2023-2024学年陕西省宝鸡市金台区高二（下）期末检测物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.英国物理学家麦克斯韦总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，得出诸多关于电磁场和电磁波的科学结论。下列关于电磁场和电磁波的说法中正确的是( )
A. 变化的电场所在空间一定会产生变化的磁场
B. 电磁波和机械波一样，它们的传播需要介质
C. 电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式
D. 红外线、可见光、紫外线、超声波都是电磁波
2.传感器在日常生活中有着广泛的应用，它的种类多种多样，其性能也各不相同。以下有关传感器的说法不正确的是( )
A. 非触摸式自动水龙头自动感应水龙头应用的传感器是压力传感器
B. 办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开或关，是光传感器的应用
C. 空调在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，是温度传感器的应用
D. 电熨斗够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，能控制电路的通断
3.下列说法正确的是( )
A. 气体温度升高，每个分子的动能一定增大
B. 气体扩散现象表明了气体分子在做无规则运动
C. 布朗运动的实质就是分子的热运动
D. 当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而减小
4.固体可分为晶体和非晶体，下列说法正确的是( )
A. 玻璃是晶体 B. 晶体具有确定的熔点
C. 非晶体有规则的外形 D. 晶体都具有各向异性
5.一定质量的理想气体，经历了如图所示状态变化的过程，则三个状态的热力学温度之比是( )
A. 1：3：5 B. 3：2：l C. 3：6：5 D. 5：6：3
6.实验室有一支读数不准确的温度计，在测冰水混合物的温度时，其读数为；在测一标准大气压下沸水的温度时，其读数为，下面分别是温度计示数为时对应的实际温度和实际温度为时温度计的示数，其中正确的是( )
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
7.如图甲所示为小明爷爷的收音机的调谐电路图，图乙为调谐电路中可变电容器对应的工作原理图。当调谐电路中可变电容器的电容为400 pF时，接收到波长为300 m的信号，如果要接收到波长为600 m的信号，则可变电容器的电容应调整为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，一端封闭的玻璃管，开口向下竖直插在水银槽里，管内封有长度分别为和的两段气体。当将管慢慢地向上提起时，管内气柱的长度( )
A. 变小，变大 B. 变大，变小 C. 、都变小 D. 、都变大
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.若以M表示水的摩尔质量，V表示在标准状态下水蒸气的摩尔体积，为在标准状态下水蒸气的密度，为阿伏加德罗常数，m、分别表示每个水分子的质量和体积，下面关系错误的是( )
A. B. C. D.
10.炎炎夏日，某同学把封闭有少量空气的膨化食品包装袋放入冰箱的冷藏室，若包装袋不漏气，冰箱内、外气压相等且不变，包装袋内的空气可视为理想气体，则经过一段时间后( )
A. 包装袋内空气的内能减少
B. 单位面积上包装袋内所受到的平均作用力不变
C. 包装袋内的空气对外做正功
D. 包装袋内空气的所有分子的动能都减小
11.关于热力学第一定律和热力学第二定律，下列说法中正确的是( )
A. 的水和的冰的内能是相等的
B. 热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成
C. 热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体”
D. 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀对外做功过程，气体的内能减少
12.如图所示为一定质量的理想气体在不同温度下的两条等温线，则下列说法中正确的是( )
A.
B.
C. 一定质量的理想气体，在不同温度下的等温线是不同的
D. 一定质量的理想气体在发生等温变化时，其压强与体积成反比
三、填空题：本大题共1小题，共4分。
13.汽缸内封闭了一定质量、压强为、体积为的理想气体，现使气体保持压强不变，体积缓慢压缩至，此过程气体向外界释放的热量，则气体内能______填“增大”或“减少”了______J。
四、实验题：本大题共3小题，共27分。
14.在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
若实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，水面稳定后油酸的轮廓的形状和尺寸如图所示。坐标纸中正方形方格的边长为1cm，则油酸薄膜的面积约为_________，按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为________结果保留一位有效数字。
若该小组同学在计算注射器滴出的一滴油酸酒精溶液体积之后，不小心拿错了另一个注射器把溶液滴在水面上。拿错的注射器针管比原来的粗，这会导致实验测得的油酸分子直径________填“偏大”或“偏小”。
15.在实验室用图甲所示装置探究气体等温变化的规律。
测得多组空气柱的压强p和体积V的数据后，为直观反映压强与体积之间的关系，以p为纵坐标，以为横坐标在坐标系中描点作图。小明所在的小组压缩气体时不小心发生漏气，则用上述方法作出的图线应为图乙中的____选填“①”或“②”。
为更准确地测出气体的压强，小华用压强传感器和注射器相连，得到某次实验的图如图丙所示，究其原因，是温度发生了__________的变化。
A.一直下降 先上升后下降 先下降后上升 一直上升
某同学将注射器活塞移动到体积适中的位置时，接上软管和压强传感器，通过DIS系统记录下此时的体积与压强，然后记录5组数据，作图。在软管内气体体积不可忽略时，图像为双曲线，试用玻意耳定律分析，该双曲线的渐近线图中的虚线方程是________。用、、表示
16.传感器在现代生活、生产和科技中有着相当广泛的应用，如图甲是一个压力传感器设计电路，要求从表盘上直接读出压力大小，其中是保护电阻，是调零电阻总电阻，理想电流表量程为15mA，电源电动势，内阻不计，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。
若提供有三种规格的保护电阻，则应选一个______。
选取、安装保护电阻后，要对压力传感器进行调零。调零
电阻应调为_______。
现对表盘进行重新赋值标注，原3mA刻度线处应标注_____N。
由于电池老化，电动势降为，传感器压力读数会出现偏差，如果某次使用时，先调零、后测量，读出压力为1200N，此时电流大小为____mA，实际压力大小为____N。
五、计算题：本大题共3小题，共30分。
17.夏季来临，河道易发生洪水。当遇到突发洪水时，我们可以借助塑料盆进行自救。简化模型如下，塑料盆近似看成底面积为S的圆柱形容器，把塑料盆口向下竖直轻放在静止水面上，用力竖直向下缓慢压盆底，当压力为F时恰好使盆底与液面相平，忽略塑料盆的厚度及盆的重力，已知大气压强为，重力加速度为g，水的密度为。试求：
此时盆内空气的压强P；
此时塑料盆口的深度d。
18.如图，在竖直放置的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时气体的温度为，活塞与容器底的距离为，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡。
外界空气的温度是多少？
在此过程中的密闭气体的内能增加了多少？
19.喷雾器的原理如图所示，储液筒与打气筒用软细管相连，先在桶内装上药液，再拧紧桶盖并关闭阀门K，用打气筒给储液筒充气增大储液筒内的气压，然后再打开阀门，储液筒的液体就从喷雾头喷出，已知储液筒容器为不计储液筒两端连接管体积，打气筒每打一次气能向储液筒内压入空气200mL，现在储液筒内装入8L的药液后关紧桶盖和喷雾头开关，再用打气筒给储液筒打气。设周围大气压恒为1atm，打气过程中储液筒内气体温度与外界温度相同且保持不变，试求：
要使贮液筒内药液上方的气体压强达到3atm，打气筒活塞需要循环工作的次数；
打开喷雾头开关K直至储液筒的内外气压相同，储液筒内剩余药液的体积。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A.变化的电场所在空间一定会产生磁场，不一定产生变化的磁场，故A错误；
B.电磁波的产生原理是变化磁场产生电场，变化的电场产生磁场，它的传播不需要传播介质，故B错误；
C.电磁波传播的速度、波长和频率满足关系式，故C正确；
D.红外线、可见光、紫外线都是电磁波，超声波是机械波，不是电磁波，故D错误。
2.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查了常见传感器的工作原理及应用；热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化。
传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量。而温度传感器则是通过温度的变化转变成电学量。
热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化；它们的电阻都是变小，而金属电阻则是变大。
【解答】
A.利用红外线的热效应可以制成多种开关，本题所涉及的水龙头和智能门就是这一应用的体现，是利用光传感器而制成的，故A错误，符合题意；
B.办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，是由于人体会发出红外线，当传感器探测到人体发出的红外线后，门会自动打开，是光传感器的应用，故B正确，不合题意；
C.空调机在室内温度达到设定的温度后，会自动停止工作，这是因为空调机使用温度传感器。故C正确，不合题意；
D.电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断，原理是不同的金属膨胀系数不同，故D正确，不合题意。
3.【答案】B
【解析】【分析】
扩撒现象说明了分子在不停地做无规则运动；温度是分子平均动能的标志，是一个统计概念；布朗运动是由于液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性造成的；当分子间距离表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大。
布朗运动的产生是由于液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性引起的，是液体分子无规则运动的反映。固体颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈。
【解答】A、温度是分子平均动能的标志，是一个统计概念，是针对大量分子来说的，温度升高时，分子的平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，对个别分子来说，动能反而有可能减小，故A错误；
B、扩撒现象不是外界作用引起的，也不是化学反应的结果，是物质分子无规则运动的结果，故气体扩撒现象说明了气体分子在不停地无规则运动，也说明分子之间有间隙，故B正确；
C、布朗运动是悬浮在液体中的固体颗粒的无规则运动，反映了液体分子在不停地做无规则运动，是由液体分子对颗粒撞击的不平衡性造成的，故C错误；
D、当分子间作用力表现为斥力时，分子间距离减小时要克服分子斥力做功，分子势能增大，故D错误。
故选：B。
4.【答案】B
【解析】【分析】
详细解答和解析过程见【答案】
【解答】
A、玻璃是非晶体，故A错误；
BC、晶体具有确定的熔点，有规则的几何外形，非晶体没有固定的熔点，没有规则外形，故B正确，C错误；
D、单晶体具有各向异性，非晶体和多晶体具有各向同性，故D错误。
5.【答案】C
【解析】【分析】
本题可根据理想气体状态方程分析T与PV的关系；
解决本题的关键掌握理想气体状态方程，知道。
【解答】根据理想气体状态方程得：
所以有：1、2、3三个状态的温度之比为：。故A、B、D错误，C 正确。
故选C。
6.【答案】C
【解析】【分析】本题考查了对温度的认识。这类题的基本解法是先求出液柱上升每厘米或每等份每格所表示的温度值，在计算实际测量时液柱上升的长度或格数，从而求出测量的实际温度，或是据温度计刻度原理，列出温度变化量与相应液柱变化量成正比来求解。
【解答】
此温度计每一刻度表示的是实际温度为，当它的示数为时，它上升的格数为格，对应的实际温度应为 ；同理，当实际温度为时，此温度计应从20开始上升的格数为格，它的示数应为，故ABD错误，C正确。
故选：C。
7.【答案】A
【解析】【分析】
本题考查调谐电路接收信号时的谐振问题。要正确理解调谐的作用：当调谐电路的固有频率等于某一电磁波频率时，在调谐电路中激起的这个频率的感应电流较强，这与放大作用是不相同的，电谐振不存在放大作用。
【解答】
由电磁波的波长公式，LC电路的频率公式，联立得，所以有
。
故选A。
8.【答案】D
【解析】【解答】假设将玻璃管竖直向上缓慢提升时，的下端面水银没有上升，保持原高度，即内气体的压强不变，那么其体积就不变，就只有的体积增大，于是内气体压强变小，但是内的气体压强始终是气体压强减去中间那段水银柱高度产生的压强，所以假设错误，也会体积增大。
故ABC错误，D正确；
故选：D。
【分析】先假设将玻璃管竖直向上缓慢提升时，的下端面水银没有上升，保持原高度，即内气体的压强不变，那么其体积就不变，就只有的体积增大，于是内气体压强变小。但是内的气体压强始终是气体压强减去中间那段水银柱高度产生的压强，所以假设错误，也会体积增大，压强减小。
解决此类问题常常利用假设法，假设水银柱未移动，然后利用玻意耳定律分析，找出矛盾即可解决问题。
9.【答案】BD
【解析】【分析】
本题主要考查气体阿伏加德罗常数的计算，阿伏加德罗常数是联系宏观与微观的桥梁，抓住它的含义，区分对气体还是液体的计算是解题的关键。
密度等于摩尔质量除以摩尔体积，摩尔数等于质量与摩尔质量之比；阿伏加德罗常数个原子的质量之和等于摩尔质量；而对水蒸气，由于分子间距的存在，并不等于摩尔体积。
【解答】
A.表示摩尔质量单个分子的质量表示阿伏加德罗常数，故A正确，不合题意；
B.对水蒸气，由于分子间距的存在，并不等于摩尔体积，故B错误，符合题意；
C.单个分子的质量=摩尔质量阿伏加德罗常数，故C正确，不合题意
D.求出的是一个气体分子占据的空间，而不是单个气体分子的体积，故D错误，符合题意。
10.【答案】AB
【解析】【分析】理想气体放入冰箱温度降低，分子的平均动能降低，内能减少；根据盖一吕萨克定律判断体积变化从而判断谁对谁做正功；根据压强的变化来判断包装袋所受的平均作用力的变化即可正确解题。
【解答】A、包装袋内的理想气体温度随着放进冷藏室而降低，故内能减少，故 A正确;
C、包装袋内的空气做等压变化，由盖一吕萨克定律有，可得温度降低时，包装袋内的空气体积减小，外界对包装袋内的空气做正功，故 C错误;
D、温度降低，分子平均动能减小，但每个分子动能的变化不能确定，故D错误;
B、包装袋内空气的压强不变，故单位面积上包装袋内所受到的平均作用力不变，故 B正确；
故选AB。
11.【答案】BD
【解析】A.的冰熔化成水，要吸收热量，内能增加，则的冰的内能比等质量的的水的内能小。由于质量的关系不确定，故不能确定的水和的冰的内能的关系，故A错误；
C.热力学第一定律也可表述为第一类永动机不可能制成，故B正确；
C.热力学第二定律可描述为“不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化”，故C错误：
D.一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则，，根据可知，气体的内能减小，故D正确。
故选BD。
12.【答案】ACD
【解析】【分析】
详细解答和解析过程见【答案】
【解答】
AB、根据理想气体状态方程，pV乘积越大，温度越高，则，故A正确，B错误；
CD、根据理想气体状态方程，，一定质量的理想气体，温度不同，系数CT不同，则等温线不同；在发生等温变化时，其压强与体积成反比，故CD正确。
13.【答案】减少，
【解析】【分析】根据热力学第一定律公式求解时要注意W和Q的正负的含义。【解答】由热力学第一定律得，汽缸内气体内能的变化量：，
即气体内能减少了。
14.【答案】1 若写为7074也算对、 ；2偏小。
【解析】解：将油膜边界内大于半格的作为一格，不足半格的舍弃，油膜面积
油酸酒精溶液的浓度
一滴油酸酒精溶液的体积
一滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积
油酸分子的直径
该同学拿错的注射器针管比原来的粗，油酸酒精溶液的体积变大，油膜的面积变大，但体积仍然按照原来的体积，根据油酸分子直径可知，测定的油酸分子的直径偏小。
15.【答案】②；
；
【解析】【分析】
本题主要考查了理想气体的实验规律，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合公式和图像的物理意义即可完成分析。
根据公式结合实际情况选择出正确的曲线；
理解图像的物理意义并分析出温度的变化；
根据玻意耳定律得出p的解析式。
【解答】
若漏气会导致pV之积减小，即图像的斜率减小，图像为②。
根据，由图像可知pV之积先变大后变小，因此温度先升高后降低；
故选B。
根据玻意耳定律
整理得
当时，，此时的压强为渐近线方程。
16.【答案】B ； ； ； 、1080。
【解析】解：电流表满偏时，电路的总电阻，而，由调零电阻最大为，故只要大于即可，A太小，C太大，故选B。
选取、安装保护电阻后，对压力传感器进行调零，则，，
代入，解得。
当电流表示数为3mA时，电路中的总电阻：
即：
由乙图一次函数为：
经计算当时，压力
根据R与F一次函数关系：
当时，
再由：
因为电池老化，电动势，电路中实际电阻：
而调零后的电阻
为此时的调零电阻阻值，，解得：
则R的实际阻值为：
再将代入
求得：
17.【答案】解：以盆底为研究对象
当塑料盆轻放在静止水面上时，盆内封闭气体的压强、体积分别为，
当盆底与水平相平时，设进入盆内水的液面距盆底 h ，盆内压强、体积分别为，
而根据等压面法可知
根据题意
联立以上各式可得。
【解析】本题根据日常生活的场景，考查了气体的压强求法和应用理想气体的状态方程解决问题。
确定研究对象，对盆底受力分析可求出气体压强；
由于是等温变化，可列出气体状态方程，进而求解。
18.【答案】解：取密闭气体为研究对象，活塞上升过程为等压变化，
由盖-吕萨克定律有：；
得外界温度；
活塞上升的过程，密闭气体克服大气压力和活塞的重力做功，
所以外界对系统做的功
根据热力学第一定律得，密闭气体增加的内能。
【解析】解析请参考答案文字描述
19.【答案】解：设需打气的次数为n，每次打入的气体体积为，储液桶药液上方的气体体积为V；
则开始打气前：储液筒液体上方气体的压强为，气体的体积为；
打气完毕时，储液筒内药液上方的气体体积为，压强为；
又因为该打气过程为等温变化过程，根据玻意耳定律定律，代入上边数据可解得：；
打开喷雾头开关K直至贮液筒内外气压相同时，设储液筒上方气体的体积为，此过程同样为为等温变化，
再根据玻意耳定律定律，代入数据解得：，所以喷出的药液的体积为：。
【解析】本题考查了气体的“变质量问题”；解答本题的关键是：要巧妙地选择研究对象，把变质量问题变为不变质量问题进行研究，应用玻-马定律即可正确解题。在温度不变的情况下，打气筒内气体发生等温变化，根据玻意耳定律可求解打气筒活塞需要循环工作的次数；
再根据玻意耳定律先求出打开喷嘴喷洒药液，直至贮液筒内外气压相同时气筒内气体的体积，即可求出此时贮液筒内剩余药液的体积。
