湖北省武汉市新高考联合体2021-2022学年高二下学期物理期末考试试卷

试卷更新日期：2022-08-08 类型：期末考试

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一、单选题

1. 关于分子力，下列对自然中的现象解释合理的是（）

A、破镜难重圆是因为相邻分子间的作用力表现为斥力 B、拉长一根橡皮筋，能感觉到橡皮筋的张力，这个现象说明相邻分子间只有引力 C、给篮球打气感觉比较费力，因为压缩气体时相邻分子间的作用力表现为斥力 D、空中的小雨滴一般呈球形，主要是因为表面张力使水分子聚集成球体

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2. 关于气体压强的说法，下列选项正确的是（）

A、气体对容器的压强源于气体分子的热运动 B、气体对容器的压强源于气体分子受到重力作用 C、气体分子密集程度增大，气体压强一定增大 D、气体分子平均动能增大，气体压强一定增大

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3. 用如图甲所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图乙所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围。下列说法正确的是（）

A、此实验说明了光不沿直线传播且具有粒子性 B、用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同 C、若只将圆孔变小，则中央亮斑和亮纹的亮度反而变大 D、若只将圆孔变小，则屏上得到的衍射图样的范围将会变大

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4. 植物叶片中的叶绿素a在阳光照射下进行光合作用，每吸收一份光子能量E₁ ，就失去一个初动能为E₂的光电子，下列选项中，h为普朗克常数，c为光速，则叶绿素a吸收光的波长为（）

A、 $\frac{h c}{E_{1} - E_{2}}$ B、 $\frac{h c}{E_{2}}$ C、 $\frac{h c}{E_{1}}$ D、 $\frac{h}{E_{1} - E_{2}}$

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5. 下列关于热力学第二定律的说法中正确的是（）

A、随着科技的进步，所有符合能量守恒定律的宏观过程都能真的发生 B、一切与热现象有关的宏观自然过程都是可逆的 C、机械能可以全部转化为内能，但内能无法全部用来做功而转化成机械能且不产生其他影响 D、气体向真空的自由膨胀是可逆的

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6. 如图所示，一绝热容器被隔板K隔开成a、b两部分。已知a内有一定量的稀薄气体，b内为真空。抽开隔板K后，a内气体进入b，最终达到平衡状态。在此过程中（）

A、气体对外界做功，内能减少 B、气体不做功，内能不变 C、气体压强变小，温度降低 D、单位时间内和容器壁碰撞的分子数目不变

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7. 封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A经B，C，D，再回到状态A，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O，A，D三点在同一直线上，BC垂直于T轴。下列说法正确的是（）

A、由状态A变化到状态B过程中，气体放出热量 B、由状态B变化到状态C过程中，气体放出热量 C、由状态D变化到状态A过程中，气体放出热量 D、A状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比D状态时少

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二、多选题

8. 2021年1月8日，中国科学技术大学宣布，中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子秘钥分发，标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形。关于量子和量子化，下列说法正确的是（）

A、波尔提出轨道量子化和能级，成功解释了氢原子光谱 B、爱因斯坦发现光电效应现象，提出了光子的概念 C、普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念 D、量子论中的量子，实际上就是指“微观粒子”

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9. 某实验小组做光电效应的实验，用不同频率的光照射某种金属，测量结果如下表所示。已知电子电荷量大小为e。下列说法中正确的是（）
入射光频率
遏止电压
饱和电流
ν
U₁
I₁
3ν
U₂
I₂

A、一定有U₂= 3U₁ B、一定有I₂= 3I₁ C、可以推测普朗克常量 $h = \frac{e (U_{2} - U_{1})}{2 ν}$ D、可以推测该金属的逸出功为 $W = \frac{e (U_{2} - 3 U_{1})}{2}$

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10. 一定质量的理想气体经历两个不同过程，分别由压强-体积 $(p - V)$ 图上的两条曲线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 $p_{a} 、 p_{b}$ ，温度分别为 $T_{a} 、 T_{b}$ 。c、d为曲线Ⅱ上的两点，气体在状态c和d的压强分别 $p_{c} 、 p_{d}$ ，温度分别为 $T_{c} 、 T_{d}$ 。下列关系式正确的是（）

A、 $\frac{T_{a}}{T_{b}} = \frac{1}{3}$ B、 $\frac{T_{a}}{T_{c}} = \frac{1}{2}$ C、 $\frac{p_{a}}{p_{d}} = \frac{3}{2}$ D、 $\frac{p_{d}}{p_{b}} = \frac{1}{2}$

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11. 为了解决光信号长距离传输中的衰减问题，常常在光纤中掺入铒元素。如图所示的是铒离子的能级示意图，标识为 $^{4} I_{13 / 2}$ 的铒离子处在亚稳态，不会立即向下跃迁：如果用光子能量约为 $2.03 \times 1 0^{- 19} J$ 的激光把处于基态能级 $^{4} I_{15 / 2}$ 的铒离子激发到 $^{4} I_{11 / 2}$ 能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到能级 $^{4} I_{13 / 2}$ ，从而使该能级积聚的离子数远超过处于基态的离子数。当光纤中传输某波长的光波时，能使处在亚稳态能级的离子向基态跃迁，产生大量能量约为 $1.28 \times 1 0^{- 19} J$ 的光子，于是输出的光便大大加强了。根据上述资料你认为下列说法正确的是（）

A、无辐射跃迁中一个铒离子放出的能量约为 $7.50 \times 1 0^{- 20} J$ B、这种光纤传输任何频率的光信号衰减都能得到有效补偿 C、大量处在 $^{4} I_{11 / 2}$ 能级的铒离子向下跃迁能产生4种频率的光子 D、上述情景发生时，光纤中传输的光信号波长约为 $1.55 μ m$

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三、实验题

12. 如图甲所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：
①把注射器活塞推至注射器中间某一位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一连接；
②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值p；
③重复上述步骤②，多次测量；
④根据记录的数据，作出 $V - \frac{1}{p}$ 图线，如图乙所示。

(1)、完成本实验的基本要求是____（填正确答案标号）；

A、在等温条件下操作 B、封闭气体的注射器密封良好 C、必须弄清所封闭气体的质量 D、气体的压强和体积必须用国际单位

(2)、理论上由 $V - \frac{1}{p}$ 图线分析可知：如果该图线，就说明气体的体积跟压强的倒数成正比，即体积与压强成反比；

(3)、若实验操作规范正确，则图乙中 $V_{0}$ 代表。

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13. 利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距 $d = 0.4 m m$ ，双缝到光屏间的距离 $l = 0.5 m$ ，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。

(1)、若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可____。

A、将单缝向双缝靠近 B、将屏向靠近双缝的方向移动 C、将屏向远离双缝的方向移动 D、使用间距更小的双缝

(2)、某种单色光照射双缝得到干涉条纹如图2所示，则①分划板在图中A位置时游标卡尺的读数为 $x_{A} = 11.1 m m$ ，在B位置时游标卡尺读数为 $x_{B} = 15.6 m m$ ，相邻两条纹间距 $Δ x =$ $m m$ ；
②该单色光的波长 $λ =$ $m$ ；

(3)、如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，如图3所示。则在这种情况下测量干涉条纹的间距 $Δ x$ 时，测量值实际值。（填“大于”“小于”或“等于”）

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四、解答题

14. 轿车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠（亦称“三氮化钠”，化学式NaN₃）受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积V=56L，气囊中氮气的密度ρ=1.25kg/m³ ，已知氮气的摩尔质量M=28g/mol，阿伏加德罗常数N_A=6×10²³mol^－1请估算：（结果保留一位有效数字）

(1)、一个氮气分子的质量m；

(2)、气囊中氮气分子的总个数N；

(3)、气囊中氮气分子间的平均距离r。

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15. 将热杯盖扣在水平橡胶垫上，杯盖与橡胶垫之间的密封气体被加热而温度升高，有时会发生杯盖被顶起的现象。如图所示，已知杯盖的横截面积为S，杯盖的质量为m；假设开始时内部封闭气体的温度为T₀ ，压强为大气压强p₀。当封闭气体温度上升至T₁时，且T₁= 2T₀ ，杯盖恰好被整体顶起，放出少许气体后又落回桌面，其内部气体压强立刻减为p₀ ，温度仍为T₁ ，再经过一段时间后，内部气体温度恢复到T₀。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。重力加速度为g，求：

(1)、大气压强p₀；

(2)、当温度恢复到T₀时，竖直向上提起杯盖所需的最小力。

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16. 如图所示，一高H = 20cm的绝热汽缸的侧壁靠近底部安装有能通电加热的一段很短的电阻丝。开始时汽缸竖直放置，用一个质量为m、横截面面积S = 10cm²的绝热活塞封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸间无摩擦且不漏气，此时活塞与汽缸底部的距离h = 5cm，气体温度为27℃。现将汽缸绕右下角沿顺时针方向缓慢旋转90°，使缸体水平放置在地面上，此过程中活塞向缸口移动了x = 4cm，缸内气体温度降为 - 3℃。待系统稳定后给电阻丝通电对气体缓慢加热，气体吸热7J时内能增加4J。已知外界大气压强p₀= 1.0 × 10⁵Pa，重力加速度g取10m/s² ， T = t + 273K。求：

(1)、活塞的质量。

(2)、加热后气体的摄氏温度。

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入射光频率	遏止电压	饱和电流
ν	U₁	I₁
3ν	U₂	I₂