江西省南昌市第一中學(xué)2023-2024學(xué)年高二下學(xué)期7月期末考試物理

南昌一中朝陽校區(qū)20232024學(xué)年第二學(xué)期高二年級(jí)期末考試物理試卷考試時(shí)長：75分鐘試卷總分：100分一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第810題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1．關(guān)于下列三幅圖的說法正確的是（）A．圖甲中微粒越小，單位時(shí)間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越少，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯B．圖乙中峰值大的曲線對(duì)應(yīng)的氣體溫度較高C．圖丙中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明蜂蠟是非晶體D．圖丙中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明薄板材料各向同性，一定是非晶體2．熱力學(xué)第二定律表明（）A．不可能從單一熱源吸收熱量使之全部變?yōu)橛杏玫墓．摩擦生熱的過程是不可逆的C．熱不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣．熱量不可能從溫度低的物體傳到溫度高的物體3．如圖所示，內(nèi)壁光滑的絕熱汽缸內(nèi)用絕熱活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，初始時(shí)汽缸開口向上放置，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)，將汽缸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)90°過程中，缸內(nèi)氣體（）A．內(nèi)能增加，外界對(duì)氣體做正功B．內(nèi)能減小，所有分子熱運(yùn)動(dòng)速率都減小C．溫度降低，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例減少D．溫度升高，速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)比例增加4．一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始。第一次經(jīng)絕熱過程到狀態(tài)b；第二次先經(jīng)等壓過程到狀態(tài)c，再經(jīng)等容過程到狀態(tài)b。pV圖像如圖所示。則（）A．c→b過程氣體從外界吸熱B．a(chǎn)→c→b過程比a→b過程氣體對(duì)外界所做的功多C．氣體在狀態(tài)a時(shí)比在狀態(tài)b時(shí)的分子平均動(dòng)能小D．氣體在狀態(tài)a時(shí)比在狀態(tài)c時(shí)單位時(shí)間內(nèi)撞擊在單位面積上的分子數(shù)少5．如圖所示，金屬極板M受到紫外線照射會(huì)逸出光電子，最大速率為。正對(duì)M放置一金屬網(wǎng)N，在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d（遠(yuǎn)小于板長），電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，則（）A．M、N間距離增大時(shí)電子到達(dá)N的動(dòng)能也增大B．只有沿x方向逸出的電子到達(dá)N時(shí)才有最大動(dòng)能C．電子從M到N過程中y方向位移大小最大為D．M、N間加反向電壓時(shí)電流表示數(shù)恰好為零6．氫原子能級(jí)如圖甲所示，一群高能級(jí)的氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出多種可見光，分別用這些可見光照射圖乙電路的陰極K，其中3條光電流I隨電壓U變化的圖線如圖丙所示，已知可見光的光子能量范圍約為1.64eV到3.11eV之間，a光的光子能量為2.86eV。則（）A．氫原子從能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出6種頻率的可見光B．當(dāng)滑片P向a端移動(dòng)時(shí)，光電流I將增大C．a(chǎn)光照射得到的光電流最弱，所以a光光子動(dòng)量最小D．圖丙中3條圖線對(duì)應(yīng)的遏止電壓，一定有7．如圖為光電倍增管的原理圖，管內(nèi)由一個(gè)陰極K、一個(gè)陽極A和K、A間若干對(duì)倍增電極構(gòu)成。使用時(shí)在陰極K、各倍增電極和陽極A間加上電壓，使陰極K、各倍增電極到陽極A的電勢依次升高。