【物理】山东省滕州市第一中学2019-2020学年高二下学期3月第二次月考试题（解析版）

【物理】山东省滕州市第一中学2019-2020学年高二下学期3月第二次月考试题（解析版）

滕州一中物理高二月考试卷 一、选择题 ‎1.运用分子动理论的相关知识，判断下列说法正确的是（　　）‎ A. 气体分子单位时间内和单位面积器壁碰撞的次数仅与温度有关 B. 某气体的摩尔体积为V，每个分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数可表示为 C. 生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利 用分子的扩散来完成 D. 水流流速越快，说明水分子的热运动越剧烈，但并非每个水分子运动都剧烈 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．气体分子单位时间与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内的分子数有关，还与分子平均速率有关，故A错误；‎ B．由于分子的无规则运动，气体的体积可以占据很大的空间，故不能用摩尔体积除以分子体积得到阿伏加德罗常数，故B错误；‎ C．扩散可以在固体中进行，生产半导体器件时需要在纯净的半导体材料中掺入其他元素，这可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故C正确；‎ D．水流速度是机械速度，不能反映热运动情况，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.如图所示，甲分子固定于坐标原点O，乙分子从无穷远a点处由静止释放，在分子力的作用下靠近甲，图中b点合外力表现为引力，且为数值最大处，d点是分子靠得最近处，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 乙分子在a势能最小 B. 乙分子在b点动能最大 C. 乙分子在c点动能最大 D. 乙分子在d点势能最小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，从a到c，分子力表现为引力，说明乙分子在分子力的作用下加速，分子力做正功，分子势能减小，分子动能增大；从c到d，分子力表现为斥力，说明乙分子在分子力的作用下减速，分子力做负功，分子势能增大，分子动能减小，所以分子在c势能最小，动能最大，所以C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎3.如图所示是某种晶体加热熔化时，它的温度T随时间t的变化图线，由图可知（　　）‎ A. 图线中间平坦的一段，说明这段时间晶体不吸收热量 B. 这种晶体熔化过程所用时间是6min C. A、B点对应物态分别为固液共存状态、液态 D. 在图线中的AB段，吸收的热量增大了分子势能 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．由该种晶体熔化时的变化曲线可知，该晶体从开始加热，随着时间的增加而温度升高，经过2min后达到，此时已经达到晶体熔点，晶体开始熔化，但是物体还是处于固态，A、B平坦的一段线段说明晶体吸收了热量，但是温度并没有升高，这些热量全部用来破坏晶体的规则结构，增大分子间间势能，所以D正确，A错误；‎ BC．A、B平坦的一段线段，A对应物体是固态，所以在此段时间是固态和液态共存，熔化过程用了4min，图线的B点说明晶体全部熔化，变成液态，故B对应的是液态，所以BC错误。故选D。‎ ‎4.下列说法正确的是（　　）‎ A. 一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中速率很大的如大于v的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v的分子 B. 温度高的物体的分子平均动能一定大，内能也一定大 C. 气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度、气体的重力都有关 D. 熵值越大，代表系统分子运动越无序 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．把气体中分子速率很大的如大于v的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体的由于碰撞等原因，仍然会出现速率大于v的分子；故A错误；‎ B．温度高的物体的分子平均动能一定大，而内能与物体的温度、体积和物质的量有关，所以温度高的物体内能不一定大。故B错误；‎ C．气体对容器壁的压强是由于大量气体分子对器壁碰撞作用产生的，压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度有关。故C错误；‎ D．微观状态的数目是分子运动无序性的一种量度，由于越大，熵也越大，那么熵自然也是系统内分子运动无序性的量度，所以熵越大，代表系统分子运动越无序，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5.如图所示，容积为‎100cm3的球形容器与一粗细均匀的竖直长管相连，管上均匀刻有从0到100刻度，两个相邻刻度之间的管道的容积等于‎0.25cm3，有一滴水银（体积可忽略）将球内气体与外界隔开。当温度为时，该滴水银位于刻度40处。若不计容器及管子的热膨胀，将0到100的刻度替换成相应的温度刻度，则相邻刻度线所表示的温度之差，在此温度计刻度内可测量的温度范围分别是（　　）‎ A. 相等；266.4K~333K B. 相等；233K~393.3K C. 不相等；233K~393.3K D. 不相等；266.4K~333K ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】相邻刻度线所表示的温度之差相等，因为是等压变化，温度变化与体积变化比值恒定，或温度数值与0到100的刻度数值成线性关系。水银由0刻度到40刻度处，由等圧変化 水银由0刻度到100刻度过程，由等圧変化 温度测量的范围 所以A正确，BCD错误故选A。‎ ‎6.下列说法中正确的是（　　）‎ ‎①当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，这是由于水膜具有表面张力的缘故 ‎②在显微镜下可观察到水中炭粉的布朗运动，这说明组成炭粉的固体分子在做无规则运动 ‎③高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 ‎④干湿泡温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远 ‎⑤液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性 A. ①③④⑤ B. ②③④⑤ C. ④⑤ D. ①②③④⑤‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】①当两薄玻璃板间夹有一层水膜时，在垂直于玻璃板的方向很难将玻璃板拉开，反映出水分子和玻璃的分子间存在引力作用。但这种引力不是液体表面张力，故错误；‎ ‎②显微镜下可以观察到水中炭粉，受到液体分子频繁碰撞，而出现了布朗运动，这说明水分子在做无规则运动，故错误；‎ ‎③高原地区水的沸点较低是因为高原地区的大气压强较小，水的沸点随大气压强减小而降低，故错误；‎ ‎④干湿泡温度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，是因为湿泡外纱布中的水蒸发吸热，干湿泡温度计的两个温度计的示数差越大，表示空气中水蒸气离饱和状态越远。故正确；‎ ‎⑤液晶的光学性质与某些晶体相似，具有各向异性，故正确。‎ 故选C。‎ ‎7.通过如图的实验装置，卢瑟福建立了原子核式结构模型。实验时，若将荧光屏和显微镜分别放在位置1、2、3。则能观察到粒子数量最多的是位置（　　）‎ A. 1 B. 2‎ C. 3 D. 一样多 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】卢瑟福通过这个实验，得出了原子核式结构模型。放在3位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少。放在2位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少。放在1位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少。故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎8.关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（　　）‎ A. 太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成 B. 霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱，都是线状谱 C. 强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱 D. 进行光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以用吸收光谱 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．太阳光谱是吸收光谱，这是由于太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的，所以A错误；‎ B．霓虹灯呈稀薄气体状态，因此光谱是线状谱，而炼钢炉中炽热铁水产生的光谱是连续光谱，所以B错误；‎ C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐时，某些频率的光被吸收，形成吸收光谱，所以C正确；‎ D．发射光谱可以分为连续光谱和线状谱，而光谱分析中只能用线状谱和吸收光谱，因为它们都具备特征谱线，所以D错误。‎ 故选C。‎ ‎9.一个密闭容器由固定导热板分隔为体积相等的两部分，分别装有质量相等的不同种类气体。当两部分气体稳定后，它们分子的（ ）‎ A. 平均速率相同 B. 平均动能相同 C. 平均速率不同 D. 平均动能不同 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】当两部分气体稳定后，它们的温度是相等的。温度是分子的平均动能的标志，温度相等，则分子的平均动能相等，由于不是同种气体，则它们的分子质量不相等，所以分子的平均速率不相等，故BC正确，AD错误。‎ 故选BC。‎ ‎10.关于系统的内能，下列说法正确的是（　　）‎ A. 系统的内能只由系统的状态决定的 B. 分子动理论中引入的系统内能和热力学中引入的系统内能是一致的 C. 自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的，系统内能也随之变大 D. 理想气体膨胀时对外界做了功，所以系统的内能一定会减少 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．系统的内能取决于系统自身的状态，是一个由系统状态决定的物理量，故A正确；‎ B．由A项，系统的内能是由系统自身状态决定，分子动理论和热力学中引入的系统内能是一致的，故B正确；‎ C．