精品解析:辽宁大连市第二中学2025-2026学年度第二学期阶段性测试高二物理试卷
2026-09-15
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内容正文:
2025-2026学年度第二学期阶段性测试
高二物理
(时间:75分钟总分: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;并将条形码粘贴在指定区域。
2、第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。不能答在试卷上。
3、第Ⅱ卷答案用黑色签字笔填写在试卷指定区域内。
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 泊松亮斑是光的衍射现象
B. 阳光下小朋友吹出的肥皂泡有彩花纹是光的色散现象
C. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的干涉现象
D. 当孔的大小比波长大时,会发生明显的衍射现象
2. 一导热汽缸内封有气体,活塞可以无摩擦滑动。汽缸按下列中四种方式放置,活塞平衡后,缸内气体分子数密度最大的是( )
A. B.
C. D.
3. 通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律,以下是一些光现象的示意图,图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图,图乙是双缝干涉示意图,图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图,图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后,条纹间距变小
B. 图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中,a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度
D. 图丁中,从图示位置转动偏振片P,光屏上亮度将逐渐变暗
4. 下列四幅图对应的说法正确的有( )
A. 图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
B. 图乙是玻璃管插入水中的情形,表明水不能浸润玻璃
C. 图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动
D. 图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离,是液体表面张力形成的原因
5. 关于下图,说法正确的是( )
A. 由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B. 由图乙可知,气体在状态A和状态B的分子平均动能相同
C. 由图丙可知,当分子间的距离时,分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D. 由图丁可知,在由变到的过程中分子力做负功
6. 一定质量的理想气体经过一系列变化过程,如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 过程中,气体温度降低,体积增大
B. 过程中,气体温度不变,体积变小
C. 过程中,气体压强增大,体积不变
D. 在c状态时,气体的体积最小
7. 下列说法不正确的是( )
A. 氢气和氧气温度相同时,氢气分子的平均动能等于氧气分子的平均动能
B. 10g0℃的冰变为10g0℃的水,内能变大
C. 悬浮在液体中的花粉微粒的运动是布朗运动,反映了液体分子对固体微粒撞击的不平衡性
D. 密闭容器中一定质量的气体,体积不变,温度升高,气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力可能不变
8. 高锟是著名的华裔物理学家,因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖,被人们尊称为光纤之父。如图所示,光纤通信的主要部件为光导纤维,其由纤芯和包层两部分组成,以合适角度进入光纤的光能够在纤芯和包层分界面上发生全反射,以折线的形式沿着光纤传播。下列说法正确的是( )
A. 纤芯的折射率小于包层的折射率
B. 减小光在入射端的入射角i,光在光纤中的传播时间将减小
C. 光的波长增大时,纤芯对光的折射率将增大
D. 光的波长增大时,其在纤芯中的传播速度将增大
9. 在光滑水平面上有一个内外壁光滑的汽缸,汽缸质量为M,汽缸内有一质量为m的活塞,已知M>m。活塞密封一部分理想气体。现对汽缸施一水平向左的拉力F时,如图甲所示,汽缸的加速度为a1,封闭气体的压强为p1,体积为V1;若用同样大小的力F水平向左推活塞,如图乙所示,汽缸的加速度为a2,封闭气体的压强为p2,体积为V2。设密封气体的质量和温度均不变,则( )
