精品解析：山东省实验中学2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题

山东省实验中学 高二年级下学期第三次学情检测物理试题 一、选择题（共10小题，每题3分，共30分） 1. 一个德布罗意波长为λ1中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为 (　 　) A. B. C. D. 2. 科幻片《流浪地球2》再次带领大家回到“氦闪”的世界。“氦闪”的本质是恒星内部的氦核聚变，其核聚变反应方程为。已知一个氦核的质量为，一个X核的质量为，一个质子的质量为，一个中子的质量为，真空中的光速为c，则下列说法正确的是（　　） A. 该核反应方程中的X是氮核 B. 核的比结合能大于X核的比结合能 C. 该聚变反应释放的核能为 D. X核的比结合能为 3. 已知地球表面空气的总质量为m，空气的平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，若把球表面的空气全部液化且均匀分布在地球表面，则地球的半径将增加ΔR，为估算ΔR，除上述已知量之外，还需要下列哪一组物理量（ ） A. 地球半径R B. 液体密度ρ C. 地球半径R，空气分子的平均体积V0 D. 液体密度ρ，空气分子的平均体积V0 4. 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是(　　) A. 0.5 s B. 0.75 s C. 1.0 s D. 1.5 s 5. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，紫光和红光分别从B、C点射出。下列说法正确的是（　　） A. 紫光半圆柱体玻璃中传播速度较大 B. 红光和紫光同时从半圆柱体玻璃中射出 C. 逐渐增大入射角i，紫光先发生全反射 D. 逐渐增大入射角i，红光先发生全反射 6. 工业上我国对产品的质量检测其中一种是采用光学检测玻璃装置的合格性。如下图甲所示是货物的运输轨道，图乙是某次对某玻璃装置的质量检测。当光束以垂直玻璃砖底面的方向射入，当光束以与点连线夹角射入时，光线恰好在玻璃砖内发生全反射，若玻璃的折射率为2，则（　　） A. B. C. D. 7. 用铁环粘上肥皂液，用白炽灯光照射，从反射光的方向去看，呈现如图所示的现象上部是较宽的黑色条纹，其下是若干彩色条纹图，已知可见光的频率为3.9×1014Hz∽7.5×1014Hz，请估算肥皂膜最上面黑色条纹区域的厚度最大值为（　　） A. 20nm B. 100nm C. 200nm D. 2000nm 8. 振荡电路中的电流图像如图所示，规定回路中顺时针电流方向为正．下图中正确反映出1～2ms内电场强度和磁感应强度方向的是（ ） A. B. C. D. 9. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像， 时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A. 质点开始振动的方向沿y轴正方向 B. 内质点M运动的位移为0.4mm C. 超声波在血管中的传播速度为340m/s D. 时质点N恰好处于波峰 10. 如图所示，水面上有一个半径为4.5m的圆，圆心O与圆周上的a点各放一个振源，两振源的振动情况相同，产生波长为2m的水波，c、d为Oa连线的中垂线与圆周的交点，则（　　） A. 圆周上b点的振幅为0 B. c、d两点的位移始终最大 C. 圆周上振动加强的点共有10个 D. 圆周上振动减弱的点共有10个 二、多选题（共6小题，每题4分，共24分） 11. 如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用力忽略不计．现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡．则 A. a的体积增大了，压强变小了 B. a增加的内能大于b增加的内能 C. 加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈 D. b的体积减小，压强增大，但温度不变 12. 如图所示，一定质量的某种理想气体在状态时的压强为。从状态到状态，该气体从外界吸收的热量为，在图像中图线反向延长线通过坐标原点，从状态到状态温度不变，则（　　） A. 气体在状态的体积为 B. 气体在状态的压强为 C. 从状态到状态，气体对外界做功为 D. 从状态到状态，气体内能的增加量为 13. 有甲、乙、丙、丁四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v、4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab=l。在t时刻，a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起（　　） A. 关于a点第一次到达波峰，最先是丁，最后是甲 B. 关于b点第一次到达波谷，最先是乙，最后是甲 C. 关于a点第一次到达波峰，最先是乙，最后是甲 D. 关于b点第一次到达波谷，最先是丁，最后是甲 14. 两列机械波在同种介质中相向而行，、为两列波的波源，以、连线和中垂线为轴建立如图所示的坐标系，、的坐标如图所示。某时刻的波形如图所示。已知波的传播速度为，处有一个观察者，下列判断正确的是（　　） A. 两波源、的起振方向相反 B. 经过足够长的时间质点的振幅为 C. 波源产生的波比波源产生的波更容易发生衍射现象 D. 当观察者以的速度向点运动时，观察者接收到波的频率大于 15. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示，则（　　） A. a光光子的能量大于b光光子的能量 B. b光产生的光电子的最大初动能 C. 阴极K的逸出功 D. a光的反向遏止电压 16. 如图为某原子的能级及核外电子在两能级间跃迁时辐射光子波长的示意图，设原子处于n=1、2、3、4的能级时，对应原子的能量为、、、，若a光是从能级跃迁到能级产生的单色光，b光是从n=4能级跃迁到n=3能级产生的单色光。结合图中所给数据，则下列说法正确的是（ ） A. 用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距 B. 该原子吸收波长为97nm的光子后，可能从跃迁到 C. 原子从n=3跃迁到n=1时，释放光子的波长为 D. 用波长等于122nm光子能量的电子撞击原子，原子可能从跃迁到 三、实验题（共2小题） 17. 做“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的距离L=600mm，观察到的干涉条纹如图所示。 （1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位置x1=_______mm，x2=_______mm； （2）相邻亮纹的间距△x=_______mm； （3）计算单色光的波长的公式=________（用L、d、x1、x2表示） （4）代入数据计算单色光的波长=________m（结果保留两位有效数字）. 18. 某位同学用研究“在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图甲所示。操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）关于该实验，下列说法正确的是___________； A.移动活塞时应缓慢一些 B.为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞 C.在柱塞与注射器壁间涂上润滑油的目的是减小摩擦力 （2）为了能直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，应作出___________（选填“”或“”）图像。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图像是一条___________线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比； （3）该同学测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是___________；（一条即可） 序号 1 20.0 10010 20.020 2 18.0 1.0952 19714 3 16.0 1.2313 19.701 4 14.0 1.4030 19.642 5 120 1.6351 19.621 （4）该同学在另一次实验中又绘制了图像，如图乙所示，则连接注射器与压强传感器的软管内的气体体积为___________。 四、解答题（共4小题） 19. 如图所示，半圆玻璃砖可绕过圆心的垂直轴转动，圆心O与足够大光屏的距离d=20cm，初始半圆玻璃砖的直径与光屏平行时，一束光对准圆心、垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上O1点留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过30°角时，光屏上光点位置距离O1点为20cm，求∶ （1）玻璃砖的折射率n； （2）当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度α的正弦值。 20. 真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为R2（R2<R1）的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后，锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压UPQ可调的电源、灵敏电流计G连接成如图所示的电路。已知单位时间内从锌薄膜中逸出的光电子数为n、逸出时的最大动能为Ekm，电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，只有锌金属薄膜发生光电效应。 （1）调整电源两端电压，使灵敏电流计示数恰好为零，求此时电压U； （2）实验发现，当UPQ大于或等于某一电压值Um时灵敏电流计示数始终为最大值Im，求Im和Um。 21. 深海养殖技术在海洋渔业中被普遍推广。甲图为某深海大黄鱼渔场引进的单柱半潜式养殖网箱，乙图为其截面示意图。在乙图中，网箱的中央柱形容器是由横截面积为，高16m的镀锌铁皮（不计铁皮体积）制成的空心圆柱体，可进水或充气，以此调节网箱在海水中的位置，使整个网箱按要求上浮或下沉；网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与圆柱体固定在一起；网箱的底部用绳索悬挂质量为20t的铸铁块（不与海底接触），铸铁块相当于“船锚”，起稳定作用。已知制作网箱材料的总质量为10t，养殖网箱材料和铸铁块能够排开海水的体积为，海水的密度按，大气压强按，。在认为空气温度与海水温度相同的情况下，当网箱的底部下沉到海面下15m处静止时，求： （1）空心圆柱体内气体的压强； （2）通过计算说明从开始入水到该状态，需要通过气阀向空心圆柱体充气还是对外放气； （3）充入或放出的气体在空气中的体积。 22. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，质量为的小物体A位于斜面底端，并通过劲度系数为的轻弹簧与质量为小物体B相连，质量为的小物体C紧挨物体B，小物体间有一定量的火药。小物体A、B、C与斜面间的滑动摩擦因数均数为，开始时小物体均静止在斜面上，弹簧处于原长状态。现锁定物体A，引爆物体间的火药，在极短时间内物体分离，在之后的运动过程中，每当物体B沿斜面向上减速为零时，立刻锁定物体B，同时释放物体A，每当物体A沿斜面向上减速为零时，立刻锁定物体A，同时释放物体B。已知物体C沿斜面向上运动的最大距离为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小，弹簧的弹性势能（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。求 （1）火药爆炸对物体C作用力的冲量； （2）用公式证明小物体B沿斜面向上的运动为简谐运动； （3）从爆炸到物体B第一次沿斜面向上减速到零的过程中物体B运动的路程； （4）物体A、B、C均停止运动时物体B、C间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东省实验中学 高二年级下学期第三次学情检测物理试题 一、选择题（共10小题，每题3分，共30分） 1. 一个德布罗意波长为λ1的中子和另一个德布罗意波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波长为 (　 　) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】中子的动量 氘核的动量 对撞后形成的氚核的动量 所以氚核的德布罗意波波长为 故A正确，BCD错误； 故选A． 【点睛】任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有德布罗意波，分别写出中子和氘核的动量的表达式，然后根据动量守恒定律得出氚核的动量，代入公式即． 2. 科幻片《流浪地球2》再次带领大家回到“氦闪”的世界。“氦闪”的本质是恒星内部的氦核聚变，其核聚变反应方程为。已知一个氦核的质量为，一个X核的质量为，一个质子的质量为，一个中子的质量为，真空中的光速为c，则下列说法正确的是（　　） A. 该核反应方程中的X是氮核 B. 核的比结合能大于X核的比结合能 C. 该聚变反应释放的核能为 D. X核的比结合能为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的电荷数为6，质量数为12，X是碳核，故A错误； B．聚变反应释放能量，表明X核比核更加稳定，则核的比结合能小于X核的比结合能。故B错误； C．根据爱因斯坦质能方程，该聚变反应释放的核能 故C错误； D．根据比结合能的定义可知，X核的比结合能为 故D正确。 故选D。 3. 已知地球表面空气的总质量为m，空气的平均摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为NA，若把球表面的空气全部液化且均匀分布在地球表面，则地球的半径将增加ΔR，为估算ΔR，除上述已知量之外，还需要下列哪一组物理量（ ） A. 地球半径R B. 液体密度ρ C. 地球半径R，空气分子的平均体积V0 D. 液体密度ρ，空气分子的平均体积V0 【答案】C 【解析】 【详解】若把空气全部液化且均匀分布在地球表面时，形成一个大的球体，液化后的空气形成球壳的体积 且 联立可求△R的值。 故选C。 4. 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是(　　) A. 0.5 s B. 0.75 s C. 1.0 s D. 1.5 s 【答案】C 【解析】 【详解】把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，从船上升到最高点时计时，其振动方程为，代入得，当y=10cm时，可解得：，故在一个周期内，游客能舒服登船的时间是2t=1.0s，故C正确，ABD错误． 5. 如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，紫光和红光分别从B、C点射出。下列说法正确的是（　　） A. 紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较大 B. 红光和紫光同时从半圆柱体玻璃中射出 C. 逐渐增大入射角i，紫光先发生全反射 D. 逐渐增大入射角i，红光先发生全反射 【答案】B 【解析】 【详解】A．紫光的折射率较大，根据 可知，紫光在半圆柱体玻璃中传播速度较小，选项A错误； B．设折射角为r，则 光在玻璃中的传播时间 可知红光和紫光在玻璃中传播时间相同，同时从半圆柱体玻璃中射出，选项B正确； CD．入射角i增大，则进入玻璃砖光线的折射角增加，所以光线OB和OC作为入射光线从玻璃砖射出时的入射角会减小，根据折射定律，光线从光密介质到光疏介质有 从玻璃砖中射出光线的折射角会减小，因此入射角i增大，无论是紫光还是红光均不会发生全反射，故CD错误。 故选B。 6. 工业上我国对产品的质量检测其中一种是采用光学检测玻璃装置的合格性。如下图甲所示是货物的运输轨道，图乙是某次对某玻璃装置的质量检测。当光束以垂直玻璃砖底面的方向射入，当光束以与点连线夹角射入时，光线恰好在玻璃砖内发生全反射，若玻璃的折射率为2，则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】绘出光路图，如图 根据折射定律，光在上表面折射时，满足 根据几何关系 根据全反射临界角公式 解得 7. 用铁环粘上肥皂液，用白炽灯光照射，从反射光的方向去看，呈现如图所示的现象上部是较宽的黑色条纹，其下是若干彩色条纹图，已知可见光的频率为3.9×1014Hz∽7.5×1014Hz，请估算肥皂膜最上面黑色条纹区域的厚度最大值为（　　） A. 20nm B. 100nm C. 200nm D. 2000nm 【答案】B 【解析】 【详解】由于重力作用，肥皂液逐渐向下流动，形成上薄下厚的形状，上部的肥皂膜越来越薄，当厚度恰好等于可见光波长的时，从膜的前表面反射回来的光和从后表面反射回来的光的光程差为波长的，叠加的结果是减弱，所以看起来是黑色。膜的厚度最大值为 故选B。 8. 振荡电路中的电流图像如图所示，规定回路中顺时针电流方向为正．下图中正确反映出1～2ms内电场强度和磁感应强度方向的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】1～2ms内，电流逐渐减小，电容器充电，因顺时针电流方向为正，则电容器上极板带正电，电场强度方向向下；由于电流逐渐减小，根据安培定则，线圈内产生顺时针方向电流，故磁感应强度方向向上，故选C。 9. B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射。探头接收到的超声波信号形成B超图像。如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像， 时刻波恰好传到M质点。