精品解析：山东潍坊市安丘市潍坊国开中学2025-2026学年高二下学期7月阶段检测物理试题

潍坊国开中学高二月考物理试题 考试时间：90分钟 一、单选题 1. 关于固体和液体的性质，下列说法正确的是（　　） A. 晶体沿各个方向的物理性质都是一样的 B. 晶体和非晶体都具有确定的熔点 C. 不浸润液体在细管中下降的现象不能称为毛细现象 D. 液体表面张力产生的原因是由于液体表面层分子间的作用力表现为引力 2. 分子间作用力与分子间距离的关系如图所示，则（　　） A. 时，分子间作用力表现为引力 B. 时，分子间作用力为0，分子势能最小 C. 由到，分子间作用力逐渐减小 D. 由到，分子势能逐渐减小 3. 一密闭房间里放置了一台电冰箱，为了使房间降温，有人把冰箱接通电源，打开冰箱门，让冰箱的“冷气”进入房间。下列说法正确的是（　　） A. 该操作会使房间内温度升高 B. 该操作会使房间内温度降低 C. 电冰箱的工作原理违背了能量守恒定律 D. 电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律 4. 在振荡电路中，某时刻连接电容器的导线中电流如图所示，则（　　） A. 电容器正在放电 B. 电流正在逐渐减小 C. 线圈中的磁感应强度正在减小 D. 两平行板间的电场强度正在增大 5. 如图所示，光强相同的、两种单色光，分别照射同一个光电管，均能产生光电流。已知频率，下列光电流随电压变化的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 研究光电效应时，将光照射到某种金属上，多次改变入射光频率，并测量其对应的遏止电压，作出图像，如图所示。已知图像的横截距为、纵截距为，电子的电荷量为，真空中光速为，则下列说法正确的是（　　） A. 普朗克常量为ae B. 该金属的逸出功为 C. 频率为光子的动量为 D. 频率为光子的能量为 7. 在如图所示的电路中，a、b、c是三个完全相同的灯泡，是一个理想电感线圈。当开关闭合与断开时，下列判断正确的是（　　） A. S闭合，三灯立即同时亮，然后a灯逐渐更亮 B. S闭合，三灯立即同时亮，然后b灯逐渐更亮 C. S闭合且电路稳定后，断开S，b、c灯逐渐熄灭 D. S闭合且电路稳定后，断开S，a、c灯逐渐熄灭 8. 如图所示，高空科研探测气球悬停空中，其配备智能温控系统可精准调控气球内部气体温度。气球第一次悬停时调节温控系统，使气球内部气体迅速升温并维持恒定，气球上升一段距离后第二次悬停，此时探测到外界空气压强变为第一次悬停处的，温度变为第一次悬停处的。已知气球体积始终为，运动过程中气球内外压强始终相等，第一次悬停处外界空气密度为，气体密度与压强、温度关系满足常量。第二次悬停相比于第一次悬停气球内气体质量减少了（　　） A. B. C. D. 二、多选题 9. 气缸内封闭一定质量的理想气体，由状态1经状态2、状态3后回到状态1，其图像如图所示，状态2到状态3过程所在直线的延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A. 过程外界对气体做功 B. 过程为等容变化 C. 过程单位时间撞击单位面积器壁的分子个数减少 D. 整个循环过程中气体对外界做功 10. 利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A. 甲图中用粗棉线可实现自动浇水，利用了毛细现象 B. 乙图中将一滴墨水滴入清水中，用显微镜可观察到墨水分子的运动 C. 丙图中用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，则该固体一定为非晶体 D. 丁图为固体熔化过程中温度随加热时间的变化，1一定为非晶体，2一定为晶体 11. 某学校兴趣小组应用如图甲所示的实验装置研究光电效应规律，用光子能量为10.34eV的光持续照射光电管的极板K，得到光电流与A、K两极间电压的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 光电管K极材料的逸出功为4.54eV B. 增大入射光强度，饱和电流不变 C. 滑片P由图示位置向b端移动过程中光电流变小 D. 当电压U=1.2V时，到达A极板的光电子的最大动能为7.0eV 12. 实际变压器的原、副线圈有直流电阻，可将实际变压器看作原、副线圈上分别串联其直流电阻的理想变压器，如图中虚线框内电路所示。某变压器的直流电阻分别为、，匝数比，所接定值电阻。当a、b两端接电压为的正弦交流电时，理想交流电流表的示数，下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数 B. 电流表的示数 C. a、b两端的电压 D. a、b两端的电压 三、实验题 13. 某实验小组用如图甲所示的DIS装置探究气体等温变化的规律。用活塞在注射器内封闭一定质量的空气。压强传感器通过细管与注射器相连，测得的压强值在计算机屏幕上可以实时显示。气体的体积由注射器壁上的刻度读取。 （1）下列说法或操作正确的是_________（选填正确答案标号）。 A. 为了保证气体质量一定，需在注射器活塞上涂抹润滑油 B. 为了稳定操作，应用手握紧注射器筒的空气柱部分推拉活塞 C. 计算机做出图像若为曲线，即可说明、成反比关系 （2）实验时缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，若温度逐渐升高，则实验得到的图像应是_________，图像中的表示_________的体积。 A． B. （3）实验小组用此装置测量一粒大豆的体积。将大豆装入注射器内，保持温度不变，缓慢推动活塞，得到如图乙所示的图像，其纵轴截距为，则大豆的体积为__________（用图中的字母表示）。 14. 某同学用老师提供的自制教具（图甲）探究气体等容变化的规律，操作步骤如下： ①调整双接头注射器的活塞至合适位置后固定； ②注射器的两个接头分别接差压气压计（可测出被封气体的压强与大气压的差值）与数字温度计（可测出被封气体的温度）； ③加水至针筒浸没水中，待温度稳定后记录被封气体摄氏温度和差压气压计示数； ④向塑料盒中加入适量开水，待温度稳定后再次记录被封气体温度和差压气压计示数； ⑤重复步骤④，尽量获取涵盖更广泛温度区间的数据； ⑥用手机phyphox软件测出实验时大气压，并计算出被封气体压强，利用实验数据作出图像。 （1）某次实验时，注射器刻度如图乙所示，则读数为___________。某次温度计示数为，则对应的热力学温度为___________（结果保留三位有效数字）； （2）某次实验时，某实验小组同学用数据处理软件拟合成的图像如图丙所示。在实验误差允许范围内，所得图像是一条直线，说明一定质量的理想气体，在体积不变时___________； A. 压强与摄氏温度成正比关系 B. 压强与摄氏温度成反比关系 C. 压强与摄氏温度成线性关系 （3）若某组同学在实验中未测大气压，直接将差压计示数当作封闭气体压强，拟合出的图像可能是（　　） A. B. C. D. （4）小马同学正确操作后得出的图像如下图中实线所示，小马未拆掉实验器材，同组小李同学压缩了被封气体体积后，重复实验。小李同学正确操作后得出的图像如虚线所示，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 四、解答题 15. 一质量为M的汽缸，用活塞封闭一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示），已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变，重力加速度为g。若将汽缸按图乙所示竖直放置，静止时，求： （1）缸内气体的压强； （2）气柱的长度。 16. 如图所示，将电阻丝置于一体积为的绝热容器中，容器与一水平放置粗细均匀的开口细管相通，细管内引入一小段横截面积为的油柱（长度可以忽略）将一定质量的理想气体封闭在容器中，初始时油柱处于细管最左端。闭合开关，电阻丝对气体加热一段时间后，断开开关，理想气体温度升高了，油柱在细管中向右移动的距离为。已知大气压强为，电阻丝产生的热量为。假设电阻丝产生的热量全部被容器内的气体吸收，求： （1）开关闭合前容器内气体的温度； （2）气体内能的改变量。 17. 