精品解析:辽宁大连文谷高级中学2025-2026学年高二下学期期中测试物理试卷
2026-05-25
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 大连市 |
| 地区(区县) | 甘井子区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.74 MB |
| 发布时间 | 2026-05-25 |
| 更新时间 | 2026-05-25 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-25 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58039670.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年度下学期高二期中测试
物理试卷
试卷总分:100 考试时间:75分钟
注意事项:
1.请在答题纸上作答,在试卷上作答无效。
2.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
第Ⅰ卷 选择题(共46分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 关于以下几幅图中现象的分析,下列说法正确的是( )
A. 甲图中水黾停在水面上,受到的浮力与重力平衡
B. 乙图中液晶显示器利用了液晶光学性质具有各向同性的特点
C. 丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后扩成一个圆孔,是棉线张力作用的结果
D. 丁图中不同液体在毛细管中的液面高于或低于管外液面都是毛细现象
2. 关于一定质量的理想气体,下列说法正确的是( )
A. 体积不变,压强增大时,气体分子的平均动能可能减小
B. 温度不变,压强减小时,气体分子的数密度一定减小
C. 压强不变,温度降低时,气体分子的数密度一定减小
D. 温度升高,压强和体积可能都不变
3. 对下列图片的描述正确的是( )
A. 图(a)证实电子具有波动性
B. 图(b)中射线3的电离本领最弱
C. 图(c)中为了减缓核反应速度,需将镉棒抽出一些
D. 图(d)中的β射线穿透能力比γ射线强
4. 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,镅的一种衰变方程为。已知质量为的镅,经过时间t后剩余的镅质量为m,其图线如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 衰变生成的射线具有很强的穿透能力
B. 镅的半衰期为432年
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半衰期
D. 的比结合能比的比结合能大
5. 利用空气劈尖测量细丝直径的装置如图甲所示,AC是水平标准工件,AB是一平行薄玻璃板,在AB与AC之间垫上粗细均匀的直金属丝,形成一个楔形空气膜。用平行的红光垂直AC方向照射玻璃板,在玻璃板上方形成平行条纹。如图乙所示,a、b两束单色光分别沿半径方向射向圆柱形的玻璃砖,出射光线均沿OP方向。再将a、b两束单色光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)如图丙所示。如图丁所示,是在影院观看3D立体电影用的特殊眼镜。下列说法正确的是( )
A. 甲图中,当金属丝向左移动少许时,平行条纹变稀疏
B. 乙图中,在真空中传播时a的波长大于b的波长
C. 丙图中,图2是a单色光的衍射条纹
D. 丁图中,用特殊眼镜观看3D立体电影利用的是光的偏振原理
6. 密封于汽缸中的理想气体,从状态依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示,则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图甲所示,某景观池底部水平固定着由细灯带构成的圆形发光体,发出的单色光在水面上形成的圆环光斑俯视图如图乙所示。已知池底到水面的距离,发光体的半径,水对该光的折射率,不考虑光在水池中的反射,则该圆环光斑的面积为( )
A. B. C. D.
8. 氢原子的部分能级图如图甲所示,大量处于能级的氢原子向低能级跃迁,能辐射出多种频率的光,这些光照射到同种材料后发生光电效应,产生的光电流与电压关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 由于跃迁时辐射的光子能量不连续,因此氢原子光谱是线状谱
B. 氢原子从能级跃迁到能级,核外电子动能增大
C. a、b、c三种光子的波长关系满足
D. 图线的光对应从能级向能级的跃迁
9. 2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”,技术成果取得关键突破。一种典型的聚变反应是一个氘核和一个氚核聚变成氦核和某种强子x,已知、、和x的质量分别为、、和,1u相当于,阿伏伽德罗常数为,元电荷,下列说法正确的是( )
A. 该核反应方程为,其中为质子
B. 该核反应过程中释放的能量约为
C. 氘完全参与该核反应时释放出能量的数量级为
D. 要使该核聚变发生,必须使氘核和氚核的距离达到以内,让核力起作用
10. 图示装置可用于探究气体等温变化的规律。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 柱塞上应该涂油以更好地密封气体
B. 应快速推拉柱塞以避免气体与外界进行热交换
C. 用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定
D. 作出的图像可直观反映与的关系
第Ⅱ卷 非选择题(共54分)
二、实验题(本题共2小题,共17分。)
11. 某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下:
①向体积为1mL的油酸中加酒精,直至总量达到;
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入50滴时,测得其体积恰好是1mL;
③先往浅盘里倒入2cm深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在边长为1cm的正方形小格坐标纸上,如图所示。
(1)该实验中,使用到的研究方法是______。
A. 等效替代法 B. 理想模型法
C. 微小量放大法 D. 控制变量法
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为______mL;油膜面积为______。
(3)油酸分子直径的大小______。(结果保留一位有效数字)
(4)如果在“用油膜法估测分子的直径”实验中,计算结果明显偏大,可能的原因有______。
A. 油酸未完全散开
B. 计算油膜面积时,将所有不足1格的方格记作1格
C. 在计算一滴溶液的体积时,少算了滴数
D. 配好的油酸酒精溶液长时间放置后再使用,由于酒精挥发使浓度发生了变化
12. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距,毛玻璃屏与双缝间的距离,滤光片为红色滤光片,接通电源使光源正常工作。
(1)正确的组装实验设备时,图甲中a、b分别为________(填正确答案标号)。
A. 双缝、单缝 B. 单缝、双缝
(2)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,游标尺上有20个等分刻度,该小组同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹(如图乙所示),此时测量头上游标卡尺的读数为4.65mm;接着再同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐(如图丙所示),此时测量头上游标卡尺的示数如图丁所示,则读数为________mm,实验所用红光的波长________nm(结果保留三位有效数字)。
(3)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片,则条纹间的距离将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
三、计算题
13. 14C发生衰变过程中产生的原子核处于激发态,跃迁辐射出能量为2.64eV和7.56eV的光照射阴极K,测得这两种光照下的遏止电压之比为1:3,求:
(1)两种光照下逸出的光电子的最大初动能之比;
(2)该金属的逸出功。
14. 如图为某光学仪器上的一个匀质透明零部件的结构简图,该零部件竖直放置,上部分为半径为R的半球体,O点为半球体的球心,下部分为一个截面半径为R、高度也为R的圆柱体,为该零部件的中心轴,CD面涂有反射膜(厚度不计,为CD面的中心)。现让一细束单色光平行于从P点射入该零部件,经折射后刚好经过点,然后从点射出。已知P点离中心轴的距离为,不考虑折射时的反射,光在真空中的传播速率为c,求:
(1)该零部件材料的折射率n;
(2)该单色光在零部件中的传播时间t。
15. 如图,圆柱形绝热汽缸竖直悬挂于天花板,用横截面积为S=0.02m2的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体,活塞下悬挂质量为m=80kg重物,此时活塞在距离汽缸上底面h1=0.2m的A处,气体的温度为T1=300K。给汽缸内的电阻丝加热,活塞缓慢移动到距离汽缸上底面h2=0.26m的B处,此过程气体吸收了100J热量,大气压为p0=1.0×105Pa。
(1)求活塞在B处时的气体温度T2;
(2)求活塞从A处到B处的过程中气体的内能改变了多少?
(3)保持温度T2不变,当悬挂重物为m'=140kg时,打开汽缸阀门放出一部分气体,使得活塞仍处于B处,求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。
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2025-2026学年度下学期高二期中测试
物理试卷
试卷总分:100 考试时间:75分钟
注意事项:
1.请在答题纸上作答,在试卷上作答无效。
2.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
第Ⅰ卷 选择题(共46分)
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1~7题只有一项符合题目要求,每小题4分;第8~10题有多项符合题目要求,每小题6分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
1. 关于以下几幅图中现象的分析,下列说法正确的是( )
A. 甲图中水黾停在水面上,受到的浮力与重力平衡
B. 乙图中液晶显示器利用了液晶光学性质具有各向同性的特点
C. 丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后扩成一个圆孔,是棉线张力作用的结果
D. 丁图中不同液体在毛细管中的液面高于或低于管外液面都是毛细现象
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中水黾停在水面上,受到的表面张力与重力平衡,故A错误;
B.乙图中液晶显示器利用了液晶光学性质具有各向异性的特点,故B错误;
C.丙图中将棉线圈中肥皂膜刺破后扩成一个圆孔,是液面的表面张力作用的结果,故C错误;
D.丁图中不同液体在毛细管中由于浸润或不浸润导致的液面高于或低于管外液面都是毛细现象,故D正确。
故选D。
2. 关于一定质量的理想气体,下列说法正确的是( )
A. 体积不变,压强增大时,气体分子的平均动能可能减小
B. 温度不变,压强减小时,气体分子的数密度一定减小
C. 压强不变,温度降低时,气体分子的数密度一定减小
D. 温度升高,压强和体积可能都不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据理想气体状态方程可知,体积不变时,压强增大,温度必然升高,而温度决定分子平均动能,因此,平均动能一定增大,不可能减小,故A错误;
B.温度不变时,压强减小,则体积增大,则分子数密度减小,故B正确;
C.压强不变,温度降低时,体积减少,则气体分子的数密度一定增大,故C错误;
D.温度升高,则pV乘积增大,则p和V不可能均不变,故D错误。
故选B。
3. 对下列图片的描述正确的是( )
A. 图(a)证实电子具有波动性
B. 图(b)中射线3的电离本领最弱
C. 图(c)中为了减缓核反应速度,需将镉棒抽出一些
D. 图(d)中的β射线穿透能力比γ射线强
【答案】A
【解析】
【详解】A.图(a)中的电子束通过铝箔时的衍射图样证实电子具有波动性,故A正确;
B.图(b)中根据左手定则可知射线2为射线,电离本领最弱,故B错误;
C.图(c)中用石墨或重水使中子减速,为了减缓核反应速度,需将镉棒插入一些,吸收更多的中子减缓核反应速度,故C错误;
D.β射线能穿透塑料板却难以穿透钢板,射线可穿透钢板,故图(d)中的β射线穿透能力比射线弱,故D错误。
故选A。
4. 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,镅的一种衰变方程为。已知质量为的镅,经过时间t后剩余的镅质量为m,其图线如图所示,则下列说法正确的是( )
A. 衰变生成的射线具有很强的穿透能力
B. 镅的半衰期为432年
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半衰期
D. 的比结合能比的比结合能大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据衰变过程电荷数、质量数守恒,可得的质量数为
电荷数为
即为粒子,该衰变为衰变。射线穿透能力很弱,一张纸即可阻挡,故A错误;
B.由图可知,镅的质量从衰变至,所用时间为年
因有半数发生了衰变,所以镅的半衰期为432年,故B正确;
C.半衰期是原子核本身的固有属性,由原子核内部因素决定,和外界温度、压强等环境条件无关,因此月球低温不会改变半衰期,故C错误;
D.衰变过程释放能量,因此生成物更稳定,比结合能更大,因此的比结合能小于的比结合能,故D错误。
故选B。
5. 利用空气劈尖测量细丝直径的装置如图甲所示,AC是水平标准工件,AB是一平行薄玻璃板,在AB与AC之间垫上粗细均匀的直金属丝,形成一个楔形空气膜。用平行的红光垂直AC方向照射玻璃板,在玻璃板上方形成平行条纹。如图乙所示,a、b两束单色光分别沿半径方向射向圆柱形的玻璃砖,出射光线均沿OP方向。再将a、b两束单色光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)如图丙所示。如图丁所示,是在影院观看3D立体电影用的特殊眼镜。下列说法正确的是( )
A. 甲图中,当金属丝向左移动少许时,平行条纹变稀疏
B. 乙图中,在真空中传播时a的波长大于b的波长
C. 丙图中,图2是a单色光的衍射条纹
D. 丁图中,用特殊眼镜观看3D立体电影利用的是光的偏振原理
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图中,空气劈尖干涉条纹间距公式为
当金属丝向左移动少许时,劈尖长度减小,劈尖角增大,条纹间距减小,平行条纹变密集,故A错误。
B.乙图中,两束光在点出射,折射角相同。光从玻璃射向空气,根据折射定律有
由图可知光的入射角大于光的入射角,即,则光的折射率小于光的折射率,即
折射率越小,频率越低,波长越长,所以在真空中光的波长大于光的波长,故B错误。
C.丙图中,单缝衍射条纹宽度与波长成正比,波长越长,衍射现象越明显,条纹越宽。图 2 条纹间距较大,对应波长较长。故C错误。
D.丁图中,观看3D立体电影用的特殊眼镜利用的是光的偏振原理,D正确;
故选D。
6. 密封于汽缸中的理想气体,从状态依次经过ab、bc和cd三个热力学过程达到状态d。若该气体的体积V随热力学温度T变化的V-T图像如图所示,则对应的气体压强p随T变化的p-T图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由V-T图像可知,理想气体ab过程做等压变化,bc过程做等温变化,cd过程做等容变化。根据理想气体状态方程,有
可知bc过程理想气体的体积增大,则压强减小。
故选C。
7. 如图甲所示,某景观池底部水平固定着由细灯带构成的圆形发光体,发出的单色光在水面上形成的圆环光斑俯视图如图乙所示。已知池底到水面的距离,发光体的半径,水对该光的折射率,不考虑光在水池中的反射,则该圆环光斑的面积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示
设水面上的B点在发光体A点的正上方,A点发出的光恰好在C点发生全反射,且,根据几何关系,可得
解得
A点发出的光在水面上形成的光斑是以B点为圆心、r为半径的圆,由此可知发光体发出的光在水面上形成的圆环光斑的面积
故选B。
8. 氢原子的部分能级图如图甲所示,大量处于能级的氢原子向低能级跃迁,能辐射出多种频率的光,这些光照射到同种材料后发生光电效应,产生的光电流与电压关系如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 由于跃迁时辐射的光子能量不连续,因此氢原子光谱是线状谱
B. 氢原子从能级跃迁到能级,核外电子动能增大
C. a、b、c三种光子的波长关系满足
D. 图线的光对应从能级向能级的跃迁
【答案】AB
【解析】
【详解】A.跃迁时有
可知,跃迁时辐射的光子能量不连续,因此氢原子光谱是线状谱,故A正确;
B.氢原子的核外电子可以近似看作绕核做匀速圆周运动,则有
电子的动能
解得
氢原子从能级跃迁到能级时,轨道半径减小,可知,核外电子动能增大,故B正确;
D.根据图乙可知,遏止电压大小关系满足
根据
可知,三种光的频率关系满足
由于大量处于能级的氢原子向低能级跃迁,能辐射出的光的种类数目为
可知,图线a的光对应从能级向能级的跃迁,图线b的光对应从能级向能级的跃迁,图线的光对应从能级向能级的跃迁,故D错误;
C.结合上述有,,
根据频率与波长的关系有,,
解得,故C错误。
故选AB。
9. 2025年全球首个全超导非圆截面托卡马克——“东方超环”,技术成果取得关键突破。一种典型的聚变反应是一个氘核和一个氚核聚变成氦核和某种强子x,已知、、和x的质量分别为、、和,1u相当于,阿伏伽德罗常数为,元电荷,下列说法正确的是( )
A. 该核反应方程为,其中为质子
B. 该核反应过程中释放的能量约为
C. 氘完全参与该核反应时释放出能量的数量级为
D. 要使该核聚变发生,必须使氘核和氚核的距离达到以内,让核力起作用
【答案】BD
【解析】
【详解】A.根据核反应过程质量数和电荷数守恒可知,核反应方程式为,则为中子,故A错误;
B.一个氘核与一个氚核聚变反应的质量亏损为
故该聚变反应释放的能量是,故B正确;
C.氘完全参与该核反应时释放出能量
即数量级为,故C错误;
D.氘核与氚核发生核聚变时,需要克服原子核间的库仑斥力,间距要达到,让核力起作用,故D正确。
故选BD。
10. 图示装置可用于探究气体等温变化的规律。关于该实验,下列说法正确的是( )
A. 柱塞上应该涂油以更好地密封气体
B. 应快速推拉柱塞以避免气体与外界进行热交换
C. 用手握住注射器推拉柱塞以使装置更加稳定
D. 作出的图像可直观反映与的关系
【答案】AD
【解析】
【详解】A.柱塞涂油既可以润滑,又能更好地密封气体,保证封闭气体的质量不变,故A正确;
B.快速推拉柱塞时,气体与外界热交换不充分,会导致封闭气体温度改变,不符合“等温”的实验要求,应当缓慢推拉柱塞,使气体温度始终和环境温度一致,故B错误;
C.手的温度与环境温度不同,用手握住注射器会改变封闭气体的温度,不符合“等温”的实验要求,故C错误;
D.根据玻意耳定律,等温条件下,有(为常数)
整理得
与成正比,作出图像为过原点的直线,可以直观看出与的反比关系,故D正确。
故选AD。
第Ⅱ卷 非选择题(共54分)
二、实验题(本题共2小题,共17分。)
11. 某同学在实验室用油膜法测油酸分子直径。实验主要步骤如下:
①向体积为1mL的油酸中加酒精,直至总量达到;
②用注射器吸取①中油酸酒精溶液,把它一滴一滴地滴入小量筒中,当滴入50滴时,测得其体积恰好是1mL;
③先往浅盘里倒入2cm深的水,然后将爽身粉均匀地撒在水面上;
④用注射器往水面上滴一滴油酸酒精溶液,待油酸薄膜形状稳定后,将事先准备好的玻璃板放在浅盘上,并在玻璃板上描下油酸膜的形状;
⑤将画有油酸膜轮廓的玻璃板放在边长为1cm的正方形小格坐标纸上,如图所示。
(1)该实验中,使用到的研究方法是______。
A. 等效替代法 B. 理想模型法
C. 微小量放大法 D. 控制变量法
(2)一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为______mL;油膜面积为______。
(3)油酸分子直径的大小______。(结果保留一位有效数字)
(4)如果在“用油膜法估测分子的直径”实验中,计算结果明显偏大,可能的原因有______。
A. 油酸未完全散开
B. 计算油膜面积时,将所有不足1格的方格记作1格
C. 在计算一滴溶液的体积时,少算了滴数
D. 配好的油酸酒精溶液长时间放置后再使用,由于酒精挥发使浓度发生了变化
【答案】(1)B (2) ①. ②. (60~63均给分)
(3) (4)AC
【解析】
【小问1详解】
该实验中,认为油酸分子为球形,且为单分子排列,使用到的研究方法是理想模型法,故选B。
【小问2详解】
[1][2]一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积为
正方形的个数约为62个,故油膜的面积约为
【小问3详解】
油酸分子直径的大小
【小问4详解】
A.油酸未完全散开,则S测量值偏小,则直径测量值偏大,故A正确;
B.计算油膜面积时,将所有不足1格的方格记作1格,则S测量值偏大,则直径测量值偏小,故B错误。
C.在计算一滴溶液的体积时,少算了滴数,则滴油酸酒精溶液中含有纯油酸体积测量值偏大,则直径测量值偏大,故C正确;
D.配好的油酸酒精溶液长时间后放置再使用,由于酒精挥发使实际浓度变大,则代入原标称浓度计算,结果将偏小,故D错误。
故选AC。
12. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置来测量光的波长。某次实验选用的双缝间距,毛玻璃屏与双缝间的距离,滤光片为红色滤光片,接通电源使光源正常工作。
(1)正确的组装实验设备时,图甲中a、b分别为________(填正确答案标号)。
A. 双缝、单缝 B. 单缝、双缝
(2)已知测量头上主尺的最小刻度是毫米,游标尺上有20个等分刻度,该小组同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐,并将该亮纹定为第1条亮纹(如图乙所示),此时测量头上游标卡尺的读数为4.65mm;接着再同方向转动手轮,使分划板中心刻线与第5条亮纹中心对齐(如图丙所示),此时测量头上游标卡尺的示数如图丁所示,则读数为________mm,实验所用红光的波长________nm(结果保留三位有效数字)。
(3)若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片,则条纹间的距离将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2) ①. 15.05 ②. 693
(3)变小
【解析】
【小问1详解】
正确的组装实验设备时,图甲中a、b分别为单缝、双缝,故选B;
【小问2详解】
[1][2]游标卡尺读数=15mm+0.05mm×1=15.05mm,所以条纹间距离
由可知。
【小问3详解】
绿光的波长小于红光的波长,所以实验中若仅将红色滤光片更换为绿色滤光片,根据可知,条纹间的距离将变小。
三、计算题
13. 14C发生衰变过程中产生的原子核处于激发态,跃迁辐射出能量为2.64eV和7.56eV的光照射阴极K,测得这两种光照下的遏止电压之比为1:3,求:
(1)两种光照下逸出的光电子的最大初动能之比;
(2)该金属的逸出功。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【详解】(1)由题意,根据
可得两种光照下逸出的光电子的最大初动能之比
(2)根据
可得
求得该金属的逸出功
14. 如图为某光学仪器上的一个匀质透明零部件的结构简图,该零部件竖直放置,上部分为半径为R的半球体,O点为半球体的球心,下部分为一个截面半径为R、高度也为R的圆柱体,为该零部件的中心轴,CD面涂有反射膜(厚度不计,为CD面的中心)。现让一细束单色光平行于从P点射入该零部件,经折射后刚好经过点,然后从点射出。已知P点离中心轴的距离为,不考虑折射时的反射,光在真空中的传播速率为c,求:
(1)该零部件材料的折射率n;
(2)该单色光在零部件中的传播时间t。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
根据题意,画出光路图,如图所示
由几何关系
解得,
由折射定律
解得
【小问2详解】
根据光路的对称性,该光线在点反射后,从半球面射出,射出光线与入射光线平行,在等腰三角形中,根据几何关系可得
该单色光在零部件中的传播速率
传播时间
解得
15. 如图,圆柱形绝热汽缸竖直悬挂于天花板,用横截面积为S=0.02m2的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体,活塞下悬挂质量为m=80kg重物,此时活塞在距离汽缸上底面h1=0.2m的A处,气体的温度为T1=300K。给汽缸内的电阻丝加热,活塞缓慢移动到距离汽缸上底面h2=0.26m的B处,此过程气体吸收了100J热量,大气压为p0=1.0×105Pa。
(1)求活塞在B处时的气体温度T2;
(2)求活塞从A处到B处的过程中气体的内能改变了多少?
(3)保持温度T2不变,当悬挂重物为m'=140kg时,打开汽缸阀门放出一部分气体,使得活塞仍处于B处,求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。
【答案】(1);(2)增加了28J;(3)
【解析】
【详解】(1)依题意,活塞缓慢移动过程,受力平衡,可知封闭气体为等压过程,可得
即
解得
(2)活塞从A处到B处的过程中,对活塞受力分析,可得
气体对外界做功
联立,解得
根据热力学第一定律,可得
其中
,
解得
即气体内能增加了28J。
(3)打开阀门前活塞在B处,有
,
悬挂m'后
解得
若不打开阀门,气体体积设为
该等温过程
解得
放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值
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