題目列表(包括答案和解析)
（14分）如圖所示，內壁光滑的圓柱形汽缸豎直固定在水平地面上，汽缸開口向上，一面積為0.01m2的活塞密封了一定的空氣，在活塞的上方豎直固定一支架，在支架的O點通過細線系一質量為m=8kg的球，球心到O點的距離為L=2m．活塞與支架的總質量為M=12kg，已知當地的重力加速度g=10m/s2，大氣壓強p=1.00×105Pa，汽缸和活塞都是絕熱的。現將細線拉直到水平，穩定后由靜止釋放球，當球第一次運動到最低點時，活塞下降了h=0．2m且恰好活塞的速度為零，此時細線中的拉力為F=252N。求球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中汽缸中的氣體增加的內能E。
如圖所示，內壁光滑的圓柱形汽缸豎直固定在水平地面上，汽缸開口向上，一面積為0．01m2的活塞封閉了一定空氣，在活塞的上方豎直固定一支架，在支架上的O點通過細線系一質量為m=8kg的球，球心到O點的距離為L=2m�；钊c支架總質量為M=12kg，已知當地的重力加速度g=10m/s2，大氣壓強P=1．00×105p，汽缸是絕熱的�，F將細線拉直到水平，穩定后由靜止釋放球，當球第一次運動到最低點時，活塞下降了h=0．2m且速度恰好為零，此時細線中的拉力為F=252N，求球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中汽缸中的氣體增加的內能
．（提示小球在達到最低點是機械能的減少等于汽缸中空氣內能的增加）
．（提示小球在達到最低點是機械能的減少等于汽缸中空氣內能的增加） 
[選做題]本題包括A、B、C三個小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區域內作答。若三題都做，則按A、B兩題評分。
A．（選修模塊3—3）（12分）
（1）以下說法正確的是 。
A．滿足能量守恒的定律的宏觀過程都是可以自發進行的
B．熵是物體內分子運動無序程度的量度
C．若容器中用活塞封閉著剛好飽和的一些水汽，當保持溫度不變向下緩慢壓活塞時，水汽的質量減少，密度不變。
D．當分子間距離增大時，分子間引力增大，而分子間斥力減小
（2）如圖所示，由導熱材料制成的氣缸和活塞將一定質量的理想氣體封閉在氣缸內，活塞與氣缸壁之間無摩擦，活塞上方存有少量液體，將一細管插入液體，利用虹吸收現象，使活塞上方液體緩慢流出，在些過程中，大氣壓強與外界的溫度均保持不變，下列各個描述理想氣體狀態變化的圖像中與上述過程相符合的是 圖，該過程為 過程（選填“吸熱”、“放熱”或“絕熱”）
|
①這段時間內的集熱箱里氣體共吸收的熱量；
②太陽光照在集熱板單位面積上的輻射功率。
B．（選修模塊3—4）（12分）
（1）下列說法中正確的是
A．散光比自然光的相干性好
B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度
C．在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中，測量單擺周期應該從小球經過最低點開始計時，以減小實驗誤差
D．接收電磁波時首先要進行調頻
（2）如圖所示，一個半徑為R的
透明圓柱體放置在水平面上，一束藍光從A點沿水平方向垂直于左表面射入柱體后經B點射出，最后射到水平面上的C點。已知
，該柱體對藍光的折射率為
，則它從右側面射出時的出射角
= ；若將藍光換成紫色，則它從柱體射出后落到水平面上形成的光點與C點相比，位置
（選填“偏左”、“偏右”或“不變”）。
（3）一列橫波在某時刻的波動圖像如圖所示，從此時開始
質點比
質點早
到達波谷。求：
|
②
內
質點通過的路程。
