2024年北京市顺义区高三一模物理试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
(共8题)第(1)题一列沿x轴负方向传播的简谐横波，t=2s时的波形如图（a）所示，x=2m处质点的振动图像如图（b）所示，则波速可能是（ ）A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s第(2)题氢原子的能级示意图如图所示，大量处于的激发态的氢原子向低能级跃迁时，会辐射出若干种不同频率的光，再用这些光照射逸出功为4.54eV的钨。
下列说法中正确的是（）A．氢原子能辐射3种不同频率的光子B．氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应C．氢原子辐射一个光子后，氢原子的核外电子的速率减小D．氢原子向低能级跃迁时，辐射出波长最小的光子的能量为12.75eV第(3)题物理图像能形象地表达物理规律、直观地描述物理过程、鲜明地表示物理量之间的相互关系，是分析物理问题的有效手段之一。
关于自由落体运动的规律，下列各物理量的图像正确的是（g取）（ ）A．B．C．D．第(4)题某国际团队使用望远镜上安装的暗能量相机，发现了3颗隐藏在太阳强光中的近地小行星，将其中一颗命名为2021PH27。
在一年中的前5个节气间该小行星的位置如图所示。
已知该小行星近日点到太阳的距离为日地距离的，一年近似取360天，可近似认为24个节气在一年内均匀分布。
可能用到的数据：，，。
则该小行星经过近日点和远日点时的动能之比约为（ ）A．B．C．D．第(5)题沿海建设的核电站可用电磁泵推动氯化钠溶液在管道中运行来冷却反应堆。
如图为电磁泵的示意图，长方体导管的左右表面绝缘，将导管水平放置，让磁场方向与左右表面垂直。
因充满导管的氯化钠溶液中有正、负离子，将导管上、下表面和电源连接后，氯化钠溶液便会流动，速度方向如图所示。
则下列说法正确的是（ ）A．若无磁场，则溶液中的负离子向上运动B．磁场方向从左表面指向右表面C．交换电源正负极，溶液流动方向不变D．磁场方向与导管上、下表面垂直时，溶液从左至右流动第(6)题质量为m的导体棒垂直于宽度为L的水平金属轨道处于静止状态，通过的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，且垂直于导体棒，如图所示。
2014北京市东城区高三（一模）物理一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1．（6分）一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示．下列说法中正确的是（）A．此介质的折射率等于1.5B．此介质的折射率等于C．入射角小于45°时可能发生全反射现象D．入射角小于30°时可能发生全反射现象2．（6分）氢原子能级如图所示．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a 光是从n=3能级向n=1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是（）A．从n=4能级向n=3能级跃迁时发出的B．从n=4能级向n=2能级跃迁时发出的C．从n=4能级向n=1能级跃迁时发出的D．从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的3．（6分）图甲为一简谐横波在t=0时刻的波形图象，图乙为横波中x=2m处质点A的振动图象，则下列说法正确的是（）A．波的传播方向沿x轴负方向B．波的传播速度大小为2m/sC．在t=0时刻，图甲中质点A的振动速度大小为0D．在t=1s时刻，图甲中质点A的位置坐标为（0，20）4．（6分）如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1000匝，副线圈匝数 n2=200匝，原线圈所接交流电源的电动势瞬时值表达式e=311sin100πt V，副线圈所接电阻R=88Ω．电流表、电压表对电路影响可忽略不计．则（）A．A1的示数约为0.10A B．V1的示数约为311VC．V2的示数约为62.2V D．A2的示数约为0.75A5．（6分）地面附近处的电场的电场线如图所示，其中一条方向竖直向下的电场线上有a、b两点，高度差为h．质量为m、电荷量为﹣q的检验电荷，从a点由静止开始沿电场线运动，到b点时速度为．下列说法中正确的是（）A．质量为m、电荷量为+q的检验电荷，从a点由静止起沿电场线运动到b点时速度为2B．质量为m、电荷量为+2q的检验电荷，从a点由静止起沿电场线运动到b点时速度为C．质量为m、电荷量为﹣2q的检验电荷，从a点由静止起沿电场线运动到b点时速度仍为D．质量为m、电荷量为﹣2q的检验电荷，在a点由静止开始释放，点电荷将沿电场线在a、b两点间来回运动6．（6分）我国“玉兔号”月球车被顺利送抵月球表面，并发回大量图片和信息．若该月球车在地球表面的重力为G1，在月球表面的重力为G2．已知地球半径为R1，月球半径为R2，地球表面处的重力加速度为g，则（）A．“玉兔号”月球车在地球表面与月球表面质量之比为B．地球的质量与月球的质量之比为C．地球表面处的重力加速度与月球表面处的重力加速度之比为D．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为7．（6分）如图所示，由M、N两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板N与静电计的金属球相接，极板M与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中，电容器所带电荷量不变．下面操作能使静电计指针张角变大的是（）A．将M板向上平移B．将M板沿水平向右方向靠近N板C．在M、N之间插入有机玻璃板D．在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触8．（6分）将⊂形金属框架D固定在水平面上，用绝缘杆C将金属棒AB顶在金属框架的两端，组成一个良好的矩形回路，如图甲所示．AB与绝缘杆C间有压力传感器，开始时压力传感器的读数为10N．将整个装置放在匀强磁场中，磁感应强度随时间做周期性变化，设垂直于纸面向外方向的磁感应强度为正值，⊂形金属框架放入磁场前后的形变量可认为相同．压力传感器测出压力随时间变化的图象如图乙所示．由此可以推断，匀强磁场随时间变化的情况可能是（）A．如图丙中的A图所示B．如图丙中的B图所示C．如图丙中的C图所示D．上述选项都不正确二、解答题（共5小题，满分72分）9．（6分）在做“用油膜法估测分子大小”的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的浓度为A，N滴溶液的总体积为V．在浅盘中的水面上均匀撒上痱子粉，将一滴溶液滴在水面上，待油膜稳定后，在带有边长为a的正方形小格的玻璃板上描出油膜的轮廓（如图所示），测得油膜占有的正方形小格个数为X．①用以上字母表示油酸分子的大小d= ．②从图中数得X= ．10．（12分）为了测量某一未知电阻R x的阻值，某实验小组找来以下器材：电压表（0～3V，内阻约3kΩ）、电流表（0～0.6A，内阻约0.5Ω）、滑动变阻器（0～15Ω，2A）、电源（E=3V，内阻很小）、开关与导线，并采用如图甲所示的电路图做实验．①请按图甲所示的电路图将图乙中实物连线图补齐；②图乙中，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片P置于端（选填“a”、“b”）．③闭合开关，缓慢调节滑动变阻器，得到多组电压表与电流表的读数，根据实验数据在坐标系中描出坐标点，请你完成U﹣I图线；④根据U﹣I图可得，该未知电阻的阻值R x= ．（保留两位有效数字）⑤由于实验中使用的电表不是理想电表，会对实验结果造成一定的影响，则该小组同学实验测出的电阻值 R x 的真实值（填“＞”、“＜”或“=”）．⑥利用现有的仪器，为了更加精确地测量这个电阻的阻值，请你给该实验小组提出建议并说明理由．11．（16分）水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB和水平槽BC平滑连接，斜槽AB的竖直高度H=5.0m，倾角θ=37°．BC面与水面的距离h=0.80m，人与AB、BC间的摩擦均忽略不计．取重力加速度g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6．一同学从滑梯顶端A点无初速地自由滑下，求：（1）该同学沿斜槽AB下滑时加速度的大小a；（2）该同学滑到B点时速度的大小v B；（3）从C点滑出至落到水面的过程中，该同学在水平方向位移的大小x．12．（18分）如图所示，在电子枪右侧依次存在加速电场，两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏．加速电场的电压为U1．两平行金属板的板长、板间距离均为d．荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d．电子枪发射的质量为m、电荷量为﹣e的电子，从两平行金属板的中央穿过，打在荧光屏的中点O．不计电子在进入加速电场前的速度及电子重力．（1）求电子进入两金属板间时的速度大小v0；（2）若两金属板间只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，求电子到达荧光屏的位置与O点距离的最大值y m和此时磁感应强度B的大小；（3）若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场，两板间的偏转电压为U2，电子会打在荧光屏上某点，该点距O点距离为，求此时U1与U2的比值；若使电子打在荧光屏上某点，该点距O点距离为d，只改变一个条件的情况下，请你提供一种方案，并说明理由．13．（20分）一同学利用手边的两个完全相同的质量为m的物块和两个完全相同、劲度系数未知的轻质弹簧，做了如下的探究活动．已知重力加速度为g，不计空气阻力．（1）取一个轻质弹簧，弹簧的下端固定在地面上，弹簧的上端与物块A连接，物块B叠放在A上，A、B处于静止状态，如图1所示．若A、B粘连在一起，用一竖直向上的拉力缓慢提升B，当拉力的大小为0.5mg时，A物块上升的高度为L；若A、B不粘连，用一竖直向上的恒力F作用在B上，当A物块上升的高度也为L时，A、B恰好分离．求：a．弹簧的劲度系数k；b．恒力F的大小；（2）如图2所示，将弹簧1上端与物块A拴接，下端压在桌面上（不拴接），弹簧2两端分别与物块A、B拴接，整个系统处于平衡状态．现施力将物块B缓缓地竖直上提，直到弹簧1的下端刚好脱离桌面．求在此过程中该拉力所做的功？（已知弹簧具有的弹性势能为E P=k△x2，k为弹簧的劲度系数，△x为弹簧的形变量）物理试题答案一、选择题（共8小题，每小题6分，满分48分）1．【解答】A、根据折射定律n===，故A错误B正确；C、光从真空斜射向某种介质的表面，是从光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，故CD错误；故选：B．2．【解答】根据题意可知，a 光是从n=3能级向n=1能级跃迁时发出的，而b光的频率大于a光的频率，由能级差值越大，则光子的频率越高，因此b光可能是氢原子从n=4跃迁到n=1产生的，故ABD错误，C正确．故选：C．3．【解答】A、由乙图读出t=0时刻质点A的振动方向沿y轴正方向，由甲图判断出波的传播方向沿x轴正方向．故A错误．B、由甲图读出波长λ=8m，由乙图读出周期T=4s，则波速v==2m/s，故B正确．C、在t=0时刻，图甲中质点A位于平衡位置，速度最大，不是0，故C错误．D、因t=1s=T，图示时刻质点A的振动方向沿y轴正方向，则在t=1s时刻，图甲中质点A到达波峰，坐标为（2，20），故D错误．故选：B4．【解答】由题意可知：U1==220V，根据电压与匝数成正比得：U2==44V，I2==0.5A，根据电流与匝数成反比得：I1==0.1A，故A正确．故选：A．5．【解答】A、从a到b的过程中，运用动能定理，对﹣q：﹣﹣﹣﹣①对于q：﹣﹣﹣﹣②①②两式相加化简得，故A错误．B、对+2q运用动能定理：﹣﹣﹣﹣③由①③得，故B错误．C、对﹣2q运用动能定理：﹣﹣﹣﹣④由①④化简得，故C错误．D、由以上分析可知，到达b点时，速度为零，说明电场力大于重力，故接下来向上运动．根据电场线的分布可知，越向上，电场力越小，最终会小于重力，当速度减为零后，又会向下运动，如此往复，故D正确．故选：D．6．【解答】A、质量是表示物体含物质多少的物理量，与引力无关，故“玉兔号”月球车在地球表面与月球表面质量之比为1：1，故A错误．B、根据g=，有：M=，故地球的质量与月球的质量之比为：=，故B错误．C、重力加速度：g=，故地球表面处的重力加速度与月球表面处的重力加速度之比为G1：G2，故C错误．D、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度：v=，故地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为：==，故D正确．故选：D．7．【解答】A、将M板向上平移，正对面积减小，根据C=，电容减小，根据U=，Q不变，则电势差增大，张角变大．故A正确．B、将M板沿水平向右方向靠近N板，d变小，根据C=，电容变大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小．故B错误．C、在M、N之间插入有机玻璃板，根据C=，电容增大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小．故C 错误．D、在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，d减小，根据C=，电容增大，根据U=，Q不变，则电势差减小，张角变小．故D错误．故选：A．8．【解答】由题意可知，由起始压力增大，可知安培力水平向右，根据楞次定律增缩减扩，磁通量在减少，而ABC 三图中起始的磁通量均增大，因此，图丙中ABC均错误，故D正确，ABC错误；故选：D．二、解答题（共5小题，满分72分）9．【解答】①由题意可知，一滴这种纯油酸的体积为：V0=油膜的面积为 S=Xa2，由于形成单分子油膜，则油膜的厚度即为油酸分子的直径为 d==．②在围成的方格中，不足半个舍去，多于半个的算一个，从图中数得油膜占有的小正方形个数为 X=62．故答案为：①d=②6210．【解答】①根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；②由图示电路图可知，闭合开关前，滑片应置于a端，此时滑动变阻器接入电路的阻值最大；③将偏离较远的点舍掉，连成直线如图：④由图示U﹣I图象可知，待测电阻阻值R X==k≈5.0Ω；⑤由电路图可知，电流表采用内接法，由于电流表的分压作用，所测电压偏大，由欧姆定律可知，电阻测量值大于真实值．⑥由于==5，==600，＞，电流表应采用外接法，电流表采用外接法可以减小实验误差．故答案为：①实物图连线；②a；③连线如图；④R x=5.0Ω；⑤＞；⑥由于待测电阻相对较小，所以建议电流表外接．11．【解答】解：（1）该同学沿斜槽AB下滑过程中，受重力和斜槽的支持力，由牛顿第二定律有：mgsinθ=ma可得：a=gsinθ=10×sin37°=6m/s2（2）由A到B的过程中只有重力做功，设到达B点时速度为 v B，由机械能守恒定律有：mgH=可得：v B===10m/s（3）由B到C该同学做匀速直线运动，到达C点时的速度为 v C=v B=10m/s，由C点到落入水面做平抛运动，水平方向：x=v C t竖直方向：h=可得：x=v C=10×m=4m答：（1）该同学沿斜槽AB下滑时加速度的大小a为6m/s2；（2）该同学滑到B点时速度的大小v B为10m/s．（3）从C点滑出至落到水面的过程中，该同学在水平方向位移的大小x为4m．12．【解答】解：（1）设电子经电场加速后进入偏转场区的速度大小为v0，由动能定理得：eU1=mv02﹣0 ①，解得：v0=②（2）偏转场区中只有匀强磁场时，电子进入磁场区受洛仑兹力作用做匀速圆周运动，经磁场偏转后，沿直线运动到荧光屏．磁场的磁感应强度越大，偏转越大，电子偏转的临界状态是恰好从上板的右端射出，做直线运动到达荧光屏．它的位置与O点距离即为最大值y m，如图所示．电子做圆周运动，由牛顿第二定律得：ev0B=m③根据图示，由几何知识得：（R﹣）2+d2=R2④tanα==⑤解得：R=d，y m= d ⑥由②③解得：B=⑦（3）偏转区内只有匀强电场时，电子进入偏转区做匀加速曲线运动，如图所示．离开偏转电场时沿电场方向的位移：y=at2=（）2=，速度方向偏转角设为θ，tanθ===，打到荧光屏的位置距O点的距离：Y=y+dtanθ==⑧解得：=，由Y=可知，改变加速电压U1或偏转电压U2的大小，即可改变电子打到荧光屏的位置：方案一：保持U1的大小不变，将偏转电压U2加倍即可．方案二：保持U2的大小不变，将加速电压U1减半即可．答：（1）电子进入两金属板间时的速度大小v0=；（2）电子到达荧光屏的位置与O点距离的最大值y m=d，此时磁感应强度B=；（3）U1与U2的比值为3：2，方案一：保持U1的大小不变，将偏转电压U2加倍即可．方案二：保持U2的大小不变，将加速电压U1减半即可．13．【解答】解：（1）a．设弹簧自然长度为L 0，没有作用力F时，物块A、B压在弹簧上，弹簧的长度为用力F1向上缓慢提起物块B，当力F1=0.5mg时，弹簧的长度为物块上升的高度：解得b．在恒力F和弹簧的弹力作用下，A、B一起向上做加速运动，随弹簧压缩量减小，弹簧的弹力减小，一起向上的加速度逐渐减小．在此过程中A、B间的压力也减小，一直到 A、B刚分离时，A、B间相互作用的弹力恰为0．A物块受重力和弹簧的弹力，它的加速度为此时B受重力和恒力F其加速度为且刚分离时应有a A=a B由以上方程解得：F=1.5mg（2）如图所示，开始时物块B受重力和弹簧2的弹力处于平衡状态，设△x2为弹簧2此状态下的压缩量，有mg=k△x2可得：可将物块A、B（包括轻弹簧2）看成一个整体，受重力和弹簧1的弹力处于平衡状态，设弹簧1此时压缩量为△x1，有2mg=k△x1可得：施力将物块B缓慢上提，弹簧2的长度增大，物块A也向上移动，弹簧1的长度也增大，直到弹簧1的下端刚好脱离桌面，弹簧1与桌面间的作用力为0，弹簧1处于自然长度．此时两物体仍都处于平衡状态．设△x2为弹簧2此状态下的伸长量，对于物块A此时受重力mg和弹簧2对物块A向上的拉力k△x2，有mg=k△x2′可得在此过程中物块A向上移动的总距离为：．物块B与物块A间的弹簧2长度由压缩状态L0﹣△x2变为伸长状态L0+△x2′，L0为弹簧2的自然长度．由此可见物块A与物块B间的距离增加了△x2+△x2′，但物块A向上移动了△x1的距离，故物块B向上移动的总距离为物块A的重力势能增加量为：物块B的重力势能增加量为：弹簧1由压缩状态到自然长度，弹性势能减小量为弹簧2由压缩△x2变为伸长△x2’弹性势能改变量为在此过程中该拉力所做的功等于整个系统的重力势能和弹性势能的增加量的代数和W=△E PA+△E PB﹣△E P1+△E P2=4mgL+8mgL﹣4mgL+0=8mgL答：（1）a．弹簧的劲度系数；b．恒力F的大小1.5mg；（2）在此过程中该拉力所做的功是8mgL．。
2014北京市通州区高三（一模）物理一、选择题（共8小题）1．（6分）下列有关热现象的叙述中正确的是（）A．分子间的作用力随分子间距离的增大而减小B．分子势能一定随分子间距离的增大而增大C．温度升高，每个分子的动能都增大D．粗测分子直径可利用“油膜法”，测量单分子油膜的厚度可以认为是分子的直径2．（6分）下列说法正确的是（）A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，其核反应方程式是N+He→O+HC．I的半衰期是8天，8克I经过16天后还剩6克未衰变D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的电势能减小，电子的动能增大，原子总能量增大3．（6分）在实验条件完全相同的情况下，分别用红光和紫光做实验进行比较，得到四个实验结论，其中正确的是（）A．通过三棱镜后，红光偏折角较大B．在双缝干涉实验中，光屏上红光的干涉条纹间距较宽C．若紫光照射到某金属表面有光电子逸出，则红光照射也一定有光电子逸出D．以相同入射角从水中射向空气，紫光能发生全反射，红光也一定能发生全反射4．（6分）某质点在0～4s的振动图象如图所示，则下列说法正确的是（）A．质点振动的周期是2sB．在0～1 s内质点做初速度为零的加速运动C．在t=2 s时，质点的速度方向沿x轴的负方向D．质点振动的振幅为20 cm5．（6分）“嫦娥三号”探测器环绕月球运行的轨道半径为r，如果轨道半径r变大，下列说法中正确的是（）A．线速度变小B．角速度变大C．向心加速度变大D．周期变小6．（6分）如图所示，一带电粒子，从a点以垂直磁场方向的速度v进入磁感应强度为B的有界匀强磁场中，沿着acb半圆弧运动，从b点飞出磁场，已测得半圆弧的直径ab长度为L，则下列说法中正确的是（）A．粒子带正电，带电粒子的荷质比=B．粒子带正电，带电粒子的荷质比=C．粒子带负电，带电粒子的荷质比=D．粒子带负电，带电粒子的荷质比=7．（6分）某同学用单摆测量重力加速度，测得的结果比当地重力加速度的真实值偏大，可能的原因是（）A．测量悬线长度作为摆长，没有加上摆球的半径B．选用摆球的质量偏大C．把在时间t内的n次全振动误记为n+1次D．把在时间t内的n次全振动误记为n﹣1次8．（6分）如图所示，在竖直平面内固定一个半径为R的均匀带电的金属细圆环．一根长为L的绝缘丝线一端系在圆环的最高点，另一端系在一带电金属小球上，金属小球可视为点电荷．当圆环、小球都带有相同的电荷量Q时，发现小球在垂直圆环平面的对称轴上处于平衡状态．已知静电力常量为k，则丝线对小球的拉力为（）A．F=B．F=C．F=D．F=二、非选择题：9．（18分）如图1所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落．①所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需（填字母代号）中的器材．A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺②一次实验中，质量为m的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点迹，如2所示，已知相邻两计数点之间的时间间隔为T．测得计数点A、B两点间的距离为h1，计数点B、C两点间的距离为h2．由此可以确定，在打点计时器打下B点时，重物的动能为（填字母代号）．A．m（）2 B．m（）2 C．m（）2 D．m（）2．10．在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流，现有如下器材：A．直流电流表0～3A（内阻约0.1Ω）B．直流电流表0～600mA（内阻约0.5Ω）C．直流电压表0～3V（内阻约3kΩ）D．直流电压表0～15V（内阻约200kΩ）E．滑动变阻器（10Ω，1A）F．滑动变阻器（1kΩ，300mA）①除电源、开关、导线外，为完成实验，需要从上述器材中选用（填字母代号）．②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如图1所示，电路中所有元器件都是完好的，且电压表和电流表已调零．闭合开关后发现电压表的示数为2V，电流表的示数为零，小灯泡不亮，则可判断断路的导线是（填字母代号）．③表中的各组数据该是同学在实验中测得的，根据表格中的数据在如图2所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线．U/V 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5I/A 0 0.17 0.30 0.40 0.45 0.49④若小灯泡的电功率为P，则图3中的图线可能正确的是．11．（16分）如图所示，轨道ABC中的AB段为一半径R=0.2m的光滑圆形轨道，BC段为足够长的粗糙水平面．一质量为0.1kg的小滑块P由A点从静止开始下滑，滑到B点时与静止在B点另一质量为0.1kg的小滑块Q碰撞后粘在一起，两滑块在BC水平面上滑行0.5m后停下．（g取10m/s2），求：（1）小滑块P刚到达圆形轨道B 点时，轨道对它的支持力F N的大小；（2）小滑块P与小滑块Q碰撞后共同运动的速度v共大小；（3）滑块与水平面间的动摩擦因数μ的大小．12．（18分）研究性学习小组的同学观察和研究滑板运动的规律时，为使研究问题方便，将滑板和人整体视为一滑块，其质量为m．如图所示，从光滑斜面上的A点由静止开始自由滑下，到达B点时的速度为v B=4m/s．已知斜面AB与水平面BC在B点处通过一小圆弧光滑连接．长为x0=1.75m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.2，C 点右侧有4级台阶（台阶编号如图所示），D点右侧是足够长的水平面．每级台阶的高度均为h=0.2m，宽均为L=0.4m．（设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起）．（g取10m/s2）求：（1）斜面上A点到B点的竖直高度h0；（2）滑块从B点运动到C点所经历的时间t；（3）其中一个同学是这样求解滑块离开C点后，第一次落地点P与C点在水平方向距离x PC的：滑块离开C点后做平抛运动，下落高度H=4h=0.8m，在求出滑块经过C点速度的基础上，根据平抛运动知识求出了水平位移x PC．你认为该同学解法是否正确？如果正确，请解出结果．如果不正确，请说明理由，并用正确的方法求出结果．13．（20分）如图（a）为一研究电磁感应的实验装置示意图，其中电流传感器（电阻不计）能将各时刻的电流数据实时通过数据采集器传输给计算机，经计算机处理后在屏幕上同步显示出I﹣t图象．平行且足够长的光滑金属轨道的电阻忽略不计，导轨平面与水平方向夹角θ=30°．轨道上端连接一阻值R=1.0Ω的定值电阻，金属杆MN的电阻r=0.5Ω，质量m=0.2kg，杆长L=1m跨接在两导轨上．在轨道区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场，闭合开关S，让金属杆MN从图示位置由静止开始释放，其始终与轨道垂直且接触良好．此后计算机屏幕上显示出如图（b）所示的I﹣t图象（g取10m/s2）．求：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小和在t=0.5s时电阻R的热功率；（2）估算0～1.2s内通过电阻R的电荷量及在R上产生的焦耳热；（3）若在2.0s时刻断开开关S，请定性分析金属杆MN 0～4.0s末的运动情况；并在图（c）中定性画出金属杆MN 0～4.0s末的速度随时间的变化图象．物理试题答案一、选择题（共8小题）1．【解答】A、当分子间的作用力表现为斥力时，分子力随分子间距离的增大而减小，而当分子间的作用力表现为引力时，分子力随分子间距离的增大先增大后减小，故A错误．B、当分子间的作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的增大而减小，当分子间的作用力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大，故B错误．C、温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大，由于分子的运动是无规则的，杂乱无章的，不是每个分子的动能都增大，故C错误．D、粗测分子直径可利用“油膜法”，在水面上形成单分子层油膜，单分子油膜的厚度可以认为是分子的直径，故D 正确．故选：D2．【解答】A、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故A错误；B、卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，其核反应方程式，符合质量数与质子数守恒，故B正确；C、半衰期是8天，8克I经过16天后，经过两次半衰期，还剩2克未衰变，故C错误；D、核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的电势能增大，电子的动能减小，原子总能量增大，故D错误；故选：B．3．【解答】A、紫光的折射率大于红光的折射率，所以通过三棱镜后，紫光的偏折角大．故A错误．B、根据△x=λ得，紫光的波长短，则紫光的干涉条纹间距小，红光的干涉条纹间距较宽．故B正确．C、紫光照射金属有光电子逸出，因为红光的频率小于紫光，所以红光照射不一定能发生光电效应．故C错误；D、相同入射角从水中射向空气，因紫光的折射率大于红光，所以紫光的临界角小于红光，当紫光能发生全反射，红光不一定能发生全反射，故D错误．故选：B．4．【解答】A、由图知，质点振动的周期是4s，故A错误．B、在0～1 s内质点从平衡位置向最大位移运动，做初速度不为零的减速运动，故B错误．C、在t=2 s时，质点经过平衡位置向下负向最大位移处运动，速度方向沿x轴负方向，故C正确．D、质点的振幅等于x的最大值，为10cm，故D错误．故选：C5．【解答】根据万有引力提供向心力：，解得：，，，T=2π．由此可知，当r变大时，v、ω、a都要变小，而周期变大，故A正确、BCD错误．故选：A．6．【解答】初位置粒子速度向上，磁场方向向外，洛伦兹力向右，根据左手定则，粒子带正电；轨道半径为，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：qvB=m解得：故选：B．7．【解答】根据单摆的周期公式T=2，得 g=A、计算摆长时，没有加小球半径会导致测量的摆长偏小，根据g=，可知测出的重力加速度数值偏小．故A错误．B、由单摆的周期公式可知单摆的周期与摆球的质量无关，所以选用摆球的质量偏大，不影响测得的结果，故B错误．C、在时间t内的n次全振动误记为n+1次，则测得的周期偏小，根据g=测出的重力加速度数值偏大．故C 正确．D、在时间t内的n次全振动误记为n﹣1次，则测得的周期偏大，根据g=测出的重力加速度数值偏小．故D错误．故选：C．8．【解答】由于圆环不能看作点电荷，我们取圆环上一部分△x，设总电量为Q，则该部分电量为；由库仑定律可得，该部分对小球的库仑力F1=，方向沿该点与小球的连线指向小球；同理取以圆心对称的相同的一段，其库仑力与F1相同；如图所示，两力的合力应沿圆心与小球的连线向外，大小为：2=；因圆环上各点对小球均有库仑力，故所有部分库仑力的合力为：F库=方向水平向右；小球受力分析如图所示，小球受重力、拉力及库仑力而处于平衡，故T与F的合力应与重力大小相等，方向相反；根据共点力平衡得，绳子拉力F=，又sinθ=，解得：F=．故A正确，B、C、D错误．故选：A．二、非选择题：9．【解答】（1）打点计时器需要使用交流电源，要测量物体下降的高度，以及瞬时速度的大小，所以需要测量点迹间的距离，需要毫米刻度尺；实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，所以不需要测量物体的质量，故不需要天平．故选：D．（2）B点的速度，则重物在B点的动能．故选：D．故答案为：（1）①D；②D10．【解答】①应用伏安法描绘灯泡伏安特性曲线实验，除电源、开关、导线外，还需要电压表、电流表与滑动变阻器，灯泡额定电压为3V，则电压表选C，灯泡额定电流为I===0.5A，则电流表应选B；描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选E，即需要的实验器材是：B、C、E．②电流表的示数为零，小灯泡不亮，说明灯泡与电流表所在电路断路，电压表示数为2V，说明电压表与电源两极是相连的，由图1所示电路图可知，导线d断路．③根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据描出的点作出图象如图所示：④由图示灯泡I﹣U图象可知，随电压增大，灯泡电阻增大，由于灯泡电阻R随U的增大而增大，由电功率公式P=可知，P﹣U2图象的斜率随U2增大而减小，由图示图象可知，C正确，ABD错误，故选C．故答案为：①BCE；②d；③图象如图所示；④C．11．【解答】解：（1）小滑块P沿光滑圆形轨道下滑到达圆形轨道底端B的过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：，在B点，由牛顿第二定律得：，代入数据解得：F N=3N，v B=2m/s；（2）小滑块P与小滑块Q在B点碰撞后共速，碰撞过程中动量守恒，以P的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv B=2mv共，代入数据解得：v共=1m/s；（3）滑块在水平面上滑行的过程中，受到滑动摩擦力的作用，由动能定理得：﹣μ•2mgs=0﹣mv共2，代入数据解得：μ==0.1；答：（1）小滑块P刚到达圆形轨道B点时，轨道对它的支持力F N的大小为3N；（2）小滑块P与小滑块Q碰撞后共同运动的速度v共大小为1m/s；（3）滑块与水平面间的动摩擦因数μ的大小为0.1．12．【解答】解：（1）斜面AB上下滑，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh0=mv B2，代入数据解得：h0=0.8m；（2）从B到C过程，由动能定理得：，代入数据解得：v C=3m/s，由牛顿第二定律得：μmg=ma，代入数据解得：a=μg=2m/s2，由匀变速运动的速度公式可知，时间：=0.5s；（3）该同学接法不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上．正确解法：假设没有台阶，滑块直接落在地上，滑块做平抛运动，在竖直方向上：H=gt′2，代入数据解得：t′=0.4s，水平方向，位移：x′=v c t′=3×0.4=1.2m，恰好等于3L，恰好落在图中的D点，因此滑块会撞到台阶上．当滑块下落高度为2h时，h=gt″2，代入数据解得：t″≈0.283s，水平位移：x″=v c t″=3×0.283=0.85m，大于2L，所以也不会撞到第①、②台阶上，而只能落在第③级台阶上．则有：3h=gt22，水平位移：x PC=v C t2，代入数据解得：x PC≈1.04m；答：（1）斜面上A点到B点的竖直高度为0.8m；（2）滑块从B点运动到C点所经历的时间为0.5s；（3）平抛运动知识求出了水平位移为1.04m．13．【解答】解：（1）由I﹣t图象可知，当金属杆达到稳定运动时的电流为1.60A，杆受力平衡，由平衡条件得：mgsinθ=BIL，解得：，由图可知，当t=0.5s时，I=1.10A；P=I2R=1.102×1.0W=1.21W；（2）1.2s内通过电阻的电量为图线与t轴包围的面积，由图知：总格数为129格（126～135格均正确）q=129×0.1×0.1C=1.29C（1.26C～1.35C格均正确），由图知：1.2s末杆的电流I=1.50A，感应电流I==，金属杆速度：v=，解得：v=3.6m/s，通过电阻的电荷量：q=I△t=△t=••△t==，金属杆移动的距离：x=，解得：x=3.096m，由能量守恒定律得：mgxsinθ=mv2+Q，电阻R上产生的热量：Q R=Q，解得：Q R=1.2J；（3）由图象分析，金属杆在1.6s内随着位移的变大，做加速度逐渐变小的速度变大的直线运动；1.6s～2.0s内随着位移的变大，做匀速直线运动； 2.0s时刻断开电键，2.0s～4.0s金属杆做匀加速直线运动，其加速度为a=5m/s2．图象如图所示：图象答：（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小为0.625T，在t=0.5s时电阻R的热功率为1.21W；（2）估算0～1.2s内通过电阻R的电荷量及在R上产生的焦耳热为1.2J；（3）速度随时间的变化图象如图所示．。
H 单元 热学分子动理论10．【选修3－3】(2)(6分)题10图为一种减震垫，上面布满了圆柱状薄膜气泡，每个气泡内充满体积为V 0、压强为p 0的气体，当平板状物品平放在气泡上时，气泡被压缩，若气泡内气体可视为理想气体，其温度保持不变，当体积压缩到V 时气泡与物品接触面的面积为S ，求此时每个气泡内气体对接触面处薄膜的压力．题10图10．[答案] (2)V 0Vp 0S 本题第一问考查分子动理论、内能的相关知识，第二问考查理想气体状态方程和受力分析．[解析] (2)设压力为F ，压缩后每个气泡内的气体压强为p .由p 0V 0＝pV 和F ＝pS得F ＝V 0Vp 0S 29．[2014·福建卷Ⅰ] (1)如图，横坐标v 表示分子速率，纵坐标f (v )表示各等间隔速率区间的分子数占总分子数的百分比．图中曲线能正确表示某一温度下气体分子麦克斯韦速率分布规律的是________．(填选项前的字母)A ．曲线①B ．曲线②C ．曲线③D ．曲线④29．[答案] (1)D[解析] (1)速率较大或较小的分子占少数，接近平均速率的分子占多数，分子速率不可能为0，也不可能为无穷大，因此只有曲线④符合要求．13．[2014·北京卷] 下列说法中正确的是( )A ．物体温度降低，其分子热运动的平均动能增大B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能增大C．物体温度降低，其内能一定增大D．物体温度不变，其内能一定不变13．B 本题考查分子动理论、内能相关知识．温度是分子平均动能的宏观标志．物体温度降低，其分子热运动的平均动能减小，反之，其分子热运动的平均动能增大，A错，B 对；改变内能的两种方式是做功和热传递，由ΔU＝W＋Q知，温度降低，分子平均动能减小，但是做功情况不确定，故内能不确定，C、D错．1．（2014·云南文登二模）分子动理论较好地解释了物质的宏观热学性质．据此可判断下列说法中正确的是( )A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大C．一定质量的气体温度不变时，体积减小，压强增大，说明每秒撞击单位面积器壁的分子数增多D．气体从外界吸收热量，气体的内能一定增大1．C [解析] 布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，选项A错误；分子间的相互作用力随着分子间距离的增大，一定先减小后增大再减小，选项B错误；一定质量的气体温度不变时，单个分子撞击器壁的平均作用力一定，体积减小，单位体积分子的个数增多，每秒撞击单位面积器壁的分子数增多，选项C正确；气体从外界吸收热量，做功情况不明，气体的内能变化无法确定，选项D错误．3．（2014·北京朝阳区模拟）给一定质量的温度为0 ℃的水加热，在水的温度由0 ℃上升到4 ℃的过程中，水的体积随着温度的升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”．某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在着一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在着相互作用的势能．在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的．关于这个问题，下列说法中正确的是( )A．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功B．水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功C．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功D．水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功3．D [解析] 温度升高，水分子的平均动能增大，体积减小，分子间的结合力做负功，水分子间的总势能增大，选项D正确．5．（2014·上海嘉定区一模）图X252中能正确地反映分子间的作用力f和分子势能E p随分子间的距离r变化的图像是( )图X2525．B [解析] 分子间的作用力f＝0的位置对应分子势能E p最小的位置，能正确反映分子间的作用力f和分子势能E p随分子间的距离r变化的图像是图B.固体、液体、气体的性质33．[物理——选修3－3][2014·新课标全国卷Ⅰ] (1)一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态．其p－T图像如图所示．下列判断正确的是________．A．过程ab中气体一定吸热B．过程bc中气体既不吸热也不放热C．过程ca中外界对气体所做的功等于气体所放的热D．a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最小E．b和c两个状态中，容器壁单位面积单位时间内受到气体分子撞击的次数不同33．(1)ADE [解析] 本题考查了气体性质．因为pV T ＝C ，从图中可以看出，a →b 过程p T 不变，则体积V 不变，因此a →b 过程外力做功W ＝0，气体温度升高，则ΔU >0，根据热力学第一定律ΔU ＝Q ＋W 可知Q ＞0，即气体吸收热量，A 正确；b →c 过程气体温度不变，ΔU ＝0，但气体压强减小，由pV T ＝C 知V 增大，气体对外做功，W <0，由ΔU ＝Q ＋W 可知Q >0，即气体吸收热量，B 错误；c →a 过程气体压强不变，温度降低，则ΔU <0，由pV T ＝C 知V 减小，外界对气做功，W >0，由ΔU ＝W ＋Q 可知W <Q ，C 错误；状态a 温度最低，而温度是分子平均动能的标志，D 正确；b →c 过程体积增大了，容器内分子数密度减小，温度不变，分子平均速率不变，因此容器壁单位面积单位时间受到分子撞击的次数减少了，E 正确．17．、[2014·广东卷] 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图10所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )A ．体积减小，内能增大B ．体积减小，压强减小C ．对外界做负功，内能增大D ．对外界做正功，压强减小17．AC [解析] 充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做功，由于袋内气体与外界无热交换，故由热力学第一定律知，气体内能增加，故选项C 正确，选项D 错误；体积减小，内能增加，由理想气体状态方程可知压强变大，故选项A 正确，选项B 错误．16．[2014·全国卷] 对于一定量的稀薄气体，下列说法正确的是( )A ．压强变大时，分子热运动必然变得剧烈C．压强变大时，分子间的平均距离必然变小16．BD [解析] 本题考查气体性质．压强变大，温度不一定升高，分子热运动不一定变得剧烈，A错误；压强不变，温度也有可能升高，分子热运动可能变得剧烈，B正确；压强变大，体积不一定减小，分子间的距离不一定变小，C错误；压强变小，体积可能减小，分子间的距离可能变小，D正确．6．（2014·洛阳名校联考）图X253甲是晶体物质微粒在平面上的排列情况，图中三条等长线AB、AC、AD上物质微粒的数目不同，由此得出晶体具有________的性质．如图乙所示，液体表面层分子比较稀疏，分子间的距离大于分子平衡时的距离r0，因此表面层分子间作用力的合力表现为________．甲乙图X2536．各向异性引力[解析] 沿不同方向物质微粒的数目不同，使得晶体具有各向异性．当分子间的距离等于分子间的平衡距离时，分子间的引力等于斥力，合力为0；当分子间的距离大于分子间的平衡距离时，引力和斥力都减小，但斥力减小得快，合力表现为引力．3. （2014·福州质检）如图X261所示，U形气缸固定在水平地面上，用重力不计的活塞封闭着一定质量的气体，已知气缸不漏气，活塞移动过程无摩擦．初始时，外界大气压强为p0，活塞紧压小挡板．现缓慢升高缸内气体的温度，则图X262中能反映气缸内气体的压强p随热力学温度T变化的图像是( )图X261图X2623．B [解析] 缓慢升高缸内气体的温度，当缸内气体的压强p<p0时，气体的体积不变，由查理定律知p ＝p 1TT 1，故缸内气体的压强p 与热力学温度T 呈线性关系；当气缸内气体的压强p ＝p 0时发生等压变化．正确的图像为图B.8．（2014·唐山一模）如图X266所示，密闭容器有进气口和出气口可以和外部连通，容器的容积为V 0，将进气口和出气口关闭，此时内部封闭的气体的压强为p 0，将气体缓慢加热，使气体的温度由T 0＝300 K 升至T 1＝350 K.(1)求此时气体的压强．(2)保持T 1＝350 K 不变，缓慢由出气口抽出部分气体，使气体的压强再回到p 0.求容器内剩余气体的质量与原来质量的比值．图X2668. (1)76p 0 (2)67[解析] (1)设升温后气体的压强为p 1，由查理定律得p 0T 0＝p 1T 1 代入数据得p 1＝76p 0. (2)抽气过程可等效为等温膨胀过程，设膨胀后气体的体积为V ，由玻意耳定律得 p 1V 0＝p 0V解得V ＝76V 0 设剩余气体的质量与原来质量的比值为k ，由题意得k ＝V 0V解得k ＝67. 内能 热力学定律10．【选修3－3】(1)(6分)[2014·重庆卷] 重庆出租车常以天然气作为燃料，加气站储气罐中天然气的温度随气温升高的过程中，若储气罐内气体体积及质量均不变，则罐内气体(可视为理想气体)( )A．压强增大，内能减小B．吸收热量，内能增大C．压强减小，分子平均动能增大D．对外做功，分子平均动能减小10．[答案] (1)B37．(12分)【物理－3－3】[2014·山东卷] (1)如图所示，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体________．(双选，填正确答案标号) a．内能增加b．对外做功c．压强增大d．分子间的引力和斥力都增大37．[答案] (1)ab[解析] (1)根据理想气体状态方程，缸内气体压强不变，温度升高，体积增大，对外做功．理想气体不计分子间的作用力，温度升高，内能增加．选项a、b正确．17．、[2014·广东卷] 用密封性好、充满气体的塑料袋包裹易碎品，如图10所示，充气袋四周被挤压时，假设袋内气体与外界无热交换，则袋内气体( )A．体积减小，内能增大B．体积减小，压强减小C．对外界做负功，内能增大D．对外界做正功，压强减小17．AC [解析]充气袋被挤压时，气体体积减小，外界对气体做功，由于袋内气体与外界无热交换，故由热力学第一定律知，气体内能增加，故选项C 正确，选项D 错误；体积减小，内能增加，由理想气体状态方程可知压强变大，故选项A 正确，选项B 错误．2．（2014·北京顺义测试）如图G102所示，固定在水平面上的气缸内封闭着一定质量的理想气体，气缸壁和活塞绝热性能良好，气缸内气体分子间相互作用的势能忽略不计，则以下说法正确的是( )A ．使活塞向左移动，气缸内气体对外界做功，内能减少B ．使活塞向左移动，气缸内气体内能增大，温度升高C ．使活塞向左移动，气缸内气体压强减小D ．使活塞向左移动，气缸内气体分子无规则运动的平均动能减小2．B [解析] 使活塞向左移动，外界对气缸内气体做功，活塞绝热，Q ＝0，由热力学第一定律可知，内能增大，温度升高，由pV T ＝C 可知，压强增大，选项B 正确．9．（2014·烟台一模）某次科学实验中，从高温环境中取出一个如图X267所示的圆柱形导热气缸，把它放在大气压强p 0＝1 atm 、温度t 0＝27 ℃的环境中自然冷却．该气缸内壁光滑，容积V ＝1 m 3，开口端有一厚度可忽略的活塞．开始时，气缸内密封有温度t ＝447 ℃、压强p ＝ atm 的理想气体，将气缸开口向右固定在水平面上，假设气缸内气体的所有变化过程都是缓慢的．求：(1)活塞刚要向左移动时，气缸内气体的温度t 1；(2)最终气缸内气体的体积V 1；(3)在整个过程中，气缸内气体对外界________(选填“做正功”“做负功”或“不做功”)，气缸内气体放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)气体内能的减少量．图X2679．(1) 327 ℃ (2) 0.5 m 3 (3)做负功 大于[解析] (1)气体做等容变化，由查理定律得p T ＝p 0T 1 解得T 1＝600 K ，即t 1＝327 ℃.(2)由理想气体状态方程得pV T ＝p 0V 1T 0解得V 1＝0.5 m 3.(3)体积减小，气缸内气体对外界做负功；由ΔU ＝W ＋Q 知，气缸内气体放出的热量大于气体内能的减少量．实验：用油膜法估测分子的大小7．（2014·孝感二模）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃板放在坐标纸上，其形状如图X254所示，坐标纸上正方形小方格的边长为10 mm ，该油酸膜的面积是__________m 2；若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10－6 mL ，则油酸分子的直径是__________m ．(上述结果均保留1位有效数字)图X2547．8×10－3 5×10－10[解析] 正方形小方格的个数约为80个，油膜面积 S ＝80×1 cm 2＝8×10－3 m 2油酸分子的直径d ＝V S ＝4×10－128×10－3 m ＝5×10－10 m. 热学综合37．(12分)【物理－3－3】[2014·山东卷](1)如图所示，内壁光滑、导热良好的气缸中用活塞封闭有一定质量的理想气体．当环境温度升高时，缸内气体________．(双选，填正确答案标号)a．内能增加b．对外做功c．压强增大d．分子间的引力和斥力都增大(2)一种水下重物打捞方法的工作原理如图所示．将一质量M＝3×103kg、体积V0＝0.5 m3的重物捆绑在开口朝下的浮筒上．向浮筒内充入一定量的气体，开始时筒内液面到水面的距离h1＝40 m，筒内气体体积V1＝1 m3.在拉力作用下浮筒缓慢上升，当筒内液面到水面的距离为h2时，拉力减为零，此时气体体积为V2，随后浮筒和重物自动上浮，求V2和h2.已知大气压强p0＝1×105 Pa，水的密度ρ＝1×103 kg/m3，重力加速度的大小g＝10 m/s2.不计水温变化，筒内气体质量不变且可视为理想气体，浮筒质量和筒壁厚度可忽略．37．[答案] (1)ab (2)2.5 m310 m[解析] (1)根据理想气体状态方程，缸内气体压强不变，温度升高，体积增大，对外做功．理想气体不计分子间的作用力，温度升高，内能增加．选项a、b正确．(2)当F＝0时，由平衡条件得Mg＝ρg(V0＋V2)①代入数据得V2＝2.5 m3②设筒内气体初态、末态的压强分别为p1、p2，由题意得p1＝p0＋ρgh1③p2＝p0＋ρgh2④在此过程中筒内气体温度和质量不变，由玻意耳定律得p 1V 1＝p 2V 2⑤联立②③④⑤式，代入数据得h 2＝10 m ⑥(2)一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的圆柱形气缸内，气缸壁导热良好，活塞可沿气缸壁无摩擦地滑动．开始时气体压强为p ，活塞下表面相对于气缸底部的高度为h ，外界的温度为T 0.现取质量为m 的沙子缓慢地倒在活塞的上表面，沙子倒完时，活塞下降了h 4.若此后外界的温度变为T ，求重新达到平衡后气体的体积．已知外界大气的压强始终保持不变，重力加速度大小为g .(2)解：设气缸的横载面积为S ，沙子倒在活塞上后，对气体产生的压强为Δp ，由玻意耳定律得phS ＝(p ＋Δp )⎝ ⎛⎭⎪⎫h －14h S ① 解得Δp ＝13p ② 外界的温度变为T 后，设活塞距底面的高度为h ′.根据盖一吕萨克定律，得⎝ ⎛⎭⎪⎫h －14h S T 0＝h ′S T ③解得 h ′＝3T4T 0h ④据题意可得Δp ＝mg S ⑤气体最后的体积为V ＝Sh ′⑥联立②④⑤⑥式得V ＝9mghT 4pT 0.⑦ 9．（2014·石家庄二模）如图G107所示，两端开口的气缸水平固定，A 、B 是两个厚度不计的活塞，可在气缸内无摩擦地滑动，其面积分别为S 1＝20 cm 2、S 2＝10 cm 2，它们之间用一根细杆连接，B 通过水平细绳绕过光滑的定滑轮与质量为M ＝2 kg 的重物C 连接，静止时气缸中气体的温度T 1＝600 K ，气缸两部分的气柱长均为L ，已知大气压强p 0＝1×105 Pa ，g 取10 m/s 2，缸内气体可看作理想气体．(1)求活塞静止时气缸内气体的压强；(2)若降低气缸内气体的温度，当活塞A 缓慢向右移动12L 时，求气缸内气体的温度． 图G1079．(1)×105 Pa (2)500 K[解析] (1)设活塞静止时气缸内气体的压强为p 1，活塞受力平衡，则 p 1S 1＋ p 0S 2＝ p 0S 1＋ p 1S 2＋Mg代入数据解得压强p 1＝×105 Pa.(2)由活塞A 受力平衡可知缸内气体的压强没有变化，由盖·吕萨克定律得S 1L ＋S 2LT 1＝S 1L 2＋S 23L 2T 2代入数据解得T 2＝500 K.。
