1、永安一中2021届高三年段暑期阶段考试物理试题第卷（选择题共46分）一、单项选择题（本题共10小题。每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，有选错或不答的得0分。）1. 下列说法中正确的是（）A. 将香水瓶盖打开后香味扑面而来，这一现象说明分子在永不停息地运动B. 布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体分子的运动C. 一定质量的理想气体从外界吸收热量，内能一定增大D. 布朗运动的剧烈程度与温度无关2. 一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量P、V、T的变化情况不可能的是（）A. P、V、T都减小B. V减小，P和T增大C. P和V增大，T减小D. P
2、增大，V和T减小3. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能EP与两分子间距离x的变化关系如图所示，设分子间在移动过程中所具有的总能量为0则下列说法正确的是（ ）A. 乙分子在P点时加速度最大B. 乙分子在Q点时分子势能最小C. 乙分子在Q点时处于平衡状态D. 乙分子在P点时分子动能最大4. 下列说法正确的是（）A. 气体分子热运动的平均动能增大时，则气体压强也一定增大B. 分子力随分子间距离的减小会增大C. 两块表面磨平、干净的铅块，使之紧密接触后结合在一起，说明分子间有引力D. 一定质量的理想气体等温膨胀时会向外放热但内能保持
3、不变5. 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pT图象如图所示，下列判断正确的是（）A. a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B. a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大C. 过程bc中外界对气体所做的功等于气体所放的热D. 过程ca中气体既不吸热也不放热6. 下列关于温度、内能、热量和功的说法正确（）A. 要使物体的内能增加，一定要对物体做功B. 要使物体的内能增加，一定要吸收热量C. 物体内能增加，它的温度就一定升高D. 同一物体温度越高，内能越大7. 如图所示为氢原子能级图，一个氢原子吸收能量后由基态跃迁到 n=
4、4的激发态，然后向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ) A. 可能发出 6 种能量的光子B. 只能发出 1 种能量的光子C. 吸收的能量为 12.75eVD. 可能发出能量为 0.85eV的光子8. 足够长的U形玻璃管开口朝下竖直放置，管中有两段水银，右边封闭了一段长度LA的气体，左边的活塞也封闭了一段长度LB的气体，现将活塞缓慢地向上移动，左边的竖直管中始终有水银，两气柱长度变化是（）A. LA不变，LB增大B. LA不变，LB减小C. LA减小，LB增大D. LA增大，LB减小9. 一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )A. 气体分子每次碰撞器
5、壁的平均冲力增大B. 单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C. 气体分子的总数增加D. 单位体积内分子数目不变10. 某不封闭的房间容积为20m3，在温度为7、大气压强为9.8104Pa时，室内空气质量为25kg当温度升高到27、大气压强为1.0105Pa时，室内空气的质量是（）A. 13.8kgB. 23.8kgC. 20.6kgD. 34.8kg二、多定项选择题（本题共4小题。每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）11. 关于分子动理论，下列说法正确的是（）A. 温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均
6、速率不相同B. 两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大C. 已知某种气体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则单位体积的分子数为D. 水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动12. 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）A. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B. 衰变所释放的电子是
7、由原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C. 射线一般伴随着或射线的产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D. 发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了413. 一定质量的理想气体状态变化过程的P-V如图所示，其中A是初始状态，B、C是中间状态AB为双曲线的一部分，BC与纵轴平行,CA与横轴平行如将上述变化过程改用P-T图线和V-T图线表示，则在下列各图中正确的是A. B. C. D. 14. 对应四幅图，下列说法正确的有_。A. 根据分子间的作用力与距离的关系可知当分子间距rr0时，分子势能最大B. 根据某种气体分子速率分布图可判断T 1T2C. 水的饱和汽压随温度
