河南省商丘名校2021-2022学年高二下学期期末联考物理试题（Word版含答案）

商丘名校2021-2022学年高二下学期期末联考
物理试题
（考试时间：90分钟 试卷满分：110分）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求．多选题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）
1．根据分子动理论知识下列说法中正确的是（ ）
A．布朗运动就是液体分子的无规则运动
B．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的
C．气体压强是气体分子间斥力的宏观表现
D．热传递的条件是物体存在内能差，热量从内能大的物体传递到内能小的物体，直到两物体的温度相等
2．下列现象中，与原子核内部变化有关的是（ ）
A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象
B．阴极射线打到金属上从金属中发出X射线
C．氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象
D．含铀的矿物质自发向外放出射线（高速电子流）的现象
3．关于液体的饱和汽压下列说法正确的是（ ）
A．饱和汽的压强一定大于非饱和汽的压强
B．当水面上的水蒸气达到饱和状态时，水中将不会有水分子飞出水面
C．饱和汽压与体积无关，只与温度有关，温度越低饱和汽压越低
D．密闭容器中某种蒸汽开始若是饱和的，保持温度不变增大容器的体积，蒸汽仍是饱和的
4．下列关于热现象的说法中正确的是（ ）
A．相互间达到热平衡的两物体的内能不一定相等
B．温度高的物体比温度低的物体具有的内能大
C．只要知道氧气的摩尔体积和氧气分子的体积，就可以计算出阿伏加德罗常数
D．—定量100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子平均动能增加
5．下列说法正确的是（ ）
A．光具有波粒二象性说明光子一边振动一边向远处传播
B．结合能越大，表示核内部核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．粒子散射实验中，有些粒子发生大角度偏转的原因是与原子核发生了直接碰撞
D．炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱
6．某轮胎正常工作的胎圧范围是1.7atm～3.5atm（轮胎的容积不变）。欲使该轮胎能在的温度范围内正常工作，则在20℃时给该轮胎充气，充气后的胎压应控制在
A．2.0atm—2.3atm B．2.3atm—2.6atm
C．2.6atm—2.9atm D．2.9atm—3.2atm
7．下列四幅图中，、、和质子（）四种粒子，标注正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图，一开口向下的直玻璃管，通过细绳悬挂固定，玻璃管下端浸没在固定的水银槽中，管内液面高于管外液面。现向水银槽内加入水银，则（ ）
A．管内气体压强变大 B．细绳拉力不变
C．管内气体体积不变 D．管内外液面高度差变大
9．关于液体和液晶，下列说法正确的是（ ）
A．液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力
B．不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力
C．用吸管将牛奶吸入口中是利用了毛细现象
D．液晶显示器是利用了加电压后两极间液晶的旋光性
10．2022年全国低碳日为6月15日。全国低碳日活动主题是“落实‘双碳’行动，共建美丽家园”。“低碳生活”节能环保，有利于减缓全球气候变暖和环境恶化的速度。人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的封存技术，实际上就是把二氧化碳存放在特定的一种自然或人工“容器”中，利用物理、化学、生化等方法，将二氧化碳封存百年甚至更长的时间。在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中（ ）
A．外界对封闭气体做负功
B．封闭气体向外界传递热量
C．封闭气体分子的平均动能增大
D．封闭气体由于气体分子密集程度增大，而使压强增大
11．关于两类永动机和热力学的两个定律，下列说法正确的是（ ）
A．一切物理过程都不可能自发地进行
B．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功
C．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能是可能的
D．做功可以改变物体的内能，热传递也可以改变物体的内能，同时做功和热传递一定会改变物体的内能
12．分子势能与分子间距r的关系如图所示，图线与横轴交点的坐标值为，图线最低点对应的横坐标为，取无限远处的分子势能为0，两分子间引力和斥力的合力为F，则下列说法正确的是（ ）
A．当时，分子间的作用力为零
B．当时，分子力随分子间距r的增大而减小
C．当时，分子力随分子间距的减小而增大
D．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距r的增大而增大
二、实验题（本题共2小题，共15分）
13．（6分）在“油膜法估测分子直径”的实验中，我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
（1）某同学所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有6mL纯油酸，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水且表面撒有痱子粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标纸中方格的边长为2cm。油膜的面积是__________，按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为__________m（结果保留一位有效数字）。
（2）该同学做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是________。
A．将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算
B．油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化
C．水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开
D．计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理
14．（9分）利用如图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门甲固定在斜面上，光电门乙的位置可移动（光电门甲更靠近滑块）。两光电门之间的距离为s，在滑块上面安装宽度为d的遮光片，当滑块从木板上的特定点无初速度释放时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t．
（1）该同学多次改变光电门乙的位置，让滑块从同一位置无初速度释放，并测出多组s和t，以为纵坐标，以t为横坐标，做出的关系图线如图2所示，A、B为图线上的两点，其对应的坐标均为已知，滑块下滑的加速度大小为________。（用题中所给的物理量符号表示）
（2）进一步分析图2、滑块通过光电门甲的速度大小为________。（用题中所给的物理量符号表示）
（3）用遮光片过光电门这段时间的平均速度近似代表滑块通过光电门这一位置时的瞬时速度。利用此实验装置，为使滑块通过光电门乙的平均速度更接近瞬时速度，下列做法正确的是________。（填选项代号）
A．换用宽度更宽的遮光片 B．换用宽度更窄的遮光片
C．增大滑块的质量 D．增大光电门乙与滑块间的距离
三、计算题（本题共4小题，共47分．解题要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数据计算的题目，还应计算出最后结果，只有最后答案的不得分．）
15．（10分）如图所示为质量为m的理想气体进行“奥托循环”的图像，其中过程1和过程3为等容过程，过程2和过程4为绝热过程（气体与外界无热量交换），a、b、c、d为循环过程中的四个状态：
（1）若该气体摩尔质量为M，气体在d状态时的压强为，体积为，温度为，在a状态时压强为，温度为，求气体在a状态时单位体积内的分子数。（已知阿伏加德罗常数）
（2）若2过程中吸收的热量为，4过程中放出的热量为，求奥托热机的效率。［热机效率为气体对外做的净功（即气体对外做功的绝对值府外界对气体做功的差值）与从高温热源吸收热量的比值］
16．（10分）如图所示，横截面积为的汽缸竖直放置，卡环上方的活塞A连同其上的物块质量为。质量为的自由活塞B的下方封有一定质量的氮气，两活塞之间有单向进气口与大气相连，空气柱的高度为，氮气柱的高度为。现通过打气筒由进气口缓慢向汽缸内充入压强为的空气，每次充入50mL，直至活塞A恰好离开卡环，充气过程不发生漏气。汽缸与活塞均用导热材料做成，环境温度保持不变，气体都可以视为理想气体，大气压强，初始时A、B间空气的压强为，取。求：
（1）氮气的初态压强和末态的压强；
（2）通过打气筒向汽缸内充气的次数。
17．（12分）一群处于第4能级的氢原子，最终都回到基态，能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像（如图乙）。已知氢原子的能级图如图丙所示。
（1）求该金属逸出功W；
（2）求b光照射金属时的遏止电压；
（3）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用表示。一台发光功率为的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，求其在物体表面引起的光压，已知光速为c。
18．（15分）如图所示，光滑的水平地面与倾角为30°的足够长的光滑斜坡平滑相连，某时刻A球在斜坡底C位置，B球在A球左边相距的地方，A球以的初速度滑上斜坡，B球也以的速度向右匀速运动。两小球经过C点时速度大小不变，已知A、B两球沿斜坡上滑和下滑时加速度不变，两球加速度大小均为，方向均沿斜坡向下。求：
（1）A滑上斜坡后经过多长时间两物块相遇；
（2）若将A球在C位置的初速度改为20m/s，其余条件不变，A滑上斜坡后经过多长时间两球相遇。
2021—2022学年下期期末联考
高二物理参考答案
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求．多选题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）
1．【答案】B
【解析】布朗运动是悬浮在液体（或者气体）当中的固体颗粒的无规则运动，既不是液体分子的运动也不是固体分子的运动，它间接反映了液体分子的无规则的热运动，故A错误；扩散现象是由物质分子的无规则运动产生的，故B正确；气体压强是分子热运动对器壁频繁碰撞的结果，而气体分子间作用力十分微弱，且表现为引力，故C错误；热传递的条件是温度差，热量从髙温物体传递到低温物体，直到两物体的温度相等，故D错误。故选B。
2．【答案】D
【解析】紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象属于光电效应，与原子核外部的电子变化有关，故A错误；阴极射线打到金属上从金属中发出的X射线，是核外内层电子受激发产生的，未产生新核，故B错误；氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象是核外电子在各个能级之间跃迁产生的，不涉及原子核内部变化，故C错误；含铀的矿物质自发向外放出射线（髙速电子流）的现象是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子产生的，与原子核内部变化有关，故D正确。故选D。
3．【答案】C
【解析】相同温度、相同液体，饱和汽的压强大于末饱和汽的压强，但不同温度、液体不一定，故A错误；当水面上的水蒸气达到饱和状态时，水中依然会有水分子飞出水面，只不过飞出和进入水面的分子数相同，故B错误；饱和汽压与体积无关，只与温度有关，温度越低饱和汽压越低，故C正确；温度不变则饱和汽压不变，增大容器的体积，则蒸汽压变小，则蒸汽变为不饱和，故D错误。故选C。
4．【答案】A
【解析】相互间达到热平衡状态的两个物体温度一定相等，内能不一定相等，故A正确；影响物体内能大小的因素有温度、质量、状态等，温度髙的物体内能不一定就大，温度低的物体内能不一定小，故B错误；知道气体的摩尔体积和阿伏加德罗常数可以计算出每个气体分子占据的平均空间，但不是分子的体积，故知道氧气分子的摩尔体积和氧气分子的体积，不能计算出阿伏加德罗常数，故C错误；同种物质的平均分子动能只与温度有关，温度相等则分子平均动能相等，故D错误。故选A。
5．【答案】D
【解析】光的波粒二象性是指光既具有波动特性，又具有粒子特性，科学家发现光既能像波一样向前传播，同时光也是由一个个不可分割的能量子组成的，具有粒子性，故A错误；比结合能越大，表示核内部核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B错误；粒子散射实验中，有些粒子发生大角度偏转的原因是受到原子核内电荷的斥力发生的，故C错误；炽热的固体、液体和髙压气体发出的光谱是连续光谱，故D正确。故选D。
6．【答案】B
【解析】轮胎内气体体积不变，则为保证安全，则在90℃时压强不超过3.5atm；在时压强不低于1.7atm，则根据查理定律，，解得，，充气后的胎压应在2.14atm到2.83atm范围内比较合适，故选B。
7．【答案】C
【解析】A图为链式反应示意图，图中标注的粒子为中子不是，A错误；B图标注的粒子为粒子，B错误；C图为卢瑟福用粒子轰击获得反冲核，发现了质子示意图，标注的粒子为，C正确；射线穿透能力较弱，不能穿透铝箔，射线穿透能力强，但不带电，在偏转电场中不会偏转。D图标注的粒子为粒子，D错误。故选C。
8．【答案】A
【解析】向水银槽内加入水银，假设玻璃管内气体压强不变，根据，则管内气体体积不变，加入水银后管内外水银面髙度差减小，而大气压强不变，管内水银面将向上移动，假设不成立，同理可得出管内气体压强变小也不可能，所以管内气体压强一定变大，故A正确；管内气体压强p变大，根据，则管内气体体积变小，故C错误；对玻璃管受力分析，细绳拉力，管内气体压强p变大，则细绳拉力变小，故B错误；管内气体压强p变大，根据，管内外液面髙度差h变小，故D错误。故选A。
9．【答案】AB
【解析】液体表面层分子的分布比内部稀疏，分子力表现为引力，A正确；不浸润现象说明固体分子对液体分子的吸引力小于液体分子之间的吸引力，B正确；用吸管将牛奶吸入口中是利用了大气压强的原理，不是毛细现象，故C错误；液晶显示器在两极间加上电压后，液晶的旋光性消失，D错误。故选AB。
10．【答案】BD
【解析】气体体积减小，外界对气体做正功，A错误；气体温度不变，内能不变，外界对气体做正功，由热力学第一定律知此过程气体放热，即向外界传递热量，B正确；气体温度不变，分子平均动能不变，C错误；气体发生等温变化，体积减小，气体分子密集程度增大，则压强增大，D正确。故选BD。
11．【答案】BC
【解析】根据热力学第二定律，一部分物理过程可以自发进行的，故A错误；根据热力学第二定律可以知道：气体不可能从单一热源吸热，并全部用来对外做功而不引起其他变化;若引起外界变化则可以，B正确；根据热力学第二定律可知，利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的，故C正确；做功可以改变物体的内能，热传递可以改变物体的内能，但同时做功和热传递不一定会改变物体的内能，比如物体吸收热量的同时对外做功，内能不一定改变，故D错误。故选BC。
12．【答案】CD
【解析】当时，分子间的作用力表现为斥力，分子间作用力不为零，A错误；当时，分子力随分子间距r的增大可能先增大后减小，也可能一直减小，与具体位置有关，B错误；当时，分子间的作用力表现为斥力，分子力随分子间距r的减小而增大，C正确；当时，分子间的作用力表现为引力，随分子间距增大，分子力做负功，分子势能增大，D正确；故选CD。
二、实验题（本题共2小题，共15分）
13．【答案】（6分）
（1）280～300
（2）AC（每空2分）
【解析】（1）面积超过正方形一半的正方形的个数为70个，则油酸膜的面积约为；每滴酒精油酸溶液中含有纯油酸的体积，把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径。
（2）根据题意可知，油酸分子的直径为，将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，所测油酸体积偏大，油酸分子的直径偏大，故A正确；油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，则所含油酸体积偏大，则面积变大，故油酸分子的直径偏小，故B错误；水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，所测油酸面积偏小，则油酸分子的直径偏大，故C正确；计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，所测油酸面积偏大，油酸分子的直径偏小，故D错误。故选AC。
14．【答案】（9分）
（1） （2） （3）BD（每空3分）
【解析】（1）设滑块经过光电门甲时的速度为，设滑块的加速度为a，滑块通过两个光电门的过程，根据运动学公式可得，可得，可知图像的切线斜率为，根据图2可得，联立可得滑块下滑的加速度大小为．
（2）根据可知图像的纵轴截距为，根据图2可得，联立解得滑块通过光电门甲的速度大小为．
（3）根据可知，当时，可近似看作物体的瞬时速度，当换用宽度更窄的遮光条，则运动时间越趋近于零，求出的平均速度越接近瞬时速度，选项A错误，B正确；滑块的质量对滑块的速度大小的测定没有影响，而若增加光电门乙与滑块间的距离，则滑块到达光电门乙时的速度会变大，遮光时间变短，则此时的平均速度更接近于瞬时速度。故选BD。
三、计算题（本题共4小题，共47分．解题要写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数据计算的题目，还应计算出最后结果，只有最后答案的不得分．）
15．【解析】（10分）
（1）分子总数（1分）
对于4过程，由理想气体状态方程，得（2分）
解得
（2分）
（2）设整个循环过程中对外做净功为W，由整个过程（1分）
热力学第一定律（2分）
得
所以效率（2分）
16．【解析】（10分）
（1）初态时，活塞B受力平衡，有
（1分）
解得（1分）
末态时，对活塞A及物块整体受力分析，有
（1分）
对活塞B受力分析，有（1分）
联立解得（1分）
（2）对氮气，根据玻意耳定律有（1分）
解得（1分）
即活塞B将下移（1分）
对两活塞间的空气，由玻意耳定律有
（1分）
解得（1分）
17．【答案】（1）6.75eV （2）5.34V （3）
【解析】（1）由图可得，则a光照射金属时的最大初动能
（1分）
由题意易知，a光为4能级跃迁到基态时所放出的光。a光的光子能量为
（1分）
根据光电效应方程，则有
（1分）
解得
（1分）
（2）由题意易知，b光为3能级跃迁到基态时所放出的光。b光的光子能量为
（1分）
（1分）
解得（1分）
（3）一小段时间内激光器发射的光子数
（1分）
光照射物体表面，由动量定理（1分）
其中（1分）
产生的光压（1分）
解得（1分）
18．【答案】（1）2.8s； （2）10.4s
【解析】（1）A球滑到最大位移所用时间为（1分）
B球到达C点所用时间为（1分）
故A球在斜面上上滑1.6s时B球才滑到斜面底端；
从开始出发计时，设经过时间t两球相遇，A球位移为
（1分）
B球沿斜面位移为，（1分）
相遇时满足（1分）
代入可得（1分）
（2）A滑到最髙点所用时间为（1分）
最大位移为（1分）
B滑到斜面最髙点时间为
（1分）
故B滑到最髙点时，A还未到最髙点，则两球肯定不会在斜面上相遇，应该在水平面上A球追上B球；
B球滑回到C点时所用时间为（1分）
之后在水平面上匀速向左运动；
A球滑回到C点所用时间为（1分）
之后A球以20m/s速度追B球，此时两球的距离为
（1分）
则A球追上B球须满足（1分）
得（1分）
故总时间为（1分）