精品解析：江苏省徐州市铜山区棠张中学2024-2025学年高二下学期第二次月考物理试卷

高二第二学期第二次月考物理试卷 一、选择题 1. 核动力航母利用可控制核裂变释放的核获得动力，核反应方程为：。已知光在真空中速度为c，比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，反应过程中释放的核能为E。下列说法错误的是（ ） A. X为中子， B. 反应过程中质量亏损为 C. 三种比结合能的大小关系为 D. 此核裂变释放核能约为 2. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。它有两种方法：一是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅；二是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫作调频。下面四幅图中调频波是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，有一个20匝、电阻为R的矩形线圈，绕轴在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间关系为：。矩形线圈通过铜滑环与理想变压器原线圈的A、B两端相接，变压器的副线圈连接一个阻值为4R的电阻。变压器原、副线圈匝数比为1：2，原线圈中间位置接有接线柱P，则（　　） A. 副线圈两端电压为48V B. 穿过矩形线圈的最大磁通量为0.24Wb C. 开关K由A换接到P后副线圈输出功率变小 D. 副线圈回路中串接一个二极管后电流平均值变为原来的倍 4. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。说法正确的是（ ） A. A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 B. A→B过程中气体吸收的热量小于B→C过程中气体放出的热量 C. C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 D. A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功 5. 如图，绝热密闭容器中有一个气球，气球内、外为温度相同的同种理想气体。已知膨胀的气球内部压强总是大于外部压强，且随气球体积的增大而减小。现气球因某种原因缓慢漏气，与漏气前相比，（　　） A. 气球外部气体的压强保持不变 B. 气球外部气体分子平均动能增大 C. 气球内部所有气体分子的动能都增大 D. 气球内部气体的分子速率分布图峰值将向左移 6. 如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（　　） A. 时，回路中电流变化最快 B. 时，灰尘的速度最大 C. 时，灰尘的加速度最大 D. 时，线圈中磁场能最大 7. 测温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，计算出温度数据。已知人的体温正常时能辐射波长为的红外线，如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，得到电流随电压变化的图像如图乙所示，已知普朗克常量，电子的电量，光速，则下列说法中正确的是（ ） A. 将图甲的电源反接，一定不会产生电信号 B. 波长的红外线在真空中的频率为 C. 由图乙数据可知该光电管的阴极金属逸出功约为 D. 若人体温度升高，则辐射红外线的强度减弱，光电管转换成的光电流增大 8. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 从到分子间引力、斥力都在减小 B. 从到分子力的大小先减小后增大 C. 从到分子势能先减小后增大 D. 从到分子动能先增大后减小 9. 复旦大学的研究团队成功研发了新型钙基电池，其特点是成本低、更环保。图甲是研究光电效应的电路图，光电管阴极为钙金属，逸出功为，图乙是氢原子的能级图。若用大量处于能级的氢原子发光照射阴极，下列跃迁过程不能发生光电效应现象的是（ ） A. 从跃迁到 B. 从跃迁到 C. 从跃迁到 D. 从跃迁到 10. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的核子比结合能约为8MeV，的核子比结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大 B. 核的比结合能比大，因此比更稳定 C. 把分成4个要吸收约16MeV的能量 D. 把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约16MeV的能量 11. “西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，模拟远距离高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端分别接入电压互感器和电流互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和，各互感器和电表均为理想状态。说法不正确的是（　　） A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用 B. 若电压表的示数为，电流表的示数为，则线路的输电功率为 C. 若保持和用户数不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率减小 D. 若保持不变，仅增加用户数，为保持不变，可将滑片上移 二、非选择题 12. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液为滴。把滴这样的溶液滴入盛水的且表面撒有痱子粉浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如上图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。 （1）油酸膜的面积为______。 （2）按以上实验数据估测油酸分子的直径为______（保留2位有效数字）。 （3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于______。 A.油酸未完全散开 B.油酸酒精溶液中含有大量酒精 C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D.在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴 13. 某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为m，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为________。（用题及图中相关物理量的字母符号表示） （2）求出石子的密度比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 14. 在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气．已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求： （1）标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系； （2）它们中各有多少水分子； （3）它们中相邻两个水分子之间的平均距离． 15. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N=500匝，面积，线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻为R=5Ω，变压器可视为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略，其它导线的电阻值均可忽略。 （1）求交流发电机产生电动势的最大值； （2）求输电线路上损耗的电功率； （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求交流发电机线圈上的热功率Pr。 16. 镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发放出粒子而变成新核Rn，已知的质量，Rn的质量，粒子的质量。如图所示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与磁场垂直（涉及比值时，质量可取整数）求： （1）粒子与Rn核在磁场中运动的半径之比和周期之比； （2）衰变过程中放出的能量； （3）粒子的动能。 17. 如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在长度为0.8m汽缸中，汽缸右端有固定挡板，活塞的面积为4cm2，此时与汽缸底部相距0.6m，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为1×105Pa、27℃，现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为8N，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）活塞刚要移动时气体的压强； （2）当气体的压强为2×105Pa时，气体的温度； （3）整个过程气体吸收热量为12.4J，求气体内能的增加量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高二第二学期第二次月考物理试卷 一、选择题 1. 核动力航母利用可控制核裂变释放的核获得动力，核反应方程为：。已知光在真空中速度为c，比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，反应过程中释放的核能为E。下列说法错误的是（ ） A. X为中子， B. 反应过程中质量亏损为 C. 三种比结合能的大小关系为 D. 此核裂变释放核能约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由核电荷数守恒知X的电荷数为0，故X为中子；由质量数守恒知 y=3 故A正确，不符合题意； B．由质能方程，结合释放的核能，那么核反应过程中的质量亏损 故B正确，不符合题意； C．根据比结合能的曲线图 可知三种比结合能的大小关系为 E2＞E3＞E1 故C错误，符合题意； D．依据一个原子核中每个粒子结合能的平均值为比结合能，因的比结合能为E1，的比结合能为E2，的比结合能为E3，那么核裂变释放核能约为 故D正确，不符合题意。 故选C。 2. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制。它有两种方法：一是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变，这种调制叫作调幅；二是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变，这种调制叫作调频。下面四幅图中调频波是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．该波是信号波，故A错误； C．该波用来携带信号的高频电磁波，即载波，故C错误； B．波的振幅变了，而频率没有变，则该波是调幅波，故B错误； D．波的频率变了，而振幅没有变，则该波是调频波，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，有一个20匝、电阻为R的矩形线圈，绕轴在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间关系为：。矩形线圈通过铜滑环与理想变压器原线圈的A、B两端相接，变压器的副线圈连接一个阻值为4R的电阻。变压器原、副线圈匝数比为1：2，原线圈中间位置接有接线柱P，则（　　） A. 副线圈两端电压为48V B. 穿过矩形线圈的最大磁通量为0.24Wb C. 开关K由A换接到P后副线圈输出功率变小 D. 副线圈回路中串接一个二极管后电流平均值变为原来的倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．产生感应电动势有效值为 设原线圈电流为I1，则由理想变压器电流关系可得副线圈电流为0.5I1，则有 解得 则原副线圈电压分别为 故A错误； B．感应电动势最大值为 可得穿过矩形线圈的最大磁通量为 故B错误； C．将副线圈电阻等效到原线圈的阻值为 由 此时内阻和外阻相等，输出功率最大，所以开关K由A换接到P后 内阻大于外电阻，所以副线圈输出功率变小，故C正确； D．一个周期内线圈的磁通量变化量为0，则 所以原线圈电流平均值 副线圈回路中串接一个二极管后，由于单向导电性结合电路等效原理，只有半个周期有电流，后半个周期无电流，则原线圈电流平均值 根据 由于串联二极管前平均电流为0，可知串接一个二极管后副线圈的电流平均值不是倍，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A经过状态B、C又回到状态A。说法正确的是（ ） A. A→B过程中气体分子的平均动能增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 B. A→B过程中气体吸收的热量小于B→C过程中气体放出的热量 C. C→A过程中单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加 D. A→B过程中气体对外做的功小于C→A过程中外界对气体做的功 【答案】C 【解析】 【详解】A．过程中气体温度升高，气体分子的平均动能增加，同时过程压强不变，体积增大，分子总数不变，则单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少，故A错误； B．过程中，气体的温度升高，气体内能增加，气体体积增大，气体对外做功为，由热力学第一定律有 则气体吸收的热量 B→C过程中，气体的温度降低，气体内能减小，气体体积不变，气体不做功，由热力学第一定律有 因为过程的初态和过程的末态温度相同，故过程气体气体内能增加量等于过程气体内能减少量，则，故B错误； C．过程中体积减小，温度不变，压强增大，故单位体积内分子数增加，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数增加，故C正确； D．过程中气体压强不变，则有 过程中气体压强增大，则有 故过程中气体的平均压强大于过程中气体的平均压强，由可知，A→B过程中气体对外做的功大于C→A过程中外界对气体做的功，故D错误。 故选C。 5. 如图，绝热密闭容器中有一个气球，气球内、外为温度相同的同种理想气体。已知膨胀的气球内部压强总是大于外部压强，且随气球体积的增大而减小。现气球因某种原因缓慢漏气，与漏气前相比，（　　） A. 气球外部气体的压强保持不变 B. 气球外部气体分子平均动能增大 C. 气球内部所有气体分子的动能都增大 D. 气球内部气体的分子速率分布图峰值将向左移 【答案】B 【解析】 【详解】A．初始气球内压强大于外部压强、同温，气球漏气，气球外部气体密度增大，同时考虑到是绝热密闭容器，气球漏气时弹性势能转化为气体内能，容器内气体温度整体升高，所以气球外部气体压强增大，故A错误； B．气球漏气，体积减小，气球弹性势能减小，转化为容器系统的内能，容器内系统温度升高，所以气球外部气体的平均动能增大，故B正确； C．温度升高是气体平均分子动能增大，不一定所有的分子的动能都增大，故C错误； D．温度升高，分子平均速率增大，所以气体的分子速率分布图峰值将向右移，故D错误； 故选B。 6. 如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（　　） A. 时，回路中电流变化最快 B. 时，灰尘的速度最大 C. 时，灰尘的加速度最大 D. 时，线圈中磁场能最大 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A. 开关S断开时，极板间带电灰尘处于静止状态，则有 式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离，由，得 s＝4π×10－5s 开关S闭合时t＝0，则当t=时，即时，电容器放电完毕，回路中电流最大，回路中电流变化最慢，故A错误； B. 当t=时，即时，电容器放电完毕，此时灰尘仅受重力；之后电容器反方向充电，带电灰尘受电场力方向向下，带电灰尘会继续加速，故B错误； C. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为 F合＝mg＋＝2mg 又因为F合＝ma，此时灰尘的加速度a＝2g，方向竖直向下；之后电容器再次反向充电，极板间场强方向又跟t＝0时刻方向相同，带电灰尘受电场力方向向上，所以2π×10－5s时，灰尘的加速度最大为2g，故C正确； D. 当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，线圈中磁场能最小，故D错误。 故选C。 7. 测温枪通过红外线照射到温度传感器，发生光电效应，将光信号转化为电信号，计算出温度数据。已知人的体温正常时能辐射波长为的红外线，如图甲所示，用该红外线照射光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，得到电流随电压变化的图像如图乙所示，已知普朗克常量，电子的电量，光速，则下列说法中正确的是（ ） A. 将图甲的电源反接，一定不会产生电信号 B. 波长的红外线在真空中的频率为 C. 由图乙数据可知该光电管的阴极金属逸出功约为 D. 若人体温度升高，则辐射红外线的强度减弱，光电管转换成的光电流增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图乙可知，遏止电压为，将图甲的电源反接，若电源电压小于，仍会产生电信号，故A错误； B．波长的红外线在真空中的频率为，故B正确； C．根据题意，由光电效应方程和动能定理有， 可得，故C错误； D．若人体温度升高，则辐射红外线的强度增强，光电管转换成的光电流增大，故D错误。 故选B。 8. 分子力随分子间距离的变化如图所示。将两分子从相距处释放，仅考虑这两个分子间的作用力，下列说法正确的是（　　） A. 从到分子间引力、斥力都在减小 B. 从到分子力的大小先减小后增大 C. 从到分子势能先减小后增大 D. 从到分子动能先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．从到分子间引力、斥力都在增加，但斥力增加得更快，故A错误； B．由图可知，在时分子力为零，故从到分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误； C．分子势能在时分子势能最小，故从到分子势能一直减小，故C错误； D．从到分子势能先减小后增大，故分子动能先增大后减小，故D正确。 故选D。 9. 复旦大学的研究团队成功研发了新型钙基电池，其特点是成本低、更环保。图甲是研究光电效应的电路图，光电管阴极为钙金属，逸出功为，图乙是氢原子的能级图。若用大量处于能级的氢原子发光照射阴极，下列跃迁过程不能发生光电效应现象的是（ ） A. 从跃迁到 B. 从跃迁到 C. 从跃迁到 D. 从跃迁到 【答案】B 【解析】 【详解】A．由可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为12.75eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，A不符题意； B．由可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为2.55eV，小于金属钙的逸出功，不能使金属钙发生光电效应，B符合题意； C．同理可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为12.09eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，C不符合题意； D．同理可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为10.20eV，大于金属钙的逸出功，能使金属钙发生光电效应，D不符合题意。 故选B。 10. 如图所示是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如的核子比结合能约为8MeV，的核子比结合能约为7MeV，根据该图像判断下列说法正确的是（　　） A. 随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大 B. 核的比结合能比大，因此比更稳定 C. 把分成4个要吸收约16MeV的能量 D. 把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约16MeV的能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．有图像可知，原子核质量数比较小时，随着原子核质量数的增加，原子核的比结合能增大，质量数比较大时，随着质量数增加，原子核的比结合能减小，A错误； B．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，核的比结合能比大，因此比更稳定，B错误； C．把分成8个中子和8个质子需要吸收的能量为 把2个质子与2个中子组合成一个氦核需要释放的能量为 所以把分成4个要吸收 C正确； D．把分成8个质子和8个中子需要吸收128MeV的能量，把分成4个需要吸收16MeV的能量，所以把分成8个质子和8个中子比把分成4个要多吸收约112MeV的能量，D错误； 故选C。 11. “西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证，模拟远距离高压输电的示意图如图所示。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端分别接入电压互感器和电流互感器，两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和，各互感器和电表均为理想状态。说法不正确的是（　　） A. 电压互感器起降压作用，电流互感器起减小电流作用 B. 若电压表的示数为，电流表的示数为，则线路的输电功率为 C. 若保持和用户数不变，仅将滑片下移，则输电线损耗功率减小 D. 若保持不变，仅增加用户数，为保持不变，可将滑片上移 【答案】C 【解析】 【详解】A．电压互感器匝数比为，由，可得，故可将高电压降为低电压，起降压作用。 电流互感器匝数比为，由，可得，故可将大电流变为小电流，起减小电流作用，故A正确； B．电压表的示数为，由，可得 电流表的示数为，由，可得 输电功率等于输电电压乘以输电电流，即，故B正确； C．保持和用户数不变，意味着用户端总电阻不变。降压变压器原、副线圈匝数比未变，从变压器原线圈看进去的等效电阻不变。 滑片下移，升压变压器副线圈匝数增大，由可得，增大。输电回路中电流随增大而增大，其中为输电回路电阻。输电线损耗功率增大，故C错误； D．保持不变，仅增加用户数，则不变，又用户均为并联，故用户端总电阻减小，等效电阻减小，则输电电流增大，导致线路压降增大，因此降压变压器输入电压降低。 为保持不变，需增大匝数比，滑片上移使原线圈匝数减小，匝数比增大，可补偿的降低，从而稳定，故D正确。 本题选不正确的，故选C。 二、非选择题 12. 在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，每油酸酒精溶液中有纯油酸。用注射器测得上述溶液为滴。把滴这样的溶液滴入盛水的且表面撒有痱子粉浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如上图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm。 （1）油酸膜的面积为______。 （2）按以上实验数据估测油酸分子的直径为______（保留2位有效数字）。 （3）某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小，可能是由于______。 A.油酸未完全散开 B.油酸酒精溶液中含有大量酒精 C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格 D.在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴 【答案】 ①. 116##115##117##118##119##120 ②. （） ③. D 【解析】 【详解】（1）[1]根据图中油膜轮廓可知，油膜占有的格数约为个，则油酸膜的面积为 （2）[2]一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 测油酸分子的直径为 （3）[3]某同学所得到的油酸分子直径的计算结果明显偏小。 A．油酸未完全散开，则油膜面积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏大，A错误； B．酒精溶于水，溶液中含有大量酒精，有利于油酸分散开，形成单分子层，实验测量越准确，B错误； C．计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油膜面积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏大，C错误； D．在测定1mL油酸酒精溶液有多少滴时，滴数多数了10滴，则一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积测量值偏小，油酸分子直径测量值偏小，D正确。 故选D。 13. 某同学用如图甲所示实验装置探究一定质量的气体发生等温变化时压强与体积的关系。将注射器活塞移动到最右侧，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封闭气体的压强p和体积V；推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积。 （1）该同学用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为m，再将其装入注射器内，重复上述实验操作，记录注射器上的体积刻度V和压强传感器读数p，根据实验测量数据，作出如图乙所示的图像，则石子密度为________。（用题及图中相关物理量的字母符号表示） （2）求出石子的密度比真实值________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。 【答案】（1） （2）偏大 【解析】 【小问1详解】 根据题意，设石子的体积为，由理想气体状态方程有 整理可得 结合图像可得，石子的体积 则石子密度为 【小问2详解】 由于软管的存在，设软管中气体的体积为，则由理想气体状态方程有 整理可得 解得石子的真实体积为 可知，石子体积的测量值偏小，则石子的密度比真实值偏大。 14. 在标准状况下，有体积为V的水和体积为V的可认为是理想气体的水蒸气．已知水的密度为ρ，阿伏加德罗常数为NA，水的摩尔质量为MA，在标准状况下水蒸气的摩尔体积为VA，求： （1）标准状况下水分子与水蒸气分子的平均动能的大小关系； （2）它们中各有多少水分子； （3）它们中相邻两个水分子之间的平均距离． 【答案】(1)相等 (2) (3) 【解析】 【详解】(1)标准状况下,它们的温度均为0 ℃,所以水分子与水蒸气分子的平均动能相等. (2)体积为V的水,质量为M=ρV① 分子个数为 N= NA② 联立①､②得 N= NA③ 对体积为V的水蒸气,分子个数为 N′= NA.④ (3)设相邻的两个水分子之间的平均距离为d,将水分子视为球形,每个分子的体积为V0=πd3⑤ 解③､⑤得:d=⑥ 设水蒸气中相邻的两个水分子之间距离为d′,将水分子占的空间视为正方体,则其体积为V′0==d3⑦ 联立④､⑦得d′=.⑧ (3) 15. 如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电，已知发电机线圈匝数N=500匝，面积，线圈匀速转动的角速度ω=100πrad/s，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，经高压输电，到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用，两根输电导线的总电阻为R=5Ω，变压器可视为理想变压器，降压变压器原、副线圈的匝数比为，若用户区标有“220V，8.8kW”的电动机恰能正常工作。发电机线圈电阻不可忽略，其它导线的电阻值均可忽略。 （1）求交流发电机产生电动势的最大值； （2）求输电线路上损耗的电功率； （3）若升压变压器原、副线圈匝数比为，求交流发电机线圈上的热功率Pr。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）电动势的最大值为 （2）设降压变压器原、副线圈的电流分别为、，电动机恰能正常工作，有 由于 解得 所以输电线路上损耗的电功率为 （3）由于 可得 升压变压器副线圈两端电压为 又由 可得 电动势有效值为 则交流发电机线圈电阻r电压为 根据升压变压器副线圈电流关系 可得 则，交流发电机线圈上的热功率为 16. 镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发放出粒子而变成新核Rn，已知的质量，Rn的质量，粒子的质量。如图所示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与磁场垂直（涉及比值时，质量可取整数）求： （1）粒子与Rn核在磁场中运动的半径之比和周期之比； （2）衰变过程中放出的能量； （3）粒子的动能。 【答案】（1）； ；（2）7.452MeV；（3）7.320MeV 【解析】 【详解】（1）静止的镭核衰变时动量守恒，粒子与Rn核运动方向相反，因此均带正电，在磁场中所受洛伦兹力方向相反，偏转方向相反；又因粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，故两粒子的运动轨迹为两外切圆，由动量守恒知， 由 可得 可知 由周期公式 得 （2）衰变过程中的质量亏损 释放的能量 （3）由 及 得 所以粒子的动能为 17. 如图所示，一定质量理想气体被活塞封闭在长度为0.8m汽缸中，汽缸右端有固定挡板，活塞的面积为4cm2，此时与汽缸底部相距0.6m，汽缸和活塞绝热性能良好，气体的压强、温度与外界大气相同，分别为1×105Pa、27℃，现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向右移动，活塞与汽缸间的滑动摩擦力为8N，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）活塞刚要移动时气体的压强； （2）当气体的压强为2×105Pa时，气体的温度； （3）整个过程气体吸收热量为12.4J，求气体内能的增加量。 【答案】（1）1.2×105Pa；（2）800K；（3）2.8J 【解析】 【详解】（1）活塞刚要移动时气体的压强 解得 （2）依题意 2×105Pa＞1.2×105Pa 故活塞已到达汽缸右端，由理想气体状态方程，可得 解得 （3）根据热力学第一定律 又 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $