精品解析：吉林省通化市梅河口市博文学校2023-2024学年高二下学期第二次考试（期中）物理试题

2023-2024学年度第二学期第二次考试 高二物理试卷 第I卷（选择题，共53分） 一、选择题（1-7单选题，每题5分；8-10多选题，每题6分，漏选得3分，错选不得分。） 1. 下列说法中正确的是（ ） A. 分子间距离越大，分子势能就越大 B. 分子间距离越大，分子力越大 C. 布朗运动是液体分子的热运动 D. 堆放煤的墙角，一段时间后墙体变黑，说明分子在不停的运动 2. 下列说法中正确的是（ ） A. 两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同 B. 物体的温度越高，它的每一个分子热运动的速率一定越大 C. 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大 D. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大 3. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 图甲中实验现象说明薄板材料是非晶体 B. 图乙当分子间距离为时，分子力为零，分子势能最小 C. 图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 D. 图丁中，微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 4. 关于质量一定的理想气体，下列说法正确的是（ ） A. 气体温度降低，其压强可能减小 B. 气体体积减小，其压强一定增大 C. 气体不断被压缩的过程中，其温度一定升高 D. 气体与外界不发生热量交换的过程中，其内能一定不改变 5. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，下列说法正确的是（　　） A. 气体一定吸收热量 B. 分子的平均动能减小 C. 气体的内能可能减少 D. 单位体积内的分子数增加 6. 结合下列图像，所给选项中的分析和判断正确的是（ ） A. 图甲中，由于光电管加的是反向电压，灵敏电流计所在的支路中不可能存在光电流 B. 图乙中，一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时能放出6种频率的光子 C. 图丙中，A光和C光是同种频率的光，A光的饱和电流大是因为A光的光照强度强 D. 如果处于能级的氢原子向能级跃迁时，辐射出的光能够使图甲中金属发生光电效应，那么处于能级的氢原子向能级跃迁时，辐射出的光也能够使图甲中金属发生光电效应 7. 一定质量的理想气体经历a→b→c过程，其中a→b是等温过程，b→c是等压过程，则（ ） A. a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大 B. a、b、c三个状态中，气体在b状态分子数密度最大 C. a→b过程中，气体既不吸热也不放热 D. b→c过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功 8. 下列说法中正确的是（ ） A. 把地面的土壤锄松，有助于保存地下的水分 B. 某种液体是否浸润固体，仅由液体性质决定，与固体的性质无关 C. 液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性 D. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，这是由于高温使分子无规则热运动加剧的缘故 9. 如图甲为氢原子的能级图，一群氢原子处于第3能级，将它们向低能级跃迁发出的光分别照射光电管的阴极K，只能测得a、b两种光的光电流I随光电管两端电压U变化的关系，如图乙所示。则（　　） A. 阴极K的逸出功大于 B. b光为氢原子从2能级跃迁到1能级产生的 C. a光照射时产生光电子的最大初动能比b光照射时的大 D. a光照射时单位时间内产生光电子的个数比b光照射的多 10. 如图为某款自行车的气压式减震装置，活塞连接车把，汽缸连接前轮。当路面不平时，自行车颠簸使得活塞上下振动，汽缸内封闭的理想气体体积随之变化，起到减震作用。活塞迅速下压的过程中，汽缸内的气体（　　） A. 对外做正功 B. 内能减小 C. 温度升高，分子平均动能增加 D. 分子对汽缸壁单位面积的平均撞击力增加 第II卷（非选择题，共47分） 二、填空题（12分） 11. 1. 一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的循环过程，其压强p随的变化如图所示，状态B的温度比状态C的温度______（填“较高”、“较低”或者“相等”）；C→A过程中气体______（填“吸收”或“放出”）热量，A→B→C→A的循环过程，气体对外界______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”）。 12. 氢原子的能级图如图所示。现有一群氢原子处在能级，向低能级跃迁的过程中最多能辐射出___________种频率的光子，其中波长最长的光子能量为___________；用能级直接跃迁到能级时辐射出的光子照射金属钾（逸出功为），发生光电效应时光电子的最大初动能为___________。 三、解答题（35分） 13. 某同学设计一装置来探究容器内气体状态受外界环境变化的影响。如图所示，在容器上插入一根两端开口足够长的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积，管内一长h=11cm的静止水银柱封闭着长度 的空气柱，此时外界环境的温度 。现把容器浸没在水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为10cm，已知容器的容积。求∶ （1）水的温度 T； （2）若容器未浸入水中，向玻璃管加注水银，使水银柱的长度增加，仍使水银柱静止时下方的空气柱长度为10cm，求外界大气压。 14. 如图所示，竖直面内有一粗细均匀的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强的理想气体A，左管上端封有长度的理想气体B，左右两侧水银面高度差，此时A、B气体的温度均为。 （1）求初始时理想气体B的压强； （2）保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热，求左侧液面下降4cm时气体B的温度。 15. 绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，缸内气体的内能，如图甲所示。已知活塞横截面积，其质量，大气压强，重力加速度，如果通过电热丝给封闭气体缓慢加热，活塞由原来的P位置移动到Q位置，此过程封闭气体的图像如图乙所示，且知气体内能与热力学温度成正比。求： （1）封闭气体最后的体积V； （2）封闭气体吸收的热量Q。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度第二学期第二次考试 高二物理试卷 第I卷（选择题，共53分） 一、选择题（1-7单选题，每题5分；8-10多选题，每题6分，漏选得3分，错选不得分。） 1. 下列说法中正确的是（ ） A. 分子间距离越大，分子势能就越大 B. 分子间距离越大，分子力越大 C. 布朗运动是液体分子的热运动 D. 堆放煤的墙角，一段时间后墙体变黑，说明分子在不停的运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．设为分子平衡距离，当时分子力表现为斥力，随分子间距离增大分子势能减小；当时分子力表现为引力，随分子间距离增大分子势能增大，因此分子势能随分子间距离增大先减小后增大，并非一直增大，故A错误； B．分子力的变化规律为：时随距离增大分子力减小，时随距离增大分子力先增大后减小，时分子力趋近于0，并非分子间距离越大分子力越大，故B错误； C．布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，是液体分子热运动的反映，不是液体分子本身的热运动，故C错误； D．堆放煤的墙角一段时间后墙体变黑，是煤分子扩散进入墙体的扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故D正确。 故选D。 2. 下列说法中正确的是（ ） A. 两个不同的物体，只要温度和体积相同，内能就相同 B. 物体的温度越高，它的每一个分子热运动的速率一定越大 C. 温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子热运动的平均动能越大 D. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体的内能由物质的量、温度、体积、物态共同决定，两个不同物体仅温度和体积相同，平均动能相等，内能不一定相同，故A错误； B．温度是大量分子热运动的宏观统计量，温度越高仅说明分子热运动的平均速率越大，不代表每一个分子的热运动速率都更大，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，分子热运动的平均动能与热力学温度成正比，温度越高，分子热运动平均动能越大，故C正确； D．物体内能由多个因素共同决定，温度高的物体若物质的量很小，内能可能小于温度低但物质的量很大的物体，故D错误。 故选C。 3. 关于下列各图，说法正确的是（　　） A. 图甲中实验现象说明薄板材料是非晶体 B. 图乙当分子间距离为时，分子力为零，分子势能最小 C. 图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图 D. 图丁中，微粒越大单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中，实验现象说明薄板材料在导热性上具有各向同性，但薄板材料可能是非晶体，也可能是多晶体，故A错误； B．图乙当分子间距离为时，分子力为零，，分子势能最小，故B正确； C．图丙中，对应曲线为同一气体温度较高时的速率分布图，故C错误； D．图丁中，微粒越小，单位时间内受到液体分子撞击次数越少，不平衡性越明显，布朗运动越明显，故D错误。 故选B。 4. 关于质量一定的理想气体，下列说法正确的是（ ） A. 气体温度降低，其压强可能减小 B. 气体体积减小，其压强一定增大 C. 气体不断被压缩的过程中，其温度一定升高 D. 气体与外界不发生热量交换的过程中，其内能一定不改变 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据质量一定的理想气体状态方程（为定值），若气体体积不变，温度降低时压强必然减小，因此压强存在减小的可能，故A正确； B．根据，气体体积减小时，若温度同时降低，压强可能减小、不变或增大，并非一定增大，故B错误； C．气体被压缩时外界对气体做功（），由热力学第一定律 若气体同时向外界放热（），则内能可能减小，而理想气体内能仅与温度有关，因此温度不一定升高，故C错误； D．气体与外界无热量交换即 若外界对气体做功或气体对外做功（），则由 可知，内能会发生改变，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，下列说法正确的是（　　） A. 气体一定吸收热量 B. 分子的平均动能减小 C. 气体的内能可能减少 D. 单位体积内的分子数增加 【答案】A 【解析】 【详解】B．一定质量的理想气体从状态A等压变化到状态B，根据盖-吕萨克定律得 由于气体的体积增大，所以气体的温度升高，则分子的平均动能应该增大，故B错误； C．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，由于温度升高，所以气体的内能增加，故C错误； D．一定质量的理想气体，分子总数不变，由于体积增大，所以单位体积内的分子数应该减小，故D错误； A．根据上述分析可知，外界对气体做的功W＜0，气体内能的增量∆U＞0，根据热力学第一定律 可知，Q＞0，即气体一定吸收热量，故A正确。 故选A。 6. 结合下列图像，所给选项中的分析和判断正确的是（ ） A. 图甲中，由于光电管加的是反向电压，灵敏电流计所在的支路中不可能存在光电流 B. 图乙中，一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时能放出6种频率的光子 C. 图丙中，A光和C光是同种频率的光，A光的饱和电流大是因为A光的光照强度强 D. 如果处于能级的氢原子向能级跃迁时，辐射出的光能够使图甲中金属发生光电效应，那么处于能级的氢原子向能级跃迁时，辐射出的光也能够使图甲中金属发生光电效应 【答案】C 【解析】 【详解】A．若光电子逸出的最大初动能足够大时，即 即使加的是反向电压，仍有电子经过灵敏电流计所在的支路，所以可能存在光电流，A错误； B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多放出种频率的光子，一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多能放出3种频率的光子，故B错误； C．