河北衡水中学2025-2026学年高二下学期周测物理试题（5.17)

使用时间： 5.17物理自主提升 一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，28分。每小题只有一个选项符合题目要求。) 1.下列关于四幅图片所示的现象或解释，说法正确的是() 个核子平均质量 荧光屏 金片 a粒子源 a粒于源 隔板 缎变A a 真空aC 真空 原子序数Z a粒子散射装置 o 甲 乙 丙 丁 A.图甲：反映核子的平均质量与原子序数的关系，重核A裂变成原子核B和C,原子核B和C的 比结合能都大于重核A的比结合能 B.图乙：为单色平行光线通过狭缝得到的干涉图样 C.图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D.图丁：中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为T的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔 板，气体的最终温度小于T 2.“玲龙一号”是全球首个陆上商用模块化小型压水堆。它的核反应材料为低浓缩铀，普通水作为 慢化剂，使用镉合金做成的控制棒吸收中子，控制反应速度。下列说法正确的是() A.“玲龙一号”是核聚变反应堆 锅合金棒 水泥防护层 B.普通水可以使慢中子转变为快中子 C.控制棒插入越深，链式核反应的速度变快 D.核反应释放的能量来自于原子的质量亏损 反应堆示意图 3.核电池可通过半导体换能器，将放射性同位素9Pú衰变过程释放的能量转变为电能。一静止的 29Pu核衰变为5U核和新粒子，并释放出Y光子。已知9Pu、U的质量分别为m、m,下列说法 正确的是（) A.29Pu的衰变方程为9Pu→5U+2H+Y B.释放的核能转变为U的动能、新粒子的动能和Y光子能量 第1页 内部资料禁止外传 C.5U的结合能比Pu的结合能更大 D.核反应过程中释放的核能为△E=（m.一m)c 4.航天飞船的生命保障系统是航天员在轨安全的核心，其中气体循环模块的原理如图所示。该系统 中导热性能良好的气缸竖直固定在舱内，用质量不计的光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞连 接轻质拉杆实现拉伸或压缩，飞船舱内温度保持不变。下列说法正确的是() 000000 A.固定活塞位置，利用电热丝对气体缓慢加热，气体吸收的热量小于气体内能的增加量 B.缓慢拉动拉杆使活塞上移，气体吸收的热量等于气体对外界所做的功 C.快速下压活塞使气体压缩，气体体积减小，内能增大，温度保持不变 D.若气体先等压膨胀，再等容降压，整个过程中气体一直从外界吸收热量 5.随着我国核能快速发展，科学家根据放射性物质衰变过程中持续释放高能射线的特征发明了一种 神奇的微核电池，该电池比一颗米粒还小。电池使用从核废料中提取出来的镅作为原料，镅的一种 m 衰变方程为Am→Np+X。已知质量为m的镅，经过时间t后剩余的镅质量为m,其仁-t图 mo 线如图所示，则下列说法正确的是() m。 A.衰变生成的射线具有很强的穿透能力 5 B.镅的半衰期为432年 2 C.若将该电池装到登月车上，月球上的极低温度会缩短镅的 0 213 645 /年 半衰期 D.Am的比结合能比Np的比结合能大 共7页 使用时间： 6.一定质量的理想气体、经过一个缓慢的过程从状态P变化到状态Q,该过程的pV图像如图甲所 示，图乙为其TV图像、a、c两条曲线中的一条与上述过程对应，曲线a和c均为开口向下的抛物 线，下列说法正确的是( ) 2p0 Po 甲 A.曲线a对应了P到Q的过程 B.曲线c对应了P到Q的过程 C.P到Q的过程理想气体吸收的热量为P D.状态P中气体分子单位时间内与器壁单位面积上的碰撞次数是状态Q的1.5倍 7.如图所示，竖直细玻璃管A、B与水平细玻璃管C底部连通，各部分玻璃管内径相同。A管上端 封有长为16cm的理想气体，B管上端开口并与大气相通，此时A、B两管中水银面恰好相平，且水 银面到玻璃管底部的距离为15cm。水平玻璃管C内用小活塞封有长度为16cm的理想气体。已知外 界大气压强为75cHg,忽略环境温度的变化。现用力将活塞缓慢向左推压，使A管内的气柱长度 变为15c,此时C管内气体未到达B管，则活塞向左移动的距离为（) 16cm A 15cm C 16cm A.5cm B.6cm C.7cm D.8cm 第2页 内部资料禁止外传 二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部 选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。) 8.用图甲装置研究光电效应。光线发射器原理如图乙所示，大量处于=3激发态的氢原子向低能 级跃迁时，辐射出的3种频率的光强度均稳定。其中只有a、b两种光可使该光电管发生光电效应。 图丙为测得的光电流I与光电管两端电压的关系图线。已知可见光光子的能量范围是 1.62eV3.11eV。下列说法正确的是() 光线发射器 ←一光电管 Elev 0.54 5 放大器日工作电路 -3.40 电源 -13.6 UaUa o 甲 乙 丙 A.光线发射器发出的光中只有一种可见光 B.光电子飞出阴极时的最大初动能为12.09eV C.若部分光线被遮挡，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，光电流也不变 D.图丙中|Ua-Ua=1.89V 9.“莫泽灯”不用电就能将屋内照亮，堪称零成本！“莫泽灯”的制作方法是在透明塑料瓶中装满水 并加入少量漂白剂，然后将瓶子固定在屋顶的孔洞中，屋外的光线通过多次折射，可实现屋内照明。 其原理简化图如图甲所示，一束单色光以入射角从竖直瓶壁上的O点射入瓶内，以折射角？进入瓶 内液体中，直射到A点，A点距O点所在水平面高度为h,俯视图如图乙所示。已知瓶身直径为d, 光在真空中的传播速度为℃，忽略瓶壁厚度，下列说法正确的是() A.液体的折射率为sn siny 瓶身 B.光从瓶中A点射入屋内的折射角大于Y 0 屋外 C.光在瓶内传播的时间为sinyd+? 屋内 csini 瓶盖 D.若增大入射角i,光在瓶内可能会发生全反射 共7页 使用时间： 10.如图所示，6根光滑的金属棒组成一个固定于水平面内的边长为2如的正六边形，导体棒AB与 BC通过绝缘材料相连，其余导体棒直接相连。6根金属棒的质量均为1kg,除导体棒BC与EF电阻 不计外，其余导体棒单位长度电阻均为0.52。边界BF左侧磁感应强度大小为1T,边界CE右侧磁 感应强度大小为0.5，在和G3之间，磁感应强度大小B满是：B-(5+T(x为某点与B即 的距离)，磁感应强度方向均垂直水平面向上。现有一长为4m、电阻不计的导体棒a,质量为2kg, 某时刻从A点出发（与BF平行放置，且a棒中点与A点重合）在外力F作用下以垂直于导体棒a的 4m/s的速度匀速运动到BF处，紧接着减速通过BC,导体棒到达C点时撤去外力F,已知导体棒a 在经过BC的过程中，CB两点间的电势差保持不变，则下列说法正确的是（) A.从A到B的运动过程中，通过导体棒a横截面的电荷量为√3C B.从B到C的运动过程中，导体棒a克服安培力做功为36J C.从B到C的运动时间为3+4W3 6 D.最终导体棒a不能从导线框D点滑落 三、实验题（每空2分，共16分) 11.美国物理学家密立根利用如图所示的实验装置，最先测出了电子的电荷量，被称为密立根油滴 实验。如图，两块水平放置的金属板A、B分别与电源的正负极相连接，板间产生匀强电场，方向竖 直向下，板间油滴P由于带负电悬浮在两板间保持静止。 第3页 内部资料禁止外传 喷雾剂 油滴 .D (1)若要测出该油滴的电荷量，需要测出的物理量有（) A.油滴质量mB.两板间的电压UC.两板间的距离dD.两板的长度L (2)用所选择的物理量表示出该油滴的电荷量g= (已知重力加速度为g) (3)若要使原本静止的油滴落到下极板，下列做法可以达到目的有() A.保持两极板电压不变，把下极板向下移B.断开电源，把下极板向右移 C.断开电源，把下极板向下移 D.断开电源，把下极板向上移 12.用金属铷制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示。 电源 甲 (1)图甲中电极A为光电管的 (选填“阴极”或“阳极”)。 (2)要观察遏止电压，电源正、负极的接线为 (选填“左负右正”或“左正右负”)。 (3)在实验过程中发现，当电源断开时，用光子能量为2.5éV的一束光照射光电管，电流表读数不 为零。当电源接通时，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零。 当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。依据实验现象与数值解答下列问题。 ①该光照射后，光电子的最大初动能E eV; ②根据爱因斯坦光电效应方程金属逸出功丽 eV; 共7页 使用时间： a光 b光 乙 ③保持实验装置不变，用颜色不同的a光和b光照射光电管阴极K时，产生的光电流I随光电管两 端电压U的变化规律如图乙所示。则a光的频率 (选填“大于”“等于”或“小于”)b 光的频率。 四、解答题（共38分） 13.(8分)某双层真空保温杯夹层中残留少量空气，温度为27℃时，压强为2.0×10Pa。夹层体积 为。（热力学温度与摄氏度关系：T=t+273) (1)当夹层中空气的温度升至47℃时，求此时夹层中空气的压强：（结果保留三位有效数字）(4分) (2)当保温杯外层出现微小裂隙，静置足够长时间，夹层内空气与外界大气相通，设环境温度为27℃， 大气压强为1.0×10Pa。求夹层中增加的空气质量与原有空气质量的比值。(4分) 14.（14分)如图甲所示是托卡马克装置的结构示意图，其主要包括环形真空室、极向场线圈、环 向场线圈等，在环形真空室内注入少量氢的同位素氘和氚，提高温度使其发生聚变反应产生氨和中 子。如图乙所示为环形真空室的俯视示意图，它的轴线半径为，横截面的圆半径为R,假设环形真 空室内粒子质量为m电荷量为+g,粒子碰到真空室的室壁立即被吸收。（sin37°=0.6，cos37°=0.8) 欧姆线圈 极向场线圈 轴线 环向场线圈 轴线 环形真空室等离子体 室壁 (1)写出氘和氚核聚变的核反应方程式：(2分)乙 丙 (2)只接通极向场线圈电流，通电后在真空室轴线处产生竖直方向的磁场，若粒子以速度沿真空室 轴线做匀速圆周运动，求极向场线圈在真空室轴线处产生的磁感应强度B的大小；(4分) (3)如图丙，若真空室为长直管道，直管道半径为R,室内有水平向右的匀强磁场B。轴线上的粒子 源O向右侧各个方向均匀发射速度大小为，=qB,的粒子。 第4页 内部资料禁止外传 ①若某粒子发射时速度方向与x轴的夹角0=37°，求该粒子做螺旋线运动的螺距L；(4分) ②求粒子源发出的粒子没有被室壁吸收发射时速度方向与x轴夹角的最大值日。(4分) 15.（16分)某兴趣小组为探索光电效应和光电子在电磁场中的运动规律，设计装置如图所示，频 率为v=1.06×105Hz的激光照射在竖直放置的锌板K的中心位置0点，其右侧距离为4=0.4m处有 另一足够大极板A,A上正对O点有一竖直狭缝，并在两极板间加电压U=1.8V,两极板间电场可视 为匀强电场。在A板右侧有宽度为D方向垂直纸面向内、大小为B=105T的匀强磁场。锌板的逸 出功W=5.376×1019J,普朗克常量h=6.6×1034J.s,电子质量为m=9×101kg,元电荷e=1.6x1019C, sin53°=0.8，c0s53°=0.6。不计光电子重力及光电子间的相互作用。求： J B K A ××× + × + × × × + + × × (1)光电子到达极板A的最大速度Ym;(4分) (2)极板A上有光电子打中的区域面积（取π=3）；(4分) (3)要使所有光电子均不从右侧边界飞出，磁场宽度D应满足的条件；(4分) (④)将匀强磁场改为垂直平面向内的非匀强磁场，磁感应强度满足B'=x(k=2×104Tm,x为该位 置到磁场左边界的距离，要使所有光电子均不从右侧边界飞出，磁场宽度D应满足的条件。(4分) 共7页 使用时间： 内部资料禁止外传 5月17日自主提升答题纸 14.(2+4+4+4,共14分) 班级： 姓名： 学号： 三、实验题（每空2分，共16分） 11.（1) (2) (3) 12.(1) (2) (3)① ②③ 四、解答题（共38分） 13.(4+4,共8分) 15.(4+4+4+4,共16分) 第5页共7页 《5月17日自主提升》参考答案 题号 9 3 4 5 6 8 0 10 答案 A D B B B 6 D AD AB AC 10.AC 【详解】 D.导体棒越过CE之后， 设某位置导体棒切制磁感线的长度为L,回路电阻为5L,回路中 电流为 BLv =√3B L 3 安培力冲量 I=F.△t=B.V3B.L·△t=V3B么s 由几何关系可得冲量大小为 导体棒在B、C两点满足 BE LVE BCLYC 所以 e= 8+V =m/s 动量 p=nvc= 8V5 N.s>I 8+V3 故导体棒能够冲过D点，故D错误。 ngd 11.(①ABC2 (3)A 12.(1)阳极(2)左负右正(3) 0.6 1.9 小于 第1页 13.(1)2.13×103Pa (2)49 【详解】(1)由题意可知夹层中的气体发生等容变化，根据理想气体状态方程可知 1=P2 代入数据解得p2=2.13×103Pa (2)原有空气：乃=2.0×10Pa,I=300K,体积 最终状态：3=1.0×10Pa,T=300K 由玻意耳定律，将原有空气等温压缩到大气压P3下的体积；乃=P乃 可得乃=五， P3 最终夹层内空气在P,下的增加的体积为%-；质量比等于同温同压下的体积比 △m-%-乃 解得”-49 1 14.(1)H+H→He+n (2)B=16 gr (3)①L=πR;②6m=53 【详解】（1)氘和氚核聚变的核反应方程式为H+H→He+n (2）设极向场线圈产生的磁场大小为B,由洛伦兹力提供向心力gB=m片 解得B=16 c④ (3)带电粒子与x轴成角射入环向磁场，粒子沿螺旋线运动。 ①设粒子垂直轴向做圆周运动的周期为刀，则T=2 gBo 共7页 则螺距为L=(cos3T)T 解得L=πR ②粒子垂直轴向做匀速圆周运动，当粒子刚好碰到室壁时vo与x轴夹角最大为0，由牛顿第二 定律o sin6.B,=n- (16sin6n)2 又半径为r'=R 4 解得s血8=58。=53 15.(1)ym=10m/s (2)S=1.08m2 (3)D≥0.9m (4)D'≥0.3m 【详解】(1)由爱因斯坦光电效应方程得Em=w-W, 电场中动能定理eU=m2-Rn 2 解得ym=10m/s (2）设极板上有光电子打中的区域为半径为)的圆形区域，电子的最大动能为B=) 当电子以最大速度且沿平行极板方向逸出锌板时，电子打到圆形区域的边缘。此时电子在平行 极板方向做匀速直线运动，则y=t 电子在垂直极板方向做匀加速直线运动，有d=2a Ve 其中，根据牛顿第二定律可知，电子沿垂直极板方向的加速度大小为a= dn 联立得y=0.6m 第2页 则，极板A上有光电子打中的区域面积为S=πy2=1.08m (3)设电子经过A板时最大速度大小为m,与板最小夹角为u,则tana,= at 解得=53° 所有电子均不从右侧边界飞出临界情况如图 由几何关系得Dm=r(1+cosx) 根据牛顿第二定律可得eYB=m 解得Dm0.m 所以磁场宽度D应满足的条件为D≥0.9m。 (4)取向下为y轴正方向，对于速度斜向上的电子，由y方向动量定理得∑By,△t=m,-(-%) 则∑ek△x=w+w, 所以5ekx2=mm,+m, 当y=vm向下时x=0,水平位移最大，此时D=xm=0.3m 磁场宽度D'应满足的条件D'≥0.3m。 共7页