精品解析：江西省南昌市南昌中学2024-2025学年高二下学期期末考试物理试题

南昌中学2024-2025学年度下学期期末考试高二物理试卷 一、选择题（本大题共10小题，1-7题只有一项符合题目要求，8-10题有多项符合题目要求，共46分） 1. 下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（　　） A. 汤姆孙在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 B. 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律并完全揭示了微观粒子的运动规律 C. 衰变为，共经过了3次衰变和2次衰变 D. 核聚变又称“热核反应”，需要加热到很高的温度才能进行，可见核聚变要吸收能量 【答案】C 【解析】 【详解】A．是卢瑟福在 α 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 ，汤姆孙发现了电子，提出 “枣糕模型”，故A错误； B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但它有一定局限性，并没有完全揭示微观粒子的运动规律，量子力学才能更全面地描述微观粒子运动，故B错误； C．α 粒子质量数为4，电荷数为 2 ；β 粒子质量数为0，电荷数为。衰变为，假设共经过了x次衰变和y次衰变，根据质量数守恒、电荷数守恒分别有 联立解得 所以共经过了3次衰变和2次衰变，故C正确； D．核聚变又称 “热核反应”，需要加热到很高温度引发，但反应过程中会释放出巨大能量，是放能反应，故D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，分别用a、b两种可见光照射光电管的K极，得到光电流与光电管两极之间的电压关系如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。依据波尔原子模型理论，若取无穷远处为零电势点，氢原子的电势能可表示为（静电力常量，元电荷，两电荷之间的距离），则（　　） A. 滑动变阻器滑片向右移动时光电流不为零且保持不变 B. 处于第2能级时，氢原子电子绕核运动的动能为 C. 当电压U的值介于和之间，此时只有a光照射时才发生光电效应 D. 氢原子吸收能量，电子速率增大为绕核速率的倍时，可成为自由电子 【答案】D 【解析】 【详解】A．滑动变阻器滑片向右移动时，光电管反向电压增大，光电流不为零且减小，故A错误； B．根据库仑力提供向心力有 则动能为 则处于第2能级时，有 eV 解得 eV 故B错误； C．能否发生光电效应与遏止电压大小无关，则当电压U的值介于和之间，此时b光照射时一定能发生光电效应且会有光电流，而a光照射时无光电流产生，但是仍能发生光电效应，故C错误； D．根据库仑力提供向心力有 解得 电离时电势能为0，根据能量守恒定律有 解得 故D正确； 故选D。 3. 发生衰变，方程式为，放出的核能为，发生衰变，方程式为，已知X的比结合能为E，下列说法正确的是（　　） A. 比X稳定 B. Y的中子数比质子数多8个 C. X、Y是同位素 D. 的比结合能为 【答案】C 【解析】 【详解】A．对放热反应，反应后的产物会比反应前要稳定，则X比要稳定，故A错误； BC．由质量数守恒和电荷数守恒可得X的质量数为64，电荷数为28，Y的质量数为60，电荷数为28，所以X和Y是同位素，且Y的中子数有32个，的中子数比质子数多个，故B错误，C正确； D．设的比结合能为，根据能量守恒，有 解得，故D错误 故选C。 4. 2025年1月20日，中科院合肥研究院EAST全超导托卡马克装置成功造出了一个寿命1066秒的“人造太阳”，标志着中国在可控核聚变研究领域内实现了一项巨大突破。实验装置内的核反应方程为 ，则（　　） A. 该核反应为α衰变 B. 该核反应目前主要应用于原子弹 C. 的质量等于组成它的核子质量之和 D. 的结合能大于与结合能之和 【答案】D 【解析】 【详解】A．该反应是轻核聚变不是α衰变，故A错误； B．原子弹是基于核裂变的装置，该反应为核聚变，应用于氢弹或可控核聚变，故B错误； C．核子结合成原子核的过程中会释放能量，发生质量亏损，所以氦核质量小于组成它的核子质量之和，故C错误； D．聚变反应释放了大量能量，生成物结合能会大于反应物结合能之和，反应方程中的17.6MeV对应的就是结合能增量，故D正确。 故选D 5. 在2025年春节期间，小明进行了一项有趣实验。他将一个未开封的薯片袋放在温暖的室内（温度为），此时薯片袋看起来较为饱满，袋内气体压强与外界大气压相同，设为，之后他带着这袋薯片开车前往海拔较高的山区老家过年，山区温度较低，为，且外界大气压变为，此过程中薯片袋均未张紧，袋内气体视为理想气体，下列关于袋内气体状态变化的说法正确的是（　　） A. 袋内气体分子的平均动能减小 B. 袋内气体的体积会变小 C. 袋内气体对外界做负功 D. 袋内气体的一定会放出热量 【答案】A 【解析】 【详解】以袋内气体为研究对象，由题意可知， 初始状态，压强为，设体积为, 最终状态，压强为，设体积为, 由理想气体状态方程可得 解得 因此，袋内气体的体积增大； A．结合前面分析可知，袋内气体温度从300K降低到280K，因此袋内气体分子的平均动能减小，故A正确； B．结合前面分析可知，袋内气体的体积增大，故B错误； C．因为袋内气体的体积增大，所以袋内气体对外界做正功，故C错误； D．根据热力学第一定律可得 因为袋内气体温度降低，所以 因为袋内气体体积增大，所以 则无法确定Q与零的关系，则袋内气体不一定会放出热量，故D错误。 故选A。 6. 如图甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子之间引力、斥力的大小变化分别如图中两条曲线所示。P为两虚线a、b的交点。现把乙分子从A处由静止释放，恰能到达B位置。由图可知（　　） A. 虚线a为分子间引力变化的图线，且随距离增大而减小 B. 交点P的横坐标代表乙分子到达该点时分子势能为零 C. 乙分子到达B点时分子势能小于零 D. 乙分子从A到B的运动过程中加速度一定先变小后变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．分子间的引力和斥力随分子间距的增大而减小，斥力变化更快，故虚线a为分子间斥力变化图线，虚线b为分子间引力变化图线，故A错误； BC．交点P的横坐标代表分子引力等于分子斥力，此时分子间的作用力为0，则从A处到P横坐标处，分子力体现为引力，分子引力做正功，分子势能减小；从P横坐标处到B处，分子力体现为斥力，分子引力做负功，分子势能增大；由于A处和B处乙分子的动能均为0，所以乙分子在A处和B处的分子势能相等，当分子间距离足够远时，分子势能为0；综上分析可知交点P的横坐标代表乙分子到达该点时分子势能最小，为负值；乙分子到达B点时分子势能小于零，故B错误，C正确； D．乙分子从A处到P横坐标处的运动过程中，分子力体现为引力，大小可能先增大后减小；从P横坐标处到B处，分子力体现为斥力，大小逐渐增大；则乙分子从A到B的运动过程中，分子力可能先增大后减小再增大，则加速度可能先增大后减小再增大，故D错误。 故选C。 7. 一定质量的理想气体在绝热膨胀时温度会降低，在其压强p与体积V的图像中表现为比对应的等温线要“陡”一些。现有一定质量的理想气体经历三个变化过程回到了初始状态，这三个变化过程不可能是（　　） A. 先等容升温，再绝热膨胀，最后等温压缩 B. 先绝热压缩，再等容升温，最后等温膨胀 C. 先绝热压缩，再等温膨胀，最后等压压缩 D. 先等温压缩，再等压膨胀，最后绝热膨胀 【答案】B 【解析】 【详解】A．先等容升温，体积不变，温度升高，则压强增大；再绝热膨胀，体积增大，温度降低，压强减小，且在图像中比等温线陡；最后等温压缩，温度保持绝热膨胀后的温度不变，体积减小，压强增大。若绝热膨胀后的温度恰好等于初始温度，则等温压缩可回到初始状态，即此过程可能成立。故A正确，不符合题意； B．先绝热压缩，体积减小，温度升高，压强增大；再等容升温，体积不变，压强进一步增大，温度继续升高；最后等温膨胀，温度保持不变，体积增大，压强降低。由于最终温度比初始温度高，无法回到初始状态，即此过程不可能成立。故B错误，符合题意； C．先绝热压缩，体积减小，温度升高，压强增大；再等温膨胀，温度保持绝热压缩后的温度不变，体积增大，压强降低；最后等压压缩，压强保持等温膨胀后的值不变，体积减小，温度降低。通过调整参数，可使终态与初态一致，即此过程可能成立。故C正确，不符合题意； D．先等温压缩，温度保持不变，体积减小，压强增大；再等压膨胀，压强保持等温压缩后的值不变，体积增大，温度升高；最后绝热膨胀，体积继续增大，压强降低，温度降低。若绝热膨胀后的温度恰好为初始温度，则可能回到初始状态，即此过程可能成立。故D正确，不符合题意； 故选B。 8. 如图为一定质量的理想气体经历过程的压强p随热力学温度T变化的图像，其中平行于T轴，的延长线过坐标原点。则（　　） A. 过程，所有气体分子的运动速率都减小 B. 过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加 C. 过程，速率较小的分子所占有的比例变大 D. 过程，下方与T轴间围成的面积表示气体对外界做的功 【答案】B 【解析】 【详解】A．a到b过程，温度降低，气体分子的平均速率减小，但不是所有气体分子的运动速率都会减小，故A错误； B．a到b过程，温度降低，分子撞击容器壁的平均作用力减小，而压强保持不变，因此单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加，故B正确； C．b到c过程，温度升高，分子平均动能增大，速率较小的分子所占有的比例变小 ，故C错误； D．由理想气体状态方程有 可知bc过程是等容变化，气体体积不变，气体不对外做功，则bc下方与T轴间围成的面积不表示气体对外界做的功 ，故D错误。 选B。 9. 如图所示，内壁光滑的甲、乙两个气缸的横截面积分别为2S、S，分别竖直固定在天花板和水平 面上，气缸的中心在同一竖直线上，两活塞与竖直刚性细杆组成的整体的总质量为，分别把两团理想气体封闭在气缸内，稳定时甲内气体的压强等于大气压p0，两团气体高度均为d。气缸导热性良好，环境温度恒为T，重力加速度为g，现对气缸甲内的气体缓慢加热，再次稳定后活塞移动的距离为0.5d。下列说法正确的是（　　） A. 加热前大气对活塞的作用力大小为3p0S B. 加热前气缸乙内气体的压强为2p0 C. 加热后气缸甲内气体的压强为4p0 D. 加热后气缸甲内气体的温度为3T 【答案】BD 【解析】 【详解】A．大气对活塞的作用力大小为，A错误； B．设乙内的气体压强为p，对两活塞与刚性杆组成的整体有，解得， B正确； CD．加热时活塞向下移动，对甲内气体有 对乙内气体有 对活塞有 解得，C错误，D正确。 故选BD。 10. 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。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（ ） A. 普朗克常量为 B. 时，光电子的最大初动能为 C. 与氢原子基态能量的关系满足 D. 氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程有 又因为 可得 结合图像可知 当时，，则有 故A错误； B．当时，代入 解得 故B正确； CD．氢原子基态能量为，则能级氢原子能量为，能级氢原子能量为。由题可知能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应，能级向基态跃迁和能级向能级跃迁产生的光子不能引发光电效应，则 故C正确，D错误。 故选BC。 二、实验探究题（本大题共2小题，11题6分；12题9分） 11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中： （1）下列实验步骤的正确顺序是___________。 ① 将1mL油酸溶于酒精制成500mL油酸酒精溶液 ② 在蒸发皿中盛水并撒入石膏粉，用注射器滴入一滴油酸酒精溶液 ③ 待油膜形状稳定后，将玻璃板盖在蒸发皿上描绘轮廓 ④ 用注射器抽取溶液并逐滴滴入量筒，记录总滴数N和总体积V0。 ⑤ 计算油膜面积，结合浓度求分子直径 A. ①④②③⑤ B. ①④③②⑤ C. ④①②③⑤ D. ④①③②⑤ （2）实验过程中，若油酸酒精溶液的浓度为k（即体积比），测得N滴溶液总体积为V0，油膜轮廓占小方格85个，每个小方格边长为b，则油膜面积S =___________；油酸分子直径d =___________（用k、V0、N、S表示）。 【答案】（1）A （2） ①. 85b2 ②. 【解析】 【小问1详解】 实验步骤顺序为：配制溶液①→测溶液体积④→滴液成膜②→描绘轮廓③→计算直径⑤。 故选A。 【小问2详解】 [1]油膜轮廓占小方格85个，每个小方格边长为b，则油膜面积为 [2]油酸酒精溶液的浓度为k（即体积比），测得N滴溶液总体积为V0，则1滴油酸酒精溶液中含纯油酸的体积为 油酸分子直径为 12. 某物理实验小组用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”的实验，实验装置如图甲所示。图中注射器针头一端用细胶管与压强传感器连接。 （1）关于该实验，下列操作中有必要且正确的是______（填正确答案的标号）。 A. 实验前，需要先拔出注射器的活塞，用游标卡尺测量活塞的半径，计算出活塞的横截面积 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像能更直观的反映出和之间的关系 （2）如果实验过程中环境温度稳定，实验操作规范，根据实验测得的多组和，作出图像如图乙所示，图像向下弯曲的可能原因是______。 （3）如果小组里的两位同学先后各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作出的图像如图丙所示，图中代表的物理含义是______，图线、斜率不同的可能原因为______。 【答案】（1）D （2）见解析 （3） ①. 胶管内气体的体积 ②. 封闭气体的质量不同 【解析】 【小问1详解】 A．实验时压强由传感器读出，封闭气体的体积由注射器的刻度读出，不需要测量活塞的半径，故A错误； B．实验中需要保持气体的温度不变，则实验中在推拉柱塞时，不能够用手握住注射器，避免人体温度引起封闭气体温度的变化，故B错误； C．涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，活塞与管壁的摩擦不影响压强的测量，故C错误； D．当与成反比时，图像是一条过原点的直线，而图像是双曲线，则图像比图像能更直观地反映出与之间的关系，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 根据克拉伯龙方程有 解得 根据图乙可知，图像向下弯曲斜率变小，由于温度不变，则n减小，有可能是发生了漏气现象或者忽略了胶管内气体的体积。 【小问3详解】 [1]根据克拉伯龙方程有 整理得 可知图中的物理含义是胶管内的气体体积。 [2]结合上述可知，图像的斜率为 环境温度相同，图线的斜率大于图线斜率的可能原因是两组实验封闭气体的质量不同。 三、计算题（本共3小题，13题10分，14题12分，15题17分，共39分） 13. 如图为某同学制作水火箭的示意图。该同学将一个硬饮料瓶中装适量的水，塞好胶塞后放在发射架上，此时封闭气体的体积为400mL，气体压强为大气压强，瓶中水面距离胶塞的高度h=20cm。用自行车气嘴穿过胶塞，用气筒向瓶内打气，每次打进的气体的体积为24mL，气体压强为大气压强。打气n次后胶塞受到压力达到60N，水和橡皮塞从瓶口压出的同时，瓶飞向高空。已知大气压强p0=1.0×105Pa，胶塞的横截面积S=4cm2，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2，环境温度保持恒定。求： (1)水火箭发射瞬间气体的压强； (2)打气次数n。 【答案】(1) 1.48×105Pa；(2) 8 【解析】 【分析】 【详解】(1)设水火箭发射瞬间气体的压强为p1 解得p1=1.48×105Pa (2)由玻意耳定律可得 p0（V+nV0）=p1V 解得n=8 14. 如图所示，内壁光滑、开口向上的绝热汽缸竖直放置，横截面积均为的两活塞和将缸内理想气体分成A、B两部分，开始时两活塞用销钉锁定，活塞到、到缸底的距离均为，B内气体温度为。已知导热活塞的质量，绝热活塞的质量，外界大气压强，环境温度保持不变，重力加速度，热力学温度与摄氏温度间的关系为。先将上方的销钉K1拔去，活塞下降了4cm达到平衡；再将下方销钉K2也拔去，发现活塞没有移动；最后对B内气体缓慢加热，使活塞回到初始位置并达到平衡，求： （1）拔去销钉K1前A内气体压强及拔去销钉K2前B内气体的压强； （2）活塞回到初始位置时B内气体的温度； （3）若加热过程B内气体吸收的热量，则其内能的增加量为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设拔去销钉前A内气体的压强为，拔去销钉稳定后A内气体的压强为，对A内气体，将上方的销钉拔去稳定后，对活塞有 解得 根据玻意耳定律得 解得 设拔去销钉K2前B内气体的压强为，对活塞有 解得 【小问2详解】 对B内气体加热使活塞回到初始位置的过程中，A内气体和B内气体的压强均不变，活塞导热，A内气体的温度不变，故A内气体的体积不变活塞距缸底的距离为 对B内气体根据盖—吕萨克定律可得 联立解得 【小问3详解】 加热过程B内气体吸热，对B内气体加热过程，体积增加 气体对外做功 解得 根据热力学第一定律可得，B内气体内能的增量 15. 太阳中心的“核反应区”不断地发生着轻核聚变反应，这是太阳辐射出能量的源泉。已知太阳向外辐射能量的总功率为P1，太阳中心到火星中心的距离为L，火星的半径为r，且r远远小于L。火星大气层对太阳辐射的吸收和反射、太阳辐射在传播过程中的能量损失，以及其他天体和宇宙空间的辐射均可忽略不计。 (1)太阳中心的典型轻核聚变反应是4个质子（）聚变成1个氦原子核（）同时产生2个正电子（），写出该聚变反应方程。 (2)求在时间t内，火星接收来自太阳辐射的总能量E火。 (3)自然界中的物体会不断地向外辐射电磁波，同时也会吸收由其他物体辐射来的电磁波，当辐射和吸收平衡时，物体的温度保持不变。如果某物体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就称为黑体。已知单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的能量I与黑体表面热力学温度T的4次方成正比，即I=σT4，其中σ为已知常量。 ①若将火星看成表面温度相同的黑体，求辐射和吸收达到平衡时，其表面平均温度T火的表达式； ②太阳辐射电磁波的能量来源于如图甲所示的太阳中心的“核反应区”。“核反应区”产生的电磁波在向太阳表面传播的过程中，会不断被太阳的其他部分吸收，然后再辐射出频率更低的电磁波。为了研究“核反应区”的温度，某同学建立如下简化模型：如图乙所示，将“核反应区”到太阳表面的区域视为由很多个“薄球壳层”组成，第1“薄球壳层”的外表面为太阳表面；各“薄球壳层”的内、外表面都同时分别向相邻内“薄球壳层”和外“薄球壳层”均匀辐射功率相等的电磁波（第1“薄球壳层”的外表面向太空辐射电磁波，最内侧的“薄球壳层”的内表面向“核反应区”辐射电磁波），如图丙所示；“核反应区”产生的电磁波的能量依次穿过各“薄球壳层”到达太阳的表面，每个“薄球壳层”都视为黑体，且辐射和吸收电磁波的能量已达到平衡，所以各“薄球壳层”的温度均匀且恒定。 已知“核反应区”的半径与太阳半径之比约为R:R0=1:4，太阳的表面温度约为T0=6×103K，所构想的薄球壳层数N=1.0×1012。据此模型，估算“核反应区”的温度T的值，并指出该模型的主要缺点。 【答案】(1)→+2；(2)；(3)①；②T=1.2×107K，缺点见解析 【解析】 【详解】(1)太阳核反应区发生的典型的轻核聚变反应方程式为 →+2 (2)在以太阳为中心，L为半径的球面上，单位面积接收到的太阳辐射的功率为 火星接收到的来自太阳的电磁辐射功率 所以时间t火星接收到来自太阳辐射的总能量 E火=P火t= (3)①火星吸收太阳的电磁能量与自身辐射电磁能量达到平衡时有 P火=I•4πr2 设火星的平均温度为T火，根据题意有 I=σT火4 联立以上两式，解得 T火= ②太阳表面单位时间内向外辐射的总能量为P1，根据题意，当辐射和吸收电磁波的能量达到平衡时，对于第一层有 P2=2P1 对于第二层有 2P2=P3+P1 所以 P3=3P1 对于第三层有 2P3=P4+P2 所以 P4=4P1 由此可推知 PN=NP1；P核=（N+1）P1 则在太阳表面 在太阳核反应区 联立以上两式得 带入数据，解得 T=12×107K 主要缺点：从得到的表达式 可以看出，太阳核反应区的温度依赖于薄层的层数N，只有当层数N取特定的值（比如题目中给的值）才和太阳实际温度符合（比如题目中给的T）；大量薄层之间可能会有少量物质交换，这个模型就不再是严格意义上的“黑体”。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南昌中学2024-2025学年度下学期期末考试高二物理试卷 一、选择题（本大题共10小题，1-7题只有一项符合题目要求，8-10题有多项符合题目要求，共46分） 1. 下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（　　） A. 汤姆孙在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 B. 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律并完全揭示了微观粒子的运动规律 C. 衰变为，共经过了3次衰变和2次衰变 D. 核聚变又称“热核反应”，需要加热到很高的温度才能进行，可见核聚变要吸收能量 2. 如图甲所示，分别用a、b两种可见光照射光电管的K极，得到光电流与光电管两极之间的电压关系如图乙所示，图丙为氢原子的能级图。依据波尔原子模型理论，若取无穷远处为零电势点，氢原子的电势能可表示为（静电力常量，元电荷，两电荷之间的距离），则（　　） A. 滑动变阻器滑片向右移动时光电流不为零且保持不变 B. 处于第2能级时，氢原子电子绕核运动的动能为 C. 当电压U的值介于和之间，此时只有a光照射时才发生光电效应 D. 氢原子吸收能量，电子速率增大为绕核速率的倍时，可成为自由电子 3. 发生衰变，方程式为，放出的核能为，发生衰变，方程式为，已知X的比结合能为E，下列说法正确的是（　　） A. 比X稳定 B. Y的中子数比质子数多8个 C. X、Y是同位素 D. 的比结合能为 4. 2025年1月20日，中科院合肥研究院EAST全超导托卡马克装置成功造出了一个寿命1066秒的“人造太阳”，标志着中国在可控核聚变研究领域内实现了一项巨大突破。实验装置内的核反应方程为 ，则（　　） A. 该核反应为α衰变 B 该核反应目前主要应用于原子弹 C. 的质量等于组成它的核子质量之和 D. 的结合能大于与结合能之和 5. 在2025年春节期间，小明进行了一项有趣的实验。他将一个未开封的薯片袋放在温暖的室内（温度为），此时薯片袋看起来较为饱满，袋内气体压强与外界大气压相同，设为，之后他带着这袋薯片开车前往海拔较高的山区老家过年，山区温度较低，为，且外界大气压变为，此过程中薯片袋均未张紧，袋内气体视为理想气体，下列关于袋内气体状态变化的说法正确的是（　　） A. 袋内气体分子的平均动能减小 B. 袋内气体的体积会变小 C. 袋内气体对外界做负功 D. 袋内气体的一定会放出热量 6. 如图甲分子固定于坐标原点，乙分子位于横轴上，甲、乙两分子之间引力、斥力的大小变化分别如图中两条曲线所示。P为两虚线a、b的交点。现把乙分子从A处由静止释放，恰能到达B位置。由图可知（　　） A. 虚线a为分子间引力变化的图线，且随距离增大而减小 B. 交点P的横坐标代表乙分子到达该点时分子势能为零 C. 乙分子到达B点时分子势能小于零 D. 乙分子从A到B的运动过程中加速度一定先变小后变大 7. 一定质量的理想气体在绝热膨胀时温度会降低，在其压强p与体积V的图像中表现为比对应的等温线要“陡”一些。现有一定质量的理想气体经历三个变化过程回到了初始状态，这三个变化过程不可能是（　　） A. 先等容升温，再绝热膨胀，最后等温压缩 B. 先绝热压缩，再等容升温，最后等温膨胀 C. 先绝热压缩，再等温膨胀，最后等压压缩 D. 先等温压缩，再等压膨胀，最后绝热膨胀 8. 如图为一定质量的理想气体经历过程的压强p随热力学温度T变化的图像，其中平行于T轴，的延长线过坐标原点。则（　　） A. 过程，所有气体分子的运动速率都减小 B. 过程，单位时间撞击单位面积器壁的分子数增加 C. 过程，速率较小的分子所占有的比例变大 D. 过程，下方与T轴间围成的面积表示气体对外界做的功 9. 如图所示，内壁光滑的甲、乙两个气缸的横截面积分别为2S、S，分别竖直固定在天花板和水平 面上，气缸的中心在同一竖直线上，两活塞与竖直刚性细杆组成的整体的总质量为，分别把两团理想气体封闭在气缸内，稳定时甲内气体的压强等于大气压p0，两团气体高度均为d。气缸导热性良好，环境温度恒为T，重力加速度为g，现对气缸甲内的气体缓慢加热，再次稳定后活塞移动的距离为0.5d。下列说法正确的是（　　） A. 加热前大气对活塞的作用力大小为3p0S B. 加热前气缸乙内气体的压强为2p0 C. 加热后气缸甲内气体的压强为4p0 D. 加热后气缸甲内气体的温度为3T 10. 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。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（ ） A. 普朗克常量为 B. 时，光电子的最大初动能为 C. 与氢原子基态能量的关系满足 D. 氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应 二、实验探究题（本大题共2小题，11题6分；12题9分） 11. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中： （1）下列实验步骤的正确顺序是___________。 ① 将1mL油酸溶于酒精制成500mL油酸酒精溶液 ② 在蒸发皿中盛水并撒入石膏粉，用注射器滴入一滴油酸酒精溶液 ③ 待油膜形状稳定后，将玻璃板盖蒸发皿上描绘轮廓 ④ 用注射器抽取溶液并逐滴滴入量筒，记录总滴数N和总体积V0。 ⑤ 计算油膜面积，结合浓度求分子直径 A. ①④②③⑤ B. ①④③②⑤ C. ④①②③⑤ D. ④①③②⑤ （2）实验过程中，若油酸酒精溶液的浓度为k（即体积比），测得N滴溶液总体积为V0，油膜轮廓占小方格85个，每个小方格边长为b，则油膜面积S =___________；油酸分子直径d =___________（用k、V0、N、S表示）。 12. 某物理实验小组用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”的实验，实验装置如图甲所示。图中注射器针头一端用细胶管与压强传感器连接。 （1）关于该实验，下列操作中有必要且正确的是______（填正确答案的标号）。 A. 实验前，需要先拔出注射器活塞，用游标卡尺测量活塞的半径，计算出活塞的横截面积 B. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 C. 在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确 D. 处理数据时采用图像，是因为图像比图像能更直观的反映出和之间的关系 （2）如果实验过程中环境温度稳定，实验操作规范，根据实验测得的多组和，作出图像如图乙所示，图像向下弯曲的可能原因是______。 （3）如果小组里的两位同学先后各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作出的图像如图丙所示，图中代表的物理含义是______，图线、斜率不同的可能原因为______。 三、计算题（本共3小题，13题10分，14题12分，15题17分，共39分） 13. 如图为某同学制作水火箭的示意图。该同学将一个硬饮料瓶中装适量的水，塞好胶塞后放在发射架上，此时封闭气体的体积为400mL，气体压强为大气压强，瓶中水面距离胶塞的高度h=20cm。用自行车气嘴穿过胶塞，用气筒向瓶内打气，每次打进的气体的体积为24mL，气体压强为大气压强。打气n次后胶塞受到压力达到60N，水和橡皮塞从瓶口压出的同时，瓶飞向高空。已知大气压强p0=1.0×105Pa，胶塞的横截面积S=4cm2，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g=10m/s2，环境温度保持恒定。求： (1)水火箭发射瞬间气体的压强； (2)打气次数n。 14. 如图所示，内壁光滑、开口向上的绝热汽缸竖直放置，横截面积均为的两活塞和将缸内理想气体分成A、B两部分，开始时两活塞用销钉锁定，活塞到、到缸底的距离均为，B内气体温度为。已知导热活塞的质量，绝热活塞的质量，外界大气压强，环境温度保持不变，重力加速度，热力学温度与摄氏温度间的关系为。先将上方的销钉K1拔去，活塞下降了4cm达到平衡；再将下方销钉K2也拔去，发现活塞没有移动；最后对B内气体缓慢加热，使活塞回到初始位置并达到平衡，求： （1）拔去销钉K1前A内气体的压强及拔去销钉K2前B内气体的压强； （2）活塞回到初始位置时B内气体的温度； （3）若加热过程B内气体吸收热量，则其内能的增加量为多少？ 15. 太阳中心的“核反应区”不断地发生着轻核聚变反应，这是太阳辐射出能量的源泉。已知太阳向外辐射能量的总功率为P1，太阳中心到火星中心的距离为L，火星的半径为r，且r远远小于L。火星大气层对太阳辐射的吸收和反射、太阳辐射在传播过程中的能量损失，以及其他天体和宇宙空间的辐射均可忽略不计。 (1)太阳中心的典型轻核聚变反应是4个质子（）聚变成1个氦原子核（）同时产生2个正电子（），写出该聚变反应方程。 (2)求在时间t内，火星接收来自太阳辐射的总能量E火。 (3)自然界中的物体会不断地向外辐射电磁波，同时也会吸收由其他物体辐射来的电磁波，当辐射和吸收平衡时，物体的温度保持不变。如果某物体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就称为黑体。已知单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的能量I与黑体表面热力学温度T的4次方成正比，即I=σT4，其中σ为已知常量。 ①若将火星看成表面温度相同的黑体，求辐射和吸收达到平衡时，其表面平均温度T火的表达式； ②太阳辐射电磁波能量来源于如图甲所示的太阳中心的“核反应区”。“核反应区”产生的电磁波在向太阳表面传播的过程中，会不断被太阳的其他部分吸收，然后再辐射出频率更低的电磁波。为了研究“核反应区”的温度，某同学建立如下简化模型：如图乙所示，将“核反应区”到太阳表面的区域视为由很多个“薄球壳层”组成，第1“薄球壳层”的外表面为太阳表面；各“薄球壳层”的内、外表面都同时分别向相邻内“薄球壳层”和外“薄球壳层”均匀辐射功率相等的电磁波（第1“薄球壳层”的外表面向太空辐射电磁波，最内侧的“薄球壳层”的内表面向“核反应区”辐射电磁波），如图丙所示；“核反应区”产生的电磁波的能量依次穿过各“薄球壳层”到达太阳的表面，每个“薄球壳层”都视为黑体，且辐射和吸收电磁波的能量已达到平衡，所以各“薄球壳层”的温度均匀且恒定。 已知“核反应区”的半径与太阳半径之比约为R:R0=1:4，太阳的表面温度约为T0=6×103K，所构想的薄球壳层数N=1.0×1012。据此模型，估算“核反应区”的温度T的值，并指出该模型的主要缺点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $