精品解析：湖南长沙市南雅中学等校2025-2026学年高二下学期第三次阶段检测物理试卷

2024级高二年级第二学期限时训练 物理 时长：75分钟 总分：100分 一、单项选择题（本大题共7小题，每题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合要求） 1. 热力学是物理学中一个重要的分支。下列说法正确的是（　　） A. 晶体具有确定的熔点，其物理性质一定呈现各向异性 B. 能量耗散是从能量转化的角度，反映出自然界中的宏观过程具有方向性 C. 第一类永动机永远无法实现是因为它违背了热力学第二定律 D. 封闭气体的压强是由于气体本身重力产生的 【答案】B 【解析】 【详解】A．晶体分为单晶体和多晶体，二者都有确定的熔点，其中单晶体物理性质呈各向异性，多晶体物理性质呈各向同性，并非所有晶体物理性质都各向异性，故A错误； B．能量耗散是指能量转化过程中，耗散的内能不能自动聚集起来被重新利用，从能量转化的角度反映了自然界宏观热过程具有方向性，符合热力学第二定律的规律，故B正确； C．第一类永动机的设计逻辑是不消耗能量却可以持续对外做功，它违背的是能量守恒定律（热力学第一定律），并非热力学第二定律，故C错误； D．封闭气体的压强是大量气体分子频繁碰撞容器壁产生的，与气体自身重力无关，故D错误。 故选B。 2. 下列各图为教材中图像的简化示意图，则（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的距离r＜r0分子间的作用力F>0，即表现为引力 D. 由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图甲可知，状态①的分子速率分布曲线峰值更低且向速率大的一方偏移，说明状态①中分子的平均动能较大，其温度较高，即状态②的温度比状态①的温度低，故A错误； B．图乙中水中小炭粒每隔30s时间位置的连线，仅仅是按时间顺序连接的离散位置点，由于布朗运动是永不停息的无规则运动，两点间的实际运动仍然是无规则的，故该折线不能表示小炭粒做布朗运动的真实轨迹，故B错误； C．由图丙可知，横轴以上表示斥力，横轴以下表示引力，当分子间的距离时，分子间的作用力，表现为斥力，故C错误； D．由图丁可知，当分子间距离为时分子势能最小，在由变到的过程中，分子间距逐渐增大，且由于此区间内分子间距小于平衡距离，分子间作用力表现为斥力，斥力向外，分子间距增大（即位移向外），因此分子力做正功（也可根据此过程分子势能逐渐减小，判断出分子力做正功），故D正确。 故选D。 3. 下面说法正确的是（　　） A. 甲图为不同频率的光照射同种金属材料，光电效应实验中光电流与电压的关系，a光的频率大于b光的频率 B. 乙图是α粒子散射实验，卢瑟福据此提出了原子的核式结构模型 C. 丙图是不同原子核比结合能按照实际测量结果画的图线，裂变成A、B原子核，A、B原子核的总质量大于原子核的质量 D. 丁图为黑体辐射的实验规律，由图可知，黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据光电效应方程及，可知遏止电压Uc的绝对值越大，入射光的频率ν越大。由图甲可知，b光（对应截距Uc1）的遏止电压绝对值大于a光（对应截距Uc2）的遏止电压绝对值，即，所以b光的频率大于a光的频率，故A错误； B．乙图是卢瑟福的α粒子散射实验，卢瑟福根据该实验结果提出了原子的核式结构模型，故B正确； C．重核裂变成中等质量的原子核A、B，比结合能增大，核反应过程释放核能。根据爱因斯坦质能方程，反应过程存在质量亏损，即A、B原子核的总质量小于原子核的质量，故C错误； D．根据黑体辐射的实验规律，黑体温度升高时，各种波长的辐射强度都增加，且辐射强度的极大值向波长较短、频率较高的方向移动，故D错误。 故选B。 4. 物理学家玻尔将普朗克提出的量子理论运用于氢原子模型的重构，对量子力学的发展起到了重大推动作用。图为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　） A. 用动能为11.0eV的电子碰撞处于基态的氢原子，不可能使其跃迁到能级 B. 用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 C. 当原子从第4能级向基态跃迁时，原子的能量减小，电子的动能增大 D. 一群氢原子处在能级，在向低能级跃迁的过程中，能发出3种不同频率的光 【答案】C 【解析】 【详解】A．处于基态的氢原子跃迁到能级，需要吸收的能量为 可知用动能为11.0eV的电子碰撞处于基态的氢原子，可能使其跃迁到能级，故A错误； B．处于基态的氢原子电离需要的能量为13.6eV，所以用能量为10.2eV的光子照射，不可以使处于基态的氢原子电离，故B错误； C．当原子从第4能级向基态跃迁时，原子的能量减小，轨道半径减小，根据 可知电子的动能增大，故C正确； D．一群氢原子处在能级，在向低能级跃迁的过程中，根据 可知能发出6种不同频率的光，故D错误。 故选C。 5. 有一导热良好、气密性良好的钢瓶。将瓶口关闭，瓶内气体的温度为、压强为。经过一段时间后，环境温度缓慢升高至，稳定时瓶内气体的压强为。打开瓶口，缓慢放出气体至瓶内气体压强再次等于。下列说法正确的是（　　） A. B. C. 放出气体的质量是瓶内原有气体的 D. 放出气体的质量是瓶内原有气体的 【答案】D 【解析】 【详解】首先将摄氏温度转换为热力学温度：初始温度 升温后温度。 瓶口关闭时瓶内气体做等容变化，根据查理定律 代入得 打开瓶口放气过程为等温过程（温度保持310K），设钢瓶容积为，以升温后瓶内所有气体为研究对象，根据玻意耳定律 得压强回到时气体总体积 同温同压下气体质量与体积成正比，留在瓶内的气体体积为，故放出气体质量占原有质量的比例为 故选D。 6. 当太阳内部氦资源消耗殆尽时，将出现“氦闪”现象，同时释放巨大的核能，科幻片《流浪地球2》就是描述此情景的。“氦闪”现象的本质是氦核聚变，其核反应方程为。已知一个氦核的质量为，一个X核的质量为，一个质子的质量为，一个中子的质量为，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 该核反应方程中的X是氮核 B. X核的结合能为 C. 核的比结合能小于X核的比结合能 D. 该聚变反应释放的核能为 【答案】C 【解析】 【详解】根据核反应电荷数守恒、质量数守恒 故X是碳核，故A错误； B．原子核的结合能是将其拆为自由核子所需的能量，X核有6个质子、6个中子，结合能为，而是该核反应释放的核能，不是X的结合能，故B错误； C．核聚变反应释放能量，说明生成物X核比反应物核更稳定，而比结合能越大原子核越稳定，因此核的比结合能小于X核的比结合能，故C正确； D．该反应质量亏损，根据质能方程，释放的核能为，故D错误。 故选C。 7. 卡诺循环是只有两个热源的简单循环。一定质量的理想气体经历如图所示的卡诺循环过程，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态的温度低于在状态的温度 B. 过程中单位时间内气体分子碰撞单位面积器壁的次数不变 C. 一个循环全过程中，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 D. 过程中气体对外做的功等于过程中外界对气体做的功 【答案】D 【解析】 【详解】A．过程，气体的体积增大，故气体对外做功，由于该过程为绝热过程，没有热交换，则根据热力学第一定律有 即气体的内能减少，所以气体的温度降低，即气体在状态的温度高于在状态的温度，故A错误； B．是等温压缩过程，气体的温度不变，故分子的平均动能不变；由于此过程气体的体积减小，分子数密度增大，所以单位时间内气体分子碰撞单位面积器壁的次数会增加，故B错误； C．过程，气体的体积增大，气体对外做功，设大小为，且；过程，气体的体积减小，外界对气体做功，设大小为，且。根据图线与坐标轴所围面积表示做功可知，所以一个循环全过程中 根据热力学第一定律 一个循环过程中 可得 即气体从外界吸收的热量大于放出的热量，故C错误； D．从气体的温度不变，所以气体的内能不变；从气体的温度降低，内能减小；从气体的温度不变，内能不变；从气体的温度升高内能增大，且此时回到初始状态与初始内能相同，所以过程气体内能的减少量等于过程气体内能的增加量，且这两个过程均绝热，故这两个过程做功数值大小相等，即过程气体对外界做的功等于过程外界对气体做的功，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本大题共3小题，每题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）。 8. 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别r1、r2，则下列说法正确的是（　　） A. 原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变 B. 径迹1可能是衰变后新核的径迹 C. 若衰变方程是U→Th＋He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2 D. 若衰变方程是U→Th＋He，则r1∶r2＝1∶45 【答案】BD 【解析】 【详解】A．原子核衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律有 可知衰变生成的两粒子动量等大反向，两粒子速度方向相反，若圆1的速度方向向上顺时针做圆周运动，则圆2的速度v2方向向下顺时针做圆周运动，由左手定则知，两粒子都带正电，发生的是α衰变；若圆1的速度方向向下逆时针做圆周运动，则圆2的速度v2方向向上逆时针做圆周运动，由左手定则知，两粒子都带负电，不符合实际，即不可能发生的是β衰变，故A错误； B．由粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力有 解得 因为两者动量大小相等，则电荷量大的半径小，由于新核的电荷量大于放出粒子的电荷量，则圆1应为衰变后的新核，故B正确； C．若衰变方程是U→Th＋He，粒子的动能，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为，故C错误； D．设半径为r1的圆为放出新核的运动轨迹，半径为r2的圆为粒子的运动轨迹，则 ，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，为某小型交流发电机通过理想变压器给负载供电的原理图。矩形金属线圈绕垂直匀强磁场的轴匀速转动，磁感应强度大小为，已知发电机线圈匝数为100匝、电阻为、面积为、转动角速度为，变压器原、副线圈的匝数比可调，定值电阻。下列说法正确的是（　　） A. 交流电的周期为0.02s B. 线圈处于图示位置时瞬时电动势为 C. 当时，定值电阻R有最大功率25W D. 当时，理想交流电压表示数为9V 【答案】AC 【解析】 【详解】A．交流电的周期为，故A正确； B．线圈处于图示位置时，线圈平面与磁场方向垂直，处于中性面，瞬时电动势为0，故B错误； C．电动势最大值为 电动势有效值为 设原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，则有，，， 联立可得 根据数学知识可知，当，即当时，有最大值，定值电阻R有最大功率，故C正确； D．当时，有，可得 根据可得 可得理想交流电压表示数为，故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，一倾角为θ的足够长绝缘粗糙斜面，水平虚线FF′下方有宽度均为2d、磁场方向垂直斜面且交替变化的10个相邻匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B。一长为2d、宽度为d的匀质矩形线框刚进入磁场区域1时的速度为v0，并恰好能完全穿出磁场区域，已知线框质量为m，与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ，重力加速度为g，运动过程中线框长边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是（　　） A. 线框的总电阻为 B. 线框进入磁场区域2瞬间的速度大小为 C. 线框在磁场区域8、9内匀速运动的时间之比为5∶9 D. 线框穿过磁场区域5、6过程产生的焦耳热之比为21∶17 【答案】CD 【解析】 【详解】A．已知μ=tanθ，故 重力沿斜面的分力与摩擦力平衡，线框运动过程中合力只有安培力，根据电流定义式有 进入1磁场区域和离开10磁场区域有 从1磁场区域进入2磁场区域时有 整个运动过程中，根据动量定理有 即 联立解得，故A错误； B．线框进入磁场区域2瞬间的速度即线框在磁场区域1的末速度，根据动量定理有 解得，故B错误； C．由上述分析可知，线框进入1磁场区域和离开10磁场区域过程中，速度减少，进入其余区域减少，线框在8、9磁场区域中匀速的速度为， 匀速运动的位移为d，时间之比为，故C正确； D．焦耳热等于动能变化，穿过第5个过程前速度，穿出后的速度为；穿过第6个过程前速度，穿出后的速度为 根据能量守恒定律有， 解得，故D正确。 故选CD。 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将5mL的油酸溶于酒精，制成10L的油酸酒精溶液，测得1mL的油酸酒精溶液有50滴。实验步骤如下： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴1滴在水面上，待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上。 （1）若每个小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是______m2（科学计数法表示）。 （2）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3（结果保留一位有效数字）。 （3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为______m（结果保留一位有效数字）。 （4）某同学在实验中最终得到的计算结果比大部分同学的结果偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是______（填字母）。 A. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B. 