當(dāng)滿足一定條件的光照射陰極K時(shí)，就會(huì)有電子射出，在加速電場作用下，電子以較大的動(dòng)能撞擊到第一個(gè)倍增電極上，電子能從這個(gè)倍增電極上激發(fā)出更多電子，最后陽極A收集到的電子數(shù)比最初從陰極發(fā)射的電子數(shù)增加了很多倍。下列說法正確的是（）A．光電倍增管適用于各種頻率的光B．保持入射光不變，增大各級(jí)間電壓，陽極收集到的電子數(shù)可能增多C．增大入射光的頻率，陰極K發(fā)射出的所有光電子的初動(dòng)能都會(huì)增大D．保持入射光頻率和各級(jí)間電壓不變，增大入射光光強(qiáng)不影響陽極收集到的電子數(shù)8．下列說法正確的是（）A．太空飛船中的小水珠呈球形，是液體表面張力作用的結(jié)果B．天然水晶在熔化過程中分子平均動(dòng)能變大C．地面附近的一個(gè)氫氣球在快速上升過程中，隨著外界壓強(qiáng)減小，球內(nèi)氣體的體積增大，溫度降低D．液晶材料像液體一樣具有流動(dòng)性，但不具備晶體各向異性的特征9．由于地球引力的作用，大氣被“吸”向地球，因而產(chǎn)生了壓力，大氣壓強(qiáng)與液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)類似，測得地球表面大氣壓強(qiáng)為，大氣層的厚度為h，空氣的平均摩爾質(zhì)量為M。已知地球大氣層的厚度遠(yuǎn)小于地球的半徑R，阿伏加德羅常數(shù)為，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A．地球表面空氣的總體積約為B．空氣分子的平均密度為C．空氣分子的總數(shù)為D．空氣分子間的平均距離為10．一定質(zhì)量的理想氣體，從狀態(tài)開始，經(jīng)歷狀態(tài)又回到狀態(tài)，壓強(qiáng)與體積的關(guān)系圖像如圖，的反向延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)與縱軸平行，的面積為，已知?dú)怏w在狀態(tài)的溫度為，圖中所標(biāo)的物理量已知，則下列說法正確的是（）A．氣體從到，內(nèi)能增大，吸收熱量B．氣體在狀態(tài)的壓強(qiáng)為C．氣體在狀態(tài)的溫度為D．從狀態(tài)到狀態(tài)，氣體對(duì)外界做的功為二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11（6分）．某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗(yàn)證查理定律，操作步驟簡述如下：①將一裝有細(xì)導(dǎo)管的橡皮塞塞住試管口封閉一定質(zhì)量的氣體，細(xì)導(dǎo)管的另一端接壓強(qiáng)傳感器；②將壓強(qiáng)傳感器與計(jì)算機(jī)相連，將一溫度傳感器也與計(jì)算機(jī)相連；③將適量熱水（約80℃）倒入大號(hào)燒杯中，并將試管浸入熱水中至管口與水面相平，再將溫度傳感器浸沒入水中；④在計(jì)算機(jī)上打開相應(yīng)軟件，等待水溫緩慢下降，計(jì)算機(jī)將兩傳感器的示數(shù)擬合成一條曲線，如圖乙所示為部分圖線。（1）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，所得的圖像是一條直線，說明一定質(zhì)量的氣體，在體積不變時(shí)_____________。（填正確答案標(biāo)號(hào)）A．壓強(qiáng)p與攝氏溫度t成正比 B．壓強(qiáng)p與攝氏溫度t成一次函數(shù)關(guān)系（2）若實(shí)驗(yàn)過程中有少量氣體緩慢逸出，則所得圖像為_____________。（填正確答案標(biāo)號(hào)）A． B．（3）另外一位同學(xué)用一個(gè)較小的試管也按相同的步驟做了該實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)用計(jì)算機(jī)將兩位同學(xué)實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)描繪在同一個(gè)p—t坐標(biāo)系上，則得到的圖像可能是_____________。（填正確答案標(biāo)號(hào)）A． B． C．12．（8分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”。注射器導(dǎo)熱性能良好，用橡皮塞和柱塞在注射器內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體。柱塞下方安裝一個(gè)鉤。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在鉤的下端依次掛上質(zhì)量相同的鉤碼1，2，3，……，穩(wěn)定后通過注射器的標(biāo)度讀出對(duì)應(yīng)空氣柱的體積V，并依據(jù)柱塞（包括鉤）和鉤碼的質(zhì)量求出對(duì)應(yīng)氣體的壓強(qiáng)。已知注射器空氣柱橫截面積為，刻度全長為，大氣壓為，柱塞（包括鉤）的質(zhì)量為，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為。補(bǔ)充：提供重力加速度。（1）每次掛上鉤碼，要停留一點(diǎn)時(shí)間，讓柱塞下滑到不再移動(dòng)的另一位置時(shí)才讀出空氣柱的體積，是為了通過熱傳遞控制空氣柱的_____________。（2）若在某次實(shí)驗(yàn)中所掛鉤碼個(gè)數(shù)為，則平衡后空氣柱中的壓強(qiáng)為_____________（用題目中已知量的符號(hào)表示）。（3）該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到如圖乙，由該圖像得到的結(jié)論是_____________。（4）未掛鉤碼前，柱塞封閉的空氣柱長度為，壓強(qiáng)為，依次掛上鉤碼，當(dāng)空氣柱長度為時(shí)，所掛鉤碼有_____________個(gè)。13．（12分）如圖所示，粗細(xì)均勻的U形管豎直放置，其兩側(cè)豎直管高度均為h，橫管長度為2h，只有橫管中充滿水銀?，F(xiàn)將兩管口封閉，使整個(gè)U形管水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。（已知：當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為，重力加速度為g，水銀的密度為ρ，管足夠細(xì)，環(huán)境溫度保持不變）。當(dāng)水平管中水銀的長度穩(wěn)定為時(shí)，求：（?。┧y對(duì)U管左下角管壁的壓強(qiáng)；（ⅱ）U形管的加速度大小a。14．（12分）如圖所示，有一個(gè)豎直放置的容器，橫截面積為S，有一隔板放在卡槽上將容器分隔為容積均為的上下兩部分，另有一只氣筒分別通過單向進(jìn)氣閥與容器上下兩部分連接（氣筒連接處的體積不計(jì)，抽氣、打氣時(shí)氣體溫度保持不變），初始時(shí)m、n均關(guān)閉，活塞位于氣筒最右側(cè)，上下氣體壓強(qiáng)均為大氣壓強(qiáng)，活塞從氣筒的最右側(cè)運(yùn)動(dòng)到最左側(cè)完成一次抽氣，從最左側(cè)運(yùn)動(dòng)到最右側(cè)完成一次打氣。重力加速度為g。（1）活塞完成一次抽氣、打氣后，隔板與卡槽未分離，此時(shí)容器上下兩部分氣體壓強(qiáng)之比為3∶5，求氣筒的容積；（2）在第（1）問的條件下，當(dāng)完成抽氣、打氣各2次后，隔板與卡槽仍未分離，則隔板的質(zhì)量至少是多少？15．（16分）如圖，上端開口的豎直汽缸由小、大兩個(gè)同軸圓筒組成，兩圓筒高均為L。兩圓筒中各有一個(gè)厚度不計(jì)的活塞，小活塞的橫截面積為S、質(zhì)量為m；大活塞的橫截面積為2S、質(zhì)量為2m。兩活塞用長為L的剛性桿連接，兩活塞間充有氧氣，大活塞下方充有氮?dú)?。小活塞的?dǎo)熱性能良好，汽缸及大活塞絕熱，開始時(shí)，氮?dú)夂屯饨绛h(huán)境的溫度均為，大活塞處于大圓筒的中間位置，且剛性桿上恰無彈力。重力加速度用g表示，外界的大氣壓強(qiáng)恒為，氧氣和氮?dú)饩煽醋隼硐霘怏w。（1）開始時(shí)氮?dú)獾膲簭?qiáng)是多少？（2）通過電阻絲緩慢加熱氮?dú)?，?dāng)大活塞剛上升時(shí)，氮?dú)獾臏囟仁嵌嗌?？?）當(dāng)大活塞剛上升時(shí)，設(shè)平均每個(gè)氮?dú)夥肿訉?duì)容器壁撞擊力為，繼續(xù)加熱氮?dú)?，?dāng)?shù)獨(dú)獾臏囟壬仙綍r(shí)，設(shè)平均每個(gè)氮?dú)夥肿訉?duì)容器壁撞擊為，試分析比大還是??？20232024學(xué)年第二學(xué)期高二年級(jí)期末考試物理答案一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第810題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1．A【詳解】A．圖甲中微粒越小，單位時(shí)間內(nèi)受到液體分子撞擊次數(shù)越少，則微粒越趨于不平衡，則布朗運(yùn)動(dòng)越明顯，選項(xiàng)A正確；B．圖乙中峰值大的曲線“腰細(xì)”，中等分子占據(jù)的比例較小，則對(duì)應(yīng)的氣體溫度較低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；CD．圖丙中，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明材料具有各向同性，則說明薄板材料可能是多晶體，也有可能是非晶體，故CD錯(cuò)誤。故選A。2．B【詳解】A．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，可以從單一熱源吸收熱量，使之完全變?yōu)楣Γ菚?huì)引起其他的變化，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程具有方向性，是不可逆過程故B正確；C．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱可以全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，但是?huì)引起其他的變化，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，熱量不可能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，若有外界做功的話，可以從低溫物體傳遞到高溫物體，比如冰箱；故D錯(cuò)誤。故選B。3．C【詳解】初始時(shí)汽缸開口向上，活塞處于平衡狀態(tài)，汽缸內(nèi)外氣體對(duì)活塞的壓力差與活塞的重力平衡，則有汽缸在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，汽缸內(nèi)外氣體對(duì)活塞的壓力差大于重力沿汽缸壁的分力，故汽缸內(nèi)氣體緩慢的將活塞往外推，最后汽缸水平，缸內(nèi)氣壓等于大氣壓。AB．汽缸、活塞都是絕熱的，故缸內(nèi)氣體與外界沒有發(fā)生熱傳遞，汽缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)作用將活塞往外推，氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得：氣體內(nèi)能減小，故缸內(nèi)理想氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，并不是所有分子熱運(yùn)動(dòng)的速率都減小，AB錯(cuò)誤；CD．氣體內(nèi)能減小，缸內(nèi)理想氣體的溫度降低，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均速率減小，故速率大的分子數(shù)占總分子數(shù)的比例減小，C正確，D錯(cuò)誤。故選C。4．B【詳解】A．c→b過程，氣體體積不變，即等容變化過程，氣體壓強(qiáng)變小，溫度降低，故內(nèi)能減小，該過程氣體對(duì)外不做功，故氣體向外界放熱，A錯(cuò)誤；B．由微元法可得pV圖像與橫坐標(biāo)圍成的面積表示為氣體做功的多少，由圖像可知，a→c→b過程比a→b過程氣體對(duì)外界所做的功多，B正確；C．a(chǎn)→b過程為絕熱過程，氣體體積變大對(duì)外做功，由熱力學(xué)第一定律可知，氣體內(nèi)能減小，溫度降低。溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，故氣體在狀態(tài)a時(shí)比在狀態(tài)b時(shí)的分子平均動(dòng)能大，C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)→c過程，氣體的壓強(qiáng)相等，體積變大溫度變大，分子的平均動(dòng)能變大，分子撞擊容器壁的動(dòng)量變化量變大。由氣體壓強(qiáng)的微觀解釋可知，在狀態(tài)a時(shí)比在狀態(tài)c時(shí)單位時(shí)間內(nèi)撞擊在單位面積上的分子數(shù)多，D錯(cuò)誤。故選B。5．C【詳解】AB．根據(jù)動(dòng)能定理，從金屬板M上逸出的光電子到到達(dá)N板時(shí)則到達(dá)板時(shí)的動(dòng)能為與兩極板間距無關(guān)，與電子從金屬板中逸出的方向無關(guān)，選項(xiàng)AB錯(cuò)誤；C．平行極板射出的電子到達(dá)板時(shí)在方向的位移最大，則電子從到過程中方向最大位移為解得選項(xiàng)C正確；D．間加反向電壓電流表示數(shù)恰好為零時(shí)，則解得選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。6．D【詳解】A．可見光的光子能量范圍約為1.64eV到3.11eV之間。氫原子從能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出6種頻率的光，只有2種可見光，分別為從能級(jí)向能級(jí)躍遷和從能級(jí)向能級(jí)躍遷，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)滑片P向a端移動(dòng)時(shí)，施加反向電壓，光電流I將減小，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知頻率越大，遏止電壓越大，故a光的頻率最大，根據(jù)可知頻率越大，波長越短，故a光的波長最短，根據(jù)可知a光光子動(dòng)量最大，故C錯(cuò)誤；D．可見光波長范圍約為400nm到760nm之間，根據(jù)氫原子能級(jí)圖可知?dú)涔庾V可見光只有4條，而a光的能量最大，故排除氫原子從能級(jí)向能級(jí)躍遷的可能，故a光是氫原子從能級(jí)向能級(jí)躍遷發(fā)出的光，能量為2.86eV，b光是氫原子從能級(jí)向能級(jí)躍遷發(fā)出的光，能量為2.55eV，c光是氫原子從能級(jí)向能級(jí)躍遷發(fā)出的光，能量為1.89eV，故圖丙中3條圖線對(duì)應(yīng)的遏止電壓，一定有故D正確。故選D。7．B【詳解】A．只有滿足一定頻率的光照射時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，從而逸出光電子，可知光電倍增管并不是適用于各種頻率的光，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．保持入射光不變，增大各級(jí)間電壓，則打到倍增極的光電子的動(dòng)能變大，則可能有更多的光電子從倍增極逸出，則陽極收集到的電子數(shù)可能增多，選項(xiàng)B正確；C．增大入射光的頻率，陰極K發(fā)射出的光電子的最大初動(dòng)能變大，并不是所有光電子的初動(dòng)能都會(huì)增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．保持入射光頻率和各級(jí)間電壓不變，增大入射光光強(qiáng)，則單位時(shí)間逸出光電子的數(shù)目會(huì)增加，則陽極收集到的電子數(shù)會(huì)增加，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。8．AC【詳解】A．太空飛船中的小水珠呈球形，是液體表面張力作用的結(jié)果，A正確；B．天然水晶在熔化過程中溫度不變，分子平均動(dòng)能不變，B錯(cuò)誤；C．地面附近的一個(gè)氫氣球在快速上升過程中，來不及與外界進(jìn)行熱交換，隨著外界壓強(qiáng)減小，球內(nèi)氣體的體積增大，氣體對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，氣體的內(nèi)能減小，溫度降低，C正確；D．液晶材料像液體一樣具有流動(dòng)性，具備晶體各向異性的特征，D錯(cuò)誤。故選AC。9．ABD【詳解】A．大氣的體積為故A正確；B．根據(jù)上述解得故B正確；C．設(shè)大氣層中氣體的質(zhì)量為，地球的表面積為，由大氣壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因可知解得故C錯(cuò)誤；D．氣體分子之間的距離為故D正確。故選ABD。10．CD【詳解】A．氣體從到，氣體壓強(qiáng)減小，氣體體積減小，根據(jù)理想氣體方程則氣體的溫度減小，內(nèi)能減小，由于氣體體積減小，外界對(duì)氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w放出熱量，故A錯(cuò)誤；B．圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積表示功，則解得氣體在狀態(tài)的壓強(qiáng)為故B錯(cuò)誤；C．的反向延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，則根據(jù)理想氣體方程解得氣體在狀態(tài)的溫度為故C正確；D．從狀態(tài)到狀態(tài)，氣體對(duì)外界做的功為故D正確。故選CD。11．（1）B（2）B（3）C【詳解】（1）根據(jù)查理定律有其中的為與氣體的質(zhì)量成正比的常量，且溫度為熱力學(xué)溫度，則有則有可知，壓強(qiáng)與攝氏溫度成一次函數(shù)。故選B。（2）結(jié)合上述可知，根據(jù)查理定律，一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)有其中與氣體的質(zhì)量成正比，當(dāng)有氣體逸出時(shí)，減小，則圖像上的點(diǎn)與點(diǎn)連線的斜率減小，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)中氣體的溫度是逐漸降低的，故圖像從右向左斜率減小。故選B。（3）結(jié)合上述可知，根據(jù)查理定律，一定質(zhì)量的氣體在體積不變時(shí)有其中與氣體的質(zhì)量成正比，則一定質(zhì)量的