【物理】河北省邯郸市大名中学2019-2020学年高二（清北班）下学期第四次半月考（6月6日）试题

【物理】河北省邯郸市大名中学2019-2020学年高二（清北班）下学期第四次半月考（6月6日）试题

大名一中8和9班开学测试物理试题（热力学定律+气液固）‎ ‎2020.6.6‎ ‎（时间90分 满分100分 命题人：肖俊超）‎ 单项选择题 ‎1中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世的火罐疗法。其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。在刚开始的很短时间内，火罐“吸”在皮肤上的主要原因是（　　）‎ A．火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大 B．火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小 C．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小 D．火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大 ‎2如图所示，一个横截面积为S的圆筒形容器竖直放置，金属圆块A的上表面是水平的，下表面是倾斜的，下表面与水平面的夹角为θ，圆块的质量为M，不计圆块与容器内壁之间的摩擦，若大气压强为p0，则被圆块封闭在容器中的气体的压强p为 (　　)‎ A．p0＋ B．C． D．‎ ‎3一开口向下导热均匀直玻璃管，通过细绳悬挂在天花板上，玻璃管下端浸没在固定水银槽中，管内外水银面高度差为h，下列情况中能使细绳拉力增大的是（ ）‎ A．大气压强增加 B．环境温度升高 C．向水银槽内注入水银 D．略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移 ‎4如图所示，一开口向右的气缸固定在水平地面上，活塞可无摩擦移动且不漏气，气缸中间位置有一挡板，外界大气压为p0。初始时，活塞紧压挡板处；现缓慢升高缸内气体温度，则图中能正确反应缸内气体压强变化情况的p﹣T图象是（ ）‎ A． B． ‎ C． D．‎ ‎5粗细均匀，两端封闭的细长玻璃管中，有一段水银柱将管中气体分为A和B两部分，如图所示，已知两部分气体A和B的体积关系是VB=3VA，将玻璃管温度均升高相同温度的过程中，水银将（　　）‎ A．向A端移动 B．向B端移动 C．始终不动 D．以上三种情况都有可能 ‎6如图所示，a、b、c为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的是（　　）‎ A．a、b、c三个状态的压强相等 B．从a到c气体的内能减小 C．从a到b气体吸收热量 D．从a到b与从b到c气体对外界做功的数值相等 ‎7.在两端开口的弯管中用两段水柱封闭了一段空气柱,如图所示,若再往a 管内注入少量水,则( ) ‎ ‎ ‎ A．ab水银面高度差将减小 B．cd水银面高度差将减小 C．b管水面上升的距离等于c管水面下降的距离 D．b管水面上升的距离大于c管水面下降的距离 ‎8在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为M，气缸内有一质量为m的活塞，已知M＞m．活塞密封一部分理想气体．现对气缸施加一个水平向左的拉力F（如图甲），稳定时，气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞（如图乙），稳定时气缸的加速度为a2，封闭气体的压强为p2，体积为V2．设密封气体的质量和温度均不变，则 ( 　 )‎ A．a1 =a2，p1＜p2，V1＞V2 B．a1＜a2，p1＞p2，V1＜V2‎ C．a1=a2，p1＜p2，V1＜V2 D．a1＞a2，p1＞p2，V1＞V2‎ ‎9如图所示的容器中, A，B处各有一个可自由移动的活塞,活塞下面是水,上面是大气,大气压恒定,A，B的底部由带阀门K的管道相连,整个装置与外界绝热,原先A中水面比B中高,打开阀门,使A中的水逐渐向B中流,最后达到平衡,在这个过程中( )‎ A．大气压力对水做功,水的内能增加 B．水克服大气压力做功,水的内能减少 C．大气压力对水不做功,水的内能不变 D．大气压力对水不做功,水的内能增加 多项选择题 ‎10如图所示，用容器为的活塞式抽气机对容积为V0的容器中的气体抽气，设容器中原来气体压强为P0，抽气过程中气体温度不变．则（）‎ A．连续抽3次就可以将容器中气体抽完 B．第一次抽一次后容器内压强为 C．第一次抽一次后容器内压强为 D．连续抽3次后容器内压强为 ‎11如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是　　‎ A．给气缸缓慢加热 B．取走烧杯中的沙子 C．大气压变小 D．让整个装置自由下落 ‎12．如图所示，一竖直放置开口向上质量为m的均匀玻璃管内用质量也为m水银柱封有一定质量的理想气体，水银与玻璃管间摩擦力不计，开始时玻璃管处于静止状态，当玻璃管竖直下落时，下列说法中正确的是 ‎ A．当玻璃管刚开始下落瞬时，玻璃管的加速度2g B．玻璃管最初下落的短时间内，水银的加速度在逐渐变大 C．玻璃管最初下落的短时间内，玻璃管的加速度在逐渐变大 D．玻璃管最初下落的短时间内，水银将相对玻璃管下移 ‎13如图所示，一绝热容器被隔板K隔开a、b两部分．已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空．抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态．在此过程中( )‎ A．气体对外界做功，内能减少 B．气体不做功，内能不变 C．气体压强变小，温度降低 D．气体压强变小，温度不变 ‎14判断，正确涂A，错误涂B，请依次涂14-35，每题0.5分）‎ ‎14A压缩气体也需要用力，这表明气体分子间存在着斥力 ‎15B气体扩散现象表明气体分子间存在斥力 ‎16C液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离，分子间的相互作用表现为引力，所以液体表面存在表面张力 ‎17D机械能不可能全部转化为内能，内能也无法全部用来做功以转化成机械能 ‎18E温度高的物体的内能一定比温度低的物体的内能多 ‎19F理想气体的的内能是物体中所有分子热运动的动能之和来表示，或用所有分子的平均动能之和来表示。‎ ‎20G物体的温度升高，其分子的平均动能一定增大 ‎21H如果两问题的内能相等，则这两个物体一定达到了热平衡 ‎22i理想气体压强是由大量气体分子频繁碰撞器壁，产生一个持续均匀的压力，从而产生了压强 ‎23j18g水、18g水蒸汽和32g氧气，在它们的温度都是100℃, 分子数目相同，分子的平均动能相同,水蒸气的内能比水大 ‎24k布朗运动虽不是分子运动，但它证明了组成固体颗粒的分子在做无规则运动 ‎25I如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关 ‎26M放飞的氢气球上升到一定的高度会胀破，是因为球内的气体压强增大 ‎27N气体的状态不变，说明气体的体积、压强、温度均不发生变化 ‎28O橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加 ‎29P液体的饱和汽压与温度和体积有关 ‎30Q液体的表面张力与浸润现象都是分子力作用的表现 ‎31R一定质量的理想气体放出热量，它的内能可能增加 ‎32S若分子势能增大，则分子间距离减小 ‎33Q自然界中热现象的自发过程不一定沿分子热运动无序性增大的方向进行 ‎34U表面张力的方向与液面相切，并垂直于分界线 ‎35因为水银滴在玻璃板上将成椭球状，所以说水银是一种不浸润液体 填空 ‎15 ①如图所示，A、B、C三只相同的试管，用细绳拴住封闭端悬挂在天花板上，开口端插入水银槽中，试管内都封有气体，三管静止时，三根细绳的张力分别为FA、FB、FC，A管内水银面与管外相平，B管内水银面比管外低，C管内水银面比管外高，则三管中气体压强最小的是_____管，FA、FB、FC的大小关系是____________。‎ ‎②如图，玻璃管内封闭了一段气体，气柱长度为，管内外水银面高度差为，若温度保持不变，把玻璃管稍向上提起一段距离，则h长度如何变化____________长度如何变化_______________‎ ‎③如V—T图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①、②、③到达状态d。则：过程①中，气体压强________（填“增大”、“减小”或“不变”）；过程②中，气体分子在单位时间内撞击容器壁上单位面积的平均次数_______（填“增加”、“减少”或“不变”）；过程③中，气体_______（填“对外界放热”、“从外界吸热”或“既不吸热也不放热”）。‎ ‎16①如图所示，两端封闭的均匀玻璃管竖直放置，管中间有一段水银柱将管中气体分成体积相等的两部分，管内气体的温度始终与环境温度相同．一段时间后，发现下面气体的体积比原来大了，则可以判断环境温度________了（填“升高”或“降低”），下面气体压强的变化量________上面气体压强的变化量（填“大于”、“等于”或“小于”）．‎ ‎②某天早晨，张老师到4S店为轿车调节胎内气压。调节前，TPMS（胎压监测系统）显示某一轮胎内气体压强为225kPa，温度为15°C；调节后，TPMS显示该轮胎内气体压强为250kPa，温度为15°C，不计胎内气体体积变化：‎ ‎(i)求调节前、后该轮胎内气体的质量之比为________________________‎ ‎(ii)若下午TPMS显示温度为30°C，求该轮胎内气体压强的显示值为____________________‎ ‎③如图所示圆柱形容器内有a、b、c三个活塞，把容器气体隔成A、B两部分，且，处于平衡状态．现用力缓慢推动a、c，使a向右移动，c向左移动，则活塞b向_______移动______．‎ ‎④理想气体的分子可视为质点，分子间除相互碰撞外，无相互作用力。如图3所示，正方体容器内密封着一定质量的某种理想气体。每个气体分子的质量为m，已知该理想气体分子平均动能与温度的关系为 (k为常数，T为热力学温度)。如果该正方体容器以水平速度u匀速运动，某时刻突然停下来。则该容器中气体温度的变化量为________________(容器与外界不发生热传递)‎ 计算题 ‎17如图所示的粗细均匀薄壁U型管，左管上端封闭，右管开口且足够长；温度为t1=27℃时，右管内水银面比左管高h=4cm，左管内空气柱长度为L=40cm，大气压强p0=76cmHg．现使左管内空气温度缓慢下降，则当左管内液面上升h1=4cm时，管内气体温度t2为多少℃？‎ ‎18如图所示，导热良好的薄壁气缸放在水平面上，用横截面积为S＝1.0×10－2m2的光滑薄活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞杆的另一端固定在墙上．此时活塞杆与墙刚好无挤压。外界大气压强p0＝1.0×105Pa。当环境温度为27℃时，密闭气体的体积为2.0×10－3m3。‎ ‎①若固定气缸在水平面上，当环境温度缓慢升高到57℃时，气体压强为多少？‎ ‎②若气缸放在光滑水平面上不固定，当环境温度缓慢升高到57℃时，气缸移动了多少距离？‎ ‎③保持②的条件不变下，对气缸施加水平作用力，使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值，这时气缸受到的水平作用力多大？‎ ‎19如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成的，各部分的横截面积分别为、和．已知大气压强为po，温度为Ｔo．两活塞Ａ和Ｂ用一根长为４l的不可伸长的轻线相连，把温度为To的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示．现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上长升到Ｔ．若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1C2D3A4C5C 6C7D8A9D 10CD 11BD 12AB 13BD ‎ ‎14B 15B 16A 17B 18B 19B 20A 21B 22A 23A 24B 25B ‎26B 27A 28B 29B 30A 31A 32B 33B 34A 35A ‎3管内密封气体压强 绳子的拉力等于 S表示试管的横截面积，要想拉力增大，则必须使得玻璃管内部的液面高度上升，当增大，则h增大；温度升高，气体体积增大，对外膨胀，h减小；向水银槽内注入水银或者略微增加细绳长度，使玻璃管位置相对水银槽下移，都使得h下降，故A正确，B、C、D错误；‎ 故选A。‎ ‎8A两种情况下对整体受力分析由，因此 对活塞进行受力分析，第一种情况 对第二种情况 因此可得 密封气体得质量和温度不变，因此可得，因此A正确 ‎9D打开阀门K后，据连通器原理，最后A、B两管中的水面将相平，如下图所示：‎ 即A中水面下降，B中水面上升；设A管截面积为S1，水面下降距离为h1，B管截面积为S2，水面上升距离为h2，由于水的总体积保持不变，则有S1h1=S2h2，A管中大气压力对水做的功：W1=p0S1h1，B管中大气压力对水做的功：W2=-p0S2h2，大气压力对水做的总功：‎ W=W1+W2=p0S1h1-p0S2h2，因为S1h1=S2h2，所以W=0，即大气压力对水不做功；由于水的重心降低，重力势能减小，由能量守恒定律知水的内能增加。故D正确，ABC错误。‎ ‎11BD A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：‎ ‎(P0-P)(S-s)=G…①‎ 给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．‎ B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．‎ C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．‎ D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．‎ 饱和汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度． 饱和汽压越大，表示该物质越容易挥发．‎ 饱和汽压的大小取决于物质的本性和温度，与体积无关．2．饱和状态下的汽体不遵循理想气体实验定律，未饱和汽近似遵守理想气体定律 ‎15 ①【答案】C ‎ ‎15 ②变大 变大 在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压．如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小，而此时外界的大气压不变，根据上述等量关系，管内水银柱的压强须增大才能重新平衡，故管内水银柱的高度增大．‎ ‎15 ③【答案】增大 减少 从外界吸热 ‎ ‎ [1]由图可知，过程①中，体积不变，气体发生等容变化，温度升高，故压强增大；‎ ‎[2]由图可知，过程②中，根据理想气体状态方程有 变形得 即V-T图线是一条过原点的等压直线，故过程②中，压强一直不变，气体发生等压变化，气体体积增大，则分子数密度减小，温度升高，则分子平均动能增大，而气体的压强取决于分子数密度和平均动能，故与b态相比，c态的气体分子在单位时间内对容器壁单位面积撞击的次数减少；‎ ‎[3]由图可知，过程③中，温度不变，发生等温变化，理想气体的内能只与温度有关，故此过程内能不变。现体积增大，气体对外做功，减少内能，故为保持内能不变，所以气体要从外界吸热。‎ ‎16 ‎ ‎①【答案】升高 等于 ‎ 下面部分体积变大，则说明水银柱发生了向上运动，则其受力出现了不平衡；若气体温度变化则压强变化，假设两部分气体体积不变，则压强变化量为△p＝△t，若升温则增加，若降温则减小，两部分气体的温度变化量相同，则压强的变化量大小决定于，因下端气体的压强大于上端气体的压强，温度相同，则得下端部分的压强变化量大于上端的压强的变化量．则若温度降低压强都减小，下面降的多，则水银柱会向下移动，若升温则下面气体压强增加的多，水银柱向上移动．据此可知本题中温度升高；最终稳定时，根据p上=p下-ρgh，可知△p上=△p下．‎ 点睛：水银柱的移动是由于受力不平衡而引起的，而它的受力改变又是两段空气柱压强变化量的不同造成的，所以必须从压强变化入手进行求解，此题要先假设气体体积不变，从而讨论压强的变化量．‎ ‎ ②【答案】(i)；(ii)kPa ‎(i)若压强kPa，体积为V2（轮胎容积）的气体，保持温度T1不变，压强变为kPa时体积变为V1，由玻意耳定律得 解得 ‎(ii)设末态轮胎内气体压强为p3，温度为T3，初态和末态体积相同，由查理定律得 解得 kPa ‎ ③【答案】右 1.5 ‎ ‎ [1][2]设大气压强为，初始状态A、B的压强分别为pA、pB，对A、B分别有：‎ 施加力F以后，此时A、B的压强分别为、，对A、B有：‎ 设圆柱形容器的横截面积为S，施加力F以后的长度分别为、，由于整个过程是等温变化，根据玻意耳定律，对A、B分别有：‎ 联立可得：‎ 由于A向右移动，C向左移动，则有：‎ 联立上式解得： ‎ 通过分析可知，活塞B向右移动1.5cm。‎ ‎16④【答案】‎ ‎【解析】试题分析：由题目中给定的信息，可相应得到初、末态气体分子平均动能与温度的对应关系。当容器突然停下来，气体的动能转化为气体的内能，可相应的求解容器中气体温度的变化量。‎ 设气体初始温度为T1，末温度为T2，容器中气体分子总数为N 初始时分子平均动能 末态时分子平均动能 由能量守恒，气体的动能转化为气体的内能 可得 综上分析求解 ‎17 ‎ 提示：以封闭的气体为研究对象，找出气体变化前后的状态参量，利用气体的状态方程计算即可。‎ 答案-30℃‎ 试题分析：设玻璃管横截面积为Scm2，以右管上端封闭的空气柱为研究对象．‎ 气压：P1=P0+h1=76+4cmHg=80cmHg，p2=76-4=72cmHg 体积：V1=40•Scm3，V2=（40-4）•S=36Scm3‎ 温度：T1=273十27=300K 根据理想气体状态方程：‎ 代入数据解得：‎ 即管内气体温度为t2=T2-273℃=243-273℃=-30℃‎ 考点：理想气体状态方程 ‎18①1.1×105Pa；②2×10-2m ③100N 试题分析：①从状态1→状态2，气体发生等容变化 ‎ 所以 ‎② 从状态1→状态3，气体发生等压变化 ‎ 气缸移动的距离为 ‎ ‎③ 从状态3→状态4，气体发生等温变化 ‎ 即 ‎ 又因为 ‎ 解得 ‎ 或：从状态1→状态4，气体发生等容变化 即 又因为 解得 ‎ 考点：气体的状态变化方程。‎ ‎19‎ ‎【答案】当T≤T0时，p＝p0　当T>T0时，p＝p0‎ 设加热前，被密封气体的压强为，轻线的张力为f．因而活塞处在静止状态 对A活塞有：，对B活塞有：‎ 联立得： ，f=0 ‎ 即被密封气体的压强与大气压强相等，细线处在拉直的松驰状态．‎ 这时气体的体积 对气体加热时，被密封气体温度缓慢升高，两活塞一起向左缓慢移动，气体体积增大，压强保持不变，若持续加热，此过程会一直持续到活塞向左移动的距离等于为止 这时气体体积 设此时气体的温度为，由盖-吕萨克定律得：，解得：‎ 由此可知，当时，气体的压强为：‎ 当时，活塞已无法移动，被密封气体的体积保持不变 由查理定律得：，解得：‎ 即当时，气体的压强为 当T≤T0时，p＝p0　当T>T0时，p＝p0‎