内容正文:
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷02
(考试时间:90分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:第1~3章,选择性必修第三册(人教版2019)
4.难度系数:0.7。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.对于下列四幅图的说法,正确的是( )
A.甲图薄板上的蜂蜡融化成圆形区域,说明薄板是非晶体
B.图乙中,对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
C.丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离,分子间表现为斥力
D.丁图中封闭注射器的出射口,按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大,这表明气体子间距离减小时,分子间斥力会增大
2.若以、表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积和密度,以、表示水的摩尔体积和密度,表示水的摩尔质量,表示阿伏加德罗常数,则下列关系式中错误的是( )
A.一个水分子的质量为
B.一个水分子的体积为
C.一个水分子的体积为
D.
3.如图所示,绝热活塞将绝热气缸内分成A、B两部分,各自封闭着同种气体(可视为理想气体),活塞由销子固定,A、B部分气体体积相等、温度相同,压强之比为2∶1,现将销子拔掉,气体再次稳定。下列说法中正确的是( )
A.A部分气体的质量小于B部分气体的质量
B.拔掉销子前,A部分气体分子对气缸壁的单次平均撞击力大于B部分气体分子对气缸壁的单次平均撞击力
C.拔掉销子前,A部分气体分子的平均动能等于B部分气体分子的平均动能
D.拔掉销子再次稳定后,A部分气体分子的平均动能等于B部分气体分子的平均动能
4.如图甲为神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。气闸舱有两个气闸门,与核心舱连接的是闸门A,与外太空连接的是闸门B,如图乙所示。空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走,需经过气闸舱,开始时气闸舱内气压为(地球表面标准大气压),用抽气机多次抽取气闸舱中气体(每次抽气后抽气机内与舱内气体压强相等),当气闸舱气压降到一定程度后才能打开气闸门B,已知每次从气闸舱抽取的气体(视为理想气体)体积都是气闸舱容积的,抽气过程中温度保持不变,不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。则抽气1次后和抽气2次后气闸舱内气压分别约为( )
A.9.1×104Pa,7.8×104Pa B.9.8×104Pa,7.8×104Pa
C.9.1×104Pa,8.3×104Pa D.9.8×104Pa,8.3×104Pa
5.在一次科学晚会上,胡老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗,在一个碗里烧了一些纸,然后迅速把另一个碗扣上,再在碗的外面浇水,使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉,试图把两个碗拉开。当两边的人各增加到5人时,才把碗拉开。已知碗口的直径为20cm,环境温度为27℃,大气压强,实验过程中碗不变形,也不漏气,设每人平均用力为200N。两个不锈钢碗刚被扣上时,里面空气的温度最接近( )
A.43℃ B.143℃ C.150℃ D.167℃
6.如图所示,一定质量的理想气体从状态开始,先经历等压变化到状态,再经历等容变化到状态。下列判断正确的是( )
A.从到,气体温度升高
B.从到,气体向外界放热
C.从到,气体内能不变
D.从到,气体对外界做功
7.如图是水电站的发电原理图,由图可知,下列说法错误的是( )
A.水力发电不会造成污染
B.该装置将机械能转化为电能
C.要加大发电的功率,可采用仅“增大水落差”的方法
D.该装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能
8.某个冬天的早晨,小红打开家里的制暖空调,为使制暖效果更佳,她关闭门窗,一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体,若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内,则下列说法正确的是( )
A.制暖空调机工作时,热量从低温物体传递给高温物体
B.制暖空调机开始工作后,房间内气体的内能始终保持不变
C.待空调稳定后,花粉的运动激烈程度会减弱
D.花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了花粉分子在不停地做无规则运动
9.如图所示,F表示两分子间的作用力,Ep表示分子间的势能,图中两条图像分别表示分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的规律,图中r1是分子势能为0时对应的距离,r2是分子间作用力为0时对应的距离,r3是分子间作用力随分子间距离变化的图像最低点对应的距离,r4是分子间作用力及分子势能均可视为0的足够远的某一距离。下列说法正确的是( )
A.r2对应着分子势能的最小值
B.从r1到r3,Ep先增大后减小
C.从r1到r3,F一直减小
D.从r2到r4,F先增大后减小,Ep不断增大
10.如图,水平放置的导热气缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时,A、B的压强均为,体积比为,环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积,第一种方式是通过A气缸中的加热丝对A中气体缓慢加热,B中气体保持温度不变;第二种方式是通过B气缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气;两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是( )
A.两种方式末状态A中气体的压强相等
B.第一种方式,末状态A中气体的温度为
C.第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
D.第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
11.一定质量的理想气体从A状态开始,经过A→B→C→D→A,最后回到初始状态A,各状态参量如图所示。下列说法正确的是( )
A.A状态到C状态气体吸收热量
B.B状态到C状态气体分子的平均动能增大
C.B→C过程气体对外做功大于C→D过程外界对气体做功
D.气体在整个过程中从外界吸收的总热量可以用ABCD的面积来表示
12.液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线,张力的作用表现在,分界线两边液面以一定的拉力相互作用,的大小与分界线的长度成正比,即(为液体的表面张力系数),的方向总是与液面相切,并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示,间距为的U型细框上放置一细杆,两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置,会形成一水平膜(忽略膜受到的重力),甲、乙分别为俯视图和正视图,由于表面张力的缘故,膜的上、下表面会对产生水平向左的力.小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止,测力计示数为,接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡,如图所示。当肥皂泡大小稳定时,测得其球形半径为。下列说法正确的是( )
A.表面张力系数的单位是
B.测得肥皂水的表面张力系数为
C.肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强
D.肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为
第Ⅱ卷
二、实验题(15分)
13.(6分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
②往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
④将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
完成下列填空:
(1)本实验的理想化假设是________。
A.考虑了各油酸分子间的间隙
B.将油膜看成单分子层油膜
C.将油酸分子看成球形
(2)实验中,体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形的边长为,则油酸薄膜的面积 ;可求得油酸分子的直径为 (用、、、、表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小,可能是因为________。
A.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
14.(9分)某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时,一定质量气体的压强和体积关系。装置如图甲所示。
(1)关于实验要点,下列说法正确的是( )
A.活塞上要涂润滑油,以减小摩擦对压强测量的影响
B.推拉活塞时,应用手握住整个注射器,使其不要晃动
C.推拉活塞的时间越短越好
D.每次推拉活塞待稳定后,再记录压强值
(2)环境温度不变,该同学按正确操作先后做了两次实验,得到的两次的图像如图乙所示,两次图像斜率不同的原因是 ;
(3)另一同学也用该装置做实验,根据实验测得的多组p和V,作出图像如图丙所示,图像向下弯曲的可能原因有( )
A.实验过程中有进气现象 B.实验过程中有漏气现象
C.实验过程中气体温度降低 D.实验过程中气体温度升高
三、解答题:本题共3小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(11分)某气压式升降电脑椅如图甲所示,其气压式升降结构的原理简图如图乙所示,圆柱形汽缸与椅子主体固定连接,汽缸与椅子主体总质量,汽缸内腔横截面积,底部的柱状气动杆与底座固定连接,气动杆与汽缸壁间有润滑油且紧密接触,在汽缸内密封了一定质量的氮气(视为理想气体),汽缸的气密性,导热性良好,其升降时与气动杆间的摩擦力忽略不计。电脑椅上不坐人,稳定不动时测得封闭氮气柱长度。已知大气压强,重力加速度。现在让质量分别为、的两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定后不动,假设室温不变,人对椅子的压力大小等于人的重力,方向竖直向下。求:
(1)稳定后两把电脑椅汽缸内气体的压强;
(2)稳定后两把电脑椅主体的高度差。
16.(12分)如图所示是一同学设计的烤烟车间的温度监控器,平台上表面有一个压力传感器(大小可忽略),开口向上、导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的气体,活塞固定在竖直轻杆上,轻杆上端固定在水平面上。当温度为时,活塞下表面距气缸底部上表面的距离为,平台上表面到气缸下表面的距离为,随着温度升高,气缸下移,气缸接触平台时,活塞未脱离气缸。已知气缸的质量为,活塞的横截面积为,大气压强,重力加速度为。
(1)求温度为时,封闭气体的压强;
(2)当压力传感器的示数为时,传感器就会报警,求传感器报警的最低环境温度。
17.(14分)如图甲所示,深度为的圆柱形绝热气缸底部安装有电热丝(体积可忽略),可以通过加热来改变缸内的温度。气缸口有固定卡销。气缸内用质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体,此时活塞刚好在气缸口,气缸内气体温度为,压强为。如图乙所示,保持气体温度不变,将汽缸固定在倾角为的斜面上。大气压强恒为,重力加速度为。不计活塞及固定卡销厚度,活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气,。
(1)求斜面上活塞距气缸底部的距离;
(2)气缸在斜面上放置时,接通气缸底部的电热丝缓慢给气体加热,一直到气体温度升高到,加热过程中通过电热丝的电流恒为,电热丝电阻为,加热时间为。若电热丝产生的热量全部被气体吸收,求温度时气缸内气体的压强及气体温度从升高到的过程中增加的内能。
试题 第7页(共10页) 试题 第8页(共10页)
试题 第9页(共10页) 试题 第10页(共10页)
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2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷02
1、 选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
C
C
C
D
A
D
A
AD
BD
题号
11
12
答案
AD
BCD
二、实验题:本题共2小题,共15分。
13.(1)BC(2分)
(2) (1分) (1分)
(3)C(2分)
14.(1)D(3分)
(2)气体质量不同(3分)
(3)BC(3分)
三、计算题:本题共3小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15. (1)质量的两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定不动时,设汽缸内对应氮气的压强分别为
对人、汽缸和椅子主体整体由平衡条件得,(2分)
解得,(2分)
(2)电脑椅上不坐人稳定不动时,设汽缸内氮气的压强为p,对汽缸和椅子主体整体由平衡条件得(2分)
解得(2分)
设两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定不动时,汽缸内对应氮气柱的长度分别为
由于汽缸是导热的且室温不变,故氮气均发生等温变化,由玻意耳定律得,(2分)
解得,
则两把电脑椅主体的高度差(1分)
16.(1)温度为时,对气缸受力分析,可得(3分)
解得封闭气体的压强为(2分)
(2)设活塞刚好报警时,末状态封闭气体的压强为,此时封闭气体的体积为;对气缸受力分析,可得(3分)
由理想气体状态方程可得(2分)
解得传感器报警的最低环境温度为(2分)
17.(1)初始时,对封闭气体,压强体积分别为,(1分)
斜面上,初始时活塞受力平衡,则(2分)
解得(1分)
根据玻意耳定律有(1分)
解得(1分)
(2)假设活塞刚好到达气缸口时,气体温度为,结合上述,根据查理定律有(1分)
解得(1分)
此后气体体积不再变化,根据查理定律有(1分)
解得(1分)
电热丝产生的热量(1分)
气体对外做功(1分)
气体增加内能(1分)
解得(1分)
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2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷02
(考试时间:90分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:第1~3章,选择性必修第三册(人教版2019)
4.难度系数:0.7。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.对于下列四幅图的说法,正确的是( )
A.甲图薄板上的蜂蜡融化成圆形区域,说明薄板是非晶体
B.图乙中,对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
C.丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离,分子间表现为斥力
D.丁图中封闭注射器的出射口,按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大,这表明气体子间距离减小时,分子间斥力会增大
2.若以、表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积和密度,以、表示水的摩尔体积和密度,表示水的摩尔质量,表示阿伏加德罗常数,则下列关系式中错误的是( )
A.一个水分子的质量为
B.一个水分子的体积为
C.一个水分子的体积为
D.
3.如图所示,绝热活塞将绝热气缸内分成A、B两部分,各自封闭着同种气体(可视为理想气体),活塞由销子固定,A、B部分气体体积相等、温度相同,压强之比为2∶1,现将销子拔掉,气体再次稳定。下列说法中正确的是( )
A.A部分气体的质量小于B部分气体的质量
B.拔掉销子前,A部分气体分子对气缸壁的单次平均撞击力大于B部分气体分子对气缸壁的单次平均撞击力
C.拔掉销子前,A部分气体分子的平均动能等于B部分气体分子的平均动能
D.拔掉销子再次稳定后,A部分气体分子的平均动能等于B部分气体分子的平均动能
4.如图甲为神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。气闸舱有两个气闸门,与核心舱连接的是闸门A,与外太空连接的是闸门B,如图乙所示。空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走,需经过气闸舱,开始时气闸舱内气压为(地球表面标准大气压),用抽气机多次抽取气闸舱中气体(每次抽气后抽气机内与舱内气体压强相等),当气闸舱气压降到一定程度后才能打开气闸门B,已知每次从气闸舱抽取的气体(视为理想气体)体积都是气闸舱容积的,抽气过程中温度保持不变,不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。则抽气1次后和抽气2次后气闸舱内气压分别约为( )
A.9.1×104Pa,7.8×104Pa B.9.8×104Pa,7.8×104Pa
C.9.1×104Pa,8.3×104Pa D.9.8×104Pa,8.3×104Pa
5.在一次科学晚会上,胡老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗,在一个碗里烧了一些纸,然后迅速把另一个碗扣上,再在碗的外面浇水,使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉,试图把两个碗拉开。当两边的人各增加到5人时,才把碗拉开。已知碗口的直径为20cm,环境温度为27℃,大气压强,实验过程中碗不变形,也不漏气,设每人平均用力为200N。两个不锈钢碗刚被扣上时,里面空气的温度最接近( )
A.43℃ B.143℃ C.150℃ D.167℃
6.如图所示,一定质量的理想气体从状态开始,先经历等压变化到状态,再经历等容变化到状态。下列判断正确的是( )
A.从到,气体温度升高
B.从到,气体向外界放热
C.从到,气体内能不变
D.从到,气体对外界做功
7.如图是水电站的发电原理图,由图可知,下列说法错误的是( )
A.水力发电不会造成污染
B.该装置将机械能转化为电能
C.要加大发电的功率,可采用仅“增大水落差”的方法
D.该装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能
8.某个冬天的早晨,小红打开家里的制暖空调,为使制暖效果更佳,她关闭门窗,一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体,若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内,则下列说法正确的是( )
A.制暖空调机工作时,热量从低温物体传递给高温物体
B.制暖空调机开始工作后,房间内气体的内能始终保持不变
C.待空调稳定后,花粉的运动激烈程度会减弱
D.花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了花粉分子在不停地做无规则运动
9.如图所示,F表示两分子间的作用力,Ep表示分子间的势能,图中两条图像分别表示分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的规律,图中r1是分子势能为0时对应的距离,r2是分子间作用力为0时对应的距离,r3是分子间作用力随分子间距离变化的图像最低点对应的距离,r4是分子间作用力及分子势能均可视为0的足够远的某一距离。下列说法正确的是( )
A.r2对应着分子势能的最小值
B.从r1到r3,Ep先增大后减小
C.从r1到r3,F一直减小
D.从r2到r4,F先增大后减小,Ep不断增大
10.如图,水平放置的导热气缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时,A、B的压强均为,体积比为,环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积,第一种方式是通过A气缸中的加热丝对A中气体缓慢加热,B中气体保持温度不变;第二种方式是通过B气缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气;两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是( )
A.两种方式末状态A中气体的压强相等
B.第一种方式,末状态A中气体的温度为
C.第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
D.第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
11.一定质量的理想气体从A状态开始,经过A→B→C→D→A,最后回到初始状态A,各状态参量如图所示。下列说法正确的是( )
A.A状态到C状态气体吸收热量
B.B状态到C状态气体分子的平均动能增大
C.B→C过程气体对外做功大于C→D过程外界对气体做功
D.气体在整个过程中从外界吸收的总热量可以用ABCD的面积来表示
12.液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线,张力的作用表现在,分界线两边液面以一定的拉力相互作用,的大小与分界线的长度成正比,即(为液体的表面张力系数),的方向总是与液面相切,并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示,间距为的U型细框上放置一细杆,两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置,会形成一水平膜(忽略膜受到的重力),甲、乙分别为俯视图和正视图,由于表面张力的缘故,膜的上、下表面会对产生水平向左的力.小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止,测力计示数为,接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡,如图所示。当肥皂泡大小稳定时,测得其球形半径为。下列说法正确的是( )
A.表面张力系数的单位是
B.测得肥皂水的表面张力系数为
C.肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强
D.肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为
第Ⅱ卷
二、实验题(15分)
13.(6分)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
②往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
④将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
完成下列填空:
(1)本实验的理想化假设是________。
A.考虑了各油酸分子间的间隙
B.将油膜看成单分子层油膜
C.将油酸分子看成球形
(2)实验中,体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形的边长为,则油酸薄膜的面积 ;可求得油酸分子的直径为 (用、、、、表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小,可能是因为________。
A.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
14.(9分)某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时,一定质量气体的压强和体积关系。装置如图甲所示。
(1)关于实验要点,下列说法正确的是( )
A.活塞上要涂润滑油,以减小摩擦对压强测量的影响
B.推拉活塞时,应用手握住整个注射器,使其不要晃动
C.推拉活塞的时间越短越好
D.每次推拉活塞待稳定后,再记录压强值
(2)环境温度不变,该同学按正确操作先后做了两次实验,得到的两次的图像如图乙所示,两次图像斜率不同的原因是 ;
(3)另一同学也用该装置做实验,根据实验测得的多组p和V,作出图像如图丙所示,图像向下弯曲的可能原因有( )
A.实验过程中有进气现象 B.实验过程中有漏气现象
C.实验过程中气体温度降低 D.实验过程中气体温度升高
三、解答题:本题共3小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(11分)某气压式升降电脑椅如图甲所示,其气压式升降结构的原理简图如图乙所示,圆柱形汽缸与椅子主体固定连接,汽缸与椅子主体总质量,汽缸内腔横截面积,底部的柱状气动杆与底座固定连接,气动杆与汽缸壁间有润滑油且紧密接触,在汽缸内密封了一定质量的氮气(视为理想气体),汽缸的气密性,导热性良好,其升降时与气动杆间的摩擦力忽略不计。电脑椅上不坐人,稳定不动时测得封闭氮气柱长度。已知大气压强,重力加速度。现在让质量分别为、的两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定后不动,假设室温不变,人对椅子的压力大小等于人的重力,方向竖直向下。求:
(1)稳定后两把电脑椅汽缸内气体的压强;
(2)稳定后两把电脑椅主体的高度差。
16.(12分)如图所示是一同学设计的烤烟车间的温度监控器,平台上表面有一个压力传感器(大小可忽略),开口向上、导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的气体,活塞固定在竖直轻杆上,轻杆上端固定在水平面上。当温度为时,活塞下表面距气缸底部上表面的距离为,平台上表面到气缸下表面的距离为,随着温度升高,气缸下移,气缸接触平台时,活塞未脱离气缸。已知气缸的质量为,活塞的横截面积为,大气压强,重力加速度为。
(1)求温度为时,封闭气体的压强;
(2)当压力传感器的示数为时,传感器就会报警,求传感器报警的最低环境温度。
17.(14分)如图甲所示,深度为的圆柱形绝热气缸底部安装有电热丝(体积可忽略),可以通过加热来改变缸内的温度。气缸口有固定卡销。气缸内用质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体,此时活塞刚好在气缸口,气缸内气体温度为,压强为。如图乙所示,保持气体温度不变,将汽缸固定在倾角为的斜面上。大气压强恒为,重力加速度为。不计活塞及固定卡销厚度,活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气,。
(1)求斜面上活塞距气缸底部的距离;
(2)气缸在斜面上放置时,接通气缸底部的电热丝缓慢给气体加热,一直到气体温度升高到,加热过程中通过电热丝的电流恒为,电热丝电阻为,加热时间为。若电热丝产生的热量全部被气体吸收,求温度时气缸内气体的压强及气体温度从升高到的过程中增加的内能。
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2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷02
答题卡
姓 名:__________________________
准考证号:
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标记由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;填空题和解答题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
第Ⅰ卷(请用2B铅笔填涂)
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
13.(6分)
(1)______________(2分)
(2)_________(1分)
________(1分)
(3)______________(2分)
14.(9分)
(1)______________(3分)(2)________(3分)
(3)_________(3分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
15.(11分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
16.(12分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17.(14分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
非
答
题
区
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非
答
题
区
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请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理 第4页(共6页) 物理 第5页(共6页) 物理 第6页(共6页)
物理 第1页(共6页) 物理 第2页(共6页) 物理 第3页(共6页)
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2024-2025学年高二物理第三次月考卷02
答题卡
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
姓 名:__________________________
准考证号:
一、选择题:
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
二、实验题
13.(6分)
(1)______________(2分)
(2)_________(1分)
________(1分)
(3)______________(2分)
14.(9分)
(1)______________(3分)(2)________(3分)
(3)_________(3分)
三、计算题
15. (11分)
17.(本题满分8分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
16. (12分)
17. (14分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
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2024-2025学年高二物理下学期第三次月考卷02
(考试时间:90分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3.测试范围:第1~3章,选择性必修第三册(人教版2019)。
4.难度系数:0.7。
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.对于下列四幅图的说法,正确的是( )
A.甲图薄板上的蜂蜡融化成圆形区域,说明薄板是非晶体
B.图乙中,对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图
C.丙图中液体表面层分子间距离小于液体内部分子间的距离,分子间表现为斥力
D.丁图中封闭注射器的出射口,按压管内封闭气体过程中会感到阻力增大,这表明气体子间距离减小时,分子间斥力会增大
【答案】B
【解析】A.图甲说明薄板在传导热量上具有各向同性,多晶体和非晶体都具有各向同性,说明薄板可能是多晶体,也可能是非晶体,故A错误;
B.温度越高,各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移,则图丙中,T2对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图,故B正确;
C.图丙为液体的结构的示意图,由图可知,液体表面层的分子距离较大,但分子间的引力和斥力都比液体内部的小,只是分子斥力减小得更快,故表现出来的是引力,故C错误;
D.丁图中封闭注射器的出射口,按压管内封闭气体过程中阻力增大,是气体压强逐渐变大的缘故,故D错误。
故选B。
2.若以、表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积和密度,以、表示水的摩尔体积和密度,表示水的摩尔质量,表示阿伏加德罗常数,则下列关系式中错误的是( )
A.一个水分子的质量为
B.一个水分子的体积为
C.一个水分子的体积为
D.
【答案】C
【解析】A.表示水的摩尔质量,则一个水分子的质量为
故A正确,不满足题意要求;
B.、分别表示水的摩尔体积和密度,则一个水分子的体积为
故B正确,不满足题意要求;
C.、分别表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积和密度,由于水蒸气分子间距远大于分子直径,则一个水分子的体积
故C错误,满足题意要求;
D.由题意可知水的摩尔质量为
故D正确,不满足题意要求。
故选C。
3.如图所示,绝热活塞将绝热气缸内分成A、B两部分,各自封闭着同种气体(可视为理想气体),活塞由销子固定,A、B部分气体体积相等、温度相同,压强之比为2∶1,现将销子拔掉,气体再次稳定。下列说法中正确的是( )
A.A部分气体的质量小于B部分气体的质量
B.拔掉销子前,A部分气体分子对气缸壁的单次平均撞击力大于B部分气体分子对气缸壁的单次平均撞击力
C.拔掉销子前,A部分气体分子的平均动能等于B部分气体分子的平均动能
D.拔掉销子再次稳定后,A部分气体分子的平均动能等于B部分气体分子的平均动能
【答案】C
【解析】A.根据理想气体状态方程
可知对于同种气体,在相同体积、相同温度下,气体的质量(或分子数)与压强成正比,由题意可知,可以判断A部分所含分子数要多于B部分,所以A部分的气体质量大于B部分气体的质量,故A错误;
