内容正文:
徐州一中2022级高二第二学期期中考试物理试卷
命题人: 李林铮 审核人:周岩
(满分:100分 时长:75分钟)
一、单选题:本题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 关于热学中的一些基本概念,下列说法正确的是( )
A. 0℃的水变成0℃的冰时,体积增大,分子势能减小
B. 悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显
C. 在使两个分子间的距离由很远()减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
D. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
2. 如图所示,L为电感线圈,C为电容器,R为定值电阻,线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S,稳定后,再将其断开,并规定此时。当时,LC回路中电感线圈L通过的电流第一次达到0,则( )
A. LC电路的振荡周期为
B. 时电容器中电场最强
C. 至回路中电场能减小磁场能增大
D. 时回路中电流沿顺时针方向
3. 如图所示,线圈ABCD处于匀强磁场中,匝数,面积,磁场边界MN与线圈的AB边重合,磁感应强度大小,若线圈从图示位置开始绕AB边以的角速度匀速转动。则以下说法正确的是( )
A. 线圈产生的是正弦式交变电流
B. 线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为60V
C. 线圈转动时产生的瞬时感应电动势为
D. 线圈产生的感应电动势的有效值为40V
4. 把光敏电阻(光照越强,阻值越小)接入如图所示电路,制成光电报警装置。闭合开关,当光照达到一定强度时,报警器的蜂鸣器发声,则( )
A. 干簧管应用了电磁感应原理
B. 增大电阻箱R的阻值,报警器在光照更强时才可能报警
C. 增加电源B的电动势,报警器在光照更强时才可能报警
D. 增加电源A的电动势,报警器在光照更强时才可能报警
5. 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,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
6. 根据热力学定律,下列说法错误的是( )
A. 电冰箱的工作表明,热量可以从低温物体向高温物体传递
B. 空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C. 科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机
D. 即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失,热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能
7. 质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦。a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡态,b态是汽缸从容器中移出后,在室温(27 ℃)中达到的平衡态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能,下列说法中正确的是( )
A. 与b态相比,a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较少
B. 与a态相比,b态的气体对活塞的冲击力较大
C. a、b两态的气体对活塞的冲击力相等
D. 从a态到b态,气体的内能增加,气体密度增加
8. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是( )
A. B.
C. D.
9. 下列说法不正确的是( )
A. 把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面上。这是由于水表面存在表面张力的缘故
B. 在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体表面张力的作用
C. 将玻璃管道裂口放在火上烧,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故
D. 漂浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是因为油滴液体呈各向同性的缘故
10. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A.其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示,下列说法正确的是( )
A. A→B过程中,气体对外做功与从外界吸收的热量相等
B. B→C过程中,单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小
C. 状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能
D. 气体状态变化的全过程中,气体对外做的功大于该图像围成的面积
11. 如图所示,理想变压器原线圈ab端输入交流电电压的瞬时表达式为,e为副线圈cd的中心抽头,D1、D2为理想二极管(具有单向导电性,正向电阻为零,反向电阻无穷大),定值电阻R=10Ω,S为开关。已知变压器原、副线圈的匝数比为20:1,下列说法正确的是( )
A. 输入交流电的频率为100Hz
B. 开关闭合时,电阻两端的电压为11V
C. 开关闭合时,原线圈ab的输入功率为3.025W
D. 开关断开后,副线圈cd两端的电压为0
二、非选择题:本题共6小题,共56分。其中第14题~第17题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须写出数值和单位。
12. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
(1)下列说法正确的是________。
A.测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时,可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中,观察注射器上的体积变化
B.测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时,如果不使用爽身粉,也可以在水中加入红墨水后混合均匀,再滴入一滴油酸酒精溶液
C.实际的油酸分子是球形的,因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径
D.计算油酸分子的大小时,认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布
(2)①若实验过程中发现,撒入的爽身粉过多,导致油酸分子未形成单分子层,则计算得到的油酸分子直径将___________(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)
②若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的,则计算得到的油酸分子直径将___________(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)
(3)某次实验中将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液,用注射器测得溶液为80滴,再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中,描出的油膜轮廓如图所示,每格边长是,根据以上信息,可估算出油酸分子的直径约为________m(此小题保留一位有效数字)
13. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验下列说法正确的是___________。
A.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C.为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,发现图线不通过坐标原点,如图丙所示;图中纵截距代表的物理含义是___________;实验中出现的误差属于___________(选填“系统误差”或“偶然误差”)。
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是___________。
A. B.
C. D.
(4)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后,在坐标平面上描点作图,因压缩气体过程中注射器漏气,则作出的图线应为图中___________(选填“①”或“②”)。
14. 肺活量指一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体量。高中生男子肺活量约为3500毫升,在呼出的气体中水蒸气大约占总体积的6%。已知正常大气压下水蒸气的密度=0.6kg/m3,水蒸气摩尔质量M=l8g/mol,阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1。(结果均保留两位有效数字)
(1)高中生男子一次呼出的水蒸气的体积;
(2)试估算高中生男子一次呼出的气体中含有的水分子的数量。
15. 如图所示,为某小型发电站的远距离输电示意图,已知发电机线圈匝数N=100匝、面积S=0.36 m2、电阻r =1 Ω。该线圈在磁感应强度的匀强磁场中,绕垂直磁场的OO′轴匀速转动。已知输电线的总电阻R = 4 Ω,升压变压器原、副线圈的匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“220 V、20 W”的1100只灯泡恰能同时正常发光(假设此时没有其他用电器工作,变压器均为理想变压器)。求:
(1)输电线的电流;
(2)发电机的输出功率;
(3)发电机线圈转动的角速度。
16. 池塘水面温度为27°C,一个体积为的气泡从深度为10m的池塘底部缓慢上升至水面,其压强随体积的变化图象如图所示,气泡由状态1变化到状态2。若气体做功可由(其中为气体的压强,为气体体积的变化量)来计算,取重力加速度,水的密度为,水面大气压强,气泡内气体看作是理想气体,试计算:
(1)池底的温度;
(2)气泡从池塘底部上升至水面的过程中内能增加0.2J,则气泡内气体所要吸收多少热量?
17. 如图所示,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、,面积分别为、S,弹簧原长为。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为0.1l,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积。(重力加速度为)
(1)求封闭气体的压强和弹簧的劲度系数;
(2)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。
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徐州一中2022级高二第二学期期中考试物理试卷
命题人: 李林铮 审核人:周岩
(满分:100分 时长:75分钟)
一、单选题:本题共11小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 关于热学中的一些基本概念,下列说法正确的是( )
A. 0℃的水变成0℃的冰时,体积增大,分子势能减小
B. 悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,布朗运动越明显
C. 在使两个分子间的距离由很远()减小到很难再靠近的过程中,分子间作用力先减小后增大,分子势能不断增大
D. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
【答案】A
【解析】
【详解】A.0℃的水变成0℃的冰时,体积增大,并且放热,内能减小,因温度不变,分子平均动能不变,则分子势能减小,故A正确;
B.悬浮微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数就越多,受力越趋于平衡,布朗运动越不明显,故B错误;
C.将一个分子从无穷远处()无限靠近另外一个分子,分子力先增加后减小再增加,分子力先表现为引力,做正功,后表现为斥力做负功,分子势能先减小后增大,故C错误;
D.内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和,故D错误。
故选A。
2. 如图所示,L为电感线圈,C为电容器,R为定值电阻,线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S,稳定后,再将其断开,并规定此时。当时,LC回路中电感线圈L通过的电流第一次达到0,则( )
A. LC电路的振荡周期为
B. 时电容器中电场最强
C. 至回路中电场能减小磁场能增大
D. 时回路中电流沿顺时针方向
【答案】C
【解析】
【详解】AB.LC回路中,在一个周期内,电容器充电两次,放电两次,线圈及导线电阻均不计,先闭合开关S,稳定后,线圈两端没有电压,电容器不带电,线圈具有磁场能,在t=0时刻,断开开关S,线圈产生自感电动势,对电容器充电,电流逐渐减小,当0.01s时,LC回路中电感线圈L通过的电流第一次达到0,该过程经历的时间为,所以LC回路的振荡周期为
T=0.04s
故A错误;
B.时电容器放电结束,电场能最小,故B错误;
C.由上可知
根据规律可知0.07s-0.08s电容器处于放电阶段,能量由电场能向磁场能转化,所以电场能减小磁场能增大,故C正确;
D.由上可知
由上分析可知在时刻,LC回路中电感线圈L通过的电流第一次达到0,所以回路的电流为零,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,线圈ABCD处于匀强磁场中,匝数,面积,磁场边界MN与线圈的AB边重合,磁感应强度大小,若线圈从图示位置开始绕AB边以的角速度匀速转动。则以下说法正确的是( )
A. 线圈产生的是正弦式交变电流
B. 线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为60V
C. 线圈转动时产生的瞬时感应电动势为
D. 线圈产生的感应电动势的有效值为40V
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.线圈绕该有界匀强磁场转动的过程中,在一个周期的时间内,只有半个周期产生感应电流,故线圈产生的电流不是正弦式交变电流,A错误;
B.感应电动势最大值
B错误;
C.线圈转动时,转过角度为,瞬时感应电动势
C错误;
D.由
可得线圈产生的感应电动势的有效值,D正确。
故选D。
4. 把光敏电阻(光照越强,阻值越小)接入如图所示电路,制成光电报警装置。闭合开关,当光照达到一定强度时,报警器的蜂鸣器发声,则( )
A. 干簧管应用了电磁感应原理
B. 增大电阻箱R的阻值,报警器在光照更强时才可能报警
C. 增加电源B的电动势,报警器在光照更强时才可能报警
D. 增加电源A的电动势,报警器在光照更强时才可能报警
【答案】B
【解析】
【详解】A.干簧管上的线圈通电形成的磁场使簧片磁化时,簧片的触点部分就会被磁力吸引,当吸力大于簧片的弹力时,常开接点就会吸合,当磁力减小到一定程度时,接点被簧片的弹力打开。则干簧管是利用磁极间的相互作用来控制电路的通断,A错误;
B.报警时线圈中电流不变,总电阻不变,若增大电阻箱R的阻值,则光敏电阻应变小,光照更强,所以报警器在光照更强时才会报警,B正确;
C.报警时线圈中电流不变,若增加电源B的电动势,则电路中总电阻应变大,光敏电阻变大,所以报警器在光照更弱时就会报警,C错误;
D.增加电源A的电动势,不影响线圈中电流,报警器在原光照强度时会报警,D错误。
故选B。
5. 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,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
【答案】B
【解析】
【详解】A.取出水银前,A气体压强
B气体压强
当在右管开口端取出少量水银时,即减小,A、B气体压强均变小,即A气体的压强小于外界大气压强,A错误;
C.由玻意耳定律
A、B气体体积均变大。
假设B气体体积不变,则水银面a下降的高度等于水银面c上升的高度,等于b上升的高度;由于B气体体积同时要变大,故水银面c上升的高度大于水银面a下降的高度。C错误;
B.假设取出高度的水银,则B气体的压强变化量一定为
假设A、B气体的体积均不变,则A气体的压强变化量也为
压强减小后,根据玻意耳定律,体积要变大,故A气压变化量小于,即B气体的压强变化量大于A气体的压强变化量,B正确;
D.假设右管中剩余的水银高度非常小,即取出水银柱长度接近,则水银面a、b间新的高度差大于右管上段新水银柱的长度,D错误。
故选B。
6. 根据热力学定律,下列说法错误的是( )
A. 电冰箱的工作表明,热量可以从低温物体向高温物体传递
B. 空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量
C. 科技的不断进步使得人类有可能生产出从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化的热机
D. 即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失,热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能
【答案】C
【解析】
【详解】A.热量可以在外界做功的情况下从低温物体向高温物体传递,但不能自发进行,故A正确,不符合题意;
B.空调机在制冷过程中,从室内吸收的热量少于向室外放出的热量,故B正确,不符合题意;
C.不可能从单一热源吸热全部用来对外做功而不引起其他变化,故C错误,符合题意;
D.根据热力学第二定律,即使没有漏气、摩擦、不必要的散热等损失,热机也不可以把燃料产生的内能全部转化为机械能,故D正确,不符合题意。
故选C。
7. 质量为m的活塞将一定质量的理想气体封闭在汽缸内,活塞与汽缸壁之间无摩擦。a态是汽缸放在冰水混合物中气体达到的平衡态,b态是汽缸从容器中移出后,在室温(27 ℃)中达到的平衡态。气体从a态变化到b态的过程中大气压强保持不变。若忽略气体分子之间的势能,下列说法中正确的是( )
A. 与b态相比,a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较少
B. 与a态相比,b态的气体对活塞的冲击力较大
C. a、b两态的气体对活塞的冲击力相等
D. 从a态到b态,气体的内能增加,气体密度增加
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.由a态到b态气体的压强不变,温度升高,则体积变大,分子平均速率变大,气体分子对活塞的冲击力较大,气体的数密度减小,故b状态中单位时间内撞击单位面积器壁的个数较少,与b态相比,a态的气体分子在单位时间内撞击活塞的个数较多,故AC错误,B正确;
D.从a态到b态,气体的温度升高,内能增加,体积变大,气体密度减小,选项D错误。
故选B。
8. “空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据
可得
从a到b,气体压强不变,温度升高,则体积变大;从b到c,气体压强减小,温度降低,因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率,c态的体积大于b态体积。
故选B。
9. 下列说法不正确的是( )
A. 把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面上。这是由于水表面存在表面张力的缘故
B. 在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体表面张力的作用
C. 将玻璃管道裂口放在火上烧,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故
D. 漂浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是因为油滴液体呈各向同性的缘故
【答案】D
【解析】
【详解】A.把一枚针轻放在水面上,它会浮在水面上,这是由于水表面存在表面张力的缘故,选项A正确,不符合题意;
B.在处于失重状态的宇宙飞船中,一大滴水银会成球状,是因为液体表面张力的作用,选项B正确,不符合题意;
C.将玻璃管道裂口放在火上烧,它的尖端就变圆,是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下,表面要收缩到最小的缘故,选项C正确,不符合题意;
D.飘浮在热菜汤表面上的油滴,从上面观察是圆形的,是由于表面张力的原因。故D错误,符合题意。
故选D。
10. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A.其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示,下列说法正确的是( )
A. A→B过程中,气体对外做功与从外界吸收的热量相等
B. B→C过程中,单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小
C. 状态A气体分子平均动能大于状态C的气体分子平均动能
D. 气体状态变化的全过程中,气体对外做的功大于该图像围成的面积
【答案】B
【解析】
【详解】A.A→B过程中,气体压强不变,体积变大,温度升高,气体从外界吸收的热量大于对外做功,选项A错误;
B.B→C过程中,气体体积不变,压强减小,温度降低,气体的平均速率减小,单位时间单位面积气体撞击器壁的个数减小,选项B正确;
C.状态A和状态C,气体的温度相同,则气体分子平均动能相同,选项C错误;
D.根据
可知,A→B气体对外做的功
B→C气体体积不变,则
C→A气体体积减小,外界对气体做的功
其值等于曲线与横轴围成的面积,则气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图像围成的面积,选项D错误。
故选B。
11. 如图所示,理想变压器原线圈ab端输入交流电电压的瞬时表达式为,e为副线圈cd的中心抽头,D1、D2为理想二极管(具有单向导电性,正向电阻为零,反向电阻无穷大),定值电阻R=10Ω,S为开关。已知变压器原、副线圈的匝数比为20:1,下列说法正确的是( )
A. 输入交流电的频率为100Hz
B. 开关闭合时,电阻两端的电压为11V
C. 开关闭合时,原线圈ab的输入功率为3.025W
D. 开关断开后,副线圈cd两端的电压为0
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.由
可知,输入交流电的频率为50Hz,故A错误;
B.开关闭合时,由
可知
又
故
故B错误;
C.开关闭合时,电阻R消耗的功率
因变压器及二极管均为理想,故变压器的输入功率等于电阻消耗的电功率,故C正确;
D.由
可知,开关断开后,副线圈cd两端的电压
故D错误。
故选C。
二、非选择题:本题共6小题,共56分。其中第14题~第17题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须写出数值和单位。
12. 在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中
(1)下列说法正确的是________。
A.测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时,可以用注射器挤出一滴油酸滴入烧杯中,观察注射器上的体积变化
B.测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时,如果不使用爽身粉,也可以在水中加入红墨水后混合均匀,再滴入一滴油酸酒精溶液
C.实际的油酸分子是球形的,因此通过计算得到的油酸分子直径即是球的直径
D.计算油酸分子的大小时,认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布
(2)①若实验过程中发现,撒入的爽身粉过多,导致油酸分子未形成单分子层,则计算得到的油酸分子直径将___________(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)
②若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的,则计算得到的油酸分子直径将___________(选填“偏大”或“偏小”或“不变”)
(3)某次实验中将的纯油酸配制成的油酸酒精溶液,用注射器测得溶液为80滴,再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中,描出的油膜轮廓如图所示,每格边长是,根据以上信息,可估算出油酸分子的直径约为________m(此小题保留一位有效数字)
【答案】 ①. D ②. 偏大 ③. 偏小 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]A.测量一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积时,至少要测量50滴到100滴油酸酒精溶液的体积,然后计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积,选项A错误;
B.测量一滴油酸酒精溶液在水面形成的面积时,使用爽身粉才能看出油膜的轮廓,在水中加入红墨水后混合均匀不能看出油膜的轮廓,选项B错误;
C.实验时只是把油酸分子看作是球形的理想模型,实际的油酸分子不是球形的,因此通过计算得到只是将油酸分子看成是球形时的油酸分子直径,选项C错误;
D.计算油酸分子的大小时,认为水面油酸为单分子层且认为分子间紧密排布,选项D正确。
故选D。
(2)①[2]若实验过程中发现,撒入的爽身粉过多,导致油酸分子未形成单分子层,则油膜面积的测量值偏小,根据则计算得到的油酸分子直径将偏大;
②[3]若实验中使用的油酸酒精溶液是经久置的,在溶液中的油酸浓度会偏大,实际计算时仍按原来的浓度计算,则计算得到的油酸分子直径将偏小;
(3)[4]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为
油膜的面积为
S=140×0.5×0.5cm2=35cm2
分子直径
13. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验,实验装置如图甲所示。
(1)关于该实验下列说法正确的是___________。
A.为保证封闭气体的气密性,应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油
B.为方便推拉柱塞,应用手握住注射器
C.为节约时间,实验时应快速推拉柱塞和读取数据
D.实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得
(2)A组同学在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据并作出图线,发现图线不通过坐标原点,如图丙所示;图中纵截距代表的物理含义是___________;实验中出现的误差属于___________(选填“系统误差”或“偶然误差”)。
(3)若A组同学利用所得实验数据作出的图线,应该是___________。
A. B.
C. D.
(4)B组同学测得多组压强p和体积V的数据后,在坐标平面上描点作图,因压缩气体过程中注射器漏气,则作出的图线应为图中___________(选填“①”或“②”)。
【答案】 ①. A ②. 胶管内气体体积的相反数 ③. 系统误差 ④. B ⑤. ②
【解析】
【详解】(1)[1]A.在柱塞与注射器壁间涂上润滑油,可以保证封闭气体的气密性,A正确;
B.用手握住注射器,会使气体温度升高,不符合实验要求,B错误;
C.应缓慢推拉柱塞和读取数据,C错误;
D.只有压强可以通过数据采集器采集,D错误。
故选A。
(2)[2][3]设胶管内气体体积,根据玻意耳定律有
解得
造成图线不过原点的原因是由于胶管内存在气体,图中纵截距代表的物理含义是胶管内气体体积的相反数,该误差属于系统误差。
(3)[4]被封闭气体的初始体积为,压强为,末状态的体积为,根据玻意耳定律得
解得
可知,V越小,越大,随着V减小,则压强趋近于某一值。
故选B。
(4)[5]由于存在漏气,则pV减小,故图线应为②。
14. 肺活量指一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体量。高中生男子肺活量约为3500毫升,在呼出的气体中水蒸气大约占总体积的6%。已知正常大气压下水蒸气的密度=0.6kg/m3,水蒸气摩尔质量M=l8g/mol,阿伏加德罗常数NA=6×1023mol-1。(结果均保留两位有效数字)
(1)高中生男子一次呼出的水蒸气的体积;
(2)试估算高中生男子一次呼出的气体中含有的水分子的数量。
【答案】(1);(2)个
【解析】
【分析】
【详解】(1)高中生男子一次呼出的水蒸气的体积为
(2)试估算高中生男子一次呼出的气体中含有的水分子的数量为
个
15. 如图所示,为某小型发电站的远距离输电示意图,已知发电机线圈匝数N=100匝、面积S=0.36 m2、电阻r =1 Ω。该线圈在磁感应强度的匀强磁场中,绕垂直磁场的OO′轴匀速转动。已知输电线的总电阻R = 4 Ω,升压变压器原、副线圈的匝数比,降压变压器原、副线圈的匝数比。若用户区标有“220 V、20 W”的1100只灯泡恰能同时正常发光(假设此时没有其他用电器工作,变压器均为理想变压器)。求:
(1)输电线的电流;
(2)发电机的输出功率;
(3)发电机线圈转动的角速度。
【答案】(1)10A;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)依题意得:用户端总电流为
根据理想变压器的电流与匝数关系可得
代入数据得
(2)根据能量守恒可知
根据功率公式可知输电线损失的功率
根据能量守恒可知
代入数据得
(3)由交变电流的有效值公式可知
由闭合电路欧姆定律可知
根据理想变压器的电流与匝数关系可得
根据功率公式可知
代入数据得
16. 池塘水面温度为27°C,一个体积为的气泡从深度为10m的池塘底部缓慢上升至水面,其压强随体积的变化图象如图所示,气泡由状态1变化到状态2。若气体做功可由(其中为气体的压强,为气体体积的变化量)来计算,取重力加速度,水的密度为,水面大气压强,气泡内气体看作是理想气体,试计算:
(1)池底的温度;
(2)气泡从池塘底部上升至水面的过程中内能增加0.2J,则气泡内气体所要吸收多少热量?
【答案】(1)7°C;(2)0.5J
【解析】
【详解】(1)气泡在池底时压强
由理想气体状态方程得
解得
即池底温度
(2)由图可知,气泡在上升过程中平均压强
由得气体做的功
解得
由热力学第一定律得气体吸收的热量
17. 如图所示,一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成,汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体,两活塞用一轻质弹簧连接,汽缸连接处有小卡销,活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、,面积分别为、S,弹簧原长为。初始时系统处于平衡状态,此时弹簧的伸长量为0.1l,活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等,两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为,忽略活塞与缸壁间的摩擦,汽缸无漏气,不计弹簧的体积。(重力加速度为)
(1)求封闭气体的压强和弹簧的劲度系数;
(2)缓慢加热两活塞间的气体,求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,活塞间气体的压强和温度。
【答案】(1),;(2),
【解析】
【详解】(1)设封闭气体的压强为,对两活塞和弹簧的整体受力分析,由平衡条件有
解得
对活塞Ⅰ由平衡条件有
解得弹簧的劲度系数为
(2)缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时,对两活塞和弹簧的整体由平衡条件可知,气体的压强不变依然为
即封闭气体发生等压过程,初末状态的体积分别为
,
由气体的压强不变,则弹簧的弹力也不变,故有
有等压方程可知
解得
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