河北省2019-2020高二物理下学期期中（实验班）试题（附解析Word版）

二年级 2019—2020 学年第二学期线上期中考试物理试卷（实 验班） 一、单项选择题（共 12 题，每题 3 分，共计 36 分） 1.关于布朗运动，下列说法正确的是 　　 A. 布朗运动是无规则的，反映了大量液体分子的运动也是无规则的 B. 微粒做布朗运动，充分说明了微粒内部分子是不停地做无规则运动 C. 布朗运动是由于悬浮微粒受周边其它微粒撞击的不平衡性引起的 D. 悬浮微粒越大，在相同时间内撞击它的分子数越多，布朗运动越剧烈 【答案】A 【解析】 布朗运动是无规则的，是由外界条件无规律的不断变化引起的，因此它说明了液体分子的运 动是无规则的，故 A 正确；布朗微粒运动是微粒分子做无规则运动的反映，不是微粒内部分 子是不停地做无规则运动的反应，故 B 错误；布朗运动是由于悬浮微粒受周边液体分子撞击 的不平衡性引起的，故 C 错误；形成的原因是由于液体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的， 悬浮颗粒越小，温度越高，颗粒的受力越不均衡，布朗运动就越明显 故 D 错误．所以 A 正确， BCD 错误． 2.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 大于 r1 时，分子间的作用力表现为引力 B. 当 r 等于 r2 时，分子间的作用力表现为斥力 C. 当 r 小于 r1 时，分子间的作用力表现为斥力 D. 在 r 由 r1 变到 r2 的过程中，分子间的作用力做负功 【答案】C 【解析】 【详解】由图可知，分子间距离等于 r0 时分子势能最小，即 r0=r2，当 r=r2 时分子间作用力为 ( ) .零，当 r 小于 r2 时分子力表现为斥力；当 r 大于 r2 时，表现为引力，故 A、B 错误，C 正确； 在 r 由 r1 变到 r2 的过程中，分子间为斥力，分子力做正功分子势能减小，故 D 错误． 3.如图所示，一绝热容器 与外界没有热交换 被隔板 K 隔开成 a、b 两部分，a 内有一定量的 稀薄气体，b 内为真空 抽开隔板 K 后，a 内气体进入 b，最终达到平衡状态在此过程中 　　 A. 气体对外界做功，内能减少 B. 气体对外界做功，内能增加 C 气体不做功，内能不变 D. 外界对气体做功，内能增加 【答案】C 【解析】 稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0；绝热容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0， W=0，则根据热力学第一定律得知内能不变，故 C 正确，ABD 错误． 4.关于下列实验及现象的说法，正确的是 A. 图甲说明薄板是非晶体 B. 图乙说明气体速率分布随温度变化而变化，且 C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关 D. 图丁说明水黾受到了浮力作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能 多晶体，也可能是非晶体，故 A 错误； B．图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁 是 ( ) . . ( ) 1 2T T>移，可知 T2＞T1 故 B 错误； C．如图丙可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关，故 C 正 确； D．水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用，故 D 错误。 故选 C。 5.关于液体的表面张力，下列说法中正确的是（　　） A. 液体表面层内的分子分布比液体内部要密 B. 液体表面层内分子间的斥力大于引力 C. 表面张力就其本质而言，就是万有引力 D. 表面张力的方向与液面相切，与分界线垂直 【答案】D 【解析】 【详解】AB．液体表面层分子分布比液体内部稀疏，则分子引力大于分子斥力，分子间相互 作用表现为引力，故 AB 错误； C．表面张力就其本质而言是分子力，不是万有引力，选项 C 错误； D．表面张力的方向与液面相切，与分界线垂直，选项 D 正确。 故选 D。 6.如图所示，是氧气分子在 和 的速率分布图，下列说法正确的是 　　 A. 在同一速率区间内，温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例大 B. 随着温度的升高，氧气分子的平均速率变小 C. 随着温度的升高，曲线的最大值向右偏移 D. 随着温度的升高，速率小的分子所占的比例增高 【答案】C 0℃ 100℃ ( )【解析】 由图知，在同一速率区间内，温度低的分子所占比例一定比温度高的分子所占比例不一定大， 故 A 错误；由图可知，随着温度的升高，氧气分子中速率小的分子所占比例变低，氧气分子 的平均速率增大，故 B 错误；随着温度的升高，曲线的最大值向右偏移，故 C 正确；由图可 知，随着温度的升高，速率小的分子所占的比例减少，故 D 错误．故 C 正确，ABD 错误． 7.关于热力学温标和摄氏温标（　　） A. 热力学温标中的每 1 K 与摄氏温标中每 1℃大小相等 B. 热力学温度升高 1 K 大于摄氏温度升高 1℃ C 热力学温度升高 1 K 小于摄氏温度升高 1℃ D. 某物体摄氏温度 10℃，即热力学温度 10 K 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．热力学温标和摄氏温标的起点是不同的，但是热力学温标中的每 1 K 与摄氏温 标中每 1℃大小相等，故热力学温度升高 1 K 等于摄氏温度升高 1℃，故 A 正确，BC 错误； D．某物体摄氏温度 10℃，即热力学温度（273+10 ）K=283K，故 D 错误。 故选 A。 8.一定质量的理想气体，在压强不变的条件下，温度升高，体积增大，从分子动理论的观点来 分析，正确的是 　　 A. 此过程中分子的平均速率不变，所以压强保持不变 B. 此过程中每个气体分子碰撞器壁的平均冲击力不变，所以压强保持不变 C. 此过程中单位时间内气体分子对单位面积器壁的碰撞次数不变，所以压强保持不变 D. 以上说法都不对 【答案】D 【解析】 【详解】AB．温度是分子热运动平均动能的标志，温度不变，分子热运动平均动能不变，所 以气体分子每次碰撞器壁的冲力不变，故 AB 错误； CD．理想气体体积变大，气体的分子数密度减小，单位时间碰撞容器壁单位面积的分子数减 少，故 C 错误，D 正确。 故选 D。 ( )9.下面关于气体压强的说法不正确的是（　　） A. 气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的 B. 气体对器壁产生的压强等于作用在器壁的平均作用力 C. 从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关 D. 从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关 【答案】B 【解析】 【详解】A．气体对器壁产生的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的，选项 A 正确， 不符合题意； B．气体对器壁产生的压强等于作用在器壁上单位面积的平均作用力，选项 B 错误，符合题意； C．从微观角度看，气体压强的大小跟气体分子的平均动能和分子密集程度有关，选项 C 正确， 不符合题意； D．从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关，选项 D 正确，不符合题意。 故选 B。 10.房间里气温升高 3℃时，房间内的空气将有 1%逸出到房间外，由此可计算出房间内原来的 温度是（　　） A. －7℃ B. 7℃ C. 17℃ D. 24℃ 【答案】D 【解析】 【详解】设初始房间内的气体体积为 V，温度为 T，溢出的体积为 ，温度变化量 ，选择初始房间内的气体为研究对象，气体发生等压变化。初态：体积 V， 温度 T；末态：体积 ，温度 ，根据盖—吕萨克定律可得 房间内的空气有 1%逸出到房间外，考虑末态的所有气体有 由上式可得 又因为温度变化量 ，故 V∆ 3 C 3KT∆ = = V V+ ∆ T T+ ∆ V V V V T T T T + ∆ ∆= =+ ∆ ∆ 1%V V V ∆ =+ ∆ 1%T T T ∆ =+ ∆ 3KT∆ =T=297K，t=24℃ 故 D 正确，ABC 错误。 故选 D。 11.如图所示，A，B 两容器容积相同，用细长直导管相连，二者均封入压强为 P，温度为 T 的 一定质量的理想气体，现使 A 内气体温度升温至 ，B 内气体温度保持不变，设稳定后 A 容 器的压强为 ，则 　　 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 设 A、B 的容积分别为 V，初状态压强为 P，温度为 T，末状态 A 部分温度升温 ，稳定后 A 容 器 的 压 强 为 ， 则 B 的 压 强 也 为 ， 由 理 想 气 体 状 态 方 程 ： 可 知 ： ，解得： ，故 B 正确，ACD 错误． 12.一定质量的理想气体（分子力不计），体积由 V 膨胀到 V′．如果通过压强不变的过程实现， 对外做功大小为 W1，传递热量的值为 Q1，内能变化为△U1；如果通过温度不变的过程来实现， 对外做功大小为 W2，传递热量的值为 Q2，内能变化为△U2．则（　　） A. ， ， B. ， ， C. ， ， D. ， ， 【答案】C 【解析】 【详解】在 p-V 图象作出等压过程和等温过程的变化图线，如图所示，根据图象与坐标轴所面 积表示功，可知：W1＞W2．第一种情况，根据 可知，气体压强不变，体积增大，因 此温度升高，△U1＞0，根据热力学第一定律有：△U1=Q1-W1，第二种情况等温过程，气体等 'T 'P ( ) '' TP PT = 2 '' ' TP PT T = + 'P P= 2 T TP PT ′ ′ += T′ P′ P′ PV CT = 2 +PV P V P V T T T ′ ′ ′= 2TP PT T ′ = + ′ ′ 1 2W W> 1 2Q Q< 1 2U U∆ > ∆ 1 2W W< 1 2Q Q= 1 2U U∆ > ∆ 1 2W W> 1 2Q Q> 1 2U U∆ > ∆ 1 2W W= 1 2Q Q> 1 2U U∆ > ∆ =PV CT温变化，△U2=0，根据热力学第一定律有：△U2=Q2-W2，则得：Q2=W2，由上可得：△U1＞ △U2．Q1＞Q2，C 正确． 二、不定项选择题（共 6 题，每题 4 分，共计 24 分） 13.下列说法正确的是 　　 A. 布朗运动虽然不是液体分子的运动，但是它可以说明分子在永不停息地做无规则运动 B. 只要知道水的摩尔质量和水分子的质量，就可以计算出阿伏伽德罗常数 C. 在使两个分子间的距离由很远 减小到很难再靠近的过程中，分子间作用力先减 小后增大，分子势能不断增大 D. 通过科技创新，我们能够研制出内能全部转化为机械能的热机． 【答案】AB 【解析】 【详解】布朗运动是悬浮在液体中固体微粒的无规则运动，是由颗粒周围大量的液体分子撞 击引起的，所以布朗运动反映了液体分子的无规则运动，故 A 正确；摩尔质量与分子质量之 比等于阿伏加德罗常数，故 B 正确；在使两个分子间的距离由很远（r＞10-9m）减小到很难再 靠近的过程中，分子间作用力先增大后减小，然后再增大；分子距离减小的过程中分子引力 先做正功，分子势能减小，然后分子斥力做负功，分子势能增大，所以分子势能先减小后增 大，故 C 错误；根据热力学第二定律得不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不 产生其他影响，所以不能够研制出内能全部转化为机械能的热机，故 D 错误．所以 AB 正确， CD 错误． 14.如图，一定质量的理想气体从状态 a 出发，经过等容过程 ab 到达状态 b，再经过等温过程 bc 到达状态 c，最后经等压过程 ca 回到状态 a．下列说法正确的是（　　） ( ) 9( 10 )r m−>A. 在过程 ab 中气体的内能增加 B. 在过程 ca 中外界对气体做功 C. 在过程 ab 中气体对外界做功 D. 在过程 bc 中气体从外界吸收热量 【答案】ABD 【解析】 从 a 到 b 等容升压，根据 ＝C 可知温度升高，一定质量的理想气体内能决定于气体的温度， 温度升高，则内能增加，故 A 正确；在过程 ca 中压强不变，体积减小，所以外界对气体做功， 故 B 正确；在过程 ab 中气体体积不变，根据 W=p△V 可知，气体对外界做功为零，故 C 错误； 在过程 bc 中，属于等温变化，气体膨胀对外做功，而气体的温度不变，则内能不变；根据热 力学第一定律△U=W+Q 可知，气体从外界吸收热量，故 D 正确；故选 ABD. 点睛：本题主要是考查了理想气体 状态方程和热力学第一定律的知识，要能够根据热力学 第一定律判断气体内能的变化与哪些因素有关（功和热量）；热力学第一定律在应用时一定要 注意各量符号的意义；△U 为正表示内能变大，Q 为正表示物体吸热；W 为正表示外界对物 体做功． 15.图示是压力保温瓶的结构简图，活塞 a 与液面之间密闭了一段质量的气体。假设封闭气体 为理想气体且与外界没有热交换，则向下压 a 的过程中，瓶内气体（　　） A. 内能增大 B. 体积增大 C. 压强增大 D. 温度升高 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．当向下压活塞 a 时，压力对气体做功，气体与外界又没有热交换，由热力学第一 定律得瓶内气体的内能增大，故 A 正确； B．向下压 a 的过程中，气体的体积减小，故 B 错误； 的 pV TCD．一定质量的气体，内能增大，温度升高，体积减小，根据气态方程 得知气体的压强增大，故 CD 正确。 故选 ACD。 16.对于下列实验，说法正确的有 ． A. 甲图是用油膜法测分子直径的示意图，认为油酸薄膜厚度等于油酸分子直径 B. 乙图是溴蒸气的扩散实验，若温度升高，则扩散的速度加快 C. 丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体重力引起的 D. 丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向同性 【答案】AB 【解析】 【分析】 本题考查常见实验室物理实验 【详解】A．甲图是利用单分子油膜层粗测油酸分子直径，故 A 正确； B．乙图是溴蒸气的扩散实验，温度越高，扩散的速度越快，故 B 正确； C．丙图是模拟气体压强产生机理的实验，说明气体压强是由气体分子频繁的撞击器壁产生的， 故 C 错误； D．丁图是蜂蜡涂在单层云母片上融化实验，说明云母晶体的导热性能各向异性，故 D 错误。 17.如图所示，足够长 U 型管内分别由水银封有 、 两部分气体，则下列陈述中正确是 　　 A. 只对 加热，则 h 减小，气柱 长度不变 pV CT = 1L 2L ( ) 1L 2LB. 只对 加热，则 h 减小，气柱 长度减少 C. 若在右管中注入一些水银， 将增大 D. 使 、 同时升高相同的温度，则 增大、h 减小 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．只对 L1 加热，假设体积不变，则压强增大，所以 L1 增大、h 减小，气柱 L2 长 度不变，因为此部分气体做等温变化，故 A 正确 B 错误； C．若在右管中注入一些水银，L2 压强增大，假设 L1 的体积不变，L1 的压强与 h 长度的水银 柱产生的压强之和随之增大，L1 的压强增大，根据玻意耳定律得 L1 将减小，故 C 错误； D．使 L1、L2 同时升高相同的温度，假设气体体积不变，L1 的压强增大，L2 压强不变，则 L1 增大、h 减小，故 D 正确； 故选 AD. 【点睛】做好本题的关键是知道两边气体压强大小的影响因素，再利用理想气体状态方程判 断各物理量的变化． 18.下列说法中正确的是（　　） A. 图 1 为氧气分子在不同温度下的速率分布图象，由图可知状态①的温度比状态②的温度高 B. 图 2 为一定质量的理想气体状态变化的 图线，由图可知气体由状态 A 变化到 B 的过 程中，气体分子平均动能先增大后减小 C. 图 3 为分子间作用力的合力与分子间距离的关系，可知当分子间的距离 时，分子势能 随分子间的距离增大而增大 D. 液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离小；附着层内液体分子间的距离大于 液体内部分子间的距离 【答案】ABC 1L 2L 1L 1L 2L 1L P V− 0r r>【解析】 【详解】A．由图可知，①中速率大的分子占据的比例较大，则说明①对应的平均动能较大， 故①对应的温度较高，故 A 正确。 B．直线 AB 的斜率 k=−0.5，直线 AB 的方程 p＝−0.5V+5 pV＝−0.5V2+5V 知 V=5 时，PV 乘积最大；根据 pV=CT，可知 C 不变，pV 越大，T 越高。状态在（5，2.5）处 温度最高，在 A 和 B 状态时，pV 乘积相等，说明在 AB 处的温度相等，所以从 A 到 B 的过程 中，温度先升高，后又减小到初始温度，温度是分子平均动能的标志，所以在这个过程中， 气体分子的平均动能先增大后减小，故 B 正确； C．由分子间作用力的合力与分子间距离的关系图象知，r>r0 时分子力表现为引力，分子间的 距离增大，分子力做负功，分子势能增加，所以当分子间的距离 r>r0 时，分子势能随分子间 的距离增大而增大，故 C 正确； D．液体表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大，表现为引力；附着层内液体分子 间距离小于液体内部分子间的距离，分子力表现为斥力，故 D 错误。 故选 ABC。 三、实验题( 每空 2 分，共计 8 分) 19.（1）用油膜法估测分子的大小时有如下步骤： A．将玻璃板放在浅盘上，然后将油酸膜的形态用彩笔画在玻璃板上； B．将油酸和酒精按一定比例配制好； C．向浅盘中倒入约 2cm 深的水； D．把酒精油酸溶液一滴一滴滴入量筒中，当体积达到 1ml 时记下滴入的滴数，算出每滴液滴 的体积； E、向浅盘中的水面均匀地撒入石膏粉（或痱子粉）； F、把一滴酒精油酸溶液滴在水面上，直至薄膜形态稳定； G、把玻璃板放在方格纸上，数出薄膜所占面积； H、计算出油膜的厚度 ． 把以上各步骤按合理顺序排列如下：___________ （2）若油酸酒精溶液的浓度为每 104ml 溶液中有纯油酸 6mL，用注射器测得 1mL 上述溶液 VL S =有液滴 75 滴．把 1 滴该溶液滴入盛水的浅盘里，最后油酸膜的形状和尺寸如图所示，坐标中 正方形小方格的边长为 1cm， 则 ①油酸膜的面积是___________________m2； ②每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________m3； ③按以上数据，估测出油酸分子的直径是_________ m． 【答案】 (1). CEBDFAGH (2). 1.05×10-2 (3). 8.0×10-12 (4). 8.0×10-10 【解析】 【详解】（1）将配制好的油酸酒精溶液，通过量筒测出 1 滴此溶液的体积．然后将 1 滴此溶 液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出 油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的 算一个，统计出油酸薄膜的面积．则用 1 滴此溶液的体积除以 1 滴此溶液的面积，恰好就是 油酸分子的直径．因此合理顺序排列 CEBDFAGH． （2）①面积超过正方形一半的正方形的个数为 105 个则油酸膜的面积约为 S=105ⅹ1cm2=1.05×10-2m2 ②每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积 V=1mL× =8×10-6mL=8×10-12m3． ③把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径 d= ≈8.0×10-10m． 四、计算题（20 题 8 分，21 题 10 分，22 题 14 分共计 32 分） 20.气温为 10℃时。测得空气的绝对湿度为 p=800Pa，查出 10℃时水汽的饱和汽压为 p1=1.228×103Pa，计算此时的相对湿度。 【答案】65.1% 【解析】 4 6 1 10 75 × V S【详解】在气温为 10℃时，空气的绝对湿度为 p=800Pa；10℃时饱和汽压 p1=1.228×103Pa，此 时空气的相对湿度为 21.内壁光滑的导热汽缸竖直浸放在盛有冰水混合物的水槽中，用不计质量的活塞封闭压强为 1.0×105Pa、体积为 2.0×10－3 m3 的理想气体．现在活塞上方缓缓倒上沙子，使封闭气体的体积 变为原来的一半，然后将汽缸移出水槽，缓慢加热，使气体温度变为 127℃.(大气压强为 1.0×105Pa) (1)求汽缸内气体的最终体积； (2)在图所示的 p－V 图上画出整个过程中汽缸内气体的状态变化． 【答案】(1)1.47×10－3m3　(2) 【解析】 【详解】(1)在活塞上方倒沙的全过程中温度保持不变，即 p0V0＝p1V1 解得 p1＝ p0＝ ×1.0×105Pa＝2.0×105Pa 在缓慢加热到 127℃的过程中压强保持不变，则 ＝ 所以 3 1 800100% 100% 65.1%1.228 10 p p × = × =× 0 1 V V 3 3 2.0 10 1.0 10 − − × × 1 0 V T 2 2 V TV2＝ V1＝ ×1.0×10－3m3≈1.47×10－3m3 (2)如下图所示． 22.如图所示，均匀薄壁 U 形管竖直放置，左管上端封闭，右管上端开口且足够长，用两段水 银封闭了 A、B 两部分理想气体，下方水银的左右液面高度相差 ΔL＝10 cm，右管上方的水银 柱高 h＝14 cm，初状态环境温度为 27 ℃，A 部分气体长度 l1＝30 cm，外界大气压强 p0＝76 cmHg.现保持温度不变，在右管中缓慢注入水银，使下方水银左右液面等高，然后给 A 部分气 体缓慢升温，使 A 部分气体长度回到 30 cm.求： (1)右管中注入的水银高度是多少？ (2)升温后的温度是多少？ 【答案】(1)30cm (2)117 ℃ 【解析】 试题分析：对气体 A，首先经历等温过程，结合平衡条件求解出气体的初始状态气压、末状态 气压，结合几何关系求解末状态体积，然后根据玻意耳定律列式求解；气体再次膨胀，根据 理想气体状态方程列式求解升温后的温度． （1）设右管中注入的水银高度是 Δh，对 A 部分气体分析，其做等温变化， 根据玻意耳定律有 p1V1＝p2V2 p1＝p0＋14 cmHg＋10 cmHg，p2＝p0＋14 cmHg＋Δh V1＝l1S，V2＝(l1－ ΔL)S 代入数据解得再加入 水银高：Δh＝30cm. (2)设升温前温度为 T0，升温后温度为 T，缓慢升温过程中，对 A 部分气体分析， 的 2 0 T T 273 127 273 + 1 2升温前 V2＝(l1－ ΔL)S，p2＝p0＋14 cmHg＋Δh 升温结束后 V3＝l1S，p3＝p0＋14 cmHg＋Δh＋ΔL 由理想气体状态方程得： T0＝300 K 解得：T＝390 K，则升温后的温度为 t＝117℃. 点睛：本题主要考查了理想气体状态方程，各个状态压强、体积、温度的哪些是已知的，哪 些是未知的，然后选择对应的公式列式求解即可． 1 2 3 32 2 0 p Vp V T T =