精品解析：宁夏回族自治区银川一中2024-2025学年高二下学期期末考试物理试卷

银川一中2024/2025学年度（下）高二期末考试 物 理 试 卷 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 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. 图乙中液体和管壁表现为不浸润 C. 图丙中，在液体表面层，分子间作用力表现为引力，因此产生表面张力 D. 图丁中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面 2. 一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（ ） A. 分子的数密度较大 B. 分子间平均距离较小 C. 分子的平均动能较大 D. 单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 3. PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如：）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。的衰变方程为，其中是中微子。已知的半衰期是110分钟。下列说法正确的是（ ） A. X为 B. 该反应为核聚变反应 C. 1克经110分钟剩下0.5克 D. 该反应产生的在磁场中会发生偏转 4. 假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是（ ） A. 图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子力随分子间距离变化的图线 B. 在无穷远到的过程中分子力对分子B做负功 C. 在分子B靠近分子A的过程中分子力一直增加 D. 若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子B运动到处速率最大 5. 一定质量的理想气体，状态变化过程如图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上，下列选项正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，六根材质相同、原长均为x。的轻质弹簧的端点两两相连，在六个大小相等、方向互成角的恒定拉力F作用下，形成一个稳定的正六边形平面。已知该正六边形外接圆的直径为d，弹簧均在弹性限度范围内，则每根弹簧的劲度系数为（　　） A. B. C. D. 7. 如图甲为氢原子能级图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为的两个光源照射光电管阴极，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出3种不同频率的光 B. 图乙中，用频率的光照射时，将滑片向右滑动，电流表示数一定增大 C. 图丙中，图线所表示的光的光子能量为 D. 图乙中，光电管中的光电流方向为由极指向极 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 如图所示，一物体自某点（图中未标出）开始做匀减速直线运动，依次经过最后的A、B、C、D四点，最后停在D点。已知A、B的间距为6m，B、C的间距为3m，且物体通过AB段与BC段所用的时间均为1s，则（　　） A. C、D间的距离为0.5m B. C、D间的距离为 C. C点的速度为1.5m/s D. C点的速度为0.75m/s 9. 如图，右侧面光滑的斜面体放在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的拉力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程斜面体和M保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 拉力F逐渐增大 B. 轻绳的拉力逐渐增大 C. M所受摩擦力先减小后增大 D. 斜面对水平面的压力先减小后增大 10. 我国自主研制的“天帆一号”成功验证了多项太阳帆关键技术。光射到物体表面时，对单位面积产生的压力叫光压，太阳帆飞船可利用光压作为动力航行。若太阳帆飞船仅受太阳引力和光压提供的动力沿半径方向匀速远离太阳，距离太阳r处的太阳帆单位面积接收太阳光辐射的功率为P（P仅与距离r平方成反比），帆面始终与光线垂直，照射到太阳帆的光子全部垂直于帆面以原速率反弹。已知太阳帆飞船质量为m，太阳质量为M，万有引力常量为G，普朗克常量为h，光的频率为，真空中光速为c，太阳帆飞船速度远小于光速。下列说法正确的是（ ） A. 距离太阳r处，太阳帆在单位时间单位面积内接收到的光子数为 B. 距离太阳r处，太阳帆受到的光压为 C. 距离太阳r处，太阳帆的展开面积为 D. 太阳帆飞船匀速远离太阳的过程中，需逐渐增大太阳帆的展开面积 三、实验题（共16分） 11. 某学校的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，在注射器中密封了一定质量的气体。 （1）下列实验操作中正确的是 A. 密封气体前，在柱塞上均匀涂抹润滑油 B. 推拉柱塞时，用手握住注射器气体部分 C. 