B.单次平均撞击力主要由分子的热运动(温度)决定,温度相同则单次平均撞击力相同,所以拔掉销子前,A部分气体分子对气缸壁的单次平均撞击力等于B部分气体分子对气缸壁的单次平均撞击力,故B错误;
C.因为两部分气体的初温相同,根据理想气体分子平均动能取决于气体的温度,故拔掉销子前,A部分气体分子的平均动能等于B部分气体分子的平均动能,故C正确;
D.拔掉销子活塞向右运动,A气体对外做功,与外界没有热量交换,内能减小,温度降低,外界对气体B做功,与外界没有热量交换,所以B部分气体的内能增加,温度升高,所以再次稳定后,A部分气体分子的平均动能小于B部分气体分子的平均动能,故D错误。
故选C。
4.如图甲为神舟十七号载人飞船成功与中国空间站天和核心舱实现对接。气闸舱有两个气闸门,与核心舱连接的是闸门A,与外太空连接的是闸门B,如图乙所示。空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走,需经过气闸舱,开始时气闸舱内气压为(地球表面标准大气压),用抽气机多次抽取气闸舱中气体(每次抽气后抽气机内与舱内气体压强相等),当气闸舱气压降到一定程度后才能打开气闸门B,已知每次从气闸舱抽取的气体(视为理想气体)体积都是气闸舱容积的,抽气过程中温度保持不变,不考虑漏气、新气体产生、航天员进出舱对气体的影响。则抽气1次后和抽气2次后气闸舱内气压分别约为( )
A.9.1×104Pa,7.8×104Pa B.9.8×104Pa,7.8×104Pa
C.9.1×104Pa,8.3×104Pa D.9.8×104Pa,8.3×104Pa
【答案】C
【解析】第一次抽气相当于气体的体积由V变为,温度不变,根据气体实验定律得
解得
第二次抽气相当于气体的体积由变为,温度不变,根据气体实验定律得
解得
故选C。
5.在一次科学晚会上,胡老师表演了一个“马德堡半球实验”。他先取出两个在碗底各焊接了铁钩的不锈钢碗,在一个碗里烧了一些纸,然后迅速把另一个碗扣上,再在碗的外面浇水,使其冷却到环境温度。用两段绳子分别钩着铁钩朝相反的方向拉,试图把两个碗拉开。当两边的人各增加到5人时,才把碗拉开。已知碗口的直径为20cm,环境温度为27℃,大气压强,实验过程中碗不变形,也不漏气,设每人平均用力为200N。两个不锈钢碗刚被扣上时,里面空气的温度最接近( )
A.43℃ B.143℃ C.150℃ D.167℃
【答案】D
【解析】设一个人的拉力为,冷却后碗内压强为,碗口面积为,碗口直径为,对其中一个碗受力分析可知
解得
由理想气体状态方程
当气体体积不变时,压强与热力学温度成正比即
解得
℃,D选项符合题意。
故选D。
6.如图所示,一定质量的理想气体从状态开始,先经历等压变化到状态,再经历等容变化到状态。下列判断正确的是( )
A.从到,气体温度升高
B.从到,气体向外界放热
C.从到,气体内能不变
D.从到,气体对外界做功
【答案】A
【解析】A.从a到b,气体的压强不变,体积变大,根据可知气体温度升高,选项A正确;
B.从a到b,体积增大,外界对气体做负功,内能增加,根据热力学第一定律可知,气体吸热,选项B错误;
C.从b到c,气体体积不变,压强减小,根据可知温度降低,可知气体内能减小,选项C错误;
D.从b到c,气体体积不变,不对外界做功,选项D错误。
故选A。
7.如图是水电站的发电原理图,由图可知,下列说法错误的是( )
A.水力发电不会造成污染
B.该装置将机械能转化为电能
C.要加大发电的功率,可采用仅“增大水落差”的方法
D.该装置可以将水库中储存的水的机械能全部转化为电能
【答案】D
【解析】AB.水力发电不会有污染,同时将水的机械能转化为电能,故AB正确;
C.如果仅将水落差增大,那么水流到水轮机处的速度就增大,这一方法可加大发电的功率,故C正确;
D.由于水下落过程以及发电机装置都有摩擦,故该装置不可能将水库中储存的水的机械能全部转化为电能,故D错误。
该题选择错误选项,故选D。
8.某个冬天的早晨,小红打开家里的制暖空调,为使制暖效果更佳,她关闭门窗,一段时间后房间内升高至25℃并保持恒温。房间内的气体可视为质量不变的理想气体,若将一杯装有花粉的10℃水置于该房间内,则下列说法正确的是( )
A.制暖空调机工作时,热量从低温物体传递给高温物体
B.制暖空调机开始工作后,房间内气体的内能始终保持不变
C.待空调稳定后,花粉的运动激烈程度会减弱
D.花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了花粉分子在不停地做无规则运动
【答案】A
【解析】A.制暖空调机工作时,因为电机工作电流做功,热量从低温物体传到高温物体,故A正确;
B.制暖空调机开始工作后,房间内气体温度升高,内能增大,故B错误;
C.待空调稳定后,房间内温度升高,装花粉的水温度升高,花粉做布朗运动激烈程度会增加,故C错误;
D.花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了水分子在不停地做无规则运动,故D错误。
故选A。
9.如图所示,F表示两分子间的作用力,Ep表示分子间的势能,图中两条图像分别表示分子间作用力和分子势能随分子间距离变化的规律,图中r1是分子势能为0时对应的距离,r2是分子间作用力为0时对应的距离,r3是分子间作用力随分子间距离变化的图像最低点对应的距离,r4是分子间作用力及分子势能均可视为0的足够远的某一距离。下列说法正确的是( )
A.r2对应着分子势能的最小值
B.从r1到r3,Ep先增大后减小
C.从r1到r3,F一直减小
D.从r2到r4,F先增大后减小,Ep不断增大
【答案】AD
【解析】AB.根据图像可知,分子间距离小于时,表现为斥力,距离越小,越大;分子间距离大于时,表现为引力,随着距离增大,先增大后减小;分子间距离从0开始增大的过程,为斥力时做正功,为引力时做负功,故分子间距离等于时,最小,从到,先减小后增大;故A正确,B错误;
CD.由于是分子间作用力为0时对应的距离,则从到,F先减小后增大;从到,先增大后减小,分子力表现为引力,分子力做负功,则不断增大,故C错误,D正确。
故选AD。
10.如图,水平放置的导热气缸被一可自由滑动的光滑绝热活塞分成A、B两部分。初始时,A、B的压强均为,体积比为,环境温度为。现通过两种方式改变A、B两部分的体积,第一种方式是通过A气缸中的加热丝对A中气体缓慢加热,B中气体保持温度不变;第二种方式是通过B气缸壁的阀门把B中气体缓慢往外抽气;两种方式均使A、B的体积比变为。以下说法正确的是( )
A.两种方式末状态A中气体的压强相等
B.第一种方式,末状态A中气体的温度为
C.第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
D.第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值为
【答案】BD
【解析】B.第一种方式,设气缸容积为5V
对B部分气体,由玻意耳定律可得
解得
对A部分气体,由理想气体状态方程可得
代入数据解得,故B正确;
CD.第二种方式,设气缸容积为5V,缓慢抽气,导热气缸,可视为两部分气体均作等温变化
对A部分气体,由玻意耳定律可得
解得
对B部分气体,由玻意耳定律可得
代入数据解得
第二种方式,抽出气体的质量与原来B中气体质量的比值,故C错误,D正确;
A.由以上两种方式所求的末状态压强可知,A错误;
故选B。
11.一定质量的理想气体从A状态开始,经过A→B→C→D→A,最后回到初始状态A,各状态参量如图所示。下列说法正确的是( )
A.A状态到C状态气体吸收热量
B.B状态到C状态气体分子的平均动能增大
C.B→C过程气体对外做功大于C→D过程外界对气体做功
D.气体在整个过程中从外界吸收的总热量可以用ABCD的面积来表示
【答案】AD
【解析】A.根据理想气体状态方程有
可得
则从A状态到C状态,气体的内能增大;此过程气体体积增大,外界对气体做负功,由热力学第一定律可知,气体吸收热量,故A正确;
B.根据理想气体状态方程有
可得
可知从B状态到C状态,气体温度降低,气体分子的平均动能减小,故B错误;
C.根据p − V图像与横轴围成的面积表示做功大小,则B→C过程气体对外做功满足
C→D过程外界对气体做功为
可知B→C过程气体对外做功小于C→D过程外界对气体做功,故C错误;
D.气体从A状态开始,经过A→B→C→D→A,最后回到初始状态A,由于气体的内能变化为0,根据热力学第一定律可知,气体在整个过程中从外界吸收的总热量等于气体对外界做的功,即可以用ABCD的面积来表示,故D正确。
故选AD。
12.液体的表面张力会使液体表面总处于绷紧的状态。设想在液面上作一条分界线,张力的作用表现在,分界线两边液面以一定的拉力相互作用,的大小与分界线的长度成正比,即(为液体的表面张力系数),的方向总是与液面相切,并垂直于液面的分界线。小明设计了一个简易装置用来测量某液体的表面张力系数。如图所示,间距为的U型细框上放置一细杆,两者间摩擦不计。将装置从肥皂水中取出后水平放置,会形成一水平膜(忽略膜受到的重力),甲、乙分别为俯视图和正视图,由于表面张力的缘故,膜的上、下表面会对产生水平向左的力.小明用一测力计水平向右拉住使其保持静止,测力计示数为,接着用该肥皂水吹成了球形肥皂泡,如图所示。当肥皂泡大小稳定时,测得其球形半径为。下列说法正确的是( )
A.表面张力系数的单位是
B.测得肥皂水的表面张力系数为
C.肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强
D.肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为
【答案】BCD
【解析】A.由,得
其中的单位是,即,的单位是,代入上式,得到表面张力系数的单位是,故A错误;
B.肥皂水上下两个表面都存在表面张力,故有
得到肥皂水的表面张力系数为
故B正确;
C.由于肥皂泡表面存在表面张力,肥皂泡呈球形,为了维持球形的形状,肥皂泡内部气体压强大于外部大气压强,故C正确;
D.右侧半球膜受到膜内、外气体的压力和膜边缘的表面张力,如图
根据受力平衡可知
因肥皂泡的内外表面都存在表面张力,故肥皂泡内外气体对右侧半球膜的压力差为
故D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共15分。
13.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中,有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,记下量筒内每增加一定体积时的滴数,由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积;
②往边长约为的浅盘里倒入约深的水,待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上;
③用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待油膜形状稳定;
④将玻璃板放在浅盘上,然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上;
⑤将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上,计算出油膜的面积,根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。
完成下列填空:
(1)本实验的理想化假设是________。
A.考虑了各油酸分子间的间隙
B.将油膜看成单分子层油膜
C.将油酸分子看成球形
(2)实验中,体积为的所用油酸酒精溶液中纯油酸的体积为,用注射器和量筒测得滴上述溶液的体积为,把一滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中,待水面稳定后,得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示,图中每个小正方形的边长为,则油酸薄膜的面积 ;可求得油酸分子的直径为 (用、、、、表示)。
(3)某同学实验中最终得到的油酸分子直径数据偏小,可能是因为________。
A.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开
C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴
【答案】(1)BC
(2)
(3)C
【解析】(1)“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中的理想化假设是将油膜看成单分子层油膜、将油酸分子看成球形,不考虑各油酸分子间的间隙。
故选BC。
(2)[1][2]根据数格子的办法,多于半格算一格,少于半格舍去,油膜的总格数为71格,则油膜总面积为
由于所用油酸酒精溶液每体积溶液中有纯油酸体积,则溶液的浓度为
用注射器和量筒测得体积为的上述溶液有滴,则一滴溶液中纯油酸的体积为
油酸分子直径为
联立解得
(3)A.计算油膜面积时,舍去了所有不足一格的方格,导致油膜面积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏大,故A错误;
B.水面上痱子粉撒得太多,油膜没有充分展开,导致油膜面积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏大,故B错误;
C.用注射器和量筒测体积溶液滴数时多记录了几滴,导致油酸体积测量值偏小,根据
可知油酸分子直径测量值偏小,故C正确。
故选C。
14.某同学用注射器和压强传感器探究在温度不变时,一定质量气体的压强和体积关系。装置如图甲所示。
(1)关于实验要点,下列说法正确的是( )
A.活塞上要涂润滑油,以减小摩擦对压强测量的影响
B.推拉活塞时,应用手握住整个注射器,使其不要晃动
C.推拉活塞的时间越短越好
D.每次推拉活塞待稳定后,再记录压强值
(2)环境温度不变,该同学按正确操作先后做了两次实验,得到的两次的图像如图乙所示,两次图像斜率不同的原因是 ;
(3)另一同学也用该装置做实验,根据实验测得的多组p和V,作出图像如图丙所示,图像向下弯曲的可能原因有( )
A.实验过程中有进气现象 B.实验过程中有漏气现象
C.实验过程中气体温度降低 D.实验过程中气体温度升高
【答案】(1)D
(2)气体质量不同
(3)BC
【解析】(1)A.活塞上要涂润滑油,是为了防止漏气,气体压强由压强传感器测量,活塞与筒壁的摩擦对压强无影响,故A错误;
BC.推拉活塞时,不能用手握住整个注射器,要缓慢推拉活塞,以防止气体温度发生改变,故BC错误;
D.每次推拉活塞待稳定后,再记录压强值,故D正确。
故选D。
(2)由于温度不变,由可知,图像的斜率不同是因为气体的质量不同。
(3)由可知,图像向下弯曲斜率变小,则有可能是温度降低或发生了漏气现象。
故选BC。
三、计算题:本题共3小题,共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.某气压式升降电脑椅如图甲所示,其气压式升降结构的原理简图如图乙所示,圆柱形汽缸与椅子主体固定连接,汽缸与椅子主体总质量,汽缸内腔横截面积,底部的柱状气动杆与底座固定连接,气动杆与汽缸壁间有润滑油且紧密接触,在汽缸内密封了一定质量的氮气(视为理想气体),汽缸的气密性,导热性良好,其升降时与气动杆间的摩擦力忽略不计。电脑椅上不坐人,稳定不动时测得封闭氮气柱长度。已知大气压强,重力加速度。现在让质量分别为、的两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定后不动,假设室温不变,人对椅子的压力大小等于人的重力,方向竖直向下。求:
(1)稳定后两把电脑椅汽缸内气体的压强;
(2)稳定后两把电脑椅主体的高度差。
【答案】(1),
(2)
【解析】(1)质量的两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定不动时,设汽缸内对应氮气的压强分别为
对人、汽缸和椅子主体整体由平衡条件得,
解得,
(2)电脑椅上不坐人稳定不动时,设汽缸内氮气的压强为p,对汽缸和椅子主体整体由平衡条件得
解得
设两个人分别坐在同样的两把电脑椅上稳定不动时,汽缸内对应氮气柱的长度分别为
由于汽缸是导热的且室温不变,故氮气均发生等温变化,由玻意耳定律得,
解得,
则两把电脑椅主体的高度差
16.如图所示是一同学设计的烤烟车间的温度监控器,平台上表面有一个压力传感器(大小可忽略),开口向上、导热良好的气缸通过活塞密封了一定质量的气体,活塞固定在竖直轻杆上,轻杆上端固定在水平面上。当温度为时,活塞下表面距气缸底部上表面的距离为,平台上表面到气缸下表面的距离为,随着温度升高,气缸下移,气缸接触平台时,活塞未脱离气缸。已知气缸的质量为,活塞的横截面积为,大气压强,重力加速度为。
(1)求温度为时,封闭气体的压强;
(2)当压力传感器的示数为时,传感器就会报警,求传感器报警的最低环境温度。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)温度为时,对气缸受力分析,可得
解得封闭气体的压强为
(2)设活塞刚好报警时,末状态封闭气体的压强为,此时封闭气体的体积为;对气缸受力分析,可得
由理想气体状态方程可得
解得传感器报警的最低环境温度为
17.如图甲所示,深度为的圆柱形绝热气缸底部安装有电热丝(体积可忽略),可以通过加热来改变缸内的温度。气缸口有固定卡销。气缸内用质量为、横截面积为的活塞封闭了一定质量的理想气体,此时活塞刚好在气缸口,气缸内气体温度为,压强为。如图乙所示,保持气体温度不变,将汽缸固定在倾角为的斜面上。大气压强恒为,重力加速度为。不计活塞及固定卡销厚度,活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气,。
(1)求斜面上活塞距气缸底部的距离;
(2)气缸在斜面上放置时,接通气缸底部的电热丝缓慢给气体加热,一直到气体温度升高到,加热过程中通过电热丝的电流恒为,电热丝电阻为,加热时间为。若电热丝产生的热量全部被气体吸收,求温度时气缸内气体的压强及气体温度从升高到的过程中增加的内能。
【答案】(1)
(2)5p0,
【解析】(1)初始时,对封闭气体,压强体积分别为,
斜面上,初始时活塞受力平衡,则
解得
根据玻意耳定律有
解得
(2)假设活塞刚好到达气缸口时,气体温度为,结合上述,根据查理定律有
解得
此后气体体积不再变化,根据查理定律有
解得
电热丝产生的热量
气体对外做功
气体增加内能
解得
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