江西省南昌市第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理

南昌一中朝阳校区20232024学年第二学期高二年级期末考试物理试卷考试时长：75分钟试卷总分：100分一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，每小题4分；第810题有多项符合题目要求，每小题6分，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．关于下列三幅图的说法正确的是（）A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，布朗运动越明显B．图乙中峰值大的曲线对应的气体温度较高C．图丙中实验现象说明蜂蜡是非晶体D．图丙中实验现象说明薄板材料各向同性，一定是非晶体2．热力学第二定律表明（）A．不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的功B．摩擦生热的过程是不可逆的C．热不能全部转变为功D．热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体3．如图所示，内壁光滑的绝热汽缸内用绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时汽缸开口向上放置，活塞处于静止状态，将汽缸缓慢转动90°过程中，缸内气体（）A．内能增加，外界对气体做正功B．内能减小，所有分子热运动速率都减小C．温度降低，速率大的分子数占总分子数比例减少D．温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加4．一定质量的理想气体从状态a开始。第一次经绝热过程到状态b；第二次先经等压过程到状态c，再经等容过程到状态b。pV图像如图所示。则（）A．c→b过程气体从外界吸热B．a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多C．气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能小D．气体在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数少5．如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（）A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零6．氢原子能级如图甲所示，一群高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光的光子能量范围约为1.64eV到3.11eV之间，a光的光子能量为2.86eV。则（）A．氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有7．如图为光电倍增管的原理图，管内由一个阴极K、一个阳极A和K、A间若干对倍增电极构成。使用时在阴极K、各倍增电极和阳极A间加上电压，使阴极K、各倍增电极到阳极A的电势依次升高。当满足一定条件的光照射阴极K时，就会有电子射出，在加速电场作用下，电子以较大的动能撞击到第一个倍增电极上，电子能从这个倍增电极上激发出更多电子，最后阳极A收集到的电子数比最初从阴极发射的电子数增加了很多倍。下列说法正确的是（）A．光电倍增管适用于各种频率的光B．保持入射光不变，增大各级间电压，阳极收集到的电子数可能增多C．增大入射光的频率，阴极K发射出的所有光电子的初动能都会增大D．保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强不影响阳极收集到的电子数8．下列说法正确的是（）A．太空飞船中的小水珠呈球形，是液体表面张力作用的结果B．天然水晶在熔化过程中分子平均动能变大C．地面附近的一个氢气球在快速上升过程中，随着外界压强减小，球内气体的体积增大，温度降低D．液晶材料像液体一样具有流动性，但不具备晶体各向异性的特征9．由于地球引力的作用，大气被“吸”向地球，因而产生了压力，大气压强与液体产生的压强类似，测得地球表面大气压强为，大气层的厚度为h，空气的平均摩尔质量为M。已知地球大气层的厚度远小于地球的半径R，阿伏加德罗常数为，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．地球表面空气的总体积约为B．空气分子的平均密度为C．空气分子的总数为D．空气分子间的平均距离为10．一定质量的理想气体，从状态开始，经历状态又回到状态，压强与体积的关系图像如图，的反向延长线经过坐标原点与纵轴平行，的面积为，已知气体在状态的温度为，图中所标的物理量已知，则下列说法正确的是（）A．气体从到，内能增大，吸收热量B．气体在状态的压强为C．气体在状态的温度为D．从状态到状态，气体对外界做的功为二、非选择题：本题共5小题，共54分。11（6分）．某同学用如图甲所示的装置验证查理定律，操作步骤简述如下：①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体，细导管的另一端接压强传感器；②将压强传感器与计算机相连，将一温度传感器也与计算机相连；③将适量热水（约80℃）倒入大号烧杯中，并将试管浸入热水中至管口与水面相平，再将温度传感器浸没入水中；④在计算机上打开相应软件，等待水温缓慢下降，计算机将两传感器的示数拟合成一条曲线，如图乙所示为部分图线。（1）在实验误差允许的范围内，所得的图像是一条直线，说明一定质量的气体，在体积不变时_____________。（填正确答案标号）A．压强p与摄氏温度t成正比 B．压强p与摄氏温度t成一次函数关系（2）若实验过程中有少量气体缓慢逸出，则所得图像为_____________。（填正确答案标号）A． B．（3）另外一位同学用一个较小的试管也按相同的步骤做了该实验，现用计算机将两位同学实验采集的数据描绘在同一个p—t坐标系上，则得到的图像可能是_____________。（填正确答案标号）A． B． C．12．（8分）某同学设计了如图甲所示的实验装置来“探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系”。注射器导热性能良好，用橡皮塞和柱塞在注射器内封闭一定质量的理想气体。柱塞下方安装一个钩。实验时，在钩的下端依次挂上质量相同的钩码1，2，3，……，稳定后通过注射器的标度读出对应空气柱的体积V，并依据柱塞（包括钩）和钩码的质量求出对应气体的压强。已知注射器空气柱横截面积为，刻度全长为，大气压为，柱塞（包括钩）的质量为，每个钩码的质量为。补充：提供重力加速度。（1）每次挂上钩码，要停留一点时间，让柱塞下滑到不再移动的另一位置时才读出空气柱的体积，是为了通过热传递控制空气柱的_____________。（2）若在某次实验中所挂钩码个数为，则平衡后空气柱中的压强为_____________（用题目中已知量的符号表示）。（3）该同学通过实验数据得到如图乙，由该图像得到的结论是_____________。（4）未挂钩码前，柱塞封闭的空气柱长度为，压强为，依次挂上钩码，当空气柱长度为时，所挂钩码有_____________个。13．（12分）如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，其两侧竖直管高度均为h，横管长度为2h，只有横管中充满水银。现将两管口封闭，使整个U形管水平向右做匀加速直线运动。（已知：当地大气压强为，重力加速度为g，水银的密度为ρ，管足够细，环境温度保持不变）。当水平管中水银的长度稳定为时，求：（ⅰ）水银对U管左下角管壁的压强；（ⅱ）U形管的加速度大小a。14．（12分）如图所示，有一个竖直放置的容器，横截面积为S，有一隔板放在卡槽上将容器分隔为容积均为的上下两部分，另有一只气筒分别通过单向进气阀与容器上下两部分连接（气筒连接处的体积不计，抽气、打气时气体温度保持不变），初始时m、n均关闭，活塞位于气筒最右侧，上下气体压强均为大气压强，活塞从气筒的最右侧运动到最左侧完成一次抽气，从最左侧运动到最右侧完成一次打气。重力加速度为g。（1）活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，此时容器上下两部分气体压强之比为3∶5，求气筒的容积；（2）在第（1）问的条件下，当完成抽气、打气各2次后，隔板与卡槽仍未分离，则隔板的质量至少是多少？15．（16分）如图，上端开口的竖直汽缸由小、大两个同轴圆筒组成，两圆筒高均为L。两圆筒中各有一个厚度不计的活塞，小活塞的横截面积为S、质量为m；大活塞的横截面积为2S、质量为2m。两活塞用长为L的刚性杆连接，两活塞间充有氧气，大活塞下方充有氮气。小活塞的导热性能良好，汽缸及大活塞绝热，开始时，氮气和外界环境的温度均为，大活塞处于大圆筒的中间位置，且刚性杆上恰无弹力。重力加速度用g表示，外界的大气压强恒为，氧气和氮气均可看做理想气体。（1）开始时氮气的压强是多少？（2）通过电阻丝缓慢加热氮气，当大活塞刚上升时，氮气的温度是多少？（3）当大活塞刚上升时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击力为，继续加热氮气，当氮气的温度上升到时，设平均每个氮气分子对容器壁撞击为，试分析比大还是小？20232024学年第二学期高二年级期末考试物理答案一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第17题只有一项符合题目要求，每小题4分；第810题有多项符合题目要求，每小题6分，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．A【详解】A．图甲中微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，则微粒越趋于不平衡，则布朗运动越明显，选项A正确；B．图乙中峰值大的曲线“腰细”，中等分子占据的比例较小，则对应的气体温度较低，选项B错误；CD．图丙中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，故CD错误。故选A。2．B【详解】A．根据热力学第二定律可知，可以从单一热源吸收热量，使之完全变为功，但是会引起其他的变化，故A错误；B．根据热力学第二定律可知，机械能转化为内能的过程具有方向性，是不可逆过程故B正确；C．根据热力学第二定律可知，热可以全部转变为功，但是会引起其他的变化，故C错误；D．根据热力学第二定律可知，热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体，若有外界做功的话，可以从低温物体传递到高温物体，比如冰箱；故D错误。故选B。3．C【详解】初始时汽缸开口向上，活塞处于平衡状态，汽缸内外气体对活塞的压力差与活塞的重力平衡，则有汽缸在缓慢转动的过程中，汽缸内外气体对活塞的压力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸内气体缓慢的将活塞往外推，最后汽缸水平，缸内气压等于大气压。AB．汽缸、活塞都是绝热的，故缸内气体与外界没有发生热传递，汽缸内气体压强作用将活塞往外推，气体对外做功，根据热力学第一定律得：气体内能减小，故缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，并不是所有分子热运动的速率都减小，AB错误；CD．气体内能减小，缸内理想气体的温度降低，分子热运动的平均速率减小，故速率大的分子数占总分子数的比例减小，C正确，D错误。故选C。4．B【详解】A．c→b过程，气体体积不变，即等容变化过程，气体压强变小，温度降低，故内能减小，该过程气体对外不做功，故气体向外界放热，A错误；B．由微元法可得pV图像与横坐标围成的面积表示为气体做功的多少，由图像可知，a→c→b过程比a→b过程气体对外界所做的功多，B正确；C．a→b过程为绝热过程，气体体积变大对外做功，由热力学第一定律可知，气体内能减小，温度降低。温度是分子平均动能的标志，故气体在状态a时比在状态b时的分子平均动能大，C错误；D．a→c过程，气体的压强相等，体积变大温度变大，分子的平均动能变大，分子撞击容器壁的动量变化量变大。由气体压强的微观解释可知，在状态a时比在状态c时单位时间内撞击在单位面积上的分子数多，D错误。故选B。5．C【详解】AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时则到达板时的动能为与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误；C．平行极板射出的电子到达板时在方向的位移最大，则电子从到过程中方向最大位移为解得选项C正确；D．间加反向电压电流表示数恰好为零时，则解得选项D错误。故选C。6．D【详解】A．可见光的光子能量范围约为1.64eV到3.11eV之间。氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，分别为从能级向能级跃迁和从能级向能级跃迁，故A错误；B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，光电流I将减小，故B错误；C．根据可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据可知a光光子动量最大，故C错误；D．可见光波长范围约为400nm到760nm之间，根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，故排除氢原子从能级向能级跃迁的可能，故a光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.86eV，b光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.55eV，c光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为1.89eV，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有故D正确。故选D。7．B【详解】A．只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，从而逸出光电子，可知光电倍增管并不是适用于各种频率的光，选项A错误；B．保持入射光不变，增大各级间电压，则打到倍增极的光电子的动能变大，则可能有更多的光电子从倍增极逸出，则阳极收集到的电子数可能增多，选项B正确；C．增大入射光的频率，阴极K发射出的光电子的最大初动能变大，并不是所有光电子的初动能都会增大，选项C错误；D．保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光光强，则单位时间逸出光电子的数目会增加，则阳极收集到的电子数会增加，选项D错误。故选B。8．AC【详解】A．太空飞船中的小水珠呈球形，是液体表面张力作用的结果，A正确；B．天然水晶在熔化过程中温度不变，分子平均动能不变，B错误；C．地面附近的一个氢气球在快速上升过程中，来不及与外界进行热交换，随着外界压强减小，球内气体的体积增大，气体对外做功，根据热力学第一定律，气体的内能减小，温度降低，C正确；D．液晶材料像液体一样具有流动性，具备晶体各向异性的特征，D错误。故选AC。9．ABD【详解】A．大气的体积为故A正确；B．根据上述解得故B正确；C．设大气层中气体的质量为，地球的表面积为，由大气压强产生的原因可知解得故C错误；D．气体分子之间的距离为故D正确。故选ABD。10．CD【详解】A．气体从到，气体压强减小，气体体积减小，根据理想气体方程则气体的温度减小，内能减小，由于气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知气体放出热量，故A错误；B．图像与坐标轴围成的面积表示功，则解得气体在状态的压强为故B错误；C．的反向延长线经过坐标原点，则根据理想气体方程解得气体在状态的温度为故C正确；D．从状态到状态，气体对外界做的功为故D正确。故选CD。11．（1）B（2）B（3）C【详解】（1）根据查理定律有其中的为与气体的质量成正比的常量，且温度为热力学温度，则有则有可知，压强与摄氏温度成一次函数。故选B。（2）结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有其中与气体的质量成正比，当有气体逸出时，减小，则图像上的点与点连线的斜率减小，因为本实验中气体的温度是逐渐降低的，故图像从右向左斜率减小。故选B。（3）结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有其中与气体的质量成正比，则一定质量的