陕西省宝鸡市金台区2023-2024学年高二下学期期末检测物理试卷（解析版）

这是一份陕西省宝鸡市金台区2023-2024学年高二下学期期末检测物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1. 英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是（ ）
A. 变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场
B. 电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质
C. 电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式
D. 红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波
【答案】C
【解析】
【详解】A．变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，因为均匀变化的电场所在空间会产生稳定的磁场，故A错误；
B．电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误；
C．电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确；
D．红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。
故选C。
2. 传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法不正确的是（ ）
A. 非触摸式自动水龙头自动感应水龙头应用的传感器是压力传感器
B. 办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用
C. 空调在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，是温度传感器的应用
D. 电熨斗够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断
【答案】A
【解析】
【详解】A．利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现，是利用光传感器而制成的。故A错误，与题意相符；
B．办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是光传感器的应用。故B正确，与题意不符；
C．空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器。故C正确，与题意不符；
D．电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同。故D正确，与题意不符。
故选A。
3. 下列说法正确是（ ）
A. 气体扩散现象表明了气体分子的无规则运动
B. 气体温度升高，每个分子的动能一定增大
C. 布朗运动的实质就是分子的热运动
D. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．扩散是指一种物质进入另一种物质的现象，扩散现象说明了分子在不停的无规则运动，故A正确；
B．物体温度升高，则分子平均动能一定增大，但不是每一个分子的动能都增大，故B错误；
C．布朗运动是固体小颗粒的运动，它间接反应了液体分子无规则运动，故C错误；
D．当分子间作用力表现为斥力时，距离减小时分子力做负功，故分子势能随它们间距离减小而增大，故D错误。
故选A。
4. 固体可分为晶体和非晶体，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃是晶体B. 晶体具有确定的熔点
C. 非晶体有规则的外形D. 晶体都具有各向异性
【答案】B
【解析】
【详解】A．玻璃是非晶体，故A错误；
BC．晶体具有确定的熔点，非晶体没有固定的熔点，没有天然的规则外形，故B正确，C错误；
D．单晶体具有各向异性，非晶体和多晶体具有各向同性，故D错误。
故选B。
5. 一定质量的理想气体，经历了如图所示状态变化的过程，则三个状态的热力学温度之比是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据理想气体状态方程整理有
所以有1、2、3三个状态温度之比为
故选C。
6. 实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为20 ℃；在测一标准大气压下沸水的温度时，其读数为80 ℃，下面分别是温度计示数为41 ℃时对应的实际温度和实际温度为60 ℃时温度计的示数，其中正确的是 （ ）
A. 41 ℃，60 ℃B. 21 ℃，40 ℃
C. 35 ℃，56 ℃D. 35 ℃，36 ℃
【答案】C
【解析】
【详解】此温度计每一刻度表示的实际温度为
℃=℃
当它的示数为41 ℃时，它上升的格数为
41－20=21（格），
对应的实际温度应为
21×℃=35 ℃
当实际温度为60 ℃时，此温度计应从20 ℃开始上升格数为
（格）
它的示数应为
故选C。
7. 如图甲所示为小明爷爷的收音机的调谐电路图，图乙为调谐电路中可变电容器对应的工作原理图。当调谐电路中可变电容器的电容为时，接收到波长为的信号，如果要接收到波长为的信号，则可变电容器的电容应调整为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由电磁波的波长公式
由和谐电路的频率公式
联立得
所以有
故选A。
8. 如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为l1和l2的两段理想气体。外界温度和大气压均不变，当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度（ ）
A. l1变小，l2变大B. l1变大，l2变小
C. l1、l2都变小D. l1、l2都变大
【答案】D
【解析】
【详解】当将管慢慢地向上提起时，假设上段空气柱长度不变，则下段空气柱体积增大，由玻意耳定律可知压强减小，从而导致上段气体压强减小，因此上段气体体积增大，故l1、l2都变大，故ABC错误，D正确。
故选D。
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9. 若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A．表示摩尔质量单个分子的质量表示阿伏加德罗常数，故A正确，不合题意；
B．对水蒸气，由于分子间距的存在，并不等于摩尔体积，则表达式不成立，故B错误，符合题意；
C．单个分子的质量m=摩尔质量M阿伏加德罗常数NA，故C正确，不合题意；
D．求出的是一个气体分子占据的空间，而不是单个气体分子的体积，故D错误，符合题意。
故选BD。
10. 炎炎夏日，某同学把封闭有少量空气的膨化食品包装袋放入冰箱的冷藏室，若包装袋不漏气，冰箱内、外气压相等且不变，包装袋内的空气可视为理想气体，则经过一段时间后（ ）
A. 包装袋内空气的内能减少
B. 包装袋内的空气对外做正功
C. 包装袋内空气的所有分子的动能都减小
D. 单位面积上包装袋内所受到的平均作用力不变
【答案】AD
【解析】
【详解】A．包装袋内的理想气体温度随着放进冷藏室而降低，故内能减少，故A正确；
B．包装袋内的空气做等压变化，由盖一吕萨克定律有
可得温度降低时，包装袋内空气体积减小，外界对包装袋内的空气做正功，故B错误；
C．温度降低，分子平均动能减小，但每个分子动能的变化不能确定，故C错误；
D．包装袋内空气的压强不变，故单位面积上包装袋内所受到的平均作用力不变，故D正确。
故选AD。
11. 关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法中正确的是（ ）
A. 的水和的冰的内能是相等的
B. 热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成
C. 热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”
D. 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀（对外做功）过程，气体的内能减少
【答案】BD
【解析】
【详解】A．的冰熔化成水，要吸收热量，内能增加，则的冰的内能比等质量的的水的内能小。由于质量的关系不确定，故不能确定的水和的冰的内能的关系，故A错误；
C．热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，故B正确；
C．热力学第二定律可描述为“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”，故C错误：
D.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则
，
根据
可知
气体的内能减小，故D正确。
故选BD。
12. 如图所示为一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法中正确的是（ ）
A.
B.
C. 一定质量的理想气体，在不同温度下的等温线是不同的
D. 一定质量的理想气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比
【答案】ACD
【解析】
【详解】AB．根据理想气体状态方程
pV乘积越大，温度越高，则
故A正确；B错误；
CD．根据理想气体状态方程
可得
一定质量的理想气体，温度不同，系数CT不同，则等温线不同；在发生等温变化时，其压强与体积成反比。故CD正确。
故选ACD。
三、填空题：本大题共1小题，共4分。
13. 汽缸内封闭了一定质量、压强为、体积为的理想气体，现使气体保持压强不变，体积缓慢压缩至，此过程气体向外界释放的热量，则气体内能______（填“增大”或“减少”）了______J。
【答案】 ①. 减少 ②.
【解析】
【详解】[1][2]由于等压变化，该过程外界对气体做功为
根据热力学第一定律有
所以气体内能减小了。
四、实验题：本大题共3小题，共27分。
14. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）若实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，水面稳定后油酸的轮廓的形状和尺寸如图所示。坐标纸中正方形方格的边长为1cm，则油酸薄膜的面积约为_________，按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为________（结果保留一位有效数字）。
（2）若该小组同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积之后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上。拿错的注射器针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径________（填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1） ①. ②.
（2）偏小
【解析】
【小问1详解】
[1]将油膜边界内大于半格的作为一格，不足半格的舍弃，油膜面积
[2]一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积
油酸分子的直径
【小问2详解】
该同学拿错的注射器针管比原来的粗，油酸酒精溶液的体积变大，油膜的面积变大，但体积仍然按照原来的体积，根据油酸分子直径可知，测定的油酸分子的直径偏小。
15. 在实验室用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。
（1）测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时不小心发生漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的____（选填“①”或“②”）。
（2）为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的图如图丙所示，究其原因，是温度发生了__________的变化。
A. 一直下降B. 先上升后下降C. 先下降后上升D. 一直上升
（3）某同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积与压强，然后记录5组数据，作图。在软管内气体体积不可忽略时，图像为双曲线，试用玻意耳定律分析，该双曲线的渐近线（图中的虚线）方程是________。（用、、表示）
【答案】（1）② （2）B
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据
可知若漏气会导致pV之积减小，即图像的斜率减小，图像为②。
【小问2详解】
根据
由图像可知pV之积先变大后变小，因此温度先升高后降低。
故选B。
【小问3详解】
根据玻意耳定律
整理得
当时，，此时压强为渐近线方程
16. 传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用，如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中是保护电阻，是调零电阻（总电阻），理想电流表量程为15mA，电源电动势，内阻不计，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
（1）若提供有三种规格的保护电阻，则应选一个______。
A. B. C.
（2）选取、安装保护电阻后，要对压力传感器进行调零。调零电阻应调为_______。
（3）现对表盘进行重新赋值标注，原3mA刻度线处应标注_____N。
（4）由于电池老化，电动势降为，传感器压力读数会出现偏差，如果某次使用时，先调零、后测量，读出压力为1200N，此时电流大小为____mA，实际压力大小为____N。
【答案】（1）B （2）20
（3）3200 （4） ①. 6 ②. 1080
【解析】
小问1详解】
电流表满偏时，电路的总电阻
而
由调零电阻最大为，故只要大于即可，A太小，C太大，故选B。
【小问2详解】
选取、安装保护电阻后，对压力传感器进行调零，则，，代入
解得
【小问3详解】
当电流表示数为3mA时，电路中的总电阻

即
由乙图一次函数为
经计算当时，压力
【小问4详解】
根据R与F一次函数关系
当时，
再由
因为电池老化，电动势，电路中实际电阻
而调零后的电阻
为此时的调零电阻阻值
解得
则R的实际阻值为
再将代入
求得
五、计算题：本大题共3小题，共30分。
17. 遇到突发洪水时，可以借助塑料盆进行自救，简化模型如下，塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在静止水面上，用力竖直向下缓慢压盆底，当压力为F时恰好使盆底与液面相平，忽略塑料盆的厚度及盆的重力，已知大气压强为p0，重力加速度为g，水的密度为ρ，求：
（1）此时盆内空气的压强p；
（2）此时塑料盆口的深度d。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设根据平衡条件可得
解得
（2）当塑料盆轻放在静止水面上时，盆内封闭气体的压强、体积分别为
，
当盆底与水平相平时，设进入盆内水的液面距盆底，盆内压强、体积分别为
，
而根据等压面法可知
根据题意
联立以上各式可得
18. 如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量后，活塞缓慢上升后再次平衡。
(1)外界空气的温度是多少？
(2)在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
【答案】(1)；(2) Q-（mg+p0S）d
【解析】
【详解】(1)取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，由盖-吕萨克定律有
得外界温度

(2)活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，所以外界对系统做的功
W=-（mg+p0S）d
根据热力学第一定律得密闭气体增加的内能
△U=Q+W=Q-（mg+p0S）d
19. 农药喷雾器的原理如图所示，储液筒与打气筒用软细管相连，先在桶内装上药液，再拧紧桶盖并关闭阀门K，用打气筒给储液筒充气增大储液筒内的气压，然后再打开阀门，储液筒的液体就从喷雾头喷出，已知储液筒容器为10L（不计储液筒两端连接管体积），打气筒每打一次气能向储液筒内压入空气200mL，现在储液筒内装入8L的药液后关紧桶盖和喷雾头开关，再用打气筒给储液筒大气．（设周围大气压恒为1个标准大气压，打气过程中储液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变），求：
①要使贮液筒内药液上方的气体压强达到3atm，打气筒活塞需要循环工作的次数；
②打开喷雾头开关K直至储液筒的内外气压相同，储液筒内剩余药液的体积．
【答案】(1)20 (2)
【解析】
【详解】（1）设需打气的次数为，每次打入的气体体积为，储液桶药液上方的气体体积为，则开始打气前：
储液筒液体上方气体的压强：
气体的体积为：
打气完毕时，储液筒内药液上方的气体体积为：
压强为：
打气过程为等温变化，根据玻意耳定律得：
代入数据解得：
（2）打开喷雾头开关K直至贮液筒内外气压相同时，设储液筒上方气体的体积为，此过程为等温变化，所以：
代入数据解得：
所以喷出的药液的体积