2018-2019学年河南省河南大学附属中学高二下学期期中考试物理（本部、实验）试题（解析版）

2018-2019学年河南省河南大学附属中学高二下学期期中考试物理（本部、实验）试题（解析版）

姓名 班级 考场 ‎ ‎………………………………………………密 …… 封 ……… 线……………………………………………………‎ 河南大学附属中学2018-2019学年高二下期期中 物理试题 ‎ 日期：2019年4月 ‎ 考查内容： 物理选修3-3 ‎ 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共110分，考试时间70分钟。‎ 分卷I 一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分) ‎ ‎1.如图所示，一定质量的理想气体密封在绝热(即与外界不发生热交换)容器中，容器内装有一可以活动的绝热活塞.今对活塞施以一竖直向下的压力F，使活塞缓慢向下移动一段距离后，气体的体积减小.若忽略活塞与容器壁间的摩擦力，则被密封的气体(　　)‎ A． 温度升高，压强增大，内能减少 B． 温度降低，压强增大，内能减少 C． 温度升高，压强增大，内能增加 D． 温度降低，压强减小，内能增加 ‎2.在一个与外界没有热交换的房间内打开冰箱门，冰箱正常工作，过一段时间房间内的温度将(　　)‎ A． 降低 B． 升高 C． 不变 D． 无法确定 ‎3.如图所示，4只管中A端有封闭气体，气体的压强分别为pa、pb、pc、pd，它们的大小顺序为(　　)‎ ‎ ‎ A．pa＝pb＝pc＝pd B．pd＞pc＞pa＞pb C．pa＝pb＝pc＜pd D．pa＝pc＜pb＝pd ‎4.对于一定质量气体的体积、温度、压强的说法中不正确的是(　　)‎ A． 保持温度不变，气体体积增大，分子密度减小，使气体分子在单位时间内对容器单位面积上的碰撞次数减少，导致压强减小 B． 保持压强不变，气体的体积增大，气体的密度减小，对器壁碰撞的次数有减小的趋势，但温度的升高，使每个分子对器壁的平均冲力增大而导致压强有增大的趋势，两种趋势的作用可相抵消，所以，压强不变时，温度升高，体积必增大 C． 保持体积不变，气体的分子密度不变，当温度升高时，平均每个气体分子对器壁的冲力增大，单位时间内对单位面积碰撞次数增多，致使气体压强增大 D． 气体温度、体积不变，气体压强可以改变 ‎5.一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度由0 ℃升高到10 ℃时，其压强的增加量为Δp1，当它由100 ℃升高到110 ℃时，其压强的增加量为Δp2，则Δp1与Δp2之比是(　　)‎ A． 1∶1 B． 1∶10 C． 1∶11 D． 11∶1‎ ‎6.一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的是(　　)‎ A．a→b过程中，气体体积增大，压强减小 B．b→c过程中，气体压强不变，体积增大 C．c→a过程中，气体压强增大，体积变小 D．c→a过程中，气体内能增大，体积变小 ‎7.一定质量的理想气体，经历了如图所示的状态变化过程，则这三个状态的温度之比是(　　)‎ A． 1∶3∶5 B． 3∶6∶5 C． 3∶2∶1 D． 5∶6∶3‎ ‎8.下列叙述正确的是(　　)‎ A． 扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动 B． 布朗运动就是液体分子的运动 C． 分子间距离增大，分子间作用力一定减小 D． 物体的温度越高，分子运动越激烈，每个分子的动能都一定越大 ‎9.在显微镜下观察布朗运动时，布朗运动的剧烈程度(　　)‎ A． 与固体微粒相碰撞的液体分子数有关，分子数目越多，布朗运动越显著 B． 与悬浮颗粒中分子的大小有关，分子越小，布朗运动越显著 C． 与固体微粒相碰撞的液体分子数有关，分子数目越少，布朗运动越显著 D． 与观察时间的长短有关，观察时间越长，布朗运动越趋平稳 ‎10.用如图所示的实验装置来研究气体等容变化的规律．A、B管下端由软管相连，注入不定量的水银，烧瓶中封有一定量的理想气体，开始时A、B两管中水银面一样高，那么为了保持瓶中气体体积不变(　　)‎ A．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向不移动 B．将烧瓶浸入热水中时，应将A管向下移动 C．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向上移动 D．将烧瓶浸入冰水中时，应将A管向下移动 二、多选题(共6小题,每小题4.0分,共24分) ‎ ‎11.(多选)下列现象中属于扩散现象的是(　　)‎ A． 樟脑球放在箱子里，过几天箱子里充满了樟脑的气味 B． 一杯水中放入一勺白糖，过一会儿水变甜了 C． 洒水车将水喷洒在路面上 D． 把白色的衣服和蓝色的衣服用清水泡了一晚上，白色衣服被染上了蓝色 ‎12.(多选)如图所示，用活塞把一定质量的理想气体封闭在汽缸中，用水平外力F作用于活塞杆，使活塞缓慢向右移动，由状态①变化到状态②．如果环境保持恒温，分别用p、V、T表示该理想气体的压强、体积、温度．气体从状态①变化到状态②，此过程可用下图中哪几个图象表示 (　　)‎ A． B． C． D．‎ ‎13.(多选)对于一定质量的理想气体，下列说法正确的是 (　　)‎ A． 不考虑分子间的相互作用力和分子势能 B． 在绝热膨胀过程中，内能不变 C． 温度升高时一定是从外界吸收了热量 D． 体积不变，压强减小时，物体一定向外界放出了热量 ‎14.(多选)关于热力学温度和摄氏温度，以下说法正确的是(　　)‎ A． 热力学温度的单位“K”是国际单位制中的基本单位 B． 温度升高了1 ℃就是升高了1 K C． 物体的温度值由本身决定，数值与所选温标无关 D． 0 ℃的温度可用热力学温度粗略地表示为273 K 15. ‎(多选)如图所示，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与两分子间距离的变化关系如图中曲线所示，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． 乙分子在P点(x＝x2)时，加速度最大 B． 乙分子在P点(x＝x2)时，其动能为E0‎ C． 乙分子在Q点(x＝x1)时，处于平衡状态 D． 乙分子的运动范围为x≥x1‎ ‎16.如图所示，两端封闭、粗细均匀、竖直放置的玻璃管内，有一长为h的水银柱将管内气体分为两部分，设原来上、下两部分气体温度相同，使两部分气体同时升高相同的温度 A.若l2< l1 则水银柱上移 B.若l2< l1 则水银柱下移 C.若l2> l1 则水银柱上移 D.若l2> l1 则水银柱下移 分卷II 三、 计算题(共4小题,共46分) ‎ ‎17. 已知铜的摩尔质量为6．4×10－2kg/mol，密度为8．9×103kg/m3，阿伏加德罗常数为6．0×1023mol－1，若认为铜是排列紧密的球形分子，试估算铜原子的直径．(要求保留一位有效数字)‎ ‎ ‎ ‎18.如图所示，活塞把密闭汽缸分成左、右两个气室，每室各与U形管压强计的一臂相连，压强计的两壁截面处处相同，U形管内盛有密度为ρ＝7．5×102kg/m3的液体．开始时左、右两气室的体积都为V0＝1．2×10－2m3，气压都为p0＝4．0×103Pa，且液体的液面处在同一高度，如图所示，现缓慢向左推进活塞，直到液体在U形管中的高度差h＝40 cm，求此时左、右气室的体积V1、V2．假定两气室的温度保持不变，计算时可以不计U形管和连接管道中气体的体积，g取10 m/s2．‎ ‎19.一汽缸竖直放在水平地面上，缸体质量M＝10kg，活塞质量m＝4 kg，活塞横截面积S＝2×10－3 m2，活塞上面的汽缸内封闭了一定质量的理想气体，下面有气孔O与外界相通，大气压强 p0＝1.0×105 Pa.活塞下面与劲度系数k＝2×103 N/m的轻弹簧相连．当汽缸内气体温度为127℃时弹簧为自然长度，此时缸内气柱长度L1＝20 cm，g取10 m/s2，活塞不漏气且与缸壁无摩擦．‎ ‎(1)当缸内气柱长度L2＝24 cm时，缸内气体温度为多少K?‎ ‎(2)缸内气体温度上升到T0以上，气体将做等压膨胀，则T0为多少K?‎ ‎20.如图甲所示，用面积为S的活塞在汽缸内封闭着一定质量的空气，活塞上放一砝码，活塞和砝码的总质量为m.现对汽缸缓缓加热，使汽缸内的空气温度从T1升高到T2，空气柱的高度增加了ΔL，已知加热时气体吸收的热量为Q，外界大气压强为p0.求：‎ ‎(1)此过程中被封闭气体的内能变化了多少？‎ ‎(2)汽缸内温度为T1时，气柱的长度为多少？‎ ‎(3)请在图乙的V－T图上大致作出该过程的图象(包括在图线上标出过程的方向).‎ 高二物理答案解析 ‎1.【答案】C ‎【解析】向下压活塞，活塞对气体做功，气体的内能增加，温度升高，对活塞受力分析可得出气体的压强增大，故选项C正确.‎ ‎2.【答案】B ‎【解析】‎ 取房间内气体及电冰箱(有散热装置)为系统，外界消耗电能，对系统做功，系统总内能增加.‎ ‎3.【答案】B ‎【解析】液体相连在等高处压强相等，必须注意的是不能把气体和液体“连通”，所以pa＝p0－h，pb＝p0－2h，pc＝p0＋h，pd＝p0＋2h，选B.‎ ‎4.【答案】D ‎【解析】根据理想气体状态方程＝恒量，如果温度和体积不变，那么压强一定不变．‎ ‎5.【答案】A ‎【解析】等容变化，这四个状态在同一条等容线上，因Δt相同，所以Δp也相同，故A正确．‎ ‎6.【答案】A ‎【解析】由图知a→b为等温膨胀过程，b→c为等压收缩过程，c→a为等容升压过程，所以A选项正确．‎ ‎7.【答案】B ‎【解析】由理想气体状态方程得：＝C(C为常数)，可见pV＝TC，即pV的乘积与温度T成正比，故B项正确．‎ ‎8.【答案】A ‎【解析】扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动，选项A正确；布朗运动是液体分子无规则运动的反映，不是液体分子的运动，选项B错误；在分子之间距离从平衡位置之间距离增大时，分子间距离增大，分子间作用力先增大后减小，选项C错误；物体的温度越高，分子运动越激烈，分子平均动能增大，并非每个分子的动能都一定越大，选项D错误．‎ ‎9.【答案】C ‎【解析】布朗运动是分子无规则碰撞悬浮颗粒引起的，温度一定，布朗运动的激烈程度就不变，与运动的时间无关．‎ ‎10.【答案】　D 解析　由＝C(常量)可知，在体积不变的情况下，温度升高，气体压强增大，右管A水银面要比左管B水银面高，故选项D正确；同理可知选项D正确．‎ ‎11.【答案】ABD ‎12.【答案】AD ‎【解析】由题意知，由状态①到状态②过程中，温度不变，体积增大，根据理想气体状态方程＝C可知压强将减小．对A图象进行分析，p－V图象是双曲线即等温线，且由状态①到②体积增大，压强减小，故A正确；对B图象进行分析，p－V图象是直线，温度会发生变化，故B错误；对C图象进行分析，可知温度不变，体积却减小，故C错误；对D图象进行分析，可知温度不变，压强是减小的，故体积增大，D正确．‎ ‎13.【答案】AD ‎【解析】由理想气体的特点可知A对；体积变化是做功的标志，体积增大，表示对外做功，体积减小表示外界对气体做功，绝热膨胀，显然内能减少，B错；温度升高，内能增加，可能是吸热，也可能是外界对物体做功，C错；V不变，由＝常量，p减小，T减小，内能减少，由于V不变，W＝0，物体不对外界做功，所以内能减少，一定是向外界放出了热量，D对.‎ ‎14.【答案】ABD ‎15.【答案】BD ‎【解析】由题图可知，乙分子在P点(x＝x2)时，动能最大，速度最大，加速度为零，由于两分子总能量为零，所以，乙分子在P点(x＝x2)时有Ek＋(－E0)＝0，解得Ek＝E0，A错误，B正确；乙分子在Q点(x＝x1)时，动能并非最大，即加速度不等于零，不是平衡态，C错误；乙分子在x1处时，分子势能为零，动能亦为零，因此，乙分子的运动范围为x≥x1，选项D正确．‎ ‎16.【答案】AC 解析　水银柱原来处于平衡状态，所受合外力为零，即此时两部分气体的压强p1＝p2＋ph.温度升高后，两部分气体的压强都增大，若Δp1>Δp2，水银柱所受合外力方向向上，应向上移动，若Δp1<Δp2，水银柱向下移动，若Δp1＝Δp2，水银柱不动．所以判断水银柱怎样移动，就是分析其合外力的方向，即判断两部分气体的压强哪一个增大得多．‎ 假设水银柱不动，两部分气体都做等容变化，分别对两部分气体应用查理定律：‎ 上段：＝，所以p2′＝p2，‎ Δp2＝p2′－p2＝(－1)p2＝p2；‎ 同理下段：Δp1＝p1.‎ 又因为ΔT2＝ΔT1，T1＝T2，p1＝p2＋ph>p2，‎ 所以Δp1>Δp2，即水银柱上移．‎ ‎17.【答案】3×10－10m ‎【解析】对固体或液体来说，分子间隙的数量级远小于分子大小的数量级，所以在估算一个分子(或原子)大小的数量级时，可以忽略分子的间隙，近似地认为组成它们的分子(或原子)是一个挨着一个紧密排列的．根据固体或液体这一理想化的微观构成模型及阿伏加德罗常数NA,1 mol的任何固体或液体，都含有NA个分子(或原子)，其摩尔体积V摩可近似地看成等于NA个分子(或原子)的体积V0的总和，据此便可求出一个分子(或原子)的体积V0＝＝．如果把一个分子(或原子)想象成一个球体，则可进一步求出一个分子(或原子)的直径d＝．‎ 所以，每一个铜原子的体积为 V0＝＝m3≈1．2×10－29m3‎ 每一个铜原子的直径为 d＝＝m≈3×10－10m．‎ ‎18.【答案】8．0×10－3m3　1．6×10－2m3‎ ‎【解析】以p1、V1表示压缩后左室气体的压强和体积，p2、V2表示这时右室气体的压强和体积，p0、V0表示初态两室气体的压强和体积．‎ 由玻意耳定律得p1V1＝p0V0、p2V2＝p0V0．‎ 由题述可知体积关系V1＋V2＝2V0，‎ 两气室压强关系p1－p2＝ρgh，‎ 解以上四式得V－V1＋＝0，‎ 解方程并选择有物理意义的解可得V1＝(p0＋ρgh＋)，‎ 代入数值，得V1＝8．0×10－3m3，‎ ‎ V2＝2V0－V1＝1．6×10－2m3．‎ ‎19.【答案】(1)720 K　(2)1 012.5 K 解析：(1)V1＝L1S，V2＝L2S，T1＝400 K p1＝p0－＝0.8×105 Pa p2＝p0＋＝1.2×105 Pa 根据理想气体状态方程，得：＝ 解得T2＝720 K ‎(2)当气体压强增大到一定值时，汽缸对地压力为零，此后再升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx，则 kΔx＝(m＋M)g Δx＝7 cm V3＝(Δx＋L1)S p3＝p0＋＝1.5×105 Pa 根据理想气体状态方程，得：＝ 解得T0＝1 012.5 K 升高气体温度，气体压强不变，气体做等压变化．设汽缸刚好对地没有压力时弹簧压缩长度为Δx，则 kΔx＝(m＋M)g Δx＝7 cm V3＝(Δx＋L1)S p3＝p0＋＝1.5×105 Pa 根据理想气体状态方程，得：＝ 解得T0＝1 012.5 K ‎20.【答案】(1)Q－(p0S＋mg)ΔL　(2)　(3)如图所示 ‎【解析】(1)对活塞和砝码：mg＋p0S＝pS，‎ 得p＝p0＋‎ 气体对外做功W＝pSΔL＝(p0S＋mg)ΔL 由热力学第一定律ΔU＝Q＋W，‎ 得ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL ‎(2)＝，＝‎ 解得L＝‎ ‎(3)如图所示 座 号