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1、湖北省武汉市蔡甸区汉阳一中2019-2020学年高二物理下学期期中试题（含解析）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. 1g100水的内能小于1g100水蒸气的内能D. 做功和热传递对改变物体内能是等效，也就是说做功和热传递的实质是相同的【答案】C【解析】【详解】A布朗运动是悬浮
2、在液体中固体小颗粒无规则运动，是由于液体分子对颗粒撞击力不平衡造成的，所以布朗运动说明了液体分子不停的做无规则运动，但不是液体分子的无规则运动，故A错误；B质量相等的氢气和氧气，温度相同，分子的平均动能相同，而氢气的分子数多，则氢气的内能较大，故B错误；C同样温度的水变为同样温度的水蒸气要吸收热量，所以100的水的内能小于100相同质量的水蒸气的内能，故C正确；D做功和热传递对改变物体内能是等效的，但实质不同，做功是其他能和内能的转化，热传递是内能的转移，故D错误。故选C。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
3、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【答案】D【解析】【详解】A气体的温度越高，分子平均动能增大，那么分子热运动就越剧烈，则分子的平均速率增大，但不是所有分子的速率都增大，故A错误；B热力学第二定律告诉我们，自然界中的宏观过程具有的方向性，不违背能量守恒定律的实验构想并不都能够实现，如第二类永动机不能制成，故B错误；C分子间同时存在引力与斥力，分子间的引力与斥力随分子间距离增大而 减小，随分子间距离减小而增大，分子间相互作用的引力与斥力的合力是分子力；当分子间距离等
4、于平衡距离时，分子力为零；当分子间距离小于平衡距离时分子力随分子间距离增大而减小，随分子间距离减小而增大；当分子间距离大于平衡距离时，分子力随分子间距离减小而减小，随分子间距离增大而增大，当分子间距离增大到一定距离后又随分子间距离增大而减小，故C错误；D根据，知一定质量的理想气体，压强不变时，温度升高时，体积增加，故分子间的平均距离一定增大，故D正确。故选D。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
5、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【答案】C【解析】【详解】A液晶像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些单晶体相似，具有各向异性，故A错误；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，只能说明云母片是晶体，故B错误；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，例如天然石英是晶体，熔融过的石英却是非晶体，故C正确；D液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力，即是表面张力，表面张力产生在液体表面层，它的方向平行于液体表面，而非与液面垂
6、直指向液体内部，故D错误。故选C。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：，则下列判断中正确的是（ ）A. 和都是正确B. 和都是正确的C. 和都是正确的D. 和都是正确的【答案】B【解析】【详解】摩尔质量=分子质量阿伏加德罗常数，故：mNA=Vm故故正确；为在标准状态下水蒸气的密度，由于气体分子间距远大于分子直径，故水蒸气的密度小于水分子的密度，故Vm，故故错误；摩尔质量=分子质量阿伏加德罗常数，故故正确；由于气体分子间距远大于分子直径，故故错误；故正确的表达式为和，选B。5.
7、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【答案】C【解析】【详解】设封闭气体上方水银柱高度为h，由图示可知，封闭气体压强温度升高时p0与h不变，则分别气体压强不变，h2不变，气体发生等压变化，温度升高，气体体积增大，则气柱高度h1增大，故C正确。故选C。6.如图所示为一定质量气体状态变化时的p-T图像，由图像可知，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【答案】D【解析】【详解】从图中可以看出，气体先经
8、历了等温变化，根据波意尔定律可知：，而气体等温升压，体积变小；根据理想气体状态方程：可知：，后一段是过原点直线，所以是等体积变化，所以气体体积先减小后不变，ABC错误D正确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. 【答案】C【解析】【详解】塞移动过程中，气缸内气体对外界做功根据热力学第一定律有A 与分析不符，故
9、A错误；B 与分析不符，故B错误；C 与分析相符，故C正确；D 与分析不符，故D错误；故选：C。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，如图所示当在活塞下方注入一定质量的理想气体、温度为T时，气柱高为h，则当温度为时，气柱的是A. B. C. D. 【答案】C【解析】设弹簧的劲度系数为k，当气柱高为h时，弹簧弹力f kh，由此产生的压强，s为容器的横截面积取封闭的气体为研究对象：初状态：T，hs，；末状态；T，h s，由理想气体状态方程，解得：，故C正确，ABD错误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
10、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【答案】BD【解析】第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律，但是不违反能量守恒定律，A错误；根据热力学第一定律可知：，则在绝热条件下压缩理想气体，Q=0，W0，则，即气体的内能一定增加，B正确；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运动占据的空间的直径，C错误；一定质量的理想气体，压强不变、温度升高时，气体的平均速率变大，则气体分子单位时间对
11、气缸壁单位面积碰撞的次数将变少，D正确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【答案】AD【解析】【详解】AB被封闭气体温度不变，故气缸内的气体的内能保持不变，故A正确，B错误；CD温度不变，内能不变，体积增大，对外做功，根据，可知气
12、体对外界做的功等于气体从外界吸收的热量，故D正确，C错误。故选AD。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【答案】ABD【解析】【详解】AA到B气体的温度升高，内能增大，故A正确；BC在V-t图象中等压线是延长线过-273.15的直线，斜率越大，压强越小，气体从状态A到状态B的过程中，压强变小，故B正确，C错误；D从状态A到状态B，体积增大，气体对外做功，W0；温度升高，内能增大，U0，根据热力学第一定律U=W+Q