A. a1=a2 B. a1<a2
C. p1>p2 D.
10. 如图所示,两端开口、导热且粗细均匀的U形细管竖直固定在静止的平板车上,U形细管竖直部分和水平部分的长度均为,管内充有水银,两管内的水银面距离管口均为。现将U形细管管口密封,并让U形细管与平板车一起向右做匀加速直线运动,在此过程中两侧水银面的高度差为。设水银密度为,大气压强,环境温度不变,U形细管加速过程中液面始终视为水平,重力加速度为。则在此过程中( )
A. 左侧水银液面更高
B. 左侧封闭气体的压强为
C. 小车的加速度大小为
D. U形细管底部中央位置的压强大小为
第Ⅱ卷
二、实验题(本题共14分)
11. 如图(a)所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。
(1)、N、P三个光学元件依次为_______
A. 滤光片、单缝片、双缝片
B. 滤光片、双缝片、单缝片
C. 偏振片、单缝片、双缝片
D. 双缝片、偏振片、单缝片
(2)已知双缝间距为d,转动手轮,分划板的中心刻线与第m条亮条纹的中心对齐,记下手轮上的读数如图(b)所示为,再转动手轮,分划板中心刻线与第n条()亮条纹的中心对齐,再次记下手轮上的读数如图(c)所示为________mm,则被测光的波长表达式为________(用m,n,d,,,,或其中的部分表示)
12. 在恒温实验室中,某同学利用题图1装置研究一定质量气体等容变化规律。他的操作步骤如下:
①将倒U形玻璃管的一端通过橡胶软管与直玻璃管连接,并注入适量的水银,另一端插入橡皮塞,再用橡皮塞塞住烧瓶口,保持管竖直并调节管高度,使、两管水银液面相平,并在上标注此时水银面的位置;
②将烧瓶浸入热水中,待烧瓶中气体温度稳定后,保持管竖直并再次调节管高度,使管水银液面仍处于位置,然后记、两管水银液面高度差及烧瓶内气体温度;
③改变热水温度,重复操作步骤②,记录多组高度差及温度的数据,并绘制图像如题图2所示。
(1)第一次浸入热水后,应将管________(填“向上”或“向下”)调节,才能使管水银液面处于位置;
(2)若温度过高出现漏气现象,则题图2中的图像末段应为曲线________;(填“①”“②”或“③”)
(3)已知题图2中图像直线段的斜率为,纵轴截距绝对值为,水银密度为,重力加速度为,则大气压强__________,实验室温度__________。(用、、、表示)
三、计算题(本题共3小题,共40分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全,轿车在发生一定强度的碰撞时,利用三氮化钠()产生气体(假设都是)充入导热效果良好的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为V=70L,氮气密度为ρ=1.4kg/m3,氮气的摩尔质量为M=0.028kg/mol,阿伏加德罗常数为,假设安全气囊充气前体积可忽略不计,求:
(1)充气后,该气囊中氮气分子的总个数;
(2)充气后,该气囊中氮气分子间的平均距离。(结果保留一位有效数字)
14. 如图所示,一玻璃砖的横截面为正三角形OPQ,边长为3l。一束由a光和b光组成的复色光从空气垂直OP射入玻璃,在界面PQ上的M点,a光恰好发生全反射,b光从M点射出交OQ的延长线于N点。已知,,。
(1)画出a光的光路图;
(2)求a光和b光在玻璃中的传播速率之比。
15. 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。
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2025-2026学年度第二学期阶段性测试
高二物理
(时间:75分钟总分: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;并将条形码粘贴在指定区域。
2、第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。不能答在试卷上。
3、第Ⅱ卷答案用黑色签字笔填写在试卷指定区域内。
第Ⅰ卷
一、选择题(本题共10小题,共46分。在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1. 下列说法正确的是( )
A. 泊松亮斑是光的衍射现象
B. 阳光下小朋友吹出的肥皂泡有彩花纹是光的色散现象
C. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是光的干涉现象
D. 当孔的大小比波长大时,会发生明显的衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.泊松亮斑是光的衍射现象,故A正确;
B.太阳光下的肥皂泡呈现出彩色条纹,是由于肥皂膜上下表面反射回的光相遇发生干涉形成的,故是光的干涉现象,故B错误;
C.用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射现象,故C错误;
D.波发生明显衍射的条件是:孔、缝的宽度或障碍物的尺寸与波长相比差不多或者比波长更小;故D错误。
故选A。
2. 一导热汽缸内封有气体,活塞可以无摩擦滑动。汽缸按下列中四种方式放置,活塞平衡后,缸内气体分子数密度最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】汽缸导热,说明汽缸内气体的温度与外界温度相同,所以选项中四种情形分子的平均动能一样大。设活塞质量为,横截面积为,活塞平衡后,根据平衡条件可知,选项AC中汽缸内气体的压强等于外界大气压强
选项B中气体的压强最大,等于
选项D中气体压强最小等于
根据压强的微观解释或分子数密度公式,可知选项B中气体的分子数密度最大。
故选B。
3. 通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律,以下是一些光现象的示意图,图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图,图乙是双缝干涉示意图,图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图,图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是( )
A. 图甲中,将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后,条纹间距变小
B. 图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将减小
C. 图丙中,a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度
D. 图丁中,从图示位置转动偏振片P,光屏上亮度将逐渐变暗
【答案】C
【解析】
【详解】A.当抽去一张纸片后,劈形空气薄膜的劈尖角(上、下表面所夹的角)变小,相同的厚度差对应的水平距离变大,故相邻的亮条纹或暗条纹间距变大,故A错误;
B.根据双缝干涉条纹间距公式
图乙中,若只增大屏到挡板间距离,两相邻亮条纹间距离将增大,故B错误;
C.复色光射入水珠,b光偏折程度较大,b光的折射率较大,根据
可知a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度,故C正确;
D.光是横波,图丁中,从图示位置转动偏振片P,光屏上亮度将逐渐变亮,故D错误。
故选C。
4. 下列四幅图对应的说法正确的有( )
A. 图甲中食盐晶体的物理性质沿各个方向都是一样的
B. 图乙是玻璃管插入水中的情形,表明水不能浸润玻璃
C. 图丙中悬浮在液体中微粒的运动反映了微粒分子的无规则热运动
D. 图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离,是液体表面张力形成的原因
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中食盐晶体是单晶体,其物理性质沿各个方向不一样,具有各向异性,故A错误;
B.图乙是玻璃管插入水中的情形,根据图像可知,在附着层内液体分子之间呈现斥力效果,该现象是浸润,表明水能浸润玻璃,故B错误;
C.图丙中悬浮在液体中微粒的运动是布朗运动,布朗运动反映了液体分子的无规则热运动,故C错误;
D.图丁中液体表面层的分子间距离大于液体内部分子间距离,分子之间表现为引力效果,这是液体表面张力形成的原因,故D正确。
故选D。
5. 关于下图,说法正确的是( )
A. 由图甲可知,状态②的温度比状态①的温度高
B. 由图乙可知,气体在状态A和状态B的分子平均动能相同
C. 由图丙可知,当分子间的距离时,分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大
D. 由图丁可知,在由变到的过程中分子力做负功
【答案】B
【解析】
【详解】A.由分子热运动的速率的分布特点可知,分子热运动的速率分布呈现“中间多,两头少”的规律,且随温度升高,大部分分子热运动的速率增大,所以由图可知状态①的温度高,故A错误;
B.由理想气体状态方程,可知T与pV成正比。结合图乙可知,气体在状态A和B态时,pV值相同,气体的温度相同,所以气体在状态A和状态B的气体分子平均动能相同,故B正确;
C.由分子力随分子间距的变化关系图象可知,当分子间的距离时,随分子间距离的增大,分子间的作用力先增大后减小,故C错误;
D.由图丁可知,在分子间距为r2时,分子势能最小,分子间距离为平衡位置的距离。在r由r1变到r2的过程中,分子力为斥力,随分子间距的增大,分子力做正功,故D错误。
故选B。
6. 一定质量的理想气体经过一系列变化过程,如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 过程中,气体温度降低,体积增大
B. 过程中,气体温度不变,体积变小
C. 过程中,气体压强增大,体积不变
D. 在c状态时,气体的体积最小
【答案】C
【解析】
【详解】A、过程中,气体压强不变,温度降低,根据盖-吕萨克定律得知,体积应减小,故A错误;
B、过程中气体的温度保持不变,即气体发生等温变化;根据玻意耳定律pV=C得知,由于压强减小,故体积增大,故B错误;
CD、过程中,由图可知,p与T成正比,过坐标原点,则气体发生等容变化,体积不变,而压强增大,综上所述可知在b状态时,气体的体积最小,故C正确,D错误;
故选C。
7. 下列说法不正确的是( )
A. 氢气和氧气温度相同时,氢气分子的平均动能等于氧气分子的平均动能
B. 10g0℃的冰变为10g0℃的水,内能变大
C. 悬浮在液体中的花粉微粒的运动是布朗运动,反映了液体分子对固体微粒撞击的不平衡性
D. 密闭容器中一定质量的气体,体积不变,温度升高,气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力可能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度是分子平均动能的标志,氢气和氧气温度相同时,氢气分子的平均动能等于氧气分子的平均动能,A正确,不符合题意;
B.10g0℃的冰变为10g0℃的水,需要吸热,所以内能变大,B正确,不符合题意;
C.悬浮在液体中的花粉微粒的运动是布朗运动,反映了液体分子在做无规则热运动,液体分子对固体微粒撞击的不平衡性导致花粉微粒的运动,C正确,不符合题意;
D.密闭容器中一定质量的气体,体积不变,温度升高,则压强增大,气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力一定增大,D错误,符合题意。
故选D。
8. 高锟是著名的华裔物理学家,因在光纤通信方面的研究获得诺贝尔物理学奖,被人们尊称为光纤之父。如图所示,光纤通信的主要部件为光导纤维,其由纤芯和包层两部分组成,以合适角度进入光纤的光能够在纤芯和包层分界面上发生全反射,以折线的形式沿着光纤传播。下列说法正确的是( )
A. 纤芯的折射率小于包层的折射率
B. 减小光在入射端的入射角i,光在光纤中的传播时间将减小
C. 光的波长增大时,纤芯对光的折射率将增大
D. 光的波长增大时,其在纤芯中的传播速度将增大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.发生全反射的条件是光由光密介质进入光疏介质,则纤芯的折射率大于包层的折射率,故A错误;
B.减小光在入射端的入射角i,则光进入纤芯的折射角r减小,设光导纤维的长度为,根据几何关系可知光在纤芯中传播的路程为
可知光在纤芯中传播的路程变短,则传播时间将减小,故B正确;
CD.光的波长增大时,光的频率减小,纤芯对光的折射率n将减小,根据可知,光在纤芯中的传播速度将增大,故C错误,D正确。
故选BD。
9. 在光滑水平面上有一个内外壁光滑的汽缸,汽缸质量为M,汽缸内有一质量为m的活塞,已知M>m。活塞密封一部分理想气体。现对汽缸施一水平向左的拉力F时,如图甲所示,汽缸的加速度为a1,封闭气体的压强为p1,体积为V1;若用同样大小的力F水平向左推活塞,如图乙所示,汽缸的加速度为a2,封闭气体的压强为p2,体积为V2。设密封气体的质量和温度均不变,则( )
A. a1=a2 B. a1<a2
C. p1>p2 D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.对汽缸与活塞组成的整体,据牛顿第二定律可得
可知
选项A正确,B错误;
CD.对图甲,以活塞为研究对象,有
对图乙,以汽缸为研究对象,有
由以上两式可得
根据玻意耳定律可得
则
C错误,D正确。
故选AD。
10. 如图所示,两端开口、导热且粗细均匀的U形细管竖直固定在静止的平板车上,U形细管竖直部分和水平部分的长度均为,管内充有水银,两管内的水银面距离管口均为。现将U形细管管口密封,并让U形细管与平板车一起向右做匀加速直线运动,在此过程中两侧水银面的高度差为。设水银密度为,大气压强,环境温度不变,U形细管加速过程中液面始终视为水平,重力加速度为。则在此过程中( )
A. 左侧水银液面更高
B. 左侧封闭气体的压强为
C. 小车的加速度大小为
D. U形细管底部中央位置的压强大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.以水平管内长为的水银为研究对象,匀加速运动稳定后,具有向右的加速度,可知受到左侧液体的压强大,左侧液面升高,故A正确;
B.设U形细管横截面积为,匀加速运动后两侧水银面的高度差为,可知左侧液面上升,对左侧封闭气体根据玻意耳定律
解得,故B错误;
C.对右侧封闭气体根据玻意耳定律
解得,
以水平管内长为的水银为研究对象,由牛顿第二定律得,
解得,故C正确;
D.设U形细管底部中央位置的压强大小为,对水平管右半部分液体根据牛顿第二定律
解得,故D正确。
故选ACD。
第Ⅱ卷
二、实验题(本题共14分)
11. 如图(a)所示为“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验装置。
(1)、N、P三个光学元件依次为_______
A. 滤光片、单缝片、双缝片
B. 滤光片、双缝片、单缝片
C. 偏振片、单缝片、双缝片
D. 双缝片、偏振片、单缝片
(2)已知双缝间距为d,转动手轮,分划板的中心刻线与第m条亮条纹的中心对齐,记下手轮上的读数如图(b)所示为,再转动手轮,分划板中心刻线与第n条()亮条纹的中心对齐,再次记下手轮上的读数如图(c)所示为________mm,则被测光的波长表达式为________(用m,n,d,,,,或其中的部分表示)
【答案】(1)A (2) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据“用双缝干涉实验测量光的波长”实验器材摆顺序可知,M是滤光片,让白光变为单色光,N是单缝,目的是获得线光源,P是双缝,目的是获得两个相干光。
故选A。
【小问2详解】
[1][2]根据图可知,该游标卡尺进度为0.05mm,故读数为
根据双缝干涉条纹间距公式有
其中
,
代入整理得
12. 在恒温实验室中,某同学利用题图1装置研究一定质量气体等容变化规律。他的操作步骤如下:
①将倒U形玻璃管的一端通过橡胶软管与直玻璃管连接,并注入适量的水银,另一端插入橡皮塞,再用橡皮塞塞住烧瓶口,保持管竖直并调节管高度,使、两管水银液面相平,并在上标注此时水银面的位置;
②将烧瓶浸入热水中,待烧瓶中气体温度稳定后,保持管竖直并再次调节管高度,使管水银液面仍处于位置,然后记、两管水银液面高度差及烧瓶内气体温度;
③改变热水温度,重复操作步骤②,记录多组高度差及温度的数据,并绘制图像如题图2所示。
(1)第一次浸入热水后,应将管________(填“向上”或“向下”)调节,才能使管水银液面处于位置;
(2)若温度过高出现漏气现象,则题图2中的图像末段应为曲线________;(填“①”“②”或“③”)
(3)已知题图2中图像直线段的斜率为,纵轴截距绝对值为,水银密度为,重力加速度为,则大气压强__________,实验室温度__________。(用、、、表示)
【答案】(1)向上 (2)③
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
将烧瓶浸入热水中,烧瓶中气体温度升高,压强增大,要使管水银液面处于位置,则应将管向上调节。
【小问2详解】
若温度过高出现漏气现象,会导致烧瓶中气体压强减小,从而导致、两管压强差减小,因此两管水银液面高度差减小,故图2中的图像末段应为曲线③。
【小问3详解】
[1][2]根据、两管压强平衡,初状态有
末状态有
烧瓶中气体由等容变化得
联立解得
由图2图线可得,
所以,
三、计算题(本题共3小题,共40分。解答过程应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全,轿车在发生一定强度的碰撞时,利用三氮化钠()产生气体(假设都是)充入导热效果良好的气囊。已知氮气充入后安全气囊的容积为V=70L,氮气密度为ρ=1.4kg/m3,氮气的摩尔质量为M=0.028kg/mol,阿伏加德罗常数为,假设安全气囊充气前体积可忽略不计,求:
(1)充气后,该气囊中氮气分子的总个数;
(2)充气后,该气囊中氮气分子间的平均距离。(结果保留一位有效数字)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设氮气物质的量为n,则
该气囊中氮气分子的总个数=
【小问2详解】
每个氮气分子所占的空间
设氮气分子间的平均距离为d,则有
则该气囊中氮气分子间的平均距离=
14. 如图所示,一玻璃砖的横截面为正三角形OPQ,边长为3l。一束由a光和b光组成的复色光从空气垂直OP射入玻璃,在界面PQ上的M点,a光恰好发生全反射,b光从M点射出交OQ的延长线于N点。已知,,。
(1)画出a光的光路图;
(2)求a光和b光在玻璃中的传播速率之比。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
a光的光路图如图
【小问2详解】
a光恰好发生全反射,临界角为60°,则有
三角形MQN中,根据正弦定理有
其中,解得
则b光的折射角为
根据折射定律有
a光和b光在玻璃中的传播速率之比为
15. 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。
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