阜阳市临泉郁文中学2022-2023学年高二下学期6月考
物理试卷
本试卷满分为100分,考试时间为75分钟。
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分.
1. 以下关于热运动的说法正确的是( )
A. 水流速度越大,水分子的热运动越剧烈
B. 水凝结成冰后,水分子的热运动仍然没有停止
C. 用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了花粉分子在不停地做无规则运动
D. 在一锅水中撒一些胡椒粉,加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚,说明温度越高,布朗运动越剧烈
2. 下列说法正确的是( )
A. 热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体
B. 功、热、内能是一样的
C. 不可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功而不引起其他任何变化
D. 凡是不违反能量守恒定律的过程一定能实现
3. 如果用表示某物质的摩尔质量,表示分子质量,表示物质的密度,表示摩尔体积,表示分子体积,为阿伏加德罗常数,则下列说法中正确的是( )
A. 分子间距离 B. 单位体积内分子的个数为
C. 分子的体积一定是 D. 物质的密度一定是
4. 下列四幅图中,能正确反映分子间作用力和分子势能随分子间距离变化关系的图线是
A. B.
C. D.
5. 如图所示,一定质量的理想气体,从图示状态开始,经历了、状态,最后到状态,下列判断正确的是( )
A. 过程温度升高,压强变大 B. 过程体积不变,压强变大
C. 过程体积变小,压强不变 D. 过程温度,压强变大
6. 一定质量的理想气体从状态变化到状态的图象如图所示,在这一过程中,下列表述正确的是( )
A. 气体在状态的内能比状态的内能大 B. 气体向外释放热量
C. 外界对气体做正功 D. 气体分子撞击器壁的平均作用力增大
7. 景颇族的祖先发明的点火器如图所示,用牛角做套筒,木制推杆前端粘着艾绒,猛推推杆,艾绒即可点燃对筒内封闭的气体,在此压缩过程中( )
A. 气体温度升高,压强不变 B. 气体温度升高,压强变大
C. 气体对外界做正功,气体内能增加 D. 外界对气体做正功,气体内能减少
8. 如图所示,一定质量的理想气体,沿状态、、变化,下列说法中正确的是( )
A. 沿变化,气体温度不变
B. A、、三状态中,状态气体温度最高
C. A、、三状态中,状态气体温度最低
D. 从,气体压强减小,温度升高
9. 如图所示,两端开口的形管中,右边直管内有一部分空气被一段水银柱与外界隔开,温度保持不变,若向右管口注入一些水银,下列说法正确的是( )
A. 水银面高度差增大 B. 水银面高度差减小
C. 被封闭气柱长度增加 D. 被封闭气柱长度减小
10. 如图所示,足够长的形管内分别由水银封有、两部分气体,则下列陈述中正确的是( )
A. 只对加热,则减小,气柱长度不变
B. 只对加热,则不变,气柱长度增大
C. 若在右管中注入一些水银,将增大
D. 使、同时升高相同的温度,则增大、减小
二、非选择题(本题共4小题,共60分。其中第12题~第14题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)。
11. (14分) 油酸酒精溶液的浓度为每油酸酒精溶液中含有油酸,现用滴管向量筒内滴加滴上述溶液,量筒中的溶液体积增加了,若把一滴这样的油酸酒精溶液滴入足够大的盛水的浅盘中,由于酒精溶于水,油酸在水面展开,稳定后形成的油膜的形状如图所示.若每一小方格的边长为,试问:
这种估测方法是将每个油酸分子视为________模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为________油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的________图中油酸膜的面积为________;每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________;根据上述数据,估测出油酸分子的直径是________结果保留位有效数字
某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较,数据偏大,对出现这种结果的原因,下列说法可能正确的是________.
A.错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算
B.计算油酸膜面积时,错将不完整的方格作为完整方格处理
C.计算油酸膜面积时,只数了完整的方格数
D.水面上痱子粉撒得较多,油酸膜没有充分展开
12. (14分)为了方便监控高温锅炉外壁的温度变化,在紧贴锅炉的外壁上镶嵌一个导热性能良好的汽缸,汽缸内气体温度可视为与锅炉外壁温度相等。汽缸开口竖直向上,用质量为的活塞封闭一定质量的理想气体,活塞横截面积为。当汽缸内温度为时,活塞与汽缸底间距为,活塞上部距活塞处有一用轻绳悬挂的重物。当绳上拉力为零时,警报器会报警。已知缸外大气压强,活塞与器壁之间摩擦可忽略,取重力加速度,求:
当活塞刚刚碰到重物时,汽缸内气体的温度为多少?
若悬挂的重物质量为,则汽缸内气体温度要升高到多少时警报器才会报警?
13. (16分) 如图所示,粗细均匀的形管左臂上端封闭,右臂中有一活塞,开始时固定住活塞,使它与封闭端上端位于同一高度。形管内盛有密度为的液体,两臂液面处在同一高度,液体上方各封闭有一定质量的理想气体,气柱长都为,气压都为。现将活塞由图示的位置缓缓向下移动,直至两臂液面的高度差也为。设整个过程两臂中气体的温度保持不变,重力加速度取。求:
最终左、右两臂中气体的压强;
活塞向下移动的距离。
14. (16分)如图所示,水平放置的汽缸内壁光滑,活塞厚度不计,在、两处设有限制装置,使活塞只能在、之间运动,左面汽缸的容积为、之间的容积为,开始时活塞在处,缸内气体的压强为为大气压强,温度为,现缓慢加热汽缸内气体,直至求:
活塞刚离开处时的温度.
缸内气体最后的压强.
在图中画出整个过程的图线.
已知某钢瓶容积,其瓶内氧气初始压强为。现在用它对容积内部真空的小钢瓶分装,分装后每个小钢瓶压强为,在分装过程中大小钢瓶温度均保持不变。最多可分装多少瓶小钢瓶供病人使用?
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.分子的热运动是内部分子的运动,只与温度有关,与水流速度无关,故A错误;
B.水凝结成冰后,内部分子的无规则运动剧烈程度降低,但水分子仍然在进行无规则运动,故B正确;
C.用显微镜观察到花粉颗粒在水中做布朗运动,反映了液体分子在不停地做无规则运动,故C错误;
D.在一锅水中撒一些胡椒粉,加热一段时间后发现水中的胡椒粉在不停翻滚,但这并不是布朗运动,而是由于水的对流引起的,故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】解:、热量能够自发从高温物体传到低温物体,也能在一定的条件下从低温物体传到高温物体,如电冰箱,故A错误;
B、功、热、内能单位一样,但是它们的本质是不同的,故B错误;
C、不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化,这是热力学第二定律的内容,故C正确;
D、不违背能量守恒定律的过程不一定都能实现,还不能违背热力学第二定律,故D错误;
故选:。
3.【答案】
【解析】分子的摩尔体积:,单个分子平均占有的空间一定是,而不一定是分子的体积,单位体积内分子的个数为,为分子的直径,但气体分子间的距离远大于分子直径,物质的密度为:,而不是,故B正确,ACD错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了分子力及分子势能,解答时要注意理解并应用分子力、分子势能与分子间距的关系。根据分子力、分子势能与分子之间距离关系判断。
【解答】
分子间引力和斥力的合力为分子力,分子力在时为零,当时分子力表现为引力,当时分子力表现为斥力。一般取无穷远为零势能点,分子从无穷远靠近到的过程分子力做正功,分子势能减小,到后再靠近分子力做负功,分子势能增加,故分子势能在处最小,为负值,故B正确,ACD错误。
故选B。
5.【答案】
【解析】A.由图示图象可知,一定质量的理想气体,过程气体温度升高,气体的体积与热力学温度成正比,由理想气体状态方程常数可知,该过程气体压强保持不变,故A错误;
B.由图示图象可知,过程气体体积不变而温度降低,由理想气体状态方程常数可知,气体压强减小,故B错误;
由图示图象可知, 过程气体温度不变而体积减小,由理想气体状态方程常数可知,气体压强增大,故C错误,D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】A.由图象可知,由到气体的压强和体积均增大,根据理想气体状态方程:可知,气体温度升高,理想气体内能由温度决定,故内能增加,即,故A错误;
由图象可知,由到气体的压强和体积均增大,气体对外做功,,根据热力学第一定律:可知,,气体从外界吸收热量,故BC错误;
D.根据理想气体状态方程:可知,气体温度升高,温度是分子平均动能的标志,所以气体分子的平均动能增大;由图象可知,由到气体的压强和体积均增大,单位体积内分子数减少,又压强增大,故气体分子撞击器壁的作用力增大,故D正确。故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查热力学第一定律及理想气体状态方程,猛推推杆时间较短,气体来不及吸放热,主要是外界对气体做正功,气体内能增加,再结合理想气体状态方程分析即可.
【解答】对封闭气体,猛推压缩过程中,外界对气体做正功,时间极短,热传递不计,即,由 可知内能增大,、D错误
因气体内能等于所有分子动能与分子势能之和,其中分子势能减小,所以分子平均动能增加,温度升高,再由气体状态方程 可知,气体压强变大,A错误,B正确.
8.【答案】
【解析】由理想气体状态方程:可知:,是常数,气体的与的乘积越大,气体温度越高,由图示图象可知,气体沿状态变化时,的乘积先变大后变小,则气体的温度先升高后降低,在点最大,则在点气体温度最高,故AC错误,B正确;
D.由图示图象可知,从过程气体压强减小,变大,由可知:,气体温度升高,故D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】
【分析】
先根据高度差计算出气体的压强,理解变化后压强的变化,结合玻意耳定律完成分析。
本题主要考查了一定质量的理想气体的状态方程,解题的关键点是分析出气体状态参量的变化,结合玻意耳定律即可完成分析。
【解答】
设大气压为,由图示可知右侧封闭气体压强,向右管内注入一些水银, 变大,封闭气体压强变大,大气压不变,由可知变大,故A正确,B错误;
气体温度不变,压强变大,由玻意耳定律可知,气体体积减小,气柱长度减小,故D正确,C错误。故选AD。
10.【答案】
【解析】解:、只对加热,假设体积不变,则压强增大,所以增大、减小,气柱长度不变,因为此部分气体做等温变化,故A正确,B错误;
C、若在右管中注入一些水银,压强增大,假设的体积不变,的压强与长度的水银柱产生的压强之和随之增大,的压强增大,根据玻意耳定律得将减小,故C错误;
D、使、同时升高相同的温度,假设气体体积不变,的压强增大,压强不变,则增大、减小,故D正确;
故选:。
11.【答案】球体,单分子,直径, , , ;。
【解析】
【分析】
明确用“油膜法”估测分子大小的实验原理:认为油酸分子是紧密排列的,而且形成的油膜为单分子油膜,然后用每滴油酸酒精溶液所含油酸体积除以油膜面积得出的油膜面积厚度即为油酸分子直径。
本题主要考查的是“油膜法”估测分子大小的实验原理,注意油酸和酒精的总体积不等于油酸酒精溶液的总体积。
【解答】
用“油膜法”估测分子大小的实验原理:认为油酸分子是紧密排列的,而且形成的油膜为单分子油膜,故这种估测方法是将每个油酸分子视为球体模型,让油酸尽可能地在水面上散开,则形成的油膜可视为单分子油膜,这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径.
油膜约占个小格,面积约为一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积为,油酸分子的直径约等于油膜的厚度,
由知,结果偏大的原因是的测量值偏大或的测量值偏小,故A、、D正确.
故答案为:球体,单分子,直径, , , ;。
12.【答案】解:活塞在上升到刚刚碰到重物时,气体等压变化,根据盖吕萨克定律有
其中,,,代入解得
当活塞上升使绳上拉力刚好为零时,此时汽缸内压强为,有
从刚刚碰到重物到拉力刚好为零时,气体等容变化,根据查理定律有
开始时有
联立解得
13.【答案】解:开始时,左、右两臂中气体压强均等于;当两臂液面的高度差为时,易知左臂液面上升,设此时左臂中气体压强为,根据玻意耳定律有,解得,
根据平衡条件可得此时右臂中气体压强为;
设最终右臂中气体的长度为,根据玻意耳定律有,解得,
活塞向下移动的距离为。
14.【答案】解:活塞刚离开处时,体积不变,封闭气体的压强为,
由查理定律得,解得
以封闭气体为研究对象,活塞开始在处时,.,,活塞
最后在处时:.,,
由理想气体状态方程得,故.
如图所示,封闭气体由状态保持体积不变,温度升高,压强增大到达到状态,
再由状态先做等压变化,温度升高,体积增大,当体积增大到.后再等容升温,使压
强达到.。
气体温度保持不变,因为,且,得
代入数据解得瓶
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