精品解析：河北石家庄市辛集中学2025-2026学年第二学期期中高二物理试题

2025-2026学年度第二学期期中 高二物理试题 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界前列。下列关于原子核研究的说法正确的是（　　） A. 汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型 B. 卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核内存在中子 C. 原子核的电荷数就是其核子数 D. 是原子核人工转变的核反应方程 2. 某同学将一充气皮球遗忘在操场上，找到时发现因太阳曝晒皮球温度升高，体积变大。在此过程中若皮球未漏气，皮球内封闭气体可视为理想气体，则（　　） A. 皮球内封闭气体的内能不变 B. 皮球内封闭气体对外界做了正功 C. 分子的数密度增大 D. 每个分子的速率都增大 3. 静止的钚核衰变为铀核和粒子，并放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，光在真空中的传播速度为c，光子的动量可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 射线的穿透能力比射线的穿透能力强 B. 钚核的比结合能大于铀核的比结合能 C. 衰变产生的核和粒子的动能之比为 D. 该衰变释放的总能量为 4. 如图所示，a、b两种不同的单色光以相同的入射角照射到水面上，两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，则a、b两种单色光比较（　　） A. 水对单色光a的折射率小 B. 单色光a在水中的传播速度小 C. 单色光a的频率低 D. 同步增大两单色光在水面的入射角，单色光a会先发生全反射 5. 如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A. 光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B. 爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C. 将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D. 用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 6. 北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是（　　） A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子 B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C. 在相同条件下，a、b、c三种光中，b光最容易发生明显的衍射现象 D. 用b光照射处于能级的氢原子，氢原子会发生电离 7. “嫦娥五号”带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质He，He是一种清洁的可控核聚变燃料。已知He与H聚变时的核反应方程为：H +He→He +H。已知H的比结合能为1.09 MeV，He的比结合能为2.57 MeV，He的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为（　　） A. 3.3MeV B. 4.0MeV C. 17.6MeV D. 18.4MeV 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 1834年洛埃镜实验进一步验证了光具有波动性，其装置如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接照射到光屏上，另一部分经平面镜反射后到达光屏。S到平面镜的垂直距离为a，到光屏的垂直距离为L(L≫a)，单色光的波长为λ，下列说法正确的是（　　） A. 光屏上出现等间距的明暗相间条纹 B. 将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后，光屏上相邻亮条纹的中心间距将变大 C. 若将平面镜稍微向上移动，相邻亮条纹的中心间距变大 D. 若将整套装置完全浸入透明溶液中，条纹将变得更密集 9. 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 10. 一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，它的压强p与体积V的变化关系如图所示，abcd为一平行四边形．下列判断正确的是（ ） A. 气体在状态a的温度大于在状态c的温度 B. d→a过程，气体向外界放出的热量大于225J C. b→c过程气体内能的增加量等于c→d过程它向外界放出的热量 D. 从初始状态a经状态b、c、d再回到a的过程，气体吸收的热量为300J 三、非选择题：共54分。 11. 