宁夏银川市第二中学2021-2022学年高二物理下学期期中试题（Word版附解析）

银川二中2021-2022学年第二学期高二年级期中考试物理试题一、选择题（本题共有20小题，共65分。其中1—15题只有一个正确选项，每题3分。16—20题有多个选项正确，每题4分，漏选得2分，有错误选项不得分。）1.下列关于分子动理论的说法中正确的是（　　）A.两个邻近分子间不可能同时存在斥力和引力B.布朗运动就是液体分子的无规则热运动C.扩散现象和布朗运动表明，分子在做永不停息的热运动D.微粒越大，液体温度越高，布朗运动就越明显【答案】C【解析】【详解】A．两个邻近分子间的斥力和引力是同时存在的，故A错误；BC．扩散现象表明分子在做永不停息的无规则运动，布朗运动是固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则热运动，故B错误，C正确；D．微粒越小，液体温度越高，布朗运动越明显，故D错误。故选C2.浙江大学高分子系高超教授的课题组制备出了一种超轻气凝胶，它刷新了目前世界上最轻材料的记录，弹性和吸油能力令人惊喜。这种固态材料密度仅有空气密度的，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NA，则下列说法不正确的是（　　）A.a千克气凝胶所含分子数为B.气凝胶的摩尔体积为C.每个气凝胶分子的体积为D.每个气凝胶分子的直径为【答案】D 【解析】【详解】A．a千克气凝胶的摩尔数，所含分子数为选项A正确，不符合题意；B．气凝胶的摩尔体积为选项B正确，不符合题意；C．每个气凝胶分子的体积为选项C正确，不符合题意；D．根据则每个气凝胶分子的直径为选项D错误，符合题意。故选D。3.下列四幅图中，能正确反映分子间作用力f和分子势能Ep随分子间距离r变化关系的图线是（）A.B.C.D.【答案】B 【解析】【详解】当分子间距离r等于平衡距离r0时，分子间作用力f表现为零，分子势能Ep最小。故选B。4.氧气分子在0℃和100℃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。下列说法正确的是（　　）A.在0℃和100℃下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律B.图中虚线对应于氧气分子平均速率较大的情形C.图中实线对应于氧气分子在0℃时的情形D.与0℃时相比，100℃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【答案】A【解析】【详解】A．在0℃和100℃下，气体分子的速率分布都呈现“中间多、两头少”的分布规律，A正确；BC．根据温度越高，速率大的分子所占比例越大，图中实线对应于氧气分子平均速率较大的情形，实线对应氧气分子在100℃时的情形，BC错误；D．根据图线，与0℃时相比，100℃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，D错误。故选A。5.某同学记录2021年11月19日教室内温度如下：时刻8:0010:0012:0014:0016:00 温度7℃11℃12℃17℃16℃教室内气压可认为不变，则当天16:00与10:00相比，下列说法正确的是（在给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）（　　）A.教室内空气密度增加B.教室内空气分子平均动能增加C.墙壁单位面积受到气体压力增大D.单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数增加【答案】B【解析】【详解】A.压强不变，当温度升高时，气体体积增大，因此教室内的空气质量减少，教室体积不变，则密度减小，故A错误；B．温度是分子平均动能的标志，温度升高则分子平均动能增加，故B正确；CD．当天16:00与10:00相比教室内升高，空气分子平均动能增大，教室内气体分子密度减小，又因为教室内气压不变，那么单位时间碰撞墙壁单位面积的气体分子数减小，墙壁单位面积受到气体压力不变，故CD错误。故选B。6.以下说法正确的是（　　）A.在国际单位制中温度的单位为摄氏度B.若把氢气和氧气看做理想气体，则质量和温度均相同的氢气和氧气内能相等C.如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统也处于热平衡状态D.热机中燃气的内能可以全部转化为机械能【答案】C【解析】【详解】A．在国际单位制中温度单位为开尔文，故A错误；B．温度相同则分子平均动能相同，而氢气和氧气分子的质量数不同，则质量相同的氢气和氧气分子数不同，则分子动能不同，理想气体分子势能忽略不计，故质量和温度均相同的氢气和氧气内能不相等，故B错误；C．