精品解析：河北省邢台市第一中学2024-2025学年高二下学期6月月考物理试题

邢台一中2024－2025学年第二学期第四次月考 高二年级物理试题 说明： 1、本试卷共6页，满分100分。 2、请在答题卡上作答，答在本试卷上无效。 Ⅰ卷（选择题共46分） 一、选择题（共10小题，共46分。1－7题为单选题，每小题4分，8－10题为多选题，选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 1. 2025年2月，“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”。如图所示，该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水，顺利避开障碍物，能跑、能跳，还能空中翻转360°，甚至单脚站立保持静止。“山猫”在（　　） A. 避开障碍物时可以被看作质点 B. 空中翻转时重心位置始终保持不变 C. 单脚静止时地面对它作用力的方向竖直向上 D. 起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力 2. 根据所学知识判断，下列图片及相应描述正确的是（　　） A. 图甲中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 B. 图乙中，照相机镜头上增透膜，在拍摄水下的景物时可消除水面的反射光 C. 丙图中，轻核聚变又称为“热核反应”，是目前核电站主要能量来源 D. 图丁中，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核是具有内部结构的 3. 二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下800米到3500米深度范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已于2023年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，将二氧化碳分子看作直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（　　） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，宝石折光仪是用来测量宝石折射率的仪器。折光仪的基本原理如图乙，把待测宝石紧密贴放在半球棱镜上，标准光源发出黄光，射向半球棱镜球心。通过棱镜射向被测宝石的光，当入射角小于全反射临界角的光线会折射进宝石，观测目镜上表现为暗域；当入射角大于临界角的光线全反射回棱镜，观测目镜上表现为亮域。亮暗域的分界线相当于该临界角的位置，目镜下安装有一个标尺，刻有与此临界角相对应的折射率值。下列说法正确的是（　　） A. 宝石对黄光的折射率大于棱镜对黄光的折射率 B. 换用白光光源，测量宝石折射率的准确度会更高 C. 换用紫光光源，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的下方 D. 把宝石的另一个侧面与棱镜接触，测得宝石的折射率与之前不同，说明宝石是多晶体 5. 氢原子能级图如图甲所示。一群处于能级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. 图乙中，若电源右端为正极，将滑动变阻器滑片向右滑动，电流表示数不断增大 B. 图丙中，和称为遏止电压，它与入射光的频率成正比 C. 图丙中，图线所表示的光的光子能量为 D. 光光子动量大于光光子动量 6. 如图所示，圆柱形餐具桶固定在水平桌面上，餐具桶中放置一把质量为的铲子。餐具桶口边缘光滑，铲子与水平筒底的夹角为，与水平桶底之间的动摩擦因数为，两者恰好保持相对静止。已知重力加速度为，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则桶底对铲子的摩擦力大小为（　　） A. B. C. D. 7. 在研究一定质量理想气体的压强、体积、热力学温度的关系时，在直角坐标系中作出如图所示的图像，其中长方体有三条边在坐标轴上，、、、是对应边的中点，、是对角线的中点，是degi平面内的一条双曲线。气体从状态开始经、、三个过程回到原状态，则下列说法正确的是（　　） A. 到气体分子数密度增大 B. 到气体分子平均动能减小 C. 到气体从外界吸收热量对外做功 D. 到单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 8. 一根粗细均匀的木棒下端绕几圈铁丝，木棒就可以竖直浮在杯内水中，如图所示。将木棒轻轻向下压一小段距离后由静止释放，此后木棒的运动可视为简谐运动。从释放开始计时，经过时间木棒第二次达到最大速度，则下列说法正确的是（　　） A. 木棒振动的周期为 B. 增大按压深度，木棒振动的频率将减小 C. 木棒露出水面最长时与露出水面最短时受到的合外力相同 D. 从释放开始计时，经过时间，木棒振动的加速度与速度方向相反 9. 一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度变化。下列说法正确的是（　　） A. 被封闭气体的压强为 B. 若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C. 若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D. 若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 10. 一辆汽车从甲地驶向目的地丙地，正常行驶情况：汽车以加速度匀加速启动，然后以匀速行驶，接近目的地时以大小为的加速度减速停车。司机在行驶途中接到求助电话，在行驶至距离出发地（为甲、丙两地的距离）的乙地临时停靠了时间，接一位危重病人前往丙地就医。已知汽车的启动加速度大小始终为，减速停车的加速度大小始终为。则下列说法正确的是（　　） A. 汽车原定到达丙地时间为 B. 若接上病人后中途依然以的速度匀速行驶，则由于救助病人耽误的时间是 C. 若接上病人后中途依然以的速度匀速行驶，则由于救助病人耽误的时间是 D. 如果仍想按原定时间到达丙地，该车在乙地加速后的速度为，则必须满足关系式 Ⅱ卷（实验题、计算题共54分） 二、实验题（共2小题，共14分。） 11. 小明同学为测量某运动鞋鞋底与木板间的动摩擦因数，进行了如下实验： （1）如图（a）所示，在质量为的运动鞋内放入质量为的铁块，将鞋放在质地均匀的水平木板上，鞋的右端通过细绳连接固定的拉力传感器，然后水平向左拉动木板，拉力传感器的示数与时间的关系如图（b）所示。已知重力加速度为，则运动鞋与木板间的动摩擦因数______（用已知量和测量量表示）。 （2）关于本实验的理解，下列说法正确的是（　　） A. 只有木板做匀速直线运动时，力传感器的示数才等于运动鞋所受的摩擦力大小 B. 再向运动鞋内放入另一块质量为铁块，拉动木板后力传感器示数增大，动摩擦因数测量值也增大 C. 细绳对运动鞋的拉力和木板对运动鞋的摩擦力是一对平衡力 （3）该同学向左拉动木板时，因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜，则测得的动摩擦因数与真实的动摩擦因数相比______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 12. 用激光笔和壁厚不计的长方体水箱测量水的折射率，其俯视光路如图所示。激光笔发出的光从水箱上的点水平入射，到达面上的点后发生反射和折射，折射光路为图中虚线______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），反射光从点射出水箱。作连线的延长线与面的边界交于点，用刻度尺测量得到的长度为，的长度为，的长度为。则水的折射率表达式______。 13. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长λ，用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝中心的距离d=0.2mm。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x=__________mm。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0m，由此则可以计算该激光的波长λ=______nm（计算结果保留3位有效数字）。 三、计算题（共3小题，第13题10分，第14题14分，第15题16分，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分） 14. 资料记载，海啸波在开阔的深海波长大，到达浅海区波长减小，振幅增大。当波谷到达海岸时，水位下落，暴露出浅滩海底；几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏。 （1）若在深海区有一海啸波（忽略海水深度变化引起的波形变化）如图甲，波沿x轴正方向传播，实线是某时刻的波形图，虚线是t=900s后首次出现的波形图。当波源到浅海区的水平距离×104km，求深海海啸波的波速v及到达浅海区的时间。 （2）若在浅海区有一海啸波（忽略海水深度变化引起的波形变化）如图乙，海啸波从浅海区到海岸的水平距离为10km，求波谷到达海岸的时间t2。 15. 玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动。他认为，原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子—原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：Ep=-k（以无穷远为电势能零点），已知普朗克常量为h=6.63×10-34J·s。 （1）求氢原子处于基态时电子的动能及氢原子的总能量，并找出电子在第轨道运动时氢原子的能量和基态能量的关系（用字母表示） （2）若已知基态能量，电子电荷，要使处于能级的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射氢原子？（结果保留3位有效数字） （3）图中、、、分别表示氢原子的四种跃迁，试推导相应辐射光子的波长、、、之间的关系。 16. （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 $ 邢台一中2024－2025学年第二学期第四次月考 高二年级物理试题 说明： 1、本试卷共6页，满分100分。 2、请在答题卡上作答，答在本试卷上无效。 Ⅰ卷（选择题共46分） 一、选择题（共10小题，共46分。1－7题为单选题，每小题4分，8－10题为多选题，选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。） 1. 2025年2月，“杭州六小龙”之一的宇树科技公司发布了一款轮足机器人——“山猫”。如图所示，该机器人能在雪地和山坡上跋山涉水，顺利避开障碍物，能跑、能跳，还能空中翻转360°，甚至单脚站立保持静止。“山猫”在（　　） A. 避开障碍物时可以被看作质点 B. 空中翻转时重心位置始终保持不变 C. 单脚静止时地面对它作用力的方向竖直向上 D. 起跳时地面对它的作用力大于它对地面的作用力 【答案】C 【解析】 【详解】A．避开障碍物时，“山猫”的大小形状不能忽略不计，不可以被看作质点，选项A错误； B．空中翻转时“山猫”的形体结构会发生改变，则重心位置会发生变化，选项B错误； C．单脚静止时地面对它作用力与重力等大反向，则地面对其作用力的方向竖直向上，选项C正确； D．根据牛顿第三定律可知，起跳时地面对它的作用力等于它对地面的作用力，选项D错误。 故选C。 2. 根据所学知识判断，下列图片及相应描述正确的是（　　） A. 图甲中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 B. 图乙中，照相机镜头上的增透膜，在拍摄水下的景物时可消除水面的反射光 C. 丙图中，轻核聚变又称为“热核反应”，是目前核电站主要能量来源 D. 图丁中，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核是具有内部结构的 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中，两板间的薄片越薄，则空气薄膜的厚度减小，而膜的厚度是两列反射光波路程差的2倍，而两列反射光波的路程差等于发生稳定干涉的光波半波长的偶数倍或奇数倍，因此可知满足半波长偶数倍或奇数倍的数量减少，明暗条纹变稀疏，则条纹间距变大，故A正确； B．为使拍摄的水面下景物更清晰，可利用偏振现象，在照相机镜头前加一偏振片，减少水面反射光的影响，故B错误； C．丙图中，轻核聚变又称为“热核反应”，目前核电站主要的能量来源是重核裂变而不是轻核聚变，故C错误； D．图丁中，卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子具有核式结构，故D错误。 故选A。 3. 二氧化碳封存回注，就是通过工程技术手段，把捕集到的二氧化碳注入至地下800米到3500米深度范围内的陆上或海底咸水层，是国际公认的促进碳减排措施。我国第一口位于海底的二氧化碳封存回注井已于2023年正式开钻。实验发现，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体。设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，将二氧化碳分子看作直径为D的球，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据题意可知，在该状态下体积为V的二氧化碳气体的质量为 二氧化碳分子数为 在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成硬胶体后体积为 故选B。 4. 如图甲所示，宝石折光仪是用来测量宝石折射率的仪器。折光仪的基本原理如图乙，把待测宝石紧密贴放在半球棱镜上，标准光源发出黄光，射向半球棱镜球心。通过棱镜射向被测宝石的光，当入射角小于全反射临界角的光线会折射进宝石，观测目镜上表现为暗域；当入射角大于临界角的光线全反射回棱镜，观测目镜上表现为亮域。亮暗域的分界线相当于该临界角的位置，目镜下安装有一个标尺，刻有与此临界角相对应的折射率值。下列说法正确的是（　　） A. 宝石对黄光的折射率大于棱镜对黄光的折射率 B. 换用白光光源，测量宝石折射率的准确度会更高 C. 换用紫光光源，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的下方 D. 把宝石的另一个侧面与棱镜接触，测得宝石的折射率与之前不同，说明宝石是多晶体 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，黄光从半球棱镜射入宝石能够发生全反射，即半球棱镜相对于宝石是光密介质，可知，棱镜对黄光的折射率大于宝石对黄光的折射率，故A错误； B．换用白光光源，由于白光是由多种单色光复合而成，不同种单色光的折射率不相同，当入射角一定时，有些能够发生全反射，有些不能够发生全反射，则观测目镜上各种单色光显现的亮暗区域不相同，测量宝石折射率的准确度会更低，故B错误； C．紫光的折射率大于黄光的折射率，则紫光对应的临界角小于黄光的临界角。可知，换用紫光光源，其明暗域分界线在标尺上的位置会在原黄光明暗域分界线位置的下方，故C正确； D．把宝石的另一个侧面与棱镜接触，测得宝石的折射率与之前不同，即宝石具有各向异性，说明宝石是单晶体，故D错误。 故选C。 5. 氢原子能级图如图甲所示。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. 图乙中，若电源右端为正极，将滑动变阻器滑片向右滑动，电流表示数不断增大 B. 图丙中，和称为遏止电压，它与入射光的频率成正比 C. 图丙中，图线所表示的光的光子能量为 D. 光光子动量大于光光子动量 【答案】C 【解析】 【详解】A．若电源右端为正极，则电压为加速电压，将滑动变阻器滑片向右滑动，加速电压增大，光电流先增大，当电流达到饱和电流后，电流保持不变，故A错误； B．根据光电效应方程有 根据动能定理有 解得 可知，遏止电压与频率呈现线性关系，它与入射光的频率不成正比，故B错误； C．由于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，只有频率为和的光能使它发生光电效应，则这两者光应是4能级跃迁至1能级与3能级跃迁至1能级辐射出的光子，根据图丙可知，a光对应的遏止电压小一些，结合上述可知，a光是3能级跃迁至1能级辐射出的光子，则有，故C正确； D．结合上述可知， 则有 解得 根据 可知光光子动量小于光光子动量，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，圆柱形餐具桶固定在水平桌面上，餐具桶中放置一把质量为的铲子。餐具桶口边缘光滑，铲子与水平筒底的夹角为，与水平桶底之间的动摩擦因数为，两者恰好保持相对静止。已知重力加速度为，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则桶底对铲子的摩擦力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】对铲子受力分析，如下图所示 正交分解后，竖直方向上， 水平方向上 解得 故选B。 7. 在研究一定质量理想气体压强、体积、热力学温度的关系时，在直角坐标系中作出如图所示的图像，其中长方体有三条边在坐标轴上，、、、是对应边的中点，、是对角线的中点，是degi平面内的一条双曲线。气体从状态开始经、、三个过程回到原状态，则下列说法正确的是（　　） A. 到气体分子数密度增大 B. 到气体分子平均动能减小 C. 到气体从外界吸收热量对外做功 D. 到单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．到，气体压强不变，体积增大，气体分子数密度减小，A错误； B．到，气体压强不变，温度升高，气体分子平均动能增大，B错误； C．为双曲线，到气体温度不变，故，气体体积减小，外界对气体做功，故 由 得，即气体放出热量，C错误； D．到气体体积不变，压强减小，温度降低，单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小，D正确。 故选D。 8. 一根粗细均匀的木棒下端绕几圈铁丝，木棒就可以竖直浮在杯内水中，如图所示。将木棒轻轻向下压一小段距离后由静止释放，此后木棒的运动可视为简谐运动。从释放开始计时，经过时间木棒第二次达到最大速度，则下列说法正确的是（　　） A. 木棒振动的周期为 B. 增大按压深度，木棒振动的频率将减小 C. 木棒露出水面最长时与露出水面最短时受到的合外力相同 D. 从释放开始计时，经过时间，木棒振动的加速度与速度方向相反 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设木棒振动的周期为，从释放开始计时，经过时间木棒第二次达到最大速度，则，即，故A正确； B．木棒振动的频率或周期与系统有关，增大按压深度，木棒振动的频率不变，故B错误； C．木棒露出水面最长时与露出水面最短时受到的合外力大小相等，方向相反，故C错误； D．从释放开始计时，经过时间，即，木棒在平衡位置上方正在向上运动，此时加速度向下，速度向上，故D正确。 故选AD。 9. 一端封闭粗细均匀的足够长导热性能良好的细玻璃管内，封闭着一定质量的理想气体，如图所示。已知水银柱的长度，玻璃管开口斜向上，在倾角的光滑斜面上以一定的初速度上滑，稳定时被封闭的空气柱长为，大气压强始终为，取重力加速度大小，不计水银与试管壁间的摩擦力，不考虑温度变化。下列说法正确的是（　　） A. 被封闭气体的压强为 B. 若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，则封闭气体的长度 C. 若细玻璃管开口竖直向下静止放置，由于环境温度变化，封闭气体的长度，则现在的温度与原来温度之比为 D. 若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，则稳定时封闭气体的长度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．玻璃管在光滑斜面上运动时加速度为，对整体，由牛顿第二定律 解得 对水银柱，根据牛顿第二定律得 其中 联立解得封闭气体的压强 故A错误； B．若细玻璃管开口向上竖直放置且静止不动，根据玻意耳定律有 解得 故B正确； C．若细玻璃管开口竖直向下静止放置，封闭气体的长度，由查理定律有 联立解得 故C正确； D．若用沿斜面向上的外力使玻璃管以的加速度沿斜面加速上滑，对水银柱，根据牛顿第二定律得 其中 联立解得稳定时封闭气体压强 封闭气体做等温变化，则有 联立解得 故D错误。 故选BC。 10. 一辆汽车从甲地驶向目地丙地，正常行驶情况：汽车以加速度匀加速启动，然后以匀速行驶，接近目的地时以大小为的加速度减速停车。司机在行驶途中接到求助电话，在行驶至距离出发地（为甲、丙两地的距离）的乙地临时停靠了时间，接一位危重病人前往丙地就医。已知汽车的启动加速度大小始终为，减速停车的加速度大小始终为。则下列说法正确的是（　　） A. 汽车原定到达丙地的时间为 B. 若接上病人后中途依然以的速度匀速行驶，则由于救助病人耽误的时间是 C. 若接上病人后中途依然以的速度匀速行驶，则由于救助病人耽误的时间是 D. 如果仍想按原定时间到达丙地，该车在乙地加速后的速度为，则必须满足关系式 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．汽车加速时间 加速位移 汽车减速时间 减速位移 匀速的位移 汽车匀速时间 汽车原定到达丙地的时间为 故A正确； BC．由于救助病人耽误的时间 故B正确，C错误； D．按速度加速的时间 按速度加速的位移 按速度减速时间 按速度减速的位移 按速度v到达丙地的时间为 如果仍想按原定时间到达丙地，则应满足 整理得 故D正确。 故选ABD。 Ⅱ卷（实验题、计算题共54分） 二、实验题（共2小题，共14分。） 11. 小明同学为测量某运动鞋鞋底与木板间的动摩擦因数，进行了如下实验： （1）如图（a）所示，在质量为的运动鞋内放入质量为的铁块，将鞋放在质地均匀的水平木板上，鞋的右端通过细绳连接固定的拉力传感器，然后水平向左拉动木板，拉力传感器的示数与时间的关系如图（b）所示。已知重力加速度为，则运动鞋与木板间的动摩擦因数______（用已知量和测量量表示）。 （2）关于本实验的理解，下列说法正确的是（　　） A. 只有木板做匀速直线运动时，力传感器的示数才等于运动鞋所受的摩擦力大小 B. 再向运动鞋内放入另一块质量为的铁块，拉动木板后力传感器示数增大，动摩擦因数测量值也增大 C. 细绳对运动鞋的拉力和木板对运动鞋的摩擦力是一对平衡力 （3）该同学向左拉动木板时，因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜，则测得的动摩擦因数与真实的动摩擦因数相比______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】（1） （2）C （3）偏小 【解析】 【小问1详解】 根据图像可知，运动鞋鞋底与木板的滑动摩擦力为 根据，解得动摩擦因数 【小问2详解】 A．木板无需做匀速直线运动，只要运动鞋和木板相对滑动即可测出滑动摩擦力，故A错误； B．再向运动鞋内放入另一块质量为的铁块，拉动木板后力传感器示数增大，动摩擦因数测量值不变，故B错误； C．运动鞋合力为0，所以细绳对运动鞋的拉力和木板对运动鞋的摩擦力是一对平衡力，故C正确。 故选C。 【小问3详解】 该同学向左拉动木板时，因未控制好拉力方向导致木板运动时稍许向左上方倾斜，设倾角为 根据平衡条件 又 解得，故测量值偏小。 12. 用激光笔和壁厚不计的长方体水箱测量水的折射率，其俯视光路如图所示。激光笔发出的光从水箱上的点水平入射，到达面上的点后发生反射和折射，折射光路为图中虚线______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），反射光从点射出水箱。作连线的延长线与面的边界交于点，用刻度尺测量得到的长度为，的长度为，的长度为。则水的折射率表达式______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]如图所示，光从水中射入空气，入射角小于折射角，故折射光路为图中虚线 [2]如图所示，根据折射定律 根据几何关系，，联立解得 13. 某实验小组使用图甲的装置测量某红色激光的波长λ，用光具座固定激光笔和刻有双缝的黑色纸板，双缝中心的距离d=0.2mm。激光经过双缝后投射到光屏中的条纹如图乙所示，由刻度尺读出A、B两亮纹间的距离x=__________mm。通过激光测距仪测量出双缝到投影屏间的距离L=2.0m，由此则可以计算该激光的波长λ=______nm（计算结果保留3位有效数字）。 【答案】 ①. 65.0 ②. 650 【解析】 【13题详解】 [1]刻度尺的最小刻度值为，由图乙刻度尺读出、两亮条纹间的距离为 [2]由图乙可知相邻两亮条纹间的距离 根据公式 可得 三、计算题（共3小题，第13题10分，第14题14分，第15题16分，共40分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分） 14. 资料记载，海啸波在开阔的深海波长大，到达浅海区波长减小，振幅增大。当波谷到达海岸时，水位下落，暴露出浅滩海底；几分钟后波峰到来，一退一进，造成毁灭性的破坏。 （1）若在深海区有一海啸波（忽略海水深度变化引起的波形变化）如图甲，波沿x轴正方向传播，实线是某时刻的波形图，虚线是t=900s后首次出现的波形图。当波源到浅海区的水平距离×104km，求深海海啸波的波速v及到达浅海区的时间。 （2）若在浅海区有一海啸波（忽略海水深度变化引起的波形变化）如图乙，海啸波从浅海区到海岸的水平距离为10km，求波谷到达海岸的时间t2。 【答案】（1）km/h，h （2）（s）（n=0，1，2…） 【解析】 【小问1详解】 由图甲得km 依题意有、、 解得km/h，h、s 【小问2详解】 由图像得波的振幅A=20m，波长km，波的周期s 海啸波在浅海区的传播速度 故波谷到达海岸的时间（s）（n=0，1，2…） 15. 玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动。他认为，原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子—原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：Ep=-k（以无穷远为电势能零点），已知普朗克常量为h=6.63×10-34J·s。 （1）求氢原子处于基态时电子的动能及氢原子的总能量，并找出电子在第轨道运动时氢原子的能量和基态能量的关系（用字母表示） （2）若已知基态能量，电子电荷，要使处于能级的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射氢原子？（结果保留3位有效数字） （3）图中、、、分别表示氢原子的四种跃迁，试推导相应辐射光子的波长、、、之间的关系。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，设氢原子处于基态时电子绕原子核做圆周运动的速率为，由牛顿第二定律有，电子动能 联立可得，氢原子处于基态时电子的动能为。电势能为 可得基态氢原子总能量为 同理，电子在第轨道运动时 结合，可得氢原子的总能量 【小问2详解】 要使处于能级的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，则有 由能级公式可得 代入数据解得 【小问3详解】 氢原子在四种跃迁、、、所辐射的光子能量分别记作、、、 它们满足 整理可得 所以有 16. （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 $