内容正文:
高二物理月考试卷
考试时间:75分钟;满分:100分
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A. 图1中,自处开始,随分子间的距离逐渐增大,分子力先减小后增大
B. 图2中,a、b曲线相比,a曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图
C. 图3中,水中小炭粒每隔一定时间位置的连线表示小炭粒做布朗运动的轨迹
D. 图4中,仅增加单位时间落入秤盘豆粒的数量,可模拟温度不变体积减小时对气体压强的影响
2. 阿伏伽德罗常量是(单位为),铜的摩尔质量为(单位为),铜的密度为(单位为),则下列说法不正确的是( )
A. 铜所含的原子数是
B. 1个铜原子的质量是
C. 1个铜原子占有的体积是
D. 1g铜所含的原子数是
3. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个状态变化过程,先后到达状态B和C。以下图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 小明自定一种新温标p,他将冰点温度到沸点温度等分为200格,且将冰点的温度定为50p。当小明测量一杯水的温度为150p时,这杯水的摄氏温度为( )
A. 30℃ B. 40℃ C. 50℃ D. 60℃
5. 如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定质量的空气(可看作理想气体)。若玻璃管中水柱上升,则玻璃泡内气体的变化可能是( )
A. 温度降低,压强减小 B. 温度升高,压强不变
C. 温度升高,压强增大 D. 温度不变,压强增大
6. 如图,一汽缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、横截面积为S的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内,平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右加速运动,稳定时发现活塞相对于汽缸移动了一定的距离。已知大气压强为,不计汽缸和活塞间的摩擦,且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为,整个过程中气体温度保持不变,气体可视为理想气体,则此时( )
A. 汽缸内气体的压强为
B. 汽缸内气体的压强为
C. 活塞移动的距离为
D. 活塞移动的距离为
7. 如图所示,一定质量的理想气体经历了的循环过程后回到状态A,以下说法正确的是( )
A. 对于过程,外界对气体做功 B. 对于过程,外界对气体做功
C. 整个循环过程中,外界对气体做功 D. 整个循环过程中,气体吸收热量
二、多选题(每题6分,全部选对得6分,部分选对得3分,错选不得分,共18分)
8. 关于固体与液体,下列说法正确的是( )
A. 若物体表现为各向同性,则该物体一定是非晶体
B. 液晶中分子排列的有序性介于晶体和液体之间
C. 露珠呈球状,是表面张力作用的结果
D. 有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的微粒能够形成不同的空间结构
9. 如图所示,粗细均匀、导热良好的U形管左端开口、右端封闭,管内用水银封闭、两段气体。已知大气压强不变,随着环境温度缓慢升高,两气柱的体积膨胀使下端液面的高度差变小,封闭气柱可视为理想气体,则、两部分气柱的体积、随热力学温度变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是( )
A. 乙分子的运动范围为
B. 乙分子在P点()时,其动能为E0
C. 乙分子在Q点()时,处于平衡状态
D. 乙分子若从P点运动到点,乙的分子力逐渐变大
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为1∶500,用注射器和量筒测得1mL上述溶液50滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开。
(1)本实验中做了三点理想化假设:
①将油酸分子视为球形;
②________;
③油酸分子是紧挨在一起的。
(2)测得油膜的面积约为160cm2,则油酸分子的直径是________m;
(3)某同学计算出的结果明显偏大,可能的原因是( )
A. 油酸中含有大量酒精
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴溶液中纯油酸的体积时,1mL的溶液的滴数少记了几滴
12. 两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。
(1)第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置进行实验,注射器中密封了一定质量的气体。实验过程中,下列操作正确的是______。
A. 应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B. 实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C. 推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器
D. 实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好
(2)第二个实验小组的同学利用如图乙所示的实验装置进行实验。
①测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示,发现pV的值越来越大,在本次实验操作中可能出现了下列哪种情况?______。
序号
V/mL
p/()
pV/()
1
12.0
1.6351
19.621
2
14.0
1.4030
19.642
3
16.0
1.2313
19.701
4
18.0
1.0952
19.714
5
20.0
1.0010
20.020
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度升高了
C.实验时柱塞的密闭性不好,向外漏气
②如果在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据。为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出______(填“”或“”图像)。对图像进行分析,如果在误差允许范围内该图像是一条______,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
四、解答题(13题12分,14题12分,15题16分,共40分)
13. 如图所示,两个导热密闭容器置于温度不变的环境中。A和B内部存储有同种理想气体,连接两容器细管的开关处于闭合状态。A的容积是B容积的,初始时A中气体的压强是B中气体压强的2倍,忽略连接细管的体积。打开开关稳定后,求:
(1)A中压强与开关打开前A中压强之比;
(2)从A中进入B中的气体质量与开关打开前A中气体质量之比。
14. 一端封闭、粗细均匀、导热性能良好且足够长的玻璃管内,封闭着一定质量的理想气体,如图所示。已知水银柱的长度,玻璃管开口向上,倾角倾斜放置,稳定时被封闭的空气柱长,大气压强始终为,环境的热力学温度,取重力加速度大小,不计水银与玻璃管壁间的摩擦力。
(1)缓慢转动玻璃管,当玻璃管竖直且开口向上时,求管内空气柱的长度;
(2)缓慢转动玻璃管,并缓慢改变管内气体的温度,当玻璃管竖直且开口向下时,管内空气柱的长度仍为,求管内气体的热力学温度。
15. 如图所示,一根劲度系数的轻质弹簧上端固定,下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置,顶部开口且有卡扣,以保证活塞不会脱离。气缸内部高为、底面积为,缸内气体初始温度为,活塞到气缸底部的距离为,弹簧被拉伸了。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为,重力加速度为,忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积,不计一切摩擦。求:
(1)绝热气缸的总质量;
(2)活塞恰好到达气缸顶部时封闭气体的温度;
(3)已知在整个加热过程中,气体吸收的热量为,求气体内能的变化量。
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高二物理月考试卷
考试时间:75分钟;满分:100分
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 关于分子动理论,下列说法中正确的是( )
A. 图1中,自处开始,随分子间的距离逐渐增大,分子力先减小后增大
B. 图2中,a、b曲线相比,a曲线为同一气体温度较高时气体分子的速率分布图
C. 图3中,水中小炭粒每隔一定时间位置的连线表示小炭粒做布朗运动的轨迹
D. 图4中,仅增加单位时间落入秤盘豆粒的数量,可模拟温度不变体积减小时对气体压强的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中是分子力等于零的位置,从图像可知,分子间距从增大时,分子力先变大后变小,故A错误;
B.根据分子运动速率分布图像可知,b中速率大分子占据的比例较大,则曲线b对应的温度较高,故B错误;
C.图中的折线是炭粒在不同时刻的位置的连线,并不是固体小颗粒的运动轨迹,也不是分子的运动轨迹,由图可以看出小炭粒在不停地做无规则运动,故C错误;
D.图4中,仅增加单位时间落入秤盘豆粒的数量,可模拟温度不变体积减小时对气体压强的影响,故D正确;
故选D。
2. 阿伏伽德罗常量是(单位为),铜的摩尔质量为(单位为),铜的密度为(单位为),则下列说法不正确的是( )
A. 铜所含的原子数是
B. 1个铜原子的质量是
C. 1个铜原子占有的体积是
D. 1g铜所含的原子数是
【答案】A
【解析】
【详解】A.铜的质量为,摩尔数为,铜所含的原子数是
故A错误;
B.铜的摩尔质量是,故一个铜原子的质量是,故B正确;
C.铜中所含的原子数为
一个铜原子所占的体积是
故C正确;
D.铜的摩尔数为,故铜所含的铜原子数是,故D正确。
本题选不正确项,故选A。
3. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个状态变化过程,先后到达状态B和C。以下图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由p−V图可知,A到B是等压过程,在p−T或p−t图中也为平行于横轴的图线,B到C是等容过程,在p−T图中为过原点的一条倾斜直线,在p−t图中为过−273.15℃的一条倾斜直线,又pAVA=pCVC,知TA=TC。
故选D。
4. 小明自定一种新温标p,他将冰点温度到沸点温度等分为200格,且将冰点的温度定为50p。当小明测量一杯水的温度为150p时,这杯水的摄氏温度为( )
A. 30℃ B. 40℃ C. 50℃ D. 60℃
【答案】C
【解析】
【详解】新温标把冰点温度到沸点温度等分为200格,则每一格对应的摄氏温度为0.5℃,冰点的温度定为50p,测量一杯水的温度为150p,则水的温度比冰点温度大100p,对应摄氏温度为
即这杯水的摄氏温度为50℃,故选C。
5. 如图所示为伽利略设计的一种测温装置示意图,玻璃管的上端与导热良好的玻璃泡连通,下端插入水中,玻璃泡中封闭有一定质量的空气(可看作理想气体)。若玻璃管中水柱上升,则玻璃泡内气体的变化可能是( )
A. 温度降低,压强减小 B. 温度升高,压强不变
C. 温度升高,压强增大 D. 温度不变,压强增大
【答案】A
【解析】
【详解】设玻璃泡内压强和大气压强分别为、,水柱与液面高度差为,则有
化简得
玻璃管中水柱上升,则玻璃泡内气体的体积减小,玻璃泡内压强减小。
根据,可知温度降低。
故选A。
6. 如图,一汽缸水平固定在静止的小车上,一质量为m、横截面积为S的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内,平衡时活塞与汽缸底相距L。现让小车以一较小的水平恒定加速度向右加速运动,稳定时发现活塞相对于汽缸移动了一定的距离。已知大气压强为,不计汽缸和活塞间的摩擦,且小车运动时,大气对活塞的压强仍可视为,整个过程中气体温度保持不变,气体可视为理想气体,则此时( )
A. 汽缸内气体的压强为
B. 汽缸内气体的压强为
C. 活塞移动的距离为
D. 活塞移动的距离为
【答案】A
【解析】
【详解】AB.小车运动后对活塞受力分析,设内部气体压强为,根据牛顿第二定律,有
内部气体压强为,故A正确,B错误;
CD.设运动后活塞移动的距离为,根据玻意耳定律有
解得,故C错误,D错误。
故选A。
7. 如图所示,一定质量的理想气体经历了的循环过程后回到状态A,以下说法正确的是( )
A. 对于过程,外界对气体做功 B. 对于过程,外界对气体做功
C. 整个循环过程中,外界对气体做功 D. 整个循环过程中,气体吸收热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.图像面积代表做功可知,过程,气体体积增大,对外做功,A错误;
B.过程体积不变,不做功,B错误;
C.图像面积代表做功可知,整个循环过程中,外界对气体做功,C正确;
D.整个循环过程,初状态内能等于末状态内能,由热力学第一定律结合C选项分析知,气体放出的热量,D错误。
故选C。
二、多选题(每题6分,全部选对得6分,部分选对得3分,错选不得分,共18分)
8. 关于固体与液体,下列说法正确的是( )
A. 若物体表现为各向同性,则该物体一定是非晶体
B. 液晶中分子排列的有序性介于晶体和液体之间
C. 露珠呈球状,是表面张力作用的结果
D. 有的物质能够生成种类不同的几种晶体,因为它们的微粒能够形成不同的空间结构
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.多晶体也具有各向同性,若物体表现为各向同性,则该物体可能是多晶体,故A错误;
B.液晶的分子排列既具有液体的流动性,又保留了晶体分子排列的有序性,其有序性介于晶体和液体之间,故B正确;
C.露珠呈球状,是表面张力作用的结果,故C正确;
D.有些物质的微粒可以形成不同的空间结构(例如碳可以形成金刚石和石墨),因此能生成种类不同的几种晶体,故D正确。
故选BCD。
9. 如图所示,粗细均匀、导热良好的U形管左端开口、右端封闭,管内用水银封闭、两段气体。已知大气压强不变,随着环境温度缓慢升高,两气柱的体积膨胀使下端液面的高度差变小,封闭气柱可视为理想气体,则、两部分气柱的体积、随热力学温度变化的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.根据理想气体状态方程
变形得
可知,图像上某点与原点连线的斜率能够间接表示气体压强的倒数,由题意可知,大气压强不变,气体做等压变化,则气体的体积与热力学温度成正比,图像是一条过原点的倾斜直线,故A错误,B正确;
CD.因为气体的压强保持不变,而、两气柱下端液面高度差变小,根据
可知,气柱压强变大,图像上某点与原点连线的斜率减小,又由于气柱的体积膨胀,即体积增大,故C正确,D错误。
故选BC。
10. 甲分子固定在坐标原点O,乙分子沿x轴运动,两分子间的分子势能Ep与两分子间距离x的变化关系如图所示。图中分子势能的最小值为-E0。若两分子所具有的总能量为0,则下列说法中正确的是( )
A. 乙分子的运动范围为
B. 乙分子在P点()时,其动能为E0
C. 乙分子在Q点()时,处于平衡状态
D. 乙分子若从P点运动到点,乙的分子力逐渐变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A.当乙分子运动至Q点()时,其分子势能为零,故其分子动能也为零,分子间距最小,而后向分子间距变大的方向运动,故乙分子的运动范围为,故A错误;
B.乙分子在P点()时,其分子势能为- E0,由两分子所具有的总能量为0,可知其分子动能为E0,故B正确;
C.分子在平衡位置分子势能最小,故乙分子在Q点()时,分子引力小于分子斥力,合力表现为斥力,乙分子有加速度,不处于平衡状态,故C错误;
D.乙分子在P点()时,势能最小,分子力的合力为零,在Q点()时,分子力表现为斥力,从P点运动到点,分子力逐渐变大,故D正确。
故选BD。
三、实验题(每空2分,共14分)
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,所用的油酸酒精溶液的浓度为1∶500,用注射器和量筒测得1mL上述溶液50滴,把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内,让油膜在水面上尽可能散开。
(1)本实验中做了三点理想化假设:
①将油酸分子视为球形;
②________;
③油酸分子是紧挨在一起的。
(2)测得油膜的面积约为160cm2,则油酸分子的直径是________m;
(3)某同学计算出的结果明显偏大,可能的原因是( )
A. 油酸中含有大量酒精
B. 计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C. 求每滴溶液中纯油酸的体积时,1mL的溶液的滴数少记了几滴
【答案】(1)油膜看成单分子层
(2) (3)BC
【解析】
【小问1详解】
本实验中做了三点理想化假设:将油酸分子视为球形;油膜看成单分子层;油酸分子是紧挨在一起的。
【小问2详解】
1滴油酸酒精溶液中所含的纯油酸的体积为
则油酸分子的直径为
【小问3详解】
某同学计算出的结果明显偏大,根据
A.油酸中含有大量酒精不会造成影响,因为酒精最终挥发或者溶于水,故A错误;
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格,则油膜面积S测量值偏小,使得分子直径测量值偏大,故B正确;
C.求每滴溶液中纯油酸的体积时,1mL的溶液的滴数少记了几滴,则纯油酸的体积测量值偏大,使得分子直径测量值偏大,故C正确。
故选BC。
12. 两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。
(1)第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置进行实验,注射器中密封了一定质量的气体。实验过程中,下列操作正确的是______。
A. 应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B. 实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C. 推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器
D. 实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好
(2)第二个实验小组的同学利用如图乙所示的实验装置进行实验。
①测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示,发现pV的值越来越大,在本次实验操作中可能出现了下列哪种情况?______。
序号
V/mL
p/()
pV/()
1
12.0
1.6351
19.621
2
14.0
1.4030
19.642
3
16.0
1.2313
19.701
4
18.0
1.0952
19.714
5
20.0
1.0010
20.020
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度升高了
C.实验时柱塞的密闭性不好,向外漏气
②如果在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据。为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出______(填“”或“”图像)。对图像进行分析,如果在误差允许范围内该图像是一条______,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
【答案】(1)CD (2) ①. B ②. ③. 过原点的倾斜直线
【解析】
【小问1详解】
AC.为了保证气体温度不变,应该以较慢的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积,推拉柱塞时,手不可以握住整个注射器,故A错误,C正确;
B.气体压强通过压力表测得,所以不需要用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量,故B错误;
D.为了保证气体质量一定,实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好,故D正确。
故选CD。
【小问2详解】
①[1]根据测得的实验数据发现pV的值越来越大,根据
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大,不会使得pV的值越来越大,故A错误;
B.实验时环境温度升高了,使得pV的值越来越大,故B正确;
C.实验时柱塞的密闭性不好,向外漏气,使得pV的值越来越小,故C错误。
故选B。
②[2][3]如果在操作规范、不漏气的前提下,测得多组压强p和体积V的数据,根据
可得
为了能直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系,应作出图像。对图像进行分析,如果在误差允许范围内该图像是一条过原点的倾斜直线,就说明一定质量的气体在温度不变时,其压强与体积成反比。
四、解答题(13题12分,14题12分,15题16分,共40分)
13. 如图所示,两个导热密闭容器置于温度不变的环境中。A和B内部存储有同种理想气体,连接两容器细管的开关处于闭合状态。A的容积是B容积的,初始时A中气体的压强是B中气体压强的2倍,忽略连接细管的体积。打开开关稳定后,求:
(1)A中压强与开关打开前A中压强之比;
(2)从A中进入B中的气体质量与开关打开前A中气体质量之比。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设初状态中的压强、体积为,则初状态中的压强、体积为,以中气体为研究对象,假设中气体被压缩到压强为,此时其体积变为,由玻意耳定律有
解得
设开关打开并稳定后中气体的压强为,由玻意耳定律有
解得
【小问2详解】
设开关打开并稳定后,中的气体再被压缩到原来的压强时,体积为,由玻意耳定律有
解得
中气体质量与开关打开前中气体质量之比
从中进入中的气体质量与开关打开前中气体质量之比
14. 一端封闭、粗细均匀、导热性能良好且足够长的玻璃管内,封闭着一定质量的理想气体,如图所示。已知水银柱的长度,玻璃管开口向上,倾角倾斜放置,稳定时被封闭的空气柱长,大气压强始终为,环境的热力学温度,取重力加速度大小,不计水银与玻璃管壁间的摩擦力。
(1)缓慢转动玻璃管,当玻璃管竖直且开口向上时,求管内空气柱的长度;
(2)缓慢转动玻璃管,并缓慢改变管内气体的温度,当玻璃管竖直且开口向下时,管内空气柱的长度仍为,求管内气体的热力学温度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,初始时封闭气体的压强为
当玻璃管竖直且开口向上时,封闭气体的压强为
设玻璃管的横截面积为,根据玻意耳定律可得
解得
【小问2详解】
当玻璃管竖直且开口向下时,封闭气体的压强为
由题意可知,封闭气体的体积不变,根据查理定律可得
代入数据,解得
15. 如图所示,一根劲度系数的轻质弹簧上端固定,下端与一质量为的绝热活塞连接并悬挂一绝热气缸。活塞与气缸内封闭着一定质量的理想气体。气缸内部带有加热装置,顶部开口且有卡扣,以保证活塞不会脱离。气缸内部高为、底面积为,缸内气体初始温度为,活塞到气缸底部的距离为,弹簧被拉伸了。现缓慢加热气体使气缸下降到活塞恰好到达气缸顶部。已知大气压强恒为,重力加速度为,忽略活塞和气缸壁的厚度及加热装置的体积,不计一切摩擦。求:
(1)绝热气缸的总质量;
(2)活塞恰好到达气缸顶部时封闭气体的温度;
(3)已知在整个加热过程中,气体吸收的热量为,求气体内能的变化量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
温度为时,对活塞分析
解得
对气缸分析
解得
【小问2详解】
活塞恰好到达气缸顶部的过程中,气体做等压变化
可解得
【小问3详解】
当气体温度为时,体积为;当活塞恰好到达气缸顶部时,气体温度为,所以气体温度由加热到的过程中,气体作等压变化,故气体对外做功为
根据热力学第一定律可得
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