根据热平衡规律可知，如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，则这两个系统也处于热平衡状态，故C正确； D．根据热力学第二定律可知，热机中燃气的内能不可以全部转化为机械能，故D错误。故选C。7.用打气筒将压强为1atm的空气打进自行车胎内，如果打气筒容积，轮胎容积V=3L，原来压强。现要使轮胎内压强变为，问用这个打气筒要打气几次（设打气过程中空气的温度不变）（　　）A.25次B.20次C.15次D.10次【答案】B【解析】【分析】【详解】设压强为时气体体积为，根据玻意耳定律得设打入的压强为的气体体积为，则设打入的压强为的气体体积为，则则用这个打气筒要打气次数为故选B。8.一上端开口，下端封闭的细长玻璃管用水银柱封闭一段理想气体，初始时玻璃管竖直放置，各段长度如图所示，现将玻璃管在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转，水银未流出管口，已知大气压强为p=75cmHg，环境温度不变，则此时气体的长度为（　　） A.B.C.17cmD.25cm【答案】A【解析】【分析】【详解】对用水银柱封闭的一定质量的理想气体，初态有，末态为，玻璃管转动过程温度不变，则有解得故选A。9.下列说法中不正确的是（　　）A.液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点B.非晶体呈各向同性，晶体也有可能呈各向同性C.在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果D.不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力大于液体分子之间的吸引力【答案】D【解析】【分析】【详解】A．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A正确； B．非晶体呈各向同性，多晶晶体呈各向同性，单晶体呈各向异性，故B正确；C．在围绕地球飞行的宇宙飞船中，自由飘浮的水滴呈球形，这是表面张力作用的结果，故C正确；D．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，故D错误。本题选不正确项，故选D。10.如图所示，两根粗细相同、两端开口的直玻璃管A和B，竖直插入同一水银槽中，各用一段水银柱封闭着温度相同的空气，空气柱长度H1>H2，水银柱长度h1>h2，今使封闭气柱升高相同的温度（外界大气压保持不变），则两管中气柱上方水银柱的移动情况是（　　）A.均向上移动，B中水银柱移动较多B.均向上移动，A中水银柱移动较多C.均向下移动，B中水银柱移动较多D.均向上移动，两管中水银柱移动情况相同【答案】B【解析】【分析】【详解】管内封闭气柱的压强恒等于外界大气压与水银柱因自身重力而产生的压强之和，因外界大气压不变，则管内气体做等压变化，并由此推知，封闭气柱下端的水银柱高度不变。根据盖—吕萨克定律可知整理得 因A、B管中的封闭气体初温相同，温度升高也相同，且，推导出即A、B管中的封闭气体体积均增大，又因为H1>H2，A管中气体体积较大，所以即A管中气体长度增加得多一些，故A、B管中的封闭气体均向上移动，A中水银柱移动较多。故选B。11.一定质量的理想气体密封在容器内，其初状态从A开始，经B、C、D又回到初始状态，变化过程如图所示，其中DA直线反向延长通过坐标原点，AB和CD为双曲线，BC平行于纵轴．下列说法正确的是（　　）A.DA直线反向延长过坐标原点，故其过程是等温变化B.C到D过程放出的热量大于外界对气体做的功C.从微观的角度讲，BC过程压强减小是由于分子平均动能减小D.气体经全过程回到A时，不吸热也不放热【答案】C【解析】【详解】A．DA直线反向延长过坐标原点，由理想气体实验定律pV乘积增大，知此过程温度T升高，故A错误；B．CD为双曲线，说明此过程是等温变化，气体内能不变，体积减小说明外界对气体做功，由热力学第一定律 知C到D过程放出的热量等于外界对气体做的功，故B错误；C．BC过程体积不变，压强减小，则温度降低，从微观的角度讲，BC过程压强减小是由于分子平均动能减小，故C正确；D．p-V图像中图线与坐标轴所围的面积表示外界对气体做的功，气体经全过程回到A，内能没变，但由于全过程中气体体积增大过程对外做的功（图线与坐标轴围的面积）大于体积减小过程外界对气体做的功，由热力学第一定律可知，全过程吸热，故D错误。故选C。12.图示为一定质量的某种气体的等容或等压变化图象，下列关于这两个图象的说法正确是（　　）A.甲是等容线，乙是等压线B.乙图中线与t轴交点对应的温度是273.15℃，而甲图中线与t轴的交点不一定是273.15℃C.由乙图可知，一定质量的气体，在任何情况下都是P与t成直线关系D.乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变【答案】D【解析】【分析】【详解】A．由查理定律p=CT=C(t＋273.15)及盖—吕萨克定律V=CT=C(t＋273.15)可知，甲图是等压线，乙图是等容线，故A错误；B．由“外推法”可知两种图线的反向延长线与t轴的交点温度为-273.15℃，即热力学温度的0K，故B错误；C．查理定律及盖— 吕萨克定律是气体的实验定律，都是在温度不太低、压强不太大的条件下得出的，当压强很大，温度很低时，这些定律就不成立了，即一定质量的气体，不是在任何情况下都是P与t成直线关系，故C错误；D．由于图线是直线，乙图表明温度每升高1℃，压强增加相同，但甲图表明随温度的升高压强不变，故D正确。故选D。13.关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（　　）A.第二类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律B.第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第二定律C.由热力学第一定律可知做功不一定改变内能，热传递也不一定改变内能，但同时做功和热传递一定会改变内能D.由热力学第二定律可知热量从低温物体传向高温物体是可能的。【答案】D【解析】【详解】A.第二类永动机不违反能量守恒定律，违反热力学第二定律，故A错误；B．第一类永动机不可能制成是因为违反了热力学第一定律，故B错误；C．改变内能的方式有做功和热传递，二者在内能的改变上是一样的，若对外做功的同时吸收热量，内能可能不变，故C错误；D．由热力学第二定律可知热量从低温物体传到高温物体是可能的，故D正确。故选D。14.下列说法不正确的是（　　）A.单晶体冰糖磨碎成细粉末后仍然为晶体B.当分子间距离减小时，其分子势能可能增大，也可能减小C.当水面上的水蒸气达到饱和状态时，水中将不会有水分子飞出水面D.若容器中用活塞封闭着刚好饱和的一些水汽，当保持温度不变向下缓慢压活塞时，水汽的质量减少，压强不变【答案】C【解析】【详解】A．单晶体冰糖磨碎成细粉末后仍然为晶体，故A正确，不符合题意；B．分子间的作用力可能表现为斥力或引力，当分子间的距离减小时，分子力可能做负功也可能做正功，故其分子势能可能增大，也可能减小，故B正确，不符合题意；C ．当水面上的水蒸气达到饱和状态时，水中依然会有水分子飞出水面，只不过飞出和进入水面的分子数相同，故C错误，符合题意；D．饱和汽压只与温度有关，保持温度不变，则压强不变，同时容器体积减小，因饱和汽压不变，则水汽的质量减少，故D正确，不符合题意。故选C。15.如图所示，绝热的汽缸被一个绝热的活塞分成左、右两部分，活塞质量不计，活塞用销钉锁住，活塞与汽缸之间没有摩擦，汽缸左边装有一定质量的理想气体，右边为真空。现在拔去销钉，抽去活塞，让气体向右边的真空做绝热自由膨胀，下列说法正确的是（　　）A.气体在向真空膨胀的过程中对外做功，气体内能减少B.气体在向真空膨胀的过程中，分子平均动能变小C.气体在向真空膨胀的过程中，气体内能不变D.若无外界的干预，气体分子可以自发地退回到左边，使右边重新成为真空【答案】C【解析】【分析】【详解】ABC．气体在向右边真空膨胀的过程中没有力的作用，所以气体不做功，即W＝0，绝热过程，Q＝0，根据热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知ΔU＝0所以气体内能不变，温度不变，分子的平均动能不变，故AB错误，C正确；D．无外界的干预，根据热力学第二定律可知，涉及热现象的宏观过程具有方向性，因此气体分子不可能自发地退回到左边，使右边重新成为真空，故D错误。故选C。16.图中有四幅图片，涉及有关物理学发展历史的四个重大发现，则下列有关说法正确的是（　　） A.甲图片与居里夫人有关B.乙图片所反映的现象是贝克勒尔最先发现的C.丙图片是法拉第研究阴极射线并发现电子的装置D.丁图片与爱因斯坦的质能方程有关【答案】BD【解析】【详解】A．结合教材史料，应用物理规律。甲图片为伦琴发现X射线后，照射的伦琴夫人手的照片，与居里夫人无关，故A错误；B．乙图片中反映的天然放射性现象是贝克勒尔最先发现的，故B正确；C．丙图片的现象是法拉第研究电磁感应规律时的装置，与阴极射线及电子的发现无关，故C错误；D．原子弹的能量来源于核能，与爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2有关，故D正确。故选BD。17.下列关于固体、液体、气体的性质的说法正确的是（　　）A.气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子之间存在斥力的缘故 B.在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，这与液体的种类和毛细管的材质有关C.黄金、白银等金属容易加工成各种形状，没有固定的外形，所以金属不是晶体D.空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢【答案】BD【解析】【详解】A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子在永不停息的做无规则运动的缘故，不是分子之间存在斥力的缘故，故A错误；B．在毛细现象中，毛细管中的液面有的升高，有的降低，取决于液体是否与毛细管的材质侵润，这与液体的种类和毛细管的材质有关，故B正确；C．黄金、白银等金属容易加工成各种形状，没有固定的外形，金属是多晶体，故C错误；D．某温度的空气的相对湿度是此时空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压之比的百分数，空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近同温度水的饱和汽压，水蒸发越慢，故D正确。故选BD。18.一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 【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。19.在光滑水平面上有一个内外壁光滑的汽缸，汽缸质量为M，汽缸内有一质量为m的活塞，已知M>m。活塞密封一部分理想气体。现对汽缸施一水平向左的拉力F时，如图甲所示，汽缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞，如图乙所示，汽缸的加速度为a2，封闭气体的压强为p2，体积为V2。设密封气体的质量和温度均不变，则（　　） A.a1=a2B.a1<a2C.p1<p2D.【答案】ACD【解析】【分析】【详解】对汽缸与活塞组成的整体，据牛顿第二定律可得a1=a2.对图甲，以活塞为研究对象，有p0S-p1S=ma1对图乙，以汽缸为研究对象，有p2S-p0S=Ma2由以上两式可得p1<p2根据玻意耳定律可得p1V1=p2V2则V1>V2ACD正确。故选ACD。20.内径均匀且大小可忽略的“T”形细玻璃管竖直放置，管内有被水银封闭的理想气体Ⅰ和Ⅱ，竖直管上端与大气相通，各部分长度如图所示。已知环境温度为27℃，大气压强p0=76cmHg。下列说法正确的是（　　）A.两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升10cm时，气体Ⅰ长度为18cm B.两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升10cm时，气体温度为500KC.保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为11.2cmD.保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，加入水银长度为12cm【答案】ABD【解析】【分析】【详解】AB．两部分气体升高相同温度，竖直管水银面上升10cm时，对气体Ⅰ，有其中，，，，，，对气体Ⅱ，有其中，有，，，，，，且气体的体积满足联立解得，故AB正确；CD．保持温度不变，从竖直管上端加水银至管口，对气体Ⅰ，有其中， 对气体Ⅱ，有其中，可得，则加入水银长度为故C错误，D正确；故选ABD。二、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）21.用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。（1）实验中，为找到体积与压强的关系，____（选填“需要”或“不需要”）测空气柱的横截面积；（2）关于该实验的操作，下列说法正确的有_________；A．柱塞上应该涂油B.应缓慢推拉柱塞C.用手握注射器推拉柱塞D.注射器必须固定在竖直平面内（3）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，以p为纵坐标， 为横坐标。在坐标系中描点作图；小明所在的小组不断压缩气体，由测得数据发现p与V的乘积值越来越小，则用上述方法作出的图像应为图乙中的________（选填“①”或“②”），造成该现象的原因可能是____________。【答案】①.不需要②.AB③.②④.漏气【解析】【分析】【详解】(1)[1]由于注射器的横截面积相等，所以在此可用长度代替体积，故不需要测空气柱的横截面积。(2)[2]A．柱塞上涂油，既减小摩擦，又防止漏气，故A正确；B．若急速推拉活塞，则有可能造成漏气和等温条件的不满足，所以应缓慢推拉活塞，故B正确；C．手握活塞造成温度变化，故C错误；D．压强由压力表测量，不是由竖直的平衡条件计算，所以不需要竖直放置，故D错误。故选AB。(3)[3][4]由，可得p＝CT×其中p-图象的斜率为k＝CT，则温度相同时，质量越小，则图象的斜率越小，图象将向下弯曲，图②是小明组所绘，造成这种情况的原因是漏气。22.某同学要探究一种新材料制成的圆柱体的电阻率。以下为实验步骤中的一部分：（1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图，由图可知其长度为___________mm。（2）用螺旋测微器测量其直径如图，由图可知其直径为___________cm。 （3）该实验用伏安法测电阻，备有下列器材A、待测电阻的阻值约为10Ω，其他备用器材还包括∶B、直流稳压电源E∶电动势为12V，内阻不计；C、电流表∶量程0~3A，内阻约为0.02Ω；D、电流表∶量程0~0.6A，内阻约为0.08Ω；E、电压表∶量程0~6V，内阻约为1kΩ；F、电压表∶量程0~15V，内阻约为10kΩ；G、滑动变阻器R1：最大阻值为5Ω；H、滑动变阻器R2：最大阻值1kΩ；I、开关、导线。为使测量尽量准确，需要尽可能多测得几组数据，且两表的读数要大于量程的一半，除A、B、I以外，还要在上述器材中选用的实验器材是___________。（均填器材前面的字母代号）（4）请在方框内画出你设计的实验电路图_______。【答案】①.50.15②.0.4698（0.4697~0.4699均可）③.DEG④.【解析】【详解】（1）[1]圆柱体的长度为（2）[2]圆柱体的直径为 （3）[3]由题给器材可知待测电阻两端可以达到的最大电压为则通过待测电阻的电流最高达到为使电流表的读数要大于量程的一半，电流表应选D，而此时就要求待测电阻两端电压不能超过6V，所以电压表应选E。为使待测电阻两端电压从零开始测起从而多获取数据，滑动变阻器应采用分压式接法，应选择最大阻值较小的G。（4）[4]由于待测电阻的阻值满足所以电流表采用内接法可以减小实验误差，电路图见答案。三、计算题（本题共3小题，共29分，其中23题8分，24题10分，25题11分）23.如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再由B变化到C。已知状态A的温度为250K。（1）求气体在状态B的温度；（2）由状态B变化到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？简要说明理由。【答案】（1）1000K；（2）放热，理由见解析【解析】【详解】（1）根据理想气体的状态方程，有 代入图中相关数据，得气体在状态B的温度（2）由题图知，气体由状态B变化到状态C的过程中，等容降压，则温度降低，内能减小（），体积不变，做功为零（），由热力学第一定律可知气体要放热（）。24.如图所示，粗细均匀的等高U形玻璃管竖直放置，左管封闭，右端开口，用水银柱封闭长为的一段空气柱，右侧水银柱比左侧高出，已知大气压为。现用一质量不计的薄活塞封住右端开口，缓慢向下压活塞使两边液面相平，此过程中环境温度始终不变，当两边液面相平时，求：（1）左侧空气柱的压强。（2）右侧空气柱的长度多少厘米？（计算结果保留两位小数）【答案】（1）；（2）8.69cm【解析】【分析】【详解】(1)设刚开始左侧空气柱的压强为，右侧水银柱高出部分的压强为，则当两边液面相平时设左侧空气柱的压强为，则根据玻意耳定律 即联立解得(2)当两边液面相平时设右侧空气柱的压强为，则则根据玻意耳定律解得25.如图（a）所示，一导热性能良好、内壁光滑的气缸水平放置，横截面积为、质量为m＝4kg、厚度不计的活塞与气缸底部之间封闭了一部分气体，此时活塞与气缸底部之间的距离为24cm，在活塞的右侧12cm处有一对与气缸固定连接的卡环，气体的温度为300K，大气压强p0＝1.0×105Pa。现将气缸竖直放置，如图（b）所示，取g＝10m/s2。求：（1）活塞与气缸固定连接卡环之间的距离；（2）加热到630K时封闭气体的压强。【答案】（1）16cm；（2）1.4×105Pa【解析】 【详解】（1）气缸水平放置时当气缸竖直放置时根据理想气体状态方程有解得所以活塞与气缸固定连接卡环之间的距离为16cm（2）假设加热到T3时，恰好到达卡环处根据理想气体状态方程有解得=540K所以加热到630时，活塞已经到达卡环处根据理想气体状态方程有 解得