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河北省邢台市名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题（原卷版+解析版）
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这是一份河北省邢台市名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题（原卷版+解析版），文件包含河北省邢台市名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题原卷版docx、河北省邢台市名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中考试物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共18页， 欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第三册前三章。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 取一滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下，观察到小炭粒做无规则的运动。下列说法正确的是（ ）
A. 小炭粒做布朗运动，充分说明了小炭粒内部分子是不停地做无规则运动的
B. 水的温度为0℃时，小炭粒静止不动
C. 小炭粒越小，运动越明显
D. 小炭粒与水分子之间的斥力推动着它做无规则的运动
【答案】C
【解析】
【详解】AD．小炭粒做布朗运动，是由于受到水分子无规则撞击的不平衡性导致的，间接说明水分子是不停地做无规则运动的，故AD错误；
B．水的温度为0℃时，水分子仍做无规则热运动，故小炭粒仍做无规则运动，故B错误；
C．炭粒越小，表面积越小，同一时刻撞击炭粒的水分子越少，冲力越不平衡，炭粒运动越明显，故C正确。
故选C。
2. 关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的水变成0℃的冰时，分子势能增大
B. 物体是由大量分子组成的
C. 同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能不相等，是因为分子的质量不相等
D. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
【答案】B
【解析】
【详解】A．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，并且放热，内能减小，因温度不变，分子平均动能不变，则分子势能减小，故A错误；
B．物体是由大量分子组成的，故B正确；
C．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等，因为分子的质量不相等，则分子平均速率不相等，故C错误；
D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，故D错误。
故选B。
3. 玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。下列关于玻璃 的说法正确的有（ ）
A. 没有固定熔点B. 天然具有规则的几何形状
C. 沿不同方向的导热性能不相同D. 分子在空间上周期性排列
【答案】A
【解析】
【详解】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点。
故选A。
4. 某校中学生提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是（ ）
A. 汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
B. 制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C. 在房屋顶盖上安装太阳能板，所有能源问题都可得到解决
D. 制作一个装置从海水中吸收内能可用来做功
【答案】D
【解析】
【详解】A．有害气体和空气不可能自发地分离，违反热力学第二定律的方向性，故A错误；
B．绝对零度是温度的极值，使温度降至绝对零度以下是不能的，故B错误；
C．在房屋顶盖上安装太阳能板，可以用太阳能来解决照明和热水等问题，但不能解决所有能源问题，故C错误；
D．由热力学第二定律可知，制作一个装置从海水中吸收内能可用来做功是可行的，故D正确。
故选D。
5. 下列有关热力学定律的说法正确的是（ ）
A 热量可以自发地从低温物体传到高温物体
B. 做功与热传递是改变内能的两种方式
C. 黄河的水能是取之不尽，用之不竭的
D. 内能可以全部转化成机械能而不产生其他影响
【答案】B
【解析】
【详解】A．据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．做功与热传递是改变内能的两种方式，故B正确；
C．水能的使用过程存在能量耗散，不是取之不尽，用之不竭的，故C错误；
D．据热力学第二定律可知，内能不可以全部转化成机械能而不产生其他影响，故D错误。
故选B。
6. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A. 图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图甲可知状态③的温度最高
B. 图乙中，小草上露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用
C. 图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用
D. 图丁中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中，温度越高，速率大的分子占比越大，则状态③的温度最高，故A正确；
B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，故B错误；
