福建省莆田市2020-2021学年高二物理下学期第二次月考试题A卷（含答案）

福建省莆田市 2021-2021 学年高二物理下学期第二次月考试题（A 卷） 注 意 事 项 ： 1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将 准 考 证 号 条 形 码 粘 贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。 2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目 的 答 案 标 号 涂 黑 ， 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。 3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内 。 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。 4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 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高温物体甲和低温物体乙发生热传递，最后达到热平衡，这个过程的实质是( ) A甲把内能传给乙，最后甲、乙两者温度相等 B甲把内能传给乙，最后甲、乙两者内能相等 C甲把温度传给乙，最后甲、乙两者温度相等 D甲把温度传给乙，最后甲、乙两者内能相等 2下列说法不正确的是() A热平衡定律是温度计能够用来测量温度的基本原理 B如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统也必定处于热平衡 C温度是决定两个系统是否达到热平衡状态的唯一物理量 D两个系统处于热平衡时，它们一定具有相同的热量 3对于永动机的认识，下列说法正确的是() A第一类永动机和第二类永动机都违背了能量守恒定律，所以都不可能制成 B第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机没有违背能量守恒定律，因此，随着科 学技术的迅猛发展，第二类永动机是可以制成的 C第一类永动机违反了热力学第一定律，第二类永动机违反了热力学第二定律，它们都不可 能制成 D两类永动机的实质和工作原理是相同的，都是人们的美好设想，是永远不会实现的 4下列哪个过程具有方向性( ) 热传导过程机械能向内能的转化过程气体的扩散过程气体向真空中的膨胀 A B C D 5图甲是吹肥皂泡游戏的画面，表达了小朋友童年时对美好生活的向往。如图乙，在玻璃杯 内注入肥皂水，再用铁丝做成的圆环放进玻璃杯中，沾满肥皂水后取出，可以吹出大小不一、在空 中做无规则运动的肥皂泡，则( ) A肥皂水不能浸润玻璃 B肥皂泡的无规则运动属于布朗运动 C肥皂泡呈球状与液体的表面张力有关 D肥皂泡表面液体分子间只存在引力，没有斥力 6如图所示，元宵佳节，室外经常悬挂红灯笼烘托喜庆的气氛，若忽略空气分子间的作用力， 大气压强不变，当点燃灯笼里的蜡烛燃烧一段时间后，灯笼内的空气( ) A分子总数减少 B分子的平均动能不变 C压强不变，体积增大 D单位时间与单位面积器壁碰撞的分子数增大 7在天平的左盘挂一根铁丝，右盘放一砝码，且铁丝浸于液体中，此时天平平衡，如图所示。 现将左端液体下移，使铁丝刚刚露出液面，则() A天平仍然平衡 B由于铁丝离开水面沾上液体，重量增加而使天平平衡被破坏，左端下降 C由于铁丝刚离开液面，和液面间生成一层液膜，此液膜的表面张力使天平左端下降 D以上说法都不对 8如图所示， a、 b、 c、 d 表示一定质量的理想气体状态变化过程中的四个状态，图中 ad 平 行于横坐标轴， ab 的延长线过原点，以下说法错误的是() A从状态 d 到 c，气体不吸热也不放热 B从状态 c 到 b，气体放热 C从状态 a 到 d，气体对外做功 D从状态 b 到 a，气体吸热 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9由同一种化学成分形成的物质( ) A既可能是晶体，也可能是非晶体 B是晶体就不可能是非晶体 C可能生成几种不同的晶体 D只可能以一种晶体结构的形式存在 10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，是由于该物质的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 9下列关于能量转换过程的叙述，不违背热力学第一定律，但违背热力学第二定律的有() A压缩气体时气体内能的增加量可能大于外界对气体所做的功 B气体向真空自由膨胀时不对外做功，不耗散能量，所以该过程是可逆的 C某新型热机工作时将从高温热源吸收的热量全部转化为功，而不产生其他影响 D冰箱的制冷机工作时从箱内低温环境中提取热量散发到温度较高的室内 12某同学设计了一种温度计，结构如图所示，大玻璃泡 A 封装一定质量气体，与 A 相连的 管（内径可忽略）插在水槽中，管内有长度为 的水柱，可根据水柱长度来判断环境温度。下列B x 分析正确的是() A周围温度升高， A 内气体的内能增大 B周围温度升高， A 内气体的压强增大 C大气压强不变，周围温度升高， x 减小 D大气压强不变，周围温度升高， x 增大 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、 方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值 和单位。 13(6 分)蒸汽机、内燃机等热机以及电冰箱工作时都利用了气体状态变化来实现能量的转移 和转化，我们把这些气体称为工质。某热机经过一个循环后，工质从高温热源吸热 Q1，对外做功 W，又向低温热源放热 Q2，工质完全恢复初始状态，内能没有变化。根据热力学第一定律，在工质 的一个循环中， Q1、 Q2、 W 三者之间满足的关系是 。热机的效率 不可能达到1W 100%，从能量转化的角度，说明 能不能完全转化为 能而不产生其他影响。 14(9 分)如下面的 p V 图所示，1、2、3 三个点代表某容器中一定量理想气体的三个不同状 态，对应的温度分别是 T1、 T2、 T3。 用 N1、 N2、 N3分别表示这三个状态下气体分子在单位时间内撞 击容器壁上单位面积的平均次数，则 N1_N2， T1_T3， N1_N3。 （均 选填“大于” “小于”或“等于” ） 15(10 分)如图所示，竖直放置的粗细均匀的 U 形管，右端封闭有一段空气柱，两管内水银 面高度差 h19 cm，封闭空气柱长度 L140 cm。为了使左、右两管中的水银面相平(设外界大气 压强 p076 cmHg，空气柱温度保持不变)，则： (1)需从左管的开口端再缓慢注入_cm 的水银柱，此时封闭端空气柱的长度是_cm。 (2)注入水银过程中，外界对封闭空气做_(选填“正功”或“负功”)，气体将 _(选填“吸热”或“放热”)。 16(10 分)武汉疫情期间，从辽宁调入一大批钢瓶氧气，每个钢瓶容积为 40 L，在辽宁测得 氧气压强为 1.2107 Pa，环境温度为23 ，长途运输到武汉方舱医院时，当地医院室内温度 27（钢瓶的热胀冷缩可以忽略） 。现使用其中一个大钢瓶，对容积 5 L 小钢瓶缓慢分装，小钢瓶 分装前内部可视为真空，分装后每个小钢瓶压强为 2105 Pa 供病人使用，要求大钢瓶内压强降到 5105 Pa 时就停止分装，在分装过程中大小钢瓶温度均保持不变。 (1)到达武汉方舱医院后大钢瓶内氧气的压强为多少? (2)一大钢瓶氧气可分装多少个小钢瓶供病人使用? 17(12 分)很多轿车中设有安全气囊以保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时， 利用三氮化钠（NaN 3）产生气体（假设都是 N2）充入导温效果良好的气囊。若已知爆炸瞬间气囊容 量为 V70 L。已知大气压强 p01.010 5 Pa，气囊中氮气密度 2.5 kg/m 3，一个氮气分子的 质量约为 4.651023 g，氮气摩尔质量 M0.028 kg/mol，阿伏加德罗常数 NA610 23 mol1 ， 在标准气压下，氮气的摩尔体积为 22.4 L/mol。求：（结果均保留一位有效数字） (1)该气囊中氮气分子的总个数 N； (2)该气囊中氮气分子间的平均距离； (3)氮气充入后安全气囊的压强。 18(13 分)如图所示，一根两端开口、横截面积为 S2 cm 2足够长的玻璃管竖直插入水银槽 中并固定(插入水银槽中的部分足够深)。管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭着长 L21 cm 的气柱，气体的温度为 t17 ，外界大气压取 p01.010 5 Pa(相当于 75 cm 高的汞柱的压 强)。 g 取 10 m/s2。 (1)若在活塞上放一个质量 m0.1 kg 的砝码，保持气体的温度 t1不变，则平衡后气柱为多长？ (2)若保持砝码的质量不变，对气体加热，使其温度升高到 t277 ，此时气柱为多长？ (3)若在(2)过程中，气体吸收的热量为 10 J，则气体的内能增加多少？ 2021-2021 学年下学期高二第二次月考 卷 物 理 （ A） 答 案 一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 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 【答案】A 【解析】宏观上甲的温度降低，乙的温度升高，因而有的同学会错误地认为甲物体向乙物体传 递了温度，而实质上是甲将内能传递给了乙，因而 C、D 错误；热传递完成后，最后甲、乙两物体 达到热平衡，即两者温度相同，并不是内能相等，B 错误，A 正确。 2 【答案】D 【解析】由热平衡定律可知，若物体与 A 处于热平衡，它同时也与 B 达到热平衡，则 A 的温度 便等于 B 的温度，这也是温度计用来测量温度的基本原理，故 A、B 正确；热平衡的系统都具有相 同的状态参量温度，故 D 错误，C 正确。 3 【答案】C 【解析】第一类永动机违反了能量的转化与守恒，不可能实现，第二类永动机不违反能量守恒 定律，但违反了热力学第二定律，内能在转化为机械能的过程中要生热，所以要引起其他变化。这 两类永动机都不可能制成，故 ABD 错误，C 正确。 4 【答案】D 【解析】这四个过程都是与热现象有关的宏观过程，根据热力学第二定律可知，它们都是不可 逆的，具有方向性。 5 【答案】C 【解析】一种液体是否浸润某种固体与这两种物质的性质都有关系，肥皂水不能浸润蜂蜡或石 蜡但可以浸润玻璃，故 A 错误；布朗运动是指悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，故肥皂泡 的无规则运动不属于布朗运动，B 错误；液体的表面张力有使液体的表面积减小到最小的趋势，肥 皂泡在空中呈球状是由于液体表面张力引起的，故 C 正确；分子间同时存在着相互作用的斥力和引 力，它们都随分子间距离的减小而增大，但斥力增加的快，故 D 错误。 6 【答案】A 【解析】蜡烛燃烧后，灯笼内温度升高，部分气体分子将从灯笼内部跑到外部，所以灯笼内分 子总数减少，故 A 正确；灯笼内温度升高，分子的平均动能增大，故 B 错误；灯笼始终与大气连通， 压强不变，灯笼内气体体积也不变，故 C 错误；温度升高，气体分子的平均动能增大，每次与器壁 碰撞的分子平均作用力增大，而气体压强不变，所以单位时间与单位面积器壁碰撞的分子数减少， 故 D 错误。 7 【答案】C 【解析】由于铁丝刚好离开液面，和液面间形成一层液膜，此液膜的表面张力使铁丝受到向下 的作用力，所以天平左端下降。 8 【答案】A 【解析】从状态 d 到 c，温度不变，理想气体内能不变，但是由于压强减小，所以体积增大， 对外做功，还要保持内能不变，一定要吸收热量，故 A 错；气体从状态 c 到状态 b 是一个降压、降 温过程，同时体积减小，外界对气体做功，而气体的内能还要减小(降温)就一定要伴随放热的过程， 故 B 对；气体从状态 a 到状态 d 是一个等压升温的过程，同时体积增大，所以气体要对外做功，C 正确；气体从状态 b 到状态 a 是个等容变化过程，随压强的增大，气体的温度升高，内能增大，而 在这个过程中气体的体积没有变化，就没有做功，气体内能的增大是因为气体吸热，故 D 对。 二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求，全部选对得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 9 【答案】AC 【解析】由同一种化学成分构成的物质既可能是晶体，也可能是非晶体，也可能是几种不同的 晶体，相同的元素可以形成不同的晶体或非晶体，故选项 A、C 正确。 10 【答案】AD 【解析】晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度保持不变，选项 A 正确；蜂蜡是非晶体，熔 化的蜂蜡呈椭圆形，说明云母是晶体，选项 B 错误；具有各向异性的晶体的物质微粒结构相同，选 项 C 错误；石墨是多晶体，金刚石是单晶体，组成它们的物质微粒结构不同，使得它们的物理性质 不同，选项 D 正确。 9 【答案】BC 【解析】压缩气体时，外界对气体做功同时气体对外放热，根据热力学第一定律可知压缩气体 时气体内能的增加量小于外界对气体所做的功，所以违背了热力学第一定律，A 不符合题意；热力 学第二定律不违背能量守恒定律，描述的是自然界中的宏观过程有方向性，即气体向真空自由膨胀 过程是不可逆的，热机的效率不可能达到百分之百而不产生其他影响，热量只能自发地从高温物体 传到低温物体，不一定是从内能多的物体传到内能少的物体。所以上述过程没有违背热力学第一定 律，但违背热力学第二定律，B、C 符合题意；制冷机消耗电能工作时从箱内低温环境中提取热量 散发到温度较高的室内，发生了内能的转移，同时对外界产生了影响。既不违背热力学第一定律， 也不违背热力学第二定律，D 不符合题意。 12 【答案】ABC 【解析】理想气体内能只由温度决定，当温度升高，内能增大，A 正确，D 错误； A 体积不变， 根据理想气体状态方程 pV nRT，温度升高，压强增大，B 正确；设玻璃泡中气体压强为 p，外界 大气压强为 p ，则 p p gx ，温度升高， A 气体压强增大， x 减小，C 正确。 三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、 方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值 和单位。 13(6 分) 【答案】 Q1 Q2 W 内 机械 【解析】由热力学第一定律，热量、做功、内能的符号规定得 Q1( Q2)( W)0，即 Q1 Q2 W。再由热力学第二定律知，内能不可能全部转化成机械能而不产生其他影响。 14(9 分) 【答案】大于 等于 大于 【解析】由 C 和题图可知 ，可得 T1 T32 T2，即 T1 T2，分子的密 pVT 11123pVpVT 度相同，温度越高，撞击次数越多，因此 N1大于 N2。由于 T1 T32 T2，即 T1等于 T3。由题图可知， 气体分子在状态 2 和状态 3 时，压强相等，所以状态 3 时分子单位时间内撞击容器壁单位面积上平 均次数较少， N2 N3，那么 N1大于 N3。 15(10 分) 【答案】(1)39 30 (2)正功 放热 【解析】(1)假设两管中水银面相平时右管中空气柱长度为 L2。由玻意耳定律 p1V1 p2V2得 (p0 h)SL1 p0SL2， 解得 L230 cm，需要再注入的水银柱长度 x2( L1 L2)19 cm39 cm。 (2)在注入水银的过程中右管中气体体积减小，故外界对封闭空气做正功；由于气体温度保持 不变，故内能不变，由热力学第一定律可知气体一定是放热。 16(10 分) 【解析】(1)钢瓶容积不变， p11.210 7 Pa， T1250 K， T2300 K 由查理定律 p1T1 p2T2 解得： p21.4410 7 Pa。 (2)先以大钢瓶中气体为研究对象，研究压强降到 p3510 5 Pa 过程 p2V0 p3(V0 V1) 再以装入小钢瓶的全部气体为研究对象，研究压强降到 p4210 5 Pa 过程 p3V1 np4V 解得： n556 个。 17(12 分) 【解析】(1)设氮气物质的量为 n，则 VM= 该气囊中氮气分子的总个数 N nNA 代入数据解得： N410 24个。 (2)每个分子所占的空间 0V= 设分子间的平均距离为 d，每个氮气分子占有的空间可以看成是棱长为 d 的立方体，则有 V0 d3 解得： d310 9 m。 (3)在标准气压下，采用收集法，充入前“气囊”中氮气的体积 V1 n22.4 L140 L 根据玻意尔定律有 p1V1 p2V2 其中 p1 p01.010 5 Pa， V1140 L， V270 L 代入数据解得氮气充入后安全气囊的压强为 p2210 5 Pa。 18(13 分) 【解析】(1)被封闭气体的初状态： p1 p01.010 5 Pa， V1 LS42 cm 3， T1280 K 末状态： p2 p0 1.0510 5 Pa， V2 L2S， T2 T1280 K mgS 根据玻意耳定律，有 p1V1 p2V2，即 p1L p2L2 得 L2 L20 cm。 p1p2 (2)对气体加热后，气体的压强不变 p3 p2， V3 L3S， T3350 K 根据盖吕萨克定律，有 ，即 V2T2 V3T3 L2T2 L3T3 得 L3 L225 cm。 T3T2 (3)气体对外做的功 W p2Sh p2S(L3 L2)1.05 J 根据热力学第一定律得： U W Q1.05 J10 J8.95 J 即气体的内能增加8.95 J。