基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt1000型号铂电阻、电源E（电动势5V，内阻不计）、电流表A1（量程100μA，内阻4.5kΩ）、电流表A2（量程500μA，内阻约1kΩ）、定值电阻R1（阻值15kΩ）、定值电阻R2（阻值1.5kΩ）、开关S和导线若干。 查阅技术手册可知，Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3mA之间，在0～100℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图（a）所示。 完成下列填空： （1）由图（a）可知，在0～100℃范围内，温度每升高1℃，该铂电阻的阻值增加3.85Ω。 （2）兴趣小组设计了如图（b）所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是__________（选填“甲”或“乙”），保护电阻R应选________（选填“R1”或“R2”）。 （3）用（2）问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295μA，A1示数为62.0μA，则所测温度为________℃（计算结果保留2位有效数字）。 12. 某实验小组利用如图甲所示的装置探究两球碰撞过程的规律。 实验的主要步骤如下： （1）用游标卡尺测量小球A、B的直径，其示数均如图乙所示，则直径d=_______mm。 （2）用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上。 （3）将球A向左拉起由静止释放，球A与球B碰撞后，球A向左摆，球B向右摆。 为完成实验，必须测量的物理量有（ ） A.用天平测得球A、B的质量分别为、。 B.细线的长度L C.将球A向左拉起由静止释放时其悬线与竖直方向的夹角 D.球A与球B碰撞后，需测出球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为和球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。 （4）若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为_______（用测得的物理量的符号表示）。 （5）若实验时发现两球碰撞时，两球球心不在同一水平线上，其原因可能是球A运动过程中，球A的摆长发生变化，导致碰撞点相对于球B的球心______（选填“偏高”或“偏低”）。 13. 如图所示，三角形ABC是三棱镜的横截面，，，三棱镜放在平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O点，入射角为，O点离A点足够近。已知三棱镜的折射率为。 （1）当时，求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值； （2）若光线从AB边折射后直接到达BC边，并在BC边刚好发生全反射，求此时的值 14. 如图所示，内部高的圆柱形金属腔体竖直放置，内部用不计厚度的活塞将腔体分隔为上、下两部分，上部通过小孔与大气连通，下部封闭有一定质量的理想气体，初始时，活塞处于静止状态，下部封闭气体高度为，温度为。在环境温度从缓慢升高至的过程中，活塞缓慢上移，下部封闭气体从外界吸收热量。已知活塞面积、质量，大气压强恒为，重力加速度g取10m/s2，活塞与腔壁无摩擦，气体温度始终与环境温度相同。求： （1）初始时下部封闭气体的压强； （2）当环境温度升高至时，活塞上升的高度； （3）环境温度从升高至的过程中，下部封闭气体内能的增加量。 15. （1）衰变通常伴随有γ衰变。核发生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） （2）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），一个运动的核放出粒子，衰变为核，此过程无光子放出。衰变前后核、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，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 $ 2025-2026学年度第二学期期中 高二物理试题 （本试卷满分100分，考试时间75分钟） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。 1. 2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界前列。下列关于原子核研究的说法正确的是（　　） A. 汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型 B. 卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核内存在中子 C. 原子核的电荷数就是其核子数 D. 是原子核人工转变的核反应方程 【答案】D 【解析】 【详解】A．卢瑟福提出了原子核式模型，故 A错误； B．查德威克在做粒子轰击物的实验中发现了中子，故B错误； C．原子核的电荷数就是核内的质子数，核子数等于中子数和质子数之和，故C错误； D．是原子核人工转变的核反应方程，选项D正确。 故选D。 2. 某同学将一充气皮球遗忘在操场上，找到时发现因太阳曝晒皮球温度升高，体积变大。在此过程中若皮球未漏气，皮球内封闭气体可视为理想气体，则（　　） A. 皮球内封闭气体的内能不变 B. 皮球内封闭气体对外界做了正功 C. 分子的数密度增大 D. 每个分子的速率都增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．理想气体的内能仅由温度决定，本题中气体温度升高，内能增大，故A错误； B．气体体积变大，膨胀过程中对外界做正功，故B正确； C．皮球未漏气，气体分子总数不变，体积增大，单位体积内的分子数（分子数密度）减小，故C错误； D．温度是分子平均动能的标志，温度升高仅说明分子平均速率增大，并非每个分子的速率都增大，存在速率减小的分子，故D错误。 故选B。 3. 静止的钚核衰变为铀核和粒子，并放出光子。已知、和粒子的质量分别为、和，光在真空中的传播速度为c，光子的动量可忽略不计。下列说法正确的是（　　） A. 射线的穿透能力比射线的穿透能力强 B. 钚核的比结合能大于铀核的比结合能 C. 衰变产生的核和粒子的动能之比为 D. 该衰变释放的总能量为 【答案】C 【解析】 【详解】A．α射线是高速氦核流，穿透能力极弱，一张纸即可挡住；γ射线是高频电磁波，穿透能力极强，可穿透几厘米厚的铅板，α射线穿透能力远弱于γ射线，故A错误； B．比结合能越大原子核越稳定，该衰变释放能量，说明生成物铀核比反应物钚核更稳定，因此钚核的比结合能小于铀核的比结合能，故B错误； C．衰变过程系统动量守恒，初始钚核静止总动量为0，题目给出光子动量可忽略，因此衰变后铀核和α粒子动量大小相等，即 动能公式为，因此动能之比，故C正确； D．质量亏损为反应前质量减反应后总质量 根据质能方程，释放总能量为，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，a、b两种不同的单色光以相同的入射角照射到水面上，两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，则a、b两种单色光比较（　　） A. 水对单色光a的折射率小 B. 单色光a在水中的传播速度小 C. 单色光a的频率低 D. 同步增大两单色光在水面的入射角，单色光a会先发生全反射 【答案】B 【解析】 【详解】AC．由于两单色光在水中的折射光线的反向延长线会交于一点，说明单色光a的折射角小，根据折射定律可知，水对单色光a的折射率大；则单色光a的频率高，故AC错误； B．由，由于水对单色光a的折射率大，所以单色光a在水中的传播速度小，故B正确； D．光从光疏介质进入光密介质不会发生全反射，所以同步增大两单色光在水面的入射角，两单色光均不会发生全反射，故D错误。 故选B。 5. 如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A. 光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B. 爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C. 将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D. 用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 【答案】C 【解析】 【详解】A．电效应中产生的电子称作光电子，是阴极上的电子吸收了光子的能量，从而脱离阴极板的束缚，运动到A极板，故A错误； B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了微粒说，故B错误； C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中，正向电压逐渐增大，电流表示数可能一直在增大，也可能先增大后不变，故C正确； D．将电源正负极反接，光电子仍然会从金属板中逸出，只不过做减速运动，有可能到达另一侧极板，也有可能到达不了另一个极板，D错误。 故选C。 6. 北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是（　　） A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时吸收光子 B. 大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C. 在相同条件下，a、b、c三种光中，b光最容易发生明显的衍射现象 D. 用b光照射处于能级的氢原子，氢原子会发生电离 【答案】C 【解析】 【详解】A．氢原子从高能级向低能级跃迁时，总能量减少，会辐射出光子，只有从低能级向高能级跃迁时才吸收光子，A错误； B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射光谱的条数为组合数，B错误； C．由图可得，光的能量值最小，根据可得光子能量越小，波长越长；而波长越长越容易发生明显衍射，因此光波长最长，最容易发生明显衍射，C正确； D．处于能级的氢原子电离至少需要吸收的能量，而光能量仅为 ，无法使氢原子电离，D错误。 故选 C。 7. “嫦娥五号”带回的月壤中蕴藏着非常稀有的能源物质He，He是一种清洁的可控核聚变燃料。已知He与H聚变时的核反应方程为：H +He→He +H。已知H的比结合能为1.09 MeV，He的比结合能为2.57 MeV，He的比结合能为7.07 MeV。则该核聚变反应释放的核能约为（　　） A. 3.3MeV B. 4.0MeV C. 17.6MeV D. 18.4MeV 【答案】D 【解析】 【详解】聚变反应前的总结合能为 =（1.09×2＋2.57×3）MeV=9.89MeV 反应后生成物的结合能为 =7.07×4MeV=28.28MeV 故反应放出的核能为 E=－18.4MeV 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 1834年洛埃镜实验进一步验证了光具有波动性，其装置如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接照射到光屏上，另一部分经平面镜反射后到达光屏。S到平面镜的垂直距离为a，到光屏的垂直距离为L(L≫a)，单色光的波长为λ，下列说法正确的是（　　） A. 光屏上出现等间距的明暗相间条纹 B. 将平面镜沿垂直光屏方向向右移动一小段距离后，光屏上相邻亮条纹的中心间距将变大 C. 若将平面镜稍微向上移动，相邻亮条纹的中心间距变大 D. 若将整套装置完全浸入透明溶液中，条纹将变得更密集 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．此题的原理是点光源S在平面镜中所成的像与光源S是相干光源,形成双缝干涉,在光屏上出现等间距的明暗相间条纹,故A正确； B．由，其中，将平面镜沿垂直光屏方向向右移动时，d、l、都不变，光屏上相邻亮条纹的中心间距不变，故B错误； C．若将平面镜稍微向上移动，d变小，则相邻亮条纹的中心间距变大，故C正确； D．由，，若将整套装置完全浸入透明溶液中，光的频率不变，光速变小，波长变短，则条纹将变得更密集，故D正确。 故选ACD。 9. 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。 10. 一定质量的理想气体，从初始状态a经状态b、c、d再回到a，它的压强p与体积V的变化关系如图所示，abcd为一平行四边形．下列判断正确的是（ ） A. 气体在状态a的温度大于在状态c的温度 B. d→a过程，气体向外界放出的热量大于225J C. b→c过程气体内能的增加量等于c→d过程它向外界放出的热量 D. 从初始状态a经状态b、c、d再回到a的过程，气体吸收的热量为300J 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．气体在状态a的pV乘积小于在状态c的pV乘积，可知在状态a的温度小于在状态c的温度，选项A错误； B．d→a过程，外界对气体做功等于图像与坐标轴围成的面积，为 因d态的pV乘积大于a态的pV乘积，可知d态温度高于a态，从d到a气体内能减小，则气体向外界放出的热量大于外界对气体做功，即大于225J，选项B正确； C．因bd两态的pV乘积相等，可知bd两态的温度相等内能相等，则从b→c过程气体内能的增加量等于c→d过程内能减小量；而从c到d，体积不变，则内能减小量等于它向外界放出的热量，可知b→c过程气体内能的增加量等于c→d过程它向外界放出的热量，选项C正确； D．从初始状态a经状态b、c、d再回到a的过程，气体内能不变，气体对外做功数值上等于平行四边形abcd的面积，则气体吸收的热量为 选项D正确。 故选BCD。 三、非选择题：共54分。 11. 基于铂电阻阻值随温度变化的特性，某兴趣小组用铂电阻做了测量温度的实验。可选用的器材如下：Pt1000型号铂电阻、电源E（电动势5V，内阻不计）、电流表A1（量程100μA，内阻4.5kΩ）、电流表A2（量程500μA，内阻约1kΩ）、定值电阻R1（阻值15kΩ）、定值电阻R2（阻值1.5kΩ）、开关S和导线若干。 查阅技术手册可知，Pt1000型号铂电阻测温时的工作电流在0.1～0.3mA之间，在0～100℃范围内，铂电阻的阻值Rt随温度t的变化视为线性关系，如图（a）所示。 完成下列填空： （1）由图（a）可知，在0～100℃范围内，温度每升高1℃，该铂电阻的阻值增加3.85Ω。 （2）兴趣小组设计了如图（b）所示的甲、乙两种测量铂电阻阻值的电路图，能准确测出铂电阻阻值的是__________（选填“甲”或“乙”），保护电阻R应选________（选填“R1”或“R2”）。 （3）用（2）问中能准确测出铂电阻阻值的电路测温时，某次测量读得A2示数为295μA，A1示数为62.0μA，则所测温度为________℃（计算结果保留2位有效数字）。 【答案】 ①. 乙 ②. R1 ③. 51##52 【解析】 【详解】（2）[1]由于内阻确定，所以用测量电阻的电压，用与之差来测量经过电阻的电流，故能准确测出铂电阻阻值的是乙。 [2]电路中的最大电流为0.3mA，可得电路中的最小阻值 可知保护电阻R应选。 （3）[3]由图可知的分度值为，则其读数为 根据欧姆定律可得 根据题图可得 代入数据可得 12. 某实验小组利用如图甲所示的装置探究两球碰撞过程的规律。 实验的主要步骤如下： （1）用游标卡尺测量小球A、B的直径，其示数均如图乙所示，则直径d=_______mm。 （2）用两条细线分别将球A、B悬挂于同一水平高度，且自然下垂时两球恰好相切，球心位于同一水平线上。 （3）将球A向左拉起由静止释放，球A与球B碰撞后，球A向左摆，球B向右摆。 为完成实验，必须测量的物理量有（ ） A.用天平测得球A、B的质量分别为、。 B.细线的长度L C.将球A向左拉起由静止释放时其悬线与竖直方向的夹角 D.球A与球B碰撞后，需测出球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为和球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。 （4）若两球碰撞前后的动量守恒，则其表达式为_______（用测得的物理量的符号表示）。 （5）若实验时发现两球碰撞时，两球球心不在同一水平线上，其原因可能是球A运动过程中，球A的摆长发生变化，导致碰撞点相对于球B的球心______（选填“偏高”或“偏低”）。 【答案】 ①. 20.6 ②. ACD ③. ##或 ④. 偏低 【解析】 【详解】（1）[1]直径为 （4）[3]设摆长为L，球A碰前速度大小为，碰后速度大小为，球B碰后速度大小为 对A球碰前 碰后有 对B球碰后有 取水平向右为正方向，由动量守恒有 联立解得或者 （3）[2]根据（4）分析可知必须测量的物理量有球A、B的质量、，将球A向左拉起由静止释放时其悬线与竖直方向的夹角，球A与球B碰撞后，需测出球A向左摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为和球B向右摆到最高点时其悬线与竖直方向的夹角为。 故选ACD。 （5）[4]因A球碰前下摆过程中速度增大，需要的向心力增大，细线被拉长了，故导致碰撞点相对于球B的球心偏低。 13. 如图所示，三角形ABC是三棱镜的横截面，，，三棱镜放在平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O点，入射角为，O点离A点足够近。已知三棱镜的折射率为。 （1）当时，求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值； （2）若光线从AB边折射后直接到达BC边，并在BC边刚好发生全反射，求此时的值 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 作出光路图，如图所示 由几何关系可知 所以在边的入射角为 由光的折射定律 解得光线从边射入棱镜时折射角的正弦值为 【小问2详解】 根据 可得 则AB边的折射角为 根据折射定律可知AB边的入射角满足 解得 根据几何关系可知恰好发生全反射时的入射角为 14. 如图所示，内部高的圆柱形金属腔体竖直放置，内部用不计厚度的活塞将腔体分隔为上、下两部分，上部通过小孔与大气连通，下部封闭有一定质量的理想气体，初始时，活塞处于静止状态，下部封闭气体高度为，温度为。在环境温度从缓慢升高至的过程中，活塞缓慢上移，下部封闭气体从外界吸收热量。已知活塞面积、质量，大气压强恒为，重力加速度g取10m/s2，活塞与腔壁无摩擦，气体温度始终与环境温度相同。求： （1）初始时下部封闭气体的压强； （2）当环境温度升高至时，活塞上升的高度； （3）环境温度从升高至的过程中，下部封闭气体内能的增加量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对活塞进行受力分析得 解得下部气体的压强 【小问2详解】 假设升温过程中活塞未上升到腔体顶部，则气体做等压膨胀，根据盖-吕萨克定律得： 解得 【小问3详解】 假设成立。活塞上升过程中，外界对封闭气体做功 解得 根据热力学第一定律 解得： 15. （1）衰变通常伴随有γ衰变。核发生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） （2）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），一个运动的核放出粒子，衰变为核，此过程无光子放出。衰变前后核、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，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） 【解析】 【小问1详解】 初始原子核数 解得个 经过两次衰变后，剩余原子核数个 解得个 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2详解】 由分析得为核半径，为核半径，为粒子半径 根据洛伦兹力提供向心力 可得 则有，即 化简得 又 根据动量守恒定律 可得 解得 由题意知 可得， 所以 根据 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $