江西省吉安市万安县中2022-2023学年高二下学期6月期末考试物理试题（含答案）

万安县中2022-2023学年高二下学期6月期末考试
物理
一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）
1．“绿色、环保、低碳”是当今世界的关键词，“低碳”要求我们节约及高效利用能源．关于能源与能量，下列说法正确的是
A．能量被使用后就消失了，所以要节约能源
B．自然界中石油、煤炭等能源可供人类长久使用
C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源
D．人类不断地开发和利用新的能源，所以能量可以被创造
2．下列说法正确的是（　　）
A．水的饱和汽压与温度无关
B．布朗运动是指液体分子的无规则运动
C．太空站中处于失重状态的水滴呈球形，是由液体表面张力引起的
D．在压强一定的情况下，晶体熔化过程中分子的平均动能一定增加
3．普朗克的能量子假设是对经典物理学思想与观念的一次重大突破，爱因斯坦因此也将能量子假设进行了推广．到了20世纪，量子力学发挥了重大作用，引领我们进入了丰富多彩的现代生活．以下表述正确的是（　　）
A．生活中并不是所有物体都在热辐射
B．普朗克的假设认为微观粒子的能量是不连续的
C．原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量可以是连续的
D．原子的能量是量子化的，当原子处于能量最高状态时是最稳定的
4．一定量的理想气体从状态a经状态b变化到状态c，其过程如图所示，则气体（ ）
A．状态a处的压强大于状态c处的压强
B．状态b处的压强小于状态c处的压强
C．由a变化到b的过程中，气体向外界放热
D．由a变化到c的过程中，从外界吸收的热量小于其增加的内能
5．如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光，比较a、b、c三束光，可知（ ）
A．当它们在真空中传播时，c光的波长最长
B．当它们在玻璃中传播时，c光的速度最大
C．若它们都从玻璃射向空气，c光发生全反射的临界角最大
D．对同一双缝干涉装置，c光干涉条纹之间的距离最小
6．水平放置、两端封闭的玻璃管中间有一段水银柱，A、B是管中的两部分气体。在初始状态，，，处于平衡。现在对玻璃管均匀加热，则（　　）
A．水银柱将向右移动 B．水银柱将向左移动
C．水银柱将不移动 D．水银柱将往复振动
7．如图所示，在做托里拆利实验时，玻璃管内有些残留的空气，此时玻璃管竖直放置。假如把玻璃管缓慢竖直向上提起一段距离，玻璃管下端仍浸在水银中，在这过程中，大气的压强、温度均保持不变。则管内的空气（视为理想气体）（　　）
A．体积增大 B．压强增大 C．放出热量 D．内能增大
8．下列说法中正确的是（　　）
A．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力
B．毛细管插入不浸润液体中管内液面会上升
C．对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大
D．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
9．一定质量的理想气体的体积V与热力学温度T的关系图像如图所示，气体由状态a经状态b、c到状态d，O、a、d三点在同一直线上，ab和cd平行于横轴，bc平行于纵轴，则下列说法正确的是（　　）
A．状态a的压强大于状态b的压强
B．由状态a变化到状态b，气体对外做功
C．由状态c变化到状态d，气体的密度不变
D．由状态b变化到状态c，气体对外做功，内能不变
E．由状态a变化到状态d，气体对外做功，内能增大
10．光电倍增管（PMT）是一种高灵敏度和超快时间响应光探测器，如图所示，它由光阴极K、倍增级和阳极A等组成，由玻璃封装，内部高真空，其倍增级又由一系列倍增极组成，每个倍增极工作在前级更高的电压下、当入射光照射光阴极，产生光电子，经电场加速聚焦后，带着更高的能量撞击第一级倍增管，发射更多的低能量的电子，这些电子依次被加速向下级倍增极撞击，导致一系列的几何级倍增，最后，在高电位的阳极收集到放大了的光电流。下列说法正确的是（　　）
A．只要有光入射，就能在阳极获得放大的光电流
B．增大倍增级间的电压有利于提高其灵敏度
C．入射光的频率越高，阴极K发射出的光电子的初动能都越大
D．改变光强会影响其灵敏度
11．一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强一体积（p－V）图像上的两条曲线Ⅰ和Ⅱ表示，如图所示，曲线均为反比例函数曲线的一部分。a、b为曲线Ⅰ上的两点，气体在状态a和b的压强分别为、，温度分别为Ta、Tb。c、d为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c和d的压强分别为、，温度分别为Tc、Td。下列关系式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
二、实验题（共20分）
12．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的体积比浓度为，用注射器测得上述溶液有80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，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图所示，图中正方形格的边长为，则：
（1）本实验已经准备的器材有：油酸酒精溶液、注射器、浅盘和水、玻璃板、量筒、彩笔和坐标纸，要完成本实验，还欠缺的器材有___________。
（2）1滴溶液中纯油酸的体积是___________。
（3）油酸薄膜的面积是___________。
（4）油酸分子的直径是___________m。（结果保留两位有效数字）
（5）利用单分子油膜法可以粗测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴纯油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，油酸的密度为，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为___________。
13．利用双缝干涉测光的波长实验中，双缝间距d=0.4mm，双缝到光屏的距离L=0.5m，用某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图所示，分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数也如图中所示，则：
（1）分划板在图中A、B位置时游标卡尺读数分别为xA=11.1mm，xB=_______mm；相邻两条纹间距Δx=_________mm；
（2）波长的表达式λ=_________（用Δx、L、d表示），该单色光的波长λ=_________m；
（3）若改用频率较高的单色光照射，得到的干涉条纹间距将____（填“变大”、“不变”或“变小”）。
三、计算题（共36分）
14．在图中，直线PQ表示光电子的最大初动能与入射光频率的变化关系．
（1）图中哪一个值可确定普朗克恒量h．
（2）图中哪一个线段表示极限频率0的值．
（3）图中哪一个线段相当于金属的逸出功W．
15．如图所示，固定在水平面开口向上的导热性能良好足够高的汽缸，质量为m＝5kg、横截面面积为S=50cm2的活塞放在大小可忽略的固定挡板上，将一定质量的理想气体封闭在汽缸中，开始汽缸内气体的温度为t1=27℃、压强为p1=1.0×105Pa。已知大气压强为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2。
(1)现将环境的温度缓慢升高，当活塞刚好离开挡板时，温度为多少摄氏度？
(2)继续升高环境的温度，使活塞缓慢地上升H=10cm，在这上过程中理想气体的内能增加了18J，则气体与外界交换的热量为多少？
16．回旋加速器的示意图如图甲所示，两D形金属盒半径为R，两盒间狭缝间距为d，匀强磁场与盒面垂直，加在狭缝间的交变电压的变化规律如图乙所示，周期为T，U未知。盒圆心O处放射源放出粒子飘入狭缝，其初速度视为零，有粒子经电场加速和磁场偏转，最后从盒边缘的窗口P射出。不考虑粒子的重力及粒子间相互作用。
（1）若放射源是，自发衰变成的同时放出一个粒子，衰变过程中释放的核能为。已知核的比结合能为，核的比结合能为，请写出衰变方程，并求所释放粒子的比结合能；
（2）若放射源持续均匀地放出质量为m、电荷量为的粒子。
①在时刻放出的一个粒子，经过4次加速后到达图中的A点，OA间的距离为x，求该粒子到达A点的速度大小；
②由于粒子在电场中加速需要时间，部分粒子不能被顺利加速到从P处射出。为使得从P处出射的粒子与放射源放出粒子的数目之比大于40%，求U应满足的条件。

1．C
A．能量是守恒的，能量使用后可能散失到自然界而无法收集，所以要节约能源，A错误；
B．自然界中石油、煤炭等能源是不可再生能源，都是有限的，不可能供人类长久使用，B错误；
C．人类应多开发与利用风能、太阳能等新型能源，选项C正确；
D．能量不能创生也不能消失，D错误；
故选C。
2．C
A．水的饱和汽压与温度有关，选项A错误；
B．布朗运动是指悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的表现，选项B错误；
C．太空站中处于失重状态的水滴呈球形，是由液体表面张力引起的，选项C正确；
D．在压强一定的情况下，晶体熔化过程中温度不变，则分子的平均动能一定不变，选项D错误。
故选C。
3．B
A. 生活中的所有物体都在发生热辐射，故A错误；
B．普朗克的假设认为微观粒子的能量是不连续的，故B正确；
C．原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量是不连续的，故C错误；
D．原子的能量是量子化的，当原子处于能量最低状态时是最稳定的，故D错误。
故选B。
4．A
AB．根据理想气体状态方程可知
即图像的斜率为，故有
故A正确，B错误；
CD．理想气体由a变化到b和由a变化到c的过程中，体积增大，则气体对外做功，温度升高，则内能增大，由热力学第一定律有
而，，则有
可得
，
即气体从外界吸热，且从外界吸收的热量大于其增加的内能，CD错误。
故选A。
5．D
A．由图可知
a光频率小，波长长；c光频率大，波长短，A错误；
B．由
知：在玻璃中传播时，a光的速度最大，c光的速度最小，B错误；
C．由
知：从玻璃射向空气，a光发生全反射的临界角最大，c光发生全反射的临界角最小，C错误；
D．双缝干涉条纹间距
a的波长长，条纹间距大，c波长短，条纹间距小，D正确。
故选D。
6．C
假设水银柱不动，则气体体积不变，由查理定律得
由于两部分气体的 、T1、p都相等，则气体压强的变化量 相等，水银柱受到两边气体压力的变化量相等，则水银柱保持不动。
故选C。
7．A
在实验中，水银柱产生的压强加上封闭空气柱产生的压强等于外界大气压。如果将玻璃管向上提，则管内水银柱上方空气的体积增大，因为温度保持不变，所以压强减小；温度不变，则气体的内能不变，体积变大，气体对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量，故BCD错误，A正确；
故选A。
8．ACD
A．液体的表面张力是分子之间的相互作用力，与重力无关，所以在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力，故A正确；
B．毛细管插入不浸润液体中管内液面会下降，选项B错误；
C．对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大，选项C正确；
D．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小，选项D正确。
故选ACD。
9．CDE
AB．由状态a变化到状态b的过程中，气体发生等容变化，气体对外界不做功，根据查理定律
可知气体的温度升高，压强增大，则状态a的压强小于状态b的压强，故AB错误；
C．由状态c变化到状态d，气体发生等容变化，体积不变，质量不变，所以密度不变，故C正确；
D．由状态b变化到状态c，气体体积增大，气体对外界做功，温度不变，则内能不变，故D正确；
E．由状态a变化到状态d，气体体积增大，气体对外做功，温度升高，内能增大，故E正确。
故选CDE。
10．BD
A．只有满足一定频率的光照射时才能发生光电效应，才能在阳极获得放大的光电流，故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，故B正确；
C．增大入射光的频率，由光电效应方程可知，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，故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，故D正确。
故选BD。
11．BC
A．根据理想气体状态方程
以及曲线均为反比例函数曲线的一部分，可得ab为等温变化，所以有
故A错误；
B．a到c为等压变化，所以有
得
B正确；
C．c到d为等温变化，所以有
解得
所以有
故C正确；
D．a到b为等温变化，所以有
得
所以结合C选项有
故D错误。
故选BC。
12．痱子粉 117~121都对
（1）[1]在本实验中，要用量筒量取酒精和油酸，从而配制酒精油酸溶液，先在水槽中洒上痱子粉，再将用酒精稀释过的油酸用滴管滴到水面上，将玻璃板盖在水槽上，在玻璃板上铺上坐标纸，用彩笔画出油膜的边界，则用数格子的方法得出形成的面积； 则可根据体积公式求得分子直径，故实验中还需要痱子粉；
（2）[2]一滴酒精油酸溶液含纯油的体积
（3）[3]由图算出油膜的个数约为119个，则油膜的面积为
（4）[4]由于形成单分子油膜，油酸分子的直径等于油膜的厚度，则有
（5）[5]油酸的摩尔体积为
油酸分子的直径
则油酸分子的体积
阿伏加德罗常数
13．15.6 0.75 变小
（1）[1]图B位置游标卡尺的读数为
xB=15mm+0.1×6mm=15.6mm
[2]相邻条纹的间距为
（2）[3][4]根据双缝干涉规律
解得
代入数据解得
（3）[5]若改用频率较高的单色光照射，它的波长较短，根据可知，得到的干涉条纹间距将变小。
14．(1) (2) Q (3)P
（1）根据光电效应方程有：，可知图线的斜率；
（2）当时，光电子最大初动能为零，知金属的极限频率；
（3）金属的逸出功，或由图线的纵轴截距可知逸出功．
15．(1) 57℃；(2)73J
(1)气体的状态参量
，
对活塞由平衡条件得
解得
由查理定律得
解得
则
(2)继续加热时，理想气体等压变化，则温度升高，体积增大，气体膨胀对外界做功，外界对气体做功
根据热力学第一定律，可得理想气体从外界吸收的热量
16．（1），；（2）①，②
（1）核反应方程式为
由能量关系可知
解得
（2）①粒子经过电场加速，根据动能定理可得
粒子在磁场中由洛伦兹力提供向心力可得
粒子运动的轨迹如图所示

根据几何关系有
粒子运动周期等于交变电压的周期，则有
又粒子运动周期为
解得4次加速后到达A点的速度为
②设最终出射速度为v，则有
粒子在电场中的加速度为
设加速的总时间为，则有
解得
在第一个周期内只有时间内放出的粒子能够从P处射出，其他周期情况相同，则有
解得