【物理】海南省海口市第四中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

【物理】海南省海口市第四中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

海口市第四中学2019-2020学年高二下学期开学考试 物理试题 一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）‎ ‎1.某气体的摩尔质量是M，标准状态下的摩尔体积为V，阿伏伽德罗常数为NA，下列叙述中正确的是（）‎ A. 该气体在标准状态下的密度为 B. 该气体每个分子的质量为 C. 每个气体分子在标准状态下体积为 D. 该气体单位体积内的分子数为 ‎【答案】B ‎【解析】A．摩尔质量除以摩尔体积等于密度,该气体在标准状态下的密度为，故A错误；‎ B．每个气体分子的质量为摩尔质量与阿伏伽德罗常数的比值，即，故B正确；‎ C．由于分子间距的存在，每个气体分子的体积远小于，故C错误；‎ D．分子数密度等于物质的量乘以阿伏伽德罗常数再除以标准状态的体积V，即，故D错误．‎ ‎2.关于气体压强的理解，哪一种理解是错误的（　　）‎ A. 将原先敞口的开口瓶密闭后，由于瓶内气体重力太小，它的压强将远小于外界大气压强 B. 气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的 C. 气体压强取决于单位体积内气体分子数及其平均动能 D. 单位面积器壁受到气体分子碰撞产生的平均压力在数值上等于气体压强的大小 ‎【答案】A ‎【解析】A．将开口瓶密闭后，瓶内气体脱离大气，瓶内气体压强等于外界大气压强，故A错误符合题意；‎ B．气体压强是由于气体分子不断撞击器壁而产生的，故B正确不符合题意；‎ C．根据气体压强的微观解释可知，气体压强取决于单位体积内气体分子数及其平均动能，故C正确不符合题意；‎ D．根据可知，单位面积器壁受到气体分子碰撞产生的平均压力在数值上等于气体压强的大小，故D正确不符合题意。故选A。‎ ‎3.关于布朗运动和扩散现象，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 布朗运动和扩散现象都可以在气、液、固体中发生 B. 布朗运动和扩散现象都是固体小颗粒的运动 C. 布朗运动和扩散现象都是温度越高越明显 D. 布朗运动和扩散现象都是会停止的 ‎【答案】C ‎【解析】布朗运动只能在气体和液体中发生，不能在固体中发生，故A错误；布朗运动是固体颗粒的运动，扩散现象是分子的运动．故B错误；布朗运动和扩散现象都与温度有关，温度越高越明显，故C正确；布朗运动和扩散现象都是不会停止的，布朗运动和扩散现象都能说明分子的运动是永不停息的，故D错误；故选C.‎ ‎4.空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L，现再充入1.0atm的空气9.0L。设充气过程为等温过程，空气可看作理想气体，则充气后储气罐中气体压强为（　　）‎ A. 2.0atm B. 3.0atm C. 1.0atm D. 2.5atm ‎【答案】D ‎【解析】将充气之前的两部分气体合起来作为初状态，压强都是1.0atm，故初始体积为两部分的和。初状态：p1=10atm，V=V1+V2=6.0+9.0L=15.0L 末状态：p2=？V′=V1=6.0L 由玻意耳定律：p1V=p2V′ 代入数据，求得：p2=2.5atm 故D正确ABC错误。故选D。‎ ‎5.如图所示为两分子系统的势能Ep与两分子间距离r的关系曲线．下列说法正确的是(   ) ‎ ‎ ‎ A. 当r等于r1时，分子间的作用力为零 B. 当r小于r2时，分子间的作用力表现为斥力 C. 当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 D. 在r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做负功 ‎【答案】B ‎【解析】A．当r等于r2时，分子间的作用力为零，故A错误.‎ B．由于r1＜r2=r0，故当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力，故B正确；‎ C．由图可知r2=r0，因此当r大于r1而小于r2时分子力为斥力，大于r2时分子力为引力，故C错误；‎ D．当r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，因此分子间作用力做正功，故D错误.‎ ‎6.有一段12cm长汞柱，在均匀玻璃管中封住一定质量气体．若管口向上将玻璃管放置在一个倾角为30°的光滑斜面上（如图所示），在下滑过程中被封闭气体的压强（设大气压强为p0=76cmHg）为（　　）‎ A. 76cmHg B. 82cmHg C. 88cmHg D. 70cmHg ‎【答案】A ‎【解析】水银柱所处的状态不是平衡状态，因此不能用平衡条件来处理．水银柱的受力分析如题图所示，因玻璃管和水银柱组成系统的加速度a＝gsinθ，所以对水银柱由牛顿第二定律得：p0S＋mgsinθ－pS＝ma，解得p＝p0.‎ ‎7.一定质量的理想气体其状态变化过程的p与V的关系如图甲所示，该过程p－T图应是( ) ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】根据理想气体状态变化方程可知 ，由图像可知，则 ，由数学知识可知，P-T图像为抛物线如图C所示。故选C.‎ ‎8.如图所示，A、B两容器容积相等，用粗细均匀的细玻璃管相连，两容器内装有不同气体，细管中央有一段水银柱，在两边气体作用下保持平衡时，A中气体的温度为0℃‎ ‎，B中气体温度为20℃，如果将它们的温度都降低10℃，那么水银柱将（　　）‎ A. 向A移动 B. 向B移动 C. 不动 D. 不能确定 ‎【答案】A ‎【解析】假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，所装气体温度分别为273K和293K，当温度降低△T时，左边的压强由p1降至p'1，△p1=p1-p'1‎ 右边的压强由p2降至p′2△p2=p2-p′2‎ 由查理定律得 ‎ 因为p2=p1，所以△p1＜△p2 即水银柱应向A移动，故A正确，BCD错误。‎ 二：多项选择题：（本题共4小题，每小题5分，共20分，每小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分）‎ ‎9.比较氢气和氧气，不考虑分子势能，下面说法中正确是（　　）‎ A. 相同温度下，氧分子和氢分子具有相同的平均速率 B. 在相同温度下，氧分子和氢分子具有相同的平均动能 C. 质量和温度都相同的氢气和氧气具有相同的内能 D. 摩尔数和温度都相同的氢气和氧气具有相同的内能 ‎【答案】BD ‎【解析】AB． 温度相同，则分子的平均动能相同，而氢气的分子质量小，所以氧分子比氢分子具有的平均速率小，故A错误B正确；‎ C． 质量和温度相同的氢气和氧气具有相同的分子平均动能；但相同质量下氢气的物体的量多，故氢气的内能要大于相同质量的氧气的内能；故C错误；‎ D． 摩尔数相同，则分子个数相同，又由于温度相同，则分子的平均动能相同，因此不考虑分子势能，摩尔数和温度相同的氢气和氧气具有相同的内能，故D正确。故选BD。‎ ‎10.对下列相关物理现象的解释正确的是（　　）‎ A. 水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙 B. 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，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成 C. 高压下的油会透过钢壁渗出，说明分子是不停运动着的 D. 在一杯热水中放几粒盐,整杯水很快会变咸,这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果 ‎【答案】ABD ‎【解析】A．水和酒精混合后总体积减小，说明分子间有空隙，故A正确；‎ B．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，可以在高温条件下利用分子的扩散来完成，故B正确；‎ C． 高压下，油可以渗过钢管壁，这说明固体分子间也有间隙，不能说明分子的运动；故C错误；‎ D．在一杯热水中放几粒盐，整杯水很快会变咸，这是盐分子在高温下无规则运动加剧的结果，故D正确。故选ABD ‎11.如图所示为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图象，气体状态经历A→B→C→A完成一次循环，A状态的温度为290K，下列说法正确的是( )‎ A. A→B的过程中，每个气体分子的动能都增加 B. B→C的过程中，气体温度先升高后降低 C. C→A的过程中，气体温度一定减小 D. B，C两个状态温度相同，均为580K ‎【答案】BC ‎【解析】A→B的过程中，体积不变，压强变大，则温度升高，分子平均动能变大，但并非每个气体分子的动能都增加，选项A错误；BC两态的PV乘积相等，可知BC两态的温度相同，由数学知识可知，B→C的过程中，PV乘积先增加后减小，则气体温度先升高后降低，选项B正确；C→A的过程中，气体压强不变，体积减小，根据V/T=K可知则气体的温度一定减小，选项C正确；对AB两态，由查理定律：，即，解得TB=3×290K=870K，则B、C两个状态温度相同，均为870K，选项D错误；故选BC.‎ ‎12.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，注入一定量的水银，烧瓶中封有一定量的某种气体，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，应将A管向上移 B. 将烧瓶浸入热水中，应将A管向下移动 C. 将烧瓶浸入冰水中，应将A管向上移动 D. 将该装置移到高山上做实验，应将A管向上移 ‎【答案】AD ‎【解析】AB． 将烧瓶浸入热水中时，气体的温度升高，由于气体的体积不变，所以气体的压强要变大，应将A管向上移动，故A正确B错误；‎ C． 将烧瓶浸入冰水中时，气体的温度降低，由于气体的体积不变，所以气体的压强要减小，应将A管向下移动，故C错误；‎ D． 将该装置移到高山上做实验，外界气体压强减小，如果装置不变则内部气体体积增大，要保持体积不变，需要将A管向上移，故D正确。故选AD。‎ 三：实验题：（每空3分，共9分）‎ ‎13.在做“用油膜法估测分子大小”的实验时，油酸酒精溶液的浓度为每2 000 mL溶液中有纯油酸1 mL.用注射器测得1 mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1 cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是________mL，油酸膜的面积是________ cm2.据上述数据，估测出油酸分子的直径是________ m.‎ ‎【答案】 (1). (2). 41 (3). ‎ ‎【解析】解：1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积：‎ ‎；由于每格边长为1cm，则每一格就是 ，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出41格，,则油酸薄膜面积为：；由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为：．‎ 四、计算题：本题共4小题，第14题11分，第15题10分；第16题12分，第17题14分；共47分。把解答写在答题卡中指定的答题处，要写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。‎ ‎14.如图所示，是一定质量的气体从状态A经状态B、C到状态D的图象，已知气体在状态C时的体积是6L，则：‎ ‎(1)问A到B、B到C、C到D分属于什么变化（等温变化、等压变化、等容变化）；‎ ‎(2)求状态D时的体积VD；‎ ‎(3)求状态A时的气体体积VA。‎ ‎【答案】(1) A到B等温过程、B到C等容过程、C到D等压过程；(2)8L；(3)3L ‎【解析】(1)根据图像可知： A到B等温过程；B到C图像是过原点直线，所以是等容过程；C到D等压过程。 ‎ ‎(2)C到D过程，属于等压变化，由等压变化规律可知：‎ 体积与热力学温度成正比，即 解得：VD=8L ‎(3)由图可知，B到C过程属于等容变化，所以VB=VC=6L A到B过程为等温变化，压强与体积成反比，即 代入数据，有2VA=VB=6L 解得VA=3L ‎15.如图所示，汽缸呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为d ‎．筒内一个很薄的质量不计的活塞封闭一定量的理想气体，开始时活塞处于离底部d/2的高度，外界大气压强为1.0×105Pa，温度为27℃，现对气体加热．求：‎ ‎①当活塞刚好到达汽缸口时气体的温度．‎ ‎②气体温度达到387℃时气体的压强．‎ ‎【答案】（1）600 K（2）1.1×105 Pa．‎ ‎【解析】试题分析：①以封闭气体为研究对象：P1=P0，，T1=300K 设温度升高到T0时，活塞刚好到达汽缸口，此时：P2=P0，V2=Sd 根据理想气体状态方程：‎ 解得T2=600K ‎②T3=387℃=660K＞T2，封闭气体先做等压变化，活塞到达汽缸口之后做等容变化 所以：‎ 此时有V3=Sd，T3=660K 由理想气体状态方程：‎ 解得P3=1.1×105Pa ‎16.如图所示，固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用劲度系数为的轻质弹簧相连，两活塞横截面积的大小满足S1＝2S2，其中．两气缸均用导热材料制成，内壁光滑，两活塞可自由移动．初始时两活塞静止不动，与气缸底部的距离均为，环境温度为T0＝300 K，外界大气压强为，弹簧处于原长．现只给气缸Ⅰ缓慢加热，使气缸Ⅱ的活塞缓慢移动了5cm．已知活塞没有到达气缸口，弹簧能保持水平，气缸内气体可视为理想气体．求此时：‎ ‎(a)弹簧的形变量；‎ ‎(b)气缸Ⅰ内气体的温度．‎ ‎【答案】(1) （2）‎ ‎【解析】(a)初始时弹簧处于原长说明两气缸内气体压强均为 加热后，对气缸Ⅱ的活塞受力分析得 ‎ …………① ‎ 对气缸Ⅱ内气体，由玻意耳定律 ‎ …………② ‎ 联立解得 ‎（b）对气缸Ⅰ内气体，由理想气体状态方程 …………③‎ 对气缸Ⅰ的活塞受力分析得 …………④ ‎ 由几何关系 …………⑤ ‎ 联立解得 ‎17.如图所示,一内径均匀的导热U形管竖直放置,右侧管口封闭,左侧上端与大气相通,一段水银柱D和一个光滑轻质活塞C将A、B两部分空气封在管内．初始稳定状态下,A气柱长度为1A=9cm,B气柱长度为lB=6cm,两管内水银面的高度差h=10cm．已知大气压强恒为P0=76cmHg，环境温度恒为T0=297K．回答下列问题：‎ ‎(1)求初始稳定状态下B气体的压强PB；‎ ‎(2)为使左右两管内液面等高,现仅对B气体缓慢加热,求两液面等高时，气体的温度TB;‎ ‎(3)为使左右两管内液面等高,现仅用外力使活塞缓慢上移,求两液面等高时活塞移动的距离x．(左侧管道足够长)．‎ ‎【答案】（1）B部分气体原状态压强；（2）；（3）‎ ‎【解析】（1）B部分气体原状态压强 ‎（2）B部分气体原状态压强，体积，温度，末状态压强，体积，根据理想气体状态方程，有 解得 ‎（3）A部分气体原状态压强，体积为，末状态压强，体积 B部分气体原状态压强，体积，末状态压强，体积 根据玻意耳定律，有，联立解得：‎ 活塞在管中移动的距离为x，则，解得