根据热力学第二定律知，自然发生的热传递过程是熵增方向进行，即向着分子热运动无序性增大的方向进行的，但是内能不一定增大，故C错误；‎ D．气体在绝热膨胀时对外做功，无热交换，所以气体的内能减小，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎11.如图，一定质量理想气体从状态a出发，经过等容过程ab到达状态b，再经过等温过程bc到达状态c，最后经等压过程ca回到状态a。下列说法正确的是（　　）‎ A. 在过程ab中气体的内能增加 B. 在过程ca中外界对气体做功 C. 在过程ca中气体从外界吸收热量 D. 在过程bc中气体从外界吸收热量 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．从a到b等容升压，根据 可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度，温度升高，则内能增加，A正确；‎ B．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，B正确；‎ C．在过程ca中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功，根据 可知温度降低，则内能减小，根据热力学第一定律可知气体一定放出热量，C错误；‎ D．在过程bc中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎12.氦原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射到大量处于基态（量子数）的氦原子上，发现激发后的氦原子能发出6种不同频率的光，下列说法中正确的是（　　）‎ A. 照射到基态氦原子上的那束单色光，光子能量为51eV B. 照射到基态氦原子上的那束单色光，光子能量为52.89eV C. 波长最大的光子能量为2.64eV D. 频率最大的光子能量为40.8eV ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由激发后的氦原子发出6种不同频率的光可知，氦原子被激发到 能级，根据频率条件，照射到基态氦原子上的那束单色光，需要的光子能量为两个能级的差值，即 所以A正确，B错误；‎ C．激发后的氦原子跃迁到低能级，向外发光，由频率条件可知，能极差越大，光子频率越高，波长越短。所以波长最大的光子能量为 所以C正确；‎ D．同理频率最大的光子能量为 所以D错误。故选AC。‎ 二、填空题 ‎13.(1)如图所示的四个图反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的四个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是____________（用符号表示）；‎ ‎(2)在该实验中，油酸酒精溶液浓度为每1000mL溶液中有1mL油酸。用注射器测得1mL述溶液有100滴，把2滴该溶液滴入盛水的浅盘里，画出油膜的形状如图所示，坐标格的正方形大小为。可以估算出油膜的面积是______m2‎ ‎，2滴油酸溶液中纯油酸的体积为____m3，由此估算出油酸分子的直径是________m（所有结果保留二位有效数字）；‎ ‎(3)某同学通过测量出的数据计算分子直径时，发现计算结果比实际值偏大，可能是由于（ ）‎ A．油酸未完全散开 B．油酸溶液浓度低于实际值 C．计算油膜面积时，将所有不足一格的方格计为一格 D．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴 ‎【答案】 (1). dacb (2). (3). A ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴油酸酒精溶液的体积（d）→准备浅水盘→形成油膜（a）→描绘油膜边缘（c）→测量油膜面积（b）→计算分子直径；因此操作先后顺序排列应是dacb。‎ ‎(2)[2]由图示油膜可知，油膜的面积 ‎[3]两滴油酸溶液含纯油的体积为 ‎[4]油酸分子的直径为 ‎(3)[5]A．计算油酸分子直径的公式是 V是纯油酸的体积，S是油膜的面积。油酸未完全散开，测得的S偏小，测得的分子直径d将偏大，故A正确；‎ B．如果测得的油酸溶液浓度低于实际值，测得的油酸的体积偏小，测得的分子直径将偏小，故B错误；‎ C．计算油膜面积时将所有不足一格的方格计为一格，测得的S 将偏大，测得的分子直径将偏小，故C错误；‎ D．求每滴体积时，lmL的溶液的滴数误多记了10滴，一滴溶液的体积 可知测得一滴液体的体积偏小，纯油酸的体积将偏小，由 可得，测得的分子直径将偏小，故D错误。故选A。‎ ‎14.如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强，型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。‎ ‎(1)该装置可用于验证______定律。填写气体实验定律名称 ‎(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为，压强传感器读数为，则此时气球体积为______。‎ ‎(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______。（保留3位小数）‎ ‎【答案】 (1). 玻意耳 (2). (3). 1.027‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]用DIS研究在温度不变时，气体的压强随温度的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律；‎ ‎(2)[2]将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为p1，根据玻意耳定律得：‎ 所以 读出此时注射器内剩余气体的体积为，所以时气球体积为 ‎；‎ ‎(3)[3]由题可知，若初始时注射器内仅有体积为、压强为p0的气体，气体全部压入气球后气球的压强与初始时注射器内有体积为、压强为p0的气体中的气体压入气球，结合题中图乙可知，剩余的气体的体积约在左右，压强略大于p0，所以剩余的气体的体积略小于0.5V0。由图可以读出压强约为1.027p0。‎ ‎【点睛】本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析。另外，还要注意思维方式的转化，即可以将初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体，气体全部压入气球，与初始时注射器内有体积为V0、压强为p0的气体中的气体压入气球是等效的。‎ 三、解答题 ‎15.如图所示，为一气缸内封闭的一定质量的气体的p－V图线，当该系统从状态a沿过程a→c→b到达状态b时，有335J的热量传入系统，系统对外界做功126J，求：‎ ‎(1)若沿a→d→b过程，系统对外做功42J，则有多少热量传入系统？‎ ‎(2)若系统由状态b沿曲线过程返回状态a时，外界对系统做功84J，问系统是吸热还是放热？热量传递是多少？‎ ‎【答案】(1)251J (2)放热 （3）293J ‎【解析】‎ 试题分析：（1）分析图示a→c→b过程，由热力学第一定律求出内能的变化．沿a→d→b过程与a→c→b过程内能变化相同，再由热力学第一定律求出热量．（2）由a→b和由b→a内能变化大小相等，但符号相反，根据热力学第一定律求解即可．‎ ‎（1）沿a→c→b过程，由热力学第一定律得：‎ 沿a→d→b过程，；‎ 即有251J的热量传入系统．‎ ‎（2）由a→b，；由b→a，‎ 根据热力学第一定律有：；‎ 得：‎ 负号说明系统放出热量，热量传递为293J．‎ ‎16.如图甲所示，水平放置的汽缸内壁光滑，活塞的厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，A左侧汽缸的容积为V0，A、B之间容积为0.1V0，开始时活塞在A处，缸内气体压强为0.9p0（p0为大气压强），温度为297K，现通过对气体缓慢加热使活塞恰好移动到B，求：‎ ‎(1)活塞移动到B时，缸内气体温度TB；‎ ‎(2)在图乙中画出整个过程的p-V图线。‎ ‎【答案】(1)363K；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)活塞离开A处前缸内气体发生等容变化，初态 ‎，‎ 末态 根据查理定律得 代入数据解得，活塞刚离开A处时的温度 活塞由A移动到B的过程中，缸内气体作等压变化，由气态方程得 代入数据解得 ‎(2)P−V图线如图。‎ ‎17.如图所示，内壁光滑且长为L＝‎50cm的绝热气缸固定在水平面上，气缸内用横截面积为S＝‎100cm2的绝热活塞封闭有温度为t0＝‎27℃‎的理想气体，开始时处于静止状态的活塞位于距左侧缸底l＝‎30cm处．现用电热丝对封闭的理想气体加热，使活塞缓慢向右移动．（已知大气压强为P0＝1.0×105Pa）‎ ‎①试计算当温度升高到t＝‎377℃‎时，缸内封闭气体的压强P；‎ ‎②若气缸内电热丝的电阻R＝100Ω，加热时电热丝中的电流为I＝‎0.2A，在此变化过程中共持续了t'＝300s，不计电热丝由于温度升高而吸收热量，试计算气体增加的内能ΔU．‎ ‎【答案】① ②‎ ‎【解析】根据“内壁光滑且长为L＝‎50cm的绝热气缸固定在水平面上”、“活塞缓慢向右移动”、“计算气体增加的内能”可知，本题考查盖-吕萨克定律、查理定律和热力学第一定律，根据盖-吕萨克定律首先求出活塞到达右端时的温度，确定t=‎377℃‎时位置，再根据查理定律列方程求解即可；根据热力学第一定律列式求解．‎ ‎【详解】①设封闭气体刚开始的温度为T1，压强为，当活塞恰好移动到气缸口时，封闭气体的温度为T2，则，封闭气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律可得：‎ ‎ （1）‎ 解得： （2）‎ 由于，所以气体发生等压变化之后再发生等容变化．‎ 设当温度达到时，封闭气体的压强为，根据查理定律可得：‎ ‎ （3）‎ 代入数据解得： （4）‎ ‎②根据热力学第一定律可得： （5）‎ 外界对气体做功为： （6）‎ 封闭气体共吸收的热量为： （7）‎ 解得：‎ ‎【点睛】首先求出活塞等压到达右端时的温度，确定t=‎377℃‎时位置，再根据查理定律列方程求解；等压膨胀过程气体对外做功．‎ ‎18.氢原子能级图如图所示，已知普朗克常量，静电力常量，氢原子处于基态时的轨道半径，求:‎ ‎(1)氢原子处于基态时的动能和电势能分别是多少eV？‎ ‎(2)若要使处于的氢原子电离，要用多大频率的光子照射氢原子？‎ ‎(3)若有大量的氢原子处于的激发态，则在跃迁过程中最多能释放出几种频率的光子？其中光子频率最大是多少？‎ ‎(4)若有一个氢原子处于的激发态，则在跃迁过程中最多能释放出几种频率的光子？在释放最多光子的情况下，光子频率最大是多少？‎ ‎【答案】(1)13.6eV，；(2)；(3)3种，；(4)3种，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设处于基态的氢原子核周围的电子速度为，则有 所以电子动能 因为 所以有 ‎(2)要使处于的氢原子电离，入射光子须满足 解得 ‎(3)当大量氢原子处于能级时，最多能释放出的光子频率种类为 种 氢原子由能级向能级跃迁时放出的光子频率最大，设为，则 所以 ‎(4)当一个氢原子处于能级时，最多能释放出的光子频率种类为3种；此时氢原子由能级向能级跃迁时放出的光子频率最大，设为，则 所以