实验时应快速移动柱塞 （2）甲同学在不同温度下进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成_____________比（选填“正”或“反”）。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为T1________________T2（选填“<”“=”或“>” ）。 （3）若橡胶套内的气体不可忽略，乙同学在实验过程中移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度 V和气压计读数p，绘出的图像可能为 。 A. B. C. D. 12. 甲乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动，打点计时器所用电源的频率为50 Hz． （1）实验后，甲同学选择了一条较为理想的纸带，测量数据后，通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表格所示． 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间：t/s 0 0．1 0．2 0．3 0．4 0．5 速度：v/m·s－1 0．42 0．67 0．92 1．16 1．42 1．67 分析表中数据，在误差允许的范围内，小车做________运动；由于此次实验的原始纸带没有保存，该同学想估算小车从位置0到位置5的位移，其估算方法如下： x＝（0．42×0．1＋0．67×0．1＋0．92×0．1＋1．16×0．1＋1．42×0．1）m， 那么，该同学得到的位移________（选填“大于”、“等于”或“小于”）实际位移． （2）乙同学的纸带如图所示，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点，每相邻的两计数点间都有四个点未画出．用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示（单位：cm）．由纸带数据计算可得计数点3所代表时刻的瞬时速度大小v3＝___ m/s，小车的加速度大小a＝____ m/s2． 四、解答题（共38分） 13. 某次实验中，甲、乙小车上安装有蓝牙设备，该设备的有效通讯距离为d＝10m。甲车在前、乙车在后沿一条直线同向运动，初始距离为。甲车由静止开始做加速度的匀加速直线运动，乙车同时开始做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，甲、乙两车大小可忽略。求： （1）甲、乙两车间的最小距离Δx； （2）甲、乙两车维持蓝牙通讯的时长Δt。 14. 某探究小组设计了一个汽缸如图甲，开口向上并竖直放置，其上端装有固定卡环，汽缸导热性能良好且内壁光滑。质量kg，横截面积的活塞将一定质量气体（可视为理想气体）封闭在汽缸内。现缓慢升高环境温度，气体从状态A变化到状态C的图像如图乙所示，已知大气压强Pa，重力加速度m/s²。求： （1）状态C时气体的压强； （2）气体从A到C的过程中气体内能增加了72J，则这一过程中气体吸收的热量是多少？ 15. （1）放射性元素在α衰变过程中，该元素原子核数量随时间变化的规律为，其中为0时刻该元素的原子核个数，为已知常量，求该元素的半衰期。 （2）α衰变通常伴随有γ衰变。核发生α衰变有多种可能的过程，每种过程有不同的发生概率，其中两种过程是：（i）核衰变到核的第一激发态，核从第一激发态向基态跃迁的过程放出光子；（ii）核直接衰变到核的基态，此过程无光子放出。这两种衰变过程可用题图1表示，核基态和第一激发态的能量值已在图中标出。的核经过两个半衰期，实验测得放出的光子的总能量为，计算已发生衰变的核衰变到核第一激发态的概率。（核在激发态停留的时间远小于核的半衰期，阿伏伽德罗常数） （3）如题图2所示，真空中存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），一个运动的核放出α粒子，衰变为核，此过程无光子放出。衰变前后核、α粒子和核的轨迹相切于P点，且核衰变时，粒子射出的速度与核衰变前瞬间的速度方向相反。实验测得图2中，α粒子动能约为6MeV，原子质量单位1u相当于931MeV，则此衰变过程的质量亏损约为多少u？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 银川一中2024/2025学年度（下）高二期末考试 物 理 试 卷 一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 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. 图乙中液体和管壁表现为不浸润 C. 图丙中，在液体表面层，分子间作用力表现为引力，因此产生表面张力 D. 图丁中，农民用拖拉机耕地是利用毛细现象让地下水能更好地上升到地面 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中，实验现象表明材料具有各向同性，则说明薄板材料可能是多晶体，也有可能是非晶体，故A错误； B．图乙中液体和管壁接触面中的附着层中的液体分子间表现为斥力效果，可知液体和管壁表现为浸润，故B错误； C．图丙中，在液体表面层，分子间作用力表现为引力，因此产生表面张力，故C正确； D．图丁中，农民用拖拉机耕地是为了破坏毛细管，防止地下水分因毛细现象上升到地面蒸发，故D错误。 故选C。 2. 一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（ ） A. 分子的数密度较大 B. 分子间平均距离较小 C. 分子的平均动能较大 D. 单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分子密度相同、分子的平均距离相同，故AB错误； C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则平均动能大，故C正确； D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D错误。 故选C。 3. PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如：）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。的衰变方程为，其中是中微子。已知的半衰期是110分钟。下列说法正确的是（ ） A. X为 B. 该反应为核聚变反应 C. 1克经110分钟剩下0.5克 D. 该反应产生的在磁场中会发生偏转 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知，该物质为，故A错误； B．核聚变是轻核结合成重核的过程（如氢弹原理）。本题中的衰变是单个原子核自发转变为另一种原子核，属于放射性衰变（具体为衰变），而非核聚变，故B错误； C．1g该物质经过110min即一个衰变周期，则有一半发生衰变，该物质质量变为0.5g，故C正确； D．不带电，在磁场中不偏转，故D错误。 故选C。 4. 假设真空中有两个分子，其中一个分子A固定，另一个分子B从无穷远处靠近分子A，在分子B靠近分子A的过程中，两者之间所受分子力和分子势能随着距离变化而变化，选无穷远处分子势能为零，如图所示为两者之间的分子力或分子势能随分子间距离变化的图线，下列说法正确的是（ ） A. 图1为分子势能随分子间距离变化的图线，图2为分子力随分子间距离变化的图线 B. 在无穷远到的过程中分子力对分子B做负功 C. 在分子B靠近分子A的过程中分子力一直增加 D. 若将分子B从较远处由静止释放，则仅在分子力作用下分子B运动到处速率最大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在处分子力为0，在大于处分子力表现为引力，分子B从无穷远处到的过程中，分子力对其做正功，分子势能减小，在处分子势能最小，故图1为分子力随分子间距离变化的图线，图2为分子势能随分子间距离变化的图线，AB错误； C．随着距离的减小分子力先增加再减小再反向增加，C错误； D．从较远处到的过程中，分子力做正功，速率增大，距离小于时分子力做负功，速率减小，故在处速率最大，D正确。 故选D。 5. 一定质量的理想气体，状态变化过程如图中ABC图线所示，其中BC为一段双曲线。若将这一状态变化过程表示在下图中的p-T图像或V-T图像上，下列选项正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．分析图像可知，为等压膨胀， 是等温压缩（反比例函数图像为双曲线），是等容降温，根据理想气体状态方程，可知p-T图像中为平行横轴的直线， 是平行纵轴的直线，是过原点的直线，选项A正确，B错误；。 CD ．V-T图像中为过原点的直线， 是平行纵轴的直线，是平行横轴的直线，图像C的变化方向错误，故选项CD错误。 故选A。 6. 如图所示，六根材质相同、原长均为x。的轻质弹簧的端点两两相连，在六个大小相等、方向互成角的恒定拉力F作用下，形成一个稳定的正六边形平面。已知该正六边形外接圆的直径为d，弹簧均在弹性限度范围内，则每根弹簧的劲度系数为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】正六边形外接圆的半径为，此时弹簧的长度为，伸长量 由胡克定律可知，每根弹簧的弹力 两相邻弹簧的夹角为，两相邻弹簧弹力的合力 弹簧静止处于平衡状态，由平衡条件可知，每个拉力大小 解得 故选A。 7. 如图甲为氢原子能级图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为的两个光源照射光电管阴极，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. 图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出3种不同频率的光 B. 图乙中，用频率的光照射时，将滑片向右滑动，电流表示数一定增大 C. 图丙中，图线所表示的光的光子能量为 D. 图乙中，光电管中的光电流方向为由极指向极 【答案】C 【解析】 【详解】A．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生种光子，故A错误； B．图乙中不知道电源正负极，没办法判断在光电管AK之间加的正向还是反向电压，所以滑片P向右滑动时，电流变化情况没法判断，故B错误； C．只有频率为和的光能使它发生光电效应，那么这两种光子必定是能级向能级跃迁和能级向能级跃迁产生的，由图丙可知b光的频率较大，则b光为n=4能级向能级跃迁产生的，所以b光的光子能量为12.75eV，故C正确； D．产生的光电子运动方向为由K极指向A极，则电流方向为由A极指向K极，故D错误。 故选C。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8. 如图所示，一物体自某点（图中未标出）开始做匀减速直线运动，依次经过最后的A、B、C、D四点，最后停在D点。已知A、B的间距为6m，B、C的间距为3m，且物体通过AB段与BC段所用的时间均为1s，则（　　） A. C、D间的距离为0.5m B. C、D间的距离为 C. C点的速度为1.5m/s D. C点的速度为0.75m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．物体的加速度为 物体通过B点时的速度为 C、D之间的距离为 ，解得 ，A错误，B正确； CD． C点的速度为 ，解得 ，C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图，右侧面光滑的斜面体放在水平面上，质量相等的物块M、N分别放在斜面体的左右两个面上，M、N拴接在跨过光滑定滑轮的轻质细绳两端，整个系统处于静止状态。现对N施加一始终与右侧轻绳垂直的拉力F，使N缓慢移动至右侧细绳水平，该过程斜面体和M保持静止。下列说法正确的是（　　） A. 拉力F逐渐增大 B. 轻绳的拉力逐渐增大 C. M所受摩擦力先减小后增大 D. 斜面对水平面的压力先减小后增大 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．对N的分析，设拉力F与竖直方向夹角为，对N进行受力分析，N受重力mg、拉力F、轻绳拉力T，如图 因为F始终与右侧轻绳垂直，根据平衡条件可得， 在N缓慢移动至右侧细绳水平过程中，减小，减小，增大，所以拉力F逐渐增大，轻绳的拉力T逐渐减小，N缓慢移动至右侧细绳水平时，轻绳的拉力大小为0，故A正确，B错误； C．对M的分析：对M进行受力分析，M受重力mg、斜面支持力、轻绳拉力T和摩擦力f，M的重力沿斜面向下的分力为 解得 开始时系统静止 M有沿斜面向上运动趋势，摩擦力方向沿斜面向下，有 由于T减小，则f减小；当T继续减小到时，摩擦力为零；当轻绳的拉力T小于时，M所受摩擦力沿斜面体向上，则 随着轻绳的拉力T减小，摩擦力增大，所以M所受摩擦力先减小后增大，故C正确； D．对整体的分析，把M、N和斜面看成整体，整体受重力、地面支持力、拉力F，在竖直方向上 则 当减小时，增大，所以减小，根据牛顿第三定律，斜面对水平面的压力减小，故D错误。 故选AC。 10. 我国自主研制的“天帆一号”成功验证了多项太阳帆关键技术。光射到物体表面时，对单位面积产生的压力叫光压，太阳帆飞船可利用光压作为动力航行。若太阳帆飞船仅受太阳引力和光压提供的动力沿半径方向匀速远离太阳，距离太阳r处的太阳帆单位面积接收太阳光辐射的功率为P（P仅与距离r平方成反比），帆面始终与光线垂直，照射到太阳帆的光子全部垂直于帆面以原速率反弹。已知太阳帆飞船质量为m，太阳质量为M，万有引力常量为G，普朗克常量为h，光的频率为，真空中光速为c，太阳帆飞船速度远小于光速。下列说法正确的是（ ） A. 距离太阳r处，太阳帆在单位时间单位面积内接收到的光子数为 B. 距离太阳r处，太阳帆受到的光压为 C. 距离太阳r处，太阳帆的展开面积为 D. 太阳帆飞船匀速远离太阳的过程中，需逐渐增大太阳帆的展开面积 【答案】AC 【解析】 【详解】A．距离太阳r处，光子的平均能量为 太阳帆在单位时间单位面积内接收到的光子数为 故A正确； B．光子的频率为 距离太阳r处，每个光子的动量为 光射到帆面被反弹，由动量定理得Ft=2Np 可得太阳帆单位面积受到的光压为 故B错误； CD．距离太阳r处，由题意得，匀速远离要满足太阳光对太阳帆的作用力等于太阳对探测器的引力，即 即 解得 飞船匀速远离太阳的过程中，P仅与距离r平方成反比，结合 太阳帆飞船的展开面积保持不变，故C正确，D错误。 故选AC。 三、实验题（共16分） 11. 某学校的同学利用如图甲所示的装置探究气体等温变化的规律，在注射器中密封了一定质量的气体。 （1）下列实验操作中正确的是 A. 密封气体前，在柱塞上均匀涂抹润滑油 B. 推拉柱塞时，用手握住注射器气体部分 C. 实验时应快速移动柱塞 （2）甲同学在不同温度下进行了两次实验，得到的图像如图乙所示，由图可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成_____________比（选填“正”或“反”）。进一步分析可知两次实验的温度大小关系为T1________________T2（选填“<”“=”或“>” ）。 （3）若橡胶套内的气体不可忽略，乙同学在实验过程中移动柱塞，多次记录注射器上的体积刻度 V和气压计读数p，绘出的图像可能为 。 A. B. C. D. 【答案】（1）A （2） ①. 反 ②. > （3）C 【解析】 【小问1详解】 A.密封气体前，在柱塞上均匀涂抹润滑油，可以防止漏气，A正确； B．实验要保证封闭气体的温度不变，推拉活塞时，手不能握住注射器含有气体的部分，若手握着含有气体的部分，会造成温度变化，B错误； C．急速推拉活塞，则可能造成漏气和等温条件的不满足，应缓慢推拉活塞，C错误。 故选A。 【小问2详解】 [1]根据图乙所示的图像是延长线经过原点的直线，可得成正比，则可知一定质量的气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比。 [2]由理想气体状态方程：，可知图像的斜率越大，温度越高，分析可知两次实验的温度大小关系为。 【小问3详解】 若橡胶套内的气体不可忽略，设其体积为，多次记录注射器上的体积刻度V和气压计读数p，由波义耳定律得，当增大时，即图像的斜率随增大而减小。 故选C。 12. 甲乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动，打点计时器所用电源的频率为50 Hz． （1）实验后，甲同学选择了一条较为理想的纸带，测量数据后，通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表格所示． 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间：t/s 0 0．1 0．2 0．3 0．4 0．5 速度：v/m·s－1 0．42 0．67 0．92 1．16 1．42 1．67 分析表中数据，在误差允许的范围内，小车做________运动；由于此次实验的原始纸带没有保存，该同学想估算小车从位置0到位置5的位移，其估算方法如下： x＝（0．42×0．1＋0．67×0．1＋0．92×0．1＋1．16×0．1＋1．42×0．1）m， 那么，该同学得到的位移________（选填“大于”、“等于”或“小于”）实际位移． （2）乙同学的纸带如图所示，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点，每相邻的两计数点间都有四个点未画出．用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示（单位：cm）．由纸带数据计算可得计数点3所代表时刻的瞬时速度大小v3＝___ m/s，小车的加速度大小a＝____ m/s2． 【答案】（1）匀变速直线（匀加速直线）小于 （2）0．33 0．76 【解析】 【详解】（1）由表中数据可得出相等时间内小车速度增加量近似相等，故小车做匀加速直线运动．因该同学计算位移时所用的速度值为各计数点间的最小速度，故该同学得到的位移小于实际位移． （2）由v3＝，可得： 由逐差法可求得小车的加速度a＝＝m/s2＝0．76 m/s2． 【名师点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用． 四、解答题（共38分） 13. 某次实验中，甲、乙小车上安装有蓝牙设备，该设备的有效通讯距离为d＝10m。甲车在前、乙车在后沿一条直线同向运动，初始距离为。甲车由静止开始做加速度的匀加速直线运动，乙车同时开始做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，甲、乙两车大小可忽略。求： （1）甲、乙两车间的最小距离Δx； （2）甲、乙两车维持蓝牙通讯的时长Δt。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设经过时间，甲乙两车达到共速，此时两车之间的距离最小，则有 解得， 则此过程中，甲车的位移 乙车的位移 故两车之间的最小距离 【小问2详解】 由于，，乙车没有追上甲车，二者之间的通讯仅中断一次，则有 解得 （为负值的解舍去） 14. 某探究小组设计了一个汽缸如图甲，开口向上并竖直放置，其上端装有固定卡环，汽缸导热性能良好且内壁光滑。质量kg，横截面积的活塞将一定质量气体（可视为理想气体）封闭在汽缸内。现缓慢升高环境温度，气体从状态A变化到状态C的图像如图乙所示，已知大气压强Pa，重力加速度m/s²。求： （1）状态C时气体的压强； （2）气体从A到C的过程中气体内能增加了72J，则这一过程中气体吸收的热量是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在A状态气体压强为 气体由B状态变化到C状态，气体发生等容变化，则有 又 联立解得 【小问2详解】 气体从A状态到B状态为等压过程，外界对气体做功为 根据热力学第一定律 联立解得 15. （1）放射性元素在α衰变过程中，该元素原子核数量随时间变化的规律为，其中为0时刻该元素的原子核个数，为已知常量，求该元素的半衰期。 （2）α衰变通常伴随有γ衰变。核发生α衰变有多种可能的过程，每种过程有不同的发生概率，其中两种过程是：（i）核衰变到核的第一激发态，核从第一激发态向基态跃迁的过程放出光子；（ii）核直接衰变到核的基态，此过程无光子放出。这两种衰变过程可用题图1表示，核基态和第一激发态的能量值已在图中标出。的核经过两个半衰期，实验测得放出的光子的总能量为，计算已发生衰变的核衰变到核第一激发态的概率。（核在激发态停留的时间远小于核的半衰期，阿伏伽德罗常数） （3）如题图2所示，真空中存在垂直纸面向里的匀强磁场（图中未画出），一个运动的核放出α粒子，衰变为核，此过程无光子放出。衰变前后核、α粒子和核的轨迹相切于P点，且核衰变时，粒子射出的速度与核衰变前瞬间的速度方向相反。实验测得图2中，α粒子动能约为6MeV，原子质量单位1u相当于931MeV，则此衰变过程的质量亏损约为多少u？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设该元素的半衰期为，将 代入公式 解得 由数学关系得 所以 【小问2详解】 初始原子核数个个 经过两次衰变后，剩余原子核数个个 衰变总原子核数个 从第一激发态跃迁至基态的原子核数个个 则概率 【小问3详解】 由分析得为核半径，为核半径，为粒子半径 由 得 则有 即 化简得 又 由动量守恒定律得 所以 所以 又 所以， 所以 又 所以‍ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $