【物理】湖北省武汉市蔡甸区汉阳一中2019-2020学年高二下学期期中联考试题

【物理】湖北省武汉市蔡甸区汉阳一中2019-2020学年高二下学期期中联考试题

物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，满分100分，考试时间90分钟．‎ 第Ⅰ卷 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，满分48分．在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12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，错选或不答的得０分．）‎ ‎1、关于温度和内能的理解，下列说法中正确的是(　　)‎ A．布朗运动是液体分子的无规则运动 B．不计分子之间的分子势能，质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能 C．1 g 100 ℃水的内能小于1 g 100 ℃水蒸气的内能 D．做功和热传递对改变物体内能是等效的，也就是说做功和热传递的实质是相同的 ‎2、下列有关热现象的叙述中正确的是（ ）‎ A．气体的温度越高，分子热运动就越剧烈，所有分子的速率都增大 B．凡是不违背能量守恒定律的实验构想，都是能够实现的 C．分子力随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大 D．一定质量的理想气体，压强不变，温度升高时，分子间的平均距离一定增大 ‎3、下列说法正确的是(　　) ‎ A．液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些多晶体相似，具有各向同性 B．烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体 C．在合适的条件下，某些晶体可以转变为非晶体，某些非晶体也可以转变为晶体 D．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部 ‎4、以M表示水的摩尔质量，表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，m、v分别表示每个水分子的质量和体积，四个关系式：①，②，③，④．则下列判断中正确的是（ ）．‎ A．①和②都是正确的 B．①和③都是正确的 C．②和④都是正确的 D．①和④都是正确的 ‎5．如图所示，两端开口的玻璃管插入汞槽内，在管中有一段空气柱被汞柱封住．当管内气体温度升高时，图中所示的高度和变化情况是（ ）．‎ A．不变，变大 B．不变，变小 C．变大，不变 D．变小，不变 ‎6、如图所示为一定质量气体状态变化时的P﹣T图象，由图象可知，此气体的体积（　　）‎ A．先不变后变大 B．先不变后变小 C．先变大后不变 D．先变小后不变 ‎7．如图所示，气缸内封闭一定质量的理想气体，活塞通过定滑轮与一重物相连并处于静止状态，此时活塞到缸口的距离，活塞面积，封闭气体的压强。现通过电热丝对缸内气体加热，使活塞缓慢上升直至缸口。在此过程中封闭气体吸收了的热量，假设气缸壁和活塞都是绝热的，活塞质量及一切摩擦力不计，则在此过程中气体内能的增加量为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎8．一圆筒形真空容器，在筒顶系着的轻弹簧下挂一质量不计的活塞，弹簧处于自然长度时，活塞正好触及筒底，如图，当在活塞下方注入一定质量的理想气体后，温度为T时，气柱高为h，则温度为T′时，气柱的高为(活塞与圆筒间摩擦不计)(　　)‎ A. B. C．h D．h ‎ ‎9．下列说法正确的是 A．第二类永动机不可能制成是因为它违反了能量守恒定律 B．在绝热条件下压缩理想气体，气体的内能一定增加 C．只要知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数，就可以估算出气体分子的直径 D．一定质量的理想气体，压强不变、温度升高时，气体分子单位时间对气缸壁单位面积碰撞的次数将变少 ‎10．如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体。将一细管插人液体，由于虹吸现象，活塞上方液体逐渐流出。在此过程中，大气压强与外界的温度保持不变。关于这一过程，下列说法正确的是（ ）‎ A．气缸内气体的内能保持不变 B．气缸内气体的内能不断减小 C．气体对外界做的功大于气体从外界吸收的热量 D．气体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量 ‎11．如图所示是一定质量的理想气体的体积V和摄氏温度t的关系图象，气体由状态A变化到状态B的过程中，下列说法正确的有（ ）‎ A．气体的内能增大 B．气体的压强减小 C．气体的压强不变 D．气体对外做功，同时从外界吸收热量 ‎12、如图所示，10的氧气和20的氢气体积相同，汞柱在连通两容器的细管中央，下面的叙述中，正确的是（ ）‎ A．当氧气和氢气的温度都升高10时，汞柱不移动 B．当氧气和氢气的温度都升高10时，汞柱将向右移 C．当氧气温度升高10，氢气温度升高20时，汞柱向左移 D．当氧气温度升高10，氢气温度升高20时，汞柱不会移动 第Ⅱ卷 二、实验题：本题共２小题，满分１５分．请将解答填在答题卡相应的位置．‎ ‎13．（6分）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：‎ ‎①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总体积为V2；‎ ‎②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；‎ ‎③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水；将痱子粉均匀撒在水面上 ‎④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；‎ ‎⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；‎ ‎⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格。‎ ‎（1）错误的步骤是______________________________（写出步骤数字代号），油酸分子直径的表达式 。（每空2分）‎ ‎（2）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，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，舍去了所有不足一格的方格 ‎ D．求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴．‎ ‎14．（共9分，每小问3分）在“用DIS研究在温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系”实验中，某同学将注射器活塞置于中间刻度20mL处，然后将注射器连接压强传感器并开始实验，气体体积V每减小2mL测一次压强p，实验数据记录在下表中最后得到p和V的乘积逐渐减小．‎ ‎（1）（单选题）造成上述实验结果的可能原因是在实验过程中________‎ ‎（A）注射器中有异物 ‎（B）实验时环境温度增大了．‎ ‎（C）实验时外界大气压强发生了变化．‎ ‎（D）实验时注射器内的空气向外发生了泄漏．‎ ‎（2）由此可推断，该同学的实验结果可能为图________（选填“a”或“b”）．‎ ‎（3）若另一同学用较大的注射器在同一实验室里（温度不变）做同一个实验，实验仪器完好，操作规范，也从中间刻度开始实验，则得出的图象的斜率比上一同学直线部分的斜率相比________（选填“增大”、“减小”或“相同”）．‎ 三、计算题：本大题共4小题，共37分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。‎ ‎15.（9分）封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示。该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上。在上述过程中，气体对外做功为5J，内能增加9J。则：‎ ‎①气体吸收热量还是放出热量，热量为多少焦耳？‎ ‎②若在状态D的体积为2V0，则状态D的温度为多少？‎ ‎16、（9分）如图所示，固定在水平面开口向上的导热性能良好足够高的汽缸，质量为m＝5kg、横截面面积为S=50cm2的活塞放在大小可忽略的固定挡板上，将一定质量的理想气体封闭在汽缸中，开始汽缸内气体的温度为t1=27℃、压强为p1=1.0×105Pa。已知大气压强为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2。‎ ‎(1)现将环境的温度缓慢升高，当活塞刚好离开挡板时，温度为多少摄氏度？‎ ‎(2)继续升高环境的温度，使活塞缓慢地上升H=10cm，在此过程中理想气体的内能增加了18J，则气体与外界交换的热量为多少？‎ ‎17．（9分）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56°C时，30分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E。a缸内被封闭气体初始温度t1=27°C，活塞位于气缸中央，与底部的距离h1=60cm，活塞和气缸间的摩擦不计。‎ ‎（i）若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2=66cm，持续30分钟后，试分析说明a内新冠病毒能否被灭活?‎ ‎（ii）若阀门K始终闭合，电热丝通电一段时间，给a缸内气体传递了Q=1.0×104J的热量，稳定后气体a内能增加了△U=8.5×103J，求此过程气体b的内能增加量。‎ ‎18．（10分）近来新型冠状病毒肺炎威胁着人们的身体健康。勤消毒是防疫很关键的措施之一。如图是防疫消毒用的喷雾消毒桶的原理图，圆柱形喷雾器高为h，内有高度为的消毒液，上部封闭有压强为p0、温度为T0的空气。将喷雾器移到室内，一段时间后打开喷雾阀门K，恰好有消毒液流出。已知消毒液的密度为ρ，大气压强恒为p0，喷雾口与喷雾器等高。忽略喷雾管的体积，将空气看作理想气体。‎ ‎①求室内温度。‎ ‎②在室内用打气筒缓慢向喷雾器内充入空气，直到水完全流出，求充入空气与原有空气的质量比。‎ ‎【参考答案】‎ 一．选择题（第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12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，错选或不答的得０分．）‎ 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 C D C B C B C D BD AD ABD BC 二．实验题 ‎13. （1） ⑥ （2） AC（每空2分）‎ ‎14.【答案】（1）D （2）b （3）增大 （每空3分）‎ 三、计算题：本大题共4小题，共37分。‎ ‎15、(9分)【答案】①吸收热量②‎ ‎【解析】①根据热力学第一定律 且： (2分)‎ 可得Q=14J，由于Q>0，可判断为吸收热量。(2分)‎ ‎②根据理想气体状态方程 (2分)‎ 由于V-T图像AD段是过原点的直线，说明(2分)‎ 联立可得 (1分)‎ ‎16、(9分)【答案】(1) 57℃；(2)73J ‎【解析】 (1)气体的状态参量，(1分)‎ 对活塞由平衡条件得 ‎(1分)‎ 解得 由查理定律得 ‎(2分)‎ 解得 则 ‎(1分)‎ ‎(2)继续加热时，理想气体等压变化，则温度升高，体积增大，气体膨胀对外界做功，外界对气体做功 ‎(2分)‎ 根据热力学第一定律，可得理想气体从外界吸收的热量 ‎(2分)‎ ‎17、(9分)【答案】（i）病毒能被灭；（ii）1.5×103J ‎【解析】‎ ‎（i）设活塞横截面积为S，则对a气体，初态V1=Sh1 T1=t1+273=300K；‎ 末态V2=Sh2 T2=t2+273 ① (1分)‎ 阀门K打开，加热过程a气体做等压变化，由盖·吕萨克定律得 ‎② (1分)‎ 由①②得 t2=57℃ ③ (1分)‎ 因57℃＞56℃，a内病毒能被灭④ (1分)‎ ‎（ii）阀门K闭合，由于系统绝热，a气体膨胀对b气体做功，由热力学第一定律有 ‎△Ua=Q+W⑤(2分)‎ 由⑤式及代入数据得 W=-1.5×103J⑥(2分)‎ 对b气体，由于系统绝热，则 Ub==1.5×103J⑦(1分)‎ ‎ ‎ ‎18、(10分)【答案】①②‎ ‎【解析】‎ ‎(1)设喷雾器的截面积为S，室内温度为T1，气体压强为，根据平衡可得 ‎(1分)‎ 气体体积为 保持不变，气体做等容变化，根据查理定律 ‎(2分)‎ 解得(2分)‎ ‎(2)以充气结束后喷雾器内空气为研究对象，排完液体后，压强为，体积为，若此气体经等温度变化，压强为时，体积为，根据平衡可得 ‎(1分)‎ 根据玻意耳定律可得即 ‎(2分)‎ 同温度下同种气体的质量比等于体积比，设打进气体质量为，有 ‎(1分)‎ 解得(1分)‎