2023-2024学年甘肃省兰州五十五中高三(上)开学物理试卷

2023-2024学年甘肃省兰州五十五中高三（上）开学物理试卷一、选择题：本题共9小题，每小题6分，共54分。第9题有多项符合题目要求，其余题目在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．（6分）研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒在气体介质中做布朗运动。下列说法正确的是（）A．布朗运动是气体介质分子的无规则的运动 B．在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈 C．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 D．在布朗运动中，环境温度越高，布朗运动越剧烈2．（6分）以下关于热运动的说法正确的是（）A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大3．（6分）关于内能，下列说法正确的是（）A．1g100℃的水的内能等于1g100℃的水蒸气的内能 B．质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等 C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 D．一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大4．（6分）在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（）A．甲一定是单晶体 B．乙可能是金属薄片 C．丙在一定条件下可能转化成乙 D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的5．（6分）关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（）A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B．乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 C．丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 D．丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润6．（6分）一定质量的气体经历一系列状态变化，其P﹣图线如图所示，变化顺序由a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与P轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中（）A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大 B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小 C．c→d，压强不变、温度升高、体积减小 D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变7．（6分）一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，气体内能减少1.3×105J，则此过程中（）A．气体从外界吸收热量2.0×105J B．气体向外界放出热量2.0×105J C．气体从外界吸收热量6.0×104J D．气体向外界放出热量6.0×104J8．（6分）如图为两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是（）A．当r等于r1时，分子间的作用力表现为零 B．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 C．当r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐变大 D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功（多选）9．（6分）如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为1.5×105Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功数值是C→A过程中气体做功数值的3倍，下列说法中正确的是（）A．C→A的过程中外界对气体做功300J B．B→C的过程中气体对外界做功600J C．整个过程中气体从外界吸收600J的热量 D．整个过程中气体从外界吸收450J的热量二、实验题（每空3分，共27分。）10．（15分）某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。（1）该实验的科学依据是。A．将油膜看成单分子油膜B．不考虑各个油酸分子间的间隙C．考虑各个油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形（2）实验主要步骤如下：①向体积V油＝6mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为m3；③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L＝1cm。（3）由图可知油膜面积为m2；计算出油酸分子直径为m；（以上结果均保留一位有效数字）（4）若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则最终的测量结果将（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。11．（12分）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。三．计算题。12．（9分）轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V＝56L，气囊中氮气的密度ρ＝1.25kg/m3。已知氮气的摩尔质量M＝28g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol﹣1。请估算：（结果保留一位有效数字）（1）一个氮气分子的质量m；（2）气囊中氮气分子的总个数N；（3）气囊中氮气分子间的平均距离r。13．（10分）如图，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为2.4T0、压强为1.2P0的理想气体。P0和T0分别为大气的压强和温度。已知：气体内能U与温度T的关系为U＝aT，a为正的常量；容器内气体的所有变化过程都是缓慢的。求：（1）气缸内气体与大气达到平衡时的体积V1；（2）在活塞下降过程中，气缸内气体放出的热量Q。

2023-2024学年甘肃省兰州五十五中高三（上）开学物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本题共9小题，每小题6分，共54分。第9题有多项符合题目要求，其余题目在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．（6分）研究发现，新冠病毒感染的肺炎传播途径之一是气溶胶传播。气溶胶是指悬浮在气体介质中的固态或液态颗粒所组成的气态分散系统，这些固态或液态颗粒在气体介质中做布朗运动。下列说法正确的是（）A．布朗运动是气体介质分子的无规则的运动 B．在布朗运动中，固态或液态颗粒越大，布朗运动越剧烈 C．在布朗运动中，颗粒无规则运动的轨迹就是分子的无规则运动的轨迹 D．在布朗运动中，环境温度越高，布朗运动越剧烈【考点】布朗运动．【答案】D【分析】布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，不是分子的无规则运动，形成的原因是由于液体或气体分子对悬浮微粒无规则撞击引起的，液体温度越高颗粒越小，布朗运动越剧烈。【解答】解：AB、布朗运动是固态或液态颗粒的无规则运动，不是气体介质分子的无规则的运动，可以间接反映气体分子的无规则运动；颗粒越小，气体分子对颗粒的撞击作用越不容易平衡，布朗运动越剧烈，故AB错误；C、在布朗运动中，颗粒本身并不是分子，而是很多分子组成的，所以颗粒无规则运动的轨迹不是分子无规则运动的轨迹，故C错误；D、在布朗运动中，环境温度越高，固态或液态颗粒受到气体分子无规则热运动撞击的程度越剧烈，布朗运动越剧烈，故D正确。故选：D。2．（6分）以下关于热运动的说法正确的是（）A．水流速度越大，水分子的热运动越剧烈 B．水凝结成冰后，水分子的热运动停止 C．水的温度越高，水分子的热运动越剧烈 D．水的温度升高，每一个水分子的运动速率都会增大【考点】分子的热运动；分子运动速率的统计规律；分子动能．【答案】C【分析】明确分子热运动的性质，知道分子热运动与宏观运动无关，是物体内部分子的无规则运动，其剧烈程度与温度有关，但要注意温度很低时分子热运动仍在继续，同时温度升高时并不是所有分子的速率都增大。【解答】解：A、分子的热运动是内部分子的运动，只与温度有关，与水流速度无关，故A错误；B、水凝结成冰后，水分子仍然在进行无规则运动，故B错误；C、分子热运动与温度有关，水的温度越高，水分子的热运动越剧烈，故C正确；D、水的温度升高，分子的平均动能增大，但是并不是每个分子的运动速率都增大，可能有些分子运动速率减小，故D错误。故选：C。3．（6分）关于内能，下列说法正确的是（）A．1g100℃的水的内能等于1g100℃的水蒸气的内能 B．质量、温度、体积都相等的物体的内能一定相等 C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 D．一个木块被举高，组成该木块的所有分子的分子势能都增大【考点】物体的内能．【答案】C【分析】1g100℃的水需要吸收热量才能变为1g100℃的水蒸气，故水蒸气的内能大于水的内能；物体的内能与物质的量、温度、体积有关，质量、温度、体积都相等的物体其物质的量也不一定相等；分子热运动的平均动能与温度有关，内能不同的物体，温度可能相同；分子势能是微观的分子之间的能量，与宏观的机械能无关。【解答】解：A、1g100℃的水需要吸收热量才能变为1g100℃的水蒸气，故1g100℃的水的内能小于1g100℃的水蒸气的内能，故A错误；B、物体的内能与物质的量、温度、体积有关，质量、温度、体积都相等的物体其物质的量不一定相等，内能不一定相等，故B错误；C、内能不同的物体，其温度可能相同，它们分子热运动的平均动能可能相同，故C正确；D、一个木块被举高，木块的重力势能增大，但木块的分子间距不必拿，组成该木块的所有分子的分子势能不变，故D错误。故选：C。4．（6分）在甲、乙、丙三种固体薄片上涂上石蜡，用烧热的针尖接触薄片背面上的一点，石蜡熔化区域的形状如图甲、乙、丙所示。甲、乙、丙三种固体在熔化过程中温度随加热时间变化的关系如图丁所示，则下列说法中正确的是（）A．甲一定是单晶体 B．乙可能是金属薄片 C．丙在一定条件下可能转化成乙 D．甲内部的微粒排列是规则的，丙内部的微粒排列是不规则的【考点】晶体和非晶体．【答案】C【分析】本题根据晶体和非晶体可以相互转化，单晶体是各向异性，非晶体和多晶体是各向同性，即可解答。【解答】解：AB．由单晶体是各向异性的，熔化在晶体表面的石蜡应该是椭圆形，而非晶体和多晶体是各向同性，则熔化在表面的石蜡是圆形，因此丙是单晶体，根据温度随加热时间变化关系可知，甲是多晶体，乙是非晶体，金属是属于晶体，故乙不可能是金属薄片，故AB错误；C．一定条件下，晶体和非晶体可以相互转化，故C正确；D．甲和丙都是晶体，所以其内部的微粒排列都是规则的，故D错误。故选：C。5．（6分）关于以下几幅图中现象的分析，下列说法正确的是（）A．甲图中水黾停在水面而不沉，是浮力作用的结果 B．乙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后，扩成一个圆孔，是表面张力作用的结果 C．丙图液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向同性的特点制成的 D．丁图中的酱油与左边材料不浸润，与右边材料浸润【考点】液体的表面张力；浸润和不浸润；液晶；气体的等压变化及盖﹣吕萨克定律；晶体和非晶体．【答案】B【分析】液体表面存在使液体表面积缩小的力，称为液体表面张力，它产生的原因是液体跟气体接触的表面存在一个薄层，叫做表面层，表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。正是因为这种张力的存在，有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。液晶光学性质具有各向异性的特点。丁图中根据酱油的形状分析是不浸润还是浸润现象。【解答】解：A、因为液体表面张力的存在，而不是浮力作用，水黾才能在水面上行走自如，故A错误；B、将棉线圈中肥皂膜刺破后，由于表面张力作用，肥皂膜收缩，棉线圈扩成一个圆孔，故B正确；C、液晶显示器是利用液晶光学性质具有各向异性的特点制成的，故C错误；D、从题图丁中可以看出，酱油与左边材料浸润，与右边材料不浸润（不浸润液滴会因为表面张力呈球形），故D错误。故选：B。6．（6分）一定质量的气体经历一系列状态变化，其P﹣图线如图所示，变化顺序由a→b→c→d→a，图中ab线段延长线过坐标原点，cd线段与P轴垂直，da线段与轴垂直．气体在此状态变化过程中（）A．a→b，压强减小、温度不变、体积增大 B．b→c，压强增大、温度降低、体积减小 C．c→d，压强不变、温度升高、体积减小 D．d→a，压强减小、温度升高、体积不变【考点】理想气体及理想气体的状态方程．【答案】A【分析】由图象判断气体的压强与体积如何变化，然后应用理想气体状态方程分析答题．【解答】解：A、由图象可知，a→b过程，气体压强减小而体积增大，气体的压强与体积倒数成正比，则压强与体积成反比，气体发生的是等温变化，故A正确；B、由理想气体状态方程＝C可知，由图示可知，连接Ob的直线的斜率小，所以b的温度小，b→c过程温度升高，由图还可知，同时压强增大，且体积也增大。故B错误；C、由图象可知，c→d过程，气体压强p不变而体积V变小，由理想气体状态方程＝C可知气体温度降低，故C错误；D、由图象可知，d→a过程，气体体积V不变，压强p变小，由理想气体状态方程＝C可知，气体温度降低，故D错误；故选：A。7．（6分）一定质量的气体在某一过程中，外界对气体做功7.0×104J，气体内能减少1.3×105J，则此过程中（）A．气体从外界吸收热量2.0×105J B．气体向外界放出热量2.0×105J C．气体从外界吸收热量6.0×104J D．气体向外界放出热量6.0×104J【考点】热力学第一定律及其应用．【答案】B【分析】已知气体做的功与气体内能额变化，由热力学第一定律分析答题．【解答】解：由热力学第一定律△U＝W+Q得：Q＝△U﹣W＝﹣1.3×105J﹣7.0×104J）＝﹣2×105J，则气体向外放出2.0×105J的热量，故B正确；故选：B。8．（6分）如图为两分子系统的分子势能Ep与两分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是（）A．当r等于r1时，分子间的作用力表现为零 B．当r大于r1时，分子间的作用力表现为引力 C．当r由r1变到r2的过程中，分子势能逐渐变大 D．当r由r1变到r2的过程中，分子间的作用力做正功【考点】分子势能；分子间的作用力．【答案】D【分析】当分子力为零时，分子势能最小；当分子间距离小于分子力为零时的距离时，分子力表现为斥力，分子间距离大于分子力为零时的距离时，分子力表现为引力；根据图象分析答题。【解答】解：由图象可知：分子间距离为r2时分子势能最小，此时分子间分子力为零；A、r等于r1时两个分子之间的距离小于r2，可知r＝r1时分子力为斥力，故A错误；B、当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，当r＞r2时，分子间的作用力表现为引力，故B错误；CD、当r1＜r＜r2时，分子间的作用力表现为斥力，增大分子间距离，分子间作用力做正功，分子势能Ep减小，故C错误，D正确。故选：D。（多选）9．（6分）如图所示，一定质量的理想气体在状态A时压强为1.5×105Pa，经历A→B→C→A的过程，已知B→C过程中气体做功数值是C→A过程中气体做功数值的3倍，下列说法中正确的是（）A．C→A的过程中外界对气体做功300J B．B→C的过程中气体对外界做功600J C．整个过程中气体从外界吸收600J的热量 D．整个过程中气体从外界吸收450J的热量【考点】热力学第一定律及其应用；理想气体及理想气体的状态方程．【答案】AC【分析】根据图示图象判断气体状态变化过程，求出气体状态参量，应用气体状态方程求出状态B、C的压强。根据气体状态变化过程结合题意求出整个过程外界对气体做的功，然后根据热力学第一定律求出气体与外界交换的热量。【解答】解：A、在C→A过程中，气体体积减小，外界对气体做功，根据WCA＝pΔV，得WCA＝300J，故A正确；B、由题知B→C过程中气体做功数值是C→A过程中气体做功数值的3倍，则B→C的过程中气体对外界做功900J，故B错误；CD、A→B过程，气体体积不变，做功为零；B→C的过程中气体对外界做功900J；C→A的过程中外界对气体做功300J；A→B→C→A整个过程中，温度不变，则内能ΔU＝0，根据热力学第一定律ΔU＝W+Q，表达式中的W表示外界对气体做的功，故W＝WCA﹣WBC＝﹣600J，Q＝ΔU﹣W＝600J，则整个过程中气体从外界吸收600J的热量，故C正确、D错误。故选：AC。二、实验题（每空3分，共27分。）10．（15分）某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。（1）该实验的科学依据是ABD。A．将油膜看成单分子油膜B．不考虑各个油酸分子间的间隙C．考虑各个油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形（2）实验主要步骤如下：①向体积V油＝6mL的油酸中加酒精，直至总量达到V总＝104mL；②用注射器吸取①中油酸酒精溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入n＝75滴时，测得其体积恰好是V0＝1mL；一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为8×10﹣12m3；③先往浅盘里倒入2cm深的水，然后将痱子粉均匀地撒在水面上；④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液，待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，如图所示，数出轮廓范围内小方格的个数N，小方格的边长为L＝1cm。（3）由图可知油膜面积为0.01m2；计算出油酸分子直径为8×10﹣10m；（以上结果均保留一位有效数字）（4）若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则最终的测量结果将偏大（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。【考点】用油膜法估测油酸分子的大小．【答案】（1）ABD；（2）②8×10﹣12；（3）0.01；8×10﹣10；（4）偏大【分析】（1）根据实验原理掌握正确的实验操作；（2）根据题目条件得出一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积；（3）根据图片得出油膜面积，结合公式V＝dS计算出油酸分子直径；（4）根据实验原理分析出测量值和真实值的大小关系。【解答】解：（1）A．将油膜看成单分子油膜，油膜是呈单分子分布的，单分子油膜的厚度等于分子的直径，故A正确；BC．不考虑各个油酸分子间的间隙，认为这些油酸分子是一个一个紧挨在一起的，分子之间没有间隙，故B正确，C错误；D．将油酸分子看成球形，测出油酸的体积V和形成单分子油膜的面积S，单分子油膜的厚度d＝可以认为厚度等于分子的直径，故D正确；故选：ABD。（2）②一滴油酸酒精溶液中含有油酸的体积为＝8×10﹣12m3；（3）由图可知油膜面积为S＝111L2＝111×1cm2≈0.01m2油酸分子的直径为＝8×10﹣10m；（4）若滴入75滴油酸酒精溶液的体积不足1mL，则代入计算的纯油酸的体积偏大，可知测量结果偏大。故答案为：（1）ABD；（2）②8×10﹣12；（3）0.01；8×10﹣10；（4）偏大11．（12分）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，不需要（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AB。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②（选填“①”或“②”），造成该现象的原因可能是漏气。【考点】理想气体的实验规律．【答案】（1）不需要；（2）AB；（3）②，漏气【分析】（1）（2）根据实验原理，操作要点、结合注意事项分析即可；（3）以压强p为纵坐标，以体积的倒数为横坐标作出图象的图象是直线，更容易通过图象判断压强与体积成反比反比；根据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。【解答】解：（1）由于注射器的截面积相等，所以在此可用长度代替体积，故不需要测体积；（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）反比例函数是曲线，正比例函数是过原点的直线，所以要画p﹣图象。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。故答案为：（1）不需要；（2）AB；（3）②，漏气三．计算题。12．（9分）轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN3）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V＝56L，气囊中氮气的密度ρ＝1.25kg/m3。已知氮气的摩尔质量M＝28g/mol，阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol﹣1。请估算：（结果保留一位有效数字）（1）一个氮气