2023-2024学年江苏省南通市海安市高二（下）期中物理试卷（含解析）

2023-2024学年江苏省南通市海安市高二（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1.关于下列几幅图的说法正确的是( )
A. 图甲为扩散现象，表明分子间有间隙和分子在做永不停息地无规则运动
B. 图乙为布朗运动产生原因的示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C. 图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是多晶体
D. 如图丁所示，“饮水小鸭”“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能够持续工作下去
2.一定量某种气体的质量为，该气体的摩尔质量为，摩尔体积为，密度为，每个分子的质量和体积分别为和，则阿伏加德罗常数可表示为( )
A. B. C. D.
3.某兴趣小组在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时，将配制好的油酸酒精溶液滴入撒好痱子粉的水盘，下列说法正确的是( )
A. 为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要高一些
B. 为清晰显示油膜的边界，应滴入油酸酒精溶液后再撒上痱子粉
C. 滴入油酸酒精溶液后，出现如图所示的图样是因为痱子粉撤得太少太薄
D. 为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些
4.合格的一次性医用外科口罩内侧所用材料对水都是不浸润的，图为水滴在一次性医用外科口罩内侧的照片，对此，以下说法正确的是( )
A. 照片中的口罩和水滴发生了浸润现象
B. 照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
C. 水珠呈球状是因为表面张力方向垂直于液面向里
D. 照片中水滴呈扁球状是液体表面张力和重力共同作用的结果
5.下列说法不正确的是( )
A. 图甲中，温度升高，曲线峰值向右移动
B. 图甲中，同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布
C. 由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子力先做正功后做负功
D. 由图乙可知，当分子间的距离从逐渐减小为时，分子势能不断减小
6.关于原子核的有关知识，下列说法正确的是( )
A. 天然放射性射线中射线实际就是电子流，它来自原子核外电子
B. 放射性原子经过、衰变致使新的原子核处于较高能级，因此不稳定从而产生射线
C. 氡经过衰变变成钋的半衰期为天，一个氡原子核四天后一定衰变为钋
D. 比结合能越大，原子越容易发生衰变
7.光电效应实验电路如图甲所示。用、两种单色光分别照射光电管的阴极，实验中得到的光电流与光电管两端电压的关系如图乙所示。则( )
A. 研究图乙中的规律时甲图开关需打在上
B. 开关打在上触头左移时，微安表示数增大
C. 电压为图乙中时，光照射时单位时间到达极的光电子个数比的多
D. 若光可以让处于基态的氢原子电离，则光一定也可以
8.如图所示是电磁波发射电路中的电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带负电，下极板带正电，则以下说法正确的是( )
A. 电容器中的电场向上且正在增强
B. 线圈中的磁场向上且正在减弱
C. 若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
D. 若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小
9.某汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量的理想气体所经历的奥托循环则该气体( )
A. 在状态和时的内能可能相等
B. 在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
