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2023-2024学年河南省三门峡市高二（下）期末物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年河南省三门峡市高二（下）期末物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.关于下列各图所对应现象的描述，正确的是
A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
2.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是( )
A. 甲图是水分子的分子势能Ep随分子间距离r的关系图象，B点对应的位置水分子之间的相互作用总体上表现为引力
B. 乙图在模拟气体压强产生机理的实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
C. 显微镜下微粒运动的位置连线就是微粒的运动轨迹
D. 丁图描述了氧气分子分别在0℃和100℃时的速率分布，实线对应100 ℃时的速率分布
3.半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温(800到1250摄氏度)状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是( )
A. 这种渗透过程是分子的扩散现象
B. 这种渗透过程是自发可逆的
C. 硅晶体是单晶体，具有各向同性
D. 温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加
4.光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图(a)所示，图(b)是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的I−U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压。下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙、丙三束光的光子动量p甲=p乙>p丙
B. 甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小
C. 分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置，甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距窄
D. 甲、乙是相同颜色的光，甲光束比乙光束的光强度弱
5.2023年8月24日，日本福岛核电站启动核污染水排海，引起了周边国家的强烈谴责，核污染水含有的放射性物质如铀、钚、锕、锶、铯、碘等，通过核裂变释放出放射性能量，对海洋生态环境的潜在威胁难以估量。其中铯137原子核具有较强的放射性，会发生衰变并释放能量，其半衰期长达30年。若铯137原子核的衰变方程为： 55137Cs→56137Ba+X，下列说法正确的是( )
A. 福岛核电站利用的是可控热核反应的原理发电
B. 铯137衰变时，衰变产物中的X为中子
C. 56137Ba的比结合能比 55137Cs的比结合能大
D. 排海污水中的铯137经60年就会全部发生衰变
6.如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面间形成劈形空气薄膜，当蓝光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法中正确的是( )
A. 该条纹是光的衍射形成的，此现象可以说明光是一种波
B. 若把蓝光改为黄光，条纹间距将变窄
C. 若下方平板玻璃某处出现凸起，则会看到该处条纹向左侧弯曲
D. 若抽去一张纸片，条纹间距将变宽
7.健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，当球内气体被快速挤压时来不及与外界热交换，而缓慢变化时可认为能发生充分的热交换。则下列说法正确的是( )
A. 人体快速挤压健身球过程中，球内气体压强减小
B. 人体快速挤压健身球过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大
C. 人体缓慢离开健身球过程中，球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数不变
D. 人体缓慢离开健身球过程中，球内气体对外放热
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图乙所示环状区域只有b光，中间小圆为复合光，以下说法中正确的是( )
A. 在水中a光波速大于b光
B. 用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更小
C. 通过b光观察到的光源s的位置比实际位置浅一些
D. 若某单缝能使a光发生明显衍射现象，则b光也一定能发生明显衍射现象
9.一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b，b→c，c→a三个过程后回到初始状态a，其P−1V图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在a→b过程中，单位时间、单位面积与器壁碰撞的分子数减少
B. 在b→c过程中，气体增加的内能等于从外界吸收的热量
C. 在c→a过程中，气体既不吸热也不放热
D. 气体由a→b放出的热量大于由b→c气体吸收的热量
10.我国“北斗三号”最后一颗全球组网卫星已于2020年6月23日成功发射。“北斗三号”采用星载氢原子钟，该钟数百万年到一千万年才有1s误差。氢原子的部分能级结构如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
B. 一群氢原子处于n=4的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子
C. 从n=3的能级跃迁到n=2能级比跃迁到n=1能级辐射的光子的频率高
D. 用氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时所辐射的光去照射逸出功为2.29eV的钠表面，产生的光电子的最大初动能为0.26eV
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直插上，P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有______。(填选项前的字母)
A.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
D.插上大头针P4，使P4仅挡住P3的像
(2)过P3、P4作直线交于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接O、O′。测量图中角α和角β的大小，则玻璃的折射率n=_____。
12.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，某实验小组的实验方法及步骤如下：
①向体积为1mL的油酸中加酒精，直至总量达到500mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1mL；
③先往边长为30cm∼40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数为135，小方格的边长为L=20mm．
根据以上信息，回答下列问题(计算结果均保留一位有效数字)：
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是______mL．
(2)油酸分子直径是______m.
