，由α粒子散射实验可估算原子半径的数量级 C. 图丙是研究某种金属的光电效应规律所得的相关图像，由图丙可知，入射光2的频率大于入射光1的频率 D. 图丁放射源能放出α、β、γ三种射线，两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极连接，到达板的射线电离本领最强，不发生偏转的粒子可以用于治疗肿瘤 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图甲是电子衍射实验，衍射是波特有的现象，电子的衍射说明了电子具有波动性，从而说明物质波理论是正确的，故A正确； B．图乙是α粒子散射实验示意图，由α粒子散射实验可估算原子核半径的数量级，而不是原子半径的数量级，故B错误； C．根据光电效应方程 遏止电压关系 可知遏止电压大小 由图丙可知，入射光1对应的遏止电压绝对值更大，即 说明入射光1的频率大于入射光2的频率，故C错误； D．由图丁可知，板带正电，板带负电，放射源放出的三种射线中，由于α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，故打在板上的是β射线，打在板上的是α射线，不发生偏转的是γ射线，γ射线的穿透能力最强，可用于治疗肿瘤，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：共54分。 11. 小张同学在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，选出了如图所示的一条纸带，每两个点间还有4个计时点没有画出，打点计时器所接的电源频率为50 Hz，答案均保留三位有效数字。 （1）根据纸带上的数据，计算打下C点时小车的瞬时速度vC=__________m/s。 （2）小车做匀变速直线运动的加速度大小a=__________m/s2。 【答案】（1）0.902 （2）2.00 【解析】 【小问1详解】 相邻两点间的时间间隔 则打下点时小车的速度 【小问2详解】 根据逐差法，小车做匀变速直线运动的加速度大小 解得 12. 某同学用压强传感器探究气体等温变化的规律，实验装置如图甲所示，操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机依次连接起来； ②缓慢移动活塞至某位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）实验过程中，下列说法正确的是_____。 A. 推拉活塞时，动作要快，以免气体进入或漏出 B. 活塞移至某位置时，应迅速记录此时注射器内气柱的长度和气体的压强值 C. 推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分 （2）该同学测出了注射器内封闭气体的几组压强和体积的值后，以为纵轴、为横轴，画出如图乙所示的图像，则出现曲线的可能原因是______。 A. 实验过程中气体温度升高 B. 实验过程中气体温度降低 C. 实验过程中有漏气现象 【答案】（1）C （2）A 【解析】 【小问1详解】 A．推拉活塞时，动作要慢，使得气体有充分的时间与外界进行热交换，以保证气体的温度与室温保持一致，故A错误； B．活塞移至某位置时，应待示数稳定后再记录此时封闭气体的体积和气体的压强值，不能迅速记录，故B错误； C．推拉活塞时，手不可以握住注射器气体部分，以免手掌上的热量传递给注射器内的气体，改变气体的温度，影响等温条件的成立，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 根据理想气体状态方程 可知 在图像中，图线上的点与原点连线的斜率成正比于气体的温度，由图乙可知，随着体积的减小，图线的斜率逐渐变大，说明气体的温度升高了，或者质量变大了。 故选A。 13. 一只机器狗从静止开始，先以的加速度做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，总共发生的位移。求： （1）机器狗的最大速度； （2）机器狗运动的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由匀加速直线运动速度公式得 解得 【小问2详解】 在匀加速阶段，有 匀速阶段有 根据题意 解得 14. 如图所示，三棱镜的横截面为直角三角形，，一束平行于的光线自边的点射入三棱镜，已知三棱镜的折射率，，光在真空中的传播速度为。求： （1）光在三棱镜中的传播速度大小及光在边的折射角； （2）画出光路图，并求出第一次从边射出的光在三棱镜中的传播时间。 【答案】（1）， （2）， 【解析】 【小问1详解】 光在三棱镜中的传播速度大小为 由几何关系可知，入射光线平行于射入面，法线垂直于面，故入射角，根据光的折射定律有 解得 则光在边的折射角 【小问2详解】 在中，根据几何关系，折射光线与面的夹角为，由于，故为等腰三角形，光在其中传播的距离 由几何关系可得到的距离 光线射到面时，法线垂直于面，入射角，三棱镜发生全反射的临界角满足 由于 可知光线在面上发生了全反射，由光的反射定律及几何关系可知，反射光线与面的夹角也为，在直角中， 故反射光线在三棱镜中传播的距离 光在三棱镜中传播的总路程 则第一次从边射出的光在三棱镜中的传播时间 15. 图为某同学设计的一款测量水深的装置。两汽缸M、N通过容积可忽略的细管连通，汽缸M上方开口，汽缸N上、下均封闭，两汽缸的横截面积分别为和，两密闭良好的轻薄活塞A、B距汽缸底部的距离均为，M中气体压强为，N中气体压强为。使用时将装置置入深水中，根据测量活塞相对汽缸的位置可测出水深。已知汽缸和活塞导热均良好，不计一切摩擦，汽缸内气体可视为理想气体，外界大气压强为（相当于高的水柱产生的压强），，忽略水的温度变化。 （1）第一次将该装置放在水下，稳定后活塞相对汽缸M移动了，求此处水深； （2）第二次将该装置放在水下，稳定后活塞相对汽缸M移动了，求此处水深； （3）第三次将该装置放在水下深处，求稳定后活塞相对汽缸移动的距离。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设初始状态下，活塞B上方的气体（记为气体1）压强为，体积为；活塞B下方的气体（记为气体2）压强为，体积为。由题意知，汽缸M上方开口，不计轻薄活塞的质量和摩擦，可知气体1的初始压强，气体2的初始压强，对于活塞B，由于，活塞B初始时必然被向上顶在汽缸N的最上端，此时活塞B处于平衡状态，受顶部向下的弹力，根据活塞B距汽缸底部的距离为可知，汽缸N的总高度恰好为，因此气体1初始仅分布在汽缸M中，体积 气体2初始分布在整个汽缸N中，体积 当装置置于水下深度处时，设活塞B未移动，活塞A相对汽缸M下移，气体1发生等温变化，气体1体积变为 由玻意耳定律 即 解得 因为，活塞B确实不会移动，假设成立。根据液体压强公式，活塞A处的压强 已知相当于高的水柱产生的压强，即 解得 【小问2详解】 当活塞A相对汽缸M下移时，设活塞B向下移动了，此时活塞B离开顶部，气体1、2的压强必然相等，设为，气体1的体积 气体2的体积 对气体1，由玻意耳定律有 对气体2，由玻意耳定律有 解得 将代入得 由 解得 【小问3详解】 当装置放在水下深处时，水对活塞A产生的压强为 假设活塞A恰好移动到汽缸M底部，此时气体1全部被压入汽缸N上方，设此时活塞B向下移动了，内部气体压强为,对气体1有 对气体2有 联立解得， 由于外界水压，说明活塞A已经完全到达汽缸M底部，受到汽缸底部的向上支持力而处于平衡，气体体积无法进一步缩小，内部气体压强保持为最大值不变，因此稳定后活塞B相对汽缸N移动的距离即为A恰好到底部时的距离，即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $