内容正文:
高二年级下学期期中考试
物理试题
一、单选题
1. 2024年9月,中科院在自研磁体方面取得技术突破,产生了42.02T的稳态磁场,其强度约为地磁场强度的80万倍(稳态磁场是指磁感应强度不随时间变化的磁场)。下列说法正确的是( )
A. 42.02T表示磁通量的大小
B. 该稳态磁场不可能激发出电场
C. 磁感应强度不随时间变化的磁场一定是匀强磁场
D. 将通电直导线放入该稳态磁场,受到的安培力一定很大
【答案】B
【解析】
【详解】A.42.02T表示磁感应强度的大小。故A错误;
B.根据麦克斯韦电磁场理论可知该稳态磁场不可能激发出电场。故B正确;
C.磁感应强度不随时间变化的磁场为恒定磁场,在恒定磁场中,如果磁感应强度在空间各处完全相同,即大小和方向都不变。就是匀强磁场。故C错误;
D.将通电直导线与磁场平行放入该稳态磁场,受到的安培力为零。故D错误。
故选B。
2. 下列说法正确的( )
A. 毛细管插入不浸润液体中,管内液面会上升
B. 明矾表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
C. 两分子的间距逐渐增大的过程,则分子势能可能先减少,后增加
D. 在太空的空间站中,自由飘浮的水滴呈球形,这是万有引力作用的结果
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.在毛细现象中,液面的上升还是下降与液体的种类、毛细管的材质有关,毛细管插入不浸润液体中,管内液面一般会下降,A错误;
B.明矾表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列规则,B错误;
C.两分子的间距从无限接近开始,间距逐渐增大的过程,分子力先做正功后做负功,则分子势能先减少后增加,故两分子的间距逐渐增大的过程,则分子势能可能先减少,后增加,C正确;
D.在太空的空间站中,自由飘浮的水滴表面张力会使表面积有缩小的趋势,在失重条件下会使得液体成球状,D错误;
故选C。
3. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,配制出的油酸酒精溶液,每一升该溶液含有升的纯油酸,上述溶液的n滴的体积为V。把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,测出油膜面积为S,则该油酸分子的直径为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
油膜的厚度可视为油酸分子的直径,所以该油酸分子的直径为
故D正确,ABC错误。
故选D。
4. 关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是( )
A. 布朗运动就是指在光学显微镜下直接观察到的液体分子的运动
B. 两个相距很远的分子在外力作用下靠到最近过程中,它们的分子力先增大后减小
C. 温度升高气体分子热运动加剧,在分子数密度相同情况下温度高的气体压强大
D. 一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子平均动能增加,但内能不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.布朗运动就是指在光学显微镜下直接观察到的固体颗粒的无规则运动,不是液体分子的运动,A错误;
B.两个相距很远的分子在外力作用下靠到最近过程中,它们的分子力先增大后减小,再增大,B错误;
C.温度升高气体分子热运动加剧,分子平均速率变大,在分子数密度相同情况下温度高的气体分子对器壁的碰撞力较大,则气体的压强大,C正确;
D.一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子平均动能不变,但内能增加,D错误。
故选C。
5. 1个吸收1个中子发生核反应时,大约放出的能量,则纯完全发生核反应放出的能量为(为阿伏加德罗常数)( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】的摩尔质量
纯含有的原子个数
故放出的能量为
故D正确,ABC错误。
故选D。
6. 在如图所示的振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路中的电流正在增大,则此时( )
A. 电路中磁场能正在减小
B. 电容器两极板间场强正在减小
C. a点电势比b点高
D. 线圈中感应电动势正在增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据图中磁场的方向,结合安培定则,可知线圈中的电流从b到a,而根据题意,此时电路中的电流正在增大,则表明电容器正在放电,电容器两极板间的电场能正在减小,线圈中的磁场能正在增大,故A错误,B正确;
C.根据以上分析,线圈中的电流从b到a,且电路中的电流正在增大,电容器正在放电,所以下极板带正电,上极板带负电,即a点电势比b点低,故C错误;
D.a点电势比b点低,电容器两极板间的场强在减弱,电场能在减小,则放电电流在减小,因此线圈中的感应电动势相应的在变小,故D错误。
故选B。
7. 如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用两段水银将管内气体A、B与外界隔绝,管口向下放置,若保持温度不变,将管倾斜,待稳定后,以下关于气体A、B说法正确的是( )
A. 气体A的压强不变 B. 气体B的压强减小
C. 气体A、B的体积都增大 D. 气体A、B的体积都减小
【答案】D
【解析】
【详解】被封闭气体B的压强
被封闭气体A的压强
其中hA、hB为上下两端水银柱的竖直高度,故当管倾斜时水银柱竖直高度都将减小,则封闭气体压强pA和pB增大,又由于气体是等温变化,由玻意耳定律
知,气体A、B的压强增大,体积减小。
故选D。
8. 一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程,其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为,bc和cd分别平行于横轴和纵轴,b、c、d三个状态的体积关系为,下列说法正确的是( )
A. 从a到b,气体的体积不变
B. 从b到c,单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加
C. c、d两状态的体积之比为2:3
D. 从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据得
可知图像上的点与(-273.15,0)连线的斜率与气体体积有关,从a到b,斜率增大,则气体的体积减小。故A错误;
B.从b到c,压强不变,温度升高,则体积变大,单位体积内分子数减少,则单位时间碰撞单位面积器壁的分子数减少。故B错误;
C.d到a等容过程有
c到d等温过程有
联立解得
故C错误;
D.由,联立解得
bcd过程的图如下
由图可知,b到c和c到d的体积差相等。由于图线与横坐标围成的面积表示气体对外界做的功,显然
b到c,气体温度升高,内能增加,根据热力学第一定律得
c到d,气体温度不变,内能不变,根据热力学第一定律得
联立可得
故D正确。
故选D。
二、多选题
9. 如图甲所示,质量为M、半径为R的圆柱形汽缸(上端有卡扣)用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞用细线连接并悬挂在天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为,活塞和容器上、下部相距均为h,现让封闭气体的温度缓慢升高,气体从初始状态A经状态B到达状态C,其图像如图乙所示,已知外界大气压恒为,O、A、C三点共线,活塞光滑且气密性良好,重力加速度大小为g,则理想气体在状态( )
A. B的热力学温度为 B. B的压强为
C. C的压强为 D. C的热力学温度为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.气体先做等压变化,压强为
当活塞刚到达汽缸卡扣处时,气体体积为原来的2倍,气体在状态B的热力学温度为,故A正确,B错误;
CD.状态B之后气体做等容变化,气体在状态C的压强为在状态B压强的2倍,气体在状态C的热力学温度为,故C错误,D正确。
故选AD。
10. 在LC振荡电路的工作过程中,下列的说法正确的是
A. 电容器放电完了时,两极板间的电压为零,电路中的电流达到最大值
B. 电容器两极板间的电压最大时,线圈中的电流也最大
C. 在一个周期内,电容器充、放电各一次
D. 振荡电路的电流变大时,电场能减少,磁场能增加
【答案】AD
【解析】
【详解】电容器放电时,回路中电流在增加,电容器上的电量在减少,电容器放电完了时,两极板间的电压为零,电路中的电流达到最大值,故A正确.电容器两极板间的电压最大时,线圈中的电流最小,故B错误.在一个周期内,电容器充、放电各两次,故C错误.振荡电路的电流变大时,电容器在放电,电场能减少,磁场能增加,故D正确.故选AD.
【点睛】电容器充电完毕(放电开始):电场能达到最大,磁场能为零,回路中感应电流i=0.放电完毕(充电开始):电场能为零,磁场能达到最大,回路中感应电流达到最大.
11. 关于下列各图的说法正确的是( )
A. 图甲中微粒的无规则运动虽然不是分子的运动,但可以间接反映出液体分子运动的无规则性
B. 由图乙可知,分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
C. 图丙中波峰值越大表示物体的温度越高
D. 图丁为石墨和金刚石的微观结构,由此说明物质可以由晶体转化为非晶体
E. 图戊中的实验在一定程度上说明了做功和热传递对改变物体的内能是等效的
【答案】ABE
【解析】
【详解】A.悬浮微粒的无规则运动是固体颗粒在液体分子的不平衡碰撞下产生的。故不是分子的运动。但间接反映了液体分子运动的无规则性,A正确;
B.分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小,B正确;
C.根据速率分布图象可知,图象波峰的位置越往水平轴正方向移动表示物体的温度越高。而波峰值越大只表示某速率区间的分子数越多,C错误;
D.物质可以由晶体转化为非晶体,但石墨和金刚石是微观结构不同的同种物质,都是晶体,故不能说明晶体可以转化为非晶体,D错误;
E.焦耳热功当量实验表明,使系统通过绝热过程发生变化。做功的数量只由过程始末两个状态决定,而与做功的方式无关。故该实验在一定程度上说明了做功和执传递对改变物体的内能是等效的,E正确。
故选ABE。
12. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为,打气筒每次可将压强为、体积为的空气充入壶内,从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全,壶内空气压强不能超过;为了保证喷水效果,壶内气体压强至少为,当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现装入的水并用盖子密封,壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计,壶内空气可视为理想气体且温度始终不变,则下列说法正确的是( )
A. 为了保证喷水效果,打气筒最少打气20次
B. 为了保证喷壶安全,打气筒最多打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比为
C. 若充气到喷壶安全上限,然后打开喷嘴向外喷水,可向外喷出水的体积为
D. 若充气到喷壶安全上限,然后打开喷嘴向外喷水,可向外喷出水的体积为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.为了保证喷水效果,设打气筒最少打气次,则有
其中
解得
选项A正确;
B.为了保证喷壶安全,打气筒最多打气次,则有
其中
则
根据公式
由于壶内空气可视为理想气体且温度始终不变,则打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比
B正确;
CD.若充气到喷壶安全上限,然后打开喷嘴向外喷水,设可向外喷出水的体积为,则有
解得
C正确,D错误。
故选ABC。
三、实验题
13. 在估测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:
①取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;
④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。
(1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为__________,油膜面积为__________,求得的油酸分子直径为__________m(此空保留一位有效数字)。
(2)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较,数据都偏大。对于出现这种结果的原因,可能是由于__________。
A. 在求每滴溶液体积时,lmL溶液的滴数多记了2滴
B. 计算油酸面积时,错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C. 水面上痱子粉撒的较多,油酸膜没有充分展开
【答案】(1) ①. ②. 40 ③.
(2)C
【解析】
【小问1详解】
[1]一滴油酸的酒精溶液含油酸为
[2]油膜覆盖小方格数约为40格,由于每小格面积为,故油膜覆盖面积
[3]油酸分子直径
【小问2详解】
A.在求每滴溶液体积时,lmL溶液的滴数多记了2滴,则一滴油酸的酒精溶液含油酸体积计算值偏小,得到的油酸分子的直径偏小,故A错误;
B.计算油酸面积时,错将所有不完整的方格作为完整的方格处理,则油膜面积计算值偏大,得到的油酸分子的直径偏小,故B错误;
C.水面上痱子粉撒的较多,油酸膜没有充分展开,则油膜面积计算值偏小,得到的油酸分子的直径偏大,故C正确。
故选C。
14. 某实验小组对路灯(通过光控开关随周围环境的亮度改变进行自动控制)的内部电路设计进行模拟探究。实验室提供的器材有:电源、电阻箱、小灯泡L、光敏电阻、开关、电磁继电器、导线若干。
(1)用千分尺测量光敏电阻封装厚度,示数如图(a),读数为______mm;
(2)经测量光敏电阻在不同照度下的阻值如下表:
照度(Lx)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻(Ω)
75
40
28
23
20
18
根据表中数据,说明光敏电阻阻值随照度变化的特点______;
(3)如图(b)所示是实验小组设计的路灯控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在______(填“AB”或“BC”)之间;
(4)用多用电表“×1Ω”挡,按正确步骤测量图(b)中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图(c)所示,则线圈的电阻为______Ω;
(5)实验小组优化了路灯控制模拟电路如图(d)所示,要求当照度低至1.0Lx时光敏电阻两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸引照明电路中开关K的衔铁实现启动照明系统,此时光敏电阻两端的电压叫做放大电路的激励电压。已知直流电源电动势,内阻,放大电路的激励电压为2V,为实现照度低至1.0Lx时电磁开关启动照明电路电阻箱R的阻值应调为______Ω;
(6)为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地______(填“增大”或“减小”)电阻箱的电阻。
【答案】(1)7.519##7.520##7.521
(2)光敏电阻的阻值随照度的增大而非线性减小
(3)AB (4)19.0Ω
(5)60 (6)增大
【解析】
【小问1详解】
图(a)中千分尺的读数为
考虑估读误差,其读数结果为:7.519 mm-7.521mm;
【小问2详解】
光敏电阻的阻值随照度的增大而非线性减小;
【小问3详解】
当天亮时,光敏电阻的阻值变小,所以回路中电流增大,则衔铁被吸下来,此次触片和下方接触,此时灯泡应该熄灭,说明灯泡接在了AB上;
【小问4详解】
用多用电表用“×1Ω”挡,测量的结果为;
【小问5详解】
照度低至1.0Lx时,则通过光敏电阻的电流为
根据闭合电路的欧姆定律
解得;
【小问6详解】
若要求天色更暗(照度降低至1.0Lx)时才点亮路灯,天色更暗时光敏电阻更大,要先保证回路中的激励电压2V不变,则应增大电阻箱的阻值。
四、解答题
15. 如图所示,一粗细均匀、竖直放置的U形管,其左端封闭、右端开口,管内水银柱将一部分理想气体封闭在左管中。玻璃管的横截面积为,当封闭气体的温度为时,左管内气柱长度,右管中水银面比左管中水银面高。现缓慢降低封闭气体的温度,至左右两管中的水银面等高。已知大气压强,水银的密度为,重力加速度g取。求:
(1)末状态封闭气体的温度;
(2)若此过程中气体内能减少了,气体对外放出的热量为多少(提示:可通过图像计算做功)。
【答案】(1)204K
(2)6.33J
【解析】
【小问1详解】
封闭气体的初态有,
两边液面等高时左边液面升高
气体长度为,
则末态有,
由理想气体状态方程可得
联立解得
【小问2详解】
该过程气体的压强随着液面的移动线性减小,即随着体积线性减小,图像是一条倾斜的直线。故该过程外界对气体做的功
可得
由热力学第一定律可得
解得
即放出的热量为。
16. 高压锅是生活中一种密闭的导热容器,以其独特的高温高压功能,使食物的制作时间大大缩短,为我们提供了很大的生活方便。如图所示,某高压锅容积5L,锅盖中央有一横截面积 出气口,孔上盖有质量为m=80g的限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内气体顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。在大气压温度27℃的干燥环境下向锅体内放入3L的食物,盖上锅盖加上限压阀密封好后,开火加热到锅内温度达117℃时,限压阀顶起开始排气,不计食物体积变化和各处摩擦,锅内气体视为理想气体,g取求∶
(1)使用这个高压锅时,锅内气体达到的最大压强是多少;
(2)从开始加热到限压阀刚被顶起时,锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)依题意,限压阀刚被顶起时,锅内气体达到的最大压强,有
解得
(2)由查理定律,可得
又
,
解得
锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强为
17. 如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属汽缸内,活塞的质量kg,截面积cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气,开始时封闭气柱长度为20cm,外界气温℃,大气压强Pa。将质量为的重物缓慢放到活塞上,稳定后活塞下降了5cm;再对汽缸内气体缓慢加热,气体吸收了J的热量,活塞又上升了3cm,求:
(1)重物的质量;
(2)加热前后缸内气体温度的增加值;
(3)加热前后缸内气体内能的变化量。
【答案】(1)kg
(2)℃
(3)J
【解析】
【小问1详解】
状态1(初始),根据平衡条件有,cm
状态2,根据平衡条件有,cm
等温过程方程
解得kg
【小问2详解】
缓慢加热,状态3有,cm,
等压过程方程
解得℃
【小问3详解】
从状态2至状态3内气体对外做功
由热力学第一定律,有
得J
18. 我国部分地区有放孔明灯祈福的习俗,如图所示为一圆柱形孔明灯,下端开口,其底面面积S=0.52m2,高h=1.0m,灯体的质量m=0.13kg,将灯体固定,加热灯内气体,当温度由7℃升至77℃时,取重力加速度10m/s2,常压下7℃空气密度ρ=1.3kg/m3,求:
(1)灯内逸出气体的质量与加热前灯内气体的质量之比;
(2)灯体解除固定,灯内温度升高到多少孔明灯能升空?(保留一位小数)
【答案】(1);(2)73.7℃
【解析】
【详解】(1)加热前气体的温度为
加热后的气体温度为
设圆柱的体积为V,逸出的气体的体积为ΔV1,对剩余气体的体积根据盖·吕萨克定律得
同温同压下,气体的质量比等于体积比,所以逸出的气体与加热前的质量比为
解得
(2)当灯体的重力和内部气体的重力之和等于浮力时灯会上升,所以只要排出的气体的重力等于灯体的重力灯就能上升。设加热到t3后排出的气体的体积为ΔV2
对剩余气体的体积根据盖·吕萨克定律得
根据题意得
解得
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高二年级下学期期中考试
物理试题
一、单选题
1. 2024年9月,中科院在自研磁体方面取得技术突破,产生了42.02T的稳态磁场,其强度约为地磁场强度的80万倍(稳态磁场是指磁感应强度不随时间变化的磁场)。下列说法正确的是( )
A. 42.02T表示磁通量的大小
B. 该稳态磁场不可能激发出电场
C. 磁感应强度不随时间变化的磁场一定是匀强磁场
D. 将通电直导线放入该稳态磁场,受到的安培力一定很大
2. 下列说法正确的( )
A. 毛细管插入不浸润液体中,管内液面会上升
B. 明矾表现为各向异性,是由于该物质的微粒在空间的排列不规则
C. 两分子的间距逐渐增大的过程,则分子势能可能先减少,后增加
D. 在太空的空间站中,自由飘浮的水滴呈球形,这是万有引力作用的结果
3. 在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,配制出的油酸酒精溶液,每一升该溶液含有升的纯油酸,上述溶液的n滴的体积为V。把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,用彩笔在玻璃板上描出油膜的轮廓,再把玻璃板放在坐标纸上,测出油膜面积为S,则该油酸分子的直径为( )
A. B. C. D.
4. 关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是( )
A. 布朗运动就是指在光学显微镜下直接观察到的液体分子的运动
B. 两个相距很远的分子在外力作用下靠到最近过程中,它们的分子力先增大后减小
C. 温度升高气体分子热运动加剧,在分子数密度相同情况下温度高的气体压强大
D. 一定质量的100℃的水变成100℃的水蒸气,其分子平均动能增加,但内能不变
5. 1个吸收1个中子发生核反应时,大约放出的能量,则纯完全发生核反应放出的能量为(为阿伏加德罗常数)( )
A. B. C. D.
6. 在如图所示的振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上,且电路中的电流正在增大,则此时( )
A. 电路中磁场能正在减小
B. 电容器两极板间场强正在减小
C. a点电势比b点高
D. 线圈中感应电动势正在增大
7. 如图所示,在一端封闭的玻璃管中,用两段水银将管内气体A、B与外界隔绝,管口向下放置,若保持温度不变,将管倾斜,待稳定后,以下关于气体A、B说法正确的是( )
A. 气体A的压强不变 B. 气体B的压强减小
C. 气体A、B的体积都增大 D. 气体A、B的体积都减小
8. 一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a四段状态变化过程,其图像如图所示。其中da延长线与横轴的交点为,bc和cd分别平行于横轴和纵轴,b、c、d三个状态的体积关系为,下列说法正确的是( )
A. 从a到b,气体的体积不变
B. 从b到c,单位时间碰撞单位面积器壁的分子数增加
C. c、d两状态的体积之比为2:3
D. 从b到c的过程气体从外界吸收的热量大于从c到d的过程气体从外界吸收的热量
二、多选题
9. 如图甲所示,质量为M、半径为R的圆柱形汽缸(上端有卡扣)用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞用细线连接并悬挂在天花板上。初始时封闭气体的热力学温度为,活塞和容器上、下部相距均为h,现让封闭气体的温度缓慢升高,气体从初始状态A经状态B到达状态C,其图像如图乙所示,已知外界大气压恒为,O、A、C三点共线,活塞光滑且气密性良好,重力加速度大小为g,则理想气体在状态( )
A. B的热力学温度为 B. B的压强为
C. C的压强为 D. C的热力学温度为
10. 在LC振荡电路的工作过程中,下列的说法正确的是
A. 电容器放电完了时,两极板间的电压为零,电路中的电流达到最大值
B. 电容器两极板间的电压最大时,线圈中的电流也最大
C. 在一个周期内,电容器充、放电各一次
D. 振荡电路的电流变大时,电场能减少,磁场能增加
11. 关于下列各图的说法正确的是( )
A. 图甲中微粒的无规则运动虽然不是分子的运动,但可以间接反映出液体分子运动的无规则性
B. 由图乙可知,分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小
C. 图丙中波峰值越大表示物体的温度越高
D. 图丁为石墨和金刚石的微观结构,由此说明物质可以由晶体转化为非晶体
E. 图戊中的实验在一定程度上说明了做功和热传递对改变物体的内能是等效的
12. 如图所示的家庭小型喷壶总容积为,打气筒每次可将压强为、体积为的空气充入壶内,从而增加壶内气体的压强。为了保证喷壶的安全,壶内空气压强不能超过;为了保证喷水效果,壶内气体压强至少为,当壶内空气压强降至时便不能向外喷水。现装入的水并用盖子密封,壶内被封闭空气的初始压强为。壶中喷管内水柱产生的压强忽略不计,壶内空气可视为理想气体且温度始终不变,则下列说法正确的是( )
A. 为了保证喷水效果,打气筒最少打气20次
B. 为了保证喷壶安全,打气筒最多打入的空气质量与喷壶中原来气体质量之比为
C. 若充气到喷壶安全上限,然后打开喷嘴向外喷水,可向外喷出水的体积为
D. 若充气到喷壶安全上限,然后打开喷嘴向外喷水,可向外喷出水的体积为
三、实验题
13. 在估测油酸分子大小的实验中,具体操作如下:
①取油酸1.0mL注入250mL的容量瓶内,然后向瓶中加入酒精,直到液面达到250mL的刻度为止。摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解,形成油酸的酒精溶液;
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒,记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止,恰好共滴了100滴;
③在边长约40cm的浅水盘内注入约2cm深的水,将细石膏粉均匀地撒在水面上,再用滴管吸取油酸的酒精溶液,轻轻地向水面滴一滴溶液,酒精挥发后,油酸在水面上尽可能地散开,形成一层油膜,膜上没有石膏粉,可以清楚地看出油膜轮廓;
④待油膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上绘出油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上。
(1)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸的酒精溶液含油酸为__________,油膜面积为__________,求得的油酸分子直径为__________m(此空保留一位有效数字)。
(2)某同学实验中最终得到的油酸分子的直径和大多数同学的比较,数据都偏大。对于出现这种结果的原因,可能是由于__________。
A. 在求每滴溶液体积时,lmL溶液的滴数多记了2滴
B. 计算油酸面积时,错将所有不完整的方格作为完整的方格处理
C. 水面上痱子粉撒的较多,油酸膜没有充分展开
14. 某实验小组对路灯(通过光控开关随周围环境的亮度改变进行自动控制)的内部电路设计进行模拟探究。实验室提供的器材有:电源、电阻箱、小灯泡L、光敏电阻、开关、电磁继电器、导线若干。
(1)用千分尺测量光敏电阻封装厚度,示数如图(a),读数为______mm;
(2)经测量光敏电阻在不同照度下的阻值如下表:
照度(Lx)
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
电阻(Ω)
75
40
28
23
20
18
根据表中数据,说明光敏电阻阻值随照度变化的特点______;
(3)如图(b)所示是实验小组设计的路灯控制模拟电路,利用直流电源为电磁铁供电,利用照明电源为路灯供电。为达到天亮灯熄、天暗灯亮的效果,路灯应接在______(填“AB”或“BC”)之间;
(4)用多用电表“×1Ω”挡,按正确步骤测量图(b)中电磁铁线圈电阻时,指针示数如图(c)所示,则线圈的电阻为______Ω;
(5)实验小组优化了路灯控制模拟电路如图(d)所示,要求当照度低至1.0Lx时光敏电阻两端的电压恰好能使放大电路中的电磁铁吸引照明电路中开关K的衔铁实现启动照明系统,此时光敏电阻两端的电压叫做放大电路的激励电压。已知直流电源电动势,内阻,放大电路的激励电压为2V,为实现照度低至1.0Lx时电磁开关启动照明电路电阻箱R的阻值应调为______Ω;
(6)为使天色更暗时才点亮路灯,应适当地______(填“增大”或“减小”)电阻箱的电阻。
四、解答题
15. 如图所示,一粗细均匀、竖直放置的U形管,其左端封闭、右端开口,管内水银柱将一部分理想气体封闭在左管中。玻璃管的横截面积为,当封闭气体的温度为时,左管内气柱长度,右管中水银面比左管中水银面高。现缓慢降低封闭气体的温度,至左右两管中的水银面等高。已知大气压强,水银的密度为,重力加速度g取。求:
(1)末状态封闭气体的温度;
(2)若此过程中气体内能减少了,气体对外放出的热量为多少(提示:可通过图像计算做功)。
16. 高压锅是生活中一种密闭的导热容器,以其独特的高温高压功能,使食物的制作时间大大缩短,为我们提供了很大的生活方便。如图所示,某高压锅容积5L,锅盖中央有一横截面积 出气口,孔上盖有质量为m=80g的限压阀,当锅内气压达到限定值时,限压阀被锅内气体顶起放出部分气体,实现了对锅内气体压强的控制。在大气压温度27℃的干燥环境下向锅体内放入3L的食物,盖上锅盖加上限压阀密封好后,开火加热到锅内温度达117℃时,限压阀顶起开始排气,不计食物体积变化和各处摩擦,锅内气体视为理想气体,g取求∶
(1)使用这个高压锅时,锅内气体达到的最大压强是多少;
(2)从开始加热到限压阀刚被顶起时,锅内食物蒸发出来的水蒸气的分压强。
17. 如图所示,一定质量的理想气体被活塞封闭在圆筒形的金属汽缸内,活塞的质量kg,截面积cm2,活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气,开始时封闭气柱长度为20cm,外界气温℃,大气压强Pa。将质量为的重物缓慢放到活塞上,稳定后活塞下降了5cm;再对汽缸内气体缓慢加热,气体吸收了J的热量,活塞又上升了3cm,求:
(1)重物的质量;
(2)加热前后缸内气体温度的增加值;
(3)加热前后缸内气体内能的变化量。
18. 我国部分地区有放孔明灯祈福的习俗,如图所示为一圆柱形孔明灯,下端开口,其底面面积S=0.52m2,高h=1.0m,灯体的质量m=0.13kg,将灯体固定,加热灯内气体,当温度由7℃升至77℃时,取重力加速度10m/s2,常压下7℃空气密度ρ=1.3kg/m3,求:
(1)灯内逸出气体的质量与加热前灯内气体的质量之比;
(2)灯体解除固定,灯内温度升高到多少孔明灯能升空?(保留一位小数)
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