南阳市第一中学校2022-2023学年高二下学期第三次月考物理试卷（含答案）

南阳市第一中学校2022-2023学年高二下学期第三次月考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、下列说法正确的是(   )

A.凡是具有规则几何形状的物体一定是单晶体，单晶体和多晶体都具有各向异性

B.两分子间距离从逐渐增大到的过程中，它们的分子势能先减小后增大

C.布朗运动是分子热运动，而扩散现象不是分子热运动

D.一定量的气体，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少。

2、对于下列四幅图的说法，正确的是(   )

甲                       乙              丙              丁

A.图甲，两种温度下，图像与横轴所围面积不同

B.图乙，当时，分子力不为零

C.图丙，固体薄片上涂蜡，用烧热的针接触薄片背面上一点，蜡熔化的范围如图丙空白所示，说明固定薄片是单晶体

D.图丁，玻璃试管倒扣在水槽中且试管内水面下凹，说明水对玻璃是不浸润的

3、如图所示，一竖直放置的汽缸被轻活塞AB和固定隔板CD分成两个气室，CD上安装一单向阀门，单向阀门只能向下开启；气室1内气体压强为，气室2内气体压强为，气柱长均为L，活塞面积为S，活塞与汽缸间无摩擦，汽缸导热性能良好。现在活塞上方缓慢放质量为m的细砂，重力加速度为g，下列说法正确的是(   )

A.若，活塞下移

B.若，活塞下移

C.若，气室1内气体压强为

D.若，气室1内气体压强为

4、如图所示为一定质量理想气体的压强p与体积V的关系图像，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，气体温度可能一直升高

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

5、在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为M，气缸内有一质量为m的活塞，已知。活塞密封一部分理想气体。现对气缸施加一个水平向左的拉力F（如图甲），稳定时，气缸的加速度为，封闭气体的压强为，体积为；若用同样大小的力F水平向左推活塞（如图乙），稳定时气缸的加速度为，封闭气体的压强为，体积为设密封气体的质量和温度均不变，则(   )

甲                乙

A.，， B.，，

C.，， D.，，

6、容积为20L的钢瓶充满氧气后，压强为，打开钢瓶的阀门让氧气同时分装到容积为5L的小瓶中，若小瓶原来是抽空的，小瓶中充气后压强为，分装过程中无漏气，且温度不变，那么最多能分装(   )

A.4瓶 B.50瓶 C.56瓶 D.60瓶

7、边长为a的立方体透明材料中心O处安装一红色点光源，点为上表面的中心，从该透明材料表面任意位置均可看到该点光源发出的光，且通过立方体顶点看到的光源极暗，光在真空中的传播速度为c，不考虑二次反射，则(   )

A.该透明材料对红光的临界角

B.红光在该透明材料中的折射率

C.红光从透明材料中射出的最短时间为

D.若点光源换成紫光，透明材料表面有光出射的区域面积将保持不变

8、研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过时，30分钟就可以灭活。如图所示，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在粗细均匀的绝热汽缸下部a内，汽缸顶端有一绝热阀门K，汽缸底部接有电热丝E，汽缸的总高度。a缸内被封闭气体初始温度，活塞与底部的距离，活塞和汽缸间的摩擦不计。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，关于上述变化过程，下列说法正确的是(   )

A.b汽缸中逸出的气体占原b汽缸中气体的

B.a汽缸中的气体温度升高，压强增大

C.稳定后，a汽缸内的气体温度为

D.稳定后，保持该温度不变再持续30分钟，a汽缸内新冠病毒能够被灭活

二、多选题

9、如图所示，粗细均匀、导热良好的薄壁U形管左管开口竖直向上，管中装有水银，左管内水银面比右管内水银面高，左管内水银面到管口的距离，右管内封闭的空气柱长度。现用横活塞把开口端封住，并缓慢推动活塞，使左、右管内水银面齐平。已知大气压强恒为，活塞可沿左管壁无摩擦地滑动，推动过程中气体温度始终不变，下列说法正确的是(   )

A.左管内水银面向下移动的距离为5cm

B.活塞向下移动的距离为7.5cm

C.稳定后右管中气体的压强为

D.稳定后固定横活塞，若环境温度缓慢降低，则左管内水银面逐渐高于右管

10、时刻位于坐标原点O的波源沿y轴开始振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，时波源停止振动，时0~7m的波形图如图所示，此刻质点P的平衡位置与O点的距离。下列说法正确的是(   )

A.波的周期为2s

B.0~4s时间内质点P运动的总路程为80m

C.时刻波源的振动方向沿y轴正方向

D.时刻质点P位于波峰

11、相同质量的同种理想气体分别充满甲、乙两汽缸，两汽缸中气体的温度分别为、，两汽缸中气体的压强分别为、，已知、。则下列说法正确的是(   )

A.甲汽缸中气体的分子平均动能大于乙汽缸中气体的分子平均动能

B.甲汽缸中每个气体分子的动能均大于乙汽缸中每个气体分子的动能

C.甲汽缸中动能大的分子一定比乙汽缸中动能大的分子多

D.甲汽缸中气体的分子平均速率可能比乙汽缸中气体的分子平均速率小

12、如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形简组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为2m、m，面积分别为2S，S，弹簧原长为l。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。现缓慢加热两活塞间的气体，使活塞Ⅱ刚好运动到气缸连接处。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积.重力加速度为g(   )

A.弹簧的劲度系数 B.初始状态两活塞间气体压强为

C.达到稳定后弹簧伸长量变为 D.达到稳定后活塞间气体温度为

三、实验题

13、（1）现用如图所示双缝干涉实验装置来测量光的波长。

①在组装仪器时单缝和双缝应该相互______放置。（选填“垂直”或“平行”）；

②已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为1.16mm；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺的示数如图所示，则读数为______mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离，所测光的波长λ=______nm。（保留3位有效数字）；

③为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量n个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有______。

A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量

B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量

C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量

D.《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量

14、某实验小组用如图甲所示的装置来探究气体等温变化的规律。

甲                    乙

（1）下列实验操中，有助于减小实验误差的有_____________；

A.实验中缓慢推动活塞，改变空气柱的体积，读出对应的压强

B.推动活塞时，为了保持装置稳定，用手握住注射器

C.在注射器活塞上涂上润滑油，防止漏气

（2）若实验中没有做好密封，导致空气柱漏气，则实验所得的图像可能是图乙中的_____________（选填①、②或③）。

15、某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。

（1）下列说法中正确的是________。

A.该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的单层分子膜

B.一滴油酸酒精溶液滴入水面，油膜的面积会先扩张后又稍微收缩了一些

C.实验时应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉洒在水面上

D.分子直径近似等于油酸酒精溶液的体积与油膜的面积之比

（2）在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验操作步骤：

①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上；

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定；

③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小；

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；

⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上；

上述步骤中，正确的顺序是________；（填写步骤前面的数字）

（3）每滴油酸酒精溶液的体积为V，将该溶液滴一滴到水面上，稳定后形成油膜的面积为S。溶液的浓度为ρ，则油酸分子直径大小的表达式为d=________；

（4）某同学实验中，配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，所测的分子直径________（偏大、偏小、不变）；

四、计算题

16、如图所示为某充气装置示意图。装置水平放置，其中A是容积为V的需要充气的绝热容器。B是内壁光滑的气筒，左端用可左右移动的活塞密封，右端通过单向绝热进气阀n与A连通。活塞横截面积为S。B底部通过单向进气阀m与外界连通。当活塞左移抽气时n闭合，m打开，最多可以从外界抽取体积V的气体；当活塞右移充气时n打开，m闭合，可以将抽气过程从外界抽取的气体全部压入容器A。最初活塞位于气筒B的最左侧，A、B内充满气体，气体的压强与外界大气压强相等均为，温度与外界大气温度相同均为。（打气完成时气筒内剩余气体及气筒与容器间连接处的气体体积可忽略）

（1）缓慢推动活塞，将气筒内体积为V的气体压入容器A，则当打气即将完成时，需要对活塞提供的水平作用力F是多大？（已知此过程气体温度不变。）

（2）现快速让活塞以最大充气体积V完成10次充气，测得A内气体温度升高为T。求此时A内气体压强p。

17、如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在和时刻的波形。已知在时刻，处的质点向y轴正方向运动。已知此波的周期。试完成以下问题：

（1）判断该波的传播方向；

（2）求该波的周期；

（3）求该波的波速。

18、折射率为的半圆形透明柱体，其横截面的半径为R，圆心为O，AB为水平直径，如图所示。点光源S置于O点正下方距O点R处的圆面内，不考虑光在AB界面上的反射。

（1）求半圆形界面上无光线射出的区域长度l；

（2）若从O点正上方观察光源S，求观察到的光源距O点的距离h。

19、已知大气压强为。装置如图所示，圆柱形气缸内的活塞把气缸分隔成A，B两部分，A为真空，用细管将B与U形管相连，细管与U形管内气体体积可忽略不计，气体可视为理想气体。开始时，U形管中左边水银面比右边高6cm，气缸中气体温度为。

（1）将活塞移到气缸左端，保持气体温度不变，稳定后U形管中左边水银面比右边高62cm。求开始时气缸中A、B两部分体积之比；

（2）再将活塞从左端缓缓向右推动，并在推动过程中随时调节气缸B内气体的温度，使气体压强随活塞移动的距离均匀增大，且最后当活塞回到原处时气体的压强和温度都恢复到最初的状态，求此过程中气体的最高温度；

参考答案

1、答案：B

解析：

2、答案：C

解析：A.甲图中，纵轴表示分子数占总分子数的比例，横坐标表示分子速率，则图像与横轴所围面积均为1，故A错误；B.图乙，当时，引力与斥力平衡，分子力为零，故B错误；C.蜡熔化的范围如图丙空白所示，则表现出各向异性，说明固定薄片在导热性质上为各向异性，是单晶体，故C正确；D.图丁玻璃试管倒扣在水槽中且试管内水面下凹，说明水对玻璃是浸润的，故D错误。故选C。

3、答案：A

解析：AC.若，对活塞AB有，解得，单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变。根据玻意耳定律得，解得，所以活塞下移，故A正确，C错误；B.若，对活塞AB有，解得，单向阀未打开，所以气室2内的气体质量不变，气室1内气体质量不变，压强也不变，根据玻意耳定律得，解得，所以活塞下移，故B错误；D.若，对活塞AB有，解得，单向阀打开，如果气室2的气体未完全进入气室1，则有，解得，假设不成立，所以气体完全进入气室1，则有，解得，故D错误。故选A。

4、答案：C

解析：A、A到B过程中，体积不变，根据查理定律，压强增加，温度升高，分子的平均动能增加，不是每个分子的动能都增加，故A错误；B、B→C过程中，根据理想气体状态方程，B、C两点温度相同，过B、C两点的等温线是双曲线的一支，图线BC之间的点温度比B点和C点温度高，所以B→C过程中，气体的温度先升高后降低，故B错误；C、C→A的过程中，气体发生等压变化，体积减小，温度降低，故C正确；D、由B项分析可知BC两状态温度相同，由A到B等容变化，根据查理定律得：，解得：，故D错误；故选：C。

5、答案：A

解析：两种情况下对整体受力分析由，因此，对活塞进行受力分析，第一种情况，对第二种情况，因此可得，密封气体得质量和温度不变，因此可得，因此A正确。

6、答案：C

解析：根据玻意耳定律，所以。故选：C。

7、答案：B

解析：

8、答案：D

解析：A.由题意可知，原b汽缸的高度，当a汽缸稳定后活塞与底部的距离，此时b汽缸的高度，设S为活塞的面积，那么b汽缸中逸出的气体占原b汽缸中气体为，故A错误；BCD.由于K始终打开，a汽缸中的气体的压强不变，可得，代值求得，B错误，C错误，D正确。故选D。

9、答案：BC

解析：A.两管粗细均匀，开始左管内水银面比右管内水银面高，之后水银面齐平，则左管内水银面向下移动的距离为2.5cm，故A错误；C.设开始右管的气压为，根据压强的计算公式可得：，解得：，对于右管前后温度不变，发生等温变化，则有，，解得：，故C正确；B.两管液面相平时，则气体的压强相等，有，对于左管，根据题意可知气体发生等温变化，根据玻意耳定律可得：，解得：，即左管气柱缩短为25cm，又液面下降了2.5cm，可知活塞向下移动的距离为，代入数据解得：，故B正确；D.稳定后固定横活塞，若液面不动，则两边都做等容变化，由查理定律可得：，则稳定后两管中气体压强相等，若环境温度缓慢降低，则两管中气压减小量相等，所以两管中气压仍然相等，水银柱不动，故D错误。故选：BC。

10、答案：AB

解析：A.波源停振后至的时间内，由图象知波传播了3m，得波速，由图象知波长，得周期，故A正确；

B.波传到P点用时间，0~4s时间内质点P振动2s，则运动的总路程为，选项B正确；

C.因波源振动5s生成2.5个波长的波形，即时波已经传到了的位置，根据波形图可知，波传到处的质点时，振动方向向下，可知时刻波源的振动方向沿轴负方向，选项C错误；

D.时刻，即波在图示波形的基础上再传播0.5s，即传播1m，可知此时刻质点P位于平衡位置，选项D错误。

故选AB。

11、答案：AC

解析：AB、根据题设已知、而温度是分子平均动能变化的标志，所以甲汽缸的气体分子的平均动能大于乙汽缸分子的平均动能，根据统计规律，并不是每个分子的动能均大，故A正确，B错误；C、按照统计规律，“中间多，两头少”，即温度高的气体，分子速率大的比例大，即甲汽缸中动能大的分子数比乙汽缸的多，故C正确；D、按照气体分子统计规律，温度高，分子的平均动能大，所以平均速率也大，所以甲汽缸中气体的分子平均速率比乙汽缸中气体的分子平均速率大，故D错误。故选：AC。

12、答案：BD

解析：AB、设初始状态封闭气体的压强为，对两活塞和弹簧的整体受力分析，由平衡条件有，解得：，对活塞Ⅰ，由平衡条件有，解得弹簧的劲度系数为，故A错误，B正确；

CD、缓慢加热两活塞间的气体使得活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，由A项分析可知，气体的压强不变，仍为，即封闭气体发生等压过程，初、末状态的体积分别为，，由气体的压强不变，则弹簧的弹力也不变，弹簧的伸长量不变，故有，由气体等压变化规律可得，解得，故C错误，D正确。

故选：BD。

13、答案：①平行；②15.02；692；③CD

解析：（1）只有保证单缝和双缝互相平行，这样才能在屏上出现明暗相间的条纹；
（2）游标卡尺的游标尺为50分度，精度为0.02mm，固定刻度读数为15mm，游标尺上第1个格对齐，故读数为，所以最终读数为。由于第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为；第6条亮纹中心对齐，测量头的读数，所以，根据，知，代入数据得：。
（3）先测量n个条纹的间距再求出，属于放大测量取平均值，A.《探究两个互成角度的力的合成规律》的实验中合力的测量，属于等效替代法，故A错误；B.《探究弹簧弹力与形变量的关系》的实验中弹簧的形变量的测量，属于测多次取平均值，故B错误；C.《用单摆测重力加速度》的实验中单摆的周期的测量，属于放大测量取平均值，故C正确；D.《用油膜法估测油酸分子的大小》的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量，属于放大测量取平均值，故D正确；故选：CD。

14、答案：（1）AC；（2）③

解析：（1）A.实验中缓慢推动活塞，以免操作动作快使空气柱的温度发生改变，故A正确；B.实验过程中手不能握注射器前端，以免改变了空气柱的温度，使气体发生的不是等温变化，故B错误；C.在活塞上涂上润滑油，保持良好的密封性，保持封闭气体的质量不发生变化，故C正确。故选：AC。
（2）若实验中没有做好密封，导致空气柱漏气，则pV减小，即图像的斜率减小，是图乙中的③。

15、答案：（1）AB；（2）④①②⑤③；（3）；（4）偏大

解析：（1）A.该实验中将油膜看作由一个个油酸分子紧密排列的球状单层分子膜，油膜厚度即为油酸分子额直径，故A正确；B.一滴油酸酒精溶液滴入水面，水面凹陷以及溶液中的酒精溶于水后油酸分子需要填补分子间的空隙，因此油膜的面积会先扩张后又稍微收缩了一些，故B正确；C.实验时应先将痱子粉洒在水面上，然后将一滴油酸酒精溶液滴入水面，这样就可以形成边界清晰的油膜，易于对油膜面积的测定，故C错误；D.分子直径近似等于一滴油酸酒精溶液中油酸的体积与油膜的面积之比，故D错误。故选AB。
（2）根据实验思路，首先应该计算出一滴油酸酒精溶液的体积，然后在浅水盘中放入水和痱子粉，滴入一滴配制好的酒精油酸溶液，形成稳定的油膜，接着把玻璃板放在浅水盘上获取油膜的形状，最后将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小，即正确的顺序为④①②⑤③。
（3）一滴酒精油酸溶液的体积为V，而油酸的体积分数为ρ，则可知一滴酒精油酸溶液中油酸的体积为，由此可得油酸分子直径大小的表达式为。
（4）配置溶液的过程中将酒精倒多了一些，将会造成酒精油酸溶液中油酸的体积分数偏小，但实际用到的计算数据偏大，因此计算得到的油酸分子的直径偏大。

16、答案：（1）；（2）

解析：（1）充气完毕，由等温变化可得

活塞缓慢运动，满足

解得

（2）快速打气10次，由理想气体状态方程有

解得

17、答案：（1）波沿正方向传播（2）（3）

解析：（1）由波形和质点的振动方向规律可知，当时刻，处的质点向y轴正方向运动，波峰需要向右移，则波沿正方向传播。

（2）由图可知

故有因为周期，故

（3）由图可知，波长为，由波速公式可得

18、答案：（1）；（2）

解析：（1）光在介质内刚好发生全反射时的光路图如图所示

光在D点恰好发生全反射

，

解得

无光线射出的部分对应的圆心角

故无光线射出的长度

解得

（2）从O点正上方观察时光路如图所示

由图中几何关系可得

由于α、β较小，故

由折射定律得

可得观察到得光源的深度为

19、答案：（1）；（2）

解析：（1）设汽缸A和B部分的体积分别为和，对缸内气体分析，初始状态，气体的压强为

末态压强为

根据玻意耳定律，有

（2）设汽缸的总长度为L，横截面积为S，活塞初始位置离汽缸左端的距离为

气体压强随活塞移动的距离均匀增大，设比例系数为k，则活塞向右移动距离为x时，气体的压强为

此时气体的体积

当气体恢复到原来状态时压强

对封闭气体，由理想气体状态方程得

解得

当

时，气体有最高温度