海南省海口市高二下学期开学考试物理试题（word版含答案）

海南省海口市高二下学期开学考试物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．下列说法中正确的是__________．
A．热平衡定律是温度计测量温度的基本原理
B．两个未接触的热力学系统不可能达到热平衡
C．0℃的水结成0℃的冰，内能减少，分子势能增大
D．利用扩散现象可以向半导体材料中掺入微量杂质，以达到控制半导体性能的目的
E．晶体都有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变
2．一定质量的理想气体在某一过程中，从外界吸收热量 2.5×104J，气体对外界做功1.0×104J，则关于理想气体的叙述正确的是（ ）
A．气体的温度一定升高
B．气体的内能一定减少
C．气体的压强一定不变
D．分子的平均动能一定增大
E．分子间平均距离一定增大
3．一定量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其p-T图象如图所示，下列判断正确的是_____________．
A．气体在a、b两状态的体积相等
B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能
C．在过程ca中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功
D．在过程ab中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功
E．a、b和c三个状态中，状态a分子平均动能最小
4．如图所示是一定质量的理想气体的状态变化过程的P-T图线，在AB、BC、CA三个阶段中，放热过程有（ ）
A．AB B．BC C．CA D．以上全错
二、单选题
5．如图所示，一定质量的理想气体从状态a依次经过状态b、c和d再回到状态a的过程，a→b是温度为T1的等温过程，c→d是温度为T2的等温过程，b→c和d→a为绝热过程（气体与外界无热量交换），这就是著名的“卡诺循环”。卡诺循环构建了从单一热源吸收热量用来做功的理想过程，符合卡诺循环的热机的效率为。下列说法正确的是（　　）
A．a→b过程气体对外界做功且吸收热量
B．b→c过程气体对外做的功小于气体内能的减少量
C．c→d过程单位时间内碰撞器壁单位面积的分子数减少
D．由卡诺循环可知热机效率可能达到100%
6．下列说法正确的是（ ）
A．液体中悬浮微粒的布朗运动就是液体分子的无规则热运动
B．物体的温度越高，物体内分子热运动越激烈，物体的动能越大
C．密封在体积不变的容器中的气体温度升高时，单位时间打到单位面积器壁的分子数变多
D．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时，两系统的内能相同
7．下面关于气体压强的说法不正确的是（　　）
A．气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的
B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁的平均作用力
C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关
D．从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关
8．左端封闭右端开口粗细均匀的倒置U形管，用水银封住两部分气体，静止时如图所示，若让管保持竖直状态做自由落体运动，则 （ ）
A．左管中水银柱A将上移 B．右管中水银面将下降
C．气体柱Ⅰ长度将减小 D．气体柱Ⅱ长度将减小
9．下列说法中正确的是_______
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
B．由水的摩尔质量和水分子的质量，可以求出阿伏伽德罗常数
C．布朗运动表明分子越小，分子运动越剧烈
D．分子间的作用力随分子间距离的增大而减小
10．下列关于固体、液体、气体的性质的说法正确的是（　　）
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故
B．液体表面具有收缩的趋势，是由于在液体表面层里分子的分布比内部密集的缘故
C．黄金、白银等金属容易加工成各种形状，没有固定的外形，所以金属不是晶体
D．某温度的空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数
11．如图，两端封闭、上粗下细的导热玻璃管竖直放置，中间用一段水银柱封闭了A、B两部分气体。现环境温度略有上升，重新稳定后A、B两部分气体压强的增量分别为ΔpA、ΔpB，则（　　）
A．水银柱略向上移动，ΔpA＜ΔpB
B．水银柱略向上移动，ΔpA＞ΔpB
C．水银柱略向下移动，ΔpA＜ΔpB
D．水银柱略向下移动，ΔpA＞ΔpB
12．如图所示为利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置．已知圆柱形饮料瓶的底面积为S，每秒钟瓶中水位下降Δh，形成的部分水柱末端P离出水口的水平距离为x时，竖直距离为h，重力加速度为g，则(所有物理量均用国际单位)(　　)
A．为防止漏水，A处口子应该堵住
B．为保证水柱稳定，瓶中的水应少一些
C．出水口的截面积数值大小约为
D．出水口的截面积数值大小约为
三、实验题
13．在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)本实验利用了油酸分子易在水面上形成___________（选填“单层”或“多层”）分子油膜的特性。若将含有纯油酸体积为V的一滴油酸酒精溶液滴到水面上，形成面积为S的油酸薄膜，则由此可估测油酸分子的直径为___________。
(2)某同学实验中先取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液，测量并计算一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积后，接着又进行了下列操作：
A．将一滴油酸酒精溶液滴到水面上，在水面上自由地扩展为形状稳定的油酸薄膜
B．将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上计算油酸薄膜的面积
C．将玻璃板盖到浅水盘上，用彩笔将油酸薄膜的轮廓画在玻璃板上
D．向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上
以上操作的合理顺序是___________（填字母代号）。　
(3)若实验时痱子粉撒的太厚，则所测的分子直径会___________（选填“偏大”或“偏小”）。
(4)本实验中油膜的形成是分子力的作用效果。图甲为分子力F随分子间距r的变化图线，图乙为某同学参照图甲所做的分子势能Ep随分子间距r的变化图线。请你对图乙的合理性做出分析，填在下面表格相应的位置中。
指出合理或不合理之处并简述理由
合理之处 ___________________________
不合理之处 ___________________________
四、解答题
14．如图所示,一根粗细均匀的玻璃管两端开口,管内有一段水银柱,右管内水银面与管口 B的距离为2cm;中管内水银面与管口A之间的气柱长为20cm,气体的温度为27℃．将左管竖直插入水银槽中,整个过程温度不变,稳定后右管内水银柱刚好和管口相平．已知大气压强p=76cmHg,气体可视为理想气体．
（1）求左管A端插入水银槽的深度d;
（2）为使右管内水银面和中管内水银面再次相平,需使气柱的温度降为多少℃
15．一粗细均匀的U形细玻璃管始终竖直放置，如图所示，管竖直部分长为L1=60cm，水平部分长d=12cm，大气压强P0=76cmHg。U形管左端封闭，初始时刻右端开口，左管内有一段h=6cm长的水银柱封住了长为L2=40cm的理想气体。现在把光滑活塞从右侧管口缓慢推入U形管（不漏气），此过程左侧水银往上升了h1=5cm，求：
(1)左侧管内上端封闭气体末状态的压强；
(2)活塞下降的距离。
16．如图所示，在某实验室中有一足够长的圆柱形汽缸竖直放置，其横截面积，汽缸内有质量kg的活塞，活塞与汽缸壁封闭良好且不计摩擦，开始时活塞被阀门K固定在距离缸底cm处，此时汽缸内密闭气体的压强Pa，热力学温度K、外界大气压Pa，取重力加速度大小。
（1）现对密闭气体加热，当热力学温度K时，求理想气体的压强；
（2）若在第（1）问的条件下控制阀门K，使活塞开始向上缓慢运动，当它最后静止在某一位置时（阀门已完全打开），汽缸内气体的温度K，求此时理想气体的体积。
17．如图所示，一内壁光滑的导热圆柱形气缸静止在地面上。气缸内部有卡环，卡环上方放有一轻质活塞和一个物块，气缸的横截面积为。气缸内封闭有体积为的一定质量的理想气体，气体的温度为。现对气缸缓慢加热，当缸内气体温度上升到时活塞恰好离开卡环，继续缓慢加热气缸直到气体温度上升到。整个过程气体的内能增加了，气体从外界吸收了的热量。大气压强，重力加速度，求：
（1）物块的质量；
（2）温度为时气体的压强。
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参考答案：
1．ADE
【解析】
【详解】
A．热平衡定律是温度计测量温度的基本原理，选项A正确；
B．只要两个系统温度相等，则这两个系统处于热平衡状态，与是否接触无关，选项B错误；
C．0℃的水结成0℃的冰，分子动能不变，放出热量，则内能减少，分子势能减小，选项C错误；
D．利用扩散现象可以向半导体材料中掺入微量杂质，以达到控制半导体性能的目的，选项D正确；
E．晶体都有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变，选项E正确；
故选ADE.
2．ADE
【解析】
【详解】
气体从外界吸收热量 2.5×104J，气体对外界做功1.0×104J，则气体内能增加1.5×104J；
A．气体的内能增加，则温度一定升高，选项A正确；
B．气体的内能增加，选项B错误；
C．气体对外做功，体积变大，温度升高，由可知，压强不一定不变，选项C错误；
D．气体温度升高，则分子的平均动能一定增大，选项D正确；
E．气体体积变大，则分子间平均距离一定变大，选项E正确。
故选ADE。
3．ACE
【解析】
【分析】
考查理想气体等温变化，等压变化，等容变化。
【详解】
A．由图，依据，，A正确；
B．一定量理想气体的内能取决于温度，气体在状态a时的内能小于它在状态c时的内能，B错误；
C．ca为等压过程，温度下降，体积减小，内能减少，气体对外做功，据，得，气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功，C正确；
D．ab为等容过程，温度升高，压强增大，内能增加，气体不做功，气体从外界吸收的热量等于内能的增加量，D错误；
E．温度是分子平均动能的标志，状态a温度最低，分子平均动能最小，E正确．
故选ACE。
4．AC
【解析】
【详解】
由图示可知，AB过程，气体压强与热力学温度成正比，则气体发生等容变化，气体体积不变，外界对气体不做功，气体温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知，气体要放出热量；
由图示图象可知，BC过程气体发生等压变化，气体温度升高，气体内能增大，由盖吕萨克定律可知，气体体积增大，气体对外做功，由热力学第一定律△U=Q+W可知，气体要吸热；
由图象可知，CA过程气体温度不变而压强增大，内能不变，由玻意耳定律可知，气体体积减小，外界对气体做功，W＞0，气体内能不变，△U=0，由热力学第一定律可知，气体要放出热量；由以上分析可知，放出热量的过程是：AB与CA，故AC正确，BD错误；故选AC．
点睛：本题考查气体的状态方程中对应的图象，要抓住在P-T图象中等压线为过原点的直线．解决此类题目得会从图象中获取有用信息，判断出气体情况，内能变化情况，然后利用热力学第一定律即可做出正确得分析．
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．a→b过程为等温过程，温度不变，气体的内能不变，气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体从外界吸收热量，故A正确；
B．b→c过程中，绝热膨胀，气体对外做功，内能减小，温度降低，根据热力学第一定律可知b→c过程气体对外做的功等于气体内能的减少量，故B错误；
C．c→d为等温过程，压强变大，体积减小，因为温度不变，故气体分子的平均动能不变，压强变大说明单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多，故C错误；
D．热机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，并且还存在热量损失，机械效率不可能达到100%，故D错误。
故选A。
6．C
【解析】
【详解】
A．布朗运动是悬浮液体中微粒的无规则运动，产生的原因是液体分子对微粒撞击的冲力不平衡造成的，布朗运动间接反映了液体分子的无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，A错误；
B．温度是分子平均动能的标志，分子热运动越剧烈，温度越高分子平均动能越大，B错误；
C．密封在体积不变的容器中的气体温度升高时，单位时间打到单位面积器壁的分子数变多，C正确；
D．温度是描述热运动的物理量，一个系统与另一个系统达到热平衡时，两系统的温度相同，D错误。
故选C。
7．B
【解析】
【详解】
A．气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，选项A正确，不符合题意；
B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁上单位面积的平均作用力，选项B错误，符合题意；
C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关，选项C正确，不符合题意；
D．从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关，选项D正确，不符合题意。
故选B。
8．C
【解析】
【详解】
设大气压强为P0，由图示可知，封闭气体压强PⅠ=P0-h，PⅡ=PⅠ+h=P0，当U型管做自由落体运动时，水银处于完全失重状态，对封闭气体不产生压强，封闭气体压强都等于大气压P0；气柱I的压强变大，温度不变，由玻意耳定律可知，气体体积变小，气柱长度变小，右管中的水银面上升，故C正确，B错误；Ⅱ部分气体压强不变，温度不变，由理想气体状态方程可知，气体体积不变，气柱长度不变，左管中水银柱A不动，故AD错误；故选C.
【点睛】
U型管做自由落体运动时，水银处于完全失重状态，对气体不产生压强，分析判断出管中封闭气体压强如何变化，应用玻意耳定律及理想气体状态方程即可正确解题．
9．B
【解析】
【分析】
考查表面张力；阿佛加德罗常数；布朗运动；分子力。
【详解】
A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体外部，选项A错误；
B．由水的摩尔质量和水分子的质量，可以根据求出阿伏伽德罗常数，选项B正确；
C．布朗运动表明颗粒越小，分子运动越剧烈，选项C错误；
D．分子间的引力和吃力都随分子间距离的增大而减小，选项D错误。
故选B。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子在永不停息的做无规则运动的缘故，不是分子之间存在斥力的缘故，选项A错误；
B．液体表面具有收缩的趋势，是由于在液体表面层里分子的分布比内部稀疏的缘故，选项B错误；
C．黄金、白银等金属容易加工成各种形状，没有固定的外形，金属是多晶体，选项C错误；
D．某温度的空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数，选项D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
CD．假设水银柱不动，根据等容变化规律可得
解得
由于初始状态有
， ，
则有
则水银柱略向上移动，所以CD错误；
AB．重新稳定后A、B两部分气体压强，有
开始时，有
两式相减可得
因为上面的表面积较大，则有
则有
所以A错误；B正确；
故选B。
12．C
【解析】
【详解】
瓶子中的水流出的过程中水对出口处的压强减小，要保证流速不变，需要从A处口子向瓶内水上方进入空气从而增大上面气体的压强，这样瓶子内部的水多少对流速没有影响，故AB错误；根据题意可知水流离开管口做平抛运动，设初速度为v，竖直方向下落的时间为：，则有：，圆柱形饮料瓶的底面积为S，每秒钟瓶中水位下降△h，则有：S△h=vs′，解得出水口的截面积数值大小约为，故C正确、D错误．
13． 单层 DACB 偏大 见解析 见解析
【解析】
【详解】
(1)[1]在“用油膜法估测分子的大小”实验中，我们的实验依据是：①油膜是呈单分子分布的；②把油酸分子看成球形；③分子之间没有空隙；由上可知，在水面上要形成单层分子油膜；
[2]一滴油酸的体积为V，油酸分子的直径为
(2)[3]本实验首先要制备酒精油酸溶液，并明确一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积，同时通过量筒测出N滴油酸酒精溶液的体积；同时向浅盘中倒入约2cm深的水，将痱子粉均匀地撒在水面上；然后将此溶液1滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积。则用此溶液的体积除以其的面积，恰好就是油酸分子的直径。故正确的步骤为DACB。
(3)[4]实验过程中，若油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由可知，实验测量的油酸分子的直径偏大。
(4)[5]合理之处：图乙的大致变化情况合理，因为分子间距由足够远减小到r0的过程中分子力体现为引力做正功，分子势能减小，所以r0处的分子势能最小，此后再靠近的过程中，分子力体现为斥力做负功，所以分子势能逐渐增大。
[6]①图乙r1处分子势能为0的点不合理，由于分子力做功等于分子势能的变化，故分子间距由足够远减小到r1的过程中分子力做的总功应当为0，即甲图中r1处以右图线下的总面积应当为0，图中显然不符合。
②图乙在的范围内弯曲情况不合理，由于图线的斜率即为分子力，该区间的分子力是越来越大的，而图中的斜率显然越来越小。
14．（1）7cm （2）
【解析】
【详解】
（1）插入水银槽后封闭气体发生等温变化，由波意耳定律得 ①
得封闭气柱的长度 ②
由题意知，中管中水银面下降2cm，左管下端水银进入管中的长度为，管外水银面比管内水银面高4cm，那么A端插入水银槽的深度 ③
（2）当右管内水银面和中管内水银面再次相平时，封闭气柱的长度
④
压强 ⑤
根据理想气体状态方程得 ⑥
得气柱的温度
【点睛】
本题考查了理想气体状态方程的应用，难点在于根据数学关系确定气体长度的变化以及插入液面内玻璃管的长度.
15．(1)80cmHg；(2)15cm
【解析】
【详解】
(1)以左端封闭气体为研究对象，气体状态参量为
由玻意耳定律得
解得
(2)以右管内气体为研究对象，气体状态参量为
由玻意耳定律得
解得
即右侧管中空气柱的总长度为76cm，活塞下降的距离
16．（1）Pa；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）气体体积不变，由查理定律得
解得
Pa
（2）设活塞静止时理想气体的压强为，有
解得
Pa
由理想气体状态方程得
解得
17．（1）4kg；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）活塞离开卡环继续加热，活塞缓慢上升的过程中，气缸内气体发生等压变化，根据盖—吕萨克定律可得
代入数据，解得
根据热力学第一定律可得
其中
，
解得
又有
代入数据，解得
对活塞及物块整体受力分析，由平衡条件可得
联立方程，代入数据解得
（2）当气缸内气体温度上升到时活塞恰好离开卡环的过程中，气缸内气体发生等容变化，根据查理定律可得
解得
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