2021学年福建省泉州市高二(下)期中物理试卷(有答案)

2021学年福建省泉州市高二（下）期中物理试卷

一、单项选择题（共8个小题，每小题4分，共32分．）

1. 一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动的过程中，最大磁通量为𝛷𝑚，最大感应电动势为𝐸𝑚，下列说法正确的是（ ） A.当磁通量为零时，感应电动势也为零 B.当磁通量减小时，感应电动势也在减小 C.当磁通量等于0.5𝛷𝑚时，感应电动势等于0.5𝐸𝑚 D.角速度等于𝛷𝑚

𝑚

𝐸

2. 如图所示为一交流电压随时间变化的图像。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（ ）

A.7.5𝑉

3. 如图所示，理想变压器的原线圈接𝑢＝11000√2sin100𝜋𝑡(𝑉)的交变电压，副线圈通过电阻𝑟＝6𝛺的导线对“220𝑉/880𝑊”的电器𝑅𝐿供电，该电器正常工作．由此可知（ ）

B.8𝑉

C.2√15𝑉

D.3√13𝑉

A.原、副线圈的匝数比为50:1 B.交变电压的频率为100 𝐻𝑧 C.副线圈中电流的有效值为4 𝐴 D.变压器的输入功率为880 𝑊

4. 如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则（ ）

试卷第1页，总14页

A.用户用电器上交流电的频率是100𝐻𝑧 B.发电机输出交流电的电压有效值是500𝑉

C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

5. 下列说法正确的是（ ）

A.1𝑔水中所含的分子数目和地球的总人口数差不多 B.布朗运动就是物质分子的无规则热运动

C.一定质量的理想气体压强增大，其分子的平均动能一定增加

D.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是气体分子的无规则的热运动造成的

6. 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，气体内能一定发生改变 C.理想气体等压膨胀过程一定放热

D.如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡

7. 一定质量的理想气体，由初始状态𝐴开始，状态变化按图中的箭头所示方向进行，最后又回到初始状态𝐴，对于这个循环过程，以下说法正确的是（ ）

A.由𝐴→𝐵，气体的分子平均动能增大，放出热量 B.由𝐵→𝐶，气体的分子数密度增大，内能减小，吸收热量 C.由𝐶→𝐴，气体的内能减小，放出热量，外界对气体做功 D.经过一个循环过程后，气体内能可能减少，也可能增加

8. 如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡𝐿1、𝐿2和𝐿3，输电线的

试卷第2页，总14页

等效电阻为𝑅，原线圈接有一个理想电流表，开始时，开关𝑆接通，当𝑆断开时，以下说法中正确的是（ ）

A.原线圈两端𝑃、𝑄间的输入电压减小 B.等效电阻𝑅上消耗的功率变大 C.原线圈中电流表示数增大 D.灯泡𝐿1和𝐿2变亮 二、多项选择题

两分子间的斥力和引力的合力𝐹与分子间距离𝑟的关系如图中曲线所示，曲线与𝑟轴交点的横坐标为𝑟0．相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近。若两分子相距无穷远处时分子势能为零，下列说法正确的是（ ）

A.在𝑟>𝑟0阶段，𝐹做正功，分子动能增加，势能减小 B.在𝑟<𝑟0阶段，𝐹做负功，分子动能减小，势能也减小 C.在𝑟＝𝑟0时，分子势能最小，动能最大 D.在𝑟＝𝑟0时，分子势能为零

氧气分子在0∘𝐶和100∘𝐶温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示．下列说法正确的是（ ）

A.图中虚线对应出氧气分子在平均动能较小的情形 B.图中实线对应出氧气分子在100∘𝐶时的情形 C.图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

D.与0∘𝐶时相比，100∘𝐶时氧气分子速率出现在0∼400𝑚/𝑠区间内的分子数占总分子数

试卷第3页，总14页

的百分比较大

用如图所示的实验装置来研究气体等体积变化的规律．𝐴、𝐵管下端由软管相连，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时𝐴、𝐵两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变（ ）

A.将烧瓶浸入热水中时，应将𝐴管向上移动 B.将烧瓶浸入热水中时，应将𝐴管向下移动 C.将烧瓶浸入冰水中时，应将𝐴管向上移动 D.将烧瓶浸入冰水中时，应将𝐴管向下移动

如图所示，边长为𝐿的正方形单匝线圈𝑎𝑏𝑐𝑑，其电阻为𝑟，外电路的电阻为𝑅，𝑎𝑏的中点和𝑐𝑑的中点的连线𝑂𝑂′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为𝐵，若线圈从图示位置开始以角速度𝜔绕轴𝑂𝑂′匀速转动，则以下判断正确的是（ ）

A.图示位置线圈中的感应电动势最大，为𝐸𝑚＝𝐵𝐿2𝜔 B.闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为𝑒=2𝐵𝐿2𝜔sin𝜔𝑡 C.线圈从图示位置转过180∘的过程中，流过电阻𝑅的电荷量为𝑞=D.线圈转动一周的过程中，电阻𝑅上产生的热量为𝑄=三、计算题

一定质量的理想气体，其内能跟温度成正比．在初始状态𝐴时，体积为𝑉0，压强的压强为𝑝0，温度为𝑇0，已知此时其内能为𝑈0．该理想气体从𝐴经由一系列变化，最终还回到原来状态𝐴，其变化过程𝑝−𝑇图如图所示，其中𝐶𝐴延长线过坐标原点，𝐵𝐴在同一竖直直线上．求：

𝜋𝐵2𝜔𝐿4𝑅4(𝑅+𝑟)22𝐵𝐿2𝑅+𝑟

1

试卷第4页，总14页

（1）状态𝐵的体积；

（2）状态𝐶的体积；

（3）从状态𝐵经由状态𝐶，最终回到状态𝐴的过程中，气体与外界交换的热量是多少？

一𝑈形玻璃管竖直放置，左端开口，右端封闭，左端上部有一光滑的轻活塞．初始时，管内汞柱及空气柱长度如图所示．用力向下缓慢推活塞，直至管内两边汞柱高度相等时为止．求此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离．已知玻璃管的横截面积处处相同；在活塞向下移动的过程中，没有发生气体泄漏；大气压强𝑝0=75.0𝑐𝑚𝐻𝑔．环境温度不变．

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？

如图，一容器由横截面积分别为2𝑆和𝑆的两个汽缸连通而成，容器平放在水平地面上，汽缸内壁光滑，整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气，平衡时，氮气的压强和体积分别为𝑝0和𝑉0，氢气的体积为2𝑉0，空气的压强为𝑝．现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活

试卷第5页，总14页

塞没有到达两汽缸的连接处，求

（1）抽气前氢气的压强．

（2）抽气后氢气的压强和体积．

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参与试题解析

2021学年福建省泉州市高二（下）期中物理试卷

一、单项选择题（共8个小题，每小题4分，共32分．） 1.

【答案】 D

【考点】

交流发电机及其产生正弦式电流的原理 【解析】

电动势为零时，线圈处在中性面上，磁场与线圈平面垂直，所以通过线圈的磁通量最大，根据最大感应电动势为𝐸𝑚＝𝐵𝑆𝜔和最大磁通量 ф𝑚＝𝐵𝑆间的关系，很容易求出角速度． 【解答】

𝐴、当线框磁通量为零时，磁场与线圈平面平行，磁通量的变化率最大，所以感应电动势最大，故𝐴错误；

𝐵、假设磁通量的表达式为𝛷＝𝛷𝑚sin𝜔𝑡，则感应电动势的表达式为𝑒＝𝐸𝑚cos𝜔𝑡，所以当线框磁通量减小时，感应电动势在增大，故𝐵错误；

𝐶、根据𝛷和𝑒的表达式可知，当线框磁通量等于0.5𝛷𝑚时，感应电动势不等于0.5𝐸𝑚，故𝐶错误；

𝐷、最大感应电动势为𝐸𝑚＝𝐵𝑆𝜔，最大磁通量ф𝑚＝𝐵𝑆，所以𝐸𝑚＝ф𝑚𝜔，所以𝜔=𝛷𝑚，

𝑚

𝐸

故𝐷正确； 2.

【答案】 C

【考点】

交变电流的峰值 【解析】

正弦式电流给灯泡供电，电压表显示是电源电压的有效值，要求电路中灯泡的电流或功率等，均要用正弦式电流的有效值。而求有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。 【解答】

如图所示，它不是正弦式电流，因此有效值不是等于最大值除以√2，取一个周期进行分段，在0−1𝑠 是正弦式电流，则电压的有效值等于3√2𝑉。

在1𝑠−3𝑠是恒定电流，则有效值等于9𝑉，则在0−3𝑠内，产生的热量为：

92𝑅

(3√2)2

𝑅

×1+

×2=

𝑈2𝑅

×3

解得：𝑈＝2√15𝑉，故𝐶正确𝐴𝐵𝐷错误。 3.

【答案】 C

【考点】

交变电流的周期和频率

试卷第7页，总14页

电功

变压器的构造和原理

交变电流的图象和三角函数表达式 交变电流的有效值

【解析】

根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论． 【解答】

输入电压的有效值为11000 𝑉，用电器的额定电压为220 𝑉，所以变压器的输出电压大于220 𝑉，原副线圈的匝数比小于50:1，故𝐴错误； 𝐵、由输入电压的表达式知，𝑓=

100𝜋2𝜋

𝐻𝑧＝50 𝐻𝑧，故𝐵错误；

𝐶、副线圈中的电流与用电器中的电流相同，𝐼＝4 𝐴，故𝐶正确；

𝐷、变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和，大于880 𝑊，所以变压器的输入功率大于880 𝑊，故𝐷错误。 4.

【答案】 D

【考点】 远距离输电

变压器的构造和原理 【解析】 此题暂无解析 【解答】

解：𝐴．由图乙知，交流电的周期为0.02𝑠，所以频率𝑓=𝑇=50𝐻𝑧，故𝐴错误； 𝐵．发电机输出交流电的电压最大值为𝑈𝑚=500𝑉，故有效值𝑈=错误；

𝐶．输电线电流𝐼线=√

𝑃入−𝑃用𝑅线𝑈𝑚√21

=250√2𝑉，故𝐵

，可见𝐼线与𝑅线及用户电路有关，故𝐶错误；

𝐷．当用户用电器总电阻增大时，𝑃用减小，𝐼用减小，𝐼线减小，输电线上损失的电功率

2

𝑃损=𝐼线𝑅线减小，故𝐷正确．

故选𝐷． 5. 【答案】 D

【考点】 布朗运动 分子动能 热力学第一定律

试卷第8页，总14页

【解析】

根据阿伏伽德罗常数可以计算出1𝑔水中含有的水分子个数；悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动叫布朗运动；温度是分子平均动能的标志；气体分子可以自由移动，所以气体分子总能充满所能达到的整个空间。 【解答】

𝐴、1𝑔水的物质的量为𝑛=

1

118

𝑚𝑜𝑙，所以1𝑔中含有的水分子个数为𝑁=𝑛𝑁𝐴=

2321

×6.02×10=3.34×10个，远远大于地球总人口60亿，故𝐴错误； 18

𝐵、布朗运动是指悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，不是物质分子的无规则运动，故𝐵错误；

𝐶、一定质量的理想气体压强增大，可以通过减小体积或者升高温度来实现，如果保持温度不变，减小体积的话，其分子的平均动能保持不变，故𝐶错误；

𝐷、气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子间距离较大，气体分子间相互作用力很小，气体分子在不停地做无规则运动造成的，故𝐷正确。 6.

【答案】 D

【考点】 温度和温标 热力学第一定律

【解析】

做功和热传递在改变内能的效果上是相同的，结合理想气体得状态方程与热力学第一定律分析；如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡。 【解答】

𝐴、做功与热传递是改变物体内能的两种方式，一定量的气体吸收热量，如果气体同时对外做功，气体内能不一定增大，故𝐴错误；

𝐵、做功与热传递是改变物体内能的两种方式，对气体做功，若同时气体放出热量，气体的内能不一定增大，故𝐵错误；

𝐶、理想气体等压膨胀，对外做功，根据理想气体状态方程可知，温度升高，内能增加，结合热力学第一定律可知气体一定吸收热量，故𝐶错误；

𝐷、根据热力学第零定律，如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，故𝐷正确。 7.

【答案】 C

【考点】

理想气体的状态方程 热力学第一定律

【解析】

𝐴到𝐵，气体的压强体积都变大，𝐵到𝐶，气体做的是等容变化，𝐶到𝐴，气体做的是等压变化，根据气体的不同的变化过程，逐个分析即可得出气体内能的变化。 【解答】

𝐴、根据图像可以知道，𝐴→𝐵，气体的压强体积都变大，根据𝑇=𝐶，可知𝑝𝑉的乘积

试卷第9页，总14页

𝑝𝑉

变大，气体的温度升高，所以气体的分子平均动能增加；

体积变大，气体对外做功，温度升高则内能增加，根据热力学第一定律知气体吸收热量，故𝐴错误；

𝐵、由𝐵→𝐶，气体做的是等容变化，分子数密度不变，故𝐵错误； 𝐶、𝐶→𝐴过程，根据

𝑝𝑉𝑇

=𝐶，可知温度降低，则气体内能减小，体积减小则外界对气

体做功，根据热力学第一定律知气体放出热量，故𝐶正确；

𝐷、经过一个循环过程后，回到𝐴点，温度跟初始温度相同，则内能不变，故𝐷错误； 8.

【答案】 D

【考点】

变压器的构造和原理 电功

【解析】

与闭合电路中的动态分析类似，可以根据开关通断的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据副线圈电压不变，来分析电阻与灯泡的电流和电压的变化的情况。 【解答】

𝐴、电流表是理想的电流表，所以原线圈两端𝑃、𝑄间的输入电压不变，所以𝐴错误。 𝐵、当𝑆断开后，副线圈上的总电阻增大，所以输出功率变小，原线圈电流变小，输电线上电压损失减小，等效电阻𝑅上的功率变小，灯泡𝐿1和𝐿2两端电压增大，功率增大，故𝐵、𝐶错误，𝐷正确。 二、多项选择题 【答案】 A,C

【考点】

分子间的相互作用力 分子势能

【解析】

开始时分子之间距离大于𝑟0，分子力为引力，分子相互靠近时分子力做正功，分子势能减小，当分子之间距离小于𝑟0时，分子力为斥力，再相互靠近分子力做负功，分子势能增大，根据分子力做功情况可以分析分子势能的变化。 【解答】

𝐴、在𝑟>𝑟0阶段，分子力为引力，分子相互靠近时分子力做正功，分子动能增加，分子势能减小，故𝐴正确；

𝐵、在𝑟<𝑟0阶段，分子力为斥力，相互靠近时分子力做负功，分子动能减小，分子势能增大；故𝐵错误。

𝐶、由上分析知，分子势能先减小、后增大，在𝑟＝𝑟0时，分子势能最小，动能最大。故𝐶正确；

𝐷、在𝑟＝𝑟0时，分子势能是否为零，与0势能点的选择有关。故𝐷错误。 【答案】 A,B

【考点】 分子的热运动 分子动能

试卷第10页，总14页

【解析】

温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增加，不同温度下相同速率的分子所占比例不同，要注意明确图像的意义是解题的关键． 【解答】

𝐴、由图可知，具有最大比例的速率区间，0∘𝐶时对应的速率小，故说明虚线为0∘𝐶的分布图像，故对应的平均动能较小，故𝐴正确；

𝐵、实线对应的最大比例的速率区间内分子动能大，说明实验对应的温度大，故为100∘𝐶时的情形，故𝐵正确；

𝐶、图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子占据的比例，但无法确定分子具体数目，故𝐶错误；

𝐷、由图可知，0∼400 𝑚/𝑠段内，100∘𝐶对应的占据的比例均小于与0∘𝐶时所占据的比值，因此100∘𝐶时氧气分子速率出现在0∼400 𝑚/𝑠区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故𝐷错误。 【答案】 A,D

【考点】

理想气体的状态方程 【解析】

气体做的是等容变化，根据气体的温度的变化，由查理定律分析压强的变化即可． 【解答】

𝐴、将烧瓶浸入热水中时，气体的温度升高，由于气体的体积不变，所以气体的压强要变大，应将𝐴管向上移动，所以𝐴正确，𝐵错误；

𝐶、将烧瓶浸入冰水中时，气体的温度降低，由于气体的体积不变，所以气体的压强要减小，应将𝐴管向下移动，所以𝐶错误，𝐷正确； 【答案】 B,D

【考点】

交流发电机及其产生正弦式电流的原理 交变电流的有效值

【解析】

当线圈与磁场平行时感应电动势最大，由公式𝐸𝑚＝𝐵𝑆𝜔求解感应电动势的最大值。图中是中性面，线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据𝑒＝𝐸𝑚sin𝜔𝑡可列出感应电动势的瞬时表达式，根据感应电荷量𝑞=

△𝛷𝑅+𝑟

，求通过电阻𝑅的电荷量。最

大值是有效值的√2倍，求得电动势有效值，根据焦耳定律求电量𝑄。 【解答】

解：𝐴．图示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，故𝐴错误． 𝐵．线圈产生的感应电动势最大值为𝐸𝑚＝𝐵𝑆𝜔＝𝐵2𝐿2𝜔， 瞬时值表达式为𝑒＝𝐸𝑚sin𝜔𝑡=2𝐵𝐿2𝜔sin𝜔𝑡，故𝐵正确． 𝐶．线圈从图示位置转过180∘的过程中，

穿过线圈磁通量的变化量大小为𝛥𝛷＝2𝐵⋅2𝐿2=𝐵𝐿2， 流过电阻𝑅的电荷量为𝑞=𝑅+𝑟=𝑅+𝑟，故𝐶错误．

𝛥𝛷

𝐵𝐿2

1

1

1

试卷第11页，总14页

𝐷．感应电动势的有效值为𝐸=感应电流有效值为𝐼=𝑅+𝑟， 𝑅产生的热量为𝑄＝𝐼2𝑅𝑇，𝑇=联立得𝑄=

𝜋𝐵2𝜔𝐿4𝑅4(𝑅+𝑟)2

2𝜋𝜔

𝐸

√2𝐸， 2𝑚

，

，故𝐷正确．

故选𝐵𝐷． 三、计算题 【答案】

0

（1）状态𝐵的体积3；

𝑉

（2）状态𝐶的体积𝑉0；

（3）从状态𝐵经由状态𝐶，最终回到状态𝐴的过程中，气体与外界交换的热量是2𝑝0𝑉0． 【考点】

理想气体的状态方程 热力学第一定律

【解析】

𝐴到𝐵为等温过程，由玻意耳定律求得体积；由𝐵到𝐶为等压变化，由盖吕萨克定律求体积；从𝐵到𝐶气体对外界做功，𝐶到𝐴为等温变化，根据热力学第一定律求解吸放热。 【解答】 解：（1）由图可知，从状态𝐴到状态𝐵气体温度为𝑇1＝𝑇0为等温变化过程，状态𝐵时气体压强为𝑝1＝3𝑝0，设体积为𝑉1，由玻意耳定律， 𝑝0𝑉0＝𝑝1𝑉1， 解得 𝑉1=0；

3𝑉

（2）由图可知，从状态𝐵到状态𝐶气体压强为𝑃2＝𝑃1＝3𝑃0为等压变化过程，状态𝐶时气体温度为𝑇2＝3𝑇0，设体积为𝑉2，由盖吕萨克定律，

𝑉1𝑇0

=2，

𝑇2

𝑉

解得 𝑉2＝𝑉0；

（3）由状态𝐵经状态𝐶回到状态𝐴，外界对气体做的总功为𝛥𝑊，从状态𝐵到状态𝐶，设外界对气体做功为𝛥𝑊𝐵𝐶，𝛥𝑊𝐵𝐶=𝑝0(𝑉1−𝑉2)，联立解得𝛥𝑊𝐵𝐶=−2𝑝0𝑉0； 从状态𝐶回到状态𝐴，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，所以𝛥𝑊=𝛥𝑊𝐵𝐶=−2𝑝0𝑉0，