计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C. 配制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 D. 水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 【答案】（1）1.12×10−2 （2）1×10−11 （3）9×10−10 （4）AD 【解析】 【小问1详解】 若每个小方格的边长为1cm，方格数约为112个，则油膜的面积是 【小问2详解】 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 【小问3详解】 按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为 【小问4详解】 根据可知 A．错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算，则V偏大，得到的油酸分子直径偏大，故A正确； B．计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理，则S偏大，则得到的油酸分子直径偏小，故B错误； C．油酸酒精溶液长时间放置，浓度增大，实验仍然用小浓度计算，导致油酸的体积的测量值偏小，则得到的油酸分子直径偏小，故C错误； D．水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开，则S偏小，则得到的油酸分子直径偏大，故D正确。 故选AD。 12. 自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定振荡电路的频率来确定水位高度。 某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。 （1）研究集气室内气体压强与体积的关系 ①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小________（填“会”或“不会”）影响集气室内气体压强的大小。 ②测量集气室高度、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.33 0.40 0.42 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87 实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量________（填“H”或“h”）产生的相对误差较小。 ③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是________ （2）研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的图像，u的频率即为振荡电路的频率。振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是，则图中________（填“甲”或“乙”）对应的水位较高。 【答案】（1） ①. 不会 ②. ③. 见解析 （2）乙 【解析】 【小问1详解】 ①[1]集气室内气体压强等于桶内水位高度H和集气室进水高度的高度差产生的压强和大气压强之和，根据可知其内径D的大小不会影响影响集气室内气体压强的大小； ②[2]由于实验中使用同一把刻度尺进行测量，分度值相同，根据数据分析，桶内水位高度明显大于集气室内进水高度，所以测量桶内水位高度产生的相对误差较小； ③[3]该延长线不过原点的主要原因是与集气室相连的细管中的气体被忽略不计，导致集气室气体体积相比于实际气体体积偏小。 【小问2详解】 桶内水位高度越大，集气室内气体压强越大，铁芯进入电感线圈的长度越大，电感线圈的自感系数越大，根据可知震荡电路的周期越大，所以图3中乙对应的水位较高。 四、解答题（本大题共3小题，第13题10分，第14题15分，第15题16分，共41分） 13. 如图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极K金属的逸出功为3.0eV。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射K极，求： （1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最小的光子能量是多少eV； （2）所有产生的光电子中最大初动能为多少eV； （3）从图示位置向左移动滑片P至某处，电压表示数值为2.2V，所有光电子到达A极的最大动能为多少eV。 【答案】（1）3种，10.2eV （2）9.75eV （3）7.55eV 【解析】 【小问1详解】 大量处于能级的氢原子跃迁发出的光子能量分别为 的光子有3种，频率最小的光子能量是 【小问2详解】 光电子最大初动能为 【小问3详解】 向左移动滑片P时，K极电势高于A极，电子减速，根据动能定理有 代入数据得 解得 14. 图甲为液体拉力测量仪，一容积V0=9.78L的导热汽缸下接一圆管，质量m1=50g、横截面积S=6cm2的活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，活塞下端用轻绳悬挂一质量m2=10g的U形金属细丝，活塞刚好处于A位置，与汽缸平齐，不计活塞与圆管间的摩擦，外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa，此时环境热力学温度T1=300K，取重力加速度大小g=10m/s2。 （1）求活塞处于A位置时汽缸中的气体压强p1； （2）若环境温度缓慢升高，使活塞下降10cm，已知此过程中从外界吸收的热量为10.94J，求气缸内气体内能的变化量。 （3）如图乙所示，将金属丝部分浸入液体中，环境热力学温度 ，现缓慢升起汽缸，使金属丝在液体中上升但未脱离，活塞稳定于B位置，已知A、B距离h=20cm，求液体对金属丝拉力F的大小。 【答案】（1） （2）5J （3） 【解析】 【小问1详解】 由活塞受力平衡得 解得 【小问2详解】 环境温度缓慢升高，使活塞下降10cm，该过程压强不变，则气体对外做功为 根据热力学第一定律可知，气缸内气体内能的变化量 【小问3详解】 设当活塞在B位置时，汽缸内气体的压强为p2，由气态方程有 解得 由平衡条件有 解得 15. 如图，平行光滑金属导轨与由倾斜导轨与足够长的水平导轨平滑连接组成，、之间接有阻值为R的电阻。水平导轨静置一长方体空绝缘盒，在盒右侧壁处有一物块，盒左侧的水平导轨间区域abcd有竖直向上的匀强磁场。一阻值为r的导体棒由静止释放沿倾斜导轨下滑，穿过磁场区域后与盒发生碰撞。已知两导轨的间距，导体棒释放时距水平导轨面的高度，磁场边界ab、cd的间距，磁感应强度大小，导体棒与盒的质量均为，小物块的质量，盒左右侧壁间的距离，物块与盒底面之间的动摩擦因数，，取重力加速度大小，导体棒运动过程始终与ab、cd平行且垂直于导轨，物块可视为质点，所有碰撞均视为弹性正碰，且碰撞时间极短，求： （1）导体棒进入磁场时的速度大小； （2）导体棒穿过磁场区域的过程中电阻R产生的热量Q； （3）物块与盒最后一次碰撞后瞬间物块的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒从释放到进入磁场前机械能守恒，有 得 【小问2详解】 导体棒进入磁场过程中，规定向右为正方向，根据动量定理，有 又 ， 得 联立得导体棒与盒碰撞前棒的速度： 棒在穿过磁场过程中，回路中产生的焦耳热为，由能量守恒定律得⑥ 金属棒a上产生的焦耳热为 得 【小问3详解】 导体棒与盒发生碰撞过程系统动量守恒、机械能守恒，设碰后瞬间棒的速度为、盒的速度为有， 联立解得， 设物块与盒最终共速时的速度为，此过程中物块相对于盒的总路程为，根据动量守恒，有 得 根据能量守恒，有 得 又 物块与盒共碰撞15次，第15次与左侧相碰，之后再相对于盒向右运动后两者相对静止 设最后一次碰撞后瞬间盒的速度为，有 从最后一次碰撞后到共速过程中，由能量守恒，有 得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高二年级第二学期限时训练 物理 时长：75分钟 总分：100分 一、单项选择题（本大题共7小题，每题4分，共28分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合要求） 1. 热力学是物理学中一个重要的分支。下列说法正确的是（　　） A. 晶体具有确定的熔点，其物理性质一定呈现各向异性 B. 能量耗散是从能量转化的角度，反映出自然界中的宏观过程具有方向性 C. 第一类永动机永远无法实现是因为它违背了热力学第二定律 D. 封闭气体的压强是由于气体本身重力产生的 2. 下列各图为教材中图像的简化示意图，则（　　） A. 由图甲可知，状态②的温度比状态①的温度高 B. 图乙水中小炭粒每隔30s时间位置的连线表示了小炭粒做布朗运动的轨迹 C. 由图丙可知，当分子间的距离r＜r0分子间的作用力F>0，即表现为引力 D. 由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 3. 下面说法正确的是（　　） A. 甲图为不同频率的光照射同种金属材料，光电效应实验中光电流与电压的关系，a光的频率大于b光的频率 B. 乙图是α粒子散射实验，卢瑟福据此提出了原子的核式结构模型 C. 丙图是不同原子核比结合能按照实际测量结果画的图线，裂变成A、B原子核，A、B原子核的总质量大于原子核的质量 D. 丁图为黑体辐射的实验规律，由图可知，黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向频率较低的方向移动 4. 物理学家玻尔将普朗克提出的量子理论运用于氢原子模型的重构，对量子力学的发展起到了重大推动作用。图为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　） A. 用动能为11.0eV的电子碰撞处于基态的氢原子，不可能使其跃迁到能级 B. 用能量为10.2eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 C. 当原子从第4能级向基态跃迁时，原子的能量减小，电子的动能增大 D. 一群氢原子处在能级，在向低能级跃迁的过程中，能发出3种不同频率的光 5. 有一导热良好、气密性良好的钢瓶。将瓶口关闭，瓶内气体的温度为、压强为。经过一段时间后，环境温度缓慢升高至，稳定时瓶内气体的压强为。打开瓶口，缓慢放出气体至瓶内气体压强再次等于。下列说法正确的是（　　） A. B. C. 放出气体的质量是瓶内原有气体的 D. 放出气体的质量是瓶内原有气体的 6. 当太阳内部氦资源消耗殆尽时，将出现“氦闪”现象，同时释放巨大的核能，科幻片《流浪地球2》就是描述此情景的。“氦闪”现象的本质是氦核聚变，其核反应方程为。已知一个氦核的质量为，一个X核的质量为，一个质子的质量为，一个中子的质量为，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A. 该核反应方程中的X是氮核 B. X核的结合能为 C. 核的比结合能小于X核的比结合能 D. 该聚变反应释放的核能为 7. 卡诺循环是只有两个热源的简单循环。一定质量的理想气体经历如图所示的卡诺循环过程，该循环由两个等温过程和两个绝热过程组成。下列说法正确的是（　　） A. 气体在状态的温度低于在状态的温度 B. 过程中单位时间内气体分子碰撞单位面积器壁的次数不变 C. 一个循环全过程中，气体从外界吸收的热量小于放出的热量 D. 过程中气体对外做的功等于过程中外界对气体做的功 二、多项选择题（本大题共3小题，每题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）。 8. 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别r1、r2，则下列说法正确的是（　　） A. 原子核可能发生α衰变，也可能发生β衰变 B. 径迹1可能是衰变后新核的径迹 C. 若衰变方程是U→Th＋He，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2 D. 若衰变方程是U→Th＋He，则r1∶r2＝1∶45 9. 如图所示，为某小型交流发电机通过理想变压器给负载供电的原理图。矩形金属线圈绕垂直匀强磁场的轴匀速转动，磁感应强度大小为，已知发电机线圈匝数为100匝、电阻为、面积为、转动角速度为，变压器原、副线圈的匝数比可调，定值电阻。下列说法正确的是（　　） A. 交流电的周期为0.02s B. 线圈处于图示位置时瞬时电动势为 C. 当时，定值电阻R有最大功率25W D. 当时，理想交流电压表示数为9V 10. 如图所示，一倾角为θ的足够长绝缘粗糙斜面，水平虚线FF′下方有宽度均为2d、磁场方向垂直斜面且交替变化的10个相邻匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B。一长为2d、宽度为d的匀质矩形线框刚进入磁场区域1时的速度为v0，并恰好能完全穿出磁场区域，已知线框质量为m，与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ，重力加速度为g，运动过程中线框长边始终与磁场边界平行。下列说法正确的是（　　） A. 线框的总电阻为 B. 线框进入磁场区域2瞬间的速度大小为 C. 线框在磁场区域8、9内匀速运动的时间之比为5∶9 D. 线框穿过磁场区域5、6过程产生的焦耳热之比为21∶17 三、实验题（每空2分，共16分） 11. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，将5mL的油酸溶于酒精，制成10L的油酸酒精溶液，测得1mL的油酸酒精溶液有50滴。实验步骤如下： ①往边长约为40cm的浅盘里倒入约2cm深的水，待水面稳定后将适量的痱子粉均匀地撒在水面上。 ②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴1滴在水面上，待薄膜形状稳定。 ③将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。 ④将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描在玻璃板上。 （1）若每个小方格的边长为1cm，则油酸膜的面积是______m2（科学计数法表示）。 （2）1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是______m3（结果保留一位有效数字）。 （3）按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为______m（结果保留一位有效数字）。 （4）某同学在实验中最终得到的计算结果比大部分同学的结果偏大，对出现这种结果的原因，下列说法可能正确的是______（填字母）。 A. 错误地将油酸酒精溶液的体积直接作为油酸的体积进行计算 B. 计算油酸膜面积时，错将不完整的方格作为完整方格处理 C. 配制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 D. 水面上痱子粉撒得较多，油酸膜没有充分展开 12. 自动洗衣机水位检测的精度会影响洗净比和能效等级。某款洗衣机水位检测结构如图1所示。洗衣桶内水位升高时，集气室内气体压强增大，铁芯进入电感线圈的长度增加，从而改变线圈的自感系数。洗衣机智能电路通过测定振荡电路的频率来确定水位高度。 某兴趣小组在恒温环境中对此装置进行实验研究。 （1）研究集气室内气体压强与体积的关系 ①洗衣桶内水位H一定时，其内径D的大小________（填“会”或“不会”）影响集气室内气体压强的大小。 ②测量集气室高度、集气室内径d。然后缓慢增加桶内水量，记录桶内水位高度H和集气室进水高度，同时使用气压传感器测量集气室内气体压强p。H和h数据如下表所示。 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 0.33 0.40 0.42 0.52 0.61 0.70 0.78 0.87 实验中使用同一把刻度尺对H和h进行测量，根据数据判断，测量________（填“H”或“h”）产生的相对误差较小。 ③利用数据处理软件拟合集气室内气体体积V与的关系曲线，如图2所示。图中拟合直线的延长线明显不过原点，经检查实验仪器完好，实验装置密封良好，操作过程规范，数据记录准确，则该延长线不过原点的主要原因是________ （2）研究洗衣桶水位高度与振荡电路频率的关系图是桶内水位在两个不同高度时示波器显示的图像，u的频率即为振荡电路的频率。振荡电路的频率f与线圈自感系数L、电容C的关系是，则图中________（填“甲”或“乙”）对应的水位较高。 四、解答题（本大题共3小题，第13题10分，第14题15分，第15题16分，共41分） 13. 如图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极K金属的逸出功为3.0eV。如图乙是氢原子的能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁发出的光照射K极，求： （1）有几种光可以使该金属发生光电效应，其中频率最小的光子能量是多少eV； （2）所有产生的光电子中最大初动能为多少eV； （3）从图示位置向左移动滑片P至某处，电压表示数值为2.2V，所有光电子到达A极的最大动能为多少eV。 14. 图甲为液体拉力测量仪，一容积V0=9.78L的导热汽缸下接一圆管，质量m1=50g、横截面积S=6cm2的活塞（厚度不计）封闭一定质量的理想气体，活塞下端用轻绳悬挂一质量m2=10g的U形金属细丝，活塞刚好处于A位置，与汽缸平齐，不计活塞与圆管间的摩擦，外界大气压强恒为p0=1.0×105Pa，此时环境热力学温度T1=300K，取重力加速度大小g=10m/s2。 （1）求活塞处于A位置时汽缸中的气体压强p1； （2）若环境温度缓慢升高，使活塞下降10cm，已知此过程中从外界吸收的热量为10.94J，求气缸内气体内能的变化量。 （3）如图乙所示，将金属丝部分浸入液体中，环境热力学温度 ，现缓慢升起汽缸，使金属丝在液体中上升但未脱离，活塞稳定于B位置，已知A、B距离h=20cm，求液体对金属丝拉力F的大小。 15. 如图，平行光滑金属导轨与由倾斜导轨与足够长的水平导轨平滑连接组成，、之间接有阻值为R的电阻。水平导轨静置一长方体空绝缘盒，在盒右侧壁处有一物块，盒左侧的水平导轨间区域abcd有竖直向上的匀强磁场。一阻值为r的导体棒由静止释放沿倾斜导轨下滑，穿过磁场区域后与盒发生碰撞。已知两导轨的间距，导体棒释放时距水平导轨面的高度，磁场边界ab、cd的间距，磁感应强度大小，导体棒与盒的质量均为，小物块的质量，盒左右侧壁间的距离，物块与盒底面之间的动摩擦因数，，取重力加速度大小，导体棒运动过程始终与ab、cd平行且垂直于导轨，物块可视为质点，所有碰撞均视为弹性正碰，且碰撞时间极短，求： （1）导体棒进入磁场时的速度大小； （2）导体棒穿过磁场区域的过程中电阻R产生的热量Q； （3）物块与盒最后一次碰撞后瞬间物块的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $