江苏省常州市金坛第一中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

答案第 1 页，共 10 页 2024年春学期金坛区第一中学高二 5 月阶段检测 物理试卷 （检测用时：75 分钟 本卷满分：100 分） 命题人： 审核人： 一、单选题（每题 3分，共 45 分） 1．恒温的水池中，有一气泡缓慢上升，在此过程中，气泡的体积会逐渐增大，不考虑气泡内气体分子势 能的变化，下列说法中正确的是（ ） A．气泡内的气体对外界做功 B．气泡内的气体内能增加 C．气泡内的气体与外界没有热传递 D．气泡内气体分子的平均动能减小 2．下列说法正确的是（ ） A．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 B．内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体 C．1g100℃水的内能等于 1g100℃水蒸气的内能 D．某种物体的温度为0℃，说明该物体中分子的平均动能为零 3．如图所示，将甲分子固定于坐标原点，乙分子从 a 处由静止释放（仅考虑分子间作用 力），下列说法正确的是（ ） A．乙分子从 a 到 b 分子势能增加 B．乙分子从 b 到 c 分子间作用力减小 C．乙分子位于 b 处时，速度最大 D．乙分子可以 b 为平衡位置在 a、c 间做往复运动 4．若以 M 表示水的摩尔质量，V 表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，ρ表示在标准状态下水蒸气的密度， NA表示阿伏加德罗常数，m0、V0分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系不正确的有（ ） A． A 0 V N m   B． A 0 M N V   C． A 0 M N V   D． 0 A M m N  5．关于热现象的说法，正确的是（ ） A．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化 B．气体压强越大，气体分子的平均动能就越大 C．外界对气体做功，气体的内能一定增加 D．温度升高，物体内每个分子的热运动速率都增大 6．一定质量的某种气体在不同温度下的气体分子速率分布曲线如图所示，除相互碰撞外忽略分子间的相 互作用力，由图可知（ ） A．气体在 T1状态下的内能大于 T2状态下的内能 B．气体温度越高对应图象中的峰值越大 C． 气体在 T2状态下的压强大于 T1状态下的压强 D．T2状态大多数分子的速率大于 T1状态大多数分子的速率 答案第 2 页，共 10 页 7．甲分子固定在坐标原点 O，乙分子位于 x 轴上，甲分子对乙分子的作用力、分子势能与两分子间距离的 关系如图中曲线所示，a 点是虚线和横轴的交点，b 点是实线和横轴的交点，c 点是实线的最低点，下列说 法不正确的是（ ） A．实线是甲对乙的分子力与分子间距离的关系图像 B．乙分子从 a 点运动到 b 点，分子力做正功 C．乙分子从 a 点运动到 b 点，分子力和分子势能都变小 D．c 点处乙分子的分子力最小 8．有关分子动理论，下列说法正确的是（ ） A．布朗运动反映了分子的无规则热运动 B．分子运动的瞬时速度不可能为零 C．空气中PM2.5的无规则运动属于分子的热运动 D．墨滴入水，扩而散之，徐徐混匀，该现象能够说明炭粒之间有斥力作用 9．一含有光电管的电路如下图甲所示，乙图是用 a、b、c 光照射光电管得到的 I-U 图线，Uc1、Uc2表示截 止电压，下列说法正确的是（ ） A．甲图中光电管得到的电压为反向电压 B．a、b 光的波长相等 C．a、c 光的波长相等 D．a、c 光的光强相等 10．如图所示，一定质量的理想气体由状态 a 经等压变化到状态 b，再从状态 b 经等温变化到状态 c，最后 从状态 c 变化回到状态 a。下列说法正确的是（ ） A．气体在状态 a 的体积小于在状态 b 的体积 B．气体在状态 a 的体积等于在状态 c 的体积 C．从状态 a 到状态 b 的过程中气体向外界放出热量 D．从状态 b 到状态 c 的过程外界对气体做正功 11．下列说法正确的是（ ） A．一定质量的理想气体吸热时，其温度一定升高 B．第一类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律 C．当分子力表现为斥力时，分子力和分子势能总是随分子间距离的减小而增大 D．一定质量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少 12．关于晶体，以下说法中正确的是（ ） A．晶体一定有规则的几何外形 B．晶体一定具有各向异性 C．晶体熔化时具有一定的熔点 D．晶体在熔化过程中温度不断升高 答案第 3 页，共 10 页 13.一定质量的理想气体从状态 a 开始，经历a b c d a    一次循环回到原状态，其体积随热力学温 度变化的图像如图所示，其中 ab、dc 均垂直于横轴，ad，bc 的延长线均过原点 O。下列表述正确的是（ ） A．在过程 d a 中气体向外界放出热量 B．在过程 d a 中在单位时间单位面积上碰撞容器壁的气体分子数不变 C． 经历a b c d a    一次循环，气体从外界吸收热量 D．在过程b c 中外界对气体做的功等于在过程 d a 中气体对外界做的功 14．如图是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 51.5 10 Pa 。则（ ） A．B 到 C 过程，气体对外界做功 B．B 到 C 过程，气体吸热，内能增大 C．A 到 B 过程，单位时间内气体分子对单位面积器壁的冲量减小 D．A 到 B 过程，单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数增多 15．如图所示，绝热容器被绝热隔板 1K 和卡销 2K 锁住的绝热光滑活塞隔成 A、B、C 三部分，A 部分为真 空，B 部分为一定质量的理想气体，且压强 0Bp p （ 0p 是大气压强），C 与大气连通，则下列说法中正确 的是（ ） A．只打开隔板 1K ，B 中气体对外做功，内能减少 B．只打开隔板 1K ，B 中气体不做功，内能不变 C．只打开隔板 1K ，B 中气体压强不变 D．只打开卡销 2K ，让活塞移动，B 中气体对外做功，内能减少 二、实验题（每空 3分，共 15 分） 16．如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，试验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长 度可由注射器上的刻度尺读取、气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。 （1）关于该实验下列说法正确的是( )； A．柱塞上涂油是为了减小摩擦力 B．改变气体体积应缓慢推拉柱塞 C．推拉柱塞时可用手握住注射器 D．实验前应测得柱塞受到的重力 （2）改变气体体积，缓慢推柱塞的过程中，气体 （选填“吸热”“放热”）； （3）图乙是某实验小组在不同室温下进行实验时作出的 p V 图像，则图中 的两条等温线的温度 1T 2T （选填“>”“<”“=”）； （4）图丙 1 V p  图像中，虚线图①是该实验理论图像，实线图②是某实验小组根据采集的实验数据作出的 图像，其中实线图②不过坐标原点的原因可能是 ； （5）解决了（4）问中存在的问题后继续实验，实验小组又发现 pV 乘积的数值越来越小，造成这一现象 答案第 4 页，共 10 页 的原因可能是 。 A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大 B．实验时环境温度增大了 C．实验时外界大气压强发生了变化 D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏 三、解答题 17．（10 分）一定量某种理想气体进行如图所示的循环过程，已知气体在状态 a 的温度为 300KaT  ，ab、 bc、ca 均为直线段，求： （1）气体状态 b、c 的温度；（4 分） （2）各过程中气体对外所做的功；（3 分） （3）经一个循环过程，气体从外界吸收的总热量。（3 分） 18．（8 分）如图所示，光电管的阴极 K 用某种金属制成，闭合开关 S，用发光功率为 P 的激光光源直接照 射阴极 K 时，产生了光电流。移动变阻器的滑片，当光电流恰为零时，电压表的示数为 U，已知该金属的 逸出功为 W0，普朗克常量为 h，电子电荷量为 e，真空中的光速为 c，求： （1）激光在真空中的波长；（4 分） （2）激光光源单位时间内产生的光子数 N。（4 分） 19．（10 分）如图所示，容积为5L的氧气袋广泛用于野外病人急救。若原是真空的容积为5L的氧气袋是 由医用钢瓶内的氧气分装的，已知医用钢瓶容积为10L，贮有压强为 63.6 10 Pa 的氧气，充气后的氧气袋中 氧气压强都是 61.2 10 Pa ，设充气过程不漏气，环境温度不变。求： （1）一医用钢瓶最多可分装多少个氧气袋；（5 分） （2）病人用后，氧气袋内气压降至 61.0 10 Pa ，用去的氧气质量与原来气体总 质量之比（结果可以用分数表示）。（5 分） 20．（12 分） 如图所示，竖直放置、粗细均匀且足够长的 U 形玻璃管中的水银封闭了一 定质量的理想气体，当环境温度： 1 300KT  时，U 形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高 出 1 25cmh  ，右管水银柱上方的气柱长 0 30cmh  ，大气压强为 0 75cmHgP  。求： （1）此时封闭气体的压强是多少 cmHg；（2 分） （2）可以通过升高温度的方法让左右两边水银柱在同一高度，温度 2T 是多少？（5 分） （3）若保持温度不变，往左管中注入水银，也能使两边水银柱在同一高度，问需要注入的水银柱长度是 多少？（5 分） 答案第 5 页，共 10 页 参考答案： 1．A 【详解】气泡体积增大，对外做功，由于温度不变，因此分子平均动能不变，气体的内能不变，根据 U W Q   可知，气体吸收热量，故 A 正确，BCD 错误。故选 A。 2．B 【详解】A．温度相同，则分子的平均动能相同，但相同质量的氢气和氧气所含有的分子数目不同，所以 它们的内能不同，故 A 错误； B．内能包含分子势能和分子动能，则内能少的物体温度可能高，内能多的物体可能温度低，而热量可以 自发地由高温物体传给低温物体，所以内能少的物体也可以自发地将一部分内能转移给内能多的物体，故 B 正确； C．水变成相同温度的水蒸气需要吸收热量，所以 1g100℃水的内能小于 1g100℃水蒸气的内能，故 C 错误； D．每个分子都有分子动能且不为零，所以某种物体即使温度为0℃，该物体中分子的平均动能也不可能为 零，故 D 错误。故选 B。 3．C 【详解】两分子处于平衡位置 0r 处时分子势能最小。 A．由图像可知，乙分子从 a 到 b 分子势能减小，故 A 错误； B．乙分子从 b 到 c 分子间作用力先增大后减小，故 B 错误； C．从 a 到 b 甲分子对乙分子力的合力为斥力，做正功，动能增大，速度增大，从 b 到 c 乙分子位于 b 处时， 甲分子对乙分子力的合力为引力，做负功，动能减小，速度减小，乙分子位于 b 处时，速度最大，故 C 正 确；D．乙分子到达无限远时速度为零，乙分子不会以 b 为平衡位置在 a、c 间做往复运动，故 D 错误。 故选 C。 4．B 【详解】因为 1 摩尔水蒸气含有阿伏加德罗常数个水分子，则每个水分子的质量 0 A A M V m N N    则 A 0 V N m   标准状态下水蒸气的摩尔体积 M V   由于气体分子间距较大，则 0 AV V N 则 A 0 M N V   故 ACD 正确，B 错误。本题选不正确项，故选 B。 5．A 【详解】A．热量不可能由低温物体传给高温物体而不发生其他变化，故 A 正确； B．气体分子的平均动能只能由温度决定，与压强没有直接关系，故 B 错误； C．改变内能的两种方式：做功和热传递；外界对气体做功，气体的内能不一定增加，故 C 错误； D．温度升高分子的平均动能增大，并不是每个分子速率都增大，故 D 错误。故选 A。 6．D 答案第 6 页，共 10 页 【详解】A. 由图可得 T2状态下气体分子平均速率大，可得 1T T2 ，温度越高，气体内能越大，故气体在 T1状态下的内能小于 T2状态下的内能，故 A 错误； B. 气体温度越高气体内能越大，分子平均速率越大，故 B 错误； C. 气体在 T2、 T1状态下的体积不知，根据理想气体方程 pV C T  得，无法判断气体在 T2、 T1状态下的压 强大小，故 C 错误。 D. T2状态分子平均速率大于 T1状态分子平均速率，故 T2状态大多数分子的速率大于 T1状态大多数分子的 速率，故 D 正确；故选 D。 7．D 【详解】AB．当两分子间距离小于平衡距离时，随着分子间距离增大斥力减小，运动方向与分子力方向相 同，分子力做正功，分子势能减小，当分子间距离等于平衡距离时，分子间作用力为 0，此时分子势能最 小，所以实线为甲对乙的分子力与分子间距离的关系图像，乙分子从 a 点运动到 b 点，分子力做正功，故 A 正确，B 正确； C．乙分子从 a 点运动到 b 点，由图可知分子力和分子势能都变小，故 C 正确； D．b 点处分子力为 0，是最小值，故 D 错误； 本题选错误的，故选 D。 8．A 【详解】A．布朗运动是固体颗粒的运动，能够反映分子的无规则热运动，故 A 正确； B．分子在永不停息地做无规则运动，但有可能某一时刻的瞬时速度为 0，故 B 错误； C．空气中 PM2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物，其运动是由空气分子的各个方向的撞击 不平衡所引起的，属于布朗运动，故 C 错误； D．墨滴入水，炭粒做无规则运动最后均匀，属于扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故 D 错误。故选 A。 9．C 【详解】A．如图可知，从金属出来的电子在电场力作用下，加速运动，则对应电压为正向电压，故 A 错 误； BC．光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率，可知，a、c 光 对应的截止频率小于 b 光的截止频率，根据 eU 截= 1 2 mvm 2 =h -W 入射光的频率越高，对应的截止电压 U 截越大。a 光、c 光的截止电压相等，所以 a 光、c 光的频率相等， 则 a、c 光的波长相等；因 b 光的截止电压大于 a 光的截止电压，所以 b 光的频率大于 a 光的频率，则 a 光 的波长大于 b 光的波长，故 B 错误，C 正确； D．由图可知，a 的饱和电流大于 c 的饱和电流，而光的频率相等，所以 a 光的光强大于 c 光的光强，故 D 答案第 7 页，共 10 页 错误。故选 C。 10．A 【详解】AC．气体由状态 a 经等压变化到状态 b，温度升高，则体积变大，即气体在状态 a 的体积小于在 状态 b 的体积，气体内能不变，对外做功，则气体吸热，选项 A 正确，C 错误； B．根据 C p T V  因 a 点与 O 点连线的斜率大于 c 点与 O 点连线的斜率，可知气体在状态 a 的体积小于在状态 c 的体积，选 项 B 错误； D．从状态 b 到状态 c 的过程，温度不变，压强减小，可知体积变大，则气体对外界做正功，选项 D 错误。 故选 A。 11．C 【详解】A．根据热力学第一定律可知，一定质量的理想气体吸热时，可能对外做功，其温度不一定升高。 故 A 错误； B．第一类永动机违反了能量守恒定律。故 B 错误； C．当分子力表现为斥力，分子间距离的减小时，分子力做负功，分子力和分子势能增大。故 C 正确； D．温度降低，分子的平均动能减小，分子每次对器壁的撞击力减小，要保证压强不变，分子单位时间对 器壁单位面积平均碰撞次数必增加，故 D 错误。故选 C。 12．C 【详解】A．多晶体属于晶体，没有固定的形状，故 A 错误； B．多晶体属于晶体，显示各向同性，故 B 错误； C．晶体熔化时具有固定的熔点，故 C 正确； D．晶体熔化时吸收热量，温度不变，故 D 错误。故选 C。 13．【答案】D 【详解】A.在过程 d a 中体积增大，气体对外做功，又因为温度升高，内能变大，所以气体从外界吸收 热量，A 错误； B．由图可知 d a 过原点，则压强不变，根据玻意耳定律 d a d a V V T T  在过程 d a 体积变大，温度升高，由于压强不变，故相同时间内碰撞容器壁的气体分子数变少，B 错误； C．由于在过程a b c  中气体的平均压强大于过程c d a  平均压强，则在过程a b c  中外界对 气体做功大于过程c d a  过程中气体对外做功，则经历a b c d a    一次循环，整个过程外界 对气体做正功；回到状态a温度相同，内能不变，根据热力学第一定律可知整个过程气体放出热量，C 错 误。 D．根据理想气体方程 PV C T  在过程b c 为等压变化，故外界对气体做的功为  Δbc bc bc c bW p V C T T    答案第 8 页，共 10 页 在过程 d a 中也为等压变化，故气体对外界做的功为  Δda da da a dW p V C T T    由图像可知 a bT T , c dT T 故 bc daW W  即在过程b c 中外界对气体做的功等于在过程 d a 中气体对外 界做的功，D 正确；故选 D。 14．B 【详解】A．气体由状态 B 变为状态 C 是等容变化，气体的体积不变，气体对外不做功，故 A 错误； B．由状态 B 变为状态 C 的过程中体积不变，则外界不对气体做功、气体也不对外界做功，但温度升高即 内能增大，根据热力学第一定律知气体吸收了热量；故 B 正确 C．由题意可知，A 与 B 连线的延长线过原点 O，所以气体由状态 A 变为状态 B 是一个等压变化，即压强 保持不变，所以单位时间内气体分子对单位面积器壁的冲量不变，故 C 错误； D．由题图可知，从 A 到 B 温度升高，气体平均动能增大，压强不变，所以单位时间内与单位面积器壁碰 撞的气体分子数减小，故 D 错误； 故选 B。 15．B 【详解】AB．只打开隔板 1K ，B 中气体进行自由扩散，不会对外做功，内能不变，故Ａ错误，B 正确； C．只打开隔板 1K ，B 中气体内能不变，温度不变，但体积变大了，故压强将减小，故 C 错误； D．打开卡销 2K ，活塞将向下运动，因此外界对 B 中气体做功，B 中气体内能增大，故 D 错误。故选 B。 16． B 放热 > 实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体 D 【详解】（1）[1]A．柱塞上涂油是为了防止漏气，并不是为了减小摩擦，A 错误； B．实验中为了使气体能够做等温变化，改变气体体积应缓慢推拉柱塞，B 正确； C．推拉柱塞时不可用手握住注射器，会使气体温度变高，C 错误； D．实验前应测得柱塞的横截面积，并不是测重力，这样才能得到空气柱的体积，D 错误；故选 B。 （2）[2]推柱塞的过程中，对内部气体做功，内能增加，但最终温度不变，即内能不变。根据热力学第一 定律可知，该过程中，气体放热。 （3）[3]根据理想气体状态方程 pV C T  化简得到 CT p V  根据图像可知，当体积相同时， 1T 对于的等温线的压强更大，故 1 2T >T 。 （4）[4]注射器前端与橡皮帽连接处的气体未测量在内，所以气体实际体积比测量值大，导致测得的数据 作出的图像不过原点。 （5）[5]A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力变化，不影响气压与体积，A 错误； B．实验时环境温度增大了，根据理想气体状态方程 pV C T  ，可知 pV 变大了，B 错误； C．封闭气体压强与外界大气压无关，C 错误； 答案第 9 页，共 10 页 D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程 pV C T  ，常数C 与质量有关，变小，则 pV 变小，D 正确；故选 D。 17．（1）300K，100K；（2）见解析；（3）200J 【详解】（1）a 到 c 为等容变化，根据查理定律有 a c a c p p T T  即 100K c c a a T T p p   b 到 c 为等压变化，根据盖吕萨克定律有 b c b c V V T T  即 300K b b c c V T T V   （2）根据图线可得 a 到 b 过程中气体对外所做的功为 1 1 ( )( ) 400J 2 a b b aW p p V V    b 到 c 过程中气体对外所做的功为 2 ( ) 200Jb c bW p V V    c 到 a 过程中因为是等容变化，所以有 3 0W  （3）经一个循环过程，气体对外所做的总功为 1 2 3 200JW W W W   总 根据热力学第一定律 U W Q   ， 200JWW    总 一个循环过程后气体内能不变，可得气体从外界吸收的总热量为 200JQ W   18．（1） 0 hc eU W ；（2） 0 P eU W 【详解】（1）由光电效应方程 k 0E h W ν c    由动能定理 k0eU E   联立求得 0 hc eU W    （2）由 1P N    其中 hc    （或者写成 0eU W   ）解得 0 P N eU W   19.（1） 4n  ；（2） 1 6 m m   【详解】（1）选取钢瓶内氧气整体作为研究对象，钢瓶内氧气体积 1 10LV  ， 6 1 3.6 10 Pap   分装n个氧气袋，  2 1 5LV V n   ， 6 2 1.2 10 Pap   分装过程是等温变化，根据玻意耳定律 1 1 2 2pV p V 解得 4n  （2）选取氧气袋内 62 1.2 10 Pap   氧气整体作为研究对象，设气压降至 6 3 1.0 10 Pap   时氧气的体积为V 用气 过程是等温变化，根据玻意耳定律得 2 0 3p V p V 解得 0 6 5 V V 用去气体的体积为 0 0 0 6 1 5 5 V V V V    所以用去气体的质量与原来气体总质量之比为 1 6 m V V m V V         20．【答案】（1） 1 50cmHgp  ；（2） 2 637.5KT  ；（3） 45cmL  【详解】（1）此时封闭气体的压强 1 0 1 50cmHgp p h   （2）气体初状态 1 50cmHgp  ， 1 0V h S , 1 300KT  末状态 2 0p p ， 1 2 0 2 h V h S        根据理想气体状态方程 1 1 2 2 1 2 pV p V T T  可得 2 637.5KT  （3）加入水银后状态 3 0p p ， 3V hS 答案第 10 页，共 10 页 气体温度不变,气体发生等温变化，根据玻意耳定律 1 1 3 3pV p V 解得气体高度 20cmh  加入水银为  1 02 45cmL h h h   