对状态𝐵经状态𝐶回到状态𝐴，内能增加量为𝛥𝑈＝0，气体从外界吸收的热量为𝛥𝑄，内能增加量为𝛥𝑈，由热力学第一定律𝛥𝑈＝𝛥𝑄+𝛥𝑊， 解得𝛥𝑄＝2𝑝0𝑉0，即气体从外界吸收热量2𝑝0𝑉0． 【答案】

此时右侧管内气体的压强和活塞向下移动的距离9.42𝑐𝑚． 【考点】

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理想气体的状态方程 【解析】 此题暂无解析 【解答】

解：设初始时，右管中空气柱的压强为𝑝1，长度为𝑙1；左管中空气柱的压强为𝑝2=𝑝0，

′′

长度为．活塞被下推ℎ后，右管中空气柱的压强为𝑝1，长度为𝑙1，左管中空气柱的压强

′′为𝑝2，长度为𝑙2．以𝑐𝑚𝐻𝑔为压强单位．

由题给条件得𝑝1=𝑝0+(20.0−5.00)𝑐𝑚𝐻𝑔①

′𝑙1=(20.0−

20.0−5.00

2

)𝑐𝑚②

由玻意耳定律得

′′

𝑝1𝑙1=𝑝1𝑙1③

联立①②③式和题给条件得 ′𝑝1=144𝑐𝑚𝐻𝑔④ 依题意 ′′𝑝2=𝑝1⑤

′𝑙2=4.00𝑐𝑚+

20.0−5.00

2

𝑐𝑚−ℎ⑥

由玻意耳定律得

′′

𝑝2𝑙2=𝑝2𝑙2⑦

联立④⑤⑥⑦式和题给条件得 ℎ≈9.42𝑐𝑚． 【答案】

左管内气体的温度为371.5𝐾 【考点】

理想气体的状态方程 【解析】

以封闭气体为研究对象，然后应用理想气体的状态方程求出气体的温度． 【解答】

𝑝2＝𝑝0−ℎ′＝46𝑐𝑚𝐻𝑔 𝑉2＝𝐿2𝑆＝30𝑆， 由理想气体状态方程：

𝑃1𝑉1𝑇1

=

𝑃2𝑉2𝑇2

，

可得：𝑇2＝371.5𝐾

答：左管内气体的温度为371.5𝐾 【答案】

（1）抽气前氢气的压强为2(𝑝0+𝑝)． （2）抽气后氢气的压强为𝑝0+𝑝，体积为

2

4

1

1

4(𝑝0+𝑝)𝑉02𝑝0+𝑝

1

．

【考点】

“汽缸活塞类”模型 【解析】

(𝑖)对两活塞应用平衡条件可以求出抽气前氢气的压强。

(𝑖𝑖)气体温度保持不变，根据题意求出气体的状态参量，应用玻意耳定律可以求出抽气后氢气的压强和体积。 【解答】 解：（1）抽气前活塞静止处于平衡状态，

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对活塞，由平衡条件得：(𝑝氢−𝑝)⋅2𝑆=(𝑝0−𝑝)𝑆， 解得，氢气的压强：𝑝氢=(𝑝0+𝑝)．

21

（2）设抽气后氢气的压强与体积分别为𝑝1、𝑉1，氮气的压强和体积分别为𝑝2、𝑉2， 对活塞，由平衡条件得：𝑝2𝑆＝𝑝1⋅2𝑆， 气体发生等温变化，由玻意耳定律得： 𝑝1𝑉1＝𝑝氢⋅2𝑉0，

𝑝2𝑉2＝𝑝0𝑉0，

由于两活塞用刚性杆连接，由几何关系得： 𝑉1−2𝑉0＝2(𝑉0−𝑉2)， 解得：𝑝1=2𝑝0+4𝑝 𝑉1=

4(𝑝0+𝑝)𝑉02𝑝0+𝑝

1

1

．

试卷第14页，总14页