A光和C光是同种频率的光，A光的光照强度更强，所以A光的饱和电流更大，故C正确； D．处于能级的氢原子向能级跃迁时辐射出的光频率大于处于能级的氢原子向能级跃迁时辐射出的光频率，故前者能使图甲中金属发生光电效应，但后者不一定能，故D错误。 故选C。 7. 一定质量的理想气体经历a→b→c过程，其中a→b是等温过程，b→c是等压过程，则（ ） A. a、b、c三个状态中，气体在c状态分子平均动能最大 B. a、b、c三个状态中，气体在b状态分子数密度最大 C. a→b过程中，气体既不吸热也不放热 D. b→c过程中，气体放出的热量大于外界对气体做的功 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，bc过程，气体发生等压变化，气体体积与热力学温度成正比，则 所以气体在c状态分子平均动能最小，故A错误； B.由图可知气体在c状态体积最小，所以气体在c状态分子数密度最大,故B错误； C.a→b是等温过程，内能不变。但体积增大，对外做功，所以为吸热过程。故C错误； D.b→c过程中，体积减小，外界对气体做了功，同时温度降低，内能减小。所以气体放出的热量大于外界对气体做的功，故D正确。 故选D。 8. 下列说法中正确的是（ ） A. 把地面的土壤锄松，有助于保存地下的水分 B. 某种液体是否浸润固体，仅由液体性质决定，与固体的性质无关 C. 液晶既具有液体的流动性，又像某些晶体那样具有光学各向异性 D. 玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，其尖端就会变钝，这是由于高温使分子无规则热运动加剧的缘故 【答案】AC 【解析】 【详解】A．土壤内部存在大量毛细管，地下水会沿毛细管上升到地表蒸发，锄松土壤可破坏表层的毛细管，减少水分蒸发，有利于保存地下水分，故A正确； B．液体是否浸润固体，由液体和固体的性质共同决定，并非仅由液体性质决定，故B错误； C．液晶是介于液态和晶态之间的特殊物质，既具有液体的流动性，又像某些晶体一样具有光学各向异性，故C正确； D．玻璃裂口烧熔后尖端变钝，是熔化的玻璃在表面张力作用下表面收缩、趋向表面积最小的缘故，不是分子无规则热运动加剧导致的，故D错误。 故选AC。 9. 如图甲为氢原子的能级图，一群氢原子处于第3能级，将它们向低能级跃迁发出的光分别照射光电管的阴极K，只能测得a、b两种光的光电流I随光电管两端电压U变化的关系，如图乙所示。则（　　） A. 阴极K的逸出功大于 B. b光为氢原子从2能级跃迁到1能级产生的 C. a光照射时产生光电子的最大初动能比b光照射时的大 D. a光照射时单位时间内产生光电子的个数比b光照射的多 【答案】AD 【解析】 【详解】A．一群氢原子处于第3能级，将它们向低能级跃迁发出的光，对应的光子能量分别为 ，， 由题意可知辐射出3种频率光照射阴极K，只有两种产生光电效应，则阴极K的逸出功应，满足 故A正确； BC．根据 由图乙可知，b光对应的遏止电压较大，则b光的光子能量较大，b光为氢原子从3能级跃迁到1能级产生的，b光照射时产生光电子的最大初动能比a光照射时的大，故BC错误； D．由图乙可知，a光照射时对应的饱和电流大于b光照射时对应的饱和电流，则a光照射时单位时间内产生光电子的个数比b光照射的多，故D正确。 故选AD。 10. 如图为某款自行车的气压式减震装置，活塞连接车把，汽缸连接前轮。当路面不平时，自行车颠簸使得活塞上下振动，汽缸内封闭的理想气体体积随之变化，起到减震作用。活塞迅速下压的过程中，汽缸内的气体（　　） A. 对外做正功 B. 内能减小 C. 温度升高，分子平均动能增加 D. 分子对汽缸壁单位面积的平均撞击力增加 【答案】CD 【解析】 【详解】A．活塞迅速下压的过程中，汽缸内的气体被压缩，外界对气体做正功。故A错误； B．外界对气体做正功，活塞迅速下压，可近似看成是绝热过程，则由热力学第一定律 可知，气体内能增加。故B错误； C．理想气体内能只与温度有关，所以气体温度升高，分子平均动能增加。故C正确； D．根据理想气体的状态方程 气体体积减小，温度升高，则气体压强增大，即分子对汽缸壁单位面积的平均撞击力增加。故D正确。 故选CD。 第II卷（非选择题，共47分） 二、填空题（12分） 11. 1. 一定质量的理想气体经历了A→B→C→A的循环过程，其压强p随的变化如图所示，状态B的温度比状态C的温度______（填“较高”、“较低”或者“相等”）；C→A过程中气体______（填“吸收”或“放出”）热量，A→B→C→A的循环过程，气体对外界______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”）。 【答案】 ①. 相等 ②. 吸收 ③. 做正功 【解析】 【详解】[1]根据理想气体状态方程 由图像可知，从B→C有 可知乘积不变，则气体的温度不变，状态B的温度比状态C的温度相等； [2]由图像可知C→A过程中气体的压强不变，体积变大，则外界对气体做负功，根据理想气体状态方程可知，气体的温度升高，则气体的内能增大，根据热力学第一定律 可知气体吸收热量； [3]由图像可知从A→B过程气体体积不变，气体不做功；从B→C过程气体体积减小，气体对外界做负功；从C→A过程气体体积增大，气体对外界做正功；由于B→C过程气体体积减少量等于C→A过程气体体积增加量，且B→C过程气体的压强小于C→A过程气体的压强，则B→C过程气体对外界做的负功小于C→A过程气体对外界做的正功，故A→B→C→A的循环过程，气体对外界做正功。 12. 氢原子的能级图如图所示。现有一群氢原子处在能级，向低能级跃迁的过程中最多能辐射出___________种频率的光子，其中波长最长的光子能量为___________；用能级直接跃迁到能级时辐射出的光子照射金属钾（逸出功为），发生光电效应时光电子的最大初动能为___________。 【答案】 ①. 10 ②. 0.31 ③. 0.61 【解析】 【详解】[1]根据 可得处在能级的氢原子向低能级跃迁最多能放出10种不同频率的光子，故填10； [2]氢原子处于能级向低能级跃迁的过程中，当由能级跃迁至能级时，放出光子能量最小，波长最长，对应的光子能量为 故填； [3]氢原子由能级跃迁到能级时，辐射的光子能量为 由 解得光电子的最大初动能为 故填。 三、解答题（35分） 13. 某同学设计一装置来探究容器内气体状态受外界环境变化的影响。如图所示，在容器上插入一根两端开口足够长的玻璃管，接口用蜡密封。玻璃管内部横截面积，管内一长h=11cm的静止水银柱封闭着长度 的空气柱，此时外界环境的温度 。现把容器浸没在水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为10cm，已知容器的容积。求∶ （1）水的温度 T； （2）若容器未浸入水中，向玻璃管加注水银，使水银柱的长度增加，仍使水银柱静止时下方的空气柱长度为10cm，求外界大气压。 【答案】（1）295K；（2）77.5cmHg 【解析】 【详解】（1）以封闭气体为研究对象，由盖吕萨克定律可得 代入数据解得 （2）根据题意，加注水银的过程中气体做等温变化，根据波义耳定律可得 代入数据解得 14. 如图所示，竖直面内有一粗细均匀的U形玻璃管。初始时，U形管右管上端封有压强的理想气体A，左管上端封有长度的理想气体B，左右两侧水银面高度差，此时A、B气体的温度均为。 （1）求初始时理想气体B的压强； （2）保持气体A温度不变，对气体B缓慢加热，求左侧液面下降4cm时气体B的温度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据题意，设初始时理想气体B的压强为，则有 解得 （2）左侧液面下降4cm时，右侧液面上升4cm，初状态理想气体A的长度为 压强为，末状态理想气体A的长度为 压强为，则有 解得 则末状态理想气体B的压强为 对气体B有 解得 15. 绝热的活塞与汽缸之间封闭一定质量的理想气体，汽缸开口向上置于水平面上，活塞与汽缸壁之间无摩擦，缸内气体的内能，如图甲所示。已知活塞横截面积，其质量，大气压强，重力加速度，如果通过电热丝给封闭气体缓慢加热，活塞由原来的P位置移动到Q位置，此过程封闭气体的图像如图乙所示，且知气体内能与热力学温度成正比。求： （1）封闭气体最后的体积V； （2）封闭气体吸收的热量Q。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）以气体为研究对象，根据盖—吕萨克定律，有 解得封闭气体最后的体积为 （2）由气体的内能与热力学温度成正比 解得 活塞从P位置缓慢移到Q位置，活塞受力平衡，气体为等压变化，以活塞为研究对象有 解得 外界对气体做功 由热力学第一定律 得气体变化过程吸收的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $