山东省滨州市2023-2024学年高二年级下册7月期末考试物理试题（解析版）

高二物理黄题

本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟。

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、

考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。

2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑

色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题

卷上答题无效。保持卡面整洁，不折叠、不破损。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有

一项是符合题目要求的。

1.用学过的固体、液体和热力学定律等物理知识来研究生活中的物理现象，下列说法正确的是（）

A.把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端不会变钝

B.把两层棉纸分别放在有蜡迹的衣服两面，用热熨斗熨烫可除去蜡迹

C.利用海水降低温度放出大量的热量来发电，从而解决能源短缺问题

D.在封闭房间内把接通电源的冰箱门打开，一段时间后房间内的温度就会降低

【答案】B

【解析】

【详解】A.把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，表面张力作用使表面积趋向最小，从而使断裂处的尖端变

钝，故A错误；

B.放在衣服上面和下面的绵纸内有许多细小的孔道起着毛细管的作用，当蜡受热熔化成液体后，由于毛

细现象，就会被绵纸吸掉，故B正确；

C.根据热力学第二定律降低海水温度要放出热量，但是要引起其他的变化，根据能量守恒定律，此方法

不可能实行，故C错误；

D.在封闭房间内把接通电源的冰箱门打开，电流做功电能转化为热能，室内温度会升高，故D错误。

故选B。

2.滨州市位于北纬37。，如图，某同学在滨州市内骑行上学，该同学从西往东沿直线以速度v骑行，该处

地磁场的水平分量大小为用，竖直分量大小为5?,自行车车把为直把、金属材质，车把长为/,车轮的直

径为4,辐条长度近似等于车轮半径，只考虑自行车在地磁场中的电磁感应，下列说法正确的是（）

B

A.图示位置中辐条A点电势比8点电势低;用也/

B.图示位置中辐条A点电势比2点电势高;qvd

C.车把左端的电势比车把右端的电势低5/v

D.自行车改为南北骑向，自行车车把两端电动势要降低

【答案】B

【解析】

【详解】AB.该同学从西往东沿直线以速度v骑行，辐条切割地磁场水平分量（由南向北）的磁感线，

根据右手定则判断可知，图示位置中辐条A点电势比8点电势高，电势差为

11V11

E=-B/c9o=-Br29-=-Brv=-Bvd

22xr2x4i

故A错误，B正确；

C.自行车车把从西往东切割地磁场竖直向下分量的磁感线，由右手定则可知，车把左端的电势比车把右

端的电势高为/v,故C错误；

D.自行车改为南北骑向，自行车车把仍切割地磁场竖直向下分量的磁感线，自行车车把两端电动势仍为

B.lv,故D错误。

故选B。

3.2024年6月4日完成月球表面无人自主采集样品后，“嫦娥六号”着陆器携带的五星红旗在月球背面成

功展开。如图，“嫦娥六号”着陆器静止在月球水平表面处，其简化成质量为机的主体和质量不计的四条

相同支架腿构成。每条支架腿与竖直方向的夹角均为仇且产生弹力的方向沿支架腿。地球重力加速度为

g,月球表面的重力加速度为地球重力加速度的J,下列说法正确的是（）

A.每条支架腿对月球表面压力的方向均沿支架腿向下

B.每条支架腿受到月球表面的作用力大小整

24

C.四条支架腿对主体水平方向的合力为零，每条支架腿水平方向分力为“geos'

24

D.“嫦娥六号”着陆器受到月球表面的作用力大小整

【答案】D

【解析】

【详解】A.每条支架腿对月球表面压力的方向均竖直向下，水平方向存在摩擦力，着陆器对月球的压力

与摩擦力的合力方向沿支架腿向下，故A错误;

B.每条支架腿受到月球表面的作用力在竖直方向的分量大小整，而每条支架腿受到月球表面的作用力

24

大小应为

F=mg

24cos。

故B错误;

C.四条支架腿对主体水平方向的合力为零，每条支架腿水平方向分力为

m2.八m2tan0

丸平=Fsin0=—sin0=--------

24cos夕24

故C错误;

D.根据静止时，受力平衡，“嫦娥六号”着陆器受到月球表面的作用力大小就等于其在月球上的重力大小

―,故D正确。

6

故选D

4.如图，闭合线框由白炽灯与不计电阻的导线组成，置于磁场中。磁场按8“图变化，♦=0时刻，磁感应

强度方向垂直纸面向里。在01。时间内，下列说法正确的是（）

XXXXXXX

XXXXXXX

xlxXXXXX

华XX/XX

A.闭合线框中感应电流方向为逆时针方向B.灯泡的亮度先变暗再变亮

C.闭合线框先扩张后收缩的趋势D.闭合线框产生的感应电动势越来越大

【答案】C

【解析】

【详解】A.由楞次定律可知闭合线框中感应电流方向为顺时针方向，故A错误；

BD.由

〃△①AB0

E==——S

AzAz

可知电路中感应电动势不变，所以灯泡的亮度不变，故BD错误；

C.闭合线框中磁通量先减小后增大，由增缩减扩可知闭合线框有先扩张后收缩的趋势，故C正确。

故选C。

5.随着科技的发展进步，手机、智能手表的无线充电方式开始流行。如图，是手机无线充电器原理图，通

过充电器的发射线圈和手机上的接收线圈传递能量。在发射线圈接上220V、50Hz的正弦交变电流，手机

的接收线圈就会产生交变电流，该电流经过整流电路转化为直流电给手机充电。两线圈均可看做理想线圈,

且无漏磁，接收线圈两端电压的峰值为10内，手机充电功率为20W,不计整流电路消耗的功率，下列

说法正确的是（）

接

收

线

圈

发

射

线

圈

A.发射线圈中电流的有效值为（A

B.接收线圈中电流的有效值为0A

c.发射线圈与接收线圈的匝数比为n、/5：i

D.接收线圈中的电流方向每秒变化50次

【答案】A

【解析】

【详解】ABC.接收线圈中电压的有效值为

=率=10丫

2V2

接收线圈中电流的有效值为

I=—=2A

力

发射线圈与接收线圈的匝数比为

22

n2U21

根据匝数与电流的关系

可得发射线圈中电流的有效值为

故A正确，BC错误；

D.正弦式交变电流的方向每个周期变化两次，由于电流的频率为50Hz,所以接收线圈中的电流方向每

秒变化100次，故D错误。

故选Ao

6.一定质量的理想气体经历a-6-CTd-a四段状态变化过程，其图像如图所示。其中da延长线与

横轴的交点为—273.15℃"c和cd分别平行于横轴和纵轴，6、c、d三个状态的体积关系为2匕=%+%,

A.从a到6,气体的体积不变

B.从6到c,单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加

C.c、d两状态的体积之比为2:3

D.从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量

【答案】D

【解析】

【详解】A.根据一=C得

t+273.15

C273.15C

P-——1-\--------------

VV

可知图像的斜率与气体体积有关，从。到6,图线的斜率增大，则气体的体积减小。故A错误;

B.从6到c,压强不变，温度升高，则体积变大，单位体积内分子数减少，则单位时间碰撞单位面积器

壁的分子数减少。故B错误;

C.d到a等容过程有

%+273.15〃+273.15

C到d等温过程有

PNC=PM

联立解得

5

6

故C错误;

D.由联立解得

25

匕=弓%，匕=7%

3o

6cd过程的P-V图如下

由图可知，匕至！Jc和。至!Jd的体积差相等。由于P—V图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功,

显然

叫)明

万到C,气体温度升高，内能增加，根据热力学第一定律得

△u=Q,「啖>0

c到%气体温度不变，内能不变，根据热力学第一定律得

^U'=Qcd-Wcd=0

联立可得

Qhc>Qcd

故D正确。

故选D。

7.滨州市某高中学生对小区的车辆智能道闸系统感兴趣，与其研究小组制作了智能道闸模型，简化原理图

如甲图，预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆远离地感线圈时，线圈自感系

数变小，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指

令。某段时间回路中电容器两端的图像如图乙，已知LC振荡电路中电容器的电容为0.4F,下列有关说

A.在兀xl。-1时刻自感线圈中的电流最大

B.在0〜兀义10一飞时间内线圈的磁场能逐渐减小

C.没有汽车进入时振荡电路中线圈的自感系数L为0.1H

D.在47rxi()Ts~67rxi()Ts时间内汽车正在地感线圈里

【答案】B

【解析】

【详解】A.在irxlO-s时刻电容器电压最大，开始放电，则电流最小，故A错误;

B.。〜兀xl。-%时间内，电压增大，电容器充电，电场能增大，所以磁场能逐渐减小，故B正确;

C.有车进入时，振荡电路的周期0.4万s,f=C=,可得

2兀1LC

£=0.1H

没有汽车进入时周期变大，则振荡电路中线圈的自感系数应该大于0.1H,故C错误；

D.从图乙中可知，在47rxi〜67rxi。一1时间内，震荡电流频率变大，根据

1

/=—r

2TV4LC

可知，线圈自感系数变小，因为车辆远离线圈时，线圈自感系数变小，故D错误。

故选B。

8.氢原子能级如图甲所示，大量处于某高能级的氢原子，向低能级跃迁时只能发出。、6、c三种可见光,

分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K,均发生光电效应。己知可见光能量范围约为L65eV到3」eV之

A.a光光子动量最小

B.当滑片P向。端移动时，光电流I增大

C.若a、b、c三种可见光的光照强度相同时，。光的饱和电流最大

D.b、c的遏止电压为4和《，一定有o.66v

【答案】D

【解析】

【详解】A.可见光能量范围约为1.65eV到3.1eV之间，即从高能级向低能级跃迁，只能发出a、b、c三

种可见光，则高能级的氢原子处于〃=5能级。三种可见能量分别为2.86eV、2.55eV和L89eV。根据

,2=—,E=hv

Zy

得

E

P=—

c

可知，。光光子动量最大。故A错误；

B.当滑片P向。端移动时，接入反向电压，光电流I减小。故B错误；

C.若a、b、c三种可见光的光照强度相同时，由于。光的能量最大，即频率最大，则饱和电流最小。故

C错误；

D.若6、c光的能量分别为2.55eV和1.89eV。则

Eh=W0+eUh

Ec=Wa+eUc

联立解得

\Ub-Uc\=0.66V

故D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求,

全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.2023年6月10日，四川省文物考古研究院对外公布：三星堆遗址祭祀区再现两件跨坑拼对成功的大型

青铜器。利用衰变的测年技术可进行考古研究，其衰变方程为［Cfi；N+_；e。已知的半衰期为5730年，

若的质量分别为班、?，真空中的光速为c,下列说法正确的是（）

A.衰变中产生的电子是核内中子转化来的

B.全球变暖会导致14c半衰期变短

C.1000个经过11460年剩下250个没有发生衰变

D.乳的比结合能比-N的比结合能小（町-一3）。一

14

【答案】AD

【解析】

【详解】A.夕衰变的实质是碳原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，所以衰变中产生的电子

是核内中子转化来的，A正确；

B.半衰期由原子核本身的性质决定，与原子核的物理状态和化学状态无关，全球变暖不会导致半衰期变

短，B错误；

C.半衰期是大量原子核的一个统计规律，少数原子核不成立，c错误；

D.衰变过程中，释放的能量为（仍-7%-?）。2,因为衰变过程中释放的能量等于结合能的增加，而结合

能等于质量数与比结合能的乘积，所以3c的比结合能比的比结合能小（班7为7%）/,D正确。

14

故选AD。

10.用电脑软件模拟两个相同分子在仅受分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从无轴上

的-%和/处由静止释放，如甲图所示。其中B分子的速度v随位置尤的变化关系如乙图所示。取无限远

A.A、B分子刚释放时分子作用力表现为引力

B.A、B间距离为2芯时分子力为零

C.A、B系统的分子势能最小值为万根田--mv；

D.释放时A、B系统的分子势能为加V；

【答案】BD

【解析】

【详解】A.由图可知，B分子刚释放时向正方向加速，所以分子作用力表现为斥力，故A错误;

B.在3处速度最大，加速度为0,即两分子间的作用力为0,根据运动的对称性可知，此时A、B分子

间的距离为2西，故B正确;

CD.由题意可知，无穷远处的分子势能为0,无穷远处的速度为丫2,在无穷远处的总动能为

=x

Ek~2m=mvl

由能量守恒可知，释放时A、B系统的分子势能等于系统的总动能；速度最大时，系统的动能最大，分子

势能最小，根据能量守恒可知，分子的最小引力势能

E=wv2mvmvmv

pmin2i=l-i

故C错误，D正确。

故选BD。

11.超市中有一种“强力吸盘挂钩”，其工作原理如下：如甲图所示，使用时按住锁扣把吸盘紧压在墙上，

吸盘内封闭的理想气体的体积为V,压强为。°。然后再把锁扣扳下，吸盘向外拉出，使吸盘内封闭气体的

体积变为L2V,如乙图所示，安装过程中封闭气体的质量和温度保持不变。已知吸盘与墙面的有效面积为

S,强力挂钩的总质量为与墙面间的最大静摩擦力是压力的左倍，外界大气压强为Z，重力加速度为

g,下列说法正确的是（）

甲乙

A.安装过程中，吸盘内气体从外界吸收热量

B.安装完毕后，吸盘内气体的压强变为1.2为

C.安装完毕后，挂钩对墙面的压力为,poS

D.安装完毕后，挂质量为竽一机的物体，挂钩会脱落

3g

【答案】ACD

【解析】

【详解】A.吸盘内气体温度不变，内能不变，但体积增大对外做功，根据热力学第一定律

AU=W+Q可知，气体要从外界吸收热量，故A正确；

B.吸盘内封闭的气体发生等温变化，由玻意耳定律可知

p0V=pxl.2V

解得

5

P=yPo

O

故B错误；

C.安装完毕后，挂钩对墙面的压力为

F=PS-pS=-pS

060

故c正确；

D.由物体的平衡条件可知

（M+m）g=k（p0-p）S

解得最大质量

6g3g

所以挂质量为争一机的物体，挂钩会脱落，故D正确。

3g

故选ACDo

12.随着科技发展，我国用电量也日趋增加，风力发电绿色环保，截止到2024年5月，我国风电装机5亿

千瓦，成为发电主流之一。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图，发电机线圈面积

S=0,5m\匝数N=100匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为3=的匀强磁场中，线圈绕垂直

10兀

磁场的水平轴匀速转动，转速〃=25r/s。升压变压器原、副线圈的匝数比%:%=5：48,输出功率为24kW,

降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻火=200,变压器均为理想变压器，用户端工

作电压为220V。下列说法正确的是（）

A升压变）器降，变压器

A.升压变压器副线圈两端电压为24000丫

B.用户获得的功率为22kW

C.降压变压器原、副线圈匝数比%:%=10：1

D.保持输出功率不变，减小升压变压器副线圈的匝数，输电线R上消耗的功率会减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A.根据。=2万〃可知，线圈转动的加速度为

CD-50OTad/s

则线圈中产生的电动势的最大值为

Em=NBSco=25042V

由于线圈电阻不计，则升压变压器原线圈的输入电压为

E

U}=3=250V

根据变压器原副线圈匝数比等于电压比，可得，副线圈的电压为

Uz="U[=2400V

ni

故A错误;

B.升压变压器副线圈的电流为

,P24000

I.=--------AA=1in0A

2U22400

两变压器间的输电线上损失的功率为

AP==2000W=2kW

用户获得功率为

A=6=g—AP=22kW

故B正确;

c.降压变压器原线圈的电流为

I3=I2=10A

副线圈中的电流为

I.=N_=100A

U4

降压变压器原、副线圈匝数比

_^=A

«4h1

故C正确；

D.保持输出功率不变，减小升压变压器副线圈的匝数，则升压变压器的输出电压减小，输电线上的电流

增大，输电线R上消耗的功率会增大，故D错误。

故选BC。

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.某中学研究小组的同学们用一只弹簧测力计和一个量角器等器材做“验证力的平行四边形定则”实

验。设计的装置如图所示，固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心。正下

方的A点，另一端系着绳套1和绳套2。（已知：sin37°=0.6,cos37°=0.8）

（1）实验步骤如下：

①将弹簧测力计挂在绳套1上，竖直向上拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达。点，记下弹簧测力计的示数F；

②将弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2。缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达。

点，此时绳套1沿0。方向，绳套2沿127。方向，如图，记下弹簧测力计的示数为《；

③根据力的平行四边形定则计算②中绳套1的拉力大小耳'=（用/表示）；

④比较玛与（选填“歹”或“耳’”）的大小，即可验证力的平行四边形定则。

（2）下列实验要求中正确的是

A.在实验前弹簧测力计不需要进行校零

B.弹簧测力计轴线、细绳、橡皮筋应与木板平面平行

C.与两绳套相连的细绳之间的夹角越大越好

D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使橡皮筋的结点静止在。点位置

（3）现保持绳套1及结点在。点位置不变，绳套2沿逆时针缓慢转动27。过程，绳套2的拉力的变化情

况是O

A逐渐增大B.先增大后减小C.逐渐减小D,先减小后增大

3

【答案】（1）①.0.75F##-F②.F'（2）BD

41

（3）C

【解析】

【小问1详解】

⑴根据力的平行四边形定则可得②中绳套1的拉力大小

=Ftan(127°-90°)=0.75F

⑵若三力之间满足平行四边形定则，则

互=3

45

则比较耳与邛的大小，即可验证力的平行四边形定则。

【小问2详解】

A.弹簧测力计在使用前需要校零，故A错误；

B.实验时，弹簧测力计轴线、细绳、橡皮筋应与木板平面平行，故B正确；

C.为尽量减小误差，与两绳套相连的细绳之间的夹角要适当大一些，但不是越大越好，故C错误；

D.同一实验，用一个细绳套拉橡皮条可用两个细绳套拉橡皮条结点。的位置应相同，而不同实验结点。

位置可以不同，故D正确。

故选BD„

【小问3详解】

如图所示

保持绳套1及结点在O点位置不变，绳套2沿逆时针缓慢转动27。过程，可知绳套2的拉力逐渐减小。

14.某实验小组用如图甲所示实验装置，探究一定质量的理想气体等温变化的规律。将导热的注射器前端

通过软管和压强传感器相连，通过数据采集器在计算机上记录此时注射器内被封闭气体的压强p,通过注

射器壁上的刻度读取气体的体积V。缓慢地推动活塞压缩气体，这样就可以获得不同体积时气体的压强

数值。

图甲图乙图丙

（1）关于实验的操作和数据处理，下列说法正确的是（填字母）。

A.在柱塞上涂润滑油是为了减小摩擦

B.要尽可能保持环境温度不变

C.气体的压强和体积必须用国际单位

D.处理数据时采用V-」图像比V-p图像更直观

P

（2）两个实验小组在环境温度相同且保持不变的条件下，均利用该装置按正确操作完成了实验，根据他

〃1

们测得的实验数据作出的V-一图像，如图乙所示。

P

①图像的纵截距V。表示的体积；

②图线。与6的横截距为机、n,m:n=2:3,。与6密闭气体质量之比为。

（3）其中一个小组用此装置测量一小石子的密度。他先用天平测出其质量为加，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0,根据实验测量数据，作出如图丙

所示的丫一1图像，其纵轴截距为耳，则石子密度夕=__________-（用题及图中相关物理量的字母符号

P1

表示）

【答案】⑴BD（2）①.软管内气体②.3：2

【解析】

【小问1详解】

A.在柱塞上涂润滑油是为了保证注射器的气密性良好，故A错误；

B.探究一定质量的理想气体等温变化的规律，注射器的导热性良好，为了保证温度不变应尽可能保持环

境温度不变，从而保证注射器内的气体温度不变，故B正确；

C.探究一定质量的理想气体等温变化的规律，气体的体积与压强的乘积为一个定值，气体的压强和体积

只要保持各自的单位不变，乘积就不变，故C错误；

D.探究一定质量的理想气体等温变化的规律，气体的体积与压强满足反比关系，所以处理数据时采用

丫一工图像为直线，比V-P图像曲线更直观，故D正确。

P

故选BD„

【小问2详解】

[1]图像的纵截距灯表示压强无穷大时，注射器内的体积无穷小接近于零，气体的体积为软管部分的气体

体积。

⑵由图像结合玻意耳定律

%

九二P，M”mJi二二3

mi,PM%加2

n

【小问3详解】

由图像可知，与纵轴截距跟不放石子时与纵轴截距有所增加，其增加的体积即为石子体积

喔=耳+匕

所以石子密度为

mm

p——=--------

/匕+%

15.鉴于核裂变产生的放射性废料，对环境造成很大污染。核物理学家致力于核聚变发电，以减少核污

染。核聚变最常用的材料是氢的同位素：H和：H,一个；H和一个：H发生核聚变生成一个；He粒子和

一个中子。已知；H的比结合能是1.09MeV,汨的比结合能是2.78MeV,；He的比结合能是

7.03MeV,中子的结合能为0,光速。=3x1（^/s元电荷e=1.60x10-"。求

（1）写出上述核反应方程；

（2）一个笊核与一个笳核聚变过程释放出的能量；

（3）一个笊核与一个氟核聚变过程中质量亏损多少kg。（结果保留两位有效数字）

【答案】（1）;He+J,n；（2）AE=17.6MeV；（3）m=3.1xW29kg

【解析】

【详解】（1）核反应方程为

He+；n

（2）聚变反应前笊核和旅核的结合能为反

Ei=（1.09x2+2.78x3）MeV=10.52MeV

反应后生成的氮核的结合能为石2

石2=7.03x4MeV=28.12MeV

由于单个核子无结合能，即中子无结合能，所以聚变过程释放出的能量为

△E=E2-E]

解得

AE=17.6MeV

(3)由质能方程

AE=Amc2

可得亏损的质量

17.6义1.6义1。19义106

=3.1xl0'29kg

C9x1016

16.炎热夏天，人们都安装空调，图甲是某小区高层住宅外安装空调主机的情境。为安全起见，要求吊运

过程中空调主机与楼墙保持一定的距离。原理如图乙，一人在高处控制一端系在主机上的轻绳P,另一人

在地面控制另一根一端系在主机上的轻绳Q,二人配合可使主机缓慢竖直上升。主机质量机=49kg,当

尸绳与竖直方向的夹角1=37。时，。绳与竖直方向的夹角6=53。。主机视为质点，重力加速度

g=10m/s2(sin53°=0.8,cos53°=0.6)。求

(1)此时P、。绳中拉力的大小；

(2)此时地面上的人对地面摩擦力的大小和方向。

【解析】

【详解】(1)对空调主机受力分析，建坐标系如图所示

Fpcosa=mg+FQcos，

x方向有

Fpsina=FQsin，

联立解得

FQ=1050N,Fp=1400N

(2)对地面上的人受力分析，在水平方向有

Ff=FQSVR/3

解得

Ff=840N

方向水平向左，由牛顿第三定律知人对地面的摩擦力大小

F；=鼻=840N

方向水平向右

17.图甲为汽车的空气减震器，直立圆筒形汽缸内用横截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体,

活塞可无摩擦滑动，活塞通过连杆与车身相连，气缸固定在车的轮轴上，其简化模型如乙图所示。封闭气

体初始温度Z=300K,长度乙=20cm、压强0=2.0xl()6pa,外界大气压强为为=1.0x1()5,重

2

力加速度g=10m/so

(1)为升高汽车底盘，用气泵将温度为Ti的外界大气充入气缸，让活塞缓慢上升AL=5cm,此过程中气

体温度保持不变，求充入外界气体的体积丫以及充入气体与缸内原有气体的质量之比；

(2)在(1)问情况下，当车辆载重时，相当于图乙活塞顶部加一质量；m=100kg的物体，稳定时气体

温度变为石=330K。求

①稳定时气缸内气体长度4;

②若该过程中气体内能的变化量AU=120J,气体压强随气体长度变化的关系如图丙所示，求该过程封闭

气体放出的热量。

Am1

【答案】（1）V=2,0x103m3）——=-；（2）①〃=22cm；②15J

m4

【解析】

【详解】（1）设充入的气体体积为V,则有

PLS+P0V=r（4+AL）S

解得

V=2.0x103m3

充入气体的质量Am,缸内原有气体的质量加。满足

AmAL

mL1

解得

Am_1

m4

（2）①对活塞受力分析有

mg

Pi=P\+7

J

由理想气体状态方程有

PiS^k+AL）_p2sLi

工二丁

解得

L,=22cm

②外界对气体做功

W=A±fts