江西省南昌市第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析）

这是一份江西省南昌市第一中学2023-2024学年高二下学期7月期末考试物理试题（Word版附解析），共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10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。p-V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？
2023-2024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1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10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p-V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，则一定质量的气体在体积不变时，其图像与轴的交点坐标均为，只有第三个选择项符合要求。故选C。
12．（1）压强稳定 （2）
（3）一定质量封闭气体的压强与体积成反比 （4）2
【详解】（1）柱塞静止时空气柱的压强保持不变，是为了通过热传递控制空气柱的压强稳定。
（2）若在某次实验中所挂钩码个数为，由平衡得
得平衡后空气柱中的压强为
（3）图像为倾斜直线，说明一定质量封闭气体的压强与体积成反比（压强与体积的倒数成正比）。
（4）未挂钩码时，根据平衡条件
由等温变化
又
得所挂钩码个数为联立解得
13解析：（ⅰ）左侧气体由玻意耳定理：
左侧竖管中水银竖直方向受力平衡：
则水银对U管左下角管壁的压强
（ⅱ）右侧气体：
解得．
14．（12分）（1）；（2）
【详解】（1）活塞完成一次抽气、打气后，隔板与卡槽未分离，气体做等温变化，对上部分气体
对下部分气体
根据题意
解得气筒的容积为
（2）当完成抽气、打气各2次后，隔板与卡槽仍未分离，气体做等温变化，对上部分气体
对下部分气体
解得
隔板与卡槽仍未分离，则
解得隔板的质量至少为
15．（1）；（2）；（3）大
【详解】（1）氧气的压强为
氮气的压强为
（2）对于氧气，温度不变，初状态
末状态设压强为，体积为
根据玻意耳定律知
代入数据解得
此时杆出现弹力，处于拉伸状态，对上面的小活塞受力分析得
解得杆的弹力为
对于氮气分析初状态
加热后，
设温度为：，体积为
根据理想气体状态方程知
代入数据解得
（3）当大活塞刚上升后，继续增加温度，氮气的体积不变，氮气做等容变化，根据
可得．
可知温度为时的压强为温度为的3倍，但由于氮气气体分子的温度升高，平均速率变大，所以单位时间内撞击容器壁的次数变多，所以每一次的撞击力小于3倍，即大于。