河北正中实验中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试卷(含答案)

这是一份河北正中实验中学2023-2024学年高二下学期第一次月考物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．关于下列几幅图的说法正确的是( )
A.图甲中水黾静止在水面上，说明液体表面层分子间表现为斥力
B.图乙中布朗运动产生原因的示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，布朗运动越明显
C.图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是单晶体
D.图丁中的毛细现象是符合实际情况的
2．2021年12月9日“太空教师”翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站带来了一场精彩的太空科普课，授课活动圆满结束。“水球光学实验”中，王亚平往水球中注入一个气泡，如图所示，气泡静止在水中，关于该实验说法正确的是( )
A.由于空间站的微重力环境，水球中气体压强几乎为0
B.若空间站内温度升高，气泡内所有气体分子运动速率都会变大
C.水球外表面的水分子比水球内的水分子密集
D.水与气泡界面处，水分子间距离大于水球内水分子之间距离
3．一定量某种气体的质量为m，该气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为ρ，每个分子的质量和体积分别为和，则阿伏加德罗常数可表示为( )
A.B.C.D.
4．分子间存在着分子力，并且分子力做功与路径无关，因此分子间存在与其相对距离有关的分子势能。如图所示为分子势能随分子间距离r变化的图像，取r趋近于无穷大时为零。通过功能关系可以从此图像中得到有关分子力的信息，若仅考虑这两个分子间的作用，下述说法中正确的是( )
A.图中是分子间作用力为零的位置
B.假设将两个分子从处释放，它们将相互靠近
C.假设将两个分子从处释放，当时它们的加速度最大
D.假设将两个分子从处释放，当时它们的速度最大
5．气压式升降椅通过汽缸上下运动来支配椅子升降，其简易结构如图乙所示，圆柱形汽缸与椅面固定连接，柱状汽缸杆与底座固定连接。可自由移动的汽缸与汽缸杆之间封闭一定质量的理想气体，设汽缸气密性、导热性能良好，忽略摩擦力。设气体的初始状态为A，某人坐上椅面后，椅子缓慢下降一段距离达到稳定状态B。然后打开空调，一段时间后，室内温度降低到设定温度，稳定后气体状态为C（此过程人的双脚悬空）；接着人缓慢离开座椅，直到椅子重新达到另一个稳定状态D，室内大气压保持不变，则气体从状态A到状态D的过程中，关于p、V、T的关系图正确的是( )
A.B.
C.D.
6．如图所示，光滑绝缘水平面上存在方向竖直向下的有界（边界竖直）匀强磁场，一直径与磁场区域宽度相同的闭合金属圆形线圈在平行于水平面的拉力作用下，在水平面上沿虚线方向匀速通过磁场。下列说法正确的是( )
A.线圈进磁场的过程中，线圈中的感应电流沿顺时针方向
B.线圈出磁场的过程中，线圈中的感应电流沿逆时针方向
C.该拉力的方向水平向右
D.该拉力为恒力
7．如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根粗细均匀透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可忽略）。如果不计大气压的变化，该装置就是一支简易的气温计。则( )
A.吸管上的气温计刻度是不均匀的
B.温度升高后，罐中气体压强增大
C.用更粗的透明吸管，其余条件不变，则测温范围会变大
D.用更小的饮料罐，其他条件不变，可提高该气温计的测温灵敏度
二、多选题
8．如图甲所示，一个匝数匝的圆形导体线圈，面积，电阻。在线圈中存在面积的垂直线圈平面向外的匀强磁场区域，磁感应强度B随时间t变化的关系如图乙所示。有一个的电阻，将其两端a、b分别与图甲中的圆形线圈相连接，下列说法正确的是( )
A.内a点电势低于b点电势
B.内a、b间的电压为
C.内通过电阻R的电荷量为
D.内电阻R上产生的焦耳热为
9．处于竖直面内两端开口粗细均匀的U形管内用两段水银柱封闭一定质量的空气。稳定后空气柱的长为l，各液面P、Q、M、N的位置如图。当气体温度升高时，下列说法中正确的是( )
A.空气柱的长度l增大B.空气柱的长度l不变
C.液面MN间高度差减小D.液面MN间高度差不变
10．如图所示，两个水平放置、内径不同的导热圆柱形金属气缸通过细管相连，一定质量的气体被封闭在两个活塞之间，两个活塞通过金属细杆相连，活塞与气缸之间无摩擦。初始时两活塞都静止不动，此时活塞到各自气缸底部的距离相等，缸内气体温度为，外界大气压强为。已知气缸内径之比为，中间细管体积忽略不计，现缓慢对气缸加热，使得缸内气体温度逐渐升高，下面说法正确的是( )
A.初始时连接两活塞的金属杆受到拉力作用
B.温度升高到450 K时内部气压大小为
C.温度升高到350 K时内部气压大小为
D.温度升高到600 K时内部气压大小为
三、实验题
11．某实验小组完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。
（1）该实验中的理想化假设是( )
A.将油膜看成单分子层油膜
B.不考虑各油酸分子间的相互作用力
C.将油酸分子看成球形
（2）测量1滴油酸酒精溶液在水上形成的油膜面积时，有下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：________。
A.B.
