精品解析：江西省南昌市第二中学2024-2025学年高二下学期5月月考物理试题

南昌二中2024-2025学年度下学期高二物理月考（二） 一、单选题（每题4分，共28分。选错或未选0分。） 1. 正方体a、b、c平放在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。则（　　） A. a、b等大 B. a、c等大 C. b、c等大 D. a、b、c都不等大 【答案】A 【解析】 【详解】单色平行光垂直照射平板玻璃，上、下玻璃上表面的反射光在上玻璃上表面发生干涉，形成干涉条纹，光程差为两块玻璃距离的两倍，根据光的干涉知识可知，同一条干涉条纹位置处光的波程差相等，即a和 b等大，不同的干涉条纹位置处光的波程差不同，则c的大小与a的大小不相等。 故选A。 2. 如图所示，一细线竖直悬挂汽缸的活塞，使汽缸悬空静止。缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦，且不漏气，气体温度保持不变。当大气压强增大时，下列说法正确的是（　　） A. 细绳所受的拉力将增大 B. 细绳所受的拉力将减小 C. 缸内气体的体积将增大 D. 缸内气体的体积将减小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设缸内气体压强为，大气压强为，活塞面积为S、质量为m，汽缸质量为M，细绳所受的拉力大小为T，对活塞根据平衡条件有 对汽缸根据平衡条件有 联立解得 所以细绳所受的拉力将不变，故AB错误； CD．当增大时，对汽缸根据平衡条件有 可知增大，由于缸内气体温度不变，根据玻意耳定律 可知缸内气体的体积将减小，故C错误，D正确。 故选D。 3. 甲图为水黾停在水面上的情景；乙图为玻璃管中的水银面；丙图为金刚石微观结构示意图；丁图中的每条折线表示一个炭粒每隔相同时间位置的连线。下列说法正确的是（　　） A. 水黾能停在水面上是因为其受到了水的表面张力作用 B. 玻璃管中水银面出现如图现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力大于水银内部分子之间吸引力 C. 金刚石晶体中，原子按照一定规则排列，具有空间上的周期性 D. 炭粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的 【答案】C 【解析】 【详解】A．水黾能停在水面上是因为液体表面存在张力，而不是受到张力作用，故A错误； B．玻璃管中水银面呈 “凸面”，属于不浸润现象。此时玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力小于水银内部分子之间的吸引力，导致水银分子向内部收缩，故B错误； C．晶体中原子（或分子、离子）都按照一定规则排列，具有空间上的周期性，故C正确； D．图（丁）是每隔一定时间把水中炭粒的位置记录下来，然后用线段把这些位置按时间顺序依次连接起来，而炭粒本身并不是沿折线运动，该图说明炭粒的运动（布朗运动）是不规则的，从而反映了水分子运动的不规则性，故D错误。 故选C。 4. “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上（如图所示）。设加热后小罐内的空气温度为80℃，当时的室温为20℃，大气压为标准大气压，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计，当罐内空气变为室温时，小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是（　　） A. 2N B. 20N C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】加热后罐内空气的温度 压强 降温后罐内空气的温度 由查理定律，有 代入数据，解得 估计小罐开口部位的半径为 开口部位的面积为 则小罐内空气对皮肤的作用力为 小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是。 故选C。 5. 如图所示，内壁光滑的汽缸固定于水平面，汽缸内用活塞封闭一定量的理想气体，活塞与一端固定的水平轻弹簧连接，气体温度为T1时弹簧处于原长。现使气体温度由T1缓慢升高到T2，用Ep表示弹簧弹性势能，U、p、V分别表示缸内气体的内能、压强和体积，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．气体温度升高，汽缸内气体压强增大，气体膨胀，弹簧的弹性势能等于气体膨胀过程活塞对弹簧所做的功 由于弹簧弹力逐渐变大，所以图像是曲线，斜率逐渐变大，故A错误； B．理想气体的内能与温度有关，一定量的理想气体的内能与热力学温度成正比，与体积无关；由理想气体状态方程，可知由于气体升温过程中气体压强变化，所以气体体积与温度不成正比，因此汽缸内气体内能不与气体体积成正比，故B错误； C．由题意可知气体升温过程中气体体积变大，由理想气体状态方程，图像的斜率逐渐变小，故C错误； D．由题意可知气体升温过程中气体压强变大，由理想气体状态方程， 图像的斜率逐渐变小，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，S为单色光源，其发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，平面镜与光屏垂直。某次实验将整套装置完全浸没在某种透明溶液中，光屏上形成干涉条纹。已知光屏上相邻两亮条纹的中心间距为，光源S到平面镜和到光屏的垂直距离分别为a和l，，单色光在真空中的波长为。则透明溶液的折射率为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设单色光在介质中的波长为，则有 光在不同介质中传播时频率不变，故 解得 故选A。 7. 一热气球体积为，内部充有温度恒为的热空气，该热气球上升过程中大气压强会降低，若上升到某一高度大气压强变为0.4个标准大气压，热气球刚好静止不动。此时热气球外冷空气的温度为。已知空气在1个标准大气压、温度为时的密度为，该气球内、外的气压始终都相等，重力加速度大小为，整个过程热气球的体积保持不变。则正确的是（　　） A. 此时热气球所受浮力的大小 B. 此时球内空气所受的重力 C. 若充气前热气球的质量为（不含气体），此时它还能托起的最大质量为 D. 若充气前热气球的质量为（不含气体），此时它还能托起的最大质量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．令1个标准大气压，质量为m的空气在温度为时的体积为，则密度为 令0.4个标准大气压，质量为m的空气在温度为时的体积为，则密度为 根据理想气体状态方程有 解得 则此时热气球所受浮力的大小，故A错误； B． 令0.4个标准大气压，质量为m的空气在温度为时的体积为，即球内空气密度为 根据理想气体状态方程有 结合上述解得 此时球内空气压强为0.4个标准大气压，温度为，体积为V，球内空气密度为，则此时球内空气所受的重力 解得，故B错误； CD．令此时它还能托起的最大质量为M，根据平衡条件有 其中， 解得，故C正确，D错误。 故选C。 二、多选题（每题6分，共18分。选对满分，漏选3分，错选或未选0分。） 8. 分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，横轴表示分子间的距离，下列说法正确的是（　　） A. 标准状态下，一定质量的某种气体，其分子势能趋于零。 B. 分子间距离从零增大到的过程中，分子力做负功，分子势能增大。 C. 如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系。 D. 如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线D表示分子力与分子间距的关系。 【答案】AC 【解析】 【详解】CD．如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系，如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线A表示分子间的斥力，曲线C表示分子间的引力，则曲线B表示合力与分子间距的关系，故C正确，D错误； A．标准状态下，一定质量的某种气体，分子间距离约为，其分子势能趋于零，故A正确； B．分子间距离从零增大到的过程中，分子间表现为斥力，分子力做正功，分子势能减小，故B错误。 故选AC。 9. 假想的气体分子，其速率分布如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示单位速率区间内出现的分子数。为已知常量，当时分子数为零。则（　　） A. 总分子数 B. 区间内与区间内的分子平均速率相等 C. 分子在到区间出现的概率为 D. 分子的平均速率 【答案】AD 【解析】 【详解】A．总分子数为图像包围的面积，故A正确； C．分子在到区间出现的概率为，故C错误； B．区间内的分子平均速率为，而区间内的分子平均速率为，故B错误； D．根据分布的曲线的对称性可知，分子的平均速率为，故D正确。 故选AD。 10. 一定质量的理想气体从状态A经过B、C、D再到A，其体积V和热力学温度T的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均经过O点，则正确的是（　　） A. 状态B的压强小于状态C的压强 B. 从状态D到状态A，外界对气体做功，气体放热 C. 从状态C到状态D，每个气体分子的速率都减小 D. 从A到B过程气体对外界做的功等于从C到D过程外界对气体做的功 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据可知，图像的斜率表示压强的倒数，所以状态B的压强小于状态C的压强，A正确； B．从状态D到状态A，体积变小，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放热，B正确； C．从状态C到状态D，温度降低，气体的平均动能变小，但不是每个气体分子的速率都减小，C错误； D．根据， 可得 同理 过程AB和过程CD的温度变化量相等，所以从A到B过程中气体对外界做的功等于从C到D过程中外界对气体做的功，D正确。 故选ABD。 三、实验题（每空2分，共14分。） 11. 某同学利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、屏。 （1）M、N、P三个光学元件依次为________。 A. 滤光片、单缝、双缝 B. 单缝、滤光片、双缝 C. 单缝、双缝、滤光片 D. 滤光片、双缝、单缝 （2）下列说法正确的是（　　） A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄 C. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （3）通过调整，该同学从目镜中看到如图甲所示的图像，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数。，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图乙所示，____mm。 （4）若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长为____m。（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1）A （2）AC （3）9.761##9.762##9.763 （4） 【解析】 【小问1详解】 根据实验装置可知，M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。 故选A。 【小问2详解】 AC．根据可知，将屏移近双缝，l减小，则干涉条纹间距变窄；将滤光片由蓝色的换成红色的，增大，则干涉条纹间距变宽，故AC正确； B．同理可知，若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距不变，故B错误； D．去掉滤光片后，得到的是白光的干涉条纹，干涉现象不会消失，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 由图可得读数为 【小问4详解】 根据 变形得 又 联立解得 12. 某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 （1）甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有：（ ） A. 气体的温度 B. 注射器的内径 C. 大气压强 D. 被封闭气体的质量 （2）乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律，若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为_________（用k和b表示）；若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，图像的斜率_________（选填：变大、变小、不变）。 【答案】（1）BC （2） ①. ②. 变小 【解析】 【小问1详解】 设大气压强为，被封闭气体的横截面积为，对活塞有 气体压强为 若要做的图像，还需要测量气柱的横截面积和大气压，横截面积可以通过测量注射器的内径计算得出。 故选BC。 【小问2详解】 [1]设气体刚封闭时，气体体积为，此时的压强为，细管内的体积忽略不计，由玻意耳定律得 整理得 则 [2]若细管内的气体体积不可忽略，设细管内的体积为，由玻意耳定律得 （C为定值） 整理得 增大时，图像斜率在变小。 四、解答题（10+14+16=40分。请写出必要的公式、过程及答案） 13. 已知1mol气体处于标准状态时的体积为，氧气的摩尔质量为，阿伏加德罗常数取，求：标准状态下氧气分子（O2）间的平均距离a。（气体分子所占空间按立方体模型处理，结果保留一位有效数字） 【答案】 【解析】 【详解】标况下氧气分子所占的体积为 氧气分子的平均距离为 14. 图甲是一种简易抽水设备，图乙是其结构原理示意图，地下水面与上面粗筒底面间的高度差h0 = 8 m，抽水时先将活塞推到粗筒底部，活塞到达粗筒底部时只能向上打开的上、下两个单向阀门均处于闭合状态，此时下面细管中气体压强等于大气压强p0。用力压手柄使活塞上移，上阀门处于闭合状态，下阀门自动开启，随着活塞上升细管中的液面就会上升。已知活塞的横截面积S1 = 40 cm2，细管内横截面积S2 = 2 cm2，p0 = 1.0 × 105 Pa，水的密度ρ = 1 × 103 kg/m3，g取10 m/s2，地下水面处的压强恒为大气压强p0，抽水过程中装置内空气的温度均视为不变，不考虑阀门重力及地下水面高度的变化。 （1）求当活塞第一次上移高度h = 0.2 m时细管中水柱的高度h1； （2）活塞第一次上移高度h = 0.2 m后，用力提升手柄使活塞下移，上阀门打开与大气相通，下阀门立即闭合，活塞下移至距离粗筒底部h′ = 0.075 m处时，用力压手柄使活塞第二次上移至距离粗筒底部h = 0.2 m处，求此时细管中的水柱高度h2。 【答案】（1）2 m （2）3 m 【解析】 【小问1详解】 活塞第一次上移高度h = 0.2 m时，封闭气体的压强为 根据玻意耳定律有 解得 【小问2详解】 活塞第二次从距离粗筒底部h′ = 0.075 m处上移至距离粗筒底部h = 0.2 m处，设细管中空气柱长L，根据玻意耳定律有 其中 解得 可知此时细管中的水柱高度为 15. 为了理解与沉船打捞的有关物理过程，考虑下列简单模型。将打捞装置简化为一个两端开口、内壁光滑、横截面积为S的柱形长玻璃管，竖直固定使其上沿刚好没入温度为的水中；而沉船则简化为一密度为、高度为h的柱形活塞，下边缘被挡在距水平面高度为H的位置，活塞的上部玻璃管里充满水，如图所示。现从管下部向管内充入气体（可视为理想气体），推动活塞缓慢上浮。设大气压强为，水的密度为，普适气体常量为R。已知，，，，，，重力加速度大小，普适气体常量。 （1）试求充入多少的气体后可以使得活塞刚好开始上浮？忽略气体质量。 （2）上问中充入的气体推动活塞上升，当活塞上沿趋于与水面平齐时，额外施加向下的压力可使活塞维持受力平衡状态，求平衡时此额外压力的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）活塞所受重力为 ① 活塞上表面所受到的向下的压力为 ② 设管下部充的气体为，气柱高度为，气体压强为P。管下部所充气体下表面所受的向上的压强为 ③ 对于管下部所充气体，由理想气体状态方程知 ④ 当活塞刚好开始上浮时，活塞受力平衡 ⑤ 将①②式代入⑤式，并与③④式联立解得 ⑥ 由⑥式和题给数据得 ⑦ （2）先不考虑额外的压力。当活塞顶跟水面齐平时，活塞上表面所受到的向下的压力为 ⑧ 设此时气柱高度为，气体压强为。管下部所充气体下表面所受的向上的压强为 ⑨ 对于管下部所充气体，由理想气体状态方程知 ⑩ 此时活塞受到的向上的合外力为 ⑪ 联立⑨⑩式解得 ⑫ 将①⑧⑫式代入⑪式得 ⑬ 由力平衡条件、⑬式和题给数据得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南昌二中2024-2025学年度下学期高二物理月考（二） 一、单选题（每题4分，共28分。选错或未选0分。） 1. 正方体a、b、c平放在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。则（　　） A. a、b等大 B. a、c等大 C. b、c等大 D. a、b、c都不等大 2. 如图所示，一细线竖直悬挂汽缸的活塞，使汽缸悬空静止。缸内封闭着一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦，且不漏气，气体温度保持不变。当大气压强增大时，下列说法正确的是（　　） A. 细绳所受的拉力将增大 B. 细绳所受的拉力将减小 C. 缸内气体的体积将增大 D. 缸内气体的体积将减小 3. 甲图为水黾停在水面上的情景；乙图为玻璃管中的水银面；丙图为金刚石微观结构示意图；丁图中的每条折线表示一个炭粒每隔相同时间位置的连线。下列说法正确的是（　　） A. 水黾能停在水面上是因为其受到了水的表面张力作用 B. 玻璃管中水银面出现如图现象，是因为玻璃分子对附着层内水银分子的吸引力大于水银内部分子之间吸引力 C. 金刚石晶体中，原子按照一定规则排列，具有空间上的周期性 D. 炭粒沿着笔直的折线运动，说明水分子在短时间内的运动是规则的 4. “拔火罐”是我国传统医学的一种治疗手段。操作时，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上（如图所示）。设加热后小罐内的空气温度为80℃，当时的室温为20℃，大气压为标准大气压，不考虑因皮肤被吸入罐内导致空气体积变化的影响。小罐开口部位的直径请按照片中的情境估计，当罐内空气变为室温时，小罐内气体对皮肤的作用力最接近的是（　　） A. 2N B. 20N C. D. 5. 如图所示，内壁光滑的汽缸固定于水平面，汽缸内用活塞封闭一定量的理想气体，活塞与一端固定的水平轻弹簧连接，气体温度为T1时弹簧处于原长。现使气体温度由T1缓慢升高到T2，用Ep表示弹簧弹性势能，U、p、V分别表示缸内气体的内能、压强和体积，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，S为单色光源，其发出的光一部分直接照在光屏上，一部分通过平面镜反射到光屏上，平面镜与光屏垂直。某次实验将整套装置完全浸没在某种透明溶液中，光屏上形成干涉条纹。已知光屏上相邻两亮条纹的中心间距为，光源S到平面镜和到光屏的垂直距离分别为a和l，，单色光在真空中的波长为。则透明溶液的折射率为（　　） A. B. C. D. 7. 一热气球体积为，内部充有温度恒为的热空气，该热气球上升过程中大气压强会降低，若上升到某一高度大气压强变为0.4个标准大气压，热气球刚好静止不动。此时热气球外冷空气的温度为。已知空气在1个标准大气压、温度为时的密度为，该气球内、外的气压始终都相等，重力加速度大小为，整个过程热气球的体积保持不变。则正确的是（　　） A. 此时热气球所受浮力的大小 B. 此时球内空气所受的重力 C. 若充气前热气球的质量为（不含气体），此时它还能托起的最大质量为 D. 若充气前热气球的质量为（不含气体），此时它还能托起的最大质量为 二、多选题（每题6分，共18分。选对满分，漏选3分，错选或未选0分。） 8. 分子间的作用力及分子势能都与分子间的距离有关。如图所示，横轴表示分子间的距离，下列说法正确的是（　　） A. 标准状态下，一定质量的某种气体，其分子势能趋于零。 B. 分子间距离从零增大到的过程中，分子力做负功，分子势能增大。 C. 如果纵轴表示分子势能，则曲线D表示分子势能与分子间距的关系。 D. 如果纵轴正方向表示分子间的斥力，负方向表示分子间的引力，则曲线D表示分子力与分子间距的关系。 9. 假想的气体分子，其速率分布如图所示，横坐标表示速率，纵坐标表示单位速率区间内出现的分子数。为已知常量，当时分子数为零。则（　　） A. 总分子数 B. 区间内与区间内的分子平均速率相等 C. 分子在到区间出现的概率为 D. 分子的平均速率 10. 一定质量的理想气体从状态A经过B、C、D再到A，其体积V和热力学温度T的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均经过O点，则正确的是（　　） A. 状态B的压强小于状态C的压强 B. 从状态D到状态A，外界对气体做功，气体放热 C. 从状态C到状态D，每个气体分子的速率都减小 D. 从A到B过程气体对外界做的功等于从C到D过程外界对气体做的功 三、实验题（每空2分，共14分。） 11. 某同学利用双缝干涉实验来测量某种单色光的波长，该同学所使用的装置如图所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、屏。 （1）M、N、P三个光学元件依次为________。 A. 滤光片、单缝、双缝 B. 单缝、滤光片、双缝 C. 单缝、双缝、滤光片 D. 滤光片、双缝、单缝 （2）下列说法正确的是（　　） A. 将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄 B. 若仅增大单缝与双缝的间距，干涉条纹间距变窄 C. 将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽 D. 去掉滤光片后，干涉现象消失 （3）通过调整，该同学从目镜中看到如图甲所示的图像，转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准a时，手轮的读数。，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准b时，手轮的读数如图乙所示，____mm。 （4）若已知双缝间距，双缝到屏的距离，则待测光的波长为____m。（结果保留三位有效数字）。 12. 某同学用图示实验装置探究一定质量的气体等温变化的规律。将注射器水平固定，由于没有压强传感器，于是他把活塞和压力传感器相连，可测出移动活塞时，传感器对活塞的压力F，然后把注射器活塞移动到体积最大的位置，并用橡皮帽封闭注射器右侧的细管。在温度不变的条件下缓慢移动活塞压缩气体并记录多组压力F和体积V的值，假设活塞受到的摩擦可忽略不计。 （1）甲同学想通过作出的图像探究等温变化的规律，则还需要测量的物理量有：（ ） A. 气体的温度 B. 注射器的内径 C. 大气压强 D. 被封闭气体的质量 （2）乙同学根据实验数据作出的图像如图，已知图像的斜率为k，图像与纵轴交点的纵坐标的绝对值为b，假设注射器内的气体的状态变化遵循玻意耳定律，若细管内气体体积可忽略，则气体刚被封闭时的体积为_________（用k和b表示）；若细管内气体体积不可忽略，则随着的增大，图像的斜率_________（选填：变大、变小、不变）。 四、解答题（10+14+16=40分。请写出必要的公式、过程及答案） 13. 已知1mol气体处于标准状态时的体积为，氧气的摩尔质量为，阿伏加德罗常数取，求：标准状态下氧气分子（O2）间的平均距离a。（气体分子所占空间按立方体模型处理，结果保留一位有效数字） 14. 图甲是一种简易抽水设备，图乙是其结构原理示意图，地下水面与上面粗筒底面间的高度差h0 = 8 m，抽水时先将活塞推到粗筒底部，活塞到达粗筒底部时只能向上打开的上、下两个单向阀门均处于闭合状态，此时下面细管中气体压强等于大气压强p0。用力压手柄使活塞上移，上阀门处于闭合状态，下阀门自动开启，随着活塞上升细管中的液面就会上升。已知活塞的横截面积S1 = 40 cm2，细管内横截面积S2 = 2 cm2，p0 = 1.0 × 105 Pa，水的密度ρ = 1 × 103 kg/m3，g取10 m/s2，地下水面处的压强恒为大气压强p0，抽水过程中装置内空气的温度均视为不变，不考虑阀门重力及地下水面高度的变化。 （1）求当活塞第一次上移高度h = 0.2 m时细管中水柱的高度h1； （2）活塞第一次上移高度h = 0.2 m后，用力提升手柄使活塞下移，上阀门打开与大气相通，下阀门立即闭合，活塞下移至距离粗筒底部h′ = 0.075 m处时，用力压手柄使活塞第二次上移至距离粗筒底部h = 0.2 m处，求此时细管中的水柱高度h2。 15. 为了理解与沉船打捞的有关物理过程，考虑下列简单模型。将打捞装置简化为一个两端开口、内壁光滑、横截面积为S的柱形长玻璃管，竖直固定使其上沿刚好没入温度为的水中；而沉船则简化为一密度为、高度为h的柱形活塞，下边缘被挡在距水平面高度为H的位置，活塞的上部玻璃管里充满水，如图所示。现从管下部向管内充入气体（可视为理想气体），推动活塞缓慢上浮。设大气压强为，水的密度为，普适气体常量为R。已知，，，，，，重力加速度大小，普适气体常量。 （1）试求充入多少的气体后可以使得活塞刚好开始上浮？忽略气体质量。 （2）上问中充入的气体推动活塞上升，当活塞上沿趋于与水面平齐时，额外施加向下的压力可使活塞维持受力平衡状态，求平衡时此额外压力的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $