山东省济南市深泉学院学年高二下学期期中物.docx
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山东省济南市深泉学院学年高二下学期期中物
2016-2017学年山东省济南市深泉学院高二(下)期中物理试卷
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)
1.关于液体的表面张力,下面说法正确的是( )
A.表面张力是液体内各部分间的相互作用
B.表面张力的方向总是沿液体表面分布的
C.表面张力的方向总是垂直液面,指向液体内部
D.小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关
2.下列说法正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的热运动
B.在实验室中可以得到﹣273.15℃的低温
C.一定质量的气体被压缩时,气体压强不一定增大
D.热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体
3.关于分子动理论和物体的内能,下列说法中正确的是( )
A.液体分子的无规则运动称为布朗运动
B.物体的温度升高,物体内大量分子热运动的平均动能增大
C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加
D.气体的温度升高,气体的压强一定增大
4.关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是( )
A.第二类永动机违反能量守恒定律
B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加
C.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能时转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的
5.下列说法正确的是( )
A.液晶具有流动性,光学性质各向同性
B.气体的压强是由气体分子间斥力产生的
C.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力
D.气球等温膨胀,球内气体一定向外放热
6.一定质量的理想气体经历了A→B→C的三个变化过程,其压强随摄氏温度变化的p﹣t图如图所示,A、B、C三个状态时气体的体积分别为VA、VB、VC,则通过图象可以判断它们的大小关系是( )
A.VA=VB>VCB.VA=VB<VCC.VA<VB<VCD.VA>VB>VC
7.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的
C.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的
8.以下说法中正确的是( )
A.系统在吸收热量时内能一定增加
B.悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5微粒,气温越高,运动越剧烈
C.封闭容器中的理想气体,若温度不变,体积减半,则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍,气体的压强加倍
D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,说明此时分子间只存在引力而不存在斥力
9.如下图所示,导热的气缸开口向下,缸内活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可自由滑动且不漏气,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时,活塞恰好静止.现将沙桶底部钻一个小洞,让细砂慢慢漏出,气缸外部温度恒定不变.则( )
A.缸内气体压强减小,内能增加
B.缸内气体压强增大,内能不变
C.缸内气体压强增大,内能减少
D.外界对缸内气体做功
10.如图所示,玻璃管A和B同样粗细,A的上端封闭,两管下端用橡皮管连通,两管中水银柱高度差为h,若将B管慢慢地提起,则( )
A.A管内空气柱将变长B.A管内空气柱将变短
C.两管内水银柱高度差将增大D.两管内水银柱高度差将减小
二、填空题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
11.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10mm,该油酸膜的面积是 cm2;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10﹣6mL,则油酸分子的直径是 m.(上述结果均保留1位有效数字)
12.若一定质量的理想气体分别按图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是 (填“A”“B”或“C”),该过程中气体内能 (填“增加”“减少”或“不变”).
三、计算题(本题共4小题,共40分)
13.某热水袋内水的体积约为400cm3,已知水的摩尔质量为18g/mol,阿伏伽德罗常数为6×1023/mol,求它所包含的水分子数目约为多少?
(计算结果保留2位有效数字)
14.在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气,一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态,这时活塞离缸底的高度为10cm,如果缸内空气变为0℃,问:
(结果保留两位有效数字)
①重物是上升还是下降?
②这时重物将从原处移动多少厘米?
(设活塞与气缸壁间无摩擦)
15.一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程,TA=300K,气体从C→A的过程中做功为100J,同时吸热250J,已知气体的内能与温度成正比.求:
(1)气体处于C状态时的温度TC;
(2)气体处于C状态时内能EC.
16.为适应太空环境,去太空旅行的航天员都要穿航天服.航天服有一套生命保障系统,为航天员提供合适的温度、氧气和气压,让航天员在太空中如同在地面上一样.假如茬地面上航天服内气压为1atm,气体体积为2L,到达太空后由于外部气压低,航吞服急剧膨胀,内部气体体积变为4L,使航天服达到最大体积.若航天服内气体的温度不变,将航天服视为封闭系统.
(1)求此时航天服内的气体压强,并从微观角度解释压强变化的原因.
(2)由地面到太空过程中航天服内气体吸热还是放热,为什么?
(3)若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到0.9atm,则需补充1atm的等温气体多少升?
2016-2017学年山东省济南市深泉学院高二(下)期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)
1.关于液体的表面张力,下面说法正确的是( )
A.表面张力是液体内各部分间的相互作用
B.表面张力的方向总是沿液体表面分布的
C.表面张力的方向总是垂直液面,指向液体内部
D.小昆虫能在水面上自由走动与表面张力无关
【考点】96:
*表面张力产生的原因.
【分析】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,表面张力的存在使液体表面想被拉伸的弹簧一样,总有收缩的趋势
【解答】解:
A、表面张力是液体分子间的相互作用,不是液体内各部分的相互作用,故A错误.
B、表面张力产生在液体表面层,它的方向跟液面平行,使液面收缩,故B正确,C错误;
D、小昆虫能在水面上自由走动正是由于表面张力的作用,D错误.
故选:
B.
2.下列说法正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的热运动
B.在实验室中可以得到﹣273.15℃的低温
C.一定质量的气体被压缩时,气体压强不一定增大
D.热量一定是从内能大的物体传递到内能小的物体
【考点】99:
理想气体的状态方程;84:
布朗运动;8H:
热力学第二定律.
【分析】布朗运动间接反应了液体分子的无规则运动,当气体分子热运动变剧烈时,气体的温度一定变大;
绝对零度﹣273.15℃是一种理想状态,不可能达到;
气体压强是大量气体分子频繁地碰撞器壁而产生的作用在器壁单位面积上的平均作用力.
气体压强决定于气体分子的密度(单位体积内的分子数)和分子的平均动能;热传递的条件是有温度差,而不是和内能有关
【解答】解:
A、布朗运动的悬浮在液体中固体微粒的运动,不是液体分子的热运动,固体微粒运动的无规则性,反应了液体分子运动的无规则性,故A错误;
B、﹣273.15℃又叫绝对零度,当达到这一温度时所有的原子和分子的热运动都停止,这是一个只能逼近而不能达到的最低温度,故B错误
C、一定质量的理想气体经等温压缩后,根据理想气体方程得其压强一定增大,否则如果温度降低,压强不一定增大,故C正确.
D、发生热传递的条件是两物体有温度差,高温物体的内能转移到低温物体,使高温物体降温,低温物体升温,直到两者温度相同,热传递才停止.与两物体比热、体积、内能的大小均无关,故D错
故选:
C.
3.关于分子动理论和物体的内能,下列说法中正确的是( )
A.液体分子的无规则运动称为布朗运动
B.物体的温度升高,物体内大量分子热运动的平均动能增大
C.物体从外界吸收热量,其内能一定增加
D.气体的温度升高,气体的压强一定增大
【考点】8A:
物体的内能;83:
分子的热运动.
【分析】布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动,不是液体分子的运动.温度是分子平均动能的标志;做功和热传递都可以改变物体的内能;根据气态方程
=c分析气体状态参量的变化.
【解答】解:
A、布朗运动是指悬浮在液体中颗粒的运动,不是液体分子的运动,而是液体分子的运动的间接反映.故A错误;
B、温度是分子平均动能的标志,温度升高,物体内大量分子热运动的平均动能增大,故B正确;
C、做功和热传递都可以改变物体的内能.物体从外界吸收热量,其内能不一定增加,与做功情况有关,故C错误;
D、由气态方程
=c知,气体的温度升高,压强不一定增大,还与体积的情况有关.故D错误.
故选:
B.
4.关于永动机和热力学定律的讨论,下列叙述正确的是( )
A.第二类永动机违反能量守恒定律
B.如果物体从外界吸收了热量,则物体的内能一定增加
C.保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能时转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的
【考点】8F:
热力学第一定律;8H:
热力学第二定律.
【分析】第二类永动机不违反能量守恒定律,违反了热力学第二定律,改变内能的方式有做功和热传递,保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,压强增大.
【解答】解:
A、第二类永动机不违反能量守恒定律,违反了热力学第二定律,A错误;
B、改变内能的方式有做功和热传递,物体从外界吸收了热量,物体的内能不一定增加,B错误;
C、保持气体的质量和体积不变,当温度升高时,压强增大,每秒撞击单位面积器壁的气体分子数增多,C正确;
D、做功和热传递都可以改变物体的内能,但从能时转化或转移的观点来看这两种改变方式是有区别的,D正确;
故选:
CD
5.下列说法正确的是( )
A.液晶具有流动性,光学性质各向同性
B.气体的压强是由气体分子间斥力产生的
C.液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力
D.气球等温膨胀,球内气体一定向外放热
【考点】8F:
热力学第一定律;86:
分子间的相互作用力;93:
*液体的微观结构;99:
理想气体的状态方程.
【分析】液晶既具有流动性,又象某些晶体一样具有光学各向异性;气体的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的;液体表面层比液体内部稀疏,液体表面张力表现为引力;根据热力学第一定律△U=W+Q分析
【解答】解:
A、液晶具有流动性,光学性质各向异性,故A错误;
B、气体的压强是由大量分子对容器器壁的碰撞造成的,故B错误;
C、液体表面层分子间距离大于液体内部分子间距离,所以液体表面存在表面张力,故C正确;
D、根据△U=W+Q,气球等温膨胀时,△U=0,膨胀体积变大,气体对外做功W<0,则Q>0,即气体吸热,故D错误.
故选:
C
6.一定质量的理想气体经历了A→B→C的三个变化过程,其压强随摄氏温度变化的p﹣t图如图所示,A、B、C三个状态时气体的体积分别为VA、VB、VC,则通过图象可以判断它们的大小关系是( )
A.VA=VB>VCB.VA=VB<VCC.VA<VB<VCD.VA>VB>VC
【考点】99:
理想气体的状态方程.
【分析】AB不在同一条等容线上,由此它们的体积不相等;B到C等温增压,体积减小.
【解答】解:
过理想气体A和B点,分别做它们的等容变化的P﹣t图,如图所示.
可以看出,PB>PA,所以VA>VB;
B到C的过程,温度相等,压强增加PC>PB,由
,得VB>VC;
所以:
VA>VB>VC.故答案D正确.
故选:
D
7.关于晶体和非晶体,下列说法正确的是( )
A.金刚石、食盐、玻璃和水晶都是晶体
B.晶体的分子(或原子、离子)排列是有规则的
C.单晶体和多晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点
D.单晶体和多晶体的物理性质是各向异性的,非晶体是各向同性的
【考点】92:
*晶体和非晶体.
【分析】晶体分为单晶体和多晶体:
其中单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体一样具有各向同性.晶体由固定的熔点,非晶体没有固定的熔点,单晶体有规则的几何外形,而非晶体则没有.
【解答】解:
A、金刚石、食盐、水晶都是常见的晶体,玻璃是非晶体,故A错误.
B、晶体内部的分子(或原子、离子)排列是有规则的,故B正确.
C、晶体有固定的熔点,而非晶体没有确定的熔点,故C正确;
D、单晶体具有各向异性,多晶体和非晶体一样具有各向同性,故D错误.
故选:
BC.
8.以下说法中正确的是( )
A.系统在吸收热量时内能一定增加
B.悬浮在空气中做布朗运动的PM2.5微粒,气温越高,运动越剧烈
C.封闭容器中的理想气体,若温度不变,体积减半,则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍,气体的压强加倍
D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,说明此时分子间只存在引力而不存在斥力
【考点】9K:
封闭气体压强;86:
分子间的相互作用力;8A:
物体的内能.
【分析】由热力学第一定律,△U=W+Q,即可求解;气温越高,布朗运动的越剧烈;由
,结合T不变与V减半,则可确定P变化情况;分子间的引力与斥力同时存在,不过斥力变化的快些,从而各项即可求解.
【解答】解:
A、根据热力学第一定律,△U=W+Q,系统在吸收热量时,同时向外放热,则内能不一定增加,故A错误;
B、当温度越高时,分子运动越激烈,导致布朗运动的颗粒也激烈,故B正确;
C、由
,当温度不变,体积减半,则气体压强P加倍,即单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍,故C正确;
D、铁棒没有断,说明此时分子间同时存在引力与斥力,分子力体现为引力,故D错误;
故选:
BC.
9.如下图所示,导热的气缸开口向下,缸内活塞封闭了一定质量的理想气体,活塞可自由滑动且不漏气,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时,活塞恰好静止.现将沙桶底部钻一个小洞,让细砂慢慢漏出,气缸外部温度恒定不变.则( )
A.缸内气体压强减小,内能增加
B.缸内气体压强增大,内能不变
C.缸内气体压强增大,内能减少
D.外界对缸内气体做功
【考点】99:
理想气体的状态方程;8F:
热力学第一定律.
【分析】以活塞为研究对象,根据平衡条件分析得知气缸内气体的压强逐渐增大,气体被压缩,体积减小,外界对气体做功.由于气缸是导热的,气体的温度与环境相等,保持不变,其内能不变.
【解答】解:
设活塞重力为G,横截面积为S,大气压为P0,则以活塞为研究对象,
根据平衡条件得:
气缸内气体的压强
,由于G减小,则P增大,即气体的压强增大,气体被压缩,外界对气体做功.
由于气缸是导热的,气体的温度与环境相等,保持不变,其内能不变.故BD正确,AC错误.
故选:
BD.
10.如图所示,玻璃管A和B同样粗细,A的上端封闭,两管下端用橡皮管连通,两管中水银柱高度差为h,若将B管慢慢地提起,则( )
A.A管内空气柱将变长B.A管内空气柱将变短
C.两管内水银柱高度差将增大D.两管内水银柱高度差将减小
【考点】99:
理想气体的状态方程.
【分析】将B管慢慢地提起,A管中封闭气体的压强增大,发生等温变化,根据玻意耳定律分析空气柱体积的变化,并分析两管内水银柱高度差的变化
【解答】解:
将B管慢慢地提起,A管中封闭气体的压强增大,根据玻意耳定律pV=c,可知A管内空气柱将变短;
A中空气的压强p=p0+ρgh,p增大,说明两管内水银柱高度差h增大;
故选:
BC
二、填空题(本题共2小题,每小题5分,共10分)
11.在“用油膜法估测分子的大小”的实验中,用注射器将一滴油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃板放在坐标纸上,其形状如图所示,坐标纸上正方形小方格的边长为10mm,该油酸膜的面积是 80 cm2;若一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是4×10﹣6mL,则油酸分子的直径是
m.(上述结果均保留1位有效数字)
【考点】O1:
用油膜法估测分子的大小.
【分析】在油膜所围成的方格中,先数出坐标纸上方格的个数,不足半个舍去,多于半个的算一个,即可统计出油酸薄膜的面积;根据
求出分子直径.
【解答】解:
①在围成的方格中,不足半个舍去,多于半个的算一个,共有80个方格,故油酸膜的面积为
根据
故答案为:
80,
12.若一定质量的理想气体分别按图所示的三种不同过程变化,其中表示等压变化的是 C (填“A”“B”或“C”),该过程中气体内能 增大 (填“增加”“减少”或“不变”).
【考点】99:
理想气体的状态方程;8A:
物体的内能.
【分析】根据气体状态方程
=C和已知的变化量去判断其它的物理量.根据符号法则,确定Q、W的正负号,代入热力学第一定律公式△U=Q+W分析内能变化.
【解答】解:
A图的压强减小,B图的压强增大,C图的反向延长线过原点,
表示不变.
故选择C图;
一定质量的气体的内能的变化,由温度变化所决定.由于温度增加,所以该过程中气体的内能增加
故答案为:
C,增大
三、计算题(本题共4小题,共40分)
13.某热水袋内水的体积约为400cm3,已知水的摩尔质量为18g/mol,阿伏伽德罗常数为6×1023/mol,求它所包含的水分子数目约为多少?
(计算结果保留2位有效数字)
【考点】82:
阿伏加德罗常数.
【分析】先根据m=ρV求解质量,然后根据n=
求解物质量,最后根据N=n•NA求解分子数.
【解答】解:
400cm3水的质量为400g,故物质量为:
n=
=
分子数为:
N=n•NA=
=1.3×1025
答:
400cm3水所包含的水分子数目约为个1.3×1025.
14.在图所示的气缸中封闭着温度为100℃的空气,一重物用绳索经滑轮与缸中活塞相连接,重物和活塞均处于平衡状态,这时活塞离缸底的高度为10cm,如果缸内空气变为0℃,问:
(结果保留两位有效数字)
①重物是上升还是下降?
②这时重物将从原处移动多少厘米?
(设活塞与气缸壁间无摩擦)
【考点】99:
理想气体的状态方程.
【分析】如果缸内空气温度降为0℃,则重物将上升,温度、体积变化,压强不变.根据气体方程列出等式求解.
【解答】解:
①缸内气体温度降低,压强减小,故活塞下移,重物上升;
②分析可知缸内气体作等压变化,设活塞截面积为Scm2,气体初态体积
,
温度T1=373K,末态温度T2=273K,体积设为
(h为活塞到缸底的距离)
据
可得h=7.3cm;
则重物上升高度△h=10﹣7.3=2.7cm.
答:
①重物上升
②这时重物将从原处移动2.7cm
15.一定质量理想气体经历如图所示的A→B、B→C、C→A三个变化过程,TA=300K,气体从C→A的过程中做功为100J,同时吸热250J,已知气体的内能与温度成正比.求:
(1)气体处于C状态时的温度TC;
(2)气体处于C状态时内能EC.
【考点】99:
理想气体的状态方程.
【分析】
(1)由图可知C→A过程是等压变化,根据盖吕萨克定律列式可求C状态的温度;
(2)气体从C→A的过程中做功为100J,同时吸热250J,根据热力学第一定律可求内能的变化量.
【解答】解:
(1)对A﹣C的过程是等压过程,对气体的状态参量进行分析有
状态A:
PA=PVA=2VTA=300K
状态C:
PC=PVC=VTC=?
根据盖吕萨克定律得:
解得:
(2)由气体的内能与温度成正比.
tA=300K,tC=150K
可知EA=2EC①.
又C到A过程,气体的体积增大,气体对外界做功,即有W=﹣100J.
吸热250J,则有Q=250J
满足EC﹣100J+250J=EA②
联立求得EC=150J,EA=300J.
答:
(1)气体处于C状态时的温度TC=150K;
(2)气体处于C状态时内能EC=150J.
16.为适应太空环境,去太空旅行的航天员都要穿航天服.航天服有一套生命保障系统,为航天员提供合适的温度、氧气和气压,让航天员在太空中如同在地面上一样.假如茬地面上航天服内气压为1atm,气体体积为2L,到达太空后由于外部气压低,航吞服急剧膨胀,内部气体体积变为4L,使航天服达到最大体积.若航天服内气体的温度不变,将航天服视为封闭系统.
(1)求此时航天服内的气体压强,并从微观角度解释压强变化的原因.
(2)由地面到太空过程中航天服内气体吸热还是放热,为什么?
(3)若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到0.9atm,则需补充1atm的等温气体多少升?
【考点】99:
理想气体的状态方程.
【分析】
(1)求出气体的状态参量,应用玻意耳定律求出气体压强;应用分子动理论分析答题.
(2)根据气体状态变化过程,应用热力学第一定律分析答题.
(3)求出气体的状态参量,应用玻意耳定律求出气体的体积.
【解答】解:
(1)对航天服内气体,开始时压强为P1=latm,
体积为V1=2L,到达太空后压强为P2,气体体积为V2=4L.
气体发生等温变化,由玻意耳定律得:
P1V1=P2V2,解得:
P2=0.5atm;
航天服内,温度不变,气体分子平均动能不变,体积膨胀,
单位体积内的分子数减少,单位时间撞击到单位面积上的分子数减少,故压强减小.
(2)航天服内气体吸热.因为体积膨胀对外做功,而航天服内气体温度不变,
即气体内能不变,由热力学第一定律可知气体吸热;
(3)设需补充latm气体矿升后达到的压强为B=0.9atm,取总气体为研究对象,
由玻意耳定律得:
P1(V1+V′)=P3V2,解得:
V′=1.6L;
答:
(1)航天服内的气体压强为0.5atm;气体压强变化的原因:
航天服内,温度不变,气体分子平均动能不变,体积膨胀,单位体积内的分子数减少,单位时间撞击到单位面积上的分子数减少,压强减小.
(2)由地面到太空过程中航天服内气体吸热,体积膨胀对外做功,而航天服内气体温度不变,即气体内能不变,由热力学第一定律可知气体吸热.
(3)若开启航天服封闭系统向航天服内充气,使航天服内的气压恢复到0.9atm,则需补充1atm的等温气体1.6升.
2017年6月20日
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