如图所示，有一个横截面积为的容器竖直放置，一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分A、B，另有一体积的气筒分别通过单向进气阀k1、k2（k1只能向左打开，k2只能向右打开）与容器上下两部分连接，初始时两个阀门均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为。活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。已知隔板的质量为，气筒与容器之间的细管体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变，隔板不漏气，阀门与活塞密闭性良好，不计一切阻力，重力加速度为。，。求： （1）刚好完成第二次打气时A、B两部分气体的压强； （2）要使隔板与卡槽分离，至少完成打气的次数。 18. 如图，间距均为L的平行金属导轨PQ、和平行金属导轨GHS、分别固定在不同高度的水平台面上，导轨PQ、左端接有电动势为E的电源（内阻不计），圆心角为60°，半径为r的圆弧导轨GH、与足够长的水平导轨HS、平滑连接。导轨PQ、之间存在竖直向上的匀强磁场，垂直于导轨HS、的边界ab、cd之间存在竖直向上的匀强磁场，两处匀强磁场的磁感应强度大小均为B，初始时导体棒M静置在导轨PQ、右侧，导体棒N静置在ab、cd之间，两导体棒质量均为m，在导轨间的电阻均为R。闭合开关S后，导体棒M从水平抛出，恰能无碰撞地从处滑入圆弧导轨GH、，到达时的速度为v。且在磁场中始终没有与导体棒N相碰。当棒N恰好离开磁场时，棒M的加速度恰好等于从边界ab进入磁场时加速度的，不计一切摩擦及空气阻力，不计导轨电阻，导体棒始终垂直于导轨且接触良好，重力加速度为g。 （1）求导体棒N离开磁场时的速度； （2）求电源输出的电能Q； （3）求初始时棒N与边界ab的最小距离； 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 潍坊国开中学高二月考物理试题 考试时间：90分钟 一、单选题 1. 关于固体和液体的性质，下列说法正确的是（　　） A. 晶体沿各个方向的物理性质都是一样的 B. 晶体和非晶体都具有确定的熔点 C. 不浸润液体在细管中下降的现象不能称为毛细现象 D. 液体表面张力产生的原因是由于液体表面层分子间的作用力表现为引力 【答案】D 【解析】 【详解】A．单晶体具有各向异性，物理性质随方向不同而变化；多晶体因内部晶粒排列无序，宏观表现为各向同性，故A错误。 B．晶体有确定的熔点，而非晶体（如玻璃、石蜡）熔化时温度逐渐变化，无固定熔点。故B错误。 C．毛细现象包括浸润液体在细管中上升和不浸润液体在细管中下降两种现象。因此不浸润液体下降属于毛细现象，故C错误。 D．液体表面分子间距较大，分子间作用力表现为引力，导致表面收缩形成张力，故D正确。 故选D。 2. 分子间作用力与分子间距离的关系如图所示，则（　　） A. 时，分子间作用力表现为引力 B. 时，分子间作用力为0，分子势能最小 C. 由到，分子间作用力逐渐减小 D. 由到，分子势能逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．当r=r0时分子引力大小等于斥力，时，分子间作用力表现为斥力，故A错误； B．当分子间距离从r0逐渐增大时，分子间的引力先增大后减小，分子相互远离时分子力做负功，分子势能增大；当分子之间距离小于r0时，分子力为斥力，再相互靠近分子力做负功，分子势能增大，所以当r=r0时，分子引力大小等于斥力，分子势能最小，故B正确。 C．根据图像可知由到，分子间作用力逐渐增大，故C错误； D．根据图像可知由到，分子间作用力逐渐增大，分子力做负功，分子势能逐渐增大，故D错误。 故选B。 3. 一密闭房间里放置了一台电冰箱，为了使房间降温，有人把冰箱接通电源，打开冰箱门，让冰箱的“冷气”进入房间。下列说法正确的是（　　） A. 该操作会使房间内温度升高 B. 该操作会使房间内温度降低 C. 电冰箱的工作原理违背了能量守恒定律 D. 电冰箱的工作原理违背了热力学第二定律 【答案】A 【解析】 【详解】A．电冰箱运行时，压缩机做功将热量从内部转移到外部（房间）。打开冰箱门后，冰箱需持续工作以维持低温，电能转化为热能，同时更多热量被释放到房间，导致房间总热量增加，温度升高，故A正确。 B．房间总热量增加，温度不会降低，故B错误。 C．冰箱转移热量并消耗电能，总能量守恒，未违背能量守恒定律，故C错误。 D．冰箱通过外界做功实现热量从低温到高温的转移，符合热力学第二定律，故D错误。 故选A。 4. 在振荡电路中，某时刻连接电容器的导线中电流如图所示，则（　　） A. 电容器正在放电 B. 电流正在逐渐减小 C. 线圈中的磁感应强度正在减小 D. 两平行板间的电场强度正在增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．图像可知电流从正极板流出，可知电容器正在放电，故A正确； B．电容器放电，电流正在逐渐增大，故B错误； C．电流正在逐渐增大，线圈中的磁感应强度正在增大，故C错误； D．电容器放电，极板间电压减小，根据 可知两平行板间的电场强度正在减小，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，光强相同的、两种单色光，分别照射同一个光电管，均能产生光电流。已知频率，下列光电流随电压变化的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据光电效应方程 由于 同一光电管相同，所以a光产生的光电子最大初动能大于b光产生的光电子最大初动能，即 根据 可知 光强相同，a光频率大，光子能量大，单位时间内照射到光电管上的光子数少，所以单位时间内逸出的光电子数少，饱和光电流小，即。 故选B。 6. 研究光电效应时，将光照射到某种金属上，多次改变入射光频率，并测量其对应的遏止电压，作出图像，如图所示。已知图像的横截距为、纵截距为，电子的电荷量为，真空中光速为，则下列说法正确的是（　　） A. 普朗克常量为ae B. 该金属的逸出功为 C. 频率为光子的动量为 D. 频率为光子的能量为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据 可得 由图像可知， 可得普朗克常量为h=be 该金属的逸出功为，选项AB错误； CD．频率为光子的动量为 频率为光子的能量为，选项C正确，D错误。 故选C。 7. 在如图所示的电路中，a、b、c是三个完全相同的灯泡，是一个理想电感线圈。当开关闭合与断开时，下列判断正确的是（　　） A. S闭合，三灯立即同时亮，然后a灯逐渐更亮 B. S闭合，三灯立即同时亮，然后b灯逐渐更亮 C. S闭合且电路稳定后，断开S，b、c灯逐渐熄灭 D. S闭合且电路稳定后，断开S，a、c灯逐渐熄灭 【答案】A 【解析】 【详解】AB．当S闭合瞬间，由于电感线圈L的自感作用，会阻碍电流的增加，但此时电流可以通过a、b、c三灯，所以三灯立即同时亮，之后，电感线圈L的阻碍作用逐渐减小，和L并联部分，所分的电压变小，、并联部分的电压变大，所以a灯逐渐更亮，和L并联部分所分电压逐渐变小，而电阻不变，电流变小，b灯逐渐变暗，最后被短路，b灯熄灭，故A正确，B错误； CD．S闭合且电路稳定后，断开S，电感线圈L与b灯组成闭合回路，L产生自感电动势，阻碍电流的减小，有电流通过b灯，b灯逐渐熄灭，而a、c两灯与电源断开，立即熄灭，故CD错误。 故选A。 8. 如图所示，高空科研探测气球悬停空中，其配备智能温控系统可精准调控气球内部气体温度。气球第一次悬停时调节温控系统，使气球内部气体迅速升温并维持恒定，气球上升一段距离后第二次悬停，此时探测到外界空气压强变为第一次悬停处的，温度变为第一次悬停处的。已知气球体积始终为，运动过程中气球内外压强始终相等，第一次悬停处外界空气密度为，气体密度与压强、温度关系满足常量。第二次悬停相比于第一次悬停气球内气体质量减少了（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】气体满足，对第一次悬停处的外界空气，有 对第二次悬停处的外界空气，有 已知，​，联立可得：  气球两次均悬停，受力平衡：总重力等于浮力，即 结合，得： 由于气球体积不变、固定重力​不变，因此两次悬停满足：  第一次悬停时气球内外压强、温度均相等，得  气球体积始终为，因此两次气球内气体的质量差为：  故选A。 二、多选题 9. 气缸内封闭一定质量的理想气体，由状态1经状态2、状态3后回到状态1，其图像如图所示，状态2到状态3过程所在直线的延长线过坐标原点，下列说法正确的是（　　） A. 过程外界对气体做功 B. 过程为等容变化 C. 过程单位时间撞击单位面积器壁的分子个数减少 D. 整个循环过程中气体对外界做功 【答案】BD 【解析】 【详解】A． 由理想气体状态方程，可将图像转换上图的图像。 过程气体体积增大，气体对外界做功，故A错误； B．过程气体体积不变为等容变化，故B正确； C．过程温度不变但压强增大，单位时间撞击单位面积器壁的分子个数增加，故C错误； D．由上图可知过程气体体积增大，气体对外界做功；过程气体体积不变不做功；过程气体体积减小，外界对气体做功。 由图像面积关系可知，整个循环过程中气体对外界做功，故D正确。 故选BD 。 10. 利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A. 甲图中用粗棉线可实现自动浇水，利用了毛细现象 B. 乙图中将一滴墨水滴入清水中，用显微镜可观察到墨水分子的运动 C. 丙图中用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，则该固体一定为非晶体 D. 丁图为固体熔化过程中温度随加热时间的变化，1一定为非晶体，2一定为晶体 【答案】AD 【解析】 【详解】A．因为粗棉线内部有许多细小的通道，水会在这些通道中因毛细现象而上升，从而实现自动浇水，A正确； B．用显微镜观察到的是墨水在清水中的扩散现象，即墨水颗粒的运动，而不是墨水分子的运动，分子是肉眼和普通显微镜都无法直接观察到的，B错误； C．用热针接触涂蜡固体后，蜡熔化区域呈现圆形，说明该固体具有各向同性，但多晶体也具有各向同性，不一定是非晶体，C错误； D．1没有固定的熔点，一定为非晶体；2有固定的熔点，一定为晶体，D正确， 故选AD。 11. 某学校兴趣小组应用如图甲所示的实验装置研究光电效应规律，用光子能量为10.34eV的光持续照射光电管的极板K，得到光电流与A、K两极间电压的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 光电管K极材料的逸出功为4.54eV B. 增大入射光强度，饱和电流不变 C. 滑片P由图示位置向b端移动过程中光电流变小 D. 当电压U=1.2V时，到达A极板的光电子的最大动能为7.0eV 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图乙可知，遏止电压为Uc=5.8V，根据光电效应方程和动能定理可得 可得光电管K极材料的逸出功为，故A正确； B．增大入射光强度，饱和电流随着增大，故B错误； C．滑片P由图示位置向b端移动过程中，所加的电压为正向电压，光电流先变大，若达到饱和电流，则之后光电流保持不变，故C错误； D．根据动能定理可知，光电子从K板逸出时的最大初动能为 当电压U=1.2V时，根据动能定理可得 解得到达A极板的光电子的最大动能为，故D正确。 故选AD。 12. 实际变压器的原、副线圈有直流电阻，可将实际变压器看作原、副线圈上分别串联其直流电阻的理想变压器，如图中虚线框内电路所示。某变压器的直流电阻分别为、，匝数比，所接定值电阻。当a、b两端接电压为的正弦交流电时，理想交流电流表的示数，下列说法正确的是（　　） A. 电流表的示数 B. 电流表的示数 C. a、b两端的电压 D. a、b两端的电压 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据理想变压器变流规律可得 解得 故A正确，B错误； CD．根据闭合电路欧姆定律可得副线圈电压为 根据理想变压器变压规律可得 解得 根据闭合电路欧姆定律可得 故C错误，D正确。 故选D。 三、实验题 13. 某实验小组用如图甲所示的DIS装置探究气体等温变化的规律。用活塞在注射器内封闭一定质量的空气。压强传感器通过细管与注射器相连，测得的压强值在计算机屏幕上可以实时显示。气体的体积由注射器壁上的刻度读取。 （1）下列说法或操作正确的是_________（选填正确答案标号）。 A. 为了保证气体质量一定，需在注射器活塞上涂抹润滑油 B. 为了稳定操作，应用手握紧注射器筒的空气柱部分推拉活塞 C. 计算机做出图像若为曲线，即可说明、成反比关系 （2）实验时缓慢推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，若温度逐渐升高，则实验得到的图像应是_________，图像中的表示_________的体积。 A． B. （3）实验小组用此装置测量一粒大豆的体积。将大豆装入注射器内，保持温度不变，缓慢推动活塞，得到如图乙所示的图像，其纵轴截距为，则大豆的体积为__________（用图中的字母表示）。 【答案】（1）A （2） ①. B ②. 细管内气体 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．实验中要保持气体质量不变，活塞上均匀涂抹润滑油目的是为了让气体密封良好，故A正确； B．实验中要保持气体温度不变，因此不能用手握住注射器，同时需要缓慢推拉活塞，故B错误； C．计算机做出图像若为曲线，不能直接证明、成反比关系，必须要证明和成正比，才可说明、成反比关系，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 [1] 由理想气体状态方程，整理得  体积缩小过程，温度逐渐升高，斜率逐渐增大，对应图B； [2]设细管内气体的体积为，根据等温变化 ，整理得 根据数学知识可知，该点数值表示细管内气体的体积。 【小问3详解】 设大豆的体积，根据等温变化，整理得，即，故大豆的体积为 14. 某同学用老师提供的自制教具（图甲）探究气体等容变化的规律，操作步骤如下： ①调整双接头注射器的活塞至合适位置后固定； ②注射器的两个接头分别接差压气压计（可测出被封气体的压强与大气压的差值）与数字温度计（可测出被封气体的温度）； ③加水至针筒浸没水中，待温度稳定后记录被封气体摄氏温度和差压气压计示数； ④向塑料盒中加入适量开水，待温度稳定后再次记录被封气体温度和差压气压计示数； ⑤重复步骤④，尽量获取涵盖更广泛温度区间的数据； ⑥用手机phyphox软件测出实验时大气压，并计算出被封气体压强，利用实验数据作出图像。 （1）某次实验时，注射器刻度如图乙所示，则读数为___________。某次温度计示数为，则对应的热力学温度为___________（结果保留三位有效数字）； （2）某次实验时，某实验小组同学用数据处理软件拟合成的图像如图丙所示。在实验误差允许范围内，所得图像是一条直线，说明一定质量的理想气体，在体积不变时___________； A. 压强与摄氏温度成正比关系 B. 压强与摄氏温度成反比关系 C. 压强与摄氏温度成线性关系 （3）若某组同学在实验中未测大气压，直接将差压计示数当作封闭气体压强，拟合出的图像可能是（　　） A. B. C. D. （4）小马同学正确操作后得出的图像如下图中实线所示，小马未拆掉实验器材，同组小李同学压缩了被封气体体积后，重复实验。小李同学正确操作后得出的图像如虚线所示，下列图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1） ①. 35 ②. 293 （2）C （3）D （4）B 【解析】 【小问1详解】 [1][2]注射器刻度读数为，某次温度计示数为，则对应的热力学温度为 【小问2详解】 图丙所示的图像是一条不通过原点的倾斜直线，说明一定质量的理想气体，在体积不变时压强与摄氏温度成线性关系。 故选C。 【小问3详解】 设注射器内气体的压强为，则 又与成正比，则其关系可写成（为大于零的比例系数） 由于将当作了，则 故图像为与横轴交于正半轴的直线，故选D。 【小问4详解】 根据，得 因减小，则增大，故图像仍为通过原点的直线，但斜率变大。 故选B。 四、解答题 15. 一质量为M的汽缸，用活塞封闭一定质量的理想气体，当汽缸水平横放时，空气柱长为L0（如图甲所示），已知大气压强为p0，活塞的横截面积为S，它与汽缸之间无摩擦且不漏气，且气体温度保持不变，重力加速度为g。