精品解析：陕西省西安中学2021-2022学年高二（下）期中考试物理试题（解析版）

西安中学2021—2022 学年度第二学期期中考试高二物理试题 （时间：90 分钟 满分：100 分） 命题人：蔡宁 一、单项选择题：（每题4 分，共32 分） 1. 关于分子动理论，下列说法正确的 是（ ） A. 扩散现象说明分子间存在斥力 B. 温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均速率相同 C. 产生布朗运动的原因是液体分子永不停息地做无规则运动 D. 磁铁可以吸引铁屑，这一事实说明分子间存在引力 【1 题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】A．扩散是指两种接触的物体（或物质）彼此的分子进入对方的现象，扩散现象只能反映出组成 物体的分子是运动的，并不能说明分子之间存在着相互作用的斥力，故A 错误； B．温度相同的氢气和氮气，氢气分子和氮气分子的平均动能相同，根据 可知由于两种气体分子的质量不相同，故两气体分子的平均速率不相同，故B 错误； C．产生布朗运动的原因是液体分子永不停息地做无规则运动，故C 正确； D．磁铁可吸引铁屑，是因为铁屑被磁化而被吸引，与分子力无关，故D 错误。 故选C。 2. 已知阿伏加德罗常数为NA（mol-1），某气体物质的摩尔质量为M（kg/mol），该物质的密度为ρ （kg/m3），则下列叙述中正确的是（ ） A. 该物质1 个分子的质量是 B. 该物质1 个分子大小是 C. 1 kg 该物质所含的分子个数是ρNA D. 1 kg 该物质所含的分子个数是 NA 【2 题答案】 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．该物质1 个分子的质量是 ，选项A 错误； B．该物质1 个分子运动占据的空间的大小是 ，选项B 错误； CD．1 kg 该物质所含的分子个数是 NA，选项C 错误，D 正确。 故选D。 3. 两分子间的斥力和引力的合力F 与分子间距离r 的关系如图中曲线所示，曲线与r 轴交点的横坐标为r0. 相距很远的两分子在分子力作用下，由静止开始相互接近．若两分子相距无穷远时分子势能为零，下列说 法正确的是( ) A. 在r＞r0阶段，F 做正功，分子动能增加，势能增加 B. 在r＜r0阶段，F 做负功，分子动能减小，势能也减小 C. 在r＝r0时，分子势能最小，动能最大 D. 在r＝r0时，分子势能为零 【3 题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】A.r 大于平衡距离，分子力表现为引力，相互靠近时F 做正功，分子动能增加，势能减小，故A 错误； B.当r 小于r0时，分子间的作用力表现为斥力；靠近时F 做负功，分子动能减小，势能增大，故B 错误； CD.由以上分析可知，当r 等于r0时，分子势能最小，动能最大；若两分子相距无穷远时分子势能为零，r 等于r0时，分子势能不为零，故C 正确，D 错误． 4. 关于一定温度下的饱和蒸汽的微观解释，下列说法正确的是( ) A. 由于饱和蒸汽分子扩散到液体中，饱和蒸汽的分子数减少 B. 由于液体分子扩散到饱和蒸汽中，饱和蒸汽的分子数增加 C. 由于饱和蒸汽已经达到饱和状态，因此液体分子不会扩散到饱和蒸汽中 D. 分子扩散是永不停止的，饱和蒸汽和液体分子间相互扩散达到了动态平衡 【4 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】AB.在饱和状态下，液化和汽化达到动态平衡，即达到稳定状态，饱和蒸汽的分子数不变，故A 错误，B 错误； C．饱和状态时，扩散到饱和蒸汽中液体分子与扩散到液体中的蒸汽分子达到动态平衡，故C 错误；D 正 确． 故选：D 5. 用密封性能良好的活塞把一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的汽缸中，汽缸的内壁光滑。现将汽 缸缓慢地由水平放置（如图甲所示）变成竖直放置（如图乙所示）。在此过程中如果环境保持恒温，下列 说法正确的是（ ） A. 气体分子的平均速率变大 B. 气体分子的平均动能变大 C. 气缸内壁单位面积上受到气体分子撞击的平均作用力不变 D. 气缸内气体的分子数密度变大 【5 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】AB．据题分析知缸内气体作等温变化，而温度是分子平均动能的 标志，所以气体分子的平均动能 不变，则分子的平均速率不变，故AB 错误； CD．由题知，此过程气体的压强增大，根据玻意耳定律 可知体积减小，气缸内气体的分子数密度变大，气体的压强与分子平均动能和分子数密度有关，气体分子 的平均动能不变，而压强增大，说明气内壁单位面积上受到气体分子撞击的平均作用力增大，故C 错误， D 正确。 故选D。 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V A、VB、VC ，则通过图象可以判断它们的大小关系是（ ） A. V A=VB＞VC B. V A=VB＜VC C. V A＜VB＜VC D. V A＞VB＞VC 【6 题答案】 【答案】D 【解析】 【详解】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．根据PV/T=C，可得 ， 可以看出，B 态的斜率大于A 态的斜率，所以V A＞VB；B 到C 的过程，温度相等，压强增加PC＞PB，由 PV/T=C，得VB＞VC；所以：V A＞VB＞VC．故答案D 正确．故选D． 7. 某容积为40 L 的氧气瓶装有30 atm 的氧气，现把氧气分装到容积为5 L 的小钢瓶中，使每个小钢瓶中氧 气的压强为5 atm，若每个小钢瓶中原有氧气压强为1 atm，能分装的瓶数是(设分装过程中无漏气，且温度 不变) （ ） A. 40 瓶 B. 48 瓶 C. 50 瓶 D. 60 瓶 【7 题答案】 【答案】C 【解析】 【详解】初态：P1=30atm 、V1=40L；P1＇=1 atm、V1＇=5nL；末态：P2=5atm、V2=（V1+n×5）L（n 为瓶 数）；由 P1V1 +P1＇V1＇=P2V2 ；代入数据解得n=50，故选C. 8. 如图为竖直放置的 粗细均匀且两端封闭的细管，水银柱将气体分隔成 、 两部分， 初始温度高于 的初始温度。使 、 升高相同温度达到稳定后， 、 两部分气体压强变化量分别为 ，对液面压力的变化量分别为 ，则（ ） A. 水银柱一定向上移动了一段距离 B. C. D. 【8 题答案】 【答案】B 【解析】 【详解】设水银柱高度为 ，细管横截面积为 ，开始时水银柱平衡，故 气体稳定后，依然有 故 由于 故 若两部分气体体积不变，由查理定律得 解得 同理有 由于 ，则无法比较 与 的大小，又因 故无法比较 与 的大小，无法判断水银柱是否移动 故选B。 二、多项选择题：（每题4 分，共16 分） 9. 关于分子动理论和内能，下列说法正确的是（ ） A. 温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，物体内分子的平均动能越大 B. 被压缩的物体其分子之间只存在相互作用的斥力 C. 分子势能与分子间距离有关，是物体内能的一部分 D. 温度是每一个分子运动剧烈程度的标志 【9 题答案】 【答案】AC 【解析】 【详解】A．温度是分子平均动能的标志，物体的温度越高，物体内分子的平均动能越大，A 正确； B．物体分子之间同时存在相互作用的引力和斥力，B 错误； C．分子势能与分子间距离有关，物体内能在微观上看是所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势 能的总和，所以分子势能是内能的一部分，C 正确； D．温度是平均动能的标志，只能描述分子的平均动能，由于分子的运动是杂乱无章的，不能判断每个分 子的动能，每个分子是否运动剧烈，D 错误； 故选AC。 10. 下列说法正确的是（ ） A. 空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果 B. 彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点 C. 高原地区水的沸点较低，这是高原地区温度较低的缘故 D. 干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果 【10 题答案】 【答案】AD 【解析】 【详解】A．空中的小雨滴呈球形是水的表面张力作用的结果，故A 正确； B．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故B 错误； C．原地区水的沸点较低，这是高原地区大气压强较低的缘故，故C 错误； D．干湿泡湿度计的湿泡显示的温度低于干泡显示的温度，这是湿泡外纱布中的水蒸发吸热的结果，故D 正确。 故选AD。 11. 把极细的玻璃管分别插入水中与水银中，如图所示，正确表示毛细现象的是（ ） A. B. C. D. 【11 题答案】 【答案】AC 【解析】 【详解】管径很细的 管子叫做毛细管。将毛细管插入液体内时，管内、外液面会产生高度差。如果液体浸 润管壁，管内液面高于管外液面；如果液体不浸润管壁，管内液面低于管外液面，这种现象叫毛细现象。 AD．水浸润管壁，故要高于水平液面，D 错误A 正确； BC．水银不浸润器壁，故液面要低于水平面，B 错误C 正确。 故选AC。 12. 一导热良好的气缸内用活塞封住一定量的理想气体（不计活塞厚度及与缸壁之间的摩擦），用一弹簧 连接活塞，将整个气缸悬挂在天花板上，如图所示。弹簧长度为L，活塞距地面的高度为h，气缸底部距 地面的高度为H，活塞内气体压强为p，体积为V，下列说法正确的是（ ） A. 当外界大气压变小（温度不变）时，L 不变、H 变大、p 减小、V 不变 B. 当外界温度升高（大气压不变）时，h 减小、H 变大、p 变大、V 减小 C. 当外界大气压变小（温度不变）时，h 不变、H 减小、p 减小、V 变大 D. 当外界温度升高（大气压不变）时，L 不变、H 减小、p 不变、V 变大 【12 题答案】 【答案】CD 【解析】 【 分析】 【详解】BD．根据平衡条件 解得 当外界温度升高（大气压不变）时，气体的压强P 不变；根据 温度升高时，气体的体积V 增大，活塞不动，气缸向下移动，L 不变、H 减小，B 错误，D 正确； AC．根据 当外界大气压P0变小（温度不变）时，P 减小，V 变大，活塞不动，h 不变，气缸向下移动，L 不变、H 减 小，A 错误，C 正确。 故选CD。 三、实验题（共12 分） 13. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中，油酸酒精溶液的浓度为每 溶液中含有油酸 ， 现用滴管向量筒内滴50 滴上述溶液，量筒中的溶液体积增加了 。把1 滴这样的油酸酒精溶液滴入足 够大的浅盘内，由于酒精溶于水，油酸在水面展开，稳定后形成的油膜的形状如图所示。若每一小方格的 边长为 ，在下列横线的空白处填写正确答案： （1）这种估测方法是将每个油酸分子视为___________模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油 膜可视为___________油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 （2）图中油酸膜的面积为___________ ；每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是___________ ；根据上述数据，估测出油酸分子的直径是___________ 。（以上结果均保留2 位有效数字） （3）某同学实验中最终得到的计算结果和大多数同学的比较，数据偏大，对出现这种结果的原因，下列 说法中可能的是___________ A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格全部作为完整方格计算 C．计算油酸膜面积时，只数了完整的方格数 D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 【13 题答案】 【答案】 ①. 球形 ②. 单分子 ③. . ④ . ⑤ . ⑥ACD 【解析】 【详解】（1）[1][2]这种估测方法是将每个油酸分子视为球形模型，让油酸尽可能地在水面上散开，则形 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][4][5]油膜的面积可从方格纸上得到，所围成的方格中，面积超过一半按一半算，小于一半的舍去， 图中共有58 个方格，故油膜面积为 每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积是 油酸分子的直径 （3）[6]根据公式 分析 A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，V 偏大，则 偏大，故A 正确； B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格全部作为完整方格计算，导致油膜的面积 偏大，则 偏小， 故B 错误； C．计算油膜面积时，只数了完整的方格数，则油膜的面积 偏小，则 偏大，故C 正确； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则油膜的面积 偏小，则 偏大，故D 正确。 四、计算题：（共40 分） 14. 汽缸长为 （汽缸厚度可忽略不计），固定在水平面上，汽缸中有横截面积为 的光 滑活塞封闭了一定质量的理想气体，已知当温度为 ，大气压强为 时，气柱长为 。现用水平拉力向右缓慢拉动活塞。 （1）若拉动活塞过程中温度保持 ，求活塞到达缸口时缸内气体压强； （2）若汽缸、活塞绝热，拉动活塞到达缸口时拉力大小为 ，求此时缸内气体温度。 【14 题答案】 【答案】（1） ；（2） 【解析】 【详解】（1）气体的状态参量 ， ， 气体发生等温变化，由玻意耳定律得 代入数据解得 （2）气体状态参量 由理想气体状态方程得 代入数据解得 15. 如图，一导热性能良好的容器由三根内径相同的竖直玻璃管构成，管内装有足够多的水银，左管上端 封闭有一定质量的理想气体A，右管上端与大气相通，下管用活塞顶住。开始时左右两管的水银面恰好相 平，气体A 的长度为20 cm，环境温度为304 K。已知大气压强恒为76 cmHg，现用外力缓慢向上推活塞， 使气体A 的长度变为19 cm。 （i）求此时左右两管水银面的高度差； （ii）再将活塞固定，对气体A 缓慢加热，使其长度变回20 cm。 求此时气体A 的温度。 【15 题答案】 【答案】(i)4cm (ii)328K 【解析】 【详解】(i)由题意可知开始时气体A 的压强等于大气压强p0，设玻璃管的横截面积为S，气体A 长度为 19cm 时的压强为p1，根据玻意耳定律 又 可得 (ii)设气体A 长度变回20cm 时的温度为T2，压强为p2，由题意可知此时左右两管液面的高度差为 根据查理定律 解得 16. 如图所示，T 形活塞将绝热汽缸内的气体分隔成A、B 两部分，活塞左、右两侧截面积分别为S1、S2， 活塞与汽缸两端的距离均为L，汽缸上有a、b、c 三个小孔与大气连通，现将a、b 两孔用细管(容积不计) 连接．已知大气压强为p0，环境温度为T o，活塞与缸壁间无摩擦． (1)若用钉子将活塞固定，然后将缸内气体缓慢加热到T1，求此时缸内气体的压强； (2)若气体温度仍为T0，拔掉钉子，然后改变缸内气体温度，发现活塞向右缓慢移动了ΔL 的距离(活塞移动 过程中不会经过小孔)，则气体温度升高还是降低？变化了多少？ 【16 题答案】 【答案】(1) (2)升高