福建省2020年高二（下）期末物理试卷（ 含答案解析）

2020年福建省漳州市龙海二中高二（下）期末物理试卷

一、选择题（本题共48分.第1〜8题只有一项符合题目要求，每小

题4分.第9〜12题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对

但不全的得2分，有选错的得。分.）

1.下列核反应方程中，属于a衰变的是（）

144171

A.N+2He玲：0+1H

2382344

B.92U玲''।Th+2He

2341

C.1H+1H玲2He+on

2342340

D..■।Th玲91Pa+-ie

2.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得

1921年的诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm

与入射光频率v的关系如图所示，其中vO为极限频率.从图中可以

确定的是（）

A.逸出功与v有关

B.Ekm与入射光强度成正比

C.v<vO时，会逸出光电子

D.图中直线的斜率与普朗克常量有关

3.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=lkg,

mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s.当A追上B并发生碰撞后，两球A、B

速度的可能值是（）

A.vA'=5m/s,vB'=2.5m/sB.vA'=2m/s,vB'=4m/s

C.vAz=-4m/s,vB'=7m/sD.vA'=7m/s,vB'=1.5m/s

4.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种

波长的光.在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次

增大，则正确的是（）

5.如图所示，铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸

带后，铁块掉在地上的P点，若以2V的速度抽出纸条，则铁块落地

点为（）

A.仍在P点B.P点左边

C.P点右边不远处D.P点右边原水平位移两倍处

6.质子、中子和笊核的质量分别为ml、m2和m3,当一个质子和

一个中子结合成笊核时，释放的能量是（C表示真空中的光速）（)

A.(ml+m2-m3)CB.(ml-m2-m3)CC.(ml+m2-m3)

C2D.(ml-m2-m3)C2

7.下列说法符合事实的是()

A.光电效应说明了光具有波动性

B.查德威克用a粒子轰击氮14获得反冲核氧18,发现了中子

C.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构

D.汤姆生通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型

8.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev,那么对氢原

子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是()

E/eV

0

5-0.54

-0.85

3-1.51

2-3.4

-13.6

A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生

光电效应

B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率

的光

C.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，

锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

D.用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发

态

9.关于热力学定律，下列说法正确的是()

A.气体吸热后温度一定升高

B.对气体做功可以改变其内能

C.理想气体等压膨胀过程一定放热

D.热量不可能从低温物体传到高温物体

10.若以表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体

积，p为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V0

分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系中正确的是（）

0V♦四V

A.NA=wB.p=^C.m,D.VO=%j

11.对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）

A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而

增大

C.布朗运动反应了花粉的分子热运动的规律

D.当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小

12.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、be、cd、da四

个过程，其中be的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行,

da与be平行，则气体体积在（）

A.ab过程中不断增加B.be过程中保持不变

C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变

二、实验探究题（每空3分，共18分）

13.在“油膜法估测油酸分子的大小〃实验中，有下列实验步骤：

①在边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适

量的痒子粉均匀地撒在水面上.

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状

稳定.

③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根

据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下

量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体

积.

⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.

完成下列填空：

（1）上述步骤中，正确的顺序是.（填写步骤前面的数字）

（2）将lcm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得

lcm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,

测得所形成的油膜的面积是0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为

m.（结果保留1位有效数字）

14.如图所示为实验室"验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.

（1）实验中，两个直径相同的小球，入射球质量ml靶球质

量m2（填大于、等于、或小于），安装轨道时，轨道末端必须，

在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从轨道上的,

由静止释放.

(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为。点，经多次

释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N,并

测得它们到0点的距离分别为所、而和而已知入射球的质量为ml,

靶球的质量为m2,如果测得ml面+m2•币近似等于，则认为

成功验证了碰撞中的动量守恒.

三.计算题(共3小题，15题10分，16题12分，17题10分，共

34分，解答要写出主要的运算过程和必要的文字说明)

15.如图所示，横截面积S=10cm2的活塞，将一定质量的理想气体

封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内，开始活塞与气缸底都距离

H=30cm.在活塞上放一重物，待整个系统稳定后.测得活塞与气缸

底部距离变为h=25cm.已知外界大气压强始终为P0=lX105Pa,不

计活塞质量及其与气缸之间的摩擦，取g=10rn/s2.求：

①所放重物的质量；

②在此过程中被封闭气体与外界交换的热量.

16.如图所示，U形管右管横截面积为左管横截面积的2倍，在左管

内用水银封闭一段长为26cm,温度为280K的空气柱，左右两管水银

面高度差为36cm,外界大气压为76cmHg.若给左管的封闭气体加热,

使管内气柱长度变为30cm,则此时左管内气体的温度为多少？

17.如图所示，光滑水平轨道上放置长板A（上表面粗糙）和滑块C,

滑块B置于A的左端，三者质量分别为mA=2kg、mB=lkg、mC=2kg.开

始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发

生碰撞（时间极短）后C向右运动，经过一段时间A、B再次达到共

同速度一起向右运动，且恰好不再与C碰撞.求A与C发生碰撞后瞬

间A的速度大小.

参考答案与试题解析

一、选择题（本题共48分.第1〜8题只有一项符合题目要求，每小

题4分.第9〜12题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对

但不全的得2分，有选错的得。分.）

1.下列核反应方程中，属于a衰变的是（）

144

玲o+H

72He187

A.NU8+

B.23<

2飞4

90玲H

C.9328+2e

2

H+4+

12He

0n

D.U仆玲,^Pa+[e

【考点】JJ：裂变反应和聚变反应.

【分析】a衰变是指原子核分裂并只放射出氢原子核的反应过程，根

据这一特定即可判断.

【解答】解：A、方程FN+；He玲70+；H；是人工核反应方程，

是发现质子的核反应方程.故A错误；

B、方程符Uf斌Th+如e,是U原子核分裂并只放射出氢原子核

的反应过程，属于a衰变.故B正确；

2341

方

程

H+H玲He+n

112O是轻核的聚变反应.故C错误;

D、方程铲Th玲：，Pa+9卢，释放出一个电子，是0衰变的过程.故

D错误.

故选：B.

2.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得

1921年的诺贝尔物理学奖.某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm

与入射光频率v的关系如图所示，其中vO为极限频率.从图中可以

确定的是（）

A.逸出功与v有关

B.Ekm与入射光强度成正比

C.v<vO时，会逸出光电子

D.图中直线的斜率与普朗克常量有关

【考点】IE：爱因斯坦光电效应方程.

［分析】本题考查光电效应的特点：①金属的逸出功是由金属自身决

定的，与入射光频率无关；②光电子的最大初动能Ekm与入射光的

强度无关；③光电子的最大初动能满足光电效应方程.

【解答】解：A、金属的逸出功是由金属自身决定的，与入射光频率

无关，其大小W=hv，故A错误.

B、根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hv-W,可知光电子的最大初动

能Ekm与入射光的强度无关，但入射光越强，光电流越大，只要入

射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变.故B错误.

C、要有光电子逸出，则光电子的最大初动能Ekm>0,即只有入射光

的频率大于金属的极限频率即v>v0时才会有光电子逸出.故c错误.

△E

D根据爱因斯坦光电效应方程Ekm=hv-W,可知：*=h,故D正确.

故选D.

3.两球A、B在光滑水平面上沿同一直线，同一方向运动，mA=lkg,

mB=2kg,vA=6m/s,vB=2m/s.当A追上B并发生碰撞后，两球A、B

速度的可能值是（）

A.vA'=5m/s,vB'=2.5m/sB.vA'=2m/s,vB'=4m/s

C.vAz=-4m/s,vB'=7m/sD.vA'=7m/s,vB'=1.5m/s

【考点】53：动量守恒定律；6C：机械能守恒定律.

【分析】两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒;

碰撞过程中系统机械能可能有一部分转化为内能，根据能量守恒定

律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能；同时

考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度.

【解答】解：考虑实际情况，碰撞后A球速度不大于B球的速度，因

而AD错误，BC满足；

两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒，ABCD

均满足；

根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系

统总动能，碰撞前总动能为22J,B选项碰撞后总动能为18J,C选项

碰撞后总动能为57J,故C错误，B满足；

故选B.

4.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种

波长的光.在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次

增大，则正确的是（）

【考点】J4：氢原子的能级公式和跃迁.

【分析】能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差

越大，光子频率越大，波长越短.

【解答】解：从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知c光的频

率最大，波长最短，

从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知a光的光子频率最小，

波长最长，

所以波长依次增大的顺序为c、b、a.故B正确，A、C、D错误.

故选：B.

5.如图所示，铁块压着一纸条放在水平桌面上，当以速度v抽出纸

带后，铁块掉在地上的P点，若以2V的速度抽出纸条，则铁块落地

点为（）

A.仍在P点B.P点左边

C.P点右边不远处D.P点右边原水平位移两倍处

【考点】43：平抛运动.

【分析】解答本题的关键是正确分析铁块在纸条上的运动过程，求出

铁块与纸带分离时速度的大小，根据平抛运动规律即可判断铁块的落

地点.

【解答】解：抽出纸带的过程中，铁块受到向前的摩擦力作用而加速

运动，若纸带以2V的速度抽出，则纸带与铁块相互作用时间变短，

因此铁块加速时间变短，做平抛时的初速度减小，平抛时间不变，因

此铁块将落在P点的左边，故ACD错误，B正确.

故选B.

6.质子、中子和笊核的质量分别为ml、m2和m3,当一个质子和

一个中子结合成笊核时，释放的能量是(C表示真空中的光速)()

A.(ml+m2-m3)CB.(ml-m2-m3)CC.(ml+m2-m3)

C2D.(ml-m2-m3)C2

【考点】JI：爱因斯坦质能方程.

【分析】根据反应前后的质量求出质量亏损，结合爱因斯坦质能方程

求出释放的能量.

【解答】解：一个质子和一个中子结合成笊核时，质量亏损4

m=ml+m2-m3,则释放的能量△£=(叫+102-103)cz,故C正确，A、B、

D错误.

故选：C.

7.下列说法符合事实的是()

A.光电效应说明了光具有波动性

B.查德威克用a粒子轰击氮14获得反冲核氧18,发现了中子

C.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构

D.汤姆生通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型

【考点】1U：物理学史.

【分析】明确人类对于电磁波以及原子结构研究的物理学史，注意B

中查德威克发现中子的核反应方程，明确是用a粒子轰击镀核发现了

中子.

【解答】解：A、光电效应说明光具有粒子性.故A错误.

B、查德威克用a粒子轰击镀核，产生中子和碳12原子核，故B错

误；

C、贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构；故C正

确；

D、汤姆生通过对阴极射线的研究，发现了电子，提出了枣糕式原子

结构模型，故D错误.

故选：C.

8.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev,那么对氢原

子在能量跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是（）

£/eV

0

5-0.54

4-0.85

3-1.51

2-3.4

-13.6

A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生

光电效应

B.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率

的光

C.一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，

锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV

D.用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发

态

【考点】J4：氢原子的能级公式和跃迁.

［分析】氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板

的逸出功的关系判断是否发生光电效应现象.

要使处于基态的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从基态跃

迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：

hV=0-El.

【解答】解：A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能

量为10.2eV,照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；

B、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，根据/可知，能放出

3种不同频率的光，故B正确；

C、氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最

小为E大=-1.51+13.6=12.09eV,因锌的逸出功是3.34ev,锌板表面

所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09-3.34=8.75eV,故C正确;

D、用能量为10.3eV的光子照射，小于12.09eV,不可使处于基态的

氢原子跃迁到激发态，要正好等于12.09eV,才能跃迁，故D错误；

故选：BC.

9.关于热力学定律，下列说法正确的是（）

A.气体吸热后温度一定升高

B.对气体做功可以改变其内能

C.理想气体等压膨胀过程一定放热

D.热量不可能从低温物体传到高温物体

【考点】8F：热力学第一定律.

【分析】明确热力学第一定律的基本内容，知道做功和热传递均可以

改变物体的内能；

理想气体不计分子势能，故温度是理想气体内能的标志，温度升高时,

内能一定增大；

根据热力学第二定律可知，热量可以自发地从高温物体传到高温物

体，但也可以从低温物体传到高温物体，只不过要引起其他方面的变

化.

【解答】解：A、根据热力学第一定律，气体吸热的同时如果还对外

界做功，其内能即温度不一定增大，故A错误；

B、对气体做功可以改变其内能，故B正确；

C、根据毕=C,可知P不变V增大，则T增大，需要吸热，故C错误;

D、在外界做功的情况下热量可以从低温物体传递到高温物体，故D

错误；

故选：B

10.若以表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体

积，p为在标准状态下水蒸气的密度，NA为阿伏加德罗常数，m、V0

分别表示每个水分子的质量和体积，下列关系中正确的是（）

QVU口V

A.NA=-B.p=^C.m=夙D.V0=-^

【考点】82：阿伏加德罗常数.

【分析】密度等于摩尔质量除以摩尔体积，摩尔数等于质量与摩尔质

量之比.阿伏加德罗常数NA个原子的质量之和等于摩尔质量.而对

水蒸气，由于分子间距的存在，NA△并不等于摩尔体积.

【解答】解：A、pV（表示摩尔质量）（单个分子的质量）=NA

（表示阿伏加德罗常数），故A正确；

B、对水蒸气，由于分子间距的存在，NA△并不等于摩尔体积，故B

错误；

C、单个分子的质量=摩尔质量・阿伏伽德罗常数，故C正确；

D、对水蒸气，由于分子间距的存在，摩尔体积处于阿伏加德罗常数

等于每个分子占据的空间体积，但并不等于分子体积，故D错误;

故选：AC.

11.对于分子动理论和物体内能的理解，下列说法正确的是（）

A.温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

B.当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而

增大

C.布朗运动反应了花粉的分子热运动的规律

D.当分子间的距离增大时，分子间作用力就一直减小

【考点】84：布朗运动；86：分子间的相互作用力.

【分析】温度越高，分子的平均动能越大；根据分子力做功判断分子

势能的变化；布朗运动不是分子的运动，间接反映了分子的无规则运

动；根据分子力作用图分析分子力的变化.

【解答】解：A、温度高的物体，分子平均动能一定大，但是内能不

一定大，故A正确.

B、当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离减小，分子力做负功,

分子势能增大，故B正确.

C、布朗运动反映了液体分子无规则的运动，故C错误.

D、由分子力随距离的变化图可知，当分子间距离增大时，引力和斥

力均减小，但是分子力不一定减小，故D错误.

故选：AB.

12.一定质量理想气体的状态经历了如图所示的ab、be、cd、da四

个过程，其中be的延长线通过原点，cd垂直于ab且与水平轴平行,

da与be平行，则气体体积在（）

A.ab过程中不断增加B.be过程中保持不变

C.cd过程中不断增加D.da过程中保持不变

【考点】99：理想气体的状态方程.

【分析】ab过程气体发生等温过程，由玻意耳定律分析体积的变化;

be过程，根据b、c两点与绝对零度连线，分析其斜率变化，判断体

积变化，斜率越大，体积越小；cd过程是等压变化，由盖•吕萨克定

律分析体积的变化.

【解答】解：A、ab过程气体发生等温过程，压强减小，由玻意耳定

律分析可知，气体的体积变大，故A正确.

B、be过程，b与绝对零度-273℃连线的斜率等于c与绝对零度-

273℃连线的斜率，则b状态气体的体积等于c状态气体的体积，则

be过程中体积不变.故B正确.

C、cd过程是等压变化，温度降低，由盖•吕萨克定律分析可知体积

减小；故C错误.

D、过d点的斜率大于过a点的斜率，则d点的体积小于a点的体积,

da过程体积增大.故D错误.

故选：AB.

二、实验探究题(每空3分，共18分)

13.在“油膜法估测油酸分子的大小〃实验中，有下列实验步骤：

①在边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适

量的痒子粉均匀地撒在水面上.

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状

稳定.

③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根

据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小.

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下

量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体

积.

⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上.

完成下列填空：

(1)上述步骤中，正确的顺序是④①②⑤③.(填写步骤前面的

数字)

(2)将lcm3的油酸溶于酒精，制成300cm3的油酸酒精溶液；测得

Icm3的油酸酒精溶液有50滴.现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上,

测得所形成的油膜的面积是0.13m2.由此估算出油酸分子的直径为

5X10-10m.（结果保留1位有效数字）

【考点】01：用油膜法估测分子的大小.

【分析】将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出1滴此溶液的体

积.然后将1滴此溶液滴在有痒子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳

定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油

酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算

一个，统计出油酸薄膜的面积.则用1滴此溶液的体积除以1滴此溶

液的面积，恰好就是油酸分子的直径.

【解答】解：（1）"油膜法估测油酸分子的大小〃实验步骤为：

配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）^测定一滴酒精油酸

溶液的体积v==（题中的④）0准备浅水盘（①）玲形成油膜（②）

玲描绘油膜边缘（⑤）好测量油膜面积（③）9计算分子直径（③）

（2）计算步骤：先计算一滴油酸酒精溶液中油酸的体积=一滴酒精油

1X10-6

酸溶液的体积X配制比例=二一二，再计算油膜面积，最后计算分子

50X300

直径为：

1X10-6

d=i=5X10-10m.

50X——x・

3000.13

故答案为：（1）④①②⑤③；（2）5X10-10.

14.如图所示为实验室"验证碰撞中的动量守恒”的实验装置.

(1)实验中，两个直径相同的小球，入射球质量m1大于靶球质

量m2(填大于、等于、或小于)，安装轨道时，轨道末端必须水平，

在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从轨道上的同一高

度，由静止释放.

(2)实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为。点，经多次

释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N,并

测得它们到。点的距离分别为正、而和而I已知入射球的质量为ml,

靶球的质量为m2,如果测得ml而+m2而近似等于ml币，则认

为成功验证了碰撞中的动量守恒.

【考点】ME：验证动量守恒定律.

【分析】①明确验证动量守恒定律的实验原理以及实验方法，从而确

定实验中的注意事项；

②实验要验证两个小球系统碰撞过程动量守恒，即要验证

mlvl=mlvl/+m2v2,可以通过平抛运动将速度的测量转化为水平射程

的测量；

【解答】解：①为了保证入射小球不反弹，则入射小球的质量大于被

碰小球的质量；同时为了让小球做平抛运动，轨道末端必须水平；在

同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，

保证碰前的速度相同，才能有效减小实验误差；

②小球离开轨道后做平抛运动，小球在空中的运动时间t相等，如果

碰撞过程动量守恒，则有：

mlvO=mlvA+m2vB,

两边同时乘以时间t得：mlv0t=inlvAt+m2vBt

则有：mlQP=ml^+m2DN,

故答案为：（1）大于，水平，同一高度（或同一位置）；（2）mlOP

三.计算题（共3小题，15题10分，16题12分，17题10分，共

34分，解答要写出主要的运算过程和必要的文字说明）

15.如图所示，横截面积S=10cm2的活塞，将一定质量的理想气体

封闭在竖直放置的圆柱形导热气缸内，开始活塞与气缸底都距离

H=30cm.在活塞上放一重物，待整个系统稳定后.测得活塞与气缸

底部距离变为h=25cm.已知外界大气压强始终为P0=lX105Pa,不

计活塞质量及其与气缸之间的摩擦，取g=10rn/s2.求：

①所放重物的质量；

②在此过程中被封闭气体与外界交换的热量.

【考点】8F：热力学第一定律；99：理想气体的状态方程.

【分析】①气体等温压缩，根据平衡条件求解出初、末状态的气压，

然后根据玻意耳定律列式求解；

②先求解气体对外界做的功，然后根据热力学第一定律求解放出的热

量.

【解答】解：①气体初始状态时：P0=lX105Pa

气体末状态时：+

P2=P0V

由等温变化规律可知：P0HS=P2hS

解得:m=2kg

②外界对气体做功：W=(POs+mg)(H-h)

由热力学第一定律可知：△U=W+Q

解得：Q=-6J

则：整个过程中封闭气体放出的热量为6.

答：①活塞上的重物质量为2kg；②整个过程中被封闭气体与外界交

换的热量大小为6J.

16.如图所示，U形管右管横