若将汽缸按图乙所示竖直放置，静止时，求： （1）缸内气体的压强； （2）气柱的长度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）若将汽缸按图乙所示竖直放置，设缸内气体的压强为p1，根据平衡条件可得 解得 （2）当汽缸水平横放时，缸内气体的压强等于大气压强p0。设汽缸竖直放置时气柱的长度为L1，根据理想气体状态方程有 解得 16. 如图所示，将电阻丝置于一体积为的绝热容器中，容器与一水平放置粗细均匀的开口细管相通，细管内引入一小段横截面积为的油柱（长度可以忽略）将一定质量的理想气体封闭在容器中，初始时油柱处于细管最左端。闭合开关，电阻丝对气体加热一段时间后，断开开关，理想气体温度升高了，油柱在细管中向右移动的距离为。已知大气压强为，电阻丝产生的热量为。假设电阻丝产生的热量全部被容器内的气体吸收，求： （1）开关闭合前容器内气体的温度； （2）气体内能的改变量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据盖—吕萨克定律可得 解得 【小问2详解】 根据热力学第一定律，知 气体对外做功 解得 17. 如图所示，有一个横截面积为的容器竖直放置，一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分A、B，另有一体积的气筒分别通过单向进气阀k1、k2（k1只能向左打开，k2只能向右打开）与容器上下两部分连接，初始时两个阀门均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为。活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。已知隔板的质量为，气筒与容器之间的细管体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变，隔板不漏气，阀门与活塞密闭性良好，不计一切阻力，重力加速度为。，。求： （1）刚好完成第二次打气时A、B两部分气体的压强； （2）要使隔板与卡槽分离，至少完成打气的次数。 【答案】（1） （2）7 【解析】 【小问1详解】 活塞完成一次抽气后，对A部分气体，由玻意耳定律有 完成一次打气后，对B部分气体，由玻意耳定律有 完成第二次抽气时，由玻意耳定律得 联立解得 完成第二次打气后，由玻意耳定律得 联立解得 【小问2详解】 设第n次抽气前容器A气体的压强为，抽气后的压强为，对A部分气体，由玻意耳定律有 完成n次抽气后，A气体的压强为 完成n次打气后，对A、B两部分气体整体由玻意耳定律得 解得 当隔板与卡槽恰好分离时有 联立解得 则要使隔板与卡槽分离，至少完成7次打气。 18. 如图，间距均为L的平行金属导轨PQ、和平行金属导轨GHS、分别固定在不同高度的水平台面上，导轨PQ、左端接有电动势为E的电源（内阻不计），圆心角为60°，半径为r的圆弧导轨GH、与足够长的水平导轨HS、平滑连接。导轨PQ、之间存在竖直向上的匀强磁场，垂直于导轨HS、的边界ab、cd之间存在竖直向上的匀强磁场，两处匀强磁场的磁感应强度大小均为B，初始时导体棒M静置在导轨PQ、右侧，导体棒N静置在ab、cd之间，两导体棒质量均为m，在导轨间的电阻均为R。闭合开关S后，导体棒M从水平抛出，恰能无碰撞地从处滑入圆弧导轨GH、，到达时的速度为v。且在磁场中始终没有与导体棒N相碰。当棒N恰好离开磁场时，棒M的加速度恰好等于从边界ab进入磁场时加速度的，不计一切摩擦及空气阻力，不计导轨电阻，导体棒始终垂直于导轨且接触良好，重力加速度为g。 （1）求导体棒N离开磁场时的速度； （2）求电源输出的电能Q； （3）求初始时棒N与边界ab的最小距离； 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 M刚进磁场时，回路中电流 对M，根据牛顿第二定律有 N刚出磁场时，回路中电流 对M，根据牛顿第二定律有 规定向右为正方向，对M、N构成的系统，根据动量守恒有 联立解得， 【小问2详解】 棒M从G到H，根据动能定理有 设棒M平抛速度为，则有 棒M加速过程，根据动量定理有 解得 电源输出的电能 【小问3详解】 对棒N，根据动量定理有 整理得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $