精品解析：江苏省南通中学2024-2025学年高二下学期5月检测物理试题

南通中学2025年高二物理5月检测 一、单选题（每小题4分，25小题，共100分。每小题只有一项是最符合题目要求的） 1. 下图是在高中物理中出现几个相似的曲线，下列说法错误的是（　　） A. 甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 B. 乙图为某一纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻的变化，由图可知电动势为 C. 丙图为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在时的情形 D. 丁图为在、两种温度下黑体辐射强度与其辐射电磁波波长的关系，由图知温度升高黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 2. 如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线及其波长，分别对应能级图中从量子数为、4、5、6的能级向量子数为的能级跃迁时发出的光谱线。已知可见光波长在400nm~700nm之间，下列说法正确的是（　　） A. 该谱线由氢原子的原子核能级跃迁产生 B. 四条光谱线中，能量最大光子对应的Hα谱线对应的可见光是红光 C. Hγ谱线对应的光，照射逸出功为2.25eV的金属，可使该金属发生光电效应 D. 氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 3. 在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示，为图像的渐近线，真空中光速为，则（　　） A. 该金属逸出功为 B. 普朗克常量为 C. 时，光电子的最大初动能为 D. 波长为的光能使该金属发生光电效应 4. 光电效应在自动化控制领域有着广泛的应用。如图所示的光电控制报警电路中，某一频率的光束照射到光电管，光电管产生光电效应，与光电管连接的电路有电流，电磁铁产生磁场，会吸引报警电路中的开关断开，从而实现自动控制，则（　　） A. 当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，警铃电路停止工作 B. 若选用波长更短的光照射该光电管，该装置仍能产生光电流 C. 若选用频率更小的光照射该光电管足够长时间，一定能产生光电效应 D. 任意频率的光照射到光电管上，只要光照强度足够强就能产生光电效应 5. 如图甲所示为某同学设计的光电效应实验的电路图，该设计既可以观测饱和电流，又可以观测遏止电压。通过实验得到了如图乙所示的电流表示数随滑动片移动长度L的变化图像，电路图中的电表均为理想表，下列说法正确的是（　　） A. 图线A为开关S闭合至2时的图像 B. 滑动变阻器越长实验现象越明显 C. 长度L为滑动变阻器滑动片到其b端间距离 D. 乙图中位置所对应电压为遏止电压 6. 瑞瑞在一节大学物理实验课上用光源发出的光照射光电管来测量光电流与所加电压关系。已知光源L的光谱如图所示，则曲线最可能为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为、、，该霍尔片放在磁感应强度大小为、方向平行于边的匀强磁场中。闭合电键，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为，该电流在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为，电子在霍尔片中的平均速度，其中电子迁移率为已知常数。电子电量为，电子的质量为。霍尔片单位体积内的电子数为，则（　　） A. 霍尔片前后侧面的电压为 B. 霍尔片内的电场强度为 C. 通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零 D. 当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于 8. 如图是射线精准测距原理简图。装置辐射源发出的射线与地表土壤层发生反射，一部分粒子重新被该装置探测器接收，根据接收强度可以测定该装置离地高度。若发射器辐射的强度为，接收器的有效接收面积为，接收装置的接收效率为。在地面处，有占比为的光子数被均匀向地面上方各方向反射。若接收器接收到的射线强度为，射线强度可视作射线全部光子的能量之和，则接收器离地高度为（　　） A. B. C. D. 9. 某同学用如图所示装置研究光电效应现象，所用光源的功率相同，可输出不同频率的单色光，回路中的最大光电流为，假设发生光电效应时一个光子能打出一个光电子，则下列最大光电流与光源频率间的关系图象正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 智能手机的摄像头光圈尺寸和曝光时间会影响照片的成像质量。某智能手机的摄像头光圈的面积为，标准曝光时间为，暗室中有一个黄色的点光源，发光功率为，现用该手机在距离点光源处正对光源拍照。已知黄光的波长为，真空中的光速为。普朗克常量为，不考虑空气对光子的吸收，则单次拍照进入手机摄像头快门的光子个数为（　　） A. B. C. D. 11. 关于卢瑟福粒子散射实验现象及分析，下列说法正确的是（ ） A. 原子的质量几乎全部集中在原子核内 B. 绝大多数粒子在实验中几乎不偏转，是因为原子核质量很大 C. 使粒子产生大角度偏转作用力，是电子对粒子的库仑斥力 D. 使粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对粒子的万有引力 12. 氢原子的可见光谱线图如图所示，氢原子的发射光谱只有一些分立的亮线，氢原子只能释放或吸收特定频率的光子，玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律。和氢原子一样，各种原子都有其独特的光谱，在研究太阳光谱时，发现它的连续光谱中有许多暗线，这是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱，吸收光谱中的暗线对应发射光谱中的亮线。下列说法正确的是（　　） A. 玻尔理论可以解释各种原子的光谱 B. 大量氢原子发出的光谱为连续光谱 C. 光谱分析不能鉴别物质和确定物质的组成成分 D. 同一元素的发射光谱和吸收光谱的特征谱线相同 13. 某发射星云可认为完全由氢原子构成，其发光机理可简化为：能量为12.09eV的紫外光子照射该星云时，会使其氢原子从基态跃迁到激发态，处于激发态的氢原子会辐射光子。氢原子能级图如图所示，部分颜色的可见光光子能量范围见下表，则观测到该星云的颜色是（　　） 颜色 红 黄 蓝 紫 能量范围（eV） 1.62～1.99 2.07～2.20 2.78～2.90 2.90～3.11 A. 红色 B. 黄色 C. 蓝色 D. 紫色 14. 物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象。所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统。类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态（能级）也是不连续的。若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为，称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为r。已知正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，静电力常量为k，普朗克常量为h。则下列说法中正确的是（　　） A. “电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为 B. “电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动动能增大 C. 处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最大波长为 D. 处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最高频率为 15. 电子显微镜经过五十多年的发展，已经成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。在电子显微镜中，电子束取代了光束用来“照射”被观测物体。已知可见光的波长为，由于光的衍射限制了显微镜的分辨率，光学显微镜的极限分辨率是。某透射式电子显微镜，电子加速电压为，电子的质量为。已知普朗克常量，若该电子显微镜和光学显微镜的孔径相同，不考虑相对论效应。该电子显微镜的分辨率大约是光学显微镜的（　　） A. 倍 B. 倍 C. 10倍 D. 0.1倍 16. 如图甲所示，一抽成真空的圆柱形薄筒，中心轴处有一细长直的紫光线光源。沿柱面位置放置一个弧长为a、长度为的光膜片，如图乙，光照到光膜片上形成的压强为p。为了简化问题，假设线光源只沿径向均匀射出紫光，光照到光膜片上，一部分被吸收，其余被完全反射，吸收率为。已知普朗克常量为，紫光频率为，光速为，则单位时间内照到光膜片上的光子数为（　　） A. B. C. D. 17. 瓶子吞鸡蛋的实验过程如下：先将敞口的玻璃瓶中的空气加热，再将剥皮的熟鸡蛋放于瓶口，过一会发现鸡蛋慢慢被挤压吸入瓶中，如图所示。鸡蛋被吸入还未落下的过程中，瓶中气体可视为理想气体，质量不变。鸡蛋被吸入一半时相比刚放上时，关于瓶中气体，下列说法正确的是（　　） A. 每个气体分子的动能都减小 B. 此过程气体从外界吸热 C. 气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量减小 D. 气体压强和热力学温度的比值减小 18. 如图所示，开口向右的绝热汽缸，用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体，轻绳左端连接活塞，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶，小桶静止，气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后断电，活塞向右移动L后静止，气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为。重力加速度大小为g，外界大气压强不变。下列说法正确的是（ ） A. 状态2相比状态1，每个分子的速率都增大 B. 状态2相比状态1，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少 C. 由状态1到状态2，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量 D. 电热丝释放的热量为 19. 如图甲所示，一端开口的细玻璃管内用一段长为l0的水银柱封闭一段长为l1的理想气体，温度为T0，静置于水平面上。现缓慢将细玻璃管顺时针转至竖直，然后缓慢升高环境温度直到气柱长度又变为l1。已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为p0，且，细玻璃管的横截面积为S，作出气体变化的V-T、p-V图像分别如图乙、丙所示（其中A为初状态）。下列说法正确的是（　　） A. 图中， B. 从状态A到状态B，气体从外界吸收热量 C. 从状态B到状态C，气体向外界放出热量 D. 整个过程，外界对气体做的功大于气体对外界做的功 20. 已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则（　　） A. 气体体积膨胀，对外做功 B. 气体分子势能减少，内能增加 C. 体积变大，温度降低 D. B中气体不可能自发地全部退回到A中 21. 将两个质量均为m的完全相同的分子A、B，从x轴上的坐标原点和r1处由静止释放，如图甲所示。图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为r1、r2和r0时，两分子之间的势能为、0和，取间距无穷远时势能为零，整个运动除分子间的作用力外不考虑其他外力，下列说法正确的是（　　） A. 当分子B到达坐标r0时，两分子之间的分子力为零 B. 分子B的最大动能为 C. 两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 D. 当两分子间距无穷远时，分子B的速度为 22. 某同学制成了一种电容式加速度仪，结构如图所示。A、B两板间连接有劲度系数为k的用绝缘材料制成的轻弹簧，A板固定在运动物体上，B板可自由运动，B板质量为m，电容器的带电量保持恒定，两板与电压传感器连接。物体不动时，弹簧长度为d，电压传感器的示数为U，当物体向右做匀加速直线运动，稳定时，电压传感器的示数为0.8U，不计一切摩擦，则物体运动的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 23. 水平桌面上有两线圈、绕在同一闭合铁芯上，其俯视图如图所示。线圈左侧连接水平光滑金属导轨，静止于导轨上的金属棒可以在导轨上自由滑动；线圈右侧与定值电阻组成一闭合电路，回路中存在竖直方向的可变磁场（图中未画出），以竖直向下为正。要使金属棒向右运动，则线圈右侧的可变磁场的图像可能是（　　） A. B. C. D. 24. 如图所示，等边三角形acd在光滑绝缘水平面内，O为三角形的中心。在三角形acd内（含边界）存在竖直向下的匀强磁场。在O点给带正电小球P一初速度，使其沿水平面射向各个方向，小球均不会离开磁场，此时小球的初速度最大为。现在O点，给该带正电小球P另一初速度，平行da射向ac边，小球刚好不离开磁场，此时小球的初速度为，则与之比为（　　） A. B. C. D. 25. 如图甲所示为半径为L的半圆形导轨通过导线与定值电阻R相连，时，足够长的导体棒绕导轨与导线连接的O点以恒定的角速度由竖直位置开始顺时针转动（导体棒转动时，导轨与导线的连接点O断开），整个装置处在垂直纸面向外的匀强磁场中；图乙中半径为L的半圆形导轨通过导线与定值电阻R相连，其所在的空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，时磁感应强度大小为，磁感应强度随时间的变化规律如图丙所示。导线、导轨、导体棒的电阻均不计，当时流过图甲与图乙中两电阻的电流相等。则等于（　　） A. B. 4 C. D. 2 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南通中学2025年高二物理5月检测 一、单选题（每小题4分，25小题，共100分。每小题只有一项是最符合题目要求的） 1. 下图是在高中物理中出现的几个相似的曲线，下列说法错误的是（　　） A. 甲图为某一单摆的共振曲线，若增大摆长，共振曲线的峰值向左偏移 B. 乙图为某一纯电阻电路中电源的输出功率随外电阻的变化，由图可知电动势为 C. 丙图为某气体在0℃和100℃温度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化，图中实线对应氧气分子在时的情形 D. 丁图为在、两种温度下黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系，由图知温度升高黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据单摆周期公式 可知，增大摆长，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰值向左偏移，故正确，不符合题意； B．电源输出功率 可知当时，电源输出功率最大，最大输出功率为 代入图中数据可得 故正确，不符合题意； C．由图可知实线对应的氧气分子速率大的分子所占的百分比大，可知图中实线对应氧气分子在时的情形，故C错误，符合题意。 D．根据黑体辐射的规律可知，温度升高黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故D正确，不符合题意。 故选C。 2. 如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线及其波长，分别对应能级图中从量子数为、4、5、6的能级向量子数为的能级跃迁时发出的光谱线。已知可见光波长在400nm~700nm之间，下列说法正确的是（　　） A. 该谱线由氢原子的原子核能级跃迁产生 B. 四条光谱线中，能量最大的光子对应的Hα谱线对应的可见光是红光 C. Hγ谱线对应的光，照射逸出功为2.25eV的金属，可使该金属发生光电效应 D. 氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 【答案】C 【解析】 【详解】A．该谱线由氢原子的原子能级跃迁产生，并非原子核能级跃迁产生，故A错误； B．四条光谱线中，Hα谱线对应的光子波长最大，频率最小，能量最小，故B错误； C．Hγ谱线对应的光，是从到能级跃迁产生的，能量为 照射逸出功为2.25eV的金属，可使该金属发生光电效应，故C正确； D．氢原子从的能级向的能级辐射光子的能为 红外线的能量小于可见光光子的能量，因此不会辐射红外线，故D错误。 故选C。 3. 在研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示，为图像的渐近线，真空中光速为，则（　　） A. 该金属的逸出功为 B. 普朗克常量为 C. 时，光电子的最大初动能为 D. 波长为的光能使该金属发生光电效应 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程有 又 可知 结合图像可知 故A错误； B．由图可知，当时，，则有 故B正确； C．当时，代入 解得 故C错误； D．当时，才能使该金属发生光电效应，的光不能使该金属发生光电效应，故D错误。 故选B。 4. 光电效应在自动化控制领域有着广泛的应用。如图所示的光电控制报警电路中，某一频率的光束照射到光电管，光电管产生光电效应，与光电管连接的电路有电流，电磁铁产生磁场，会吸引报警电路中的开关断开，从而实现自动控制，则（　　） A. 当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，警铃电路停止工作 B. 若选用波长更短的光照射该光电管，该装置仍能产生光电流 C. 若选用频率更小的光照射该光电管足够长时间，一定能产生光电效应 D. 任意频率的光照射到光电管上，只要光照强度足够强就能产生光电效应 【答案】B 【解析】 【详解】A．当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，光电效应现象消失，与光电管连接的电路没有电流，电磁铁不产生磁场，报警电路中的开关闭合，警铃电路开始工作，故A错误； BC．当入射光的频率大于金属的截止频率时就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生，故B正确，C错误； D．能否发生光电效应与光强无关，故D错误。 故选B。 5. 如图甲所示为某同学设计的光电效应实验的电路图，该设计既可以观测饱和电流，又可以观测遏止电压。通过实验得到了如图乙所示的电流表示数随滑动片移动长度L的变化图像，电路图中的电表均为理想表，下列说法正确的是（　　） A. 图线A为开关S闭合至2时的图像 B. 滑动变阻器越长实验现象越明显 C. 长度L为滑动变阻器滑动片到其b端间距离 D. 乙图中位置所对应电压为遏止电压 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙图中曲线表示电流随长度的增大而增大，曲线初始部分没有电流而后随长度的增大而增大。说明曲线对应正向电压，且长度增大电压增大。曲线对应反向电压，且长度增大电压减小。所以曲线为开关闭合2时的图像，曲线为开关闭合1时的图像，A错误； B．能否观测到饱和电流和遏止电压由电源的电动势大小决定，B错误； C．由上面分析可知长度应为滑动变阻器滑动片到其端的距离，C错误； D．乙图中位置前曲线无电流，说明此时对应电压为遏止电压，D正确。 故选D。 6. 瑞瑞在一节大学物理实验课上用光源发出的光照射光电管来测量光电流与所加电压关系。已知光源L的光谱如图所示，则曲线最可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】波长越小，光的频率约高，由光电效应方程可得 当光的频率大于光电管的截至频率，频率越大，激发的光电子初动能越大。 光源L的光谱中波长的波占多数，产生的初动能较小的光电子，则反向电压较小时，电流会出现突然衰减。 故选A。 7. 如图所示为研究光电效应和霍尔效应的装置示意图。光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、宽、高分别为、、，该霍尔片放在磁感应强度大小为、方向平行于边的匀强磁场中。闭合电键，入射光照到阴极时，电流表A显示的示数为，该电流在霍尔片中形成沿电流方向的恒定电场为，电子在霍尔片中的平均速度，其中电子迁移率为已知常数。电子电量为，电子的质量为。霍尔片单位体积内的电子数为，则（　　） A. 霍尔片前后侧面的电压为 B. 霍尔片内的电场强度为 C. 通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零 D. 当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于 【答案】B 【解析】 【详解】A．设霍尔片前后侧面的电压为，根据洛伦兹力与电场力平衡可得 其中 ， 联立解得 故A错误； B．霍尔片内沿前后侧面的电场强度大小为 沿电流方向的恒定电场为 则霍尔片内的电场强度为 故B正确； C．由于光电管所加的电压为正向电压，则通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错误； D．若已经为光电效应达到的饱和电流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流保持不变，则单位时间到达光电管阳极的光电子数等于，故D错误。 故选B。 8. 如图是射线精准测距原理简图。装置辐射源发出的射线与地表土壤层发生反射，一部分粒子重新被该装置探测器接收，根据接收强度可以测定该装置离地高度。若发射器辐射的强度为，接收器的有效接收面积为，接收装置的接收效率为。在地面处，有占比为的光子数被均匀向地面上方各方向反射。若接收器接收到的射线强度为，射线强度可视作射线全部光子的能量之和，则接收器离地高度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设接收器离地的高度为，则光子被地面反射后辐射的面积为球面积的一半，有 根据能量守恒定律可知 解得 故选A。 9. 某同学用如图所示装置研究光电效应现象，所用光源的功率相同，可输出不同频率的单色光，回路中的最大光电流为，假设发生光电效应时一个光子能打出一个光电子，则下列最大光电流与光源频率间的关系图象正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设光源单位时间内发出的光子数为n，发出光的频率为，则有 变式有 可知光源功率相同时越大，n越小，在未发生光电效应前，即光源频率小于阴极K的截止频率时，回路中没有光电流产生，故B正确，ACD错误。 故选B。 10. 智能手机的摄像头光圈尺寸和曝光时间会影响照片的成像质量。某智能手机的摄像头光圈的面积为，标准曝光时间为，暗室中有一个黄色的点光源，发光功率为，现用该手机在距离点光源处正对光源拍照。已知黄光的波长为，真空中的光速为。普朗克常量为，不考虑空气对光子的吸收，则单次拍照进入手机摄像头快门的光子个数为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由光的频率与波长的关系为 所以一个光子的能量为 该光源在曝光时间t内发出的光能为 在曝光时间t内进入手机摄像头的光所具有的能量为，有 则曝光时间t内穿过该摄像头的光子数为 故选A。 11. 关于卢瑟福粒子散射实验现象及分析，下列说法正确的是（ ） A. 原子的质量几乎全部集中在原子核内 B. 绝大多数粒子在实验中几乎不偏转，是因为原子核质量很大 C. 使粒子产生大角度偏转的作用力，是电子对粒子的库仑斥力 D. 使粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对粒子的万有引力 【答案】A 【解析】 【详解】卢瑟福粒子带正电，原子核质量很大，且也带正电，它们接近时就表现出很大的库仑斥力作用，使粒子产生大角度偏转的作用力，是原子核对粒子的库仑斥力，A正确。 故选A。 12. 氢原子的可见光谱线图如图所示，氢原子的发射光谱只有一些分立的亮线，氢原子只能释放或吸收特定频率的光子，玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律。和氢原子一样，各种原子都有其独特的光谱，在研究太阳光谱时，发现它的连续光谱中有许多暗线，这是太阳内部发出的强光经过温度比较低的太阳大气层时产生的吸收光谱，吸收光谱中的暗线对应发射光谱中的亮线。下列说法正确的是（　　） A. 玻尔理论可以解释各种原子的光谱 B. 大量氢原子发出光谱为连续光谱 C. 光谱分析不能鉴别物质和确定物质的组成成分 D. 同一元素的发射光谱和吸收光谱的特征谱线相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．玻尔理论只能解释氢原子光谱，选项A错误； B．大量氢原子发出的光谱为线状光谱，选项B错误； C．光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，选项C错误； D．同一元素的发射光谱和吸收光谱的特征谱线相同，选项D正确。 故选D。 13. 某发射星云可认为完全由氢原子构成，其发光机理可简化为：能量为12.09eV的紫外光子照射该星云时，会使其氢原子从基态跃迁到激发态，处于激发态的氢原子会辐射光子。氢原子能级图如图所示，部分颜色的可见光光子能量范围见下表，则观测到该星云的颜色是（　　） 颜色 红 黄 蓝 紫 能量范围（eV） 1.62～1.99 2.07～2.20 2.78～2.90 2.90～3.11 A. 红色 B. 黄色 C. 蓝色 D. 紫色 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，此为大量氢原子跃迁的过程，而基态氢原子吸收紫外光子后发生跃迁，跃迁后的能量为 可知跃迁后的氢原子处于能级，而跃迁后的氢原子并不稳定，会向外辐射光子，再次跃迁回基态，其跃迁方式可以从能级跃迁至能级，再由能级跃迁至能级，或直接由能级跃迁至能级，由此可知氢原子从能级向基态跃迁的过程中会辐射3种频率的光子。从能级跃迁至能级释放的能量为 从能级跃迁至能级释放能量 由能级跃迁至能级释放的能量 对比表中各种色光光子能量范围可知，从能级跃迁至能级时辐射的能量在红光光子能量范围内，其他两种跃迁所辐射的光子能量均不在所给色光光子能量范围内，因此，观测到该星云的颜色为红色。 故选A。 14. 物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象。所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统。类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态（能级）也是不连续的。若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为，称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为r。已知正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，静电力常量为k，普朗克常量为h。则下列说法中正确的是（　　） A. “电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为 B. “电子偶素”系统吸收特定频率光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动动能增大 C. 处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最大波长为 D. 处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最高频率为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．电子做匀速圆周运动，正、负电子之间的库仑力充当向心力，有 故一个电子的动能 故A正确； B．“电子偶求”系统吸收光子跃迁时，库仑力做负功，动能减小。故B错误； CD．电子由激发态跃迁到基态辐射光子的最大能量为 处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最高频率为 又因为 所以辐射光子的最小波长 故C错误，D正确。 故选AD。 15. 电子显微镜经过五十多年的发展，已经成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。在电子显微镜中，电子束取代了光束用来“照射”被观测物体。已知可见光的波长为，由于光的衍射限制了显微镜的分辨率，光学显微镜的极限分辨率是。某透射式电子显微镜，电子加速电压为，电子的质量为。已知普朗克常量，若该电子显微镜和光学显微镜的孔径相同，不考虑相对论效应。该电子显微镜的分辨率大约是光学显微镜的（　　） A. 倍 B. 倍 C. 10倍 D. 0.1倍 【答案】B 【解析】 【详解】根据 电子被加速后的波长 则电子显微镜的分辨率大约是光学显微镜的倍。 故选B。 16. 如图甲所示，一抽成真空的圆柱形薄筒，中心轴处有一细长直的紫光线光源。沿柱面位置放置一个弧长为a、长度为的光膜片，如图乙，光照到光膜片上形成的压强为p。为了简化问题，假设线光源只沿径向均匀射出紫光，光照到光膜片上，一部分被吸收，其余被完全反射，吸收率为。已知普朗克常量为，紫光频率为，光速为，则单位时间内照到光膜片上的光子数为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据光速与频率的关系有 根据波长与光子动量的关系有 令时间照射到光膜片上的光子数目为，根据动量定理有 单位时间内照到光膜片上的光子数为 由于光照到光膜片上形成的压强为p，则有 结合上述解得 故选A。 17. 瓶子吞鸡蛋的实验过程如下：先将敞口的玻璃瓶中的空气加热，再将剥皮的熟鸡蛋放于瓶口，过一会发现鸡蛋慢慢被挤压吸入瓶中，如图所示。鸡蛋被吸入还未落下的过程中，瓶中气体可视为理想气体，质量不变。鸡蛋被吸入一半时相比刚放上时，关于瓶中气体，下列说法正确的是（　　） A. 每个气体分子的动能都减小 B. 此过程气体从外界吸热 C. 气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量减小 D. 气体压强和热力学温度的比值减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．刚开始鸡蛋放于瓶口，瓶内气体温度大于环境温度，由于热传递，瓶内气体温度逐渐降低，分子平均动能减小，由于分子动能遵循统计规律，单个分子动能增减是不确定的，故A错误； B．根据热力学第一定律 分子总动能减小，∆U为负，瓶中气体体积减小，外界对气体做正功，W为正，所以Q为负，气体向外界放热，故B错误； C．瓶内气压减小，外界大气压不变，鸡蛋所受内外两侧的压力差变大，慢慢被挤压吸入瓶中，设面积S的气体压力为F，经过时间t，压力的冲量大小为I，则 压强为 瓶内气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量在数值上等于压强，故C正确； D．根据理想气体状态方程 可得 V减小，可得气体压强和热力学温度的比值增加，故D错误。 故选C。 18. 如图所示，开口向右的绝热汽缸，用绝热光滑活塞封闭一定质量的理想气体，轻绳左端连接活塞，另一端跨过光滑定滑轮连接质量为m的小桶，小桶静止，气体处于状态1。现接通电热丝一段时间后断电，活塞向右移动L后静止，气体处于状态2。由状态1到状态2气体内能增加量为。重力加速度大小为g，外界大气压强不变。下列说法正确的是（ ） A. 状态2相比状态1，每个分子的速率都增大 B. 状态2相比状态1，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少 C. 由状态1到状态2，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量 D. 电热丝释放的热量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由状态1到状态2气体内能增加，温度升高，分子平均动能增大，分子热运动平均速率增大，不是每个分子的运动速率都增大，故A错误； B．状态2相比状态1压强不变，温度升高，分子平均动能增大，体积增大，分子数密度减小，由压强的微观解释可知，分子单位时间内撞击单位面积器壁上的次数减少，故B正确； C．由状态1到状态2，由热力学第一定律可知，气体内能的增加量等于电热丝释放的热量减去气体对外做的功，故C错误； D．设大气压强为，活塞的横截面积为，气体压强为，由平衡方程 得 活塞向右移动L过程中，对外做功 由热力学第一定律得 得气体吸收的热量即电热丝释放的热量 故D错误。 故选B。 19. 如图甲所示，一端开口的细玻璃管内用一段长为l0的水银柱封闭一段长为l1的理想气体，温度为T0，静置于水平面上。现缓慢将细玻璃管顺时针转至竖直，然后缓慢升高环境温度直到气柱长度又变为l1。已知重力加速度为g，水银的密度为，大气压强为p0，且，细玻璃管的横截面积为S，作出气体变化的V-T、p-V图像分别如图乙、丙所示（其中A为初状态）。下列说法正确的是（　　） A. 图中， B. 从状态A到状态B，气体从外界吸收热量 C. 从状态B到状态C，气体向外界放出热量 D. 整个过程，外界对气体做的功大于气体对外界做的功 【答案】A 【解析】 【详解】A．状态A气体压强 状态B气体压强 气体从状态A到状态B为等温变化，根据玻意耳定律，有 则 故A正确； B．气体从状态A到状态B为等温变化，气体的内能不变 外界对气体做功 根据热力学第一定律，有 则 即气体向外界放出热量。故B错误； C．气体从状态B到状态C为等压变化，气体的温度升高，内能增加 气体对外界做功 根据热力学第一定律，有 则 即气体从外界吸收热量。故C错误； D．p-V图像中图线和横轴所围的面积表示做功的大小，由题图丙可知 故D错误。 故选A。 20. 已知飞船在航天员出舱前先要“减压”，在航天员从太空返回进入航天器后要“升压”，因此飞船将此设施专门做成了一个舱，叫“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满气体，气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换，打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则（　　） A. 气体体积膨胀，对外做功 B. 气体分子势能减少，内能增加 C. 体积变大，温度降低 D. B中气体不可能自发地全部退回到A中 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．打开阀门K后，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以A中的气体不会做功，故A错误； BC．气体分子间作用力忽略不计，所以气体分子间没有分子势能，又因为系统与外界无热交换，所以气体内能不变，气体的温度也不变，故BC错误； D．由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不可能自发地全部退回到A中，故D正确。 故选D。 21. 将两个质量均为m的完全相同的分子A、B，从x轴上的坐标原点和r1处由静止释放，如图甲所示。图乙为这两个分子的分子势能随分子间距变化的图像，当分子间距分别为r1、r2和r0时，两分子之间的势能为、0和，取间距无穷远时势能为零，整个运动除分子间的作用力外不考虑其他外力，下列说法正确的是（　　） A. 当分子B到达坐标r0时，两分子之间的分子力为零 B. 分子B的最大动能为 C. 两分子从静止释放到相距无穷远的过程中，它们之间的分子势能先减小后增大再减小 D. 当两分子间距无穷远时，分子B的速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．两个完全相同的分子由静止释放后，A分子向左运动，B分子向右运动，运动性质完全相同，当它们之间距离为时，分子势能最小，分子间作用力为零，此时B向右移动，则A向左移动，则有 此时B分子的坐标应为 故A错误； B．两分子之间势能为时动能最大，减少的势能为 根据能量守恒，减小的势能转化为两分子的动能，故分子B的最大动能为 故B错误； C．分子势能是标量，且正负可以表示大小，故它们之间的分子势能是先减小后增大，故C错误； D．当分子间距无穷远时，减少的势能全部转化为两分子的动能，则 解得 故D正确 故选D。 22. 某同学制成了一种电容式加速度仪，结构如图所示。A、B两板间连接有劲度系数为k的用绝缘材料制成的轻弹簧，A板固定在运动物体上，B板可自由运动，B板质量为m，电容器的带电量保持恒定，两板与电压传感器连接。物体不动时，弹簧长度为d，电压传感器的示数为U，当物体向右做匀加速直线运动，稳定时，电压传感器的示数为0.8U，不计一切摩擦，则物体运动的加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据 ，， 可得 由于电容器带电量恒定，因此当两板间的距离改变时，板间的电场强度恒定，则 解得 根据牛顿第二定律 解得 故选A。 23. 水平桌面上有两线圈、绕在同一闭合铁芯上，其俯视图如图所示。线圈左侧连接水平光滑金属导轨，静止于导轨上的金属棒可以在导轨上自由滑动；线圈右侧与定值电阻组成一闭合电路，回路中存在竖直方向的可变磁场（图中未画出），以竖直向下为正。要使金属棒向右运动，则线圈右侧的可变磁场的图像可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AC．若线圈右侧的磁场均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势恒定不变，线圈中的电流恒定不变，则穿过线圈的磁通量保持不变，线圈不会产生感应电流，金属棒不会受到安培力，不会向右运动，故AC错误； B．由图可知线圈右侧的磁场方向竖直向下增大，则线圈与回路电流方向逆时针方向；由于磁感应强度变化率逐渐增大，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势逐渐增大，线圈中的电流逐渐增大，根据安培定则可知，穿过线圈的磁通量向上增大，根据楞次定律可知，通过金属棒的电流方向由指向，根据左手定则可知，金属棒受到的安培力向左，金属棒向左运动，故B错误； D．由图可知线圈右侧的磁场方向竖直向上减小，则线圈与回路电流方向逆时针方向；由于磁感应强度变化率逐渐减小，根据法拉第电磁感应定律可知，线圈产生的感应电动势逐渐减小，线圈中的电流逐渐减小，根据安培定则可知，穿过线圈的磁通量向上减小，根据楞次定律可知，通过金属棒的电流方向由指向，根据左手定则可知，金属棒受到的安培力向右，金属棒向右运动，故D正确。 故选D。 24. 如图所示，等边三角形acd在光滑绝缘水平面内，O为三角形的中心。在三角形acd内（含边界）存在竖直向下的匀强磁场。在O点给带正电小球P一初速度，使其沿水平面射向各个方向，小球均不会离开磁场，此时小球的初速度最大为。现在O点，给该带正电小球P另一初速度，平行da射向ac边，小球刚好不离开磁场，此时小球的初速度为，则与之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设三角形边长为a，则小球速度最大时，则圆心为O1，则运动半径为 现在O点，给该带正电小球P另一初速度，平行da射向ac边，小球刚好不离开磁场，圆心为O2，运动半径为 根据 解得 可得 故选C。 25. 如图甲所示为半径为L的半圆形导轨通过导线与定值电阻R相连，时，足够长的导体棒绕导轨与导线连接的O点以恒定的角速度由竖直位置开始顺时针转动（导体棒转动时，导轨与导线的连接点O断开），整个装置处在垂直纸面向外的匀强磁场中；图乙中半径为L的半圆形导轨通过导线与定值电阻R相连，其所在的空间存在垂直纸面向外的匀强磁场，时磁感应强度大小为，磁感应强度随时间的变化规律如图丙所示。导线、导轨、导体棒的电阻均不计，当时流过图甲与图乙中两电阻的电流相等。则等于（　　） A. B. 4 C. D. 2 【答案】C 【解析】 【详解】图甲中，在时导体棒转过的角度为 则导体棒的有效切割长度为 感应电动势为 流过定值电阻的电流为 图乙中，由法拉第电磁感应定律得感应电动势为 由图丙可知 则流过定值电阻电流为 解得 由题意可知 解得 故选C。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $