四川省成都某中學(xué)2024屆高三年級(jí)下冊(cè)二模理綜物理 含解析

成都外國(guó)語學(xué)校高2021級(jí)高考模擬（二）

理科繪合試卷

注意事項(xiàng)：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。

2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改

動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案在答題卡上。寫在本

試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

二、選擇題：本題共8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14?18

題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19?21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不

全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。

1.二十世紀(jì)初，愛因斯坦、盧瑟福、波爾等物理學(xué)家相繼取得了一系列重要的成果，他們的發(fā)現(xiàn)對(duì)人類文

明的進(jìn)程產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。下列關(guān)于該段時(shí)間內(nèi)的物理學(xué)成就的描述正確的是（）

A.2彘u+jn-喋Ba+黑Kr+3jn是重核的裂變，它是目前核電站反應(yīng)堆工作原理之一

B.；He+in是輕核的聚變，該反應(yīng)會(huì)釋放能量，原因是；He的比結(jié)合能比：H和:H的比結(jié)合

能都小

C.根據(jù)狹義相對(duì)論，任何情況下測(cè)得的光速都是相同的

D.根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程逸出光電子的最大初速度的大小與照射光的頻率成線性關(guān)

系

【答案】A

【解析】

【詳解】A.2￡1;+3一喋82+北幣+3》是重核的裂變，它是目前核電站反應(yīng)堆工作原理之一。故A正

確；

B.：H+汨一；He+jn是輕核的聚變，該反應(yīng)會(huì)釋放能量，原因是：He的比結(jié)合能比汨和汨的比結(jié)合

能都大。故B錯(cuò)誤；

C.狹義相對(duì)論是應(yīng)用在慣性參考系下的時(shí)空理論。故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程

Ekm=〃V-W

逸出光電子的最大初動(dòng)能的大小與照射光的頻率成線性關(guān)系。故D錯(cuò)誤。

故選Ao

2.某航天器以速率v繞地球在圓軌道上運(yùn)行，其軌道半徑為地球半徑的兩倍，如圖所示。萬有引力常量為

G,則以下說法正確的是（）

地球的第一宇宙速度大小為2v

B.立于航天器內(nèi)底板上的宇航員對(duì)底板的壓力為零

C.若在航天器所在的軌道上發(fā)射衛(wèi)星，只有當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到第二宇宙速度時(shí)才能使衛(wèi)星脫離地球引力的

束縛

D.根據(jù)題干提供的信息可以求出地球的密度

【答案】B

【解析】

【詳解】A.設(shè)地球半徑為R,航天器以速率v繞地球在圓軌道上運(yùn)行，則

2

_MmV

G--------2=m—

(2尺)2R

在地球表面附近，有

Mm

G.R

解得地球的第一宇宙速度大小為

匕=A/2V

故A錯(cuò)誤;

B.萬有引力提供向心力，宇航員處于完全失重狀態(tài)，立于航天器內(nèi)底板上的宇航員對(duì)底板的壓力為零,

故B正確;

C.第二宇宙速度是地球上發(fā)射的衛(wèi)星脫離地球引力的束縛，飛離地球所需的最小速度，根據(jù)能量守恒,

在航天器所在的軌道上發(fā)射衛(wèi)星，能使衛(wèi)星脫離地球引力束縛最小發(fā)射速度小于第二宇宙速度，故c錯(cuò)誤;

D.根據(jù)萬有引力提供向心力

2

「Mmv

G------7=m——

(27?)2R

地球的密度為

pM-=M---=3V-2---

V±介2兀GR2

3

地球半徑不知，故無法求出地球的密度，故D錯(cuò)誤。

故選B。

3.一物塊放置在固定斜面上，對(duì)物塊施加一水平力「保持該力大小不變，在將該作用力沿水平方向

逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直方向的過程中，物塊始終靜止在斜面上，如圖所示。則該過程中（）

A.斜面對(duì)物塊的摩擦力逐漸減小

B,斜面對(duì)物塊的支持力先減小后增大

C.斜面對(duì)物塊的作用力先減小后增大

D.斜面對(duì)物塊的作用力一直減小

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.對(duì)物塊受力分析，并正交分解，如圖

G

作用力/沿水平方向逆時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)至豎直方向的過程中，沿斜面方向的分力先變大再變小，因?yàn)樗c

物塊重力下滑分力的大小關(guān)系不確定，所以物塊所受摩擦力的變化情況不確定。作用力尸垂直于斜面方

向的分力先是垂直于斜面向下逐漸減小至零，然后垂直于斜面向上逐漸增大，而重力的垂直斜面方向的

分力始終保持不變，所以斜面對(duì)物塊的支持力一直減小。故AB錯(cuò)誤；

CD.依題意，物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，根據(jù)二力合成的規(guī)律可知重力與外力尸的合力隨著二者夾

角的變大而減小?？芍泵鎸?duì)物塊的作用力也一直減小。故C錯(cuò)誤；D正確。

故選D。

4.為全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，彭州某地興建的小型水電站如圖所示。該水電站交流發(fā)電機(jī)的輸出功率為

工4=A=400A

故D正確；

B.降壓變壓器輸出的功率為

月=U4I4=220x400W=88kW

輸電的效率為

77=^x100%=—x100%=88%

R100

故B錯(cuò)誤；

C.輸電線上損失的功率為

"g=《_q=12kW

又

P統(tǒng)=琮/

解得

/線=40A

其中

，2=，3=1線

則升壓變壓器的匝數(shù)比為

%_40A_1

〃2一4—400A—10

故C錯(cuò)誤。

故選D。

5.如圖所示，一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下，固定在水平面上。整個(gè)空間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為

B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一電荷量為q(00)、質(zhì)量為機(jī)的小球P在球面上做水平的勻速圓周運(yùn)

動(dòng)，圓心為球心。到該圓周上任一點(diǎn)的連線與豎直方向的夾角為0=60。。若重力加速度為g,以下說

法正確的是()

A.從上面俯視小球沿順時(shí)針方向運(yùn)轉(zhuǎn)

B.球面對(duì)小球的彈力大小為用8

C.小球的速率越大，則小球受到的洛倫茲力越大

2mg_

D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可能為8=

~q

【答案】C

【解析】

【詳解】A.小球受到洛倫茲力水平指向圓心。'，根據(jù)左手定則可知，從上面俯視小球沿逆時(shí)針方向

運(yùn)轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；

B.小球豎直方向受力平衡，則有

Ncos6=mg

可得球面對(duì)小球的彈力大小為

N=Jo=2mg

故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)

=QvB

可知小球的速率越大，則小球受到的洛倫茲力越大，故C正確;

D.水平方向根據(jù)牛頓第二定律可得

v2

qvB一Nsin。=m--------

7?sin<9

整理可得

2個(gè)；v2-qBv+6mg=0

對(duì)于v的一元二次方程，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，需要滿足

(qB￥-4x2°1nxy/3mg>0

37?

可得

BN迎廬

qNR

可知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不可能為3=2'、區(qū)，故D錯(cuò)誤。

qNR

故選C。

6.從地面上將一物體豎直向上拋出，物體運(yùn)動(dòng)過程中受到恒定大小的空氣阻力作用，其上升過程中動(dòng)能

與重力勢(shì)能隨上升的高度變化的圖像如圖所示，則根據(jù)該圖像可以求出（）

A.物體落回地面時(shí)的動(dòng)能

B.物體上升到最高點(diǎn)的機(jī)械能

C,物體上升最大高度

D.物體從拋出至落回拋出點(diǎn)所用的時(shí)間

【答案】AB

【解析】

【詳解】B.設(shè)重力勢(shì)能和動(dòng)能相等的高度為由,阻力大小為了,物體質(zhì)量為加，由動(dòng)能定理得

-mg\-fhl=40J-100J①

重力勢(shì)能和動(dòng)能相等時(shí)

mg%=40J②

由①②得

mg+f

mg2

動(dòng)能的減小量和重力勢(shì)能的增加的比值

/減=Og+f）h=mg+f=3

轉(zhuǎn)增mghmg2

則從上升過程中動(dòng)能與重力勢(shì)能相等到最高點(diǎn)，動(dòng)能減小量為40J,則重力勢(shì)能增加

故可求得上升到最高點(diǎn)的機(jī)械能

故B正確；

A.上升過程中減少的機(jī)械能

LiT200T100

ANE=100J-----J=——JT

33

因阻力恒定，下降過程減少的機(jī)械能和上升過程減少的機(jī)械能相同也為UWJ,故可求得返回地面時(shí)的動(dòng)

3

能

Lsct100J100J100J

E.=100J--------------=------

r333

故A正確；

C.因物體質(zhì)量未知，阻力大小未知，故無法由圖像求得物體上升最大高度，故C錯(cuò)誤；

D.因物體質(zhì)量未知，阻力大小未知，故無法由圖像求得從拋出至落回拋出點(diǎn)所用的時(shí)間，故D錯(cuò)誤。

故選ABo

7.如圖所示，真空中的d兩點(diǎn)固定兩個(gè)點(diǎn)電荷Qi、Q,其中。1帶正電，b、c是ad連線的三等分點(diǎn),

c、e位于以［為圓心的圓周上，e點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，若取無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。則以下說法正確的是()

A.同一試探電荷在b點(diǎn)受到的靜電力大于c點(diǎn)受到的靜電力

Be點(diǎn)的電勢(shì)<pe<Q

C.電勢(shì)差Ubc=Ube

D.21的電荷量大于。2的電荷量

【答案】AD

【解析】

【詳解】D.e點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)為零，設(shè)cd=A,根據(jù)電場(chǎng)的疊加可知點(diǎn)電荷Q帶負(fù)電，且

kQj_kQ2

(47?)2-R?

可得

0=162

故01的電荷量大于。2的電荷量，故D正確；

A.根據(jù)電場(chǎng)的疊加，試探電荷在6點(diǎn)受到的靜電力為

,1

B.h=—rL

8

C.剛越過PQ時(shí)加速度大小為g

D.剛越過PQ時(shí)加速度大小為2g

【答案】BC

【解析】

【詳解】AB.線框自由下落過程，有

2gh=v2

金屬框架他邊剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)所需時(shí)間為

L

”2

V

此過程金屬桿做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，可得

,12

L=vt+3gt

聯(lián)立，解得

h=-L

8

故A錯(cuò)誤；B正確;

CD.依題意，線框勻速下落過程，有

口B2L2V

F安=口=mg

K

金屬桿剛越過時(shí)，有

2g(/z+￡)=v2

聯(lián)立，解得

v'=3v

此時(shí)閉合回路中的金屬桿所受安培力為

B2L2(3V-V)

尸安=")=2F安=2mg

K

根據(jù)牛頓第二定律，可得

F^-mg

a=-----------=g

m

故C正確；D錯(cuò)誤。

故選BC。

三、非選擇題：共174分。第22?32題為必考題，每個(gè)試題考生都必須作答。第33?38題

為選考題，考生根據(jù)要求作答。

（一）必考題：共129分。

9.某同學(xué)利用驗(yàn)證牛頓第二定律的裝置來驗(yàn)證動(dòng)能定理，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

鈾.短R光電門1光電'12

掃*呵用細(xì)線定滑，輪

小個(gè)弓匚H卜二―

力傳感器＜----x------------?

/A,祛碼盤

及祛碼

（1）測(cè)量小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量為M,擋光板的寬度d；

（2）水平軌道上安裝兩個(gè)光電門，測(cè)出兩光電門中心間的距離s,小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)

線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪，掛上祛碼盤，實(shí)驗(yàn)首先保持軌道水平，小車通過光電門1

和2的時(shí)間相等，此時(shí)小車做運(yùn)動(dòng)，力傳感器的示數(shù)為線；

（3）增加祛碼盤里祛碼的質(zhì)量，釋放小車，力傳感器的示數(shù)為凡小車通過光電門1和2的時(shí)間分別為

%和明則小車受到的合外力為（用“RFo”表示）；

（4）已知重力加速度為g,若要驗(yàn)證動(dòng)能定理，需要驗(yàn)證的關(guān)系為o

【答案】①.勻速直線②.F-F。③.（R—乙）s=5M（?。?-5”（不丁

乙Lr\乙11

【解析】

【詳解】（2）⑴小車通過光電門1和2的時(shí)間相等，此時(shí)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

（3）⑵小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)有

F0=f

力傳感器的示數(shù)為尸時(shí)小車受到的合外力為

F^=F-FQ

（4）[3]若要驗(yàn)證動(dòng)能定理，需要驗(yàn)證的關(guān)系為

1,1,

（F-F0）s=-Mvl--Mvf

其中

聯(lián)立解得

22

(F-F0)s=—Af(―)--M(―)

，t?2Zj

10.提供有下列器材，用于測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻:

①待測(cè)電源（電動(dòng)勢(shì)小于3V）

②電壓表（量程3V,內(nèi)阻約3k。）

③電阻箱R（0-999.9Q）

④定值電阻/=4。

⑤開關(guān)

⑥導(dǎo)線若干

甲、乙兩同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖a和圖b所示的電路。

（1）某次實(shí)驗(yàn)中電阻箱的情況如圖所示，則其接入電路的電阻為

（2）若圖a和圖b電阻箱接入電路的電阻均為（1）中所讀的阻值，電壓表的示數(shù)分別為“和則它

們的大小關(guān)系UaUb（選填“>"、"=”或）；

（3）兩同學(xué)分別根據(jù)電阻箱和電壓表的讀數(shù)R和U,通過建立合適的坐標(biāo)系，通過圖像處理數(shù)據(jù)得出了

電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的值。某同學(xué)根據(jù)圖a實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電壓表的示數(shù)。和電阻箱的讀數(shù)R,作出了如圖所示圖

線，則所測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)耳=,內(nèi)阻n=o（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）。由于電壓

表的內(nèi)阻不是無窮大，該同學(xué)所測(cè)得的電動(dòng)勢(shì)（選填“>"、"=”或）真實(shí)值。

聯(lián)立解得

E［=2.5V

rx-l.OQ

E

⑶由于電壓表的分流作用，導(dǎo)致流過電源的實(shí)際電流大于丁方一，所以電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量值小于真實(shí)

值。

11.如圖所示，一半徑為R的圓與x軸相切于原點(diǎn)O,圓內(nèi)有直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大為

Bo與無軸垂直的豎直虛線與磁場(chǎng)最右端相切，其右側(cè)的第I象限內(nèi)存在沿-y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)?，F(xiàn)有一束

比荷為幺的帶正電粒子沿著+y方向從原點(diǎn)。射入磁場(chǎng)，粒子離開磁場(chǎng)時(shí)方向沿x軸正方向，進(jìn)入電場(chǎng)

m

后，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)打到x軸上坐標(biāo)為（3R,0）的點(diǎn)，不計(jì)粒子的重力，求：

（1）粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度；

（2）電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；

（3）若僅使從。點(diǎn)射入的帶電粒子初速度方向與-x軸方向成30。角，求粒子從。點(diǎn)出發(fā)到再次打到x軸

上所用的時(shí)間。

［答案］⑴迦；⑵工（3）"3+9+6百）

m2m6qB

【解析】

【詳解】（1）在圓形磁場(chǎng)中，沿徑向入射的粒子沿徑向飛出，作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示

根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為

r=R

在磁場(chǎng)中由洛倫茲力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則

2

qvB=m—

0r

解得

(2)進(jìn)入電場(chǎng)后，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)打到x軸上坐標(biāo)為(3R,0)的點(diǎn)，則有

R=L嗎2,3R—R=v°t

2m

解得

2m

由于軌跡半徑與磁場(chǎng)圓半徑相等，則四邊形oqaa為棱形，可知飛出時(shí)速度沿x軸正方向，由幾何關(guān)

系可知，軌跡對(duì)應(yīng)圓心角為

6=180-30=150

磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的周期

2nr

T=

%

磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

150

A=------

1360

粒子從。3到04做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則

7?-rsin30

在電場(chǎng)中豎直方向有

7?+7?cos30=」理R

2m3

粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次打到x軸上所用的時(shí)間

12.光滑的水平面上停放著質(zhì)量mc=2kg的平板小車C,C的左端放置質(zhì)量〃ZA=lkg的物塊A,車上距左端

加處Go小于車的長(zhǎng)度)放置質(zhì)量mB=3kg的物塊B,物塊A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，它們與車面間的動(dòng)摩擦因

數(shù)分別為〃A=0.3、〃B=0.1,開始時(shí)車被鎖定無法運(yùn)動(dòng)，物塊A以vo=9m/s的水平初速度從左端開始正對(duì)B

運(yùn)動(dòng)，重力加速度g=10m/s2。

(1)若無o=7.5m,求A開始運(yùn)動(dòng)后經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間與B發(fā)生碰撞；

(2)若xo=7.5m,A與B發(fā)生彈性正碰，求A停止運(yùn)動(dòng)時(shí)距車左端的距離；

(3)改變期的值，A運(yùn)動(dòng)至B處與B發(fā)生彈性碰撞后立即解除對(duì)車的鎖定，此后A與B都剛好沒從車

上掉下，求平板車的長(zhǎng)度。

AD——>voDB

【答案】(1)1s；(2)6m；(3)9m

【解析】

【詳解】(1)物塊A的加速度大小為。，由牛頓第二定律

^AmAg=mAa

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

1

xo=vot,~~at)

解得

?=ls

(2)A與B碰前速度瞬間為匕，碰后AB速度分別為%、匕

匕=%_at

%匕=%匕+為匕

^mAvi=^mAv2

解得

(m-m]

彩=―A一也R^=_3m/s

mA+mB

2mA

v3=---------匕=3m/s

加A+加8

A碰后向左運(yùn)動(dòng)，假設(shè)A碰后向左發(fā)生的最大位移為西，由動(dòng)能定理:

12

Ax=%一再

解得

Ax=6m

故A停止運(yùn)動(dòng)時(shí)距平板車左端6m；

(3)設(shè)A與B碰前速度為匕，碰后AB速度分別為%、%

同理可得

(mA-mB)1

%二("4=/4

mA+mB2

2mA1

羽6=~=/4

mA+mB2

由于AB與平板車之間的摩擦力大小以=%,且A的加速度大于B,由此可判斷A碰后向左做勻減速運(yùn)

動(dòng)，此過程中車一直保持靜止。

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：

v4—v0=-2axQ

0—v；=—

解得

x0=2.7m

設(shè)最終三者共同勻速運(yùn)動(dòng)速度為以，由動(dòng)量守恒定律

%%+mBV6=(%+fnB+7%)%

解得

設(shè)B開始與平板小車右端相距為與，由能量守恒

?加("U+mB+mc)Vl=

解得

xB=6.3m

L=x0+xB

解得

L=9m

(-)選考題：共45分。請(qǐng)考生從2道物理題、2道化學(xué)題、2道生物題中每科任選一題作

答。如果多做，則每學(xué)科按所做的第一題計(jì)分。

33.[物理——選修3-3]

13.如圖甲為某種轉(zhuǎn)椅的結(jié)構(gòu)示意圖，其升降部分由M、N兩筒組成，兩筒間密閉了一定質(zhì)量的理想氣體。

圖乙為氣體分子速率分布曲線，初始時(shí)刻筒內(nèi)氣體所對(duì)應(yīng)的曲線為6人坐上椅子后M迅速向下滑動(dòng)，設(shè)

此過程筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，則此過程中()

甲乙

A.密閉氣體壓強(qiáng)增大，分子平均動(dòng)能增大

B.外界對(duì)氣體做功，氣體分子的密集程度保持不變

C.密閉氣體內(nèi)能增大，容器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)增加

D.密閉氣體的分子速率分布曲線可能會(huì)變成a曲線

E.密閉氣體的分子速率分布曲線可能會(huì)變成c曲線

【答案】ACE

【解析】

【詳解】ABC.根據(jù)題意可知，M迅速向下滑動(dòng)，理想氣體的體積減小，氣體分子的密集程度變大，外界

對(duì)氣體做功，且筒內(nèi)氣體不與外界發(fā)生熱交換，則理想氣體內(nèi)能增大，溫度升高，分子平均動(dòng)能增大，容

器壁單位面積單位時(shí)間內(nèi)受到氣體分子撞擊的次數(shù)增加，密閉氣體壓強(qiáng)增大，故AC正確，B錯(cuò)誤；

DE.由于氣體溫度越高，速率較大的分子所占的比例越大，則密閉氣體的分子速率分布曲線可能會(huì)變成c

曲線，故E正確，D錯(cuò)誤。

故選ACEo

14.如圖所示，兩個(gè)固定的導(dǎo)熱良好的足夠長(zhǎng)水平汽缸，由水平輕質(zhì)硬桿相連的兩個(gè)活塞面積分別為

22

SA=120cm,SB=20cmo兩汽缸通過一帶閥門K的細(xì)管連通，最初閥門關(guān)閉，A內(nèi)有理想氣體，初始溫

度為27℃,B內(nèi)為真空。初始狀態(tài)時(shí)兩活塞分別與各自汽缸底相距。=40cm、b=10cm,活塞靜止。（不

計(jì)一切摩擦，細(xì)管體積可忽略不計(jì)，A內(nèi)有體積不計(jì)的加熱裝置，圖中未畫出。設(shè)環(huán)境溫度保持不變?yōu)?/p>

27℃,外界大氣壓為po）。

（1）當(dāng)閥門K關(guān)閉時(shí)，在左側(cè)汽缸A安裝絕熱裝置，同時(shí)使A內(nèi)氣體緩慢加熱，求當(dāng)右側(cè)活塞剛好運(yùn)

動(dòng)到缸底時(shí)A內(nèi)氣體的溫度TA,及壓強(qiáng)PA；

（2）停止加熱并撤去左側(cè)汽缸的絕熱裝置，將閥門K打開，足夠長(zhǎng)時(shí)間后，求大活塞距左側(cè)汽缸底部的

距離

（3）之后將閥門K關(guān)閉，用打氣筒（圖中未畫出）向A汽缸中緩慢充入壓強(qiáng)為2Po的理想氣體，使活塞

回到初始狀態(tài)時(shí)的位置，則充入的理想氣體體積AV為多少？

【答案】(1)375K,(2)30cm；(3)1000cm3

6

【解析】

【詳解】（1）閥門K關(guān)閉時(shí)，將A內(nèi)氣體緩慢加熱，溫度緩慢升高，根據(jù)受力平衡可知，氣體壓強(qiáng)不

變，為等壓變化，對(duì)于A氣體，初態(tài)有

匕=。鼠，"=(27+273)K=300K

末態(tài)有

匕1=(?+&)SA

由蓋一呂薩克定律有

上=%

"TA

即

aSA_

300K—TA

解得

7=375K

對(duì)兩活塞整體為研究對(duì)象，根據(jù)受力平衡得

PASA-POSA+AA=0

解得

5

PA=o-PO

（2）打開閥門K穩(wěn)定后，設(shè)氣體壓強(qiáng)為p\,以兩個(gè)活塞和桿為整體有

S

PAA~00sA+P0SB-p'ASB=0

解得

PA=PO

設(shè)大活塞最終左移x,對(duì)封閉氣體分析；初態(tài)有

PA="%=(。+力SA，，=375K

o

末態(tài)有

，=AX5AX)5,

p]=PuA+a—BTQ=300K

由理想氣體狀態(tài)方程得

—A匕1_PN\

T「T。

即

|為3+。應(yīng)=p0msA+3+”以電］

375K—300K

代入數(shù)據(jù)解得

Ax=30cm

（3）關(guān)閉閥門，若活塞恢復(fù)初始位置，則對(duì)B中氣體，初態(tài)有

PB=Po>%=S+"AX)SB

末態(tài)壓強(qiáng)為P〉體積為

%=6SB

由玻意耳定律得

PB^B=P'B^B

即

POSB@。-Ax)=p'BSBb

解得

PB’=2Po

則

PASA+PO'B~Po$A~PB^B=°

解得

PA=1A)

o

對(duì)A中氣體和充入氣體整體為研究對(duì)象，初態(tài)有

PA=PO>H=〃SA