8、的升高而增大，与饱和汽的体积无关D. 根据某理想气体的p-T关系图可知此理想气体为等容变化第卷（非选择题共54分）三、填空题（本题共1题，每空2分，共10分。把答案填在相应的横线上。）15. （1）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验的简要步骤如下：A配置油酸酒精溶液：将油酸和酒精按体积比配制好，然后把油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，算出一滴油酸酒精溶液的体积B把带有小方格的塑料板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在塑料板上，数出薄膜所占格数，根据小方格个数估算出油膜面积C向浅盘中倒入一定量的水，在水面均匀地撒入滑石粉（或痱子粉）D把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定E计
9、算出油膜的厚度请将上述实验步骤按合理的顺序排列_（2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸5 mL用注射器测得1 mL上述溶液有液滴100滴把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1 cm则：油膜的面积约为_cm2(保留两位有效数字)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_cm3根据上述数据，估算出油酸分子的直径d_m(保留一位有效数字)（3）实验中水槽所撒痱子粉太厚会导致测量结果_（选填“偏大”或“偏小”）四、计算题（本题4小题，8+10+12
10、+14，共44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）16. 如图所示，竖直放置的均匀细U型试管，左侧管长30cm，右管足够长且管口开口，底管长度AB=20cm，初始时左右两管水银面等高，且水银柱高为10cm，左管内被水银封闭的空气柱气体温度为27，已知大气压强为p0=75cmHg。(1)若封闭的空气柱气体温度为27不变，使U型管竖直面内沿水平方向做匀加速直线运动，则当左管的水银恰好全部进入AB管内时，则气体压强为多少？(2)现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成5cm长的高度差。则此时气体的温度为多少开尔文？17. 如图所示，圆柱形绝热汽缸水平放置，通过绝热活塞封闭着一定质
11、量的理想气体，活塞横截面积为S=0.2m2，与容器底部相距L=0.3m现通过电热丝缓慢加热气体，当气体温度升高到T时，气体吸收热量4.2103J，活塞向右移动了d=0.1m已知大气压强为p0=1.0105Pa，阿伏加德罗常数NA6.021023mol1，不计活塞与汽缸的摩擦（1）加热前汽缸内理想气体的密度=0.45 kg/m3，摩尔质量M=1.610-2 kg/mol，试估算汽缸内理想气体的分子数n(结果保留两位有效数字)（2）加热过程中气体内能变化量18. 一定质量的理想气体，由状态a经状态b、状态c又回到状态a，其体积V随温度T的变化图像如图所示。已知该气体在状态a时温度为T0、压强为p0
12、、体积为V0，在状态b时温度为T0、体积为2V0，在状态时c体积为2V0，（其中T0=300K、压强为p0=1.0105Pa、体积为V0=1.0L）(1)求状态的温度TC为多少？(2)若由状态到状态气体吸收的热量为Q=100J，则气体内能变化量是多少？状态c到状态a内能变化量又是多少？(3)由(2)问可求状态c到状态a气体放出的热量Q为多少？19. 如图，A为竖直放置的导热汽缸，其质量M=50kg、高度L=12cm，B为汽缸内的导热活塞，其质量m=10kg，B与水平地面间连有劲度系数k=100N/cm的轻弹簧，A与B的横截面积均为S=100cm2。初始状态下，汽缸A内封闭着常温下的气体，A、B
13、和弹簧均静止，B与汽缸口相平。设活塞与汽缸间紧密接触且无摩擦，活塞厚度不计，外界大气压强p0=1105Pa。重力加速度g=10m/s2。(1)求初始状态下汽缸内气体的压强；(2)用力缓慢向下压汽缸A（A的底端始终未接触地面），使活塞B下降1cm，求此时B到汽缸顶端的距离。永安一中2021届高三年段暑期阶段考试物理试题（解析版）第卷（选择题共46分）一、单项选择题（本题共10小题。每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得3分，有选错或不答的得0分。）1. 下列说法中正确的是（）A. 将香水瓶盖打开后香味扑面而来，这一现象说明分子在永不停息地运动B. 布朗运动指的是
14、悬浮在液体或气体中的固体分子的运动C. 一定质量的理想气体从外界吸收热量，内能一定增大D. 布朗运动的剧烈程度与温度无关【答案】A【解析】【详解】A将香水瓶盖打开后香味扑面而来，是由于香水分子扩散到空气中，这一现象是扩散现象，说明分子在永不信息地无规则运动，故A正确；B布朗运动指的是悬浮在液体或气体中的固体颗粒的运动，不是固体分子的运动，故B错误；C一定质量的理想气体从外界吸收热量，如果同时它还对外界做功，则它的内能不一定增大，如果它对外界做的功大于它从外界吸收的热量，则它的内能会减小，故C错误；D颗粒越小，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越剧烈，所以布朗运动与温度有关，故D错误故选A。2.
15、 一定质量的理想气体发生状态变化时，其状态参量P、V、T的变化情况不可能的是（）A. P、V、T都减小B. V减小，P和T增大C. P和V增大，T减小D. P增大，V和T减小【答案】C【解析】【详解】A根据理想气体状态方程可知，P、V、T都减小，可能不变，故A不符合题意；BV减小，P和T增大，可能不变，故B不符合题意；CP、V增大，T减小，则一定增大，不可能存在，故C符合题意；DP增大，V和T减小，可能不变，故D不符合题意。故选C。3. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，只在两分子间的作用力作用下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能EP与两分子间距离x的变化关系如图所示，设分子间在移动过
16、程中所具有的总能量为0则下列说法正确的是（ ）A. 乙分子在P点时加速度最大B. 乙分子在Q点时分子势能最小C. 乙分子在Q点时处于平衡状态D. 乙分子在P点时分子动能最大【答案】D【解析】【详解】A由图象可知，乙分子在P点（x=x2）时，分子势能最小，此时分子处于平衡位置，分子引力与分子斥力大小相等，合力为零，加速度为零，A错误；B由图象可知，乙分子在Q点时分子势能为零，大于分子在P点的分子势能，因此在Q点分子势能不是最小，B错误；C乙分子在Q点（x=x1）时，分子间距离小于平衡距离，分子引力小与分子斥力，合力表现为斥力，在Q点分子不处于平衡状态，C错误；D乙分子在P点（x=x2）时，分子势
17、能最小，由能量守恒定律则知，分子的动能最大，D正确。故选D。【点睛】对于分子势能，关键要掌握分子位于平衡位置时，分力势能最小，而分子力为零，动能最大熟悉分子力的变化规律，知道分子力做功与分子势能变化的关系，知道总能量由分子势能和分子动能两者之和构成，本题考查的过程很细，要加强分析4. 下列说法正确的是（）A. 气体分子热运动的平均动能增大时，则气体压强也一定增大B. 分子力随分子间距离的减小会增大C. 两块表面磨平、干净的铅块，使之紧密接触后结合在一起，说明分子间有引力D. 一定质量的理想气体等温膨胀时会向外放热但内能保持不变【答案】C【解析】【详解】A气体分子热运动的平均动能增大，由于气体压
18、强决定于气体分子的密度（单位体积内的分子数）和分子的平均动能两个因素，所以气体的压强不一定增大，故A错误；B当分子力表现为斥力时，分子力总是随着分子间距离的减小而增大；当分子力表现为引力时，分子力总是随着分子间距离的减小而减小，故B错误；C两块表面磨平、干净的铅块，使之紧密接触就能结合在一起，这个实验说明分子间存在着引力，故C正确；D一定质量的理想气体等温膨胀时对外做功，由于温度不变，内能变化量为零，根据热力学第一定律可得所以气体要吸收热量，故D错误。故选C。5. 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pT图象如图所示，下列判断正确的是（）A. a和c两个状态
19、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B. a、b和c三个状态中，状态a分子的平均动能最大C. 过程bc中外界对气体所做的功等于气体所放的热D. 过程ca中气体既不吸热也不放热【答案】A【解析】【详解】A由图可知，a、c状态气体的温度是相等的，所以分子运动的激烈程度相同，c状态的压强大，结合气体压强的微观意义可知，a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，A正确；B由图象可知，b状态温度最高，分子平均动能最大，B错误；C由图象可知，bc过程气体压强不变，温度降低，由盖吕萨克定律可知，其体积减小，外界对气体做功，气体温度降低，内能减少，由热力学第一定律
20、可知，气体要放出热量，过程bc中外界对气体所做的功小于气体所放热量，C错误；D由图象可知，ca过程气体温度不变，压强减小，由玻意尔定律可知，其体积增大，气体对外界做功，气体温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知，气体要吸收热量，D错误.故选A。6. 下列关于温度、内能、热量和功的说法正确（）A. 要使物体的内能增加，一定要对物体做功B. 要使物体的内能增加，一定要吸收热量C. 物体内能增加，它的温度就一定升高D. 同一物体温度越高，内能越大【答案】D【解析】【详解】AB改变物体内能的方式有做功和热传递，使物体的内能增加，可以对物体做功，也可以从外界吸收热量，故AB错误；C物体内能是物体内所有
21、分子动能和分子势能的总和，内能增加，可能是它的分子势能增大，而分子动能不变，即它的温度不变，如一定质量的的冰变为的水，内能增加，但温度不变，故C错误；D同一物体温度越高，分子势能不变，分子动能越大，所以内能越大，故D正确。故选D。7. 如图所示为氢原子能级图，一个氢原子吸收能量后由基态跃迁到 n=4的激发态，然后向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ) A. 可能发出 6 种能量的光子B. 只能发出 1 种能量的光子C. 吸收的能量为 12.75eVD. 可能发出能量为 0.85eV的光子【答案】C【解析】【分析】根据玻尔理论，能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光
22、子频率越高，并根据光电效应发生条件求解；根据n-1求出处于激发态的氢原子可能发射出不同波长光的种数【详解】A、B项：一个原子从n=4的激发态向基态跃迁最多能发出n-1=3种，故A、B错误；C项：从基态到n=4的激发态要吸收的能量为两能级差即，故C正确；D项：从n=4向基态跃迁有可能有三种能量的光子发出，分别为0.65eV，1.89eV，10.2eV,故D错误故应选：C【点睛】解决本题的关键知道光电效应的条件，以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，掌握辐射光子的种类计算方法8. 足够长的U形玻璃管开口朝下竖直放置，管中有两段水银，右边封闭了一段长度LA的气体，左边的活塞也
23、封闭了一段长度LB的气体，现将活塞缓慢地向上移动，左边的竖直管中始终有水银，两气柱长度变化是（）A. LA不变，LB增大B. LA不变，LB减小C. LA减小，LB增大D. LA增大，LB减小【答案】A【解析】【详解】对于右边封闭的气体而言属于等压变化，在缓慢移动过程中，温度几乎不变，由理想气体状态方程可知，体积不变，所以不变，由于右侧压强不变，在压迫过程中，造成左右压强差增加，所以B部分压强变小，由理想气体状态方程可知，在温度不变时，压强变小，所以体积变大，A正确9. 一定质量的理想气体，经等温压缩，气体的压强增大，用分子动理论的观点分析，这是因为( )A. 气体分子每次碰撞器壁的平均冲力增
24、大B. 单位时间内单位面积器壁上受到气体分子碰撞的次数增多C. 气体分子的总数增加D. 单位体积内分子数目不变【答案】B【解析】【详解】温度不变，分子平均动能不变，气体体积减小，分子数密度增加，故气体分子碰撞器壁更频繁，B正确ACD错误。故选：B。10. 某不封闭的房间容积为20m3，在温度为7、大气压强为9.8104Pa时，室内空气质量为25kg当温度升高到27、大气压强为1.0105Pa时，室内空气的质量是（）A. 13.8kgB. 23.8kgC. 20.6kgD. 34.8kg【答案】B【解析】【详解】根据气体克拉珀龙方程，对房间内的气体进行分析如下：初态末态联立解得故选B。【点睛】对
25、于变质量问题，可以用克拉珀龙方程进行求解。二、多定项选择题（本题共4小题。每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，只有两个选项正确，选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）11. 关于分子动理论，下列说法正确的是（）A. 温度相同的氧气和臭氧气体，分子平均速率不相同B. 两个分子在相互靠近的过程中其分子力逐渐增大，而分子势能一定先减小后增大C. 已知某种气体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则单位体积的分子数为D. 水结为冰时，部分水分子已经停止了热运动【答案】AC【解析】【详解】A温度是分子的平均动能的标志，温度相同的氧气和臭氧，分子的平均动能相同，但分子的质
26、量不同，所以平均速率不相同，选项A正确；B如果初始两分子的距离远大于平衡间距，那么两个分子相互靠近过程中，分子引力先增大后减小，到平衡位置时，分子力变为0，距离再小，分子力就变成斥力，并随距离的减小而增大；分子势能是先减后增，在平衡位置处，分子势能最低，选项B错误；C已知某种气体的密度为，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，则单位体积的分子数为选项C正确；D分子永不停息地做无规则运动，则知水结为冰时，水分子不会停止热运动，选项D错误。故选AC。12. 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体
27、氡，而氡会发生放射性衰变，放出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（）A. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B. 衰变所释放的电子是由原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C. 射线一般伴随着或射线的产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱D. 发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4【答案】BC【解析】【详解】A半衰期是大量原子核的统计规律,对单个原子核不适用，选项A错误；B衰变所释放的电子是由原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，选项B正确；C射线一般伴随着或射
28、线的产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，选项C正确；D发生衰变时，电荷数少2，质量数少4，根据质量数等于质子数加上中子数可知中子数减少了2，选项D错误。故选BC。13. 一定质量的理想气体状态变化过程的P-V如图所示，其中A是初始状态，B、C是中间状态AB为双曲线的一部分，BC与纵轴平行,CA与横轴平行如将上述变化过程改用P-T图线和V-T图线表示，则在下列各图中正确的是A. B. C. D. 【答案】BD【解析】【详解】ABA到B等温变化，膨胀体积变大，根据玻意耳定律压强p变小；B到C是等容变化，在p-T图象上为过原点的直线；C到A是等压变化，体积减小，根据盖-吕萨克定律
29、知温度降低，故A错误，B正确；CDA到B是等温变化，体积变大；B到C是等容变化，压强变大，根据查理定律，温度升高；C到A是等压变化，体积变小，在V-T图象中为过原点的一条倾斜的直线，故C错误，D正确；故选BD14. 对应四幅图，下列说法正确的有_。A. 根据分子间的作用力与距离的关系可知当分子间距rr0时，分子势能最大B. 根据某种气体分子速率分布图可判断T 1T2C. 水的饱和汽压随温度的升高而增大，与饱和汽的体积无关D. 根据某理想气体的p-T关系图可知此理想气体为等容变化【答案】CD【解析】【详解】A由分子间作用力的合力与分子间距离的关系图像知，时分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子
30、力做负功，分子势能增加，所以分子间距 时，分子势能最小，A错误；B由图可知，中速率大分子占据的比例较大，则说明对应的平均动能较大，故对应的温度较高，B错误；C水的饱和汽压随温度的升高而增大，与体积无关，C正确；D等容变化，压强和热力学温度成正比，D正确。故选CD。第卷（非选择题共54分）三、填空题（本题共1题，每空2分，共10分。把答案填在相应的横线上。）15. （1）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，实验的简要步骤如下：A配置油酸酒精溶液：将油酸和酒精按体积比配制好，然后把油酸酒精溶液一滴一滴滴入量筒中，算出一滴油酸酒精溶液的体积B把带有小方格的塑料板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩
31、笔画在塑料板上，数出薄膜所占格数，根据小方格个数估算出油膜面积C向浅盘中倒入一定量的水，在水面均匀地撒入滑石粉（或痱子粉）D把一滴油酸酒精溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定E计算出油膜的厚度请将上述实验步骤按合理的顺序排列_（2）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104 mL溶液中有纯油酸5 mL用注射器测得1 mL上述溶液有液滴100滴把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待稳定后，将玻璃板放在浅盘上描出油膜轮廓，再将玻璃板放在坐标纸上，其形状如图所示，坐标纸中正方形小方格的边长为1 cm则：油膜的面积约为_cm2(保留两位有效数字)每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是_c
32、m3根据上述数据，估算出油酸分子的直径d_m(保留一位有效数字)（3）实验中水槽所撒痱子粉太厚会导致测量结果_（选填“偏大”或“偏小”）【答案】 (1). ACDBE (2). 83(8085) (3). (4). (5). 偏大【解析】（1）按照实验的原理及实验过程，则上述实验步骤按合理的顺序排列是：ACDBE；（2）油酸膜的面积是：851cm2=85cm2每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积：；油酸分子的直径是 （3）实验过程中，若水槽所撒痱子粉太厚，油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由d=V/S 可知，实验测量的油酸分子的直径偏大；点睛：油酸分子在水面上以球模型一个靠
33、一个排列的，故含有油酸分子的个数等于纯油酸体积除以一个油酸分子的体积，同时考查了用“油膜法”估测分子直径大小的实验，正确解答实验问题的前提是明确实验原理，能建立物理模型理解并掌握实验的原理和方法四、计算题（本题4小题，8+10+12+14，共44分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）16. 如图所示，竖直放置的均匀细U型试管，左侧管长30cm，右管足够长且管口开口，底管长度AB=20cm，初始时左右两管水银面等高，且水银柱高为10cm，左管内被水银封闭的空气柱气体温度为27，已知大气压强为p0=75cmHg。(1)若封闭的空气柱气体温度为27不变，使U型管竖直面内沿水平方向做
34、匀加速直线运动，则当左管的水银恰好全部进入AB管内时，则气体压强为多少？(2)现对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成5cm长的高度差。则此时气体的温度为多少开尔文？【答案】(1)；(2)360K【解析】【详解】(1)当水银全部进入AB管内，气体做等温变化，此时气体的压强(2)对左侧封闭气体加热，直至两侧水银面形成5cm长的高度差，此时p2=p0+gh=80cmHgl2=l1+=2 2.5cm从状态1到状态2由理想气体状态方程得代入数值解得T2=360K17. 如图所示，圆柱形绝热汽缸水平放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞横截面积为S=0.2m2，与容器底部相距L=0.3m现通过
35、电热丝缓慢加热气体，当气体温度升高到T时，气体吸收热量4.2103J，活塞向右移动了d=0.1m已知大气压强为p0=1.0105Pa，阿伏加德罗常数NA6.021023mol1，不计活塞与汽缸的摩擦（1）加热前汽缸内理想气体的密度=0.45 kg/m3，摩尔质量M=1.610-2 kg/mol，试估算汽缸内理想气体的分子数n(结果保留两位有效数字)（2）加热过程中气体内能变化量【答案】（1） n=1.01024（2）U=2200J【解析】【详解】解：(1)汽缸内气体的质量：气体的分子数： 代入数据得： (2)汽缸内气体的压强：气体膨胀对外做功：根据热力学第一定律有：，解得：18. 一定质量的理
36、想气体，由状态a经状态b、状态c又回到状态a，其体积V随温度T的变化图像如图所示。已知该气体在状态a时温度为T0、压强为p0、体积为V0，在状态b时温度为T0、体积为2V0，在状态时c体积为2V0，（其中T0=300K、压强为p0=1.0105Pa、体积为V0=1.0L）(1)求状态的温度TC为多少？(2)若由状态到状态气体吸收的热量为Q=100J，则气体内能变化量是多少？状态c到状态a内能变化量又是多少？(3)由(2)问可求状态c到状态a气体放出的热量Q为多少？【答案】(1)600K；(2)100J，-100J；(3)200J【解析】【详解】(1)由图可知气体由状态c到a对应V-T图像为过原
37、点的直线，故发生的是等压变化，即由c到a，根据盖吕萨克定律可得解得(2)气体由状态b到状态c为等容变化，吸收的热量等于增加的内能，即气体在状态b与状态a的温度相等，内能相同，有状态c到状态a内能变化量(3)气体由状态c到a，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，则气体对外放出热量，根据热力学第一定律有代入数值可得19. 如图，A为竖直放置的导热汽缸，其质量M=50kg、高度L=12cm，B为汽缸内的导热活塞，其质量m=10kg，B与水平地面间连有劲度系数k=100N/cm的轻弹簧，A与B的横截面积均为S=100cm2。初始状态下，汽缸A内封闭着常温下的气体，A、B和弹簧均静止，B与汽缸
38、口相平。设活塞与汽缸间紧密接触且无摩擦，活塞厚度不计，外界大气压强p0=1105Pa。重力加速度g=10m/s2。(1)求初始状态下汽缸内气体的压强；(2)用力缓慢向下压汽缸A（A的底端始终未接触地面），使活塞B下降1cm，求此时B到汽缸顶端的距离。【答案】(1)1.5105Pa；(2)11.25cm【解析】【详解】(1)初态，对汽缸，由力的平衡条件有Mg+p0S=p1S解得p1=1.5105Pa(2)未施加压力前弹簧弹力F1=(M+m)g=600N施加压力后，弹簧弹力变为F2=F1+kx=600N+100N=700N设此时A内气体压强为p2，对活塞B，由力的平衡条件有mg+p2S=p0S+F2代入数据解得p2=1.6105Pa设此时B到A顶端的距离为L，对A内气体：初态体积V1=LS末态体积V2=LS由玻意耳定律可知p1LS=p2LS代入数据解得L=11.25cm
