北京市北京师范大学附属中学2025-2026学年高二下学期期中物理试卷

**基本信息** 北师大附中高二下期中物理试卷以古代点火器、太阳帆、北京高能光源等真实情境与科技前沿为载体，覆盖光、热、原子物理模块，通过实验探究与综合计算考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|20/42|光的偏振、布朗运动、核反应|结合我国古代点火器考查热力学第一定律| |多选题|4/12|热力学定律、光的折射|密立根实验图分析普朗克常量与逸出功| |实验题|2/20|双缝干涉测波长、油膜法估分子大小|螺旋测微器读数与误差分析结合| |计算题|3/26|气体压强、光电效应、核反应动量守恒|粒子轰击氮核模型论证质子与中子产生差异|

2025-2026学年北京师范大学附属中学高二（下）期中物理试卷 一、单选题：本大题共20小题，共42分。 1.下列现象能说明光是横波的是(    ) A. 光的衍射现象 B. 光的折射现象 C. 光的偏振现象 D. 光电效应 2.下列现象属于光的干涉的是(    ) A. 雨后天空中出现彩虹 B. 马路积水上的油膜呈现彩色图样 C. 白光通过窄缝后在光屏上形成彩色条纹 D. 一束白光通过三棱镜后形成彩色光带 3.关于布朗运动，下列说法正确的是(    ) A. 布朗运动是液体分子的无规则运动 B. 布朗运动是悬浮微粒的无规则运动 C. 液体温度越低，布朗运动越剧烈 D. 固体颗粒越大，布朗运动越剧烈 4.我国古代发明的一种点火器如图所示，推杆插入套筒封闭空气，推杆前端粘着易燃艾绒。猛推推杆压缩筒内气体，艾绒即可点燃。在压缩过程中，筒内气体(    ) A. 对外界做功 B. 内能保持不变 C. 分子平均动能增大 D. 压强变小 5.下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是(    ) A. (    ) B. (    ) C. (    ) D. (    ) 6.如图，一束光由空气射向半圆柱体玻璃砖，O点为该玻璃砖截面的圆心，如图能正确描述其光路的是(    ) A. B. C. D. 7.如图为两个分子间作用力F和分子间距离r的关系图像，下列说法正确的是(    ) A. 两个分子间距离为时相互作用力为引力 B. 分子间距从逐渐增大到的过程中，分子间作用力先减小后增大 C. 分子间距从逐渐增大到的过程中，分子间作用力做正功 D. 分子间距从逐渐增大到的过程中，分子势能先减小后增大 8.氢原子能级示意图如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是(    ) A. 这群氢原子最多可能辐射3种不同频率的光子 B. 从能级跃迁到能级的氢原子辐射的光波长最短 C. 从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光频率低 D. 在能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离 9.已知钍234的半衰期是24天。1g钍234经过48天后，发生衰变的钍234的质量为(    ) A. B. C. D. 1g 10.钋210发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为E。已知光在真空中的传播速度为c，钋210的半衰期为138天。下列说法正确的是(    ) A. 该核反应中钋210发生了衰变 B. 100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变 C. 该核反应会产生射线 D. 该核反应过程中的质量亏损为 11.氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子(    ) A. 电子动能减少，系统电势能增加，放出光子 B. 电子动能增加，系统电势能减少，放出光子 C. 电子动能减少，系统电势能增加，吸收光子 D. 电子动能增加，系统电势能减少，吸收光子 12.如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经过两个状态变化过程，先后到达状态b和状态c。下列说法正确的是    A. 从a到b的过程中，气体从外界吸热 B. 从a到b的过程中，气体的内能增加 C. 从b到c的过程中，气体的压强减小 D. 从b到c的过程中，气体对外界做功 13.在光电效应实验中，用同一光电管在不同实验条件下得到了如图所示三条光电流与电压之间的关系曲线。下列说法正确的是(    ) A. 入射光光子的能量①>②>③ B. 光电子的最大初动能①>③>② C. 金属的逸出功②最大 D. 照射到金属上的光强①>③ 14.将钠核静置于匀强磁场中，衰变后在磁场中形成两条圆周径迹，如图所示，下列说法中正确的是(    ) A. 大圆对应的粒子的运动方向为逆时针方向 B. 小圆对应的粒子的运动方向为顺时针方向 C. 小圆和大圆的轨道半径之比为1：12 D. 小圆和大圆对应的粒子质量之比为24：1 15.有一种光导纤维沿径向折射率的变化是连续的，称为连续型光导纤维。其折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小。