山西省大同市浑源县第七中学校2024-2025学年高二下学期第三次月考物理试题（含解析）

2024－2025学年第二学期高二年级第三次月考物理试题
试题满分：100分　　考试时间：75分钟
一、单选题（8题，每题4分，共32分）
1.如图所示为模拟气体压强产生机理的演示实验。操作步骤如下：①把一颗豆粒从距秤盘20 cm处松手让它落到秤盘上，观察指针摆动的情况；②再把100颗左右的豆粒从相同高度均匀连续地倒在秤盘上，观察指针摆动的情况；③使这些豆粒从更高的位置均匀连续倒在秤盘上，观察指针摆动的情况。下列说法正确的是(　　)
A. 步骤①和②模拟的是气体压强与气体分子平均速率的关系
B. 步骤②和③模拟的是气体压强与分子密集程度的关系
C. 步骤②和③模拟的是大量气体分子分布所服从的统计规律
D. 步骤①和②模拟的是大量气体分子频繁碰撞器壁产生压力的持续性
2.下列对能量耗散的理解正确的是(　　)
A. 能量耗散说明能量不断减少　　　　　　　　B. 能量耗散遵守能量守恒定律
C. 能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失
D. 能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程没有方向性
3.如图所示，蜘蛛网的主干纤维上分布着许多纤维凸起，可作为水蒸气凝结为水珠的凝结核，在朝阳下宛如珍珠项链。下列说法正确的有（ ）
A. 清晨的露珠格外明亮，这是阳光照射进小水珠后的折射现象
B. 由于露珠受到重力作用，所以露珠呈现的是上小下大的近似球状的水滴，与表面张力无关
C. 水珠悬挂在蜘蛛网上，说明水可以浸润蜘蛛丝
D. 露珠内部水分子热运动的平均动能不随温度变化而变化
4.关于密闭容器中气体的压强，下列说法正确的是(　　)
A. 是由气体受到的重力产生的　　　　　　　　　　B. 是由大量气体分子不断地碰撞器壁而产生的
C. 压强的大小只取决于气体分子数量的多少　　　　D. 容器运动的速度越大，气体的压强也越大
5.关于机械能和内能，下列说法中正确的是(　　)
A. 机械能大的物体，其内能一定很大 B. 物体的机械能损失时，内能却可以增加
C. 物体的内能损失时，机械能必然减小 D. 物体的内能为零时，机械能可以不为零
6.下列可以算出阿伏加德罗常数，并表示正确的一组数据是(　　)
A. 由水的密度ρ和水的摩尔质量M，得NA=
B. 由水的摩尔质量M和水分子的体积V0，得NA =
C. 由水分子的质量m0和水的摩尔质量M，得NA=
D. 由水分子的体积V0和水蒸气的摩尔体积V，得NA=
7.对于分子的热运动，以下叙述正确的是(　　)
A. 分子的热运动就是布朗运动
B. 分子的热运动是分子的无规则运动，同种物质的不同形态的分子的热运动剧烈程度相同
C. 气体分子的热运动不一定比液体分子剧烈
D. 物体运动的速度越大，其内部分子的热运动就越剧烈
8.一定质量的理想气体从状态经过再到，其压强和热力学温度的关系如图所示，和的延长线均经过原点，和横轴平行，则下列说法正确的是(　　)
A. 状态的体积大于状态的体积
B. 的过程中，单位时间内单位面积的器壁上分子碰撞次数增加
C. 过程中，气体要吸收热量
D. 完成一次循环过程，气体需要从外界吸收热量
二、多选题（3题，每题6分，共18分）
9.(多选)如图所示， 绝热隔板K把绝热的汽缸分成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b，气体分子之间相互作用势能可忽略，现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡，则(　　)
A. 气体a的体积增大了，压强变小了
B. 气体b的温度升高了
C. 加热后气体a的分子热运动比气体b的分子热运动更激烈
D. 气体a增加的内能大于气体b增加的内能
10.下列关于热力学温度的说法中正确的是(　　)
A. －33 ℃＝240 K　　　　　　　　　　　　　B. 温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K
C. 摄氏温度与热力学温度都可能取负值　
D. 温度由t ℃升至2t ℃，对应的热力学温度升高了t＋273 K
11.如图所示，一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态a开始先后变化到状态b、c，再回到状态a。已知a状态气体温度为27℃。则下列说法正确的是（　　）（绝度零度取－273℃）
A. 气体在c状态时的温度为600K
B. 从状态a→b→c的过程中，气体吸收热量
C. 气体在a→b→c→a过程中放出热量100J
D. 气体在b→c过程中单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数增多
三、实验题（前两空每空3分，第三个空4分，共10分）
12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中，具体操作如下：
Ⅰ.取油酸1.00 mL注入250 mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250 mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液。
Ⅱ.用滴管吸取制得的溶液并逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒中的溶液达到1.00 mL为止，恰好共滴了100滴。
Ⅲ.在浅盘内注入蒸馏水，待水面稳定后将爽身粉均匀地撒在水面上，静置后用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上散开形成一层油膜。
Ⅳ.待油膜稳定后，测得此油膜面积为3.60×102 cm2。
这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜是由单层油酸分子组成，这层油膜的厚度即可视为油酸分子的直径。求：(结果均保留2位有效数字)
(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是________ mL。
(2)油酸分子直径是________ m。
(3)某学生在做该实验时，发现计算的直径偏大，可能的原因是________。
A.爽身粉撒得过多
B.计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C.计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数少记了几滴
D.在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
四、计算题（13题13分，14题13分，15题14分，共40分）
13.如图所示，一个绝热活塞将绝热容器分为左右两部分，用控制阀K固定活塞，开始时左右两部分气体的体积分别为和，温度都是，压强都是p，给电热丝通电，使左侧气体温度升高到
(1)求左侧气体压强；
(2)保持左侧气体温度不变，打开控制阀K，活塞无摩擦向右移动，稳定后左右两侧气体体积相等，求右侧气体的温度。
14.如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口。左端用水银封闭长L1＝7.5 cm的理想气体，当温度为280 K时，两管水银面的高度差Δh＝5 cm。设外界大气压强为p0＝75 cmHg。
(1)求理想气体的压强。
(2)若对封闭气体缓慢加热，求当左右两管的水银面相平且稳定时理想气体的温度。
15.如图甲所示，一横截面积为S=0.01m2的轻质活塞将一定质量的气体封闭在圆柱形汽缸内，活塞距汽缸底部高度为h=0.6m。汽缸导热性能良好，汽缸底部通过单向阀门K(气体只能进入汽缸，不能逸出汽缸)与打气筒相连，已知打气筒每次能打入压强为p0、体积为3×10-4m3的空气。外界大气压强为p0=1×105Pa，外界温度恒定，不计活塞重力及活塞与汽缸之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2。则：
(1)如图乙所示，将一质量为m=20kg的物块轻放到活塞上部，待系统稳定后，求活塞下降的高度；
(2)在(1)问的条件下，通过打气筒向汽缸内打气，当打气n次且活塞稳定后，活塞再次回到初始高度，求打气筒向汽缸内打气次数n。
高二物理答题
一、单选题
1.【答案】D
【解析】步骤①和②都从相同的高度下落，不同的是豆粒的个数，故它模拟的气体压强与分子密集程度的关系，也说明大量的豆粒连续地作用在盘子上能产生持续的作用力；而步骤②和③的豆粒个数相同，让它们从不同的高度落下，豆粒撞击的速率不同，所以它们模拟的是分子的速率与气体压强的关系。
2.【答案】B
【解析】能量耗散的过程是能量向品质低的大气内能转变的过程，但是总的能量是守恒的，能量不能凭空产生，也不能凭空消失，A、C错误，B正确；一切与热现象有关的宏观自然过程都有方向性，能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性，D错误。故选B。
3.【答案】C
【解析】清晨的露珠格外明亮是由于露珠内部发生了全反射，经过多次全反射进入人眼，所以看起来格外明亮，故A错误；由于表面张力的作用露珠呈球形，由于露珠受重力，所以呈椭球形，故B错误；水珠悬挂在蜘蛛网上，说明水可以浸润蜘蛛丝，故C正确；温度是分子平均动能的标志，露珠内部水分子热运动的平均动能随温度变化而变化，故D错误。
4.【答案】B
【解析】气体的压强是大量气体分子不断地碰撞器壁而产生的，A错误，B正确；压强的大小取决于气体分子的平均动能和分子的数密度，与物体的宏观运动无关，C、D错误。
5.【答案】B
【解析】机械能和内能是两种不同形式的能，机械能包括物体的动能、重力势能和弹性势能；而内能是指所有分子动能和分子势能之和，与物体的温度、体积、物质的量及物态有关．机械能大的物体其内能不一定大，机械能损失时，其内能可能增大、不变或减小，故A错误，B正确；物体具有机械能的大小与物体内能的大小无直接关系，物体的内能损失时，机械能可能增大、不变或减小，故C错误；由分子动理论知，物体的内能不可能为零，机械能可以为零也可以不为零，故D错误．
6.【答案】C
【解析】知道水的密度和水的摩尔质量可以求出其摩尔体积，故A错误；
根据水的摩尔质量M和水分子的体积V0，和水的密度ρ可得，阿伏加德罗常数，故B错误；
根据水分子的质量m0和水的摩尔质量M，得阿伏加德罗常数，故C项正确；
水分子的体积V0和水蒸气的摩尔体积V，因为水蒸气分子间间隙较大，水分子所占据空间比水分子的体积大的多，所以，故D错误。故选C。
7.【答案】C
【解析】分子的热运动是分子的无规则运动，而布朗运动是悬浮在液体或气体中的微粒的无规则运动，不是分子的运动，故A错误；分子无规则运动的剧烈程度与物体的温度有关，物体的温度越高，分子的热运动就越剧烈，这种运动是物体内部分子的运动，属于微观的范畴，与物体的宏观运动没有关系，与物体的物态也没有关系，故B、D错误，C正确。
8.【答案】D
【解析】根据题意，由图可知，状态到状态的图像反向延长线过原点，可知，状态到状态为等容变化，状态到状态为等压变化，且温度升高，由盖吕萨克定律可得，则有，故A错误；根据题意，由图可知，状态到状态为等压变化，温度升高，分子的平均动能增加，则单位时间内单位面积的器壁上分子碰撞次数减少，故B错误；根据题意，由图可知，状态与状态气体温度相等，由理想气体状态方程可知，由于，则有，则从的过程中，气体体积减小，外界对气体做功，由于温度降低，气体内能减小，由热力学第一定律可知，气体要放出热量，故C错误；根据题意，结合上述分析可知，，则、过程中气体不做功，过程中，体积变大，气体对外界做功，过程中，体积减小，外界对气体做功，由图可知，过程中的压强大于过程中平均压强，则气体对外界做功大于外界对气体做功，完成一次循环过程，气体的温度不变，内能不变，由热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故D正确。
二、多选题
9.【答案】BCD
【解析】当对气体a加热时，气体a的温度升高，压强增大，由于K与汽缸壁的的接触是光滑的，可以自由移动，所以气体a、b 两部分的压强始终相同，都变大，A错误．由于气体a膨胀，气体b被压缩，所以外界对气体b做功， 根据热力学第一定律得，b的温度升高了，B正确．由于过程中气体a膨胀，气体b被压缩， 所以气体a的温度较高，加热后气体a的分子热运动比气体b的分子热运动更激烈，C正确．由于气体a膨胀，气体b被压缩，最终气体a体积大于气体b体积，所以气体a的最终温度较高，内能增加较多，D正确．
10.【答案】AB
【解析】由T＝273 K＋t可知，－33 ℃相当于240 K，A正确；由T＝273 K＋t，可知ΔT＝Δt，即热力学温标温度的变化总等于摄氏温标温度的变化，温度变化1 ℃，也就是温度变化1 K，B正确；因为绝对零度不能达到，故热力学温度不可能取负值，而摄氏温度可以取负值，C错误；初态温度为273 K＋t，末态温度为273 K＋2t，热力学温度也升高了t，D错误．
11.【答案】BC
【解析】根据
可得气体在c状态时的温度为，选项A错误；
从状态a→b→c的过程中，因c态温度高于a态，则气体内能增加；气体体积变大，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，选项B正确；
气体在a→b→c→a过程中内能不变，外界对气体做功等于图形abc包含的面积大小，
即
根据，可得，即气体放出热量100J，选项C正确；
气体在b→c过程气体的压强不变，体积变大，分子数密度减小，温度升高，气体分子平均速率变大，可知单位时间内撞击单位面积器壁上的气体分子个数减小，选项D错误。
故选BC。
三、实验题
12.【答案】(1)4.0×10－5　(2)1.1×10－9　(3)ABC
【解析】(1)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积
V＝ mL＝4.0×10－5 mL。
(2)油酸分子直径
d＝＝ m＝1.1×10－9 m。
(3)水面上爽身粉撒得过多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致计算结果偏大，故A正确；计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积S偏小，会导致计算结果偏大，故B正确；计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1 mL的溶液的滴数少记了几滴，则计算得到的每滴油酸酒精溶液的体积偏大，会导致计算结果偏大，故C正确；滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间，酒精挥发使溶液中油酸的浓度变大，形成的油膜面积变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。
四、计算题
13.【答案】(1)　　(2)
【解析】(1)设升温后左侧气体压强为，
根据查理定律可得
解得
(2)设稳定后两部分气体的压强均为，
对左侧气体由波意耳定律有
解得
设平衡后右侧气体温度为，
对右侧气体由理想气体的状态方程有
联立解得
14.【答案】(1)70 cmHg　(2)400 K
【解析】(1)根据左、右水银面的高度差为5 cm，可知开始时封闭气体压强为
p1＝p0－5 cmHg＝70 cmHg。
(2)设U形管的横截面积为S，对封闭气体的状态参量为
p1＝70 cmHg，T1＝280 K，V1＝L1S＝7.5 cm·S
设封闭气体升高至温度为T2时，左、右两管中水银液面相平，此时封闭气体的长度为h2＝L1＋＝10 cm
封闭气体的压强为p2＝p0＝75 cmHg
根据理想气体状态方程有＝
解得稳定时理想气体的温度为T2＝400 K。
15.【答案】(1)0.1m　　(2)4
模型构建
【解析】(1)初始时，缸内气体压强为p0，体积为V0=hS
物块轻放到活塞上部，待系统稳定后，设活塞距汽缸底部高度为h'，则缸内气体体积为V1=h'S，
缸内气体压强为p1，由平衡条件有p0S+mg=p1S
解得p1=p0+=1.2×105Pa
由玻意耳定律有p0V0=p1V1
解得h'=0.5m
则活塞下降的高度为Δh=h-h'=0.1m
(2)打气n次且活塞稳定后，活塞再次回到初始高度，
打气筒每次打入压强为p0、体积为V=3×10-4m3的气体，
由玻意耳定律可得p1V1+np0V=p1V0
解得n=4