C．图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子引力，故C错误；
D．图丁中，由气体的摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的质量，用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算出气体分子占据的空间体积，而不是分子的体积，故D错误。
故选A。
7. 物理“天宫课堂”中，航天员将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。航天员为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是B位置
B. “水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水分子相比偏大
C. “水桥”表面层中水分子间的距离与其内部水分子相比偏小
D. 航天员放开双手，两板吸引到一起，该过程分子力做负功
【答案】B
【解析】
【详解】AC．在“水桥”内部，分子间的距离在r0左右，分子力约为零，而在“水桥”表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引，从而使“水桥”表面绷紧，所以能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置，故AC错误；
B．分子间距离从大于r0减小到r0左右的过程中，分子力表现为引力，做正功，则分子势能减小，所以“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏大，故B正确；
D．航天员放开双手，“水桥”在表面张力作用下收缩，而“水桥”与玻璃板接触面的水分子对玻璃板有吸引力作用，在两玻璃板靠近过程中分子力做正功，故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 某大学课题组制备出了一种超轻气凝胶，该气凝胶刷新了目前世界上最轻材料的纪录，其弹性和吸油能力很强，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度比空气密度小。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（ ）
A. a千克气凝胶所含的分子数为B. 每个气凝胶分子的直径为
C. 气凝胶的摩尔体积为D. 每一个气凝胶分子的体积为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．a千克气凝胶的摩尔数为
a千克气凝胶所含的分子数为
故A错误；
BCD．气凝胶的摩尔体积为
1ml气凝胶中含有个分子，故每个气凝胶分子的体积为
设每个气凝胶分子的直径为d，则
联立解得
故B错误，CD正确。
故选CD。
9. 的某种气体的压强和温度的关系图像（图像）如图所示。表示1个标准大气压，标准状态（0℃，1个标准大气压）下气体的摩尔体积为。下列说法正确的是（ ）
A. 状态A时气体的体积为B. 状态A时气体的体积为
C. 状态B时气体的体积为D. 状态B时气体的体积为
【答案】BD
【解析】
【详解】此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以此时它的体积应为
由题中图线可知，从压强为p0到A状态，气体做等容变化，A状态时气体的体积为6.72L，温度为
从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为
根据盖—吕萨克定律得
故选BD。
10. 如图所示，一定质量的理想气体经历了从状态A→B→C→A的过程，气体在状态A时的体积为V0，CA的延长线过p—T坐标系的原点O，气体的内能E = kT（k为常数），下列说法正确的是（ ）
A. 从A到B的过程，气体吸热
B. 从B到C的过程，气体分子的平均动能减小，所有分子的平均速率都减小
C. 在状态B时，气体的内能是在状态A时的3倍
D. 从C到A的过程，单位时间内撞击到容器壁单位面积上的分子数增多
【答案】AC
【解析】
【详解】A．从A到B过程，气体压强不变而温度升高，则内能增大，据理想气体状态方程可知，体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故A正确；
B．从B到C的过程，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，但某些分子的平均速率可能增大，故B错误；
C．由于气体的内能满足
状态B的温度是状态A的3倍，则在状态B时，气体的内能是在状态A时的3倍，故C正确；
D．从C到A的过程，据理想气体状态方程可得
故气体的体积不变，在压强减小时，单位时间内撞击到容器壁单位面积上的分子数减少，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共54分。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
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。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是__________。（填写步骤前的数字）
（2）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________mL，油酸膜的面积是__________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__________m。（结果均保留两位有效数字）
（3）某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏大，可能的原因是__________。
A. 痱子粉撒得过少
B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C. 计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴
D. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
【答案】（1）④①②⑤③
（2） ①. 5.0 × 10－6 ②. 40 ③. 1.3 × 10－9
（3）B
【解析】
【小问1详解】
“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，故实验步骤为④①②⑤③。
【小问2详解】
[1]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
[2]若每一小方格的边长为1cm，由题图可知轮廓中大约有40个小方格，则油酸薄膜的面积40cm2。
[3]油酸分子的直径
【小问3详解】
A．水面上扉子粉撒得过少，油膜边界不明显，往往会造成测量的面积S偏大，导致结果计算偏小，故A错误；
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积S偏小，会导致计算结果偏大，故B正确；
C．计算每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴，则计算得到的每滴油滴的体积偏小，会导致计算结果偏小，故C错误；
D．滴入量筒之前配制的溶液在空气中搁置了较长时间，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B
12. 某同学用DIS来研究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系，实验装置如图甲所示。
（1）关于实验过程，下列说法错误的是__________。
A. 改变体积时，要缓慢推拉注射器活塞
B. 为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油
C. 可以用手握紧针筒以方便推拉活塞
（2）启用系统“绘图”功能，计算机将显示压强与体积的关系图线。该同学在不同温度下做了两次实验，获得的图像如图乙所示，则__________。（填“＞”“＝”或“＜”）
（3）该同学发现图线不过坐标原点，可能原因是__________。
A. 连接注射器和压强传感器的细管中有气体体积未计入
B. 实验过程中出现漏气现象
C. 实验过程中气体温度降低
【答案】（1）C （2）＜
（3）A
【解析】
【小问1详解】
A．为了保持封闭气体的温度不变，要缓慢推拉注射器活塞。若推动活塞速度过快，会引起气体的温度逐渐升高，故A正确，不符合题意；
B．为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油，故B正确，不符合题意；
C．本实验条件是温度不变，用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器，故C错误，符合题意。
故选C。
【小问2详解】
根据理想气体状态方程变形得
则图线的延长线过原点，且温度越高直线的斜率越大，由图线可知
【小问3详解】
图线不过原点，在轴上有截距，说明当体积为0时，仍有压强，是连接注射器和压强传感器的细管中有气体体积未计入。
故选A。
13. 肺活量是在标准大气压下，人一次尽力呼出空气的体积。某同学通过气球口用力向气球内吹气（吹气前气球内部的空气可忽略不计），气球没有被吹爆，此时气球可近似看成球形，半径为，球内空气的压强，空气可看作理想气体，设整个过程温度保持不变，球体体积计算公式为。求该同学的肺活量。
【答案】
【解析】
【详解】该同学呼出空气是等温变化，肺活量为，由
其中
代入数据得
14. 两个截面相同的圆柱形容器如图所示，右边容器高为，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连通，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时，阀门关闭，左边容器中装有热力学温度为的理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡。已知理想气体满足方程，该理想气体的内能为当，其中p为气体压强，V为体积，R为摩尔气体常量，n为物质的量，T为气体的热力学温度。求此时左边容器中活塞的高度和缸内气体的热力学温度。
【答案】，
【解析】
【详解】设容器的截面积为S，封闭在容器中的气体为n摩尔，阀门打开前，气体的压强为，由理想气体状态方程有
打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气体作用于活塞的压强仍为，活塞对气体的压强也是，设达到平衡时活塞的高度为x，气体的热力学温度为T，则有
根据热力学第一定律可知，活塞对气体所做的功等于气体内能的增量，即
解得
15. 如图所示，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，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m1 = 2.50kg、m2 = 1.50kg，面积分别为S1 = 80.0cm2、S2 = 40.0cm2，弹簧的原长l0 = 35.0cm。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为5cm，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度T1 = 360K。已知活塞外的大气压强p0 = 1.00 × 105Pa，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦，汽缸不漏气，不计弹簧的体积，取重力加速度大小g = 10m/s2。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
【答案】（1）k = 1100N/m；（2）1.10 × 105Pa，480K
【解析】
【详解】（1）设封闭气体的压强为p1，对两活塞和弹簧组成的整体受力分析，由平衡条件有
m1g＋p0S1＋m2g＋p1S2 = p0S2＋p1S1
解得
p1 = 1.10 × 105Pa
对活塞Ⅰ由平衡条件有
m1g＋p0S1＋kx = p1S1
解得弹簧的劲度系数为
k = 1100N/m
（2）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，对两活塞和弹簧组成的整体由平衡条件可知，气体的压强不变
p2 = p1 = 1.10 × 105Pa
即封闭气体发生等压变化，初、末状态的体积分别为
V1 = 20 × S1＋20 × S2 = 2400cm3，V2 = l2 × S1 = 3200cm3
由气体的压强不变，可知弹簧的弹力也不变，故有l2 = 40cm，由等压方程可知
解得
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：人教版选择性必修第三册前三章。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 取一滴用水稀释的碳素墨汁，滴在载玻片上，盖上盖玻片，放在高倍显微镜下，观察到小炭粒做无规则的运动。下列说法正确的是（ ）
A. 小炭粒做布朗运动，充分说明了小炭粒内部分子是不停地做无规则运动的
B. 水的温度为0℃时，小炭粒静止不动
C. 小炭粒越小，运动越明显
D. 小炭粒与水分子之间的斥力推动着它做无规则的运动
【答案】C
【解析】
【详解】AD．小炭粒做布朗运动，是由于受到水分子无规则撞击的不平衡性导致的，间接说明水分子是不停地做无规则运动的，故AD错误；
B．水的温度为0℃时，水分子仍做无规则热运动，故小炭粒仍做无规则运动，故B错误；
C．炭粒越小，表面积越小，同一时刻撞击炭粒的水分子越少，冲力越不平衡，炭粒运动越明显，故C正确。
故选C。
2. 关于热学中的一些基本概念，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的水变成0℃的冰时，分子势能增大
B. 物体是由大量分子组成的
C. 同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能不相等，是因为分子的质量不相等
D. 内能是物体中所有分子热运动所具有的动能的总和
【答案】B
【解析】
【详解】A．0℃的水变成0℃的冰时，体积增大，并且放热，内能减小，因温度不变，分子平均动能不变，则分子势能减小，故A错误；
B．物体是由大量分子组成的，故B正确；
C．同温度的氧气和氢气，它们的分子平均动能相等，因为分子的质量不相等，则分子平均速率不相等，故C错误；
D．内能是物体中所有分子热运动所具有的动能和分子势能的总和，故D错误。
故选B。
3. 玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史，它是一种非晶体。下列关于玻璃 的说法正确的有（ ）
A. 没有固定熔点B. 天然具有规则的几何形状
C. 沿不同方向的导热性能不相同D. 分子在空间上周期性排列
【答案】A
【解析】
【详解】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形。它的物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性”。它没有固定的熔点。
故选A。
4. 某校中学生提出了下列四个设想方案，从理论上讲可行的是（ ）
A. 汽车尾气中的各类有害气体排入大气后严重污染了空气，想办法使它们自发地分离，既清洁了空气，又变废为宝
B. 制作一种制冷设备，使温度降至绝对零度以下
C. 在房屋顶盖上安装太阳能板，所有能源问题都可得到解决
D. 制作一个装置从海水中吸收内能可用来做功
【答案】D
【解析】
【详解】A．有害气体和空气不可能自发地分离，违反热力学第二定律的方向性，故A错误；
B．绝对零度是温度的极值，使温度降至绝对零度以下是不能的，故B错误；
C．在房屋顶盖上安装太阳能板，可以用太阳能来解决照明和热水等问题，但不能解决所有能源问题，故C错误；
D．由热力学第二定律可知，制作一个装置从海水中吸收内能可用来做功是可行的，故D正确。
故选D。
5. 下列有关热力学定律的说法正确的是（ ）
A 热量可以自发地从低温物体传到高温物体
B. 做功与热传递是改变内能的两种方式
C. 黄河的水能是取之不尽，用之不竭的
D. 内能可以全部转化成机械能而不产生其他影响
【答案】B
【解析】
【详解】A．据热力学第二定律可知，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，故A错误；
B．做功与热传递是改变内能的两种方式，故B正确；
C．水能的使用过程存在能量耗散，不是取之不尽，用之不竭的，故C错误；
D．据热力学第二定律可知，内能不可以全部转化成机械能而不产生其他影响，故D错误。
故选B。
6. 下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A. 图甲为氧气分子在不同温度下的速率分布图像，由图甲可知状态③的温度最高
B. 图乙中，小草上露珠呈球形的主要原因是液体重力的作用
C. 图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板受到的重力，其原因是玻璃板受到大气压力作用
D. 图丁中，由气体的摩尔体积、摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的体积和质量
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中，温度越高，速率大的分子占比越大，则状态③的温度最高，故A正确；
B．图乙中，小草上的露珠呈球形的主要原因是液体表面张力的作用，故B错误；
C．图丙中，洁净的玻璃板接触水面，要使玻璃板离开水面，拉力必须大于玻璃板的重力，其原因是水分子和玻璃分子之间存在分子引力，故C错误；
D．图丁中，由气体的摩尔质量和阿伏加德罗常数，可以估算出气体分子的质量，用气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以估算出气体分子占据的空间体积，而不是分子的体积，故D错误。
故选A。
7. 物理“天宫课堂”中，航天员将分别挤有水球的两块板慢慢靠近，直到两个水球融合在一起，再把两板慢慢拉开，水在两块板间形成了一座“水桥”。航天员为我们展示了微重力环境下液体表面张力的特性。“水桥”表面与空气接触的薄层叫表面层，已知分子间作用力F和分子间距r的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是B位置
B. “水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水分子相比偏大
C. “水桥”表面层中水分子间的距离与其内部水分子相比偏小
D. 航天员放开双手，两板吸引到一起，该过程分子力做负功
【答案】B
【解析】
【详解】AC．在“水桥”内部，分子间的距离在r0左右，分子力约为零，而在“水桥”表面层，分子比较稀疏，分子间的距离大于r0，因此分子间的作用表现为相互吸引，从而使“水桥”表面绷紧，所以能总体反映该表面层里的水分子之间相互作用的是C位置，故AC错误；
B．分子间距离从大于r0减小到r0左右的过程中，分子力表现为引力，做正功，则分子势能减小，所以“水桥”表面层中两水分子间的分子势能与其内部水相比偏大，故B正确；
D．航天员放开双手，“水桥”在表面张力作用下收缩，而“水桥”与玻璃板接触面的水分子对玻璃板有吸引力作用，在两玻璃板靠近过程中分子力做正功，故D错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 某大学课题组制备出了一种超轻气凝胶，该气凝胶刷新了目前世界上最轻材料的纪录，其弹性和吸油能力很强，这种被称为“全碳气凝胶”的固态材料密度比空气密度小。设气凝胶的密度为（单位为），摩尔质量为M（单位为），阿伏加德罗常数为，下列说法正确的是（ ）
A. a千克气凝胶所含的分子数为B. 每个气凝胶分子的直径为
C. 气凝胶的摩尔体积为D. 每一个气凝胶分子的体积为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．a千克气凝胶的摩尔数为
a千克气凝胶所含的分子数为
故A错误；
BCD．气凝胶的摩尔体积为
1ml气凝胶中含有个分子，故每个气凝胶分子的体积为
设每个气凝胶分子的直径为d，则
联立解得
故B错误，CD正确。
故选CD。
9. 的某种气体的压强和温度的关系图像（图像）如图所示。表示1个标准大气压，标准状态（0℃，1个标准大气压）下气体的摩尔体积为。下列说法正确的是（ ）
A. 状态A时气体的体积为B. 状态A时气体的体积为
C. 状态B时气体的体积为D. 状态B时气体的体积为
【答案】BD
【解析】
【详解】此气体在0℃时，压强为标准大气压，所以此时它的体积应为
由题中图线可知，从压强为p0到A状态，气体做等容变化，A状态时气体的体积为6.72L，温度为
从A状态到B状态为等压变化，B状态的温度为
根据盖—吕萨克定律得
故选BD。
10. 如图所示，一定质量的理想气体经历了从状态A→B→C→A的过程，气体在状态A时的体积为V0，CA的延长线过p—T坐标系的原点O，气体的内能E = kT（k为常数），下列说法正确的是（ ）
A. 从A到B的过程，气体吸热
B. 从B到C的过程，气体分子的平均动能减小，所有分子的平均速率都减小
C. 在状态B时，气体的内能是在状态A时的3倍
D. 从C到A的过程，单位时间内撞击到容器壁单位面积上的分子数增多
【答案】AC
【解析】
【详解】A．从A到B过程，气体压强不变而温度升高，则内能增大，据理想气体状态方程可知，体积增大对外做功，由热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，故A正确；
B．从B到C的过程，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，但某些分子的平均速率可能增大，故B错误；
C．由于气体的内能满足
状态B的温度是状态A的3倍，则在状态B时，气体的内能是在状态A时的3倍，故C正确；
D．从C到A的过程，据理想气体状态方程可得
故气体的体积不变，在压强减小时，单位时间内撞击到容器壁单位面积上的分子数减少，故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共54分。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：
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。
完成下列填空：
（1）上述步骤中，正确的顺序是__________。（填写步骤前的数字）
（2）油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸1mL，用注射器测得1mL上述溶液有200滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，测得油酸膜的近似轮廓如图所示，图中正方形小方格的边长为1cm，则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是__________mL，油酸膜的面积是__________cm2。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__________m。（结果均保留两位有效数字）
（3）某学生在做该实验时，发现计算的油酸分子直径偏大，可能的原因是__________。
A. 痱子粉撒得过少
B. 计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格
C. 计算每滴油酸酒精溶液的体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴
D. 在滴入量筒之前，配制的溶液在空气中搁置了较长时间
【答案】（1）④①②⑤③
（2） ①. 5.0 × 10－6 ②. 40 ③. 1.3 × 10－9
（3）B
【解析】
【小问1详解】
“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（教师完成，记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，故实验步骤为④①②⑤③。
【小问2详解】
[1]每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
[2]若每一小方格的边长为1cm，由题图可知轮廓中大约有40个小方格，则油酸薄膜的面积40cm2。
[3]油酸分子的直径
【小问3详解】
A．水面上扉子粉撒得过少，油膜边界不明显，往往会造成测量的面积S偏大，导致结果计算偏小，故A错误；
B．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格，则测量的面积S偏小，会导致计算结果偏大，故B正确；
C．计算每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了几滴，则计算得到的每滴油滴的体积偏小，会导致计算结果偏小，故C错误；
D．滴入量筒之前配制的溶液在空气中搁置了较长时间，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B
12. 某同学用DIS来研究一定质量的气体在温度不变时压强与体积的关系，实验装置如图甲所示。
（1）关于实验过程，下列说法错误的是__________。
A. 改变体积时，要缓慢推拉注射器活塞
B. 为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油
C. 可以用手握紧针筒以方便推拉活塞
（2）启用系统“绘图”功能，计算机将显示压强与体积的关系图线。该同学在不同温度下做了两次实验，获得的图像如图乙所示，则__________。（填“＞”“＝”或“＜”）
（3）该同学发现图线不过坐标原点，可能原因是__________。
A. 连接注射器和压强传感器的细管中有气体体积未计入
B. 实验过程中出现漏气现象
C. 实验过程中气体温度降低
【答案】（1）C （2）＜
（3）A
【解析】
【小问1详解】
A．为了保持封闭气体的温度不变，要缓慢推拉注射器活塞。若推动活塞速度过快，会引起气体的温度逐渐升高，故A正确，不符合题意；
B．为防止漏气，针管与活塞之间要涂润滑油，故B正确，不符合题意；
C．本实验条件是温度不变，用手握住注射器含有气体的部分，会使气体温度升高，故手不能握住注射器，故C错误，符合题意。
故选C。
【小问2详解】
根据理想气体状态方程变形得
则图线的延长线过原点，且温度越高直线的斜率越大，由图线可知
【小问3详解】
图线不过原点，在轴上有截距，说明当体积为0时，仍有压强，是连接注射器和压强传感器的细管中有气体体积未计入。
故选A。
13. 肺活量是在标准大气压下，人一次尽力呼出空气的体积。某同学通过气球口用力向气球内吹气（吹气前气球内部的空气可忽略不计），气球没有被吹爆，此时气球可近似看成球形，半径为，球内空气的压强，空气可看作理想气体，设整个过程温度保持不变，球体体积计算公式为。求该同学的肺活量。
【答案】
【解析】
【详解】该同学呼出空气是等温变化，肺活量为，由
其中
代入数据得
14. 两个截面相同的圆柱形容器如图所示，右边容器高为，上端封闭，左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连通，容器、活塞和细管都是绝热的。开始时，阀门关闭，左边容器中装有热力学温度为的理想气体，平衡时活塞到容器底的距离为H，右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开，活塞便缓慢下降，直至系统达到平衡。已知理想气体满足方程，该理想气体的内能为当，其中p为气体压强，V为体积，R为摩尔气体常量，n为物质的量，T为气体的热力学温度。求此时左边容器中活塞的高度和缸内气体的热力学温度。
【答案】，
【解析】
【详解】设容器的截面积为S，封闭在容器中的气体为n摩尔，阀门打开前，气体的压强为，由理想气体状态方程有
打开阀门后，气体通过细管进入右边容器，活塞缓慢向下移动，气体作用于活塞的压强仍为，活塞对气体的压强也是，设达到平衡时活塞的高度为x，气体的热力学温度为T，则有
根据热力学第一定律可知，活塞对气体所做的功等于气体内能的增量，即
解得
15. 如图所示，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，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m1 = 2.50kg、m2 = 1.50kg，面积分别为S1 = 80.0cm2、S2 = 40.0cm2，弹簧的原长l0 = 35.0cm。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为5cm，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度T1 = 360K。已知活塞外的大气压强p0 = 1.00 × 105Pa，忽略活塞与汽缸壁间的摩擦，汽缸不漏气，不计弹簧的体积，取重力加速度大小g = 10m/s2。
（1）求弹簧的劲度系数；
（2）缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
【答案】（1）k = 1100N/m；（2）1.10 × 105Pa，480K
【解析】
【详解】（1）设封闭气体的压强为p1，对两活塞和弹簧组成的整体受力分析，由平衡条件有
m1g＋p0S1＋m2g＋p1S2 = p0S2＋p1S1
解得
p1 = 1.10 × 105Pa
对活塞Ⅰ由平衡条件有
m1g＋p0S1＋kx = p1S1
解得弹簧的劲度系数为
k = 1100N/m
（2）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，对两活塞和弹簧组成的整体由平衡条件可知，气体的压强不变
p2 = p1 = 1.10 × 105Pa
即封闭气体发生等压变化，初、末状态的体积分别为
V1 = 20 × S1＋20 × S2 = 2400cm3，V2 = l2 × S1 = 3200cm3
由气体的压强不变，可知弹簧的弹力也不变，故有l2 = 40cm，由等压方程可知
解得
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