已知此超声波的周期为，下列说法正确的是（　　） A. 质点开始振动的方向沿y轴正方向 B. 内质点M运动的位移为0.4mm C. 超声波在血管中的传播速度为340m/s D. 时质点N恰好处于波峰 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据同侧法可知，质点开始振动的方向沿轴负方向，故A错误； B．由题可知，质点M运动了，因此M的位移为，故B错误； C．根据图像读出波长为 根据波长与波速的关系 解得 故C错误； D．由图可知，M左侧的波峰与N之间的距离为 则波峰传播到N的时间为 可知在2.0×10-7s时质点N恰好处于波峰，故D正确。 故选D。 10. 如图所示，水面上有一个半径为4.5m圆，圆心O与圆周上的a点各放一个振源，两振源的振动情况相同，产生波长为2m的水波，c、d为Oa连线的中垂线与圆周的交点，则（　　） A. 圆周上b点的振幅为0 B. c、d两点的位移始终最大 C. 圆周上振动加强的点共有10个 D. 圆周上振动减弱的点共有10个 【答案】C 【解析】 【详解】A．O点和a是两个振动情况完全相同的振源，b点到两波源的路程差 不满足路程差是半个波长的奇数倍，故不是振动最弱点，振幅不为零；故A错误。 B．c和d两两波源的距离相等，波程差为零，满足路程差是整数倍波长，为振动加强；振幅最大为2A，但位移在0～2A间变化，不是始终最大；故B错误。 C．根据题意，两列相干波的波长均为λ=2m，而两波源相距为4.5m，根据干涉条件波程差是半波长的偶数倍时振动加强，则在oa连线上有Δs=0、-2、2、-4、4m,共5个点，在ob之间无加强点（因为波程差始终为4.5m），每个加强线与圆周有两个交点，则圆周上的振动加强点共10个，故C正确。 D．稳定的干涉图样每两个加强点之间有一个振动减弱点，则5个强点间有4个弱点，故和圆周的交点就有8个，故D错误。 故选C。 二、多选题（共6小题，每题4分，共24分） 11. 如图所示，绝热隔板K把绝热的汽缸分隔成体积相等的两部分，K与汽缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用力忽略不计．现通过电热丝对气体a加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡．则 A. a的体积增大了，压强变小了 B. a增加的内能大于b增加的内能 C. 加热后a的分子热运动比b的分子热运动更激烈 D. b的体积减小，压强增大，但温度不变 【答案】BC 【解析】 【详解】电热丝对气体a加热后，气体a膨胀对绝热隔板做功，因汽缸绝热，所以气体b温度升高，内能增大，压强也增大，稳定后与气体a压强相等，因此a的压强增大，因为a和b质量相同，而a后来的体积比b的大，所以a的末温度比b的更高，故BC正确，AD错误； 故选BC． 【点睛】根据气体状态方程和已知的变化量去判断其它的物理量，根据热力学第一定律判断气体的内能变化． 12. 如图所示，一定质量的某种理想气体在状态时的压强为。从状态到状态，该气体从外界吸收的热量为，在图像中图线反向延长线通过坐标原点，从状态到状态温度不变，则（　　） A. 气体在状态的体积为 B. 气体在状态的压强为 C. 从状态到状态，气体对外界做功为 D. 从状态到状态，气体内能的增加量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在图像中图线反向延长线通过坐标原点，由a到c为等压过程，有 解得 故A错误； B．从状态到状态温度不变，为等温过程，有 解得 故B正确； C．从状态到状态c，气体对外界做功为 故C错误； D．从状态到状态，由 可知气体内能的增加量为 故D正确。 故选BD。 13. 有甲、乙、丙、丁四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v、4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab=l。在t时刻，a、b两点间四列波的波形分别如图所示，则由该时刻起（　　） A. 关于a点第一次到达波峰，最先丁，最后是甲 B. 关于b点第一次到达波谷，最先是乙，最后是甲 C. 关于a点第一次到达波峰，最先是乙，最后是甲 D. 关于b点第一次到达波谷，最先是丁，最后是甲 【答案】CD 【解析】 【详解】由图像可知，四列波的波长分别为 ，，， 则四列波的周期分别为 ，，， AC．根据波形平移法可知，在t时刻，图甲、乙、丙中a点均向上振动，图丁中a点向下振动，则a点第一次到达波峰所用的时间分别为 ，，， 可知 故A错误，C正确； BD．根据波形平移法可知，在t时刻，图甲、乙、丁中b点均向上振动，图丙中b点向下振动，则b点第一次到达波谷所用的时间分别为 ，，， 可知 故B错误，D正确。 故选CD。 14. 两列机械波在同种介质中相向而行，、为两列波的波源，以、连线和中垂线为轴建立如图所示的坐标系，、的坐标如图所示。某时刻的波形如图所示。已知波的传播速度为，处有一个观察者，下列判断正确的是（　　） A. 两波源、的起振方向相反 B. 经过足够长的时间质点的振幅为 C. 波源产生的波比波源产生的波更容易发生衍射现象 D. 当观察者以的速度向点运动时，观察者接收到波的频率大于 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图像可知，波源起振方向沿y轴负方向；而波源的起振方向沿y轴正方向，起振方向相反，故A正确； B．两列波到达O点时总是同相位，振动加强，因此经过足够长的时间的振幅为 故B错误； C．两列波的波长均为4m，产生明显衍射条件相同，故C错误； D．当观察者以的速度向点运动时，观察到的波速为 根据 可得观察者接收到波的频率 故D正确。 故选AD。 15. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示，则（　　） A. a光光子的能量大于b光光子的能量 B. b光产生的光电子的最大初动能 C. 阴极K的逸出功 D. a光的反向遏止电压 【答案】BC 【解析】 【详解】A．辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，结合光电流I与电压U的关系曲线分析知，b光的反向遏止电压大，根据 知b光光子的能量大于a光光子的能量，故A错误； B．对b光产生的光电子分析，得 解得 故B正确； C．对b光的光子，有 所以逸出功为 故C正确； D．对a光的光子，有 联立解得 故D错误。 故选BC。 16. 如图为某原子的能级及核外电子在两能级间跃迁时辐射光子波长的示意图，设原子处于n=1、2、3、4的能级时，对应原子的能量为、、、，若a光是从能级跃迁到能级产生的单色光，b光是从n=4能级跃迁到n=3能级产生的单色光。结合图中所给数据，则下列说法正确的是（ ） A. 用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距 B. 该原子吸收波长为97nm的光子后，可能从跃迁到 C. 原子从n=3跃迁到n=1时，释放光子的波长为 D. 用波长等于122nm光子能量的电子撞击原子，原子可能从跃迁到 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．由题意可知 由 可知用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，a光条纹间距小于b光条纹间距，故A正确； B．由题图可知，原子吸收波长为97nm光子后，从跃迁到，故B错误； C．原子从n=3跃迁到n=1时 解得 故C正确； D．由题图可知，原子从跃迁到辐射出的光子波长为656nm，波长等于122nm的光子能量大于波长为656nm的光子能量，由于碰撞过程中有能量损失，则用波长等于122nm光子能量的电子撞击原子，原子可能从跃迁到，故D正确。 故选ACD 三、实验题（共2小题） 17. 做“用双缝干涉测光的波长”实验中。使用的双缝间距d=0.20mm。双缝到光屏的距离L=600mm，观察到的干涉条纹如图所示。 （1）在测量头上的是一个螺旋测微器（又叫“千分尺”），分划板上的刻度线处于x1、x2位置时，对应的示数如图所示，则分划板位置x1=_______mm，x2=_______mm； （2）相邻亮纹的间距△x=_______mm； （3）计算单色光的波长的公式=________（用L、d、x1、x2表示） （4）代入数据计算单色光的波长=________m（结果保留两位有效数字）. 【答案】 ①. 2.189##2.190##2.191 ②. 7.867##7.868##7.869##7.870 ③. 1.420 ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1][2]螺旋测微器读x1，主尺读数为2mm，转动刻度0.01×19.0=0.190mm，两者相加为2.190mm； 螺旋测微器读x2，主尺读数为7.5mm，转动刻度0.01×36.8=0.368mm，两者相加为7.868mm； （2）[3]根据条纹图可知 （3）（4）[4][5]根据干涉的条纹公式，可得 代入数据可得 18. 某位同学用研究“在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”的实验装置如图甲所示。操作步骤如下： ①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来； ②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积和由计算机显示的气体压强； ③重复上述步骤②，多次测量并记录； ④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。 （1）关于该实验，下列说法正确的是___________； A.移动活塞时应缓慢一些 B.为方便推拉柱塞，应用手握注射器再推拉柱塞 C.在柱塞与注射器壁间涂上润滑油的目的是减小摩擦力 （2）为了能直观地判断气体压强与气体体积的函数关系，应作出___________（选填“”或“”）图像。对图像进行分析，如果在误差允许范围内该图像是一条___________线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比； （3）该同学测得的实验数据在计算机屏幕上显示如下表所示，仔细观察“”一栏中的数值，发现越来越小，造成这一现象的可能原因是___________；（一条即可） 序号 1 20.0 1.0010 20.020 2 18.0 1.0952 19.714 3 16.0 1.2313 19.701 4 14.0 1.4030 19.642 5 12.0 1.6351 19.621 （4）该同学在另一次实验中又绘制了图像，如图乙所示，则连接注射器与压强传感器的软管内的气体体积为___________。 【答案】 ①. A ②. ③. 过原点的倾斜直线 ④. 气体发生泄露 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]AB．由于该实验是研究“在温度不变时，一定质量气体压强与体积关系”，故实验中应控制温度不变，故移动活塞应慢些，因为移动活塞时相当于对气体做功，如果太快，气体的温度会发生变化，手不能握住注射器，握住注射器会发生热传递，使气体的温度发生变化，故A正确，B错误； C．在柱塞与注射器壁间涂上润滑油的目的是密封气体，故C错误。 故选A； （2）[2]气体等温变化过程中，p、V的乘积是不变的，图像是一条曲线，不便于研究，而图像则是一条直线，化曲为直，便于研究； [3]对图像进行分析，如果在误差允许范围内图像应是一条过原点的倾斜直线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比； （3）[4]根据公式 可知乘积减小很有可能是物质的量降低，即有可能发生了泄露； （4）[5]设连接注射器与压强传感器的软管内的气体体积为，根据玻意耳定律有 则有 由图乙可知，当时 代入可得 四、解答题（共4小题） 19. 如图所示，半圆玻璃砖可绕过圆心的垂直轴转动，圆心O与足够大光屏的距离d=20cm，初始半圆玻璃砖的直径与光屏平行时，一束光对准圆心、垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上O1点留下一光点，保持入射光方向不变，让玻璃砖绕O点顺时针方向转动时，光屏上光点也会移动，当玻璃砖转过30°角时，光屏上光点位置距离O1点为20cm，求∶ （1）玻璃砖的折射率n； （2）当光屏上光点消失时，玻璃砖绕O点相对初始位置转过的角度α的正弦值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）璃砖转过30°角时，折射光路如图 由几何关系可知入射角 i=30° 又 则 那么折射角 γ=75° 由折射定律可知 解得 （2）发生全反射时有 所以 20. 真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为R2（R2<R1）的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后，锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压UPQ可调的电源、灵敏电流计G连接成如图所示的电路。已知单位时间内从锌薄膜中逸出的光电子数为n、逸出时的最大动能为Ekm，电子电荷量为e，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，只有锌金属薄膜发生光电效应。 （1）调整电源两端电压，使灵敏电流计示数恰好为零，求此时电压U； （2）实验发现，当UPQ大于或等于某一电压值Um时灵敏电流计示数始终为最大值Im，求Im和Um。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）当从金属板Q逸出时的电子，最大初动能为Ekm且方向垂直于极板P，恰好不能到达极板P时，此时灵敏电流计的示数为零，根据动能定理 解得 负号表示P板电势比Q板电势低。 （2）当从R2边缘逸出的光电子，动能为Ekm且方向平行于极板Q飞出后，恰好打到P的边缘时，此时两极板电压为Um，根据平抛运动知识可知 而 ， 联立解得 此时所有逸出电子都打到P极板上，电流强度为最大值 21. 深海养殖技术在海洋渔业中被普遍推广。甲图为某深海大黄鱼渔场引进的单柱半潜式养殖网箱，乙图为其截面示意图。在乙图中，网箱的中央柱形容器是由横截面积为，高16m的镀锌铁皮（不计铁皮体积）制成的空心圆柱体，可进水或充气，以此调节网箱在海水中的位置，使整个网箱按要求上浮或下沉；网箱与海水相通，是养鱼的空间，并与圆柱体固定在一起；网箱的底部用绳索悬挂质量为20t的铸铁块（不与海底接触），铸铁块相当于“船锚”，起稳定作用。已知制作网箱材料的总质量为10t，养殖网箱材料和铸铁块能够排开海水的体积为，海水的密度按，大气压强按，。在认为空气温度与海水温度相同的情况下，当网箱的底部下沉到海面下15m处静止时，求： （1）空心圆柱体内气体压强； （2）通过计算说明从开始入水到该状态，需要通过气阀向空心圆柱体充气还是对外放气； （3）充入或放出的气体在空气中的体积。 【答案】（1）；（2）充气；（3） 【解析】 【详解】（1）网箱材料和铸铁快的总质量 网箱静止在海水中，整个装置受到的浮力等于它的总重力，即 根据阿基米德原理 空心圆柱体排开水的体积 空心圆柱体内海水的体积 空心圆柱体内海水的高度 空心圆柱体内气体的压强 （2）假设既没有放气也没有充气，根据玻意耳定律可得 其中 解得 比较可知 可知需要通过气阀向空心圆柱体充气； （3）设充入的体积为，根据玻意耳定律 解得 22. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，质量为的小物体A位于斜面底端，并通过劲度系数为的轻弹簧与质量为小物体B相连，质量为的小物体C紧挨物体B，小物体间有一定量的火药。小物体A、B、C与斜面间的滑动摩擦因数均数为，开始时小物体均静止在斜面上，弹簧处于原长状态。现锁定物体A，引爆物体间的火药，在极短时间内物体分离，在之后的运动过程中，每当物体B沿斜面向上减速为零时，立刻锁定物体B，同时释放物体A，每当物体A沿斜面向上减速为零时，立刻锁定物体A，同时释放物体B。已知物体C沿斜面向上运动的最大距离为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小，弹簧的弹性势能（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。求 （1）火药爆炸对物体C作用力的冲量； （2）用公式证明小物体B沿斜面向上的运动为简谐运动； （3）从爆炸到物体B第一次沿斜面向上减速到零的过程中物体B运动的路程； （4）物体A、B、C均停止运动时物体B、C间的距离。 【答案】（1），方向沿斜面向上；（2）见解析；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）物体B、C分离后C沿斜面向上做减速运动，分析C受力，由牛顿第二定律有 代入数据解得 火药爆炸对物体C作用力的冲量 方向沿斜面向上。 （2）设B处于平衡位置时弹簧的压缩量为，则 B沿斜面向下偏离平衡位置的位移为x时，弹簧的压缩量为。取沿斜面向下为正方向，则此时弹簧振子的回复力 即 所以小物体B沿斜面向上的运动为简谐运动。 （3）火药爆炸过程，B、C组成的系统动量守恒 设火药爆炸后物体B向下减速到零运动的位移为x1，由能量守恒定律得 由（2）得 物体B做简谐运动的振幅为 从爆炸到物体B第一次沿斜面向上减速到零的过程中物体B运动的路程为 （4）设B第一次沿斜面向上速度减小为零时弹簧的伸长量为，则 从开始到B第一次沿斜面减速到零，B沿斜面向上运动了 由（2）问同理可得，物体A沿斜面向上的运动为简谐运动，设A处于平衡位置时弹簧的伸长量为，振幅为 设A第一次沿斜面向上速度减小为零时弹簧的压缩量为 设B第二次沿斜面向上的振幅为，速度减小为零时弹簧的伸长量为 从B第一次沿斜面减速到零到B第二次减速到零，B沿斜面向上运动了 设A第二次沿斜面向上的振幅为，速度减小为零时弹簧的压缩量为 设B第三次沿斜面向上的振幅为，速度减小为零时弹簧的伸长量为 此时A、B均停止运动，从B第二次沿斜面减速到零到B第三次减速到零，B沿斜面向上运动了，由以上分析可知B沿斜面向上运动的总路程为，所以最终BC间的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$