2020-2021学年湖南师大附中高二(下)期中物理试卷

第1页，共15页 2020-2021学年湖南师大附中高二（下）期中物理试卷

1. 关于下列实验及现象的说法，正确的是( )

A. 图甲说明薄板是非晶体

B. 图乙说明气体速率分布随温度变化且𝑇1>𝑇2

C. 图丙说明气体压强的大小既与分子动能有关也与分子的密集程度有关

D. 图丁说明水黾受到了浮力作用

2. 一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，其变化过程的𝑝−𝑉图象如图所示( )

A. 气体在A状态时的内能大于C状态时的内能

B. 气体在B状态时每个分子的动能都比A状态时大

C. 气体从状态A到B吸收的热量大于从状态B到C放出的热量

D. 气体从状态A到B吸收的热量等于从状态B到C放出的热量 第2页，共15页 3. 如图所示，开口向下并插入水银槽中的粗细均匀的玻璃管内封闭着长为H的空气柱，管内水银柱高于水银槽h。若将玻璃管向右旋转一定的角度(管下端未离开槽内水银面)，环境温度保持不变，则H和h的变化情况为( )

A. H减小，h增大

B. H增大，h减小

C. H和h都增大

D. H和h都减小

4. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其𝑣−𝑡图象如图所示。已知两车在𝑡=3𝑠时并排行驶，则( )

A. 在𝑡=1𝑠时，甲车在乙车后

B. 在𝑡=0时，甲车在乙车前15m

C. 车另一次并排行驶的时刻是𝑡=2𝑠

D. 甲、乙车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m

5. 如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直粗糙墙壁，处于静止状态．现用力F沿斜面向上推A，A、B仍处于静止状态．下列说法正确的是( )

A. A、B之间的摩擦力大小可能不变

B. A、B之间的摩擦力一定变小

C. B受到的弹簧弹力一定变小

D. B与墙之间可能没有摩擦力

6. 如图所示，𝑡=0时，质量为0.5𝑘𝑔的物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面(经过B点前后速度大小不变)，最后停在C点。每隔2s物体的瞬时速度记录在表格中，重力加速度𝑔=10𝑚/𝑠2，则下列说法中正确的是( )

𝑡/𝑠 0 2 4 6

𝑣/(𝑚⋅𝑠−1) 0 8 12 8 第3页，共15页 A. 𝑡=3𝑠时刻，物体恰好经过B点

B. 𝑡=8𝑠时刻，物体恰好停在C点

C. 物体运动过程中的最大速度为403𝑚

D. A、B间的距离大于B、C间的距离

7. 下列关于热力学定律的说法正确的是( )

A. 如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等

B. 外界对某系统做正功，该系统的内能一定增加

C. 可以找到一种材料做成墙壁，冬天供暖时吸收热量温度升高，然后向房间自动释放热量供暖，然后再把热量吸收回去，形成循环供暖，只需要短时间供热后即可停止外界供热

D. 低温系统可以向高温系统传递热量

8. 如图所示，甲分子固定在坐标原点O，乙分子沿x轴运动，两分子间的分子势能𝐸𝑃与两分子间距离的关系如图中曲线所示，图中分子势能的最小值为−𝐸0.若两分子所具有的总能量为0，则下列说法中正确的是( )

A. 乙分子在P点(𝑥=𝑥2)时，加速度最大

B. 乙分子在P点(𝑥=𝑥2)时，其动能为𝐸0

C. 乙分子在Q点(𝑥=𝑥1)时，处于平衡状态

D. 乙分子的运动范围为𝑥≥𝑥1

9. 如图所示，置于水平地面上的物块A、B重分别为40N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5cm，弹簧的劲度系数为100𝑁/𝑚，系统均处于静止状态。现用𝐹=8𝑁的推力作用在物块A上，方向水平向右，则力F作用后( )

A. 物块A所受摩擦力大小为3N B. 物块A所受摩擦力大小为2N

C. 物块B所受摩擦力大小为5N D. 物块B所受摩擦力大小为12N

10. 如图所示，某健身爱好者手拉着轻绳，在粗糙的水平地面上缓慢地移动，保持绳索始终平行于地面。为了锻炼自己的臂力和腿部力量，可以在O点悬挂不同的重物C，则( )

A. 若健身者缓慢向右移动，绳OA的拉力变小

B. 若健身者缓慢向左移动，绳OB的拉力变小 第4页，共15页 C. 若健身者缓慢向右移动，绳OA、OB拉力的合力变大

D. 若健身者缓慢向左移动，健身者与地面间的摩擦力变大

11. 在“用油膜法估测分子大小”的实验中：

(1)油酸酒精溶液的浓度为每250mL溶液中有纯油酸0.1𝑚𝐿，用注射器测得1mL上述溶液有100滴，把一滴该溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，在玻璃板上绘出的油膜形状并放在边长为1cm的方格纸上，算出完整的方格有67个，大于半格的有14个，小于半格的有19个.由此可得油膜分子的直径为______ (结果保留2位有效数字)。

(2)某同学计算出的结果明显偏大，可能是由于______ 。

A.油酸未完全散开

B.油酸中含有大量酒精

C.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

D.求每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL溶液的滴数少记了10滴

12. 某同学为测定当地重力加速度g，设计如图甲所示实验。

(1)将宽度为d的遮光条固定在小车上，测得小车和遮光条的总质量为M，将右端固定有定滑轮的长木板左端垫高，使小车能够在长木板上匀速滑下；

(2)细线平行于木板平面且跨过滑轮，一端与小车相连，另一端挂上6个钩码，已知每个钩码的质量为m，且恰好有𝑀=4𝑚；

(3)将小车从距离光电门为x处由静止释放，读出遮光条通过光电门的挡光时间𝑡1，则小车的加速度𝑎1=

______ ；

(4)接着每次实验时取下一个悬挂的钩码放到小车里，再从同一位置由静止释放小车，记录悬挂钩码的个数n，测得每次遮光片通过光电门的挡光时间为t，测出多组数据，并绘出𝑛−1𝑡2图象如图乙所示，已知图线斜率为k，则当地重力加速度𝑔= ______ (用字母d、x、k表示)。

13. 一平板车质量𝑀=100𝑘𝑔，停在水平路面上，车身的平板离地面高ℎ=1.25𝑚，一质量𝑚=50𝑘𝑔的小物块(可视为质点)置于车的平板上，它到第5页，共15页 车尾的距离𝑏=1.00𝑚，与车板间的动摩擦因数𝜇=0.20，如图所示。今对平板车施一水平方向的恒力F，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落。物块刚离开车板的时刻，车向前行驶的距离𝑠0=2.0𝑚，不计路面与平板车间的摩擦，g取10𝑚/𝑠2，求：

(1)对平板车施加的水平方向的恒力F为多少；

(2)物块落地时的速度大小；

(3)物块落地时，落地点到车尾的水平距离s。

14. 如图所示，圆柱形汽缸内的活塞把汽缸分隔成A、B两部分，A为真空，用细管将B与U形管相连，细管与U形管内气体体积可忽略不计，气体可视为理想气体，大气压强𝑝0为76cmHg。开始时，U形管中左边水银面比右边高6cm，汽缸中气体温度𝑇0为27℃。

(1)将活塞移到汽缸左端，保持气体温度不变，稳定后U形管中左边水银面比右边高62cm，求开始时汽缸中A、B两部分体积之比；

(2)再将活塞从左端缓缓向右推动，并在推动过程中随时调节汽缸B内气体的温度，使气体压强随活塞移动的距离均匀增大，且最后当活塞回到原处时气体的压强和温度都恢复到最初的状态，求此过程中气体的最高温度𝑇𝑚；

(3)若已知汽缸总长为L，横截面积为S，理想气体的内能U与温度T的关系为𝑈=𝑘𝑇，k为常量且𝑘>0，在(2)中气体达到最高温度时，求气体与外界交换的热量(结果用𝑇𝑚，𝑇0、𝑝0，k表示)。

第6页，共15页 答案和解析

1.【答案】C

【解析】解：A、图甲说明薄板具有各向同性，多晶体和非晶体都具有各向同性，说明薄板可能是多晶体，也可能是非晶体。故A错误；

B、图乙看出温度越高，各速率区间的分子数占总分子数的百分比的最大值向速度大的方向迁移，可知𝑇2>𝑇1.故B错误；

C、如图丙可以说明，气体压强的大小既与分子动能有关，也与分子的密集程度有关。故C正确；

D、水黾停在水面上的原因是水黾受到了水的表面张力的作用；故D错误。

故选：C。

多晶体与非晶体都是各向同性；不同温度下相同速率的分子所占比例不同；气体压强的大小与分子动能和分子的密集程度有关；液体表面存在着表面张力。

本题考查晶体与非晶体的性质、气体分子速率的分布、气体压强的决定因数和表面张力等内容，要求能用相关物理规律解释相关的现象。

2.【答案】C

【解析】解：A、由𝑝−𝑉图象易得：𝑝𝐴𝑉𝐴=𝑝𝐶𝑉𝐶，由理想气体𝑝𝑉𝑇守恒，可知气体在A状态和C状态时的温度相等即𝑇𝐴=𝑇𝐶，一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度相等内能也相等，因此气体在A状态时的内能等于在C状态时的内能，故A错误；

B、由图象知，理想气体从状态A变化到状态B为等压膨胀过程，由𝑝𝑉𝑇守恒可知，温度升高即𝑇𝐴<𝑇𝐵，温度越高分子平均动能越大，则气体在B状态时分子平均动能比A状态时大，分子平均动能变大并不是每个分子的动能都增大，而是动能较大分子数量所占的比例增大，故B错误；

CD、𝐴→𝐵过程：气体体积变大，外界对气体做负功，即𝑊<0，温度升高，内能增加，即△𝑈>0，由热力学第一定律△𝑈=𝑊+𝑄，可知𝑄>0，则此过程气体吸热，吸收的热量等于增加的内能加上外界对气体做功的绝对值；

𝐵→𝐶过程：气体体积不变，外界不对气体做功，即𝑊=0，温度降低，内能减少，即△𝑈<0，同理可知𝑄<0，此过程气体放热，放出的热量等于减少的内能；

因𝑇𝐴=𝑇𝐶，可得𝐴→𝐵过程升高的温度等于𝐵→𝐶过程降低的温度，所以𝐴→𝐵过程内能增加量等于𝐵→𝐶过程内能减少量； 第7页，共15页 由以上分析可知：气体从状态A到B吸收的热量大于从状态B到C放出的热量，故C正确，D错误。

故选：C。

一定质量的理想气体的内能只与温度有关，依据理想气体状态方程结合图象数据判断初末状态的温度高低；温度是分子平均动能的唯一标志，温度升高，分子平均动能增大，动能较大分子数量所占的比例增大；确定两过程的内能变化关系及气体做功情况，由热力学第一定律△𝑈=𝑊+𝑄，研判吸放热的关系。

本题为理想气体状态方程与热力学第一定律综合基础题，需掌握应用图象分析气体状态变化的过程，对于热力学第一定律△𝑈=𝑊+𝑄，要掌握如何确定各量的正负及其含义。温度是分子平均动能的唯一标志，一定质量的理想气体的内能只与温度有关，可见宏观量温度的重要性。

3.【答案】D

【解析】解：设大气压为𝑃0，封闭气体压强𝑃=𝑃0−𝜌𝑔ℎ，玻璃管绕其最下端的水平轴偏离竖直方向一定角度，假设H不变，则水银柱的有效高度h变小，封闭气体压强变大，根据玻意耳定律可知，封闭气体体积减小，故水银柱会升高，即H要减小；再假设h不变，则H会减小，根据玻意耳定律，封闭气体压强会增加，故h也要减小，故ABC错误，D正确。

故选：D。

假设将玻璃管向右旋转一定的角度时水银柱高度不变，则封闭气体压强增大，然后根据封闭气体做等温变化在分析H和h的变化情况。