2021-2022学年河北省石家庄市元氏县第四中学高二（下）第一次月考物理试题含解析

2021-2022学年河北省石家庄市元氏县第四中学高二（下）第一次月考物理试题时间：75分钟 满分：100分

一、单选题（每题4分，共20分）

1. 关于分子动理论，下列说法正确的是（　　）

A. 气体扩散的快慢与温度无关 B. 布朗运动是液体分子的无规则运动

C. 温度越高，分子热运动的平均动能越大 D. 温度越高，分子热运动的平均速率越大

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．气体扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散越快，故A错误；

B．布朗运动是悬浮在液体中小颗粒的无规则运动，反应液体分子的无规则运动，故B错误；

CD．温度是分子热运动平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大，但分子热运动的平均速率不一定越大，比如不同种类的气体，还与分子质量有关，故C正确，D错误。

故选C。

2. 水对玻璃是浸润液体，而水银对玻璃是不浸润液体，它们在毛细管中将发生上升或下降现象，现把粗细不同三根毛细管插入水或水银中，液柱如图所示，其中正确的现象应是（　　）

A.  B.  C.  D.

【2题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】AC．水银对玻璃是不浸润液体，不浸润液体在毛细管内附着层液体的分子密度较小，液体分子间距较大此时附着层内的分子相互作用表现为引力，液面呈现收缩的趋势，即液面下降，故不浸润液体在毛细管内下降，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内下降的高度越大，故AC错误；

BD．水对玻璃是浸润液体，浸润液体在毛细管附着层内液体的分子密度较大，液体分子间距较小，分子相互作用表现为斥力，液面呈现扩散的趋势，即在毛细管内上升，而且毛细管越细，浸润液体在毛细管内上升的高度越大，故D正确，B错误。

故选D。

3. 一定质量的理想气体经历了如图所示的循环，该过程中的每个状态都可视为平衡态，各状态参数如图所示。对此气体，下列说法正确的是（　　）

A. 的过程中，气体对外界放热，内能不变

B. 的过程中，气体的压强增大，单位体积内的分子数不变

C. 的过程中，气体的压强不变，气体从外界吸热

D. 状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比状态时的多

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．的过程中，由于温度不变，气体的内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，A错误；

B．的过程中，气体的体积不变，单位体积内的分子数不变，气体的温度升高，根据气体定律可知气体的压强增大，B正确；

C．的过程中，由于保持不变，故气体的压强不变，气体的体积变小，外界对气体做功，气体的温度降低，气体的内能减小，根据热力学第一定律可知，气体对外界放热，C错误；

D．的过程中，气体的压强不变，气体的温度降低，根据气体压强的微观意义可知单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数变多，即状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比状态时的少，D错误；

故选B。

4. 如图所示，一端封闭、一端开口的U形管竖直放置，管中有两段水银柱封闭着a、b两部分气体，若保持a部分气体温度不变，使b部分气体温度升高，则（　　）

A. a的体积和压强不变；b的体积变大，压强不变

B. a的体积变小，压强变大；b的体积变大，压强变小

C. a的体积变小，压强变大；b的体积变大，压强不变

D. a和b的体积都变大，压强都变小

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】由于b部分气体压强保持不变，温度升高，体积增大；a部分气体的压强保持不变，温度不变，体积不变．故A项正确，BCD三项错误。

故选A。

5. 氧气分子在0oC和100oC温度下单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法不正确的是（　　）

A. 图中两条曲线下面积相等

B. 图中虚线对应于氧气分子平均动能较小的情形

C. 图中实线对应于氧气分子在100oC时的情形

D. 图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目

【5题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的面积为分子的总数，题图中两条曲线下面积相等，故A正确，不符合题意；

B．题图中虚线占百分比较大的分子速率较小，所以对应于氧气分子平均动能较小的情形，故B正确，不符合题意；

C．题图中实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均动能较大，根据温度是分子平均动能的标志，可知实线对应于氧气分子在100oC时的情形，故C正确，不符合题意；

D．根据分子速率分布图可知，题图中曲线给出了任意速率区间的氧气分子数目占总分子数的百分比，不能得出任意速率区间的氧气分子数目，故D错误，符合题意。

故选D

二、多选题（每题6分，共30分，漏选3分，多选不给分）

6. 图中甲、乙两图分别表示两个分子之间分子力和分子势能随分子间距离变化的图象．由图象判断以下说法中正确的是(　　)

A. 当分子间距离为r0时，分子力和分子势能均最小且为零

B. 当分子间距离r>r0时，分子力随分子间距离的增大而增大

C. 当分子间距离r>r0时，分子势能随分子间距离的增大而增大

D. 当分子间距离r<r0时，若分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增大

【6题答案】

【答案】CD

【解析】

【详解】A、由图可以知道,当分子间距离为时,分子力和分子势能均最小,但分子势能不一定为零，要看零势能面的选取，故A错误；

B、由图可以知道,当分子间距离时,分子力表现为引力，随分子间距离的增大先增大后减小，故B错误；

C、由图可以知道，当分子间距离为时，分子势能最小，分子势能随分子间距离的增大而增加，故C正确；

D、由图可以知道,当分子间距离时，分子力和分子势能均最小，分子间距离逐渐减小，分子力和分子势能都逐渐增加，故D正确；

故选CD．

【点睛】根据题中的图象，分子间同时存在引力和斥力，随着分子间距的增加,引力和斥力同时减小，根据分子之间距离变化情况与分子势能的变化情况即可正确分析．

7. 对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（  ）

A. 若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变

B. 气体温度每升高1K所吸收的热量与气体经历的过程有关

C. 当气体温度升高时，气体的内能一定增大

D. 若气体的温度随时间不段升高，其压强也一定不断增大

【7题答案】

【答案】ABC

【解析】

【详解】A项：根据理想气体状态方程：可知，若一定质量的理想气体压强和体积都不变时，温度也不变，其内能也一定不变，故A正确；

B项：该气体经过等容变化后温度升高1K与其经过等压过程后温度升高1K相比，气体的内能增加量△U相等，而前者外界做功W=0，而后者W＜0时，根据热力学第一定律可知，前者气体吸收的热量Q=，而后者Q＞，故B正确；

C项：理想气体的内能仅仅与温度有关，当气体温度升高时，气体的内能一定增大，故C正确；

D项：根据理想气体状态方程：可知，若一定质量的理想气体温度不断升高时，其压强可能增大，也可能减小，也可能不变，故D错误．

8. 如图所示，竖直放置、上端开口的绝热气缸底部固定一电热丝（图中未画出），质量不计、面积为的绝热活塞位于气缸内，活塞与气缸之间封闭一定质量的某种理想气体。活塞上放置一质量为的重物并保持平衡，此时气缸内理想气体的温度为，活塞距气缸底部的高度为。现用电热丝缓慢给气缸内的理想气体加热，使活塞上升了，封闭理想气体的内能增加了。已知大气压强为，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）

A. 活塞上升时理想气体的温度为 B. 理想气体吸收的热量为

C. 理想气体吸收的热量为 D. 理想气体吸收的热量为

【8题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】A．气体发生等压变化，则有

解得

故活塞上升时理想气体的温度为，A正确；

BCD．活塞上升过程，气体的压强为

此过程气体克服外界做功为

根据热力学第一定律可得

解得

即此过程气体吸热，D正确，BC错误。

故选AD。

9. 如图水银柱上面封闭一段气体，管内外水银面高度差h=72 cm，大气压强为76 cmHg，下列说法正确的是（    ）

A. 将管稍上提，h不变

B. 将管稍上提，h变大

C. 将管下插至管顶与管外水银面高度差为70 cm时，管内外水银面高度差也是70 cm

D. 将管下插至C项所述位置时，管内外水银面高度差小于70 cm

【9题答案】

【答案】BD

【解析】

详解】AB．将管稍上提，假设气体体积不变，则说明，说明压强减小，由于整个过程可以看作等温变化，所以PV=常数，所以体积变大，即h高度差变大，B正确；

CD．由于考虑外界大气压对容器内理想气体的压强，根据PV=常数可知，气体的压强超过70cm，所以将管下插至C项所述位置时，管内外水银面高度差小于70cm，D正确。

10. 如图所示，足够长的U形管内分别由水银封有L1、L2两部分气体，则下列陈述中正确的是（    ）

A. 只对L1加热，则h减小，气柱L2长度不变

B. 只对L1加热，则h不变，气柱L2长度增大

C. 若在右管中注入一些水银，L1将增大

D. 使L1、L2同时升高相同的温度，则L1增大、h减小

【10题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．只对L1加热，假设L1气体体积不变，则压强增大；L1的压强

p1=p2-ph

由于L2的压强p2不变，L1的压强增大，则ph减小，h减小，气柱L1长度变长；气柱L2中气体的压强和温度不变化，则体积不变化，长度不变化，A正确，B错误；

C．若在右管中注入一些水银，则L2的压强增大，假设L1的体积不变，h不变，L1的压强增大，根据玻意耳定律可知L1的体积减小，L1的长度将减小，C错误；

D．使L1、L2同时升高相同的温度，假设L1、L2气体的体积都不变，则L1的压强增大，L2压强不变，所以h减小，L1也会增大，D正确。

故选AD。

三、实验题（11题5分，12题6分共11分）

11. 在一次“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：

①往浅盆里倒入适量的水，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将玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，从而估算出油酸分子直径的大小；

④将6mL的油酸溶于酒精中制成104mL的油酸酒精溶液，用注射器将溶液一滴一滴的滴入量筒中，每滴入75滴，量筒内的溶液增加1mL；

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；

(1)上述步骤中，正确的顺序是_____________________；

(2)这次实验中一滴油酸溶液中含有的油酸体积为___________mL。油酸膜边缘轮廓如图所示（已知图中正方形小方格的边长为1cm），则可估算出油酸分子的直径约为____________m（结果保留一位有效数字）；

(3)本实验中做了三点理想化假设：①将油酸分子视为球形；②将油膜看成单分子层；③___________。做完实验后，发现所测的分子直径d明显偏大，出现这种情况的原因可能是_____________。

A.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开

B.将滴入油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算

C.求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多计了10滴

D.油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化

【11题答案】

【答案】    ①. ④①②⑤③    ②. 8×10-6    ③. 8×10-10    ④. 油酸分子紧密排列无间隙    ⑤. AB

【解析】

【详解】(1)[1]实验应首先测定一滴油酸溶液体积，然后准备浅水盘，形成油膜，接着描绘油膜边缘，测量油膜面积，最后计算分子直径。故正确的顺序是④①②⑤③。

(2)[2][3]一滴油酸溶液中含有的油酸体积为一滴酒精油酸溶液的体积与配置比例的乘积，即

油膜面积为

则油酸分子的直径为

(3)[4][5]本实验中做的第三点理想化假设是油酸分子紧密排列无间隙。

A．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，则测量的面积S偏小，导致结果计算偏大，故A正确；

B．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，则计算所用体积数值偏大，导致计算结果偏大，故B正确；

C．求每滴溶液体积时，1mL的溶液的滴数多计了10滴，则测量的纯油酸体积偏小，导致结果计算偏小，故C错误；

D．油酸酒精溶液久置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则会导致计算结果偏小，故D错误。

故选AB。

12. （1）某同学做了一个小实验：先把空的烧瓶放入冰箱冷冻，一小时后取出烧瓶，并迅速把一个气球紧密地套在瓶颈上，然后将烧瓶放进盛满热水的烧杯里，气球逐渐膨胀起来，如图所示。这是因为烧瓶里的气体吸收了水的___________，温度___________，体积___________。

（2）若只对一定质量的理想气体做1500J的功，可使其温度升高5K。若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体吸收___________J的热量。如果对该气体做了2000J的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还___________（选填“吸收”或“放出”）___________J的热量。

【12题答案】

【答案】    ①. 热量    ②. 升高    ③. 增大    ④. 1500    ⑤. 放出    ⑥. 500

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2][3]依题意，气球逐渐膨胀起来是因为烧瓶内的气体要从热水中吸收热量，从而温度升高，体积增大。

（2）[4]做功和热传递都可以改变物体的内能，且是等效的。若改成只用热传递的方式，使气体温度同样升高5K，那么气体需要吸收1500J的热量。

[5]如果对该气体做了2000J的功，使其温度升高了5K，表明在该过程中，气体还放出了500J的热量。

四、计算题（13.14题各12分15题15分）

13. 如图所示，粗细均匀，一端开口的较细的直角玻璃管竖直放置，M管部分竖直，N管部分水平，管内用两段水银柱封闭着A、B两段气体（可视作理想气体），气柱A长36cm，M管中水银柱长度为25cm，N管左侧水银柱长度5cm且与M管中水银柱相连，气柱B长60cm，其右侧水银柱长15cm。现缓慢的将玻璃管在竖直平面内逆时针旋转90°，已知大气压为75cmHg，环境温度为27℃保持不变。

（1）求稳定后N管内右侧水银柱移动的距离；

（2）若对气柱A加热，使M管内水银柱回到初始位置，求此时气柱A的温度。

【13题答案】

【答案】（1）26cm；（2）570K

【解析】

【分析】

【详解】（1）对气柱B：初始状态压强为

旋转后压强为

气B在旋转过程中为等温变化，则有

解得

lB′=50cm

对气柱A：初始状态压强为

旋转后假设N管左侧5cm水银柱全部进入左管，则

pA′=pB′=90cmHg

气柱A在旋转过程中为等温变化，则有

解得

lA′=20cm

气柱A缩短长度为

符合实际。因此N管内右侧水银柱移动的距离为

（2）对气柱A：初始状态压强pA=50cmHg，气柱长度lA=36cm，温度T1=300K；最终状态

气柱长度为，温度为T2，则有

解得

T2=570K

14. 如图，一定质量的理想气体经历了的状态变化过程，在此过程中气体的内能增加了135J，外界对气体做了90J的功。已知状态A时气体的体积。求：

（1）从状态A到状态的过程中，气体与外界热交换的热量；

（2）状态A时气体的压强。

【14题答案】

【答案】（1）45J；（2）

【解析】

【分析】

【详解】(1)根据热力学第一定律有

代入数据得

即气体从外界吸收45J的热量。

(2)从状态A到状态B为等容变化过程，根据查理定律有

代入数据可得

从状态B到状态C为等压变化过程，根据盖吕萨克定律有

代入数据可得

从状态A到状态B，外界对气体不做功；从状态B到状态C，外界对气体做的功为

可得

据可得状态A时的压强为

15. 如图所示，一圆筒形汽缸放置在水平地面上，内壁光滑，下端密封，上端封闭但留有一抽气孔。汽缸内下部被活塞封住一定量理想气体，气体温度为。开始时，活塞上方的压强，活塞下方气体的体积为，活塞上方气体的体积为，活塞重力产生的压强是。将活塞上方缓慢抽成真空并密封，整个抽气过程中缸内气体温度始终保持不变。然后将密封的气体缓慢加热。求：

（1）活塞刚碰撞到汽缸顶部时气体的温度；

（2）当气体温度达到时，气体的压强。

【15题答案】

【答案】（1）360 K；（2）。

【解析】

【详解】（1）抽气过程中气体做等温变化，下方气体的初始压强为

当活塞上方被抽成真空时，下方气体的压强变为

根据玻意耳定律

其中

解得

当活塞上方被抽成真空后下方气体等压膨胀，根据盖-吕萨克定律

其中

联立以上两式解得

（2）在活塞碰到顶部后下方气体做等容升温变化，由查理定律

其中

解得