2023-2024学年黑龙江省大庆四中高二（下）期末物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.根据热学中的有关知识，下列说法中正确的是( )
A. 一切符合能量守恒定律的宏观过程都能发生
B. 空调的工作过程表明，热量可以自发地由低温物体向高温物体传递
C. 第二类永动机不违背能量守恒定律，当人类科技水平足够先进时，第二类永动机可以被制造出来
D. 能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
2.以下说法中正确的是( )
A. 甲图是粒子散射实验示意图，当显微镜在、、、中的位置时荧光屏上接收到的粒子数最多
B. 乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时放出了一定能量的光子
C. 丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷
D. 爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图
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
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.如图甲所示，在竖直放置的圆柱形容器内用横截面积的质量不计且光滑的活塞密封一定质量的气体，活塞上静止一质量为的重物。图乙是密闭气体从状态变化到状态的图像，密闭气体在点的压强，从状态变化到状态的过程中吸收热量。已知外界大气压强，下列说法正确的是( )
A. 重物质量
B. 气体在状态时的体积为
C. 从状态变化到状态的过程，气体对外界做功
D. 从状态变化到状态的过程，气体的内能增加
5.聚变能是一种清洁、安全的新能源，核聚变反应的主要原料是氘核与氚核，已知氘核的比结合能是，氚核的比结合能是，氦核的比结合能是。关于氘、氚核聚变反应，下列说法不正确的是( )
A. 氚的质量小于组成它的核子的质量之和
B. 两个氘核结合成氦核要释放能量
C. 氘和氚核聚变反应后质量数变小，释放能量
D. 氘和氚核聚变反应的方程是
6.自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示表示中子数，表示质子数，则下列说法正确的是( )
A. 由到的衰变是衰变
B. 已知的半衰期是，则个原子核经过时间后还剩个
C. 从到共发生次衰变和次衰变
D. 图中原子核发生的衰变和衰变分别只能产生射线和射线
7.“回热式热机”热循环过程可等效为如图所示的曲线，、为等温过程，、为等容过程．对于一定质量的理想气体，在热循环过程中( )
A. 状态气体温度比状态低
B. ，两过程气体放出、吸收的热量相等
C. 整个循环过程，气体对外放出热量
D. 状态下单位时间与器壁单位面积碰撞的气体分子数比状态少
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.下列对于原子及原子核结构规律的研究，正确的是( )
A. 图中射线的穿透能力最强
B. 图中镉棒的作用是吸收中子以控制反应速度
C. 图中的实验现象可得出原子核具有复杂的结构
D. 图中的核反应属于原子核的人工转变
9.年月目，王亚平身穿我国自主研发的舱外航天服“走出”太空舱，成为我国第一位在太空“漫步”的女性。舱外航天服是密封一定气体的装置，用来提供适合人体生存的气压。王亚平先在节点舱宇航员出舱前的气闸舱穿上舱外航天服，航天服密闭气体的体积约为，压强，温度。她穿好航天服后，需要把节点舱的气压不断降低，以便打开舱门。若节点舱气压降低到能打开舱门时，密闭航天服内气体体积膨胀到，温度变为，此时航天服内气体压强为。为便于舱外活动，宇航员把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压降到假设释放气体过程中温度不变，体积变为。
下列说法正确的是( )
A.
B.
C. 航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为
D. 航天服需要放出的气体与原来气体的质量比为
10.如图所示，一群处于第能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出不同频率的光，其中只有种不同频率的光，，照射到图甲电路阴极的金属上能够发生光电效应，测得光电流随电压变化的图像如图乙所示，调节过程中三种光均能达到对应的饱和光电流，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是( )
A. 阴极金属的逸出功可能为
B. 图乙中的光光子能量为
C. 若图乙中的，则
D. 若甲图中电源右端为正极，随滑片向右滑动，光电流先增大后保持不变
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.两个实验小组做“探究等温情况下一定质量气体的压强与体积的关系”的实验。
第一个实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，注射器中密封了一定质量的气体。
实验过程中，下列操作正确的是______。填正确答案标号
A.应该以较快的速度推拉柱塞来改变空气柱的体积
B.实验前应先利用天平测量出注射器、柱塞及压力表的总质量
C.推拉柱塞时，手不可以握住整个注射器
D.实验过程中要保证橡胶套的密闭性良好，以保证空气柱的质量一定
实验时，缓慢推动活塞，注射器内气体的体积逐渐减小。若实验过程中环境温度逐渐降低，测得多组空气柱的压强和体积的数据，则实验得到的图像应为下图中的______。填正确答案标号
第二个实验小组的同学用气体压强传感器做实验，实验装置如图乙所示。在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图像，发现图线不过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是______；图丙中的物理含义是______。
12.“用油膜法估测分子的大小”的实验方法及步骤如下：
向体积的油酸中加酒精，直至总量达到；
用注射器吸取中配制好的酒精油酸溶液，把它一滴一滴地滴入小量筒中，当滴入滴时，测得其体积恰好是；
先往边长为的浅盘里倒入深的水；
用注射器往水面上滴一滴酒精油酸溶液；
待油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描下油酸膜的形状；
将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓范围内小方格的个数。根据以上信息，回答下列问题：
在步骤______前填写步骤的标号缺少一个步骤，请补充完整：______；
如图所示，坐标纸中正方形方格的边长为，试求：
油酸膜的面积是______结果保留三位有效数字；
按以上实验数据估测出油酸分子的直径是______结果保留两位有效数字。
四、简答题：本大题共1小题，共10分。
13.年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他的目的是：测量金属的遏止电压与入射光的频率，由此算出普朗克常量，并于普朗克根据黑体辐射得出的相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。某实验小组实践密立根的研究过程，在对同一个光电管阴极材料进行多次试验后，得到了的图像，其中、、均为已知量，已知电子的电荷量为。
求普朗克常量的表达式；
求该阴极材料的逸出功的表达式。
五、计算题：本大题共2小题，共30分。
14.一定质量的理想气体体积与热力学温度的关系图象如图所示，气体在状态时的压强，温度，线段与轴平行，的延长线过原点．求：
气体在状态时的压强；
气体从状态变化到状态的过程中，对外界做的功为，该过程中气体吸收的热量为多少；
气体在状态时的压强和温度．
15.如图，一竖直放置的汽缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成，汽缸中活塞Ⅰ和活塞Ⅱ之间封闭有一定量的理想气体，两活塞用一轻质弹簧连接，汽缸连接处有小卡销，活塞Ⅱ不能通过连接处。活塞Ⅰ、Ⅱ的质量分别为、，面积分别为、，弹簧原长为。初始时系统处于平衡状态，此时弹簧的伸长量为，活塞Ⅰ、Ⅱ到汽缸连接处的距离相等，两活塞间气体的温度为。已知活塞外大气压强为，忽略活塞与缸壁间的摩擦，汽缸无漏气，不计弹簧的体积。
(ⅰ)求弹簧的劲度系数；
(ⅱ)缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强和温度。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11. 胶管的容积不可忽略 连接压强传感器和注射器的胶管的容积
12. 将痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面上
13.解：根据光电效应方程有
根据动能定理有
联立解得：
结合图像的斜率，解得：
金属的逸出功
答：求普朗克常量的表达式为；
求该阴极材料的逸出功的表达式为。
14.解：到是等温变化，压强和体积成反比，根据玻意耳定律有：
，
解得：
状态至状态过程是等温变化，气体内能不变，即
气体对外界做功：
根据热力学第一定律有：
解得：
由到等压变化，根据盖吕萨克定律得：
解得：
到等容变化，根据查理定律得：
解得：
解得：
答：气体在状态时的压强为；
该过程中气体吸收的热量为；
气体在状态时的压强为和温度为．
15.解对活塞与弹簧整体进行受力分析得：
对活塞Ⅱ受力分析得：
有胡克定律得：
联立解得：
通过对活塞与弹簧整体进行受力分析得气体的压强，由题可知气体做的是等压变化，那么弹簧上弹力大小不变，弹簧的长度不变，即两活塞间距离不变，
所以气体初态：体积
温度：
末态：体积；温度为
由盖吕萨克定律得：
答：弹簧的劲度系数
缓慢加热两活塞间的气体，求当活塞Ⅱ刚运动到汽缸连接处时，活塞间气体的压强为，温度为
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