C．（選擇模塊3—5）（12分）
（1）下列說法正確的是
A．黑體輻射，隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都有增加，加一方面輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。
B．原子核越大，它的結合能越高，原子核中核子結合得越牢固。
C．在康普頓效應中，當入射光子與晶體中的電子碰撞時，把一部分動量轉移給電子，因此光子散射后波長變長。
D．4個放射性元素的原子核經過一個半衰期后一定還剩下2個沒有發生衰變。
|
的能級狀態，氫原子的能級示意圖如圖，那么①該群氫
原子可能發射 種頻率的
光子。
②氫原子由的能級直接躍遷到
的能級時，輻射出的光子照射到逸出功為
的金屬鉀時能發生光電效應，由此
產生的光電子的最大的初動能是 
（3）如圖所示，在水平光滑直導軌上，靜止著三個質量均為
的相同小球A、B、C現讓A球以
的速度向B球運動，A、B兩球碰撞后粘合在一起，兩球繼續向右運動并跟C球碰撞，碰后C球的速度
。求：
|
②兩次碰撞過程中損失的總動能。
1．答案：C 布朗運動反映了懸浮小顆粒外部液體分子在不停地做無規則的熱運動，A錯；分子間的作用力隨距離的增大而減小，B錯；C是熱力學第三定律內容，正確；熱量不能自發地由低溫物體傳給高溫物體，但在消耗其他形式能量時可以做到，因此D錯．
2．答案：AC 本題考查了分子熱運動的基礎知識和基礎的人文知識，形式新穎活潑． “天光云影共徘徊”是朱熹《觀書有感》詩中“半畝方塘一鑒開，天光云影共徘徊．問渠那得清如許，為有源頭活水來”的一句，是光的反射現象；“隔墻花影動，疑是玉人來”是王實甫的《西廂記》中的一句，是月光成影的光學現象．
3．答案：BD 封閉氣體的體積不變，溫度升高時，氣體分子的平均動能增大，壓強增大．而分子的密集程度不變，所以氣體分子的密度不變．壓強增大，每秒撞擊單位面積器壁的氣體分子數增多．
4．答案：BCD A選項是由于浮力和重力相平衡，其余的都與表面張力有關．
5．答案：D 根據理想氣體溫度、壓強和體積之間的關系可知，一定質量的理想氣體，在溫度不變的條件下，分子的平均動能不變，壓強增大，體積一定減小，氣體密度增大，C錯，D正確；由體積減小可知外界對氣體做功，B錯；由熱力學第一定律可知，外界對氣體做功而內能不變，可判斷氣體向外界放熱，A錯．
6．答案：D 由于汽缸及活塞絕熱，所以外界對氣體做功，氣體內能必然增大，溫度升高，即不可能回到原來狀態，D選項正確．
7．答案：ACD 氣缸整體是絕熱的，當移動活塞P時，有外力對系統做功，根據熱力學第一定律，系統的內能要增加，因此從整體上講，甲、乙的內能都要增加，但外力并沒有直接對甲做功，甲的內能之所以增加是因為吸收了熱量，而乙放出熱量，所以ACD正確．
8．答案：B 乙分子從a到b，再到c的過程中，分子之間均表現為引力，所以乙分子始終做加速運動，且到達c點時速度最大，故A錯誤，B正確，C錯誤．乙分子由b到c的過程，分子引力做正功，故兩分子間的分子勢能減小，而從c到d的過程分子間為斥力，做負功，分子間的勢能增加，故D錯誤．
9．答案：AB 根據熱力學第一定律ㄓU=Q+W可知，對氣體加熱，氣體的內能不一定增加，則選項A正確；絕對零度是低溫物體的極限，不可能達到，則選項B正確；溫度是物體分子平均動能大小的標志，物體溫度升高，物體中分子熱運動加劇，其分子平均動能增加，但不是每個分子的平均動能都增加，則選項C錯誤；理想氣體中分子間無相互作用力，壓縮封閉在氣缸中一定質量的理想氣體，難度越來越大是因為壓強增大的原因，則選項D錯誤．
10．答案：D 當液面由a位置上升到b位置時，管內氣體體積減小，表明溫度降低，管內氣體的壓強減小，管內氣體分子的平均動能減小，氣體內能減�。�
11．（8分）答案：（1）115～120都對 （2分）（2）
～
都對（2分）（3）讓油膜在水面上形成單分子油膜（2分）（4）
（2分）
12．答案：（1）還需要用刻度尺．（3分）
（2）實驗的主要步驟是：將細玻璃管水平放置，用刻度尺量出水銀柱長h（cm）和封閉空氣柱長l1（cm）；將細玻璃管開口向上豎直放置，用刻度尺量出封閉空氣柱長l2（cm）．（3分）
（3）設玻璃管的截面積為S，兩種情況下空氣的狀態參量分別為p1=p0，V1=l1S，p2=p0+h(mmHg)，V2=l2S
由玻意耳定律p
得大氣壓為p0=l1h/(l1－l2)． （3分）
13．解析：空氣柱在體外時的狀態參量為p1=760mmHg，V1=5mL，T1=300K（3分）
空氣柱在體內在收縮壓時的狀態參量為p2=120mmHg，T2=310K（2分）
由理想氣體狀態方程得，空氣柱在收縮壓下的體積為V2=p1V1T2/T1p2=32.17mL（3分）
空氣柱在體內擴張壓時的狀態參量為p3=80mmHg，T3=310K（3分）
由理想氣體狀態方程得，空氣柱在擴張壓下的體積為V3=p1V1T3/T1p3=49.1mL（3分）
14．解析：設球在第一次運動到最低點時的速度為v，則根據牛頓第二定律得，
（5分）
根據熱力學第一定律和能量守恒定律可知，球由靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中汽缸中的氣體增加的內能ㄓE為
（5分）
聯立兩式、代入數值得ㄓE=228J． （4分）
15．解析：（1）能（2分）
因為大氣壓強是由大氣重力產生的，由
（2分）
得
（2分）
把查閱得到的數據代入上式得，
kg（2分）
大氣層空氣的分子數為
個（2分）
（2）可求出液化后空氣的體積為：
m3（2分）
設大氣液化后液體水分布在地球表面上時，地球半徑增加h，則有
得
，考慮到h遠小于R，忽略h的二次項和三次項得，
m． （2分）
16．解析：（1）在活塞上方倒沙的過程中溫度保持不變，對氣體，由玻意耳定律得，p0V0=p1V1，代入數據，得p1=V0p0/V1=2.0×10－3×1.0×105/1.0×10－3Pa=2.0×105Pa（5分）
在緩慢加熱到
變，由蓋?呂薩克定律得，V1/T0=V2/T2，
∴V2=T2V1/T0=(273+127)×1.0×10－3/273m3
=1.47×10－
（2）在整個物理過程中畫在p―V圖上，
如圖所示． （6分）
17．解析：每人每天所吸1atm凈化空氣的體積為
V=(16×60×24)×500mL=1.152×
由玻意耳定律可知，每桶10atm的凈化空氣轉化為1atm時的體積為V/=10×20/1L=
故每人每天需要凈化空氣的桶數為n=V/V/=1.152×104/200=57.6≈58桶（4分）
由此可見，這個方案并不現實． （4分）
18．解析：因活塞處于靜止狀態，由平衡條件得，(p0－p1)S=(p2－p2)S ①
代入數據得p3=1.0×105Pa（2分）
對B內左側氣體有p
對B內右側氣體有p
又l2+l3=l2/+l3/=（16+8）cm=
聯立②③④得l3/=
活塞右移ㄓx=l3－l3/=
對活塞由平衡條件得，(p1/－p0)S=(p－p0)S
解得p1/=p0=1.0×105Pa（2分）
對A內氣體由理想氣體的狀態方程得，p
即有0.5×30S/300=1×32S/T1/
解得T1/=640K（2分）
A內溫度升高ㄓT=T1/－T1=340K（2分）
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