13、知Q0，故D正确；故选ABD。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【答案】BC【解析】【详解】AB假设两部分气体的体积不变，设气体的初始状态：p1，T1末状态的为p2，T2，变化温度为T，p由查理定律得得当氧气和氢气的温度都升高10时，开始的压强p和T相同，由可知，由于开始时氧气的温度低于氢气的温度，所以则气体向右移动，
14、故A错误，B正确；CD开始的压强p相同，由可知则汞柱向左移，故C正确，D错误。故选BC。二、实验题：本题共小题，满分分。请将解答填在答题卡相应的位置。13.用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：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；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；先往边长为3040cm的浅盘里倒入2cm深的水；将痱子粉均匀撒在水面上；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；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；计算出轮廓范围
15、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_；(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【答案】 (1). (2). (3). AC【解析】【详解】(1)1计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的应舍去，多于半个格的算一格，故错误；2一滴油酸溶液含有纯油的体积油膜的面积油酸分子的直径(2)3A油酸未完全散开，油膜面积测量值偏小，
16、根据知分子的大小测量值偏大，故A正确；B油酸溶液浓度低于实际值，每滴纯油酸体积测量值偏小，根据知分子的大小测量值偏小，故B错误；C计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，油膜面积测量值偏小，根据知分子的大小测量值偏大，故C正确；D求每滴体积时1mL的溶液的滴数多记了10滴，则求出的每滴纯油酸体积偏小，根据知分子的大小测量值偏小，故D错误。故选AC。14.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）（
17、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”）【答案】 (1). D (2). b (3). 增大【解析】【分析】（1）根据理想气体状态参量方程分析。（2）图像斜率代表压强和体积乘积，根据题目表格中的数据判断。
18、（3）较大的试管体积大，初始状态的压强都等于大气压，所以pV的乘积变大，图线斜率增大。【详解】（1）1根据pV=nRT，pV的乘积减小，说明气体物质的量减小，气体在漏气，D符合题意；ABC不符合题意；故选D。（2）2图线上切线的斜率为pV，根据表格数据可知随着体积的增大pV值增大，则斜率增大，a符合题意，b不符合题意；故选a；（3）3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，初始状态pV是大试管大，得出的图象的斜率比上一同学直线部分的斜率增大。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.封闭在气缸内一
19、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： 气体吸收热量还是放出热量，热量为多少焦耳？若在状态D的体积为2V0，则状态D的温度为多少？【答案】吸收热量；【解析】【详解】根据热力学第一定律且：可得Q=14J，由于Q0，可判断为吸收热量。根据理想气体状态方程由于V-T图像AD段是过原点的直线，说明且联立可得16.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m5kg、横截面面积为S=50cm2的活塞放在大小可忽略的固定挡板
20、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=1.0105Pa。已知大气压强为p0=1.0105Pa，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，在这上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？【答案】(1) 57；(2)73J【解析】【详解】(1)气体的状态参量，对活塞由平衡条件得解得由查理定律得解得则(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，外界对气体做功根据热力学第一定律，可得理想气
21、体从外界吸收的热量17.研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56C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=27C，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=1.0104J的热量，稳定后气体a内能增加了U=8.5103J，求此过程气体b的内能增加量
22、。【答案】（i）病毒能被灭；（ii）1.5103J【解析】【详解】（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 阀门K打开，加热过程a气体做等压变化，由盖吕萨克定律得由得t2=57 因5756，a内病毒能被灭（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+W由式及代入数据得W=-1.5103J对b气体，由于系统绝热，则Ub=1.5103J18.2019年12月以来，我国部分地区突发的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一个措施。如图是防疫消毒用的喷雾消毒桶的
23、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，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。求室内温度。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。【答案】【解析】【详解】(1)设喷雾器的截面积为S，室内温度为T1，气体压强为，根据平衡可得气体体积为保持不变，气体做等容变化，根据查理定律解得(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，根据平衡可得根据玻意耳定律可得即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，有解得