2023-2024学年河北省邯郸市永年区第二中学高二下学期期中物理试题及答案

试题PAGE1试题永年二中2023-2024学年第二学期期中考试高二物理试卷一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.下列有关热力学第二定律的说法正确的是（

）A.气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C.空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D.一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小2.下列关于固体、液体的说法中正确的是（）A.玻璃分子在空间上周期性排列B.蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体C.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部D.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液3.北京春秋两季的昼夜温差较大，细心的司机发现从早晨到中午，车胎的体积和胎内气体的压强都会变大。若这段时间胎内气体质量不变，且可将其视为理想气体，那么从早晨到中午这段时间内，车胎内的气体（）A.对外界做功，内能减小B.对外界做功，内能不变C.吸收热量，内能不变D.吸收的热量大于对外所做的功4.一定质量的气体，从初态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到T0，再经等容变化使压强减小到p0，则气体最后状态为()A.p0、V0、T0 B.p0、V0、T0 C.p0、V0、T0 D.p0、V0、T05.如图所示，用一根竖直放置的弹簧连接一个气缸的活塞，使气缸悬空而静止。若不计活塞气缸间的摩擦，气缸导热性能良好，则下列判断正确的是（）A.若大气压强增大，则活塞将上升B.若大气压强减小，则活塞将上升C.若气温升高，则气缸将上升D.若气温升高，则活塞将上升6.如图所示，在倾角的光滑斜面上，放置一个带有活塞A的导热汽缸B，当活塞A用轻弹簧拉住时活塞到汽缸底部的距离为；当让汽缸B开口向下、汽缸底部被轻弹簧拉住时，活塞到汽缸底部的距离为，并测得=0.8。已知活塞的质量为m，重力加速度为g，大气压强与汽缸横截面积S的乘积S=8mg，操作过程中环境温度不变，轻弹簧平行于斜面，sin37°=0.6.则汽缸的质量M为（）Am B.2.6m C.3.5m D.3.9m7.在两端开口竖直放置的U形管内，两段水银封闭着长度为L的空气柱，a、b两水银面的高度差为h，现保持温度不变，则（）A.若再向左管注入些水银，稳定后h变大B.若再向左管注入些水银，稳定后h不变C.若两管同时注入等量的水银，稳定后h不变D.若两管同时注入等量水银，稳定后L不变二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是（）A.气体在a、c两状态的体积相等B.气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功9.如图所示，竖直放置的导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，缸内气柱高度为2h．现在活塞上缓慢添加砂粒加砂过程中气体温度保持不变，直至缸内气柱的高度变为h，然后再对汽缸缓慢加热，以使缸内气体温度逐渐升高，让活塞恰好回到原来位置．已知大气压强为，环境温度恒为，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．下列说法正确的是()A.所添加砂粒的总质量为B.所添加砂粒的总质量为C.活塞返回至原来位置时缸内气体的温度为D.活塞返回至原来位置时缸内气体的温度为10.如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则()A.A管内空气柱将变长B.A管内空气柱将变短C.两管内水银柱高度差将增大D.两管内水银柱高度差将减小三、填空题：本题共2小题，每空2分，共14分。11.一定质量的理想气体的状态变化过程如右图所示，为一条直线则气体从状态到状态的过程中，气体内能________(选填“先增大后减小”、“先减小后增大”、始终保持不变):气体吸收的热量______.气体对外所做功(选填“大于”、“等于”、“小于”).12.用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图所示，操作步骤如下：A.将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器，数据采集器和计算机；B.手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；C.记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；D.多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论。（1）该同学对器材操作错误的步骤是_______；（2）在操作规范，不漏气前提下，某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示，原因是：_______，图中代表的物理含义是：_________。（3）B组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图丙中______（选填“①”或“②”）。（4）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为，，且。在如图丁所示四幅图中，能大致反映相关物理量之间关系的是_______。四、解答题：本题共3小题，共40分。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.中医常用“拔火罐”给病人治病，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若环境温度为，大气压强为，罐内的空气被加热后的温度为，罐口截面积为，不考虑罐内容积的变化。求：（1）加热后罐内气体的质量与未加热时气体质量之比；（2）当罐内空气变为室温时，小罐对皮肤的压力。（不计小罐的重力）14.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40L，在辽宁测得氧气压强为1.2×107Pa，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5L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2×105Pa供病人使用，要求大钢瓶内压强降到5×105Pa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?15.如图（a），竖直圆柱形汽缸导热性良好，用横截面积为S的活塞封闭一定量的理想气体，活塞质量为，此时活塞静止，距缸底高度为H。在活塞上放置质量为（未知）的物块静止后，活塞距缸底高度为，如图（b）所示。不计活塞与汽缸间的摩擦，已知大气压强为，外界温度为27℃，重力加速度为g，汽缸始终保持竖直。（1）求物块质量；（2）活塞上仍放质量为物块，为使得活塞回到距缸底为H的高度，求密封气体的热力学温度T应缓慢上升为多少；（3）若（2）过程中气体内能增加了，求该过程中缸内气体从外界吸收的热量Q。永年二中2023-2024学年第二学期期中考试高二物理试卷一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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.下列有关热力学第二定律的说法正确的是（

）A.气体自发地扩散运动总是向着更为无序的方向进行，是可逆过程B.第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它是制造不出来的C.空调既能制冷又能制热，说明热传递不具有方向性D.一定质量的理想气体向真空自由膨胀时，体积增大，熵减小【答案】B【解析】【详解】气体向真空自由膨胀是不可逆的，故A错误．第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但它违反了热力学第二定律，是制造不出来的．故B正确．热力学第二定律的内容可以表述为：热量不能自发的由低温物体传到高温物体而不产生其他影响，即只要产生其他影响，热量就能从低温物体传到高温物体．故C错误．一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行．故D错误．故选B.点睛：本题考查热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．第二定律说明热的传导具有方向性．第三种表述：第二类永动机是不可能制成的.2.下列关于固体、液体的说法中正确的是（）A.玻璃分子在空间上周期性排列B.蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体C.液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部D.脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液【答案】D【解析】【详解】A．只有组成晶体的分子才有规则地、周期性地在空间排列；玻璃是一种非晶体，其分子在空间上并不呈周期性排列，故A错误；B．蔗糖受潮后粘在一起，没有确定的几何形状，但是用放大镜看，仍可发现组成糖块的一个个晶粒，所以它是晶体中的多晶体，故B错误；C．液体表面张力的方向总是平行液面，指向液体收缩的方向，故C错误；D．脱脂棉脱脂的目的在于使它从不被水浸润变为可以被水浸润，以便吸取药液，故D正确。故选D。3.北京春秋两季的昼夜温差较大，细心的司机发现从早晨到中午，车胎的体积和胎内气体的压强都会变大。若这段时间胎内气体质量不变，且可将其视为理想气体，那么从早晨到中午这段时间内，车胎内的气体（）A.对外界做功，内能减小B.对外界做功，内能不变C.吸收热量，内能不变D.吸收的热量大于对外所做的功【答案】D【解析】【分析】【详解】车胎的体积和胎内气体的压强都会变大。，温度升高，则气体内能增大，且对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸热大于对外所做的功。故选D。4.一定质量的气体，从初态(p0、V0、T0)先经等压变化使温度上升到T0，再经等容变化使压强减小到p0，则气体最后状态为()A.p0、V0、T0 B.p0、V0、T0 C.p0、V0、T0 D.p0、V0、T0【答案】B【解析】【详解】由盖·吕萨克定律可知：温度上升到时体积增大到，由查理定律可知：压强减小到时，温度变成，故最后的状态为：、、，选项B正确．【点睛】本题考查理想气体实验定律的应用，关键是搞清气体状态变化的过程，并要注意正确掌握气体实验定律的表达式并能准确应用．5.如图所示，用一根竖直放置的弹簧连接一个气缸的活塞，使气缸悬空而静止。若不计活塞气缸间的摩擦，气缸导热性能良好，则下列判断正确的是（）A.若大气压强增大，则活塞将上升B.若大气压强减小，则活塞将上升C.若气温升高，则气缸将上升D.若气温升高，则活塞将上升【答案】C【解析】【详解】AB．对活塞与气缸的整体，受到重力和弹簧的弹力作用，且弹簧的弹力等于重力，故若外界大气压增大或减小时，弹簧压缩量不变，活塞将静止不动，故AB错误；CD．若气温升高，弹簧压缩量不变，则由可知，气体的体积增大，气缸将上升；由于弹簧长度不变，则活塞距地面的高度将不变，选项C正确，D错误。故选C。6.如图所示，在倾角的光滑斜面上，放置一个带有活塞A的导热汽缸B，当活塞A用轻弹簧拉住时活塞到汽缸底部的距离为；当让汽缸B开口向下、汽缸底部被轻弹簧拉住时，活塞到汽缸底部的距离为，并测得=0.8。已知活塞的质量为m，重力加速度为g，大气压强与汽缸横截面积S的乘积S=8mg，操作过程中环境温度不变，轻弹簧平行于斜面，sin37°=0.6.则汽缸的质量M为（）A.m B.2.6m C.3.5m D.3.9m【答案】C【解析】【分析】【详解】当活塞被轻弹簧拉住时，汽缸内气体的压强为，对汽缸根据平衡条件有当汽缸被轻弹簧拉住时，汽缸内气体的压强为，对活塞根据平衡条件有缸内气体做等温变化，根据玻意耳定律有解得所以C正确；ABD错误；故选C。7.在两端开口竖直放置的U形管内，两段水银封闭着长度为L的空气柱，a、b两水银面的高度差为h，现保持温度不变，则（）A.若再向左管注入些水银，稳定后h变大B.若再向左管注入些水银，稳定后h不变C.若两管同时注入等量的水银，稳定后h不变D.若两管同时注入等量的水银，稳定后L不变【答案】B【解析】【详解】AB．管内封闭气体的压强则即右侧管上部分水银柱长度等于a、b两水银面的高度差h，若再向左管注入些水银，稳定后气体的压强不变，则h不变，选项A错误，B正确；CD．若两管同时注入等量的水银，稳定后管内气体的压强变大，则h变大，气体体积减小，则L减小，选项CD错误。故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p–T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O．下列判断正确的是（）A.气体在a、c两状态的体积相等B.气体在状态a时内能大于它在状态c时的内能C.在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功D.在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功【答案】AB【解析】【详解】由理想气体状态方程知，a与c的体积相等，A正确．理想气体的内能由温度决定，而，故a的内能大于c的内能，B正确．由热力学第一定律知，cd过程温度不变（内能不变），则，C错误．da过程温度升高，即内能增大，则吸收的热量大于对外做的功，D错误．9.如图所示，竖直放置导热汽缸内用活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞的质量为m，横截面积为S，缸内气柱高度为2h．现在活塞上缓慢添加砂粒加砂过程中气体温度保持不变，直至缸内气柱的高度变为h，然后再对汽缸缓慢加热，以使缸内气体温度逐渐升高，让活塞恰好回到原来位置．已知大气压强为，环境温度恒为，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．下列说法正确的是()A.所添加砂粒的总质量为B.所添加砂粒的总质量为C.活塞返回至原来位置时缸内气体的温度为D.活塞返回至原来位置时缸内气体的温度为【答案】AD【解析】【详解】AB.初态气体压强：，添加沙粒后气体压强：对气体用波意尔定律得：，解得，A正确B错误CD.设活塞回到原来位置时气体温度为，该过程为等压变化，有，解得，C错误D正确10.如图所示，玻璃管A和B同样粗细，A的上端封闭，两管下端用橡皮管连通，两管中水银柱高度差为h，若将B管慢慢地提起，则()A.A管内空气柱将变长B.A管内空气柱将变短C.两管内水银柱高度差将增大D.两管内水银柱高度差将减小【答案】BC【解析】【详解】试题分析：将B管慢慢地提起，A管中封闭气体的压强增大，根据玻意耳定律pV=c，可知A管内空气柱将变短，选项A错误，B正确；A中空气的压强p=p0+ρgh，p增大，说明两管内水银柱高度差h增大，故D错误，C正确；故选BC．考点：玻意耳定律；气体的压强【名师点睛】该题考查了气体体积变化情况，根据题意，分析压强的变化是关键，也可以运用假设来理解，应用气态方程进行分析．三、填空题：本题共2小题，每空2分，共14分。11.一定质量的理想气体的状态变化过程如右图所示，为一条直线则气体从状态到状态的过程中，气体内能________(选填“先增大后减小”、“先减小后增大”、始终保持不变):气体吸收的热量______.气体对外所做功(选填“大于”、“等于”、“小于”).【答案】①.先增大后减小②.等于【解析】【详解】pV=CT，C不变，pV越大，T越高．状态在（2，2）处温度最高．在M和N状态，pV乘积相等，所以温度先升高，后又减小到初始温度；气体的内能先增加某一值，再减少同样的值．故气体内能先增大后减小．气体膨胀就会推动活塞对外界做功，整个过程中气体初末温度相等，所以整个过程内能变化为0．根据热力学第一定律△U=W+Q，由于气体的内能增加，△U=0，故气体吸收的热量等于气体对外所做的功．【点睛】根据气体状态方程和已知的变化量去判断其它的物理量．对于一定质量的理想气体，温度升高，那么气体的内能增加．根据热力学第一定律判断气体吸热还是放热．12.用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图所示，操作步骤如下：A.将注射器活塞移动到适当的位置，逐一连接注射器、压强传感器，数据采集器和计算机；B.手握住注射器筒的空气柱部分，开始缓慢推拉活塞改变气体体积；C.记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值；D.多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论。（1）该同学对器材操作错误的步骤是_______；（2）在操作规范，不漏气的前提下，某同学测得多组压强p和体积V的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图乙所示，原因是：_______，图中代表的物理含义是：_________。（3）B组同学测得多组压强p和体积V的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图丙中______（选填“①”或“②”）。（4）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为，，且。在如图丁所示的四幅图中，能大致反映相关物理量之间关系的是_______。【答案】①.B②.由于胶管内存在气体③.胶管内的气体体积④.②⑤.AC##CA

【解析】【详解】（1）[1]A．将注射器的活塞移动到适当位置，逐一连接注射器、压强传感器和数据采集器和计算机，这样就封闭了一定体积的气体，A正确；B．缓慢推动活塞时，手不能握住注射器筒的空气柱部分，因为这样会改变封闭气体的温度，B错误；C．该实验是验证气体的等温变化，所以在实验过程中，要记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强值，C正确；D．为了减小实验误差，所以要多测几组V、p数据，记录并作出相应图像，分析得出结论，D正确；本题选择错误步骤。故选B。（2）[2][3]根据等温变化的规律，有图线不通过坐标原点的原因是由于胶管内存在气体，是胶管内气体的体积。（3）[4]根据等温变化的规律，有压缩气体过程中注射器漏气，图线的斜率会变小，故作出的图线应为图丙中②；（4）[5]AB．气体温度不同，由理想气体状态方程可知，气体温度越高，pV乘积越大，常数C越大，A正确，B错误；CD．同理，由理想气体状态方程气体温度越高，图线的斜率越大，C正确，D错误。故选AC。四、解答题：本题共3小题，共40分。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.中医常用“拔火罐”给病人治病，医生用点燃的酒精棉球加热一个小罐内的空气，随后迅速把小罐倒扣在需要治疗的部位，冷却后小罐便紧贴在皮肤上。若环境温度为，大气压强为，罐内的空气被加热后的温度为，罐口截面积为，不考虑罐内容积的变化。求：（1）加热后罐内气体的质量与未加热时气体质量之比；（2）当罐内空气变为室温时，小罐对皮肤的压力。（不计小罐的重力）【答案】（1）6∶7；（2）30N【解析】【分析】【详解】（1）设罐内原来气体的质量为，加热后罐内气体质量为，罐体积为，