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2021届广东省汕头市金山中学高考物理三模试卷附答案详解

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2021届广东省汕头市金山中学高考物理三模试卷

一、单选题(本大题共5小题,共30.0分) 1.

下列说法中正确的是( )

A. 结合能越大的原子不一定越稳定

B. 处于𝑛=3能级的一个氢原子向低能级跃迁,可放出3种色光 C. 不同金属发生光电效应的入射光的低频率是相同的

131

D. 碘( 13153𝐼)经过一次𝛼衰变后变成氙( 54𝑋𝑒)

2.

甲、乙两物体质量之比为𝑚甲:𝑚乙=3:1,甲从𝐻高处自山落下,乙从2𝐻 高处同时自由落下,不计空气阻小,以下说法中正确的是( )

A. 在下落过程中,同一时刻甲的速度比乙的速度大 B. 在下落过程中,同一时刻两物体的速度相等 C. 甲落地时,乙距地面的高度为2 D. 甲、乙在空中运动时间之比为1:2

3.

如图所示,在光滑的水平面上有小球𝐴以初速度𝑣0向左运动,同时刻一个小孩在𝐴球正上方以𝑣0的速度将𝐵球向左水平抛出,最后落于𝐶点,则( )

𝐻

A. 小球𝐴先到达𝐶点 B. 小球𝐵先到达𝐶点 C. 两个球同时到达𝐶点

D. 两球谁先到达𝐶点与小孩的高度有关

4.

如图所示,一物体受到两个力作用,其中𝐹1=1000𝑁,且与𝑂𝑂′方向夹角为30°,若要使两个力的合力沿𝑂𝑂′方向,则𝐹2的最小值为( )

A. 500√3𝑁 B. 500𝑁 C. 1 000 D. 400𝑁

5. 如图所示,𝐴𝐶、𝐵𝐷为圆的两条互相垂直的直径,圆心为𝑂,半径为𝑅.电荷量均为𝑄的正、负点电荷放在圆周上,它们的位置关于𝐴𝐶对称,+𝑄与𝑂点的连线和𝑜𝑐间夹角为60°.下列说法正确的是( )

A. 𝑂点的场强大小为𝑅2,方向由𝑂指向𝐷

,方向由𝑂指向𝐷 B. 𝑂点的场强大小为√3𝑘𝑄𝑅2

𝑘𝑄

C. A、𝐶两点的电势关系是𝜑𝐴<𝜑𝑐

D. 电荷量为𝑞的正电荷在𝐴点的电势能大于在𝐶点的电势能

二、多选题(本大题共3小题,共18.0分) 6.

如图,一理想变压器的原线圈𝐴、𝐵两端接入电压为𝜇=

311𝑠𝑖𝑛(314𝑡)𝑉的交变电流.原线圈匝数𝑛1=1100匝,副线圈匝数为𝑛2=30匝,则( )

A. 副线圈中磁通量变化率的最大值为0.2√2𝑉

B. 将耐压值为6𝑉的电容器接在𝐶、𝐷两端,能正常工作 C. 把额定电压为8𝑉的小灯泡接在𝐶、𝐷两端,小灯泡能正常工作 D. 把电磁打点计时器接在𝐶、𝐷两端,打点周期为0.02𝑠

7.

研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤。设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动,火星轨道在地球轨道外侧,如图所示,与地球相比较,则下列说法中正确的是( )

A. 火星运行速度较小 B. 火星运行角速度较大 C. 火星运行周期较大

D. 火星运行的向心加速度较大

8.

两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为𝐿,底端接阻值为𝑅的电阻。将质量为𝑚的金属棒悬挂在一根上端固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为𝐵的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻𝑅外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则( )

A. 释放瞬间金属棒的加速度大于重力加速度𝑔 B. 金属棒向下运动时,流过电阻𝑅的电流方向为𝑎→𝑏

𝐿𝑣

C. 金属棒的速度为𝑣时,棒所受的安培力大小为𝐹=𝐵𝑅

22

D. 最终电阻𝑅上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量

三、填空题(本大题共1小题,共5.0分) 9.

气缸内封闭了一定量压强为𝑃=1.0×105𝑃𝑎,体积为𝑉=2.0𝑚3的理想气体,现使气体保持压强不变体积缓慢压缩至𝑉′=1.0𝑚3,此过程气体向外界释放了𝑄=1.2×105𝐽的热量,则压缩过程外界对气体做了______𝐽的功,气体的内能变化了______J. 四、实验题(本大题共2小题,共15.0分)

10. 用𝐷𝐼𝑆做摩擦做功使温度升高的实验装置如图𝑎所示,某次实验得到的温度随时间变化关系图线

如图𝑏所示.

(1)实验中,棉绳与黄铜管摩擦时,克服摩擦力做功将______ 能转化为______ 能,使管内气体温度

升高.

(2)(多选题)对于图𝑏图线,下列解释中正确的有______ (𝐴)𝑎𝑏段与𝑏𝑐段相比,𝑏𝑐段对应棉绳与铜管摩擦较快; (𝐵)𝑓𝑔段温度基本没变,所对应棉绳与铜管一定没有摩擦; (𝐶)𝑔ℎ段温度逐渐下降,所对应棉绳与铜管一定没有摩擦. (𝐷)ℎ𝑖段虽然温度逐渐下降,但对应棉绳与铜管可能还有摩擦.

11. 某物理实验活动小组的同学们想通过实验来测量某一段导线的电阻,进行如下步骤:

(1)他们先用多用电表的欧姆档,采用“×10挡”,调零后进行测量时发现指针偏转角很大,为进一步测量,应换用 挡,欧姆调零后再测量,其测量值为 𝛺;

(2)该同学为更精确测量该导线电阻,采用伏安法,并设计了如图 所示的电路,实验室提供了如下实验器材:

电流表:量程0.6𝐴,内阻约0.2𝛺 电压表:量程3𝑉,内阻约9𝑘𝛺 滑动变阻器𝑅1:最大阻值为10𝛺 滑动变阻器𝑅2:最大阻值为100𝛺 电源:三节干电池 导线若干、开关

实验中,滑动变阻器应选 (选填𝑅 1或𝑅 2),闭合开关𝑆前,应将滑片滑至 端(选填𝑎或𝑏); (3)调节滑动变阻器,记录多组电流表和电压表的示数,填入设计的表格中,做出𝑈−𝐼图像,从图像得出导线的电阻,由于实验室中的电表不是理想电表,会引起实验误差,此误差属于 误差,造成该误差的主要原因是 ,且该导线电阻的测量值比真实值偏 。 五、简答题(本大题共1小题,共18.0分)

1

12. 如图所示,𝐴𝐵为半径𝑅=0.8𝑚的4光滑圆弧轨道,下端𝐵恰与小车右端平滑对接。小车质量𝑀=

3𝑘𝑔,车长𝐿=2.06𝑚。现有一质量𝑚=1𝑘𝑔的滑块,由轨道顶端无初速释放,滑到𝐵端后冲上小车。当车运行了2𝑠时,车被地面装置锁定。已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数𝜇=0.3,𝑔取10𝑚/𝑠2.试求: (1)滑块到达𝐵端时,它对轨道的压力大小;

(2)从车开始运动到被锁定的过程中,摩擦力对滑块所做的功;

(3)滑块离开车时的动能。

六、计算题(本大题共2小题,共24.0分)

你驾驶一艘宇宙飞船飞临一未知星球,13. 假如你将来成为一名宇航员,

你发现当你关闭动力装置后,你的飞船贴着星球表面飞行一周用时为𝑡秒,而飞船仪表盘上显示你的飞行速度大小为𝑣。已知球的体积公式是𝑉=3𝜋𝑅3,引力常量为𝐺,问该星球的: (1)半径𝑅多大? (2)密度𝜌多大?

(3)表面重力加速度𝑔多大?

4

14. 如图所示,一高为40𝑐𝑚,内壁光滑,导热性能良好的薄气缸竖直放置,厚度不计的活

塞质量为𝑚=2𝑘𝑔,横截面积为𝑆=1×10−3𝑚2,气缸的顶部𝐴点处有一个漏气孔,稳定时活塞的下端封闭有温度为𝑇=300𝐾,长度为30𝑐𝑚的气体柱,已知大气压强恒为𝑝0=1.0×105𝑃𝑎.𝑔=10𝑚/𝑠2.求: ①稳定时被密封气体的压强;

②缓慢将气缸内的密封气体加热到500𝐾时,被密封的气体的压强.

参考答案及解析

1.答案:𝐴

解析:解:𝐴、比结合能越大,将核子分解需要的能量越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,结合能大的原子不一定稳定,故A正确;

B、处于𝑛=3能级的一个氢原子向低能级跃迁,最多可放出2种色光,故B错误;

C、不同金属发生光电效应的入射光的最低频率是不相同的,即极限频率不同,故C错误; D、碘( 131根据质量数和电荷数守恒可知,质量数减4,电荷数减少2,变成53𝐼)经过一次𝛼衰变后,故D错误。 故选:𝐴。

明确比结合能和结合能的区别和联系,比结合能决定原子是否稳定;明确原子跃迁时放出光子的数目,知道光电效应的性质,知道衰变中质量数和电荷数守恒。

本题考查了半衰期及衰变、比结合能及原子的能级及跃迁,要注意正确理解相关物理规律即可正确求解。

2.答案:𝐵

解析:解:𝐴𝐵、两物体同时下落,根据𝑣=𝑔𝑡,在下落的过程中,同一时刻甲乙的速度相等。故A错误,B正确;

C、甲落地时,由于同时下落,所以乙也下落𝐻,此时距离地面的距离为𝐻,故C错误。 D、根据ℎ=𝑔𝑡2,得𝑡=√,知甲乙在空气中运动的时间之比为1:√2.故D错误。

2

𝑔

1

2ℎ

故选:𝐵。

自由落体运动的快慢程度与物体的质量无关,根据𝑣=𝑔𝑡、ℎ=2𝑔𝑡2,比较速度和运动的时间. 解决本题的关键知道自由落体运动的特点,做初速度为零,加速度为𝑔的匀加速直线运动.掌握自由落体运动规律.

1

3.答案:𝐶

解析:解:小球𝐴以𝑣0向左做匀速直线运动;

小球𝐵做的是平抛运动,水平分运动是匀速直线运动,速度也为𝑣0; 故两个球同时到达𝐶点; 故选:𝐶。

小球𝐴做的就是匀速直线运动;小球𝐵做的是平抛运动,平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解.

本题就是对平抛运动规律的直接考查,掌握住平抛运动的分运动规律就能轻松解决.

4.答案:𝐵

解析:解:由题意可知合力方向正好沿𝑂𝑂′方向,由力的合成规律可知当𝐹2的方向垂直𝑂𝑂′时𝐹2最小,所以𝐹2的最小值为𝐹2=𝐹1𝑠𝑖𝑛30°=1000×0.5 𝑁=500𝑁.故B正确,ACD错误; 故选:𝐵。

合力一定,一个分力的方向一定,当另一个分力的方向与已知方向的分力垂直时最小,由此分析。 本题主要考查了力的合成规律的直接应用,掌握分力与合力的关系,同时注意应用三角形定则可以较简便的解决这一类的问题,并知道三角函数知识。

5.答案:𝐵

2𝑘𝑄3𝑘𝑄𝐴、𝐵、𝑂点的场强大小𝐸=2𝑐𝑜𝑠30°=√2,解析:解:根据点电荷的电场𝐸=𝑘𝑟2和电场叠加原理:

𝑅

𝑅

𝑄

方向由𝑂指向𝐷,故A错误,B正确;

C、𝐴、𝐶两点在两个等量异号电荷连线的中垂线上,等量异号电荷的连线的中垂线是等势面,故𝜑𝐴=𝜑𝐶,故C错误;

D、𝐴点与𝐶点的电势相等,其电势差为零,则电荷𝑞从𝐴点运动到𝐶点,电场力做功为零,𝐴点的电势能等于在𝐶点的电势能,故D错误。 故选:𝐵。

两个等电量正点电荷𝑄产生的电场等势线与电场线具有对称性,作出𝐴𝐶间的电场线,根据顺着电场线电势降低和对称性,分析𝐵与𝐷电势的高低,判断电场力做功情况,可知𝐴点和𝐶电电势能的大小,根据点电荷的电场𝐸=𝑘𝑟2和电场叠加原理可求解𝑂点的场强大小。

本题关键抓住电场线与等势线的对称性,注意空间每一点的电场是由两个点电荷产生的电场叠加,是考查基础的好题。

𝑘𝑄

6.答案:𝐴𝐷

𝑚

解析:解:𝐴、副线圈中磁通量变化率的最大值为𝑛=1100=0.2√2𝑉,A正确;

1

𝐸311

B、由表达式可知:𝑈1=220𝑉,根据电压与匝数成正比可知:𝑈2=1100×220=6𝑉,所以𝐶𝐷端电压最大值为6√2𝑉,而击穿电压为最大值,所以将击穿电压为6𝑉的电容器接在𝐶、𝐷两端,不能正常工作,把额定电压为8𝑉的小灯泡接在𝐶、𝐷两端,小灯泡不能正常工作,故BC错误;

30

D、由题意得:𝑇=0.02𝑠,把电磁打点计时器接在𝐶、𝐷两端,打点周期为0.02𝑠,故D正确; 故选:𝐴𝐷.

理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时,导致副线圈的磁通量发生变化,从而导致副线圈中产生感应电动势.而副线圈中的感应电流的变化,又导致在原线圈中产生感应电动势.变压器的电流比与电压比均是有效值,电表测量值也是有效值.

理想变压器是理想化模型,一是不计线圈内阻;二是没有出现漏磁现象.

7.答案:𝐴𝐶

解析:解:根据万有引力提供向心力𝐺𝑇=2𝜋√

𝑟3𝐺𝑀

𝑀𝑚𝑟2=𝑚

𝑣2𝑟

=𝑚𝑟𝜔2=𝑚𝑟

4𝜋2𝑇2解得𝑣=√=𝑚𝑎,

𝐺𝑀𝑟

,𝜔=√

𝐺𝑀𝑟3

,𝑎=

𝐺𝑀𝑟2

,由此可知,轨道半径越大,周期越大,但速度、角速度、加速度越小,因火

星的轨道半径比地球的轨道半径大,故火星的周期大,但火星的速度、角速度、加速度都小,故AC正确、BD错误。 故选:𝐴𝐶。

根据万有引力提供向心力,化简得到线速度、角速度、加速度和周期与轨道半径的关系,根据火星和地球的轨道半径的大小判断线速度、角速度、加速度和周期的大小。

本题以研究火星是人类探索向火星移民为背景考查万有引力提供向心力,关键是掌握向心力的多种表达式。

8.答案:𝐶𝐷

解析:解:𝐴、将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,释放瞬间速度为零,回路中没有感应电流,金属棒不受安培力,只受重力,故释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度𝑔,故A错误; B、金属棒向下运动时,根据右手定则判定可知金属棒中感应电流方向向右,则通过𝑅的电流方向为𝑏→𝑎,故B错误;

C、金属棒的速度为𝑣时,棒所受的安培力大小为𝐹=𝐵𝐼𝐿,根据闭合电路欧姆定律得𝐼=𝑅=𝐹=

𝐵2𝐿2𝑣𝑅

𝐸

𝐵𝐿𝑣𝑅

,则,故C正确;

D、根据功能关系可知,金属棒的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能(金属棒速度不是零时)和电阻𝑅产生的内能,则电阻𝑅上产生的总热量小于金属棒重力势能的减少量,故D正确。 故选:𝐶𝐷。

释放瞬间,分析金属棒的受力情况,根据牛顿第二定律求加速度的大小;根据右手定则分析流过𝑅的电流方向;根据𝐸=𝐵𝐿𝑣和安培力公式即可求得速度为𝑣时的安培力表达式;金属棒下落过程中,金属棒的重力势能转化为弹簧的弹性势能、金属棒的动能(金属棒速度不是零时)和电阻𝑅产生的内能。 本题考查电磁感应与力学知识的综合应用,要注意分析金属棒的受力情况,明确能量转化情况,知道由于安培力做功,在运动中重力势能与弹簧势能之和会减小是解决这类问题的关键,要特别注意弹性势能的变化,从而准确掌握能量的转化方向。

9.答案:1.0×105;−0.2×105

解析:解:体积为𝑉=2.0𝑚3的理想气体,现在使气体压强保持不变,而体积缓慢压缩至𝑉′=1.0𝑚3,故压缩过程外界对气体做功为:

𝑊=𝑃⋅△𝑉=1.0×105𝑃𝑎×(2−1)𝑚3=1.0×105𝐽;

此过程气体向外界释放了𝑄=1.2×105𝐽的热量,故吸收热量为: 𝑄′=−1.2×105𝐽; 根据热力学第一定律,有:

△𝑈=𝑊+𝑄′=1.0×105𝐽−1.2×105𝐽=−0.2×105𝐽

故答案为:1.0×105;−0.2×105.