C. 在过程中增加的内能在数值上等于所围的“面积”
D. 过程中增加的内能小于过程中减少的内能
10.如图所示是氢原子能级图，现用一束单色光照射大量处于基态的氢原子；停止光照后，氢原子辐射出的光中有种频率的光能让逸出功为的钙发生光电效应。己知光速、普朗克常量为，则下列选项中正确的是( )
A. 基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增大
B. 停止光照后，氢原子最多可能辐射种巴耳末系的光子
C. 钙产生光电效应时，光电子最大初动能为
D. 照射基态氢原子单色光光子动量为
11.如图甲是判断检测电流大小是否发生变化的装置，该检测电流在铁芯中产生磁场，其磁感应强度与检测电流成正比，现给金属材料制成的霍尔元件如图乙，其长、宽、高分别为、、通以恒定工作电流，通过右侧电压表的示数来判断的大小是否发生变化，下列说法正确的是( )
A. 端应与电压表的“”接线柱相连
B. 要提高检测灵敏度可适当减小宽度
C. 如果仅将检测电流反向，电压表的“”、“”接线柱连线位置无需改动
D. 当霍尔元件尺寸给定，工作电流不变时，电压表示数变大，说明检测电流变大
二、实验题：本大题共1小题，共15分。
12.某实验小组同学用研究温度不变时一定质量的气体压强与体积的关系，实验装置如图所示，实验中通过注射器上的刻度读出气体体积，用气体压强传感器记录气体压强，研究气体压强和体积的关系。
关于本实验过程中的说法正确的是______。
A.需要用天平测出注射器活塞的质量，并将注射器竖直固定在铁架台上
B.推拉活塞时，为了稳定，手要握住注射器筒
C.推拉活塞时，为了读数准确，动作要快
D.活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量
实验之前，在注射器的内壁和活塞之间涂一些润滑油，除了可以减小两者之间的摩擦之外，主要作用是______。
某同学在做实验时，按实验要求组装好实验装置，然后按实验要求推动活塞，使注射器内空气体积发生变化，实验数据如下表所示，请在图中作出与的关系图像。
序号
根据图像可知软管中气体的体积为______结果保留两位有效数字。
另一小组在做此实验时，将注射器活塞置于刻度为处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积每增加测一次压强，最后得到如图所示的图像。由此可推断图线弯曲的可能原因是在实验过程中______。
A.注射器内气体温度升高
B.注射器内气体温度降低
C.注射器中有异物
D.连接软管中存在气体
三、简答题：本大题共3小题，共31分。
13.如图甲是研究光电效应的电路图，图乙是汞原子的能级图，若用处于能级的汞原子跃迁发出的光子照射某种金属，恰好可以使它发生光电效应，试求：
该金属的逸出功；
若某次实验时图甲中的电压表示数为，且用处于能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属，求到达极板的光电子动能的最大值。本题所求结果均以为单位
14.铀核是一种具有强放射性的元素。如图所示，是匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的分界线，磁场方向均垂直于纸面向外。静止在上点的铀核经过一次衰变生成钍核，衰变后的粒子以动能垂直于在纸面内向上进入磁场。已知粒子和钍核运动后同时第一次经过，衰变过程中释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能，不计粒子和钍核的重力及粒子间相互作用。
写出铀核的衰变方程，并求出匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度之比；
求衰变后生成的钍核的动能；
若铀核的比结合能为，钍核的比结合能为，求氦核的比结合能。
15.如图甲所示，下端离地面处有一竖直的空管，管长为，、为空管的上、下两端，空管由于受外力作用，由静止开始竖直向下运动，其运动图像如图乙所示，同时在处一个大小不计的小球以初速度竖直上抛，不计一切阻力和在地面的反弹，取。求：
若小球初速度为，小球上升过程中离地面的最大高度；
若小球初速度为，小球经过多长时间从管的端相对向上穿出；
欲使在空管落地瞬间，小球必须处于空管之内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度大小的范围。
四、计算题：本大题共1小题，共10分。
16.如图所示，开口向上、内壁光滑的绝热气缸竖直放置，卡口离缸底的高度。质量的活塞停在卡口处，活塞的横截面积，缸内气体温度，压强。现通过电热丝缓慢加热缸内气体。已知外界大气压强，取重力加速度。
活塞刚要离开卡口时，求气体的热力学温度；
活塞离开卡口后继续上升了，此过程中气体吸收了的热量，求此过程中气体内能的变化量。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：图甲为扩散现象，表明分子间有间隙和分子在做永不停息地无规则运动，故A正确；
B.图乙为布朗运动产生原因的示意图，说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越不明显，故B错误；
C.图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是单晶体，故C错误；
D.如图丁所示，“饮水小鸭“喝“完口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝“一口，如此循环往复，根据能量守恒可知，“饮水小鸭”头部饮水后不断蒸发，
吸收周围空气的热量，才能持续工作下去，故D错误。
故选：。
根据扩散现象分析；根据布朗运动产生的原因进行分析；根据各向异性进行分析；根据能量守恒定律进行分析。
本题考查扩散现象、布朗运动、各向异性以及能量守恒定律等知识点的理解和应用，需要加强平时积累。
2.【答案】
【解析】解：、由于气体分子间的距离较大，因此气体分子的体积远小于摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，即，则，故A错误；
、阿伏加德罗常数等于气体的摩尔质量与气体分子质量之比，即，故B正确，C错误；
D、气体密度与单个分子体积的乘积不等于单个气体分子的质量，即，则，故D错误。
故选：。
气体分子间间距较大，气体分子的体积远小于摩尔体积与阿伏加德罗常数之比；阿伏加德罗常数等于气体的摩尔质量与气体分子质量之比。气体密度与单个分子体积的乘积不等于单个气体分子的质量。
本题主要考查气体阿伏加德罗常数的各种计算方法，关键要明确气体分子的体积并不是气体分子所占空间的体积。
3.【答案】
【解析】解：为便于形成单分子油膜，配成的油酸酒精溶液浓度要低一些，故A错误；
B.正确操作步骤应为在水面上先撒上痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定，故B错误；
C.由图可知油膜没有充分展开，说明水面上痱子粉撒得太多太厚，故C错误；
D.为减小实验误差，选用的玻璃板上正方形方格要小一些，故D正确。
故选：。
A.实验中需要配置低浓度油酸酒精溶液，以减少油酸分子的数量，便于形成单分子油膜；
B.正确的操作是先撒痱子粉，再滴入一滴油酸酒精溶液；
C.由图可知，油膜无法充分展开，说明痱子粉撒入太多；
D.玻璃板上的正方形方格在方便统计的前提下应尽量小，减小实验误差。
本题考查用油膜法估测油酸分子的大小，要求学生熟练掌握原理、器材、数据处理和误差分析。
4.【答案】
【解析】解：合格的一次性医用防护口罩内侧所用材料对水都不浸润的，照片中的口罩正好发生了不浸润现象，故A错误；
B.照片中水滴为扁球状，水滴表面分子比水的内部分子间距大，分子之间的作用力表现为引力，使水滴表面有收缩的趋势，则照片中水滴表面分子应比水的内部稀疏，故B错误；
C.水珠呈球状是因为表面张力方向与液面相切，故C错误；
D.照片中水滴呈扁球状是液体表面张力和重力共同作用的结果，故D正确；
故选：。
根据浸润与不浸润分析；液体表面层内部液体分子间距比液体内部分子间距大；液体的表面张力与液面相切；在液体重力与表面张力的作用下水滴呈现扁球状。
本题考查浸润与不浸润、液体表面层特点、液体的表面张力等知识点，基础题。
5.【答案】
【解析】解：、根据分子运动速率的统计规律可知，温度升高，分子速率分布曲线峰值向右移动，故A正确；
B、同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，故B正确；
B、由甲图知，气体在状态下的温度大于在状态下的温度，所以气体在状态下的内能大于状态下的内能，故B错误；
、由图乙可知，当分子间距离为时，分子力表现为引力，当分子间距离为时，分子力为零。所以是分子间的平衡距离，分子间的距离从逐渐减小为时，分子力一直做正功，分子势能一直减小，故C错误，D正确。
本题选择不正确的，
故选：。
同一温度下，气体分子的速率都呈“中间多、两头少”的分布，温度越高，曲线峰值越靠右；根据分子间的相互作用力与分子势能随分子之间距离的变化关系来判断。
该题考查分子力与分子势能以及分子运动速率的统计规律；注意分子间同时存在着引力和斥力，它们都随分子间距离的增大而减小，斥力变化的更快。
6.【答案】
【解析】解：、天然放射性射线中射线实际就是电子流，衰变的实质是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时产生一个电子，这个电子以射线的形式释放出去，故A错误；
B、射线是伴随着衰变和衰变产生的，放射性原子经过、衰变致使新的原子核处于较高能级，向低能级跃时会产生射线，故B正确；
C、因为半衰期是统计规律，对单个原子核没有意义，故C错误；
D、比结合能可描述原子核的稳定性，比结合能越大，原子核越稳定，越不容易发生衰变，故D错误。
故选：。
射线是电子流，衰变的实质是原子核中的一个中子转化成一个质子和一个电子；射线是伴随着衰变和衰变产生的；半衰期是统计规律；比结合能越大，原子核越稳定。
本题考查原子核的半衰期、衰变的本质、比结合能。要注意区别射线与原子核外电子。
7.【答案】
【解析】解：研究图乙中的规律时，图甲端接负极，甲图开关需打在上，故A错误；
B.开关打在上触头左移时，电压表示数减小，由图乙可知，微安表示可能减小，可能不变，故B错误；
C.电压为图乙中时，光比光光电子产生的电流大，由电流的定义式可得
其中为单位时间内到达极的光电子个数，因
所以
即单位时间到达极的光电子个数比的多，故C正确；
D.由光电效应方程得
又
以上两式整理得
由于，所以，所以当光可以让处于基态的氢原子电离时，光不一定可以让处于基态的氢原子电离，故D错误。
故选：。
根据光电效应的实验分析，根据光电效应方程及动能定理结合图像，可确定、频率的大小关系；根据最大初动能与遏止电压的关系，可确定光电子的最大初动能的大小关系。
解决本题的关键是掌握光电效应方程，知道同一种金属逸出功相同，知道最大初动能与遏止电压的关系，并能灵活运用。
8.【答案】
【解析】解：、根据图中电流方向和电容器下极板带正电荷，可以知道电容器正在放电，则此时电容器中的电场向上且正在减弱，故A错误；
B、因为电容器正在放电，所以电路中的电流正在增大，所以线圈中的磁场向上且正在增强，故B错误；
C、若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数增大，根据可知，则发射电磁波的频率变小，故C错误；
D、若增大电容器极板间的距离，根据可知，电容器的电容减小，根据可知发射电磁波的频率变大，根据可知，发射的电磁笔的波长变小，故D正确。
故选：。
根据电流的方向和电容器极板的带电情况判断电容器正在放电，则电路中的电流正在增大，电容器所带电荷量正在减小，据此判断；根据电容器的电容决定式和影响线圈的自感系数因素，判断电容和自感系数的变化，然后根据发射电磁波的频率公式判断。
熟练掌握电磁波的频率公式和电容决定式以及影响自感系数的因素是解题的基础。
9.【答案】
【解析】解：、从为绝热膨胀，有，外界对气体做功，根据热力学第一定律，可知，即内能减少，温度降低，状态的温度高于状态的温度；从，体积不变，由查理定律可知压强减小，则温度降低，则状态的温度高于状态的温度，可得状态的温度高于状态的温度，因此状态的内能小于状态的内能，故A错误；
、从过程系统从外界吸收热量，从系统对外做功，从系统放出热量，从外界对系统做功，根据图像“面积“即为气体做功大小，可知到过程气体对外界做功，图像中围成的图形的面积为气体对外界做的功，整个过程气体内能变化为零，则，即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则过程中增加的内能大于过程中减少的内能，故BD错误。
C、在过程中为绝热压缩，外界对体做功，，根据热力学第一定律，可知，即外界对其做的功全部用于增加内能，而图线与坐标轴所围面积表示外界对气体做功，所以在过程中增加的内能在数值上等于所围的“面积”，故C正确；
故选：。
根据热力学第一定律以及查理定律即可分析选项；根据图像“面积“即为气体做功大小以及热力学第一定律联立分析选项。
该题考查热力学第一定律、查理定律等知识点的应用，解答该题的关键是掌握气体做功公式，题目难度适当。
10.【答案】
【解析】解：通过分析，能够使逸出功为的金属发生光电效应，则释放的光子的能量要大于，有，，三种跃迁的光子满足；因此基态氢原子吸收光子后应该跃迁到量子数为的能级，能级越高核外电子动能越小，故A错误；
B.大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向能级跃迁时释放的光子，所以停止光照后，氢原子最多可能辐射种巴耳末系的光子，故B错误；
C.跃迁放出的能量最高的光子为跃迁放出的光子，由跃迁条件可知能量为，根据爱因斯坦光电效应方程可知钙产生光电效应时，光电子最大初动能为，故C正确；
D.单色光光子能量等于使基态氢原子跃迁到第能级吸收的光子能量，根据，，则其动量，解得，故D错误。
故选：。
A.根据题意分析跃迁的最高能级，再结合较高能级的电子运动速度判断其动能变化情况；
B.根据辐射的光子频率数以及巴尔末系的概念进行辨析；
C.根据最高能量的光子和光电效应方程列式解答；
D.根据波长公式推导动量表达式并代入数据解答。
考查氢原子的跃迁和光电效应等知识，会根据题意进行准确的分析计算。
11.【答案】
【解析】解：、图甲中检测电流流过线圈，根据安培定则，线圈在铁芯中产生逆时针方向的磁场，霍尔元件是金属材料制成，处于向上的磁场中，定向移动的自由电子受到垂直纸面向外的磁场力而偏转到外侧面上，使得霍尔元件外侧面电势降低，内侧面电势高，所以应该是端与电压表的“”接线柱相连，故A错误；
B、当霍尔元件内外侧面电压稳定时，内部电子受力平衡，则有，解得：，要提高检测灵敏度，可以通过增大，增大工作电流，增大的方法，故B错误；
C、如果仅将检测电流反向，线圈在铁芯中产生顺时针方向的电流，霍尔元件处于向下的磁场中，电阻受到垂直纸面向里的磁场力而偏转到内侧面上，使得霍尔元件外侧面电势高，内侧面电势低，端与电压表的“”接线柱相连，故C错误；
D、由中分析可知，当霍尔元件尺寸给定即不变，工作电流不变即不变，电压表示数变大，说明霍尔元件所处的磁场磁感应强度增大，即检测电流变大，故D正确；
故选：。
根据左手定则分析出电子受到的洛伦兹力的方向，由此得出元件与电压表的连接方式；
根据电场力和洛伦兹力的等量关系分析出电压的表达式，由此分析出灵敏度的影响因素和电压表变大的原因分析；
当电流反向时，根据左手定则分析出电子受到的洛伦兹力的方向，由此得出元件与电压表的连接方式。
本题主要考查了霍尔效应的相关应用，根据左手定则分析出粒子的受力方向，由此得出电势的高低，根据电场力和洛伦兹力的等量关系得出电压的表达式并完成分析。
12.【答案】 防止漏气
【解析】解：、如果竖直方向放置注射器的话，液体的重力产生的压强会影响实验探究，故A错误；
B、推拉活塞时，手不能握住注射器，防止手对其起加热作用，故B错误
C、推拉活塞时，动作要慢，使其温度与环境保持一致，故C错误；
D、活塞和针筒之间的摩擦并不影响压强的测量，故D正确；
故选：。
研究温度不变时气体的压强与体积的关系，本实验保持温度不变，研究压强与体积关系，根据题意可知，还需保证封闭气体质量不变，为了防止漏气，故需要在活塞上均匀涂抹润滑油；
与的关系图像如下图：
设软管中气体体积为，由图像可知体积的读数值比实际值小，依据，其中为定值
则有
根据图像的纵轴截距可知
、注射器内温度升高，根据，当增大时，会增大，此时图像应向上弯曲，故A错误；
B、同理可得，当减小时，会减小，图像会向下弯曲，故B正确；
C、注射器中有异物不会影响图线的斜率，故C错误；
D、连接软管中存在气体可视为被封闭气体总体积的一部分，不会影响斜率，故D错误。
故选：。
故答案为：；防止漏气；见解析；；
探究气体的压强和体积的关系，要保持温度一定；
推拉活塞要慢，不能用手握，使其温度与环境保持一致，不能用手握．
除了保证温度不变以外，还必须保证封闭气体质量不变，明确保证质量不变的操作方法；
根据实验原理和操作注意事项分析判断；
根据题意出现的情况，结合实验过程，应用分析解答相关问题；
测量时，注射器与压强传感器连接部分气体的体积未计入，纵轴存在截距；软管脱落后，气体向外漏出，的测量值偏小，但纵轴截距仍为，由此分析。
本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析．
13.【答案】解：根据光电效应方程
由题意可得
由题意可得处于能级的汞原子跃迁到基态时逸出的光电子动能最大，所以根据公式有，
同时根据动能定理有
得
答：该金属的逸出功为；
到达极板的光电子动能的最大值为。
【解析】根据光电效应方程结合能级差分析求解；
根据能级的汞原子跃迁到基态时逸出的光电子动能最大，结合动能定理分析求解。
本题考查了光电效应方程，理解逸出功和遏制电压的本质，掌握光电效应方程的计算方法是解决此类问题的关键。
14.【答案】解：铀核的衰变为衰变，根据核反应核电荷数与质量数守恒可得反应方程为：
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力得：
粒子运动周期为：
联立解得：
已知粒子和钍核同时第一次经过，此过程两粒子均运动半个圆周，且运动时间相同，可知两粒子的运动周期相同，则有：
又有：，
解得：
衰变过程中遵循动量守恒，可得两粒子的初始动量等大反向，即：
设衰变后生成的钍核的动能为，已知粒子的动能为，动能与动量的关系为：
，
解得：
根据题意释放的核能等于，根据结合能与比结合能的定义可得：
解得氦核的比结合能为：
答：铀核的衰变方程为，匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度之比为；
衰变后生成的钍核的动能为；
氦核的比结合能为。
【解析】根据核反应核电荷数与质量数守恒书写反应方程；粒子和钍核同时第一次经过，此过程两粒子均运动半个圆周，且运动时间相同，可知两粒子的运动周期相同，应用粒子运动周期公式求解；
衰变过程中遵循动量守恒，可得两粒子的初始动量等大反向，已知粒子的动能，根据动能与动量的关系求解；
根据结合能与比结合能的定义，确定释放的核能，根据它们之间关系解答。
本题考查了核衰变相关的物理问题，综合性较强。要掌握结合能与比结合能的物理意义，理解核反应中结合能与核能的关系。还涉及了核反应过程满足动量守恒定律，带电粒子在磁场中运动经典物理知识。
15.【答案】解：小球的运动为竖直上抛运动，设上升的高度为
解得
离地最大高度：
；
假设时刻空管还未达到匀速，小球从空管上端穿出，由图像得空管的加速度为：
小球上升的高度：
空管下落：
小球上升的高度和空管下落的高度之和刚好为空管的长度：
代入数据解得：舍去，故；
之前空管匀加速下落：
之后匀速下落：
空管落地总时间：
以向下为正方向，则小球在时间内下落的距离应该满足：
代入数据解得：。
答：若小球初速度为，小球上升过程中离地面的最大高度为；
若小球初速度为，小球经过从管的端相对向上穿出；
欲使在空管落地瞬间，小球必须处于空管之内，在其他条件不变的前提下，小球的初速度大小的范围为。
【解析】由竖直上抛运动规律可求上升高度，加上小球抛出点到地面的高度即为上升过程距离地面的最大高度；
先假设小球从空管端穿出时刻空管还没达到匀速，由匀变速直线运动的规律求出各自的上升和下落的高度，两高度之和为空管长度，求出时间与空管达到匀速的时间对比验证即可；
先求出空管下落到地面的时间，再列出这段时间内小球运动位移与时间的关系式，位移满足大等于且小于等于即可。
本题考查竖直上抛运动结合其他直线运动，加深学生对多运动多过程模型的理解能力，亦加深了对基础知识的理解和逻辑思维能力。
16.【答案】解：活塞恰要离开时，由活塞平衡有：
可得缸内气体的压强为：
此过程活塞未动，发生等容变化，所以有：
代入解得：；
从开始加热到活塞缓慢上升的全过程中，外界对气体做功为：
全过程中气体吸收热量为：
根据热力学第一定律：
可得：，即气体内能增加了。
答：活塞刚要离开卡口时，气体的热力学温度为；
活塞离开卡口后继续上升了，此过程中气体吸收了的热量，则此过程中气体内能的变化量为。
【解析】根据平衡条件求出缸内气体的压强，当活塞刚要离开卡口时，找出初、末状态量，利用理想气体状态方程列式求此时的温度；
先求出气体对外界做的功，根据热力学第一定律进行计算。
本题考查了气体实验定律和热力学第一定律的综合应用，解题关键是要分析好压强、体积、温度三个参量的变化情况，选择合适的规律解决，注意理想气体的内能与热力学温度成正比以及每个过程中做功的正负。
第1页，共1页