(3)若该小组同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积之后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上.拿错的注射器针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径______(选填“偏大”或“偏小”)；若在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都忽略不计，则实验测得的油酸分子直径会______(选填“偏大”或“偏小”)．
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图，直角三角形ABD为一棱镜的横截面，∠A=90 ∘，∠B=30 ∘，AD边的长度为a。一细束光线垂直于AD边从AD边中点E进入棱镜，然后平行于底边从AB边射出。光在空气中的传播速度为c。(结果可用根号表示)
(1)求棱镜材料的折射率；
(2)光在棱镜中的传播时间。
14.如图甲、乙分别是研究光电效应的实验电路和氢原子的能级示意图。现用等离子态的氢气(即电离态，n=∞)向低能级跃迁时所发出的光照射光电管的阴极K。测得电压表的示数是15V。已知光电管阴极材料的逸出功是2.7eV，普朗克常量ℎ=6.63×10−34J⋅s，e=1.60×10−19C，c=3.0×108m/s。求：
(1)氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级时氢气发光的波长为多少nm；
(2)该光电管阴极材料发生光电效应的极限波长为多少nm；(结果保留整数)
(3)光电子到达阳极A的最大动能为多少J。
15.小钱同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量m1=600g、截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量m2=1200g的铁块，并将铁块放置到电子天平上。设外界大气压强p0=1.0×105Pa，g=10N/kg。当电子天平示数为600.0g时，测得环境温度T1=300K。求：
(1)此时汽缸内气体压强p1为多少？
(2)已知一定质量的理想气体，其压强、温度和体积遵循这样的规律：pVT=C(其中C为定值)，当电子天平示数为400.0g时，环境温度T2为多少？
(3)该装置可测量的环境温度范围为多大？
参考答案
1.B
2.D
3.A
4.B
5.C
6.D
7.B
8.CD
9.BD
10.BD
11.(1)BC
(2) sinβsinα
12.2×10−5 4×10−10 偏小 偏大
13.解：
(1)光垂直于AD边从AD边中点E进入棱镜，光在棱镜中的传播路径如下图所示：
由几何关系可知，光在C点入射时，入射角为60°，折射角为30°，则折射率，n=sin60 ∘sin30 ∘= 3
(2)光在棱镜中的传播为，v=cn=c 3，由几何关系可知，EF=ED× 3= 32a，CF=BF× 33= 33a
光在棱镜中传播距离为：x=EF+CF=5 36a，光在棱镜中的传播时间为：t=xv=5 3a6c 3=5a2c
14.解：(1)氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级时释放光子的能量为：
E42=(−0.85eV)−(−3.4eV)=2.55eV=4.08×10−19J
根据：E=ℎcλ，可知波长为：λ=ℎcE42
代入数据得：λ=4.875×10−7m=487.5nm；
(2)极限频率满足：ℎνc=ℎcλc=W0，则极限波长λc=ℎcW0，其中W0=2.7eV=4.32×10−19J
代入数据解得λc=4.6×10−7m=460nm；
(3)根据光电效应方程Eℎm=ℎνmax−W0，可知光电子从K中逸出时最大初动能为：Ekm=13.6eV−2.7eV=10.9eV
根据动能定理可知光电子到达阳极A的最大动能为：Ek=eU+Ekm=15eV+10.9eV=25.9eV=4.144×10−18J。
15.【解答】(1)整个系统处于平衡状态，汽缸内的气体发生等容变化，当电子天平的示数为600.0g时，细绳对铁块的拉力大小 F1=m2g−6N=6N
对活塞根据平衡条件有 F1+p1S=p0S+m1g
解得 p1=p0
(2)当电子天平的示数为400.0g时，右端细绳对铁块的拉力大小 F2=m2g−4N=8N
同理，对活塞有 F2+p2S=p0S+m1g
解得 p2=0.99×105Pa
在体积不变时 p1T1=p2T2
解得 T2=297K
(3)分析可知，气体的温度越高绳的张力越小，当绳中的张力为零时，系统的温度最高，此时对活塞有
p3S=p0S+m1g
解得 p3=1.03×105Pa
在体积不变时 p1T1=p3Tmax
解得最高温度 Tmax=309K
分析可知，气体的温度越低绳的张力越大，当绳中的张力 F4=m2g 时，系统的温度最低，此时对活塞有
p4S+F4=p0S+m1g
解得 p4=0.97×105Pa
在体积不变时 p1T1=p4Tmin
解得最低温度 Tmin=291K
该装置可测量的环境温度范围为 291K≤T≤309K
1.关于下列各图所对应现象的描述，正确的是
A. 图甲中水黾可以停在水面，是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形，是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降，说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤，是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
2.下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是( )
A. 甲图是水分子的分子势能Ep随分子间距离r的关系图象，B点对应的位置水分子之间的相互作用总体上表现为引力
B. 乙图在模拟气体压强产生机理的实验中要尽可能保证每颗玻璃球与电子秤碰撞时的速率相等
C. 显微镜下微粒运动的位置连线就是微粒的运动轨迹
D. 丁图描述了氧气分子分别在0℃和100℃时的速率分布，实线对应100 ℃时的速率分布
3.半导体掺杂对于半导体工业有着举足轻重的作用，其中一种技术是将掺杂源物质与硅晶体在高温(800到1250摄氏度)状态下接触，掺杂源物质的分子由于热运动渗透进硅晶体的表面，温度越高掺杂效果越显著，下列说法正确的是( )
A. 这种渗透过程是分子的扩散现象
B. 这种渗透过程是自发可逆的
C. 硅晶体是单晶体，具有各向同性
D. 温度越高掺杂效果越好是因为温度升高时，所有分子的热运动速率都增加
4.光电管是应用光电效应原理制成的光电转换器件，在有声电影、自动计数、自动报警等方面有着广泛的应用。现有含光电管的电路如图(a)所示，图(b)是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的I−U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压。下列说法中正确的是( )
A. 甲、乙、丙三束光的光子动量p甲=p乙>p丙
B. 甲光照射时比丙光照射时产生的光电子的最大初动能小
C. 分别用甲光、丙光照射同一双缝干涉实验装置，甲光照射比丙光照射形成的干涉条纹间距窄
D. 甲、乙是相同颜色的光，甲光束比乙光束的光强度弱
5.2023年8月24日，日本福岛核电站启动核污染水排海，引起了周边国家的强烈谴责，核污染水含有的放射性物质如铀、钚、锕、锶、铯、碘等，通过核裂变释放出放射性能量，对海洋生态环境的潜在威胁难以估量。其中铯137原子核具有较强的放射性，会发生衰变并释放能量，其半衰期长达30年。若铯137原子核的衰变方程为： 55137Cs→56137Ba+X，下列说法正确的是( )
A. 福岛核电站利用的是可控热核反应的原理发电
B. 铯137衰变时，衰变产物中的X为中子
C. 56137Ba的比结合能比 55137Cs的比结合能大
D. 排海污水中的铯137经60年就会全部发生衰变
6.如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃上，一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面间形成劈形空气薄膜，当蓝光从上方入射后，从上往下看到明暗相间的等距条纹，下列说法中正确的是( )
A. 该条纹是光的衍射形成的，此现象可以说明光是一种波
B. 若把蓝光改为黄光，条纹间距将变窄
C. 若下方平板玻璃某处出现凸起，则会看到该处条纹向左侧弯曲
D. 若抽去一张纸片，条纹间距将变宽
7.健身球是一种内部充气的健身辅助器材，如图所示，球内的气体可视为理想气体，当球内气体被快速挤压时来不及与外界热交换，而缓慢变化时可认为能发生充分的热交换。则下列说法正确的是( )
A. 人体快速挤压健身球过程中，球内气体压强减小
B. 人体快速挤压健身球过程中，球内气体分子热运动的平均动能增大
C. 人体缓慢离开健身球过程中，球内表面单位时间单位面积上撞击的分子数不变
D. 人体缓慢离开健身球过程中，球内气体对外放热
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图乙所示环状区域只有b光，中间小圆为复合光，以下说法中正确的是( )
A. 在水中a光波速大于b光
B. 用同一套装置做双缝干涉实验，b光条纹间距更小
C. 通过b光观察到的光源s的位置比实际位置浅一些
D. 若某单缝能使a光发生明显衍射现象，则b光也一定能发生明显衍射现象
9.一定质量的理想气体从状态a开始，经a→b，b→c，c→a三个过程后回到初始状态a，其P−1V图像如图所示。下列说法正确的是( )
A. 在a→b过程中，单位时间、单位面积与器壁碰撞的分子数减少
B. 在b→c过程中，气体增加的内能等于从外界吸收的热量
C. 在c→a过程中，气体既不吸热也不放热
D. 气体由a→b放出的热量大于由b→c气体吸收的热量
10.我国“北斗三号”最后一颗全球组网卫星已于2020年6月23日成功发射。“北斗三号”采用星载氢原子钟，该钟数百万年到一千万年才有1s误差。氢原子的部分能级结构如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 氢原子由激发态跃迁到基态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大
B. 一群氢原子处于n=4的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子
C. 从n=3的能级跃迁到n=2能级比跃迁到n=1能级辐射的光子的频率高
D. 用氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时所辐射的光去照射逸出功为2.29eV的钠表面，产生的光电子的最大初动能为0.26eV
三、实验题：本大题共2小题，共12分。
11.如图所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，长方体玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′。O为直线AO与aa′的交点。在直线OA上竖直插上，P1、P2两枚大头针。
(1)该同学接下来要完成的必要步骤有______。(填选项前的字母)
A.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B.插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像
C.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
D.插上大头针P4，使P4仅挡住P3的像
(2)过P3、P4作直线交于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接O、O′。测量图中角α和角β的大小，则玻璃的折射率n=_____。
12.在“用油膜法估测分子的大小”实验中，某实验小组的实验方法及步骤如下：
①向体积为1mL的油酸中加酒精，直至总量达到500mL；
②用注射器吸取①中配制好的油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入100滴时，测得其体积恰好是1mL；
③先往边长为30cm∼40cm的浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数为135，小方格的边长为L=20mm．
根据以上信息，回答下列问题(计算结果均保留一位有效数字)：
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是______mL．
(2)油酸分子直径是______m.
(3)若该小组同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积之后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上.拿错的注射器针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径______(选填“偏大”或“偏小”)；若在计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都忽略不计，则实验测得的油酸分子直径会______(选填“偏大”或“偏小”)．
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图，直角三角形ABD为一棱镜的横截面，∠A=90 ∘，∠B=30 ∘，AD边的长度为a。一细束光线垂直于AD边从AD边中点E进入棱镜，然后平行于底边从AB边射出。光在空气中的传播速度为c。(结果可用根号表示)
(1)求棱镜材料的折射率；
(2)光在棱镜中的传播时间。
14.如图甲、乙分别是研究光电效应的实验电路和氢原子的能级示意图。现用等离子态的氢气(即电离态，n=∞)向低能级跃迁时所发出的光照射光电管的阴极K。测得电压表的示数是15V。已知光电管阴极材料的逸出功是2.7eV，普朗克常量ℎ=6.63×10−34J⋅s，e=1.60×10−19C，c=3.0×108m/s。求：
(1)氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级时氢气发光的波长为多少nm；
(2)该光电管阴极材料发生光电效应的极限波长为多少nm；(结果保留整数)
(3)光电子到达阳极A的最大动能为多少J。
15.小钱同学设计了一个用电子天平测量环境温度的实验装置，如图所示。导热汽缸开口向上并固定在桌面上，用质量m1=600g、截面积S=20cm2的活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间无摩擦。一轻质直杆中心置于固定支点A上，左端用不可伸长的细绳竖直悬挂活塞，右端用相同细绳竖直悬挂一个质量m2=1200g的铁块，并将铁块放置到电子天平上。设外界大气压强p0=1.0×105Pa，g=10N/kg。当电子天平示数为600.0g时，测得环境温度T1=300K。求：
(1)此时汽缸内气体压强p1为多少？
(2)已知一定质量的理想气体，其压强、温度和体积遵循这样的规律：pVT=C(其中C为定值)，当电子天平示数为400.0g时，环境温度T2为多少？
(3)该装置可测量的环境温度范围为多大？
参考答案
1.B
2.D
3.A
4.B
5.C
6.D
7.B
8.CD
9.BD
10.BD
11.(1)BC
(2) sinβsinα
12.2×10−5 4×10−10 偏小 偏大
13.解：
(1)光垂直于AD边从AD边中点E进入棱镜，光在棱镜中的传播路径如下图所示：
由几何关系可知，光在C点入射时，入射角为60°，折射角为30°，则折射率，n=sin60 ∘sin30 ∘= 3
(2)光在棱镜中的传播为，v=cn=c 3，由几何关系可知，EF=ED× 3= 32a，CF=BF× 33= 33a
光在棱镜中传播距离为：x=EF+CF=5 36a，光在棱镜中的传播时间为：t=xv=5 3a6c 3=5a2c
14.解：(1)氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级时释放光子的能量为：
E42=(−0.85eV)−(−3.4eV)=2.55eV=4.08×10−19J
根据：E=ℎcλ，可知波长为：λ=ℎcE42
代入数据得：λ=4.875×10−7m=487.5nm；
(2)极限频率满足：ℎνc=ℎcλc=W0，则极限波长λc=ℎcW0，其中W0=2.7eV=4.32×10−19J
代入数据解得λc=4.6×10−7m=460nm；
(3)根据光电效应方程Eℎm=ℎνmax−W0，可知光电子从K中逸出时最大初动能为：Ekm=13.6eV−2.7eV=10.9eV
根据动能定理可知光电子到达阳极A的最大动能为：Ek=eU+Ekm=15eV+10.9eV=25.9eV=4.144×10−18J。
15.【解答】(1)整个系统处于平衡状态，汽缸内的气体发生等容变化，当电子天平的示数为600.0g时，细绳对铁块的拉力大小 F1=m2g−6N=6N
对活塞根据平衡条件有 F1+p1S=p0S+m1g
解得 p1=p0
(2)当电子天平的示数为400.0g时，右端细绳对铁块的拉力大小 F2=m2g−4N=8N
同理，对活塞有 F2+p2S=p0S+m1g
解得 p2=0.99×105Pa
在体积不变时 p1T1=p2T2
解得 T2=297K
(3)分析可知，气体的温度越高绳的张力越小，当绳中的张力为零时，系统的温度最高，此时对活塞有
p3S=p0S+m1g
解得 p3=1.03×105Pa
在体积不变时 p1T1=p3Tmax
解得最高温度 Tmax=309K
分析可知，气体的温度越低绳的张力越大，当绳中的张力 F4=m2g 时，系统的温度最低，此时对活塞有
p4S+F4=p0S+m1g
解得 p4=0.97×105Pa
在体积不变时 p1T1=p4Tmin
解得最低温度 Tmin=291K
该装置可测量的环境温度范围为 291K≤T≤309K
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