2021-2022学年甘肃省天水市秦安县第一中学高二（下）期中物理试题（解析版）

秦安一中2021-2022学年度第二学期期中试卷

高二物理选修（3-3）

一、选择题（1---8单选，9---12多选，每小题4分，共48分）

1. 用显微镜观察液体中悬浮颗粒的布朗运动，所得到的结论正确的是（　　）

A. 布朗运动是悬浮颗粒的分子的运动

B. 悬浮颗粒越大，布朗运动越激烈

C. 液体温度越高，布朗运动越激烈

D. 布朗运动是液体分子无规则运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，而颗粒是由成千上成万个分子组成的，所以布朗运动不是分子的运动，故A错误；

B．悬浮颗粒越大，受到的液体分子撞击的平衡性越明显，布朗运动越不激烈，故B错误；

C．液体的温度越高，液体分子无规则热运动越激烈，对颗粒的碰撞越频繁，布朗运动越激烈，故C正确；

D．布朗运动是悬浮颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，故D错误。

故选C

2. 如图所示为两分子系统势能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，分子间作用力表现为斥力

B. 当r小于r1时，分子间的作用力表现为引力

C. 当r等于r2时，分子间的作用力为零

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】由图象可知，分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间的距离为平衡距离。

A．当r大于r2时，分子间的作用力表现为引力。故A错误；

B．当r小于r1时，分子间的作用力表现为斥力。故B错误；

C．当r等于r2时，分子间的作用力为零。故C正确；

D．在r由r1变到r2的过程中，分子力为斥力，分子间距离增大，分子间的作用力做正功。故D错误。

故选C。

3. 质量相同温度相同可看成理想气体的氢气和氧气，它们的

A. 分子数相同

B. 内能相同

C. 分子的平均速率相同

D. 分子的平均动能相同

【答案】D

【解析】

【详解】A．氧气和氢气的摩尔质量不同，质量相等的氧气和氢气的摩尔数不同，所以分子数也不相同，故A错误．

B．理想气体分子势能为零；温度是分子平均动能的标志，温度相同时，氧气和氢气的分子平均动能相同，质量相同的氧气和氢气，氧气的分子数比氢气分子数少，分子平均动能相同，所以氧气的内能要比氢气的内能小，故B错误．

CD．温度相同时，氧气和氢气的分子平均动能相同，但由于氧气分子的质量比氢气分子质量大，所以它们的平均速率并不相等，故C错误，D正确．

4. 由分子动理论可知，下列说法正确的

A. 液体分子的无规则运动称为布朗运动

B. 物体的内能跟物体的温度和体积有关

C. 分子间引力总是随着分子间距离减小而减小

D. 分子热运动越剧烈，物体内每个分子的动能越大

【答案】B

【解析】

【详解】我们所观察到的布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，小颗粒的布朗运动是由于周围液体分子撞击的冲力不平衡而引起的，所以固体小颗粒的无规则运动反映了周围液体分子的无规则运动．但并不是液体分子的无规则运动，故A错误；组成物体的所有分子的动能与势能之和是物体的内能，物体内能与物体的温度和体积有关，故B正确；分子间引力总随分子间距离的减小而增大，故C错误；温度是分子平均动能的标志，分子热运动越剧烈，物体温度越高，分子平均动能越大，并不是每个分子动能都大，故D错误；故选B．

5. 对一定质量的某种气体，在某一状态变化过程中压强p与热力学温度T的关系如图所示，则描述压强p与摄氏温度t的关系图象中正确的是(　　)

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据气体状态方程 ，结合图像可知气体发生等容变化，把T＝t＋273代入得

p＝k(t＋273)

故C正确，ABD错误。

故选C。

6. 一定质量的气体，在体积不变的情况下，温度升高，压强增大的原因中，错误的是（　　）

A. 温度升高后，气体分子的平均速率变大

B. 温度升高后，气体分子的平均动能变大

C. 温度升高后，分子撞击器壁的平均作用力增大

D. 温度升高后，单位体积内的分子数增多，撞击到单位面积器壁上的分子数增多了

【答案】D

【解析】

【详解】AB．温度升高后，分子的平均动能增加，根据知气体分子的平均速率变大，故AB正确，不符合题意；

C．温度升高后，分子的平均动能增加，分子撞击器壁的平均作用力增大，故C正确，不符合题意；

D．体积不变，分子的密集程度不变，单位体积内的分子数不变，撞到单位面积器壁的分子数不变，故D错误，符合题意；

故选D．

【点睛】影响气体压强的微观因素：一个是气体分子的平均动能，一个是分子的密集程度，温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能越大．

7. 下列说法正确的是（　　）

A. 液体的表面张力的大小随温度的升高而减小，方向与液面相切，垂直于液面上的分界线

B. 在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵一定增加

C. 晶体一定具有规则的形状且有各向异性的特性

D. 饱和汽压跟液体的种类、温度和饱和汽的体积有关

【答案】A

【解析】

【分析】作用于液体表面，使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力，是由于表面层分子分布比液体内部稀疏，分子间相互作用表现为引力.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，大小随温度的升高而减小；在有些自然过程中，一个孤立系统的总熵可能保持不变；只有单晶体一定具有规则形状和各向异性；饱和蒸汽压与体积无关．

【详解】A．液体的表面张力的大小随温度的升高而减小，方向与液面相切，垂直于液面上的分界线，故A正确；

B．由热力学第二定律可知，任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减少，可能保持不变，故B错误；

C．只有单晶体一定具有规则形状，且有各向异性的特征，多晶体则没有这个特性，故C错误；

D．饱和蒸汽压与种类、温度有关，与体积无关，故D错误．

【点睛】本题主要考查了热学中的一些基本知识，较为简单．

8. 如图，一绝热容器被隔板K隔开成a，b两部分．已知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. 气体不做功，内能不变

C. 气体压强变小，温度降低 D. 气体压强不变，温度不变

【答案】B

【解析】

【详解】根据容器内的稀薄气体与外界没有热传递，Q=0.稀薄气体向真空扩散没有做功，W=0.根据热力学第一定律稀薄气体的内能不变，则温度不变．稀薄气体扩散体积增大，压强必然减小．故B正确，ACD错误。

9. 关于分子力，下列说法正确的有________．

A. 分子间距离增大时，分子力减小

B. 液体的表面张力是液体表面层分子力表现为引力的宏观表现

C. 金刚石中碳原子间相互作用力很强，所以金刚石十分坚硬

D. 布朗运动中的花粉微粒在不停地做无规则运动，这是分子间存在斥力的宏观表现

【答案】BC

【解析】

【详解】当r>r0时分子间距离增大时，分子力先增大后减小，选项A错误；液体的表面张力是液体表面层分子力表现为引力的宏观表现，选项B正确；金刚石中碳原子间相互作用力很强，所以金刚石十分坚硬，选项C正确；布朗运动中的花粉微粒在不停地作无规则运动，这是液体分子无规则运动的宏观表现，选项D错误；故选BC.

10. 在没有外界影响的情况下，密闭容器内的理想气体静置足够长时间后，该气体      ．

A. 分子的无规则运动停息下来 B. 每个分子的速度大小均相等

C. 分子的平均动能保持不变 D. 分子的密集程度保持不变

【答案】CD

【解析】

【详解】分子的无规则运动则为分子的热运动，由分子动理论可知，分子热运动不可能停止，故A错误；密闭容器内的理想气体，温度不变，所以分子平均动能不变，但并不是每个分子的动能都相等，故B错误，C正确；由于没有外界影响且容器密闭，所以分子的密集程度不变，故D正确．

11. 对下列几种固体物质的认识，正确的有(　　)

A. 食盐熔化过程中，温度保持不变，说明食盐是晶体

B. 烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡是晶体

C. 天然石英表现为各向异性，是由于该物质微粒在空间的排列不规则

D. 石墨和金刚石的物理性质不同，是由于组成它们的物质微粒排列结构不同

【答案】AD

【解析】

【详解】A、食盐熔化过程中，温度保持不变，即熔点一定，说明食盐是晶体．故A正确．

B、烧热的针尖接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，只能说明云母片是晶体．故B错误．

C、天然石英表现为各向异性，是由于该物质的微粒在空间的排列规则．故C错误．

D、石墨和金刚石组成它们的化学元素是相同的，都是碳原子，它们的物理性质不同，是由于碳原子排列结构不同造成的，故D正确．

【点睛】本题只要是识记，了解食盐的特点，晶体的物理性质以及固体的结构．

12. 下列论述正确的是

A. 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，气体的内能增大

B. “第一类永动机”违反了能量守恒定律

C. 气体向真空的自由膨胀是不可逆的

D. 热力学第二定律可描述为“第二类永动机不可制成”

【答案】BCD

【解析】

【详解】A项：一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，对外做功，内能减小，温度降低，所以气体分子的平均动能减小，故A错误；

B项：第一类永动机违反了能量的转化和守恒，永远不可能实现，故B正确；

C项：根据熵增原理可知，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故C正确；

D项：根据热力学第二定律可知，热力学第二定律可描述为“第二类永动机不可制成”，故D正确．

二、填空（每空2分，共计16分）

13. 在用油膜法估测分子的大小的实验中，具体操作如下：

①取油酸0.1mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸酒精溶液；

②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.0mL为止，恰好共滴了100滴；

③在边长约40cm的浅盘内注入约2cm深的水，将细石膏粉均匀地撒在水面上，再用滴管吸取油酸酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一层油膜，膜上没有石膏粉，可以清楚地看出油膜轮廓；

④待油膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，在玻璃板上绘出油膜的形状；

⑤将画有油膜形状的玻璃板放在边长为1.0cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。

(1)这种估测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜可视为______________，这层油膜的厚度可视为油酸分子的________；

(2)利用上述具体操作中的有关数据可知一滴油酸酒精溶液含纯油酸为__________m3，油膜面积为__________m2，求得的油膜分子直径为____________m。（结果全部取两位有效数字）

【答案】    ①. 单分子油膜    ②. 直径    ③. 4.0×10-12    ④. 8.1×10-3    ⑤. 4.9×10-10

【解析】

【详解】(1)[1][2]这种估测方法是将每个分子视为球体，让油酸尽可能在水面散开，形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。

(2)[3]一滴油酸酒精溶液含纯油酸体积为

[4]据题意，完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个。根据大于半格算一个计算，超过半格的方格个数为

则油膜面积为

[5]油酸在水面上形成单分子油膜，则油膜分子直径为

14. 如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强变化与温度变化关系”的实验装置示意图。在烧瓶A中封有一定质量的气体，并与气压计相连，初始时气压计两侧液面平齐。

（1）若气体温度升高后，为使瓶内气体的体积不变，应将气压计右侧管_______（填“向上”或“向下”）移动。

（2）实验中多次改变气体温度，用△t表示气体升高的温度，用△h表示气压计两侧管内液面高度差的变化量。则根据测量数据作出的如图线应是：_______。

A．B．

C．D．

【答案】    ①. 向上    ②. A

【解析】

【详解】（1）[1]若气体温度升高后，为使瓶内气体的体积不变，则由于气体的压强变大，则两侧管中液面的高度差变大，即应将气压计右侧管向上移动。

（2）[2]根据

则

则

则图像A正确。

三、计算题（共36分。）

15. 已知水的密度，其摩尔质量，阿伏加德罗常数。试求：求某人一口喝了20cm3的水，内含多少水分子？（结果保留一位有效数字）

【答案】个

【解析】

【详解】水分子数为

个

16. 如图，一定质量的理想气体从状态a开始，经历状态b、c、到达状态d，已知一定质量的理想气体的内能与温度满足（k为常数）。该气体在状态a时温度为T0，求：气体在状态d时的温度。

【答案】

【解析】

【详解】状态a与状态d压强相等，由理想气体状态方程有

可得

17. 一定质量的理想气体，状态从的变化过程可用如图所示的图线描述，其中D→A为等温线，气体在状态A时温度为TA=300K，试求：

(1)气体在状态C时的温度，

(2)气体在AB过程中气体对外做的功

【答案】（1）375K  （2）600J

【解析】

【详解】（1）D→A为等温线，则：TA=TD=300K，
C到D过程由盖吕萨克定律得：

代入数据解得：TC=375K

（2）A到B过程压强不变，气体的体积增大，对外做功，
得：W=P△V=2×105×3×10-3=600J．

18. 如图所示，粗细均匀、导热良好的U形管整直放置，右端与大气相通，左端用水银柱封闭=40cm 的气柱(可视为理想气体)，左管的水银面比右管的水银面高出=20cm.现将U形管右嘴与一低压舱(图中未画出)接通，稳定后左右两管水银面位于同一高度．若环境温度不变，取大气压强=75cmHg.求稳定后低压舱内的压强(用“cmHg”作单位 ).

【答案】44cmHg

【解析】

【详解】设U形管的横截面积为S，右端与大气相连，对封闭气体有：

V1=L1S=40S      p1=p0-20cmHg=55 cmHg

右端与低压舱相连后，设左管中的压强p2，左端水银面下降，被封闭气体的体积V2=(L1+10cm)S=50S

由玻意耳定律得p1V1=p2V2

代入数据55×40S=p2×50S

解得 p2=44cmHg

由于左右水银面等高，所以左管封闭气体的压强等于低压舱内气体的压强，所以低压舱气体压强为44cmHg