合阳县中2022-2023学年高二下学期5月月考
物理试题
一、选择题(共48分，1-8为单选，9-12为多选)
1.下列关于布朗运动与分子运动(热运动)的说法中正确的是( )
A.微粒的无规则运动就是分子的运动
B.微粒的无规则运动就是固体颗粒分子无规则运动的反映
C.微粒的无规则运动是液体分子无规则运动的反映
D.因为布朗运动的激烈程度跟温度有关，所以布朗运动也可以叫做热运动
2.题中物理量除分子量(单位:g)外，其他物理量均为国际单位制单位:水的分子量为，密度为，阿伏伽德罗常数为，则水分子的直径为( )
A. B. C. D.
3.氧气分子在0°C和100°C两种温度下，单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化分别如图中两条曲线所示。下列说法不正确的是( )
A.图中实线对应于氧气分子在100°C时的情形
B.图中虚线对应于氧气分子平均速率较小的情形
C.与0°C时相比，100°C时氧气分子速率在0~400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较大
D.在0°C和100°C下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律
4.如图所示，和是不计电阻的输电线，电压互感器原、副线圈匝数比为，电流互感器原、副线圈匝数比为，电压表V的示数为电流表A的示数为I，则输电线的输送功率为( )
A.UI B. C. D.
5.如图所示，两球形容器A、B用水平细玻璃管相连，A的体积是B的10倍，A的温度为20°C，B的温度为10°C，细管中汞柱恰静止在正中间，AB如果使两边气体温度各升高10°C，则细管中汞柱将( )
A.向右移动 B.向左移动 C.保持不动 D.无法判断
6.如图所示为两端开口的U形直管，右侧直管中有一部分空气被一段水银柱与外界隔开，若在右侧直管中再注入一些水银，则平衡后(外界温度恒定)( )
A.两侧水银面A、B高度差h减小 B.两侧水银面A、B高度差h增大
C.右侧封闭气柱体积变大 D.两侧水银面A、B高度差h不变
7.一理想变压器，原、副线圈的匝数分别为、，其原线圈通过电阻与两金属杆相连接，导轨处于匀强磁场中，导体杆ab与导轨接触良好，副线圈连接一电阻，如图所示。当导体杆以速度v向右匀速运动的过程中，以下说法正确的是( )
A.电阻上无感应电流通过
B.电阻上有从c到d的电流通过，原、副线圈上的电流之比始终满足
C.电阻上有从d到c的电流通过，原、副线圈上的电流之比始终满足
D.电阻上有从c到d的电流通过，其大小与导体杆ab的速度有关
8.如图甲所示，在光滑水平面上有一个质量为m、内外壁均光滑的汽缸，汽缸内活塞的质量也为m，活塞的横截面积为S，汽缸内密封一定质量的理想气体，理想气体的温度为，体积为V，整体静止在水平面上，大气压强为。如图乙所示，对活塞施加一方向水平向左、大小为mg的推力，整体向左做匀加速直线运动，若此时气体的体积仍然为V，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A.此时气体的温度为 B.此时气体的温度为
C.此种情况下，气体的压强为 D.此种情况下，气体的压强为
9.一定质量的理想气体，其压强和体积的变化规律如图所示。下列说法中正确的是( )
A.从状态A到状态B的过程中，气体的温度降低
B.状态B到状态C的过程中，气体的温度不变
C.状态C和状态D气体分子在单位时间内碰撞单位面积容器壁的平均次数相同
D.状态D和状态E气体分子的平均动能大小相等
10.如图所示，甲分子固定在坐标系原点O，只在两分子间的作用力下，乙分子沿x轴方向运动，两分子间的分子势能与两分子间距离x的变化关系如图中曲线所示，设分子间所具有的总能量为0，则( )
A.乙分子在Q点()时处于平衡状态 B.乙分子在P点()时动能最大
C.乙分子在P点()时加速度为零 D.乙分子在Q点()时分子势能最小
11.如图所示，一粗细均匀的U形管竖直放置，A侧上端封闭，B侧上端与大气相通，下端开口处开关K关闭；A侧空气柱的长度为，B侧水银面比A侧的高。现将开关K打开，从U形管中放出部分水银，当两侧水银面的高度差为时将开关K关闭。已知大气压强，环境温度不变。则下列说法可能正确的是( )
A.此时A侧气体压强为72.0cmHg
B.此时A侧空气柱长度为10.0cm
C.此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度为3.8cm
D.此后再向B侧注入水银，使A、B两侧的水银面达到同一高度，则注入的水银在管内的长度为3.4cm
12.如图所示，有一玻璃管长，内有一段水银柱，封闭着长长的空气柱，此时温度，大气压恒为，对气体加热使水银柱上升直到水银柱全部溢出的过程中，下列说法正确的是( )
A.当气体温度升高到475K时，水银柱全部溢出
B.当气体温度升高超过480K时，水银柱开始溢出
C.在水银柱没有全部溢出前，气体温度最高不会超过484K
D.为了保持水银柱溢出，必须要持续对气体加热
二、填空题(共15分)
13(7分).(1)如图所示，两段水银柱将U形管内的空气分成A、B两部分，若B气柱长L=19cm，h=10cm，封闭A气体的水银柱上端面跟右管水银柱液面相平，外界大气压，则A部分气体的压强p=________cmHg。B部分气体的压强p=_________cmHg.
(2).根据以下三幅图按要求作答:
图1中时引力____________斥力；图2中_________；图3中_________(选填:大于、小于、等于)
14(8分).在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤:
①用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定；
②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；
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____________；
(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_________nm。(结果均保留三位有效数字)
三、解答题(共37分)
16(12分).一定质量的理想气体从状态A经状态B、C、D后又回到状态A，其状态变化过程中的P-V图象如图所示已知图线的AD段是双曲线的一部分，且知该气体在状态A时的温度为270K.
(1)求气体在状态D时的温度；
(2)求气体在状态C时的温度；
(3)求在循环过程中气体的最高温度.
17(12分).如图甲所示，一个导热汽缸水平放置，内部封闭着热力学温度为T0的理想气体，活塞截面积为S，活塞与汽缸底部距离为L，大气压为，重力加速度为g，活塞与汽缸之间摩擦忽略不计。先保持温度不变，将汽缸缓慢转动(如图乙)，活塞与汽缸底部距离变为0.9L。再对气体缓慢加热，活塞离汽缸底部距离变为1.2L(如图丙)，求:
(1)活塞的质量m；
(2)气体加热后的热力学温度T。
18(13分).安全气囊系统是一种被动安全性的保护系统，它与座椅安全带配合使用，可以为乘员提供有效的生命保障。汽车的安全气囊内有叠氮化钠()与硝酸铵()等物质。如图所示，某次碰撞实验中，汽车在高速行驶中受到猛烈撞击，这些物质会迅速发生分解反应，产生质量为m的气体，充满气囊，此时气体的压强为p、体积为V、温度为T。
(1)已知气体的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，求气囊内气体的分子数；
(2)当假人的头部与气囊相碰后，气囊受到挤压体积减小了，假设气囊不漏气且温度保持不变，求假人的头部与气囊相碰后，气囊内气体的压强；
(3)为了减小气囊对乘员的冲击，在头部碰到新型安全气囊时，气囊内气体的压强大于0.8p时，气囊表面的泄压孔开始排气，气体的排出有一定的速率，确保乘员的头部缓慢地减速。当假人头部与气囊相碰后，气囊受到挤压体积减小了，温度降为时，恰好不再排气。求从气囊内排出的气体占总量的比例。
合阳县中2022-2023学年高二下学期5月月考
参考答案
1.C
【详解】A.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现，不是液体分子的运动。故A错误；
B.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现，不是固体分子的运动。故B错误；
C.布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的体现。故C正确；
D.分子的无规则的运动叫热运动，布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，不是热运动。故D错误；故选:C.
2.B
【详解】水的摩尔体积
水分子可看作球形，则
又
解得直径，所以B正确；ACD错误；故选B.
3.C
【详解】A.由图可知，实线占百分比较大的分子速率较大，分子平均速率较大，则图中实线对应于氧气分子在100°C时的情形，故A正确，不符合题意；
B.由图可知，虚线占百分比较大的分子速率较小，则分子平均速率较小，即图中虚线对应于氧气分子平均速率较小的情形，故B正确，不符合题意；
C.由图可知，与0°时相比，100°C时氧气分子速率在0-400m/s区间内的分子数占总分子数的百分比较小，故C错误，符合题意；
D.由图可知，在0°C和100°C下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律故D正确，不符合题意。故选C.
4.D
【详解】已知电压与匝数成正比，所以变压比为，电压表示数为U，故传输电压为
已知电流与匝数成反比，所以变流比为，电流表示数为I，故传输电流为
故输电线的输送电功率为，故选D.
5.B
【详解】假定两个容器的体积不变，即V1，V2不变，所装气体温度分别为293K和283K，
当温度升高△T时，左边的压强由p1增至p′1，,
边的压强由p2增至
由查理定律得
，
因为，所以
即水银柱应向左移动，故B正确。故选B。
6.B
【详解】设大气压为，由题图可知，右侧封闭气体压强
向右管内注入一些水银，变大，则p变大，不变，由可知，
h变大，气体温度不变，压强P变大，由玻意耳定律可知，气体体积减小，故ACD错误，B正确。故选B.
7.D
【详解】A.导体杆向右匀速运动，根据导体切割磁感线可知理想变压器左端产生变化的电流，根据法拉第电磁感应定律可知理想变压器的副线圈处能产生感应电动势，所以电阻R2上有感应电流通过，A错误；
B.根据右手定则可知导体杆上产生的感应电流方向为，且电流在减小，根据安培定则可知通过副线圈的磁场竖直向下且减小，根据楞次定律可知通过电阻的电流方向为，原、副线圈上的电流之比始终满足，BC错误；
D.根据导体切割磁感线可知导体杆切割磁感线产生的感应电动势与v有关，原线圈上的感应电流也与v有关，所以通过的电流也与v有关，D正确。故选D.
8.A
【详解】对题图甲，设气体的压强为，以活塞为研究对象，由二力平衡可得
对题图乙，对汽缸与活塞组成的整体，由牛顿第二定律可得：
设气体的压强为，温度为T，对汽缸受力分析，由牛顿第二定律可得
比较甲、乙两种气体的状态，由等容变化规律可得
解得，，
故A正确，BCD错误。故选A。
9.AD
【详解】A.由理想气体状态方程得
解得
状态A的温度高于状态B的温度，A正确；
B.根据理想气体状态方程得
解得，B错误；
C.根据理想气体状态方程得
解得
状态C和状态D压强相同，但状态D的温度高，所以状态D单位时间内碰撞单位面积容器壁的平均次数少，C错误；
D.根据理想气体状态方程得
解得
状态D和状态E的温度相同，所以气体分子的平均动能相同，D正确。故选AD。
10.BC
【详解】ACD.由图看出，乙分子在P点()时，分子势能最小，此时分子位于平衡位置分子力为零，则加速度为零，故C正确，AD错误；
B.乙分子在P点()时，分子势能最小，由能量守恒定律则知，分子的动能最大，故B正确.
11.ABC
【详解】A.打开开关放出水银的过程中，B侧水银面处的压强始终为，而A侧水银面处的压强随空气柱长度的增加逐渐减小，A、B两侧水银面的高度差也随着减小，直至B侧水银面低于A侧水银面h为止(若B侧水银面高于A侧水银面，则再向B侧注入水银时A、B两侧水银面不可能在同一高度)，由力学平衡条件，有
即此时A侧气体压强
A正确；
B.根据玻意耳定律可知
解得
B正确；
CD.当A、B两侧的水银面达到同一高度时，设A侧空气柱的长度为，压强为，由玻意耳定律，有
由力学平衡条件有
联立并代入数据，有
设注入的水银在管内的长度为△h，依题意，有
代入数据得
C正确，D错误.故选ABC.
12.BC
【详解】开始温度升高时，气体压强不变，气体体积膨胀，水银柱上升.当水银柱上升至管口时，温度再升高，水银就会开始溢出，这时的气体压强随水银的溢出而减小，气体的体积在不断增大，温度不需要继续升高，设温度为T2时，剩余的水银柱的高度为，玻璃管的横截面积为S，则:
气体的初始状态为，，，
气体的末状态为，，，
根据理想气体状态方程有，即；
B.当水银将要逸出时.，解得，即当气体温度升高超过480K时，水银柱开始溢出，选项B正确；
ACD.要使剩余水银全部溢出的温度T2最高，则必为最大.
又因为为常数，所以当，即时，)有最大值，据，解得，水银全部溢出，即在水银柱没有全部溢出前，气体温度最高不会超过484K，选项AD错误，C正确.
13.95，105
【详解】[1][2]设左侧水银柱的长度为h，则B部分气体的压强
A部分的压强
14.大于，小于，小于
【详解】[1]图1中时引力大于斥力；
[2]图2中因，则，则小于；
[3]图3中因图像T2对应的“腰粗”，则分子速率较大的占据的比例较大，则温度较高，即小于.
15.④②①⑤③，，40.0，1.25
【详解】(1)[1]实验操作开始之前要先配制油酸酒精溶液，确定每一滴溶液中含有纯油酸的体积，实验操作时要在浅盘放水、薄子粉，为油膜形成创造条件，然后是滴入油酸、测量油膜面积，计算油膜厚度，则正确的顺序是④②①⑤③
(2)[2]1滴酒精油酸溶液中含油酸的体积
[3]由于每格边长为1cm，则每一格就是1cm2，估算油膜面积以超过半格以一格计算，小于半格就舍去的原则，估算出40格，则油酸薄膜面积为
[4]由于分子是单分子紧密排列的，因此分子直径为
16.(1)270K，(2)337.5K，(3)675K
[详解】(1)因AD段是双曲线的一部分，故气体从状态D到状态A是等温过程，即气体在状态D时的温度为270K；
(2)气体从状态C到状态D时等压变化，由盖吕萨克定律有
代入数据可得:；
(3)对于一定质量的理想气体满足：
可知变化过程中纵横坐标只乘积最大时其温度最高，由图可知状态B时温度最高；气体从状杰A到状态B是等压过程，由盖吕萨克定律:
代入数据可得:
答:(1)气体在状态D的温度为270K；
(2)状态C时的温度为337.5K；
②在循环过程中气体的最高温度为675K.
17.(1)；(2)
【详解】(1)根据题意，由平衡条件可知，汽缸水平时、内部气体气压为
体积为
汽缸竖直时，内部气体气压为
体积为
由玻意耳定律
解得
(2)根据题意可知，气体经历等压变化过程，由盖吕萨克定律
解得
18.(1)；(2)；(3)
【详解】(1)气囊中的气体所含分子数为
(2)气体发生等温变化，由玻意耳定律可得
解得
(3)对气囊内所有的气体由理想气体状态方程得
解得
从气囊内排出气体的体积为
排出气体占总量的比例为：