关于光在连续型光导纤维中的传播，下列四个图中能正确表示其传播路径的是(    ) A. B. C. D. 16.某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度表示光的强弱如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长，称为极限波长。表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面，则(    ) 材料 铂 钨 钠 极限波长 196 274 542 A. 只有钠表面有电子逸出 B. 只有铂表面有电子逸出 C. 钙、铂表面均有电子逸出 D. 铂、钨、钠表面均有电子逸出 17.德布罗意认为实物粒子也具有波动性，质子和粒子被加速到相同动能时，质子和该粒子的德布罗意波波长之比为(    ) A. 1：4 B. 1：2 C. 2：1 D. 4：1 18.光照射物体会对物体产生“光压”。科学家设想在遥远的宇宙探测中，可以用光压为动力使航天器加速，这种探测器被称做“太阳帆”。设计中的某个太阳帆，在其运行轨道的某一阶段，正在朝远离太阳的方向运动，太阳帆始终保持正对太阳。已知太阳的质量为，引力常量取，太阳向外辐射能量的总功率为，太阳光照到太阳帆后有的太阳光被反射，其余被吸收，探测器的总质量为，为了使由太阳光光压产生的推动力大于太阳对它的万有引力，估算太阳帆的面积S至少为(    ) A. B. C. D. 19.正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示。下列说法正确的是(    ) A. 磁场方向垂直于纸面向里 B. 轨迹1对应的粒子运动速度越来越大 C. 轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大 D. 轨迹3对应的粒子是正电子 20.北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽从远红外到X光波段，波长范围约为，对应能量范围约为、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为，回旋一圈辐射的总能量约为。下列说法正确的是(    ) A. 同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样 B. 用同步辐射光照射氢原子，能使氢原子电离 C. 蛋白质分子的线度约为，不能用同步辐射光得到其衍射图样 D. 因向外辐射能量，电子回旋一圈后能量会明显减小 二、多选题：本大题共4小题，共12分。 21.下列说法正确的是(    ) A. 热量不能自发地从低温物体传到高温物体 B. 物体吸收热量，其内能一定增大 C. 气体体积减小，其压强一定增大 D. 温度是分子热运动剧烈程度的标志 22.如图所示，一细束复色光从水中由O点斜射入真空后，分开为a、b两细束单色光。下列说法正确的是(    ) A. a光在真空中的传播速度比b光的大 B. 水对a光的折射率比b光的小 C. 从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角大 D. a光在这次折射中的速率变化比b光的大 23.如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线。若已知电子的电荷量，结合图像可知(    ) A. 普朗克常量h B. 不同频率的光入射时的光电流大小 C. 钠的逸出功 D. 遏止电压与入射光频率成正比 24.氢原子从、6的能级向的能级跃迁时分别发出光P、O。则(    ) A. 甲图的棱镜对P的折射率大于O B. 若乙图玻璃棒能导出P光，则一定也能导出Q光 C. 若丙图是P入射时的干涉条纹，则Q入射时条纹间距减小 D. P、Q照射某金属发生光电效应，丁图中的点1、2分别对应P、O 三、实验题：本大题共2小题，共20分。 25.如图所示，在做“测量玻璃的折射率”实验时，先在白纸上放好一块两面平行的玻璃砖，描出玻璃砖的两个边MN和PQ，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针和，然后在另一侧透过玻璃砖观察，再插上大头针、，然后作出光路图，根据光路图计算得出玻璃的折射率。关于此实验，下列说法中正确的是        。 A.大头针须挡住、和的像 B.玻璃砖的宽度即MN和PQ之间的距离应适当大些 C.利用量角器量出、，可求出玻璃砖的折射率 D.如果误将玻璃砖的边PQ画到，折射率的测量值将偏大 用双缝干涉实验测量光的波长的实验装置如图1所示。 ①双缝应该放置在图1中        处填“A”或“B”。 ②分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为        mm。 ③若已知双缝与屏的距离为L，双缝间距为d。使分划板的中心刻线对准第1条亮纹的中心，记下此时手轮上螺旋测微器的读数为。转动测量头，使分划板的中心刻线向右移动对准第4条亮纹的中心，此时手轮上螺旋测微器的读数为，计算波长的公式为        用题目中给出的字母表示。 26.某同学做“用油膜法估测分子的大小”的实验。 ①将1mL的油酸溶于酒精中制成1000mL的油酸酒精溶液。用注射器取适量溶液滴入量筒，测得每滴入30滴，量筒内的溶液增加1mL。用注射器把1滴这样的溶液滴入表面撒有痱子粉的浅水盘中，测得油酸膜的面积为、由以上数据，可估算出油酸分子的直径约为        保留两位有效数字。 ②该同学某次做完实验后，发现自己所测的分子直径d明显偏大。出现这种情况的原因可能是        。 A.将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算 B.油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度发生了变化 C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开 D.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理 某同学用图1所示实验装置来进行“探究气体等温变化的规律”实验。 ①在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和        。 ②关于该实验的操作，下列说法正确的是        。 A.在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性 B.实验时应快速推拉柱塞并迅速读数，以避免气体与外界发生热交换 C.推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度 D.实验必须测量柱塞的横截面积，以获知被封闭气体的体积 ③为了探究气体在不同温度时发生等温变化是否遵循相同的规律，实验小组在不同的环境温度下进行了实验，得到的图像如图2所示，由图可知，这两次实验气体的温度大小关系为        选填“<”“=”或“>”。 ④实验小组同学做出图像，发现当气体压强增大到一定值后，实验数据描绘的图线偏离过原点的直线。若是因实验装置漏气导致的偏离，则描绘的图线可能如图3的        选填“①”或“②”所示。 四、计算题：本大题共3小题，共26分。 27.如图所示，在竖直放置的导热的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分气体，活塞能无摩擦地滑动，容器的横截面积为S，将整个装置放在大气压恒为的空气中，开始时密闭气体的温度为低于环境温度，活塞与容器底的距离为。当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后，密闭气体与外界达到热平衡。已知重力加速度为g。 活塞上升过程中，气体的压强保持不变，求气体压强的大小p； 求外界环境的温度T； 求在此过程中的密闭气体的内能增加量。 28.真空中一对半径均为的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置，两板距离为d，Q板中心镀有一层半径为的圆形锌金属薄膜。Q板受到紫外线持续照射后，锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压可调的电源、灵敏电流计G连接成如图所示的电路。已知电子质量为m，元电荷为e，单位时间内从锌薄膜中逸出的光电子数为n、逸出时光电子的最大初动能为，且光电子逸出的方向各不相同。忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用，不考虑平行板的边缘效应，光照条件保持不变，只有锌金属薄膜发生光电效应。 调整电源两端电压，使灵敏电流计示数恰好为零，求此时电压； 实验发现，当大于或等于某一电压值时灵敏电流计示数始终为最大值，求和。 29.能量守恒与动量守恒是自然界的两个普适规律。建立模型研究物理问题、理解物理规律是物理学科常用的思维方式。 有同学在学习核反应时产生了一个疑问：为什么粒子轰击氮原子核时打出的是质子而不是中子？他尝试建立以下模型来理解：真空中，粒子以一定动能射向静止的氮原子核并与之结合在一起，形成能级较高的不稳定的中间核B。之后B再分解成稳定的原子核C和某个粒子D。 若粒子D分别为质子与中子，试分别写出相应的核反应方程式。 卢瑟福使用的粒子来自天然放射性元素衰变所产生的射线，它的动能为或。本实验所涉及的可能有用的数据如下：粒子的质量为，氮核的质量为，氟核的质量为，氧核的质量为，中子质量为，质子的质量为。。试利用上述数据来论证说明： ①本实验是吸能还是放能？ ②为何打出的是质子而不是中子？ 答案和解析 1.【答案】C  【解析】解：光的偏振现象能说明光是横波的，其他现象不行，故C正确，ABD错误。 故选：C。 熟悉光可以发生的现象及对应的物理意义。 本题主要考查了光的相关应用，理解光能够发生的现象及其原因即可，难度不大。 2.【答案】B  【解析】解：A、雨后天空中的彩虹属于光的色散，属于光的折射现象，故A错误； B、油膜上呈现彩色条纹，由内外薄膜光的相互叠加而产生，这是光的干涉，故B正确； C、白光通过窄缝后，发生衍射现象，在光屏上形成彩色条纹，是光的衍射现象，故C错误； D、一束白光通过三棱镜后形成彩色光带光的色散导致，故D错误； 故选：B。 A、油膜出现彩色条纹是由光的干涉导致； B、雨后天空中的彩虹是由光的色散导致； C、白光通过窄缝后在光屏上形成彩色条纹是光的衍射现象； D、一束白光通过三棱镜后形成彩色光带光的色散导致． 考查光的干涉现象、光的折射现象与光的衍射等区别与联系，掌握影响光的干涉条纹间距的因素． 3.【答案】B  【解析】解：布朗运动是悬浮微粒的无规则运动，是液体分子做无规则热运动的反映，故A错误，B正确；  液体温度越高，布朗运动越剧烈，故C错误；  固体颗粒越小，布朗运动越剧烈，故D错误。 故选：B。 根据布朗运动的本质和特点进行分析解答。 考查布朗运动的本质和特点，会根据题意进行准确分析解答。 4.【答案】C  【解析】解：由题意可知，封闭的气体被推杆压缩过程中体积减小，则外界对气体做正功，所以，由于在瞬间压缩则，，由热力学第一定律可得：，解得：，所以内能增加，则温度升高，分子平均动能增大，由于同时气体体积减小，所以气体压强增大，故C正确，ABD错误。 故选：C。 猛推推杆时间较短，气体来不及吸放热，主要是外界对气体做正功，气体内能增加，温度升高，压强增大。 本题是物理知识在生活中的应用，考查了热力学第一定律的公式应用，题目难度不大。 5.【答案】D  【解析】解：A、核反应方程中括号内的粒子，电荷数为 质量数 中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故A错误； B、核反应方程中括号内的粒子，电荷数为 质量数 中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故B错误； C、核反应方程中括号内的粒子，电荷数为 质量数 中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子不是中子，故C错误； D、核反应方程中括号内的粒子，质量数 电荷数为 中子的电荷数等于0，质量数等于1，故粒子为，故D正确。 故选：D。 根据核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒，可分别列等式，联立等式，可求括号内粒子的电荷数、质量数，根据中子的电荷数、质量数，进而判断粒子是否为中子。 解答本题，关键要明确核反应中电荷数守恒、质量数守恒，列出等式即可分析判断。 6.【答案】A  【解析】解：A、垂直射向玻璃时，光线不发生偏折，到达玻璃底面时，若入射角大于临界角则发生反射，没有折射光线。故A有可能，A正确； B、由空气射向玻璃，时光疏介质射向光密介质，不可能发生全反射，没有折射光线。故B错误； C、若光线到达玻璃的底面时入射角小于临界角则同时发生折射和反射，但应该空气中的折射角大于玻璃中的入射角，故C错误； D、由空气射向玻璃时，同时发生折射和反射，但应该玻璃中的折射角小于空气中的入射角，故D错误。 故选：A。 根据折射定律垂直于射向界面的光线不发生偏折，由光疏介质射向光密介质折射角变小． 解决本题的关键是掌握反射定律和折射定律，结合数学知识即可求解． 7.【答案】C  【解析】解：A、时，分子力为0，，此时分子间作用力表现为斥力，不是引力，故A错误； B、从到，分子力先减小到在处，再反向增大到引力的峰值，之后又减小，即整体是先减小后增大再减小，故B错误； C、从到，分子力为斥力，分子间距增大，斥力方向与位移方向相同，分子力做正功，故C正确； D、从到，分子力为引力，分子间距增大，引力方向与位移方向相反，分子力做负功，分子势能一直增大，故D错误。 故选：C。 结合分子间作用力随距离变化的图像，分析各段作用力的性质、大小变化，再结合做功和分子势能的变化规律判断选项。 易混淆分子斥力、引力的作用区间，误将作用力大小变化与做功正负、势能变化的关系对应错误，尤其在附近的受力与能量变化容易记反。 8.【答案】B  【解析】解：这群氢原子能辐射出种不同频率的光子，故A错误； B.波长最短的辐射光对应着能级差最大，则是氢原子从能级跃迁到能级能级产生的，故B正确； C.从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光频率高，能量大，故C错误； D.能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离，故D错误。 故选：B。 根据氢原子的跃迁规律，能级差和能量值之间的关系，辐射光频率关系，电离的原理进行分析解答。 考查氢原子的跃迁规律，能级差和能量值之间的关系，辐射光频率关系，电离的原理，会根据题意进行准确分析解答。 9.【答案】A  【解析】解：根据半衰期公式，1g钍234经过48天即两个半衰期后，剩余没有发生衰变的质量为原来的，即，故发生衰变的钍234的质量为，故A正确，BCD错误。 故选：A。 根据半衰期的计算公式计算剩余质量，再求解已经发生衰变的质量。 考查半衰期的计算公式，理解半衰期的概念和意义，属于基础题。 10.【答案】C  【解析】解：由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为，电荷数为，为粒子，则该核反应中发生了衰变，产生射线，不是衰变，故A错误，C正确； B.半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，故B错误； D.根据，可知该核反应过程中的质量亏损为，故D错误。 故选：C。 根据质量数和电荷数守恒确定衰变类型；根据半衰期的适用范围进行分析解答；根据爱因斯坦的质能方程列式解答。 考查核反应方程的书写规则和半衰期的概念，质能方程的应用，理解半衰期是统计规律，属于基础题。 11.【答案】B  【解析】解：氢原子从某激发态跃迁到基态，能级降低，向外放出光子。 电子绕核做圆周运动，库仑力提供向心力，则有： ， 整理可得，电子的动能表达式为： ， 因为氢原子从某激发态跃迁到基态，电子轨道半径r减小，所以电子的动能增大， 因为距离正的点电荷越近，电势则越高，所以当电子轨道半径r减小时，电子所处位置的电势升高，又因为带负电的粒子在电势更高的位置，电势能更小，所以电子的电势能减小，系统的电势能减小， 故B正确，ACD错误。 故选：B。 结合题意，由电子轨道半径的变化、点电荷周围电势的特点、电势与电势能的关系，即可分析判断ABCD正误。 本题考查了电场中的功能关系，解题时需注意：只有电场力做功的情况下，电势能与机械能之和保持不变，也就是说粒子的机械能增大时，电势能减小。 12.【答案】C  【解析】解：AB、从a到b过程中气体做等温变化，气体的内能不变；由于气体体积减小，所以外界对气体做正功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，故AB错误； CD、从b到c的过程中，气体做等容变化，气体做功为零；气体温度减小、根据可知气体压强减小，故C正确、D错误。 故选：C。 从a到b过程中气体做等温变化，气体的内能不变，根据热力学第一定律分析热传递情况；从b到c的过程中，气体做等容变化，根据分析压强的变化。 本题主要是考查一定质量理想气体的状态方程之图象问题，关键是弄清楚图象表示的物理意义、根据一定质量的理想气体状态方程结合热力学第一定律进行分析。 13.【答案】D  【解析】解：由图可知，①③的遏止电压相等小于②的遏止电压，根据，可知入射光子能量满足②>③=①，光子的最大初动能满足②>③=①，同一光电管，金属的逸出功是相同的，故ABC错误； D.由图可知，①的光电流大于③的光电流，故照射到金属上的光强①>③，故D正确。 故选：D。 根据遏止电压和动能定理、光电效应方程和逸出功的知识分析解答；根据光电流的大小判断光的强弱。 考查光电效应的图像问题，知道光电效应发生的条件，熟练掌握相关概念，属于基础题。 14.【答案】C  【解析】解：核反应相关问题衰变的过程中，根据动量守恒，两粒子的动量大小相等，方向相反，据题图，衰变后在磁场中形成的运动轨迹为内切圆，说明两粒子为异种电荷，说明钠24发生了衰变，根据粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径可知，粒子的运动轨迹为大圆，新粒子的运动轨迹为小圆，可知，核反应方程，新粒子的电荷量是粒子电荷量的12倍，根据粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径可知，在动量大小相等、磁感应强度B相同的情况下，轨迹半径，所以小圆和大圆的半径之比为1：12，故C正确； 根据左手定则可知，小圆对应的新粒子的运动方向为逆时针方向，大圆对应的粒子的运动方向为顺时针方向，故AB错误； D.有上述分析可知，新粒子的运动轨迹为小圆，粒子的运动轨迹为大圆，因粒子质量很小，故两粒子质量之比远大于24：1，故D错误。 故选：C。 先根据衰变的过程中，两粒子动量守恒，结合粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径，判断两粒子的电性，大圆轨迹和小圆轨迹分别对应哪种粒子，再通过左手定则判断粒子运动方向；最后判断两个粒子质量之比。 本题覆盖了原子核衰变、动量守恒、磁场中圆周运动、左手定则四个核心知识点，综合性强。 15.【答案】A  【解析】解：光从空气进入光导纤维左侧界面时，令入射角、折射角分别为、，根据 由于折射率n大于1，则有 BC图中空气中的入射角均小于光导纤维中的折射角，不满足要求。 由于折射率中心最大，沿径向逐渐减小，外表面附近的折射率最小，可知，光在光导纤维中沿半径方向传播时，在每一个平行于中心轴线的界面均发生折射，当光沿半径方向向外侧传播时，光由光密介质进入光疏介质，对应的入射角小于折射角，导致光沿中心轴线偏折，最终发生全反射，当光沿半径方向向内侧传播时，光由光疏介质进入光密介质，对应的入射角大于折射角，导致光再次沿中心轴线偏折，可知，光在光导纤维内部传播的路径为一条曲线，可知只有A图选择项符合要求，故A正确，BCD错误。 故选：A。 发生全反射的条件是光从光密介质进入光疏介质，入射角大于等于临界角。光从光密介质进入光疏介质，若不发生全反射时，折射角大于入射角。 解决本题的关键知道发生全反射的条件，以及知道光从光密进入光疏、从光疏进入光密，折射角和入射角之间的大小关系。 16.【答案】A  【解析】解：根据光电效应方程可知：只要光的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，由题图可知，该光源发出的光的波长大约在400nm到800nm之间，而三种材料中钠的极限波长是542nm，在400nm到800nm之间，所以该光源能使钠产生光电效应；该光源发出的光的波长大于钨、铂的极限波长，钨、铂表面没有电子逸出，故A正确，BCD错误。 故选：A。 根据发生光电效应的条件：当入射光的频率大于金属的极限频率，结合进行分析。 该题考查发生光电效应的条件：当入射光的频率大于金属的极限频率，就会发生光电效应，与光强无关。 17.【答案】C  【解析】解：质子和粒子动能相同，根据动能与动量大小的关系式 可得质子和粒子动量大小之比为： 根据德布罗意波波长公式： 联立解得质子和粒子的德布罗意波波长之比为2：1，故C正确，ABD错误。 故选：C。 根据动能与动量大小的关系，结合德布罗意波波长公式求解。 本题考查德布罗意波波长的有关知识，要求学生明确难动能与动量大小的关系式，难度不大。 18.【答案】A  【解析】解：当光被反射被吸收时，产生的光压 距太阳为r处光帆受到的光压 太阳光对光帆的压力需超过太阳对探测器的引力 解得 代入数据得 故A正确，BCD错误。 故选：A。 当光被反射被吸收时，求出产生的光压，得出距太阳为r处光帆受到的光压，抓住太阳光对光帆的压力需超过太阳对探测器的引力求出探测器光帆的面积应满足的条件。 属于物理综合估算题，融合光压、万有引力定律、球面辐射功率等，把近代物理和天体物理结合，是高中物理经典建模考题。 19.【答案】A  【解析】解：AD、根据题图可知，1和3粒子的转动方向一致，则1和3粒子为电子，2为正电子，电子带负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故A正确，B错误； B、电子在云室中运动，洛伦兹力不做功，而粒子受到云室内填充物质的阻力作用，粒子速度越来越小，故B错误； C、带电粒子在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得： 解得： 根据题图可知轨迹3对应的粒子运动的半径更大，速度更大，粒子运动过程中受到云室内物质的阻力的情况下，此结论也成立，故C错误； 故选：A。 根据题目描述分析出粒子的电性，结合左手定则分析出磁场的方向； 根据牛顿第二定律得出半径的表达式，并结合题意完成分析。 本题主要考查了带电粒子在磁场中的运动，熟悉左手定则的应用，根据牛顿第二定律即可完成分析。 20.【答案】B  【解析】解：A、速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这是“同步辐射”。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是原子发光的机理，二者发光的机理不同，故A错误； B、使基态的氢原子电离需要的能量是，单个电子回旋一圈辐射的总能量约为，所以用同步辐射光照射氢原子，能使氢原子电离，故B正确； C、同步辐射光具有光谱范围宽从远红外到X光波段，波长范围约为，蛋白质分子的线度约为，可以用同步辐射光得到其衍射图样，故C错误； D、回旋一圈辐射的总能量约为，占单个电子能量的十万分之一，所以电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D错误。 故选：B。 根据题中叙述分析“同步辐射”的原理，再结合能级跃迁分析；使基态的氢原子电离需要的能量是，由此分析；比较光的波长与蛋白质分子的线度分析；回旋一圈辐射的总能量约为，占单个电子能量的十万分之一，由此分析。 本题主要是考查“同步辐射”和“能级跃迁”的区别，关键是知道二者产生的机理不同，知道光子能量的计算公式。 21.【答案】AD  【解析】解：A、根据热力学第二定律，热量传递具有方向性，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，若要实现此过程需外界做功，故A正确； B、物体内能的变化由做功和热传递共同决定，即，若物体吸收热量，但同时对外做功，且，则内能会减小，则“物体吸收热量，其内能不一定增大，故B错误； C、气体压强由分子数密度和分子平均动能共同决定，即，若气体体积减小增大，但温度降低减小，且T的减小幅度大于n的增大幅度，压强可能减小，则气体体积减小，其压强不一定增大，故C错误； D、温度是分子热运动剧烈程度的宏观标志，温度越高，分子的平均动能越大，热运动越剧烈，故D正确。 故选：AD。 结合热力学第二定律、热力学第一定律、理想气体状态方程和温度的微观意义，逐一分析每个选项的表述是否严谨，判断其成立的条件与限制。 易忽略热力学第一定律中做功与热传递的共同影响、气体状态变化中温度的变量影响，以及温度与分子平均动能的对应关系，误将有条件的结论当作普适规律。 22.【答案】BC  【解析】解：B、由图可知a、b光入射角相等，b光的折射角大，根据折射定律可知水对a光的折射率比b光的小，故B正确； A、光在真空中传播速度为，故a光在真空中的传播速度等于b光，故A错误； C、临界角为：，可知从水中射入空气发生全反射时，a光的临界角大，故C正确； D、根据折射定律可得：，可知b光在水中的速度小，可知a光在这次折射中的速率变化比b光的小，故D错误。 故选：BC。 光源向水面O点发射一束光线，折射光线分成a、b两束，两条光路入射角相同，a光的折射角小于b光的折射角，根据折射定律分析折射率的大小； 由公式，分析光在水中的速度关系及其变化关系； 由分析临界角的大小，再研究全反射；在真空中光的速度都相等。 本题关键要掌握光的折射定律、全反射临界角公式等知识点，同学们只要加强对光学基础知识的学习，就能轻松解答。 23.【答案】AC  【解析】解：根据光电效应方程和遏止电压与最大初动能的关系，可得遏止电压与入射光频率的关系式， 化简得 图像斜率为，已知电子电荷量，通过图像斜率可求出普朗克常量h，故A正确； B.光电流的大小由入射光的强度决定，与入射光频率无关，该图像仅反映与v的关系，未包含光强信息，无法推导光电流大小，故B错误； C.由纵轴截距，可得，可通过图像数据求出钠的逸出功，故C正确； D.正比关系要求函数形式为，但本题中，存在纵轴截距，因此二者是线性关系而非正比关系，故D错误。 故选：AC。 根据光电效应方程推导出遏止电压与入射光频率的关系式，结合图像的斜率和截距，分析各选项中物理量的可求性，区分线性关系与正比关系，同时明确光电流的决定因素。 本题考查光电效应方程的图像应用，核心是理解图像斜率、截距的物理意义，区分线性关系与正比关系，同时明确光电流的决定因素。 24.【答案】BC  【解析】解：根据氢原子能级公式，光子能量由决定。从跃迁到的能级差大于从跃迁到的能级差，因此光子能量，进而频率，再根据可得波长。 A、对于玻璃等介质，频率越高则折射率越大。由于，故棱镜对Q光的折射率大于对P光的折射率，故A错误； B、发生全反射的临界角满足。因为，所以临界角，即Q光也一定能发生全反射而被导出，故B正确； C、双缝干涉条纹间距公式为。由于，当换用波长较短的Q光入射时，干涉条纹间距将减小，故C正确； D、根据光电效应方程，在图像中，同一金属的截止频率相同，频率越大，最大初动能越大。由于，图中频率较大的点1应对应Q光，点2对应P光，选项中描述的对应关系与事实相反，故D错误。 故选：BC。 题目描述氢原子从不同高能级向同一低能级跃迁产生不同频率的光子P和Q，通过比较能级差确定光子能量关系，进而比较频率与波长。分析各选项需结合折射率与频率的关系、全反射临界条件、干涉条纹间距公式及光电效应规律，将已知的能级跃迁能量差转化为光子频率与波长的比较，再依据各物理现象中的核心规律判断选项正误。 本题综合考查氢原子能级跃迁、光的折射与全反射、双缝干涉以及光电效应等多个核心知识点，是一道综合性较强的中等偏上难度题目。题目通过氢原子跃迁产生不同频率的光，将原子物理与几何光学、物理光学及光电效应巧妙串联，全面检验学生对物理概念和规律的理解深度。解题关键在于准确推导出光子能量、频率及波长的关系，并灵活应用折射率与频率的关系、全反射临界角公式、干涉条纹间距公式以及光电效应方程进行分析。本题计算量不大，但对逻辑推理能力和知识迁移能力要求较高，需要学生清晰把握不同物理现象背后的共同决定因素——光的频率。 25.【答案】B B   【解析】解：插大头针时，使须挡住和、的像，故A错误； B.为了减小角度测量的误差，玻璃砖的宽度即MN和PQ之间的距离应适当大些，故B正确； C.利用量角器量出、，根据折射定律可求出玻璃砖的折射率，故C错误； D.如果误将玻璃砖的边PQ画到，光路图如图所示： 折射角的测量值偏大，根据折射定律可知折射率的测量值将偏小，故D错误。 故选：B。 ①根据实验的正确安装顺序可知，A处为单缝，B处为双缝，因此双缝应该放置在图1中B处； ②螺旋测微器的精确度为，分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时，手轮上的示数如图2所示，读数为 ③相邻亮条纹之间的距离 根据双缝干涉条纹间距公式 解得。 故答案为：；①B；②；③。 根据实验的正确操作和折射定律分析作答； ①根据实验器材的正确安装顺序作答； ②螺旋测微器的精确度为，根据螺旋测微器读数规则读数； ③根据条纹宽度和亮条纹之间的间隔数求解相邻亮条纹之间的距离，根据双缝干涉条纹间距公式求解作答。 本题主要考查了测量玻璃的折射率的实验和用双缝干涉测量光的波长的实验，要明确实验原理，掌握折射定律和双缝干涉条纹间距的运用是解题的关键。 26.【答案】 AC 质量 AC < ②   【解析】解：①1滴油酸酒精溶液含纯油酸体积： 故直径为，解得 ②由于，若将滴入的油酸酒精溶液体积作为油酸体积进行计算，体积偏大，则所测的分子直径d明显偏大，故A正确； B.若油酸酒精溶液长时间放置，酒精挥发使溶液的浓度变大，实验数据处理仍然按照挥发前的浓度计算，即算出的纯油酸体积偏小，则所测的分子直径d明显偏小，故B错误； C.水面上痱子粉撒得太多，油膜没有充分展开，即算出的油膜层面积偏小，根据，可知所测的分子直径d明显偏大，故C正确； D.计算油膜面积时，将不完整的方格作为完整方格处理，则算出的油膜层面积偏大，所测的分子直径d明显偏小，故D错误。 故选：AC。 ①在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量。 ②在柱塞上涂抹润滑油可以提高装置的气密性，故A正确； B.实验时应缓慢推拉柱塞等稳定后再读数，以避免气体温度发生变化，故B错误； C.推拉柱塞及读取数据时不要用手握住注射器下端，以避免改变气体的温度，故C正确； D.实验不必测量柱塞的横截面积，以气柱的长度值代替气体的体积值即可，故D错误。 故选：AC。 ③因对应的图像的pV值较大，可知温度较高，即这两次实验气体的温度大小关系为 ④根据，可知若漏气，则C减小，即图像的斜率减小，则图像为②。 故答案为：①；②AC；①质量；②AC；③<；④②。 ①根据直径等于体积除以面积分析求解； ②根据实验的数据处理，结合体积与面积、直径的关系分析求解； ①根据在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的温度和质量分析求解； ②根据实验的原理以及注意事项分析求解； ③根据对应的图像的pV值较大，可知温度较高分析求解； ④根据理想气体状态方程分析求解。 本题考查了用油膜法估测分子的大小以及探究气体等温变化的规律相关实验，理解实验目的、步骤、数据处理以及误差分析是解决此类问题的关键。 27.【答案】活塞上升过程中，气体的压强保持不变，气体压强的大小p是；   外界环境的温度T是；   在此过程中的密闭气体的内能增加量是  【解析】解：对活塞做受力分析，有 得 根据盖-吕萨克定律，有 得 根据热力学第一定律，内能的变化 答：活塞上升过程中，气体的压强保持不变，气体压强的大小p是； 外界环境的温度T是； 在此过程中的密闭气体的内能增加量是。 对活塞受力分析，根据受力平衡求气体压强； 气体做等压变化，应用盖-吕萨克定律求环境温度； 计算气体对外做功，再根据热力学第一定律求内能增加量。 本题考查气体压强分析、盖-吕萨克定律与热力学第一定律的综合应用，有效检验热学基本规律的掌握与应用能力。 28.【答案】调整电源两端电压，使灵敏电流计示数恰好为零，此时电压为  当大于或等于某一电压值时灵敏电流计示数始终为最大值，为ne，为  【解析】解：以具有最大初动能且沿垂直金属板运动的电子为研究对象，若其刚到达P板时速度刚好减小到0，则不会有电子经过灵敏电流计G，此为I为零的临界情况，意味着，光电子由Q板到P板的过程中，根据动能定理，有，解得； 当时，若从锌膜边缘平行Q板射出的动能最大的光电子做匀变速曲线类平抛运动，刚好能到达P板边缘时，则所有电子均能到达P板，此时电源两端电压为。设电子的初速度为v、运动时间为t。电流的最大值，根据牛顿第二定律，光电子运动的加速度，平行于金属板方向的运动有，垂直于金属板方向的运动有，光电子最大动能与初速度关系，联立可得。 答：调整电源两端电压，使灵敏电流计示数恰好为零，此时电压为； 当大于或等于某一电压值时灵敏电流计示数始终为最大值，为ne，为。 根据遏止电压和动能定理列式求解； 根据类平抛运动规律结合牛顿第二定律等列式联立解答。 考查光电效应方程应用和类平抛运动规律，涉及知识点较多，需平时注意相关知识的积累，属于中等难度考题。 29.【答案】打出质子的核反应方程：；打出中子的核反应方程：  ①两种核反应的质量亏损均为负值，对应的核能变化为负，故均为吸能反应；②系统可提供的最大内能大于打出质子所需能量，但小于打出中子所需能量，因此只能打出质子  【解析】解：依据电荷数与质量数守恒规律，可知打出质子的核反应方程为；打出中子的核反应方程为。 ①对于打出质子的过程，其核反应的质量亏损为，根据质能方程，解得该反应对应的核能变化为； 对于打出中子的过程，其核反应的质量亏损为，解得该反应对应的核能变化为； 综合以上分析，在两种可能情形下系统的静质量均有所增加，因此本实验中涉及的两种核反应均属于吸能反应。 ②在粒子轰击静止氮核并形成不稳定中间核B的过程中，由于系统动量守恒，粒子的初始动能无法完全转化为中间核B的激发能即内能。 设正方向与粒子初速度方向相同，根据动量守恒定律与能量守恒定律， 联立可得系统能够转化的最大内能为；当粒子的最大动能时，可转化的最大内能； 由于，即系统可提供的最大能量大于打出质子所需吸收的能量，但小于打出中子所需吸收的能量，故实验中仅能打出质子而无法打出中子。 答：打出质子的核反应方程：； 打出中子的核反应方程：。 ①两种核反应的质量亏损均为负值，对应的核能变化为负，故均为吸能反应。 ②系统可提供的最大内能大于打出质子所需能量，但小于打出中子所需能量，因此只能打出质子。 根据核反应中质量数与电荷数守恒的规律，分别写出粒子与氮核结合后释放质子或中子对应的生成物原子核，确定反应方程中反应物与生成物的种类与符号，完成核反应方程式的书写。 ①通过比较反应前后体系总静质量的变化，利用质量亏损与质能关系计算核反应中吸收或释放的能量数值，根据能量变化的正负判断该过程是吸能还是放能。 ②分析粒子与静止氮核结合形成中间核B的过程，系统动量守恒导致粒子动能无法全部转化为内能。结合动量守恒与能量守恒，推导出系统可转化的最大内能表达式，并将粒子最大动能代入计算。比较该最大内能与两种核反应所需吸收能量的大小关系，从而判断实际能发生的反应类型。 本题以粒子轰击氮核的经典实验为背景，巧妙融合了核反应方程、质量亏损计算与动量能量守恒的综合应用，是一道具有良好思维深度的综合题。题目首先通过书写核反应方程考查了核反应中的基本守恒规律，随后通过具体数据计算引导学生定量分析反应中的能量变化，并最终将问题引向对动量守恒在核反应过程中关键作用的深入理解。本题的计算量适中，但需要学生清晰区分静质量变化对应的反应能与实际动能转化可提供的激发能之间的差异，这正是其核心考查点与易错点。学生需灵活运用质能方程与碰撞中的能量动量关系建立模型，从而论证为何在特定入射动能下只能打出质子而非中子，有效锻炼了学生的建模分析能力与逻辑推理能力。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $