吉林省松原市2023-2024学年高二下学期期末测试物理试卷（原卷版+解析版）

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1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后、将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 非晶体没有规则的外形
B. 温度越低，布朗运动越明显
C. 分子间斥力一定大于引力
D. 气体分子的速率分布均呈现“两头多、中间少”的规律
【答案】A
【解析】
【详解】A．非晶体没有规则的外形，故A正确；
B．温度越高，布朗运动越明显，故B错误；
C．当分子间距离大于平衡位置时，分子力表现为引力，分子间引力大于斥力，故C错误；
D．气体分子速率分布均呈现“两头少、中间多”的规律，故D错误。
故选A。
2. 陆游在诗作《村居山喜》中写到“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”。从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是（ ）
A. 气体分子之间存在着空隙B. 气体分子在永不停息地做无规则运动
C. 气体分子之间存在着相互作用力D. 气体分子组成的系统具有分子势能
【答案】B
【解析】
【详解】从物理视角分析诗词中“花气袭人”的主要原因是气体分子在永不停息地做无规则运动，故B正确，ACD错误。
故选B。
3. 有四种电磁波源：一是氢气放电管，其光谱为不连续的光谱线；二是X射线，其波长介于到之间；三是钨丝电灯泡，其光谱与温度有关且为连续光谱；四是蓝光镭射，其波长约介于到之间的镭射光。光谱最接近黑体辐射的是（ ）
A. 氢气放电管B. 钨丝电灯泡C. X射线D. 蓝光镭射
【答案】B
【解析】
【详解】黑体辐射的电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，与材料种类及表面状况无关，钨丝电灯泡的光谱与温度有关且为连续光谱，最接近黑体辐射。
故选B。
4. 下列机器的工作原理图中，不符合热力学第二定律的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．电冰箱通过电流做功，把热量从冰箱内温度较低的冷冻室冷藏室传到冰箱外温度较高的空气中，但这一过程消耗了电能，即引起“其他变化”，符合热力学第二定律。故A正确，与题意不符；
B．工作物质从单一热源吸热，一部分用来对外做功，一部分向低温热源释放热量，符合热力学第二定律。故B正确，与题意不符；
C．单源热机不可能从高温热源吸热，全部用来对外做功而不引起其他变化。不符合热力学第二定律。故C错误，与题意相符；
D．热量可以自发的从高温热源传递到低温热源。符合热力学第二定律。故D正确，与题意不符。
故选C。
5. 现代医学采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视，所用激光的波长。已知普朗克常量，光在真空中传播的速度，则该激光中每个光子的能量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】光子的频率为
该激光中每个光子的能量为
解得
故选A。
6. 一导热性能良好的容器中气压小于外界环境的大气压强，容器中的气体和外界环境中的气体都可以看成理想气体，则下列说法正确的是（ ）
A. 容器中气体分子的平均速率小于外界环境中气体分子的平均速率
B. 容器中单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数
C. 容器中每个气体分子的运动速率都小于外界环境中每个气体分子的运动速率
D. 相同面积下，容器中内壁受到的气体压力等于外壁受到的气体压力
【答案】B
【解析】
【详解】AC．容器导热性能良好，则容器中气体温度等于外界环境温度，所以容器中气体分子的平均速率等于外界环境中气体分子的平均速率，容器中有的气体分子的运动速率大，有的气体分子运动速率小，故AC错误；
B．容器中气体温度等于外界环境温度，而容器中气压小于外界环境的大气压强，则容器中单位体积气体分子的个数小于外界环境中单位体积气体分子的个数，故B正确；
D．容器中气压小于外界环境的大气压强，则根据可知，相同面积下，容器中内壁受到的气体压力小于外壁受到的气体压力，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，假设一入射光子与静止的电子发生弹性碰撞，碰后光子的动量大小为，传播方向与入射方向的夹角为，碰后电子的出射方向与光子入射方向的夹角为。已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是（ ）

A. 碰后电子的动量B. 碰后电子的动能为
C. 入射光子碰撞前的动量D. 碰前入射光的波长
【答案】A
【解析】
【详解】A．碰撞前后动量守恒，垂直光子入射方向有
解得碰后电子的动量
故A正确；
B．碰后电子的动量
碰后电子的动能为
故B错误；
C．碰撞前后动量守恒，光子入射方向有
故C错误；
D．根据德布罗意公式可知，碰前入射光的波长为
故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 将玻璃管和塑料管分别插入水中，管中液面如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 形成左边液面的原因是水分子之间的斥力
B. 左边管为玻璃管
C. 形成右边液面的原因是材料分子间的引力
D. 右边液面是不浸润现象
【答案】BD
【解析】
【详解】BD．根据液面的形状可以判断左边管子是浸润的，右边管子是不浸润的，所以左边管子为玻璃管，故BD正确；
A．浸润是由于玻璃分子对外层水分子的吸引力大于内层水分子的吸引力，液面为凹形，故A错误；
C．不浸润是由于玻璃分子对外层水分子的吸引力小于内层水分子的吸引力，液面为凸形，故C错误。
故选BD。
9. 汽车的四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，一个循环过程气体内能变化量为0。该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。图为一定质量的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）
A. 在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量
B. 在过程中增加的内能大于在过程中减少的内能
C. 在状态a和c时气体分子平均动能可能相等
D. 在过程中增加的内能在数值上等于adcb所围的“面积”
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．从b→c过程系统从外界吸收热量，从c→d系统对外做功，从d→a系统放出热量，从a→b外界对系统做功，根据图像“面积”即为气体做功大小，则在一次循环过程中，图像中b→c→d→a围成的图形的面积为气体对外界做的功，整个过程气体内能变化为零，则即在一次循环过程中吸收的热量大于放出的热量，则b→c过程中增加的内能大于d→a过程中减少的内能，故AB正确；
C．从c到d为绝热膨胀，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体内能减少，温度降低，状态c的温度高于状态d的温度；从d到a，体积不变，由查理定律可知，压强减小，温度降低，则状态d的温度高于状态a的温度，可得状态c的温度高于状态a的温度，状态a和c时气体分子的平均动能不可能相等，故C错误；
D．在a→b过程中为绝热压缩，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，外界对其做的功全部用于增加内能，而图线与坐标轴所围面积表示外界对气体做功，所以在a→b过程中增加的内能在数值上等于abef所围的“面积”，故D错误。
故选AB。
10. 一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度的变化。下列说法正确的是（ ）
A. 若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度
B. 被封闭气体的压强为
C. 若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为
D. 若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度
【答案】AC
【解析】
【详解】B．设玻璃管在光滑斜面上运动时加速度为，对整体，由牛顿第二定律有
解得
对水银柱，根据牛顿第二定律
其中
解得被封闭气体的压强
故B错误；
A．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，被封闭气体的压强
被封闭气体做等温变化，则
解得封闭气体的长度
故A正确；
C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，被封闭气体的压强
气体做等容变化，则
可得
故C正确；
D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱，根据牛顿第二定律
其中
被封闭气体做等温变化，则
解得
，
故D错误。
故选AC。
三、非选择题：共54分。
11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，每油酸酒精溶液中有纯油酸，用注射器和量筒测得上述溶液为30滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘内，让油膜在水面上尽可能散开。
（1）本实验中做了三点理想化假设：
①将油酸分子视为________;
②油膜看成单分子层；
③油酸分子是紧挨在一起。
（2）测得油膜的面积约为，则油酸分子的直径是________。
【答案】（1）球形 （2）
【解析】
【小问1详解】
本实验中做了三点理想化假设：①将油酸分子视为球形；②油膜看成单分子层；③油酸分子是紧挨在一起的。
【小问2详解】
1滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积为
油酸分子的直径是
12. 英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置示意图如图所示。
（1）下列关于该实验描述正确的是________。
A. 粒子轰击金箔的实验可以在有空气的条件下完成
B. 该实验揭示了原子具有核式结构
C. 实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转
D. 该实验证实了汤姆逊原子模型的正确性
（2）下述关于粒子散射实验的说法正确的是________。
A. 实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分
B. 实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部电子
C. 实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量
D. 实验表明原子核是由质子和中子组成的
（3）有关粒子散射实验的图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是下列选项中的________。
A. B. C. D.
【答案】（1）B （2）C （3）B
【解析】
【小问1详解】
A．粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成，为了避免粒子和空气中的原子碰撞而影响实验结果，故A错误；
B．粒子的散射实验揭示了原子具有复杂的核式结构，故B正确；
C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后不发生偏转，只有极少数大角度的偏转，故C错误；
D．该实验否定了汤姆孙原子模型的正确性，故D错误。
故选B。
【小问2详解】
ABC．粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内，故C正确，AB错误；
D．卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，故D错误。
故选C。
【小问3详解】
A．在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故斥力指向轨迹的内侧，显然图中下方粒子受力指向轨迹的外侧，故A错误；
BCD．在粒子的散射现象中绝大多数的粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数粒子发生角度很大的偏转，个别的粒子偏转角大于90°，极少数的粒子偏转角大于150°，甚至个别粒子沿原方向弹回．原因在粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，轨迹的偏转角越大，故B正确，CD错误。
故选B。
13. 如图所示，一定质量的理想气体经历了的循环，该过程中每个状态都视为平衡态，各状态参数如图所示。C状态的压强为。
（1）求A状态的压强。
（2）完成一个循环，气体与外界热交换的热量是多少？是吸热还是放热？
【答案】（1）；（2）气体对外界放热
【解析】
【详解】（1）由理想气体状态方程有
解得
（2）理想气体从A状态到B状态的过程中，做等压变化，外界对气体做的功
解得
气体从B状态到C状态的过程中，体积不变，外界对气体做的功为零。气体从C状态到D状态的过程中，外界对气体做的功
解得
气体从D状态到A状态的过程中，体积不变，外界对气体做的功为零。一次循环过程中，外界对气体所做的总功
理想气体从A状态开始完成一次循环，回到A状态，始末温度不变，所以内能不变。根据热力学第一定律
解得
故完成一个循环，气体对外界放热。
14. 已知氢原子的能级图如图甲所示，把A金属作为光电效应实验装置的阴极K，如图乙所示，用氢原子由能级跃迁到能级所发出的光照射真空玻璃管的阴极K，恰能发生光电效应。现在用氢原子由能级跃迁到能级时发出的光去照射阴极K。已知元电荷，求：（结果均保留两位有效数字，单位都用表示）
（1）A金属的逸出功；
（2）从A金属表面逸出的光电子的最大初动能。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
氢原子由能级跃迁到能级所发出的光的能量恰能使阴极K发生光电效应，则有
解得A金属的逸出功
【小问2详解】
氢原子由能级跃迁到能级时发出光子的能量
解得
从A金属表面逸出的光电子的最大初动能
解得
15. 如图所示，两等高、内壁光滑、导热性良好的圆柱形汽缸竖直放置，左、右两侧汽缸的横截面积分别为S、2S，汽缸顶部由细管（体积不计）连通，右侧汽缸底部带有阀门K，两汽缸中均有一厚度可忽略的活塞a、b，两活塞的质量均为，汽缸密闭且不漏气。初始时，阀门K关闭，活塞b处于左侧汽缸的顶部且与顶部无弹力，封闭着气体C，活塞a处于右侧汽缸的中间位置，将汽缸分成A、B两部分，A中气体的压强为、体积为。现打开阀门K，用打气筒通过K给右侧汽缸下部分充气，每次将体积为、压强为的空气打入汽缸中，直至活塞b下降到整个汽缸高度的处。已知大气压强为，重力加速度大小为g，整个过程中，周围环境温度不变，其他量均为未知量。求：
（1）初始时，左侧汽缸中封闭的气体C的压强；
（2）充气后，右侧汽缸中封闭的气体A的压强p；
（3）打气次数n
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
初始时，对活塞b，根据受力平衡有
对活塞a，根据受力平衡有
联立解得
，
【小问2详解】
对气体C，根据玻意耳定律可知
再次对活塞b和a根据平衡条件有
联立解得
【小问3详解】
对气体B，根据玻意耳定律可知
解得
则
对气体A，根据玻意耳定律有
解得