根据𝑊=𝑃⋅△𝑉求解外界对气体做功,根据热力学第一定律公式△𝑈=𝑊+𝑄列式求解列式求解气体的内能改变量.

由于是等压变化,故气体与活塞间的压力是恒定不变的,根据根据𝑊=𝑃⋅△𝑉求解气体做功,根据热力学第一定律公式△𝑈=𝑊+𝑄求解时要注意𝑊和𝑄的正负的含义.

10.答案:机械能;内;𝐴𝐷

解析:解:(1)通过做功把机械能转化为内能

(2)𝐴、棉绳与黄铜管摩擦过程中,摩擦力做功产生内能,同时铜管也放热,𝑎𝑏段与𝑏𝑐段相比,𝑏𝑐段温度变化明显,故对应棉绳与铜管摩擦做功快,故A正确;

B、𝑓𝑔段温度基本没变,但铜管方向,棉线与铜管一定有摩擦做功,故B错误; C、𝑔ℎ段温度逐渐下降,可能是摩擦做的功小于放的热,故温度降低,故C错误;

D、ℎ𝑖段虽然温度逐渐下降,能是摩擦做的功小于放的热,故对应棉绳与铜管可能还有摩擦,故D正确

故答案为:(1)机械能;内能(2)𝐴𝐷 (1)通过做功把机械能转化为内能

(2)摩擦力做功产生内能,同时铜管也放热,当摩擦力做功大于放热时,温度升高,当摩擦做功等于放热时,温度不变,当摩擦做功小于放热时,温度降低

本题主要考查了摩擦力做功转化为内能,同时铜管也放热,比较内能的变化即可

11.答案:(1)“×1挡”,16;(2)𝑅1,𝑎;(3)系统,电压表的分流作用,小。

解析:本题考查多用电表及伏安法测电阻的实验,根据欧姆表的原理及伏安法测电阻涉及到的内接法和外接法求解。

(1)指针偏转角很大说明读数很小,需要读数增大,倍率需要降低,故应换成“×1挡”,其读数为16𝛺; (2)由于滑动变阻器采用分压式,滑动变速器应选小量程,故应选𝑅1,由电路图可得,𝑆闭合后电流表和电压表的读数都要从零开始,故滑片滑至𝑎端;

(3)电压表和电流表的都不是理想电表,电表的电阻不可忽略,故误差属于系统误差,由于电压表的分流作用,电压测量准确,但是电流测量偏大,导致测量值比真实值偏小。

12.答案:解:(1)滑块从光滑圆弧轨道过程,根据机械能守恒定律得:𝑚𝑔𝑅=2𝑚𝑣2

解得𝑣=4𝑚/𝑠

滑块经过𝐵端时,由牛顿第二定律得:𝑁−𝑚𝑔=𝑚

𝑅𝑣2

1

联立两式,代入数值得,轨道对滑块的支持力为:𝑁=3𝑚𝑔=3×1×10=30𝑁 根据牛顿第三定律知它对轨道的压力大小为30𝑁 (2)当滑块滑上小车后,由牛顿第二定律,得 对滑块有:−𝜇𝑚𝑔=𝑚𝑎1 对小车有:𝑢𝑚𝑔=𝑀𝑎2

设经时间𝑡两者达到共同速度,则有:𝑣+𝑎1𝑡=𝑎2𝑡

解得𝑡=1 𝑠.由于1𝑠<2𝑠,此时小车还未被锁定,两者的共同速度:𝑣′=𝑎2𝑡=1𝑚/𝑠,两者以共同速度运动时间为𝑡′=1𝑠。 此过程中,滑块的位移𝑠1=

𝑣+𝑣′2

𝑡=2.5𝑚

摩擦力对滑块所做的功:𝑊𝑓=−𝜇𝑚𝑔𝑠1=−7.5𝐽 (3)两者达到共速时小车的位移𝑠2=

𝑣′2

𝑡=0.5𝑚,

此时物块距离小车的左端𝐿1=2.06−(2.5−0.5)=0.06𝑚

然后小车被锁定后,滑块以𝑣′=1𝑚/𝑠的速度做匀减速运动,加速度为𝑎1=−𝜇𝑔=−3𝑚/𝑠2, 则滑离小车时的速度:𝑣″=√𝑣′2−2𝑎1𝐿1=0.8𝑚/𝑠 动能为𝐸𝑘=2𝑚𝑣″2=2×1×0.82𝐽=0.32𝐽

答:(1)滑块到达𝐵端时,它对轨道的压力大小为30𝑁;

(2)从车开始运动到被锁定的过程中,摩擦力对滑块所做的功为−7.5𝐽; (3)滑块离开车时的动能为0.32𝐽。

解析:(1)滑块从光滑圆弧轨道过程,只有重力做功,机械能守恒。经过𝐵端时由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,根据机械能守恒定律和牛顿第二定律求解轨道的支持力,根据牛顿第三定律知它对轨道的压力大小。

(2)根据牛顿第二定律分别求出滑块滑上小车后滑块和小车的加速度,由速度公式求出两者速度所经历的时间,再求解车被锁定时,车右端距轨道𝐵端的距离,根据𝑊=𝐹𝑥求解摩擦力做功; (3)根据牛顿第二定律求解被锁定后的加速度,利用运动学公式求解滑离时速度,根据动能公式求解滑块滑离车左端时的动能。

本题圆周运动、牛顿第二定律、运动学公式,知道在曲线运动研究时一般考虑功能关系,直线运动可以利用匀变速直线运动规律也可以用功能关系。

1

1

13.答案:解:(1)因宇宙飞船贴着星球表面做匀速圆周运动周期为𝑡,则:2𝜋𝑅=𝑣𝑡

解得:𝑅=2𝜋;

(2)由万有引力提供向心力:得:𝑀= 2𝜋𝐺

球体的体积:𝑉=3𝜋𝑅3 该星球的密度:𝜌=

𝑀𝑉4

𝑣3𝑡

𝐺𝑀𝑚𝑅2

𝑣𝑡

=𝑚𝑅

4𝜋2𝑡2

=𝐺𝑡2;

𝑣2𝑅

3𝜋

(3)根据重力提供向心力可知,𝑚𝑔=𝑚 解得该星球表面的重力加速度:𝑔=答:(1)该星球的半径𝑅为2𝜋; (2)该星球的密度𝜌为𝐺𝑡2; (3)该星球表面的重力加速度为

2𝜋𝑣𝑡

3𝜋

𝑣𝑡

𝑣2𝑅

=

2𝜋𝑣𝑡

解析:(1)由一周用时可知其周期,根据周长与线速度的计算公式求解该星球的半径; (2)由万有引力提供向心力可求得星球的质量,根据密度计算公式求解密度大小; (3)由重力加速度等于向心加速度可求得重力加速度。

本题主要是考查了万有引力定律及其应用;解答此类题目一般要把握两条线:一是在星球表面,忽略星球自转的情况下,万有引力近似等于重力;二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。

14.答案:解:①设稳定时被密封气体的匀强为𝑝1,则有:

𝑝1𝑆=𝑝0𝑆+𝑚𝑔

得𝑝1=𝑝0+

𝑚𝑔𝑠

代入数据得:𝑝1=1.2×105𝑃𝑎

②当活塞缓慢移到气缸上端时,设此时密封气体的温度为𝑇1,气体做等压变化,有:

40𝑆𝑇1

=

30𝑆𝑇

4

解得:𝑇1=3×300𝐾=400𝐾

此后密封气体温度从400𝐾到500𝐾时是等容变化,设加热到500𝐾时,被密封的气体的匀强为𝑝2,则有:

𝑝1𝑇1

=

𝑝2𝑇2

5

代入数据得:𝑝2=4×1.2×105𝑃𝑎=1.5×105𝑃𝑎 答:①稳定时被密封气体的压强为1.2×105𝑃𝑎;

②缓慢将气缸内的密封气体加热到500𝐾时,被密封的气体的压强1.5×105𝑃𝑎. 解析:①以活塞为研究对象,受力分析,由平衡条件列方程可求得封闭气体的压强;

②活塞刚刚到达气缸上端前等压变化,求出活塞刚到达气缸顶部时的温度,若500𝐾高于此温度,则物体后面做等容变化.

本题关键是判断温度升高到500𝐾时活塞是否已经到达气缸顶部,不要只是简单的套用等压变化的方程得出结果.

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