C.D.
（3）已知实验室中使用的酒精油酸溶液每溶液中含有2mL油酸，又用注射器测得每50滴这种酒精油酸溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，将带有边长为1cm的正方形小格的玻璃板放在浅盘上，然后描出油膜的边界线（如图）。计算油酸分子的直径________m。（结果保留一位有效数字）
12．（1）如图所示，用一个带有刻度的注射器及计算机辅助系统来探究气体压强与体积的关系，实验中应保持不变的物理量是________和________，它的体积可从注射器刻度直接读出，它的压强由图中的压强传感器等计算机辅助系统得到。
（2）某同学在做“气体的压强与体积的关系”实验中，测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是________。
A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力越来越大
B.实验时环境温度升高了
C.实验时外界大气压强发生了变化
D.实验时注射器内的气体向外发生了泄漏
（3）若考虑到连接注射器与传感器的软管内气体体积不可忽略，从理论上讲下列图像正确的是________。
A.B.
C.D.
四、计算题
13．车载气垫床体积小、重量轻、便于携带。现有一气垫床，充气前气垫床内有部分气体，使用充气筒往内部充气。充好气后，气垫床内气体体积为8V，压强为，此充气过程中环境的热力学温度为并保持不变，气垫床导热性能良好，气垫床内气体可视为理想气体。
（1）该气垫床充气前内部气体的压强等于大气压强，体积为V，充气筒每次充入压强为、体积为的气体，要充好床垫，求充气筒需要打气的次数；
（1）若夜间环境的热力学温度降为，气垫床体积减小到充好气后的，求此时气垫床内气体的压强。
14．如图所示，一定质量的理想气体，被长度为76cm的水银柱封闭在粗细均匀足够长的玻璃管中，将玻璃管平放在水平面上处于静止状态时，气体的长度为；现在缓慢竖起玻璃管，管口向上直到玻璃管竖直立在水平面上处静止状态。已知大气压强为，重力加速度为g，玻璃管导热良好，环境温度不变，求：
（1）当玻璃管竖直放置时，气体的长度为多少；
（2）当玻璃管的倾角为37°时，向玻璃管中注入多长的水银柱，气体的长度才等于玻璃管竖直放置时气体的长度。
15．如图所示，开口向上的绝热汽缸竖直放置，汽缸壁内有卡环，质量为m、横截面积为S的绝热活塞静止在缸内，距缸底的高度为h，离卡环的距离为，活塞下方密封有一定质量的温度为的理想气体。活塞与汽缸内壁无摩擦且不漏气。外界大气压强为，重力加速度为g，现用电热丝（体积忽略不计）缓慢加热汽缸中的气体，求：
（1）当活塞刚好到卡环处时，缸内气体的温度；
（2）当卡环对活塞的压力大小等于时，缸内气体的温度；
（3）若气体温度每升高1℃，气体内能就增加，则当卡环对活塞的压力大小等于时，电热丝放出的热量。
参考答案
1．答案：C
解析：A.图甲中水黾静止在水面上，是由于液体表面张力的原因，说明液体表面层分子间表现为引力，A错误；
B.图乙中布朗运动产生原因的示意图。说明微粒越大，液体分子沿各方向撞击它的数量越多，受力越均匀，布朗运动越不明显，B错误；
C.图丙中石蜡在固体片上熔化成椭圆形，说明该固体是单晶体，C正确；
D.当管道越细小时，液体分子间的相互作用力更加明显，从而导致管道内产生更大的张力，使得毛细现象更为明显，图丁中的毛细现象不符合实际情况，D错误。
故选C。
2．答案：D
解析：A.水球中气体分子做无规则热运动，会对气泡表面产生频繁撞击形成压强，故水球中气体压强不为0，故A错误；
B.若空间站内温度升高，气泡内气体分子平均动能增大，气体分子的平均速率会变大，但并不是每个气体分子的速率都变大，故B错误；
CD.水与气泡界面处，水分子间距离大于水球内水分子之间距离，水球外表面的水分子比水球内的水分子稀疏，引力起主要作用，形成表面张力，故C错误，D正确。
故选D。
3．答案：B
解析：A.由于气体分子间的距离较大，所以气体分子的体积远小于摩尔体积与阿伏加德罗常数之比，即
所以
故A错误；
BC.阿伏加德罗常数等于气体的摩尔质量与气体分子质量之比，即
故B正确，C错误；
D.气体密度与单个分子体积的乘积不等于单个气体分子的质量，故D错误。
故选B。
4．答案：D
解析：A.由图可知，两个分子在处的分子势能最小，则此处为分子间作用力为零的位置，故A错误；
BC.当分子间距离等于平衡距离时，分子间作用力为零，加速度为零，所以假设将两个分子从处释放，它们将静止不动，故BC错误；
D.分子间距离在之间分子作用力表现为斥力，从到的过程中分子力做正功，速度增大，当分子之间的距离大于时，分子之间的作用力表现为引力，随着分子间距离的增大，分子力做负功，分子的速度减小，所以当时，分子的速度最大，故D正确。
故选D。
5．答案：B
解析：从状态A到状态B过程中，气体等温压缩，体积减小，压强增大，温度不变，从B到C，气体等压降温，温度降低，体积减小，压强不变，从C到D过程中，气体等温膨胀，体积变大，压强减小，且D状态的压强恢复为原A状态的压强。
故选B。
6．答案：C
解析：A.线圈进入磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变大，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向外，根据安培定则可知线圈中的电流为逆时针方向，故A错误；
B.线圈离开磁场的过程中，垂直于纸面向里的磁通量变小，根据楞次定律可知线圈中的感应电流产生的磁场应垂直于纸面向里，根据安培定则可知线圈中的电流为顺时针方向，故B错误；
CD.线圈切割磁感线的有效长度示意图如图所示
结合楞次定律阻碍相对运动的推论，根据左手定则可知安培力始终水平向左，则该拉力的方向水平向右；由于切割磁感线的有效长度是变化的，所以线圈中产生的感应电动势是变化的，感应电流是变化的，线圈受到的安培力大小是变化的，所以拉力大小是变化的，故C正确，D错误。
故选C。
7．答案：C
解析：A.设初始温度为、罐中空气体积为、吸管内空气柱长变为、其横截面积为S，温度变化后温度为、罐中空气体积不变、吸管内空气柱长变为、其横截面积不变。在温度变化时，气体做等压变化，有
可知
故温度变化量与距离的变化量成正比，吸管上的气温计刻度是均匀的，故A错误；
B.罐中气体压强始终等于大气压，即罐中气体压强始终不变，故B错误；
C.根据题意及A选项分析可得，油柱距离的变化与温度变化量关系为
可知，若更换更粗的透明吸管，其余条件不变，即在温度变化相同的条件下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，则测量范围会变大，故C正确；
D.根据
可得
若用更小的饮料罐，其余条件不变，即在温度变化相同的条件下，吸管中的油柱左右移动距离会变小，即该气温计的测温灵敏度会降低，故D错误。
故选C。
8．答案：AC
解析：AC.内根据法拉第电磁感应定律得线圈中产生的感应电动势为
回路电流为
在时间内，B增大，穿过线圈的磁通量向外增加，根据楞次定律知，线圈中产生的感应电流由b流经电阻R回到a，a、b间的电势差为
因此内a点电势低于b点电势，通过电阻R的电荷量为
故AC正确；
BD.在4∼6s时间内，线圈产生的感应电动势为
感应电流为
根据楞次定律知，线圈中产生的感应电流由a流经电阻R回到b，a、b间的电势差为
电阻R上产生的焦耳热为
故BD错误。
故选AC。
9．答案：AD
解析：AB.封闭气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可知，当气体温度升高时，封闭气体的体积增大，空气柱的长度增大，故A正确，B错误；
CD.封闭气体做等压变化，故液面MN间高度差不变，故C错误，D正确。
故选AD。
10．答案：CD
解析：气缸内径之比为，则内横截面积之比为1:2，设A气缸的活塞面积为S，初始时缸内压强为p，金属杆上的拉力为F，对A气缸的活塞受力分析有，对B气缸的活塞受力分析有，联立解得，因此，初始时连接两活塞的金属杆既不受拉力，也不受压力，A错误；刚开始升温时封闭气体做等压膨胀，直至A气缸的活塞右移至缸底，设此过程移动的距离为L，此时对应的温度为，则，解得，所以，若温度时，内部压强始终等于，B错误，C正确；当温度时，活塞已无法移动，封闭气体的体积保持不变，做等容变化，则，解得，D正确。
11．答案：（1）C（2）ADCB（3）
解析：（1）用油膜法测量分子的直径时，不考虑分子间的间隙，将油膜看成单分子油膜层，以及将油分子看成球形。故选AC。
（2）“油膜法估测分子大小”实验中先往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，再用注射器取1滴油酸酒精溶液滴到水中，再盖上玻璃盖，用笔在玻璃上描出油酸的轮廓，故顺序为ADCB；
（3）一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为，根据多余半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，约61个小格，则油酸的面积为，则油酸分子的直径为
12．答案：（1）温度；气体质量（2）D（3）B
解析：（1）实验的条件是温度不变、气体质量一定，研究气体压强和体积的关系，体积可从注射器刻度直接读出。
（2）A.实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大，不会影响气压与体积，故A错误；
B.实验时环境温度升高了，根据理想气体状态方程
乘积变大，故B错误；
C.封闭气体压强与外界大气压强无关，故C错误；
D.实验时若注射器内的气体向外发生了泄漏，根据理想气体状态方程
常数C与质量有关，泄漏质量变小，则乘积减小，故D正确。
故选D。
（3）在软管内气体体积不可忽略时，被封闭气体的初状态的体积为。由
可知
解得
故选B。
13．答案：（1）468（2）
解析：（1）白天充好气的床垫内气体压强为，温度为，体积为，设床垫要充好气，充气泵需要的打气次数为n，对充好气后床垫内所有气体有
解得
故充气泵需要打气的次数为468次。
（2）设夜间床垫内气体压强、温度、体积分别为，，，则有
对床垫内气体有
故夜间床垫内气体的压强
14．答案：（1）（2）或50.7cm
解析：（1）当玻璃管水平放置时，气体压强
当玻璃管竖直放置时，气体压强
设气体的横截面积为S，玻璃管竖直放置时气体的长度为l
由等温变化可得
综合解得
（2）当玻璃管的倾角为37°时，向玻璃管中注入的水银柱长度设为，气体的长度变为
第三个状态，气体压强
第二个状态，气体压强
由于第三个状态与第二个状态气体的长度都为，温度也相同，所以第三个状态与第二个状态，气体的压强也相同，则有
综合可得
解得
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）当活塞刚好到卡环处时，设缸内气体的温度为，气体发生等压变化，则
其中
，
解得
（2）开始时，缸内气体压强为
当活塞对卡环的压力大小等于时，缸内气体压强为
设此时缸内气体温度为，根据理想气体状态方程
解得
（3）根据热力学第一定律有
电热丝放出的热量，即气体吸收的热量为
序号
1
1.0010
20.020
2
20.0
1.0952
19.714
3
16.0
1.2313
19.701
4
14.0
1.4030
19.642
5
12.0
1.6351
19.621