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2023-2024学年广西示范性高中高二（下）期末考试物理试卷（含答案）
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这是一份2023-2024学年广西示范性高中高二（下）期末考试物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.铀核衰变为钍核的核反应方程为 92238U→90234Tℎ+24He，铀核衰变为铅核的核反应方程为 92238U→82206Pb+x 24He+y −10e，下列说法正确的是( )
A. 铀核衰变产生的α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
B. 铀核衰变为铅核的核反应方程中的x=8，y=6
C. 两个铀核经过一个半衰期后一定会剩下一个铀核未衰变
D. 由于铀核衰变时辐射出γ射线，有能量损失，因此衰变前后能量不守恒
2.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，ℎ为普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为( )
A. λPℎcB. ℎPλcC. cPλℎD. λPℎc
3.关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是
A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B. 图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线T2对应的分子平均动能较大
C. 由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D. 图丙中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力小
4.将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 容器中的液体可能是水银
B. 若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高
C. 若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同
D. 图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部
5.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n=2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，则( )
A. 该金属的逸出功W0=5.5eV
B. 用处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属，不能发生光电效应
C. 一个处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子种类最多有两种
D. 用处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属时，将滑动变阻器的滑动端移动到合适位置，可使甲图中电流表示数为零
6.图示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V—T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。关于气体的状态，下列说法正确的是( )
A. 从状态A到状态B气体的压强增大B. 气体在状态C的压强为1.0×105Pa
C. 气体在状态C的压强为2.0x105PaD. 从状态A到状态B气体的压强减小
7.如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为ℎ1，水银柱cd的长度为ℎ2，且ℎ2=ℎ1，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则( )
A. A气体的压强大于外界大气压强
B. B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C. 水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D. 水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
8.一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−V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为aV0,2p0，b2V0,p0，c3V0,2p0，以下判断正确的是( )
A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量
C. 在c→a过程中，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量
D. 气体在c→a过程中内能的减少量等于b→c过程中内能的增加量
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.下列几幅图对应的说法中正确的有( )
A. 图甲是玻璃管插入某液体中的情形，表明该液体能够浸润玻璃
B. 图乙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是玻璃是非晶体，加热后变成晶体
C. 图丙说明气体速率分布随温度变化，且T1>T2
D. 图丁中分子间距离为r0时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能最小
10.上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核 47Be俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 47Be+−10e→X+00νe。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在，若原子核X的半衰期为T0，平均核子质量大于 47Be，则( )
A. X是 37LiB. X的比结合能小于 47Be
C. 中微子νe的能量由质子数减少转变而来D. 再经过2T0，现有的原子核X全部衰变
11.如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、ℎ三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后( )
A. ℎ中的气体内能增加B. f与g中的气体温度相等
C. f与ℎ中的气体温度相等D. f与ℎ中的气体压强相等
12.一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V−T图像如图所示，pa、pb、pc分别表示a、b、c的压强，下列判断正确的是( )
A. 过程a到b中气体内能增大
B. 过程b到c中气体吸收热量
C. 过程b到c中每一分子的速率都减小
D. 过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功
三、填空题：本大题共1小题，共8分。
13.有组同学设计了一个如图所示的测温装置，C为测温泡，(内装有理想气体)用玻璃管将C与水银气压计相连，气压计A、B两管内的水银面在同一水平面上，气压计A、B两管的下端通过软管相连且充满水银(图中涂黑部分)。在A管上画上刻度。测温时调节B管的高度使A管中的液面位置保持在a处，此时根据A、B两管水银面的高度差就能知道测温泡所处环境的温度。假设该测温装置在制定刻度时候的大气压为76cmHg，测温泡所处环境的温度为30∘C。
(1)当测温泡放入较低温度的液体中，即测温泡中气体温度降低时，为使水银气压计A管中的液面位置保持在a处，则水银气压计的B管应向_____(填“上”或“下”)移动；
(2)上述过程稳定后C内的理想气体内能_____(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将_____(填“吸热”或“放热”)。
(3)该温度计的刻度是均匀的，则_____。(填“温度上高下低”或“温度上低下高”)
四、实验题：本大题共1小题，共6分。
14.“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向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，然后将爽身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，小方格的边长为20mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)油酸分子直径是_______m。(结果保留两位有效数字)
(2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是_______
A.等效替代法 B.类比法 C.理想模型法 D.控制变量法
(3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于_______。
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
五、计算题：本大题共3小题，共38分。
15.一个锂核( 37Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知质子的质量是1.672 6×10−27kg，锂核的质量是11.650 5×10−27kg，氦核的质量是6.646 6×10−27kg，光速c=3×108m/s．
(1)写出上述核反应的方程；
(2)计算上述核反应释放的能量．
16.如图所示，绝热汽缸长度为L，绝热活塞可以无摩擦滑动。汽缸底部与活塞正中间用薄隔板隔开，隔板左边为真空，右边为理想气体，活塞静止在汽缸口。大气压强为p0，整个系统不漏气，活塞面积为S、厚度不计。求：
(1)将隔板抽开，系统稳定时活塞与汽缸底部的距离(这个过程中气体温度不变)；
(2)将隔板抽开，将汽缸逆时针缓缓转过90∘，使汽缸口朝上，活塞重力产生的压强为大气压强的一半。缓慢拉动活塞，使活塞恢复到汽缸口，此时的热力学温度为初态的34，最终对活塞施加的作用力大小。
17.如图所示，一端带有卡口的导热气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞A封闭在该气缸内，活塞A可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时活塞A与气缸底的距离L1=9cm，离气缸口的距离L2=3cm。已知活塞A的质量m=20kg，横截面积S=100cm2，外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，活塞厚度不计。现将气缸缓慢地转到开口竖直向上放置，待稳定后对气缸内气体逐渐加热．
(1)使活塞A缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，求此时缸内气体的热力学温度；
(2)在对缸内气体加热过程中，活塞A缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，缸内气体净吸收Q1=370J的热量，求气体增加了多少焦耳的内能；
(3)在(2)问基础上，继续加热，当缸内气体再净吸收Q2=474J的热量时，求此时缸内气体的温度和压强．(已知一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，即：U=kT)
答案
1.B
2.A
3.B
4.D
5.C
6.C
7.B
8.D
9.AD
10.AB
11.AD
12.AD
13.(1)下
(2) 减小 放热
(3)温度上高下低
14. 4.3×10−10 C AC##CA
15.解：(1)该核反应方程为L37Li+H11H→2H24He
(2)核反应的质量亏损Δm=mLi+mp−2mα
代入数据得出：ΔE=(11.650 5×10−27+1.672 6×10−27−2×6.646 6×10−27) kg=2.99×10−29 kg
释放的能量
ΔE=Δmc2=2.99×10−29×(3×108)2 J=2.691×10−12 J
16.解：(1)汽缸内理想气体开始状态压强为p1=p0，
体积为V1=12LS，
将隔板抽开，设系统稳定时活塞与汽缸底部的距离为L2，此时理想气体压强为
p2=p0，
体积为V2=L2S，
根据波意耳定律得：p1V1=p2V2，
解得：L2=12L；
(2)设汽缸内理想气体开始状态时温度为T1，则由题意可知，活塞恢复到汽缸口时理想气体温度为T3=34T1，
体积为V3=LS，
设此时理想气体压强为p3，根据一定质量的理想气体的状态方程可得；
p1V1T1=p3V3T3，
解得：p3=38p0，
对活塞根据平衡条件可得：
p3S+F=p0S+12p0S，
解得：F=98p0S。
答：(1)将隔板抽开，系统稳定时活塞与汽缸底部的距离为12L；
(2)最终对活塞施加的作用力大小为98p0S。
17.解：(1)当气缸水平放置时，以密封气体为对象，有
p1=1.0×105 Pa ，V1=L1S，T1=(273+27)K=300K
当气缸后朝上，活塞上表面刚好与气缸口相平时，以活塞为对象，根据受力平衡可得
p2S=p0S+mg
解得p2=1.2×105Pa
此时V2=(L1+L2)S
由理想气体状态方程可得p1V1T1=p2V2T2
解得此时缸内气体的热力学温度为T2=p2V2T1p1V=480K；
(2)从开始到气缸口向上，稳定时，由玻意耳定律可得p1L1S=p2LS，解得L=7.5cm
加热过程，气体等压膨胀，外界对气体做功为：W=−p2S(L1+L2−L)=−54J
根据热力学第一定律可得△U1=W+Q1=−54J+370J=316J
可知气体增加了316J的内能。
(3)继续加热，气体体积保持不变，则W′=0 ，可得一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，
则有△U1T2−T1=△U2T3−T2解得：T3=750K
气体发生等容变化，则有p2T2=p3T3解得p3=p2T3T2=1.875×105Pa。
1.铀核衰变为钍核的核反应方程为 92238U→90234Tℎ+24He，铀核衰变为铅核的核反应方程为 92238U→82206Pb+x 24He+y −10e，下列说法正确的是( )
A. 铀核衰变产生的α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
B. 铀核衰变为铅核的核反应方程中的x=8，y=6
C. 两个铀核经过一个半衰期后一定会剩下一个铀核未衰变
D. 由于铀核衰变时辐射出γ射线，有能量损失，因此衰变前后能量不守恒
2.某激光器能发射波长为λ的激光，发射功率为P，c表示光速，ℎ为普朗克常量，则激光器每秒发射的能量子数为( )
A. λPℎcB. ℎPλcC. cPλℎD. λPℎc
3.关于下面热学中的几张图片所涉及的相关知识，描述正确的是
A. 图甲中，微粒越大，单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显
B. 图乙为大量气体分子热运动的速率分布图，曲线T2对应的分子平均动能较大
C. 由图丙可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做负功
D. 图丙中分子间距为r1时的分子力比分子间距为r2时的分子力小
4.将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是( )
A. 容器中的液体可能是水银
B. 若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高
C. 若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同
D. 图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部
5.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n=2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，则( )
A. 该金属的逸出功W0=5.5eV
B. 用处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属，不能发生光电效应
C. 一个处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子种类最多有两种
D. 用处于n=3能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属时，将滑动变阻器的滑动端移动到合适位置，可使甲图中电流表示数为零
6.图示为一定质量的理想气体由状态A经过状态B变为状态C的V—T图像。已知气体在状态A时的压强是1.5×105Pa。关于气体的状态，下列说法正确的是( )
A. 从状态A到状态B气体的压强增大B. 气体在状态C的压强为1.0×105Pa
C. 气体在状态C的压强为2.0x105PaD. 从状态A到状态B气体的压强减小
7.如图所示，一粗细均匀的U型玻璃管开口向上竖直放置，左、右两管都封有一定质量的理想气体A、B，水银面a、b间的高度差为ℎ1，水银柱cd的长度为ℎ2，且ℎ2=ℎ1，a面与c面恰处于同一高度。若在右管开口端取出少量水银，系统重新达到平衡，则( )
A. A气体的压强大于外界大气压强
B. B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量
C. 水银面c上升的高度小于水银面a下降的高度
D. 水银面a、b间新的高度差小于右管上段新水银柱的长度
8.一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−V图像如图所示。已知三个状态的坐标分别为aV0,2p0，b2V0,p0，c3V0,2p0，以下判断正确的是( )
A. 气体在a→b过程中对外界做的功小于在b→c过程中对外界做的功
B. 气体在a→b过程中从外界吸收的热量大于在b→c过程中从外界吸收的热量
C. 在c→a过程中，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量
D. 气体在c→a过程中内能的减少量等于b→c过程中内能的增加量
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.下列几幅图对应的说法中正确的有( )
A. 图甲是玻璃管插入某液体中的情形，表明该液体能够浸润玻璃
B. 图乙中玻璃管锋利的断口在烧熔后变钝，原因是玻璃是非晶体，加热后变成晶体
C. 图丙说明气体速率分布随温度变化，且T1>T2
D. 图丁中分子间距离为r0时，分子间斥力和引力的合力为零，分子势能最小
10.上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核 47Be俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 47Be+−10e→X+00νe。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在，若原子核X的半衰期为T0，平均核子质量大于 47Be，则( )
A. X是 37LiB. X的比结合能小于 47Be
C. 中微子νe的能量由质子数减少转变而来D. 再经过2T0，现有的原子核X全部衰变
11.如图，一封闭着理想气体的绝热汽缸置于水平地面上，用轻弹簧连接的两绝热活塞将汽缸分为f、g、ℎ三部分，活塞与汽缸壁间没有摩擦。初始时弹簧处于原长，三部分中气体的温度、体积、压强均相等。现通过电阻丝对f中的气体缓慢加热，停止加热并达到稳定后( )
A. ℎ中的气体内能增加B. f与g中的气体温度相等
C. f与ℎ中的气体温度相等D. f与ℎ中的气体压强相等
12.一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V−T图像如图所示，pa、pb、pc分别表示a、b、c的压强，下列判断正确的是( )
A. 过程a到b中气体内能增大
B. 过程b到c中气体吸收热量
C. 过程b到c中每一分子的速率都减小
D. 过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功
三、填空题：本大题共1小题，共8分。
13.有组同学设计了一个如图所示的测温装置，C为测温泡，(内装有理想气体)用玻璃管将C与水银气压计相连，气压计A、B两管内的水银面在同一水平面上，气压计A、B两管的下端通过软管相连且充满水银(图中涂黑部分)。在A管上画上刻度。测温时调节B管的高度使A管中的液面位置保持在a处，此时根据A、B两管水银面的高度差就能知道测温泡所处环境的温度。假设该测温装置在制定刻度时候的大气压为76cmHg，测温泡所处环境的温度为30∘C。
(1)当测温泡放入较低温度的液体中，即测温泡中气体温度降低时，为使水银气压计A管中的液面位置保持在a处，则水银气压计的B管应向_____(填“上”或“下”)移动；
(2)上述过程稳定后C内的理想气体内能_____(填“增大”或“减小”)，气体不对外做功，气体将_____(填“吸热”或“放热”)。
(3)该温度计的刻度是均匀的，则_____。(填“温度上高下低”或“温度上低下高”)
四、实验题：本大题共1小题，共6分。
14.“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下：
①向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，然后将爽身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，小方格的边长为20mm，数出轮廓范围内小方格的个数N。
根据以上信息，回答下列问题：
(1)油酸分子直径是_______m。(结果保留两位有效数字)
(2)在实验中，认为油酸分子在水面上形成的是单分子层，这体现的物理思想方法是_______
A.等效替代法 B.类比法 C.理想模型法 D.控制变量法
(3)若某学生计算油酸分子直径的结果偏大，可能是由于_______。
A.油酸未完全散开
B.油酸溶液浓度低于实际值
C.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
D.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴
五、计算题：本大题共3小题，共38分。
15.一个锂核( 37Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知质子的质量是1.672 6×10−27kg，锂核的质量是11.650 5×10−27kg，氦核的质量是6.646 6×10−27kg，光速c=3×108m/s．
(1)写出上述核反应的方程；
(2)计算上述核反应释放的能量．
16.如图所示，绝热汽缸长度为L，绝热活塞可以无摩擦滑动。汽缸底部与活塞正中间用薄隔板隔开，隔板左边为真空，右边为理想气体，活塞静止在汽缸口。大气压强为p0，整个系统不漏气，活塞面积为S、厚度不计。求：
(1)将隔板抽开，系统稳定时活塞与汽缸底部的距离(这个过程中气体温度不变)；
(2)将隔板抽开，将汽缸逆时针缓缓转过90∘，使汽缸口朝上，活塞重力产生的压强为大气压强的一半。缓慢拉动活塞，使活塞恢复到汽缸口，此时的热力学温度为初态的34，最终对活塞施加的作用力大小。
17.如图所示，一端带有卡口的导热气缸水平放置，一定质量的理想气体被活塞A封闭在该气缸内，活塞A可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气，开始时活塞A与气缸底的距离L1=9cm，离气缸口的距离L2=3cm。已知活塞A的质量m=20kg，横截面积S=100cm2，外界气温为27℃，大气压强为1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s2，活塞厚度不计。现将气缸缓慢地转到开口竖直向上放置，待稳定后对气缸内气体逐渐加热．
(1)使活塞A缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，求此时缸内气体的热力学温度；
(2)在对缸内气体加热过程中，活塞A缓慢上升到上表面刚好与气缸口相平，缸内气体净吸收Q1=370J的热量，求气体增加了多少焦耳的内能；
(3)在(2)问基础上，继续加热，当缸内气体再净吸收Q2=474J的热量时，求此时缸内气体的温度和压强．(已知一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，即：U=kT)
答案
1.B
2.A
3.B
4.D
5.C
6.C
7.B
8.D
9.AD
10.AB
11.AD
12.AD
13.(1)下
(2) 减小 放热
(3)温度上高下低
14. 4.3×10−10 C AC##CA
15.解：(1)该核反应方程为L37Li+H11H→2H24He
(2)核反应的质量亏损Δm=mLi+mp−2mα
代入数据得出：ΔE=(11.650 5×10−27+1.672 6×10−27−2×6.646 6×10−27) kg=2.99×10−29 kg
释放的能量
ΔE=Δmc2=2.99×10−29×(3×108)2 J=2.691×10−12 J
16.解：(1)汽缸内理想气体开始状态压强为p1=p0，
体积为V1=12LS，
将隔板抽开，设系统稳定时活塞与汽缸底部的距离为L2，此时理想气体压强为
p2=p0，
体积为V2=L2S，
根据波意耳定律得：p1V1=p2V2，
解得：L2=12L；
(2)设汽缸内理想气体开始状态时温度为T1，则由题意可知，活塞恢复到汽缸口时理想气体温度为T3=34T1，
体积为V3=LS，
设此时理想气体压强为p3，根据一定质量的理想气体的状态方程可得；
p1V1T1=p3V3T3，
解得：p3=38p0，
对活塞根据平衡条件可得：
p3S+F=p0S+12p0S，
解得：F=98p0S。
答：(1)将隔板抽开，系统稳定时活塞与汽缸底部的距离为12L；
(2)最终对活塞施加的作用力大小为98p0S。
17.解：(1)当气缸水平放置时，以密封气体为对象，有
p1=1.0×105 Pa ，V1=L1S，T1=(273+27)K=300K
当气缸后朝上，活塞上表面刚好与气缸口相平时，以活塞为对象，根据受力平衡可得
p2S=p0S+mg
解得p2=1.2×105Pa
此时V2=(L1+L2)S
由理想气体状态方程可得p1V1T1=p2V2T2
解得此时缸内气体的热力学温度为T2=p2V2T1p1V=480K；
(2)从开始到气缸口向上，稳定时，由玻意耳定律可得p1L1S=p2LS，解得L=7.5cm
加热过程，气体等压膨胀，外界对气体做功为：W=−p2S(L1+L2−L)=−54J
根据热力学第一定律可得△U1=W+Q1=−54J+370J=316J
可知气体增加了316J的内能。
(3)继续加热，气体体积保持不变，则W′=0 ，可得一定质量的理想气体内能与热力学温度成正比，
则有△U1T2−T1=△U2T3−T2解得：T3=750K
气体发生等容变化，则有p2T2=p3T3解得p3=p2T3T2=1.875×105Pa。
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