精品解析：天津市第一中学2025-2026学年高二下学期7月期末物理试题

天津一中2025-2026-2高二年级物理学科期末质量 调查试卷 注意事项： 1．本试卷分为第I卷（选择题）、第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。 2．第I卷1至2页，第II卷3至4页。考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。 第I卷 一、单项选择题（每小题只有一个正确答案） 1. 北京大学王竹溪教授曾说过：“热学这一门科学起源于人类对于热与冷现象的本质的追求……（这）可能是人类最初对自然法则的追求之一。”热学是研究物质热运动规律及其应用的一门学科，是物理学的一个重要组成部分。下列说法正确的是（　　） A. 物体中所有分子的热运动动能叫作物体的内能，温度升高时物体内能变大 B. 液体中悬浮微粒的布朗运动可以直接地反映液体分子运动的无规则性 C. 分子之间存在着相互作用力，当分子间距变大时相互作用力一定变小 D. 电冰箱通电后从箱内低温物体吸收的热量小于排放到箱外高温环境的热量 2. 图像能够直观给出物理量之间的变化规律。下列两幅图像中，横、纵坐标轴表示的物理量没有给出，图中的和都是热力学温度。下列关于图像的描述正确的是（　　） A. 甲图可能是氧气分子的速率分布图像，其中 B. 甲图可能是黑体辐射的实验规律图像，其中 C. 乙图可能是氧气分子的速率分布图像，其中 D. 乙图可能是黑体辐射的实验规律图像，其中 3. “太空行走”是航天员的常规工作项目。航天员出舱前先要“减压”，从太空返回后要“升压”，因此飞船要设置“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满一定量的稀薄气体（可视为理想气体），气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则（　　） A. 气体体积膨胀，对外做功 B. 气体分子平均动能增加 C. 气体压强变小，温度不变 D. B中气体可能自发地全部退回到A中 4. 干涉和衍射是波特有的现象，一切波，包括机械波、电磁波、光波、物质波等，都能发生衍射，在满足一定条件下都能发生干涉。下列四幅图像中，关于图像的说明正确的是（　　） A. 甲图是水波通过狭缝后绕到挡板后面继续传播的情况，说明水波发生了干涉 B. 乙图是肥皂膜在太阳光下呈现出的彩色条纹，说明太阳光通过肥皂膜发生了衍射 C. 丙图是光照射圆盘并满足一定条件时在影的中心出现亮斑，说明光发生了干涉 D. 丁图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，说明实物粒子具有波动性 5. “逐日工程”是中国工程院牵头研究的空间太阳能电站项目，核心目标是在太空将太阳能转化为电能，再以微波形式“无线”传回地面使用。关于电磁波和射线，下列说法正确的是（　　） A. 在无线电波中，微波的波长较短，传播的方向性好，因此用微波传回地面 B. 用X射线入射石墨，散射的X射线波长有小于原入射线波长的成分，叫康普顿效应 C. 汤姆孙根据阴极射线在电磁场中的偏转情况，确认阴极射线本质上是质子流 D. γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的，电离能力很强 6. 为了探究原子的结构，卢瑟福设计了金箔对α粒子散射实验。左图为实验装置的示意图，其中荧光屏和显微镜用于记录α粒子数目，右图为α粒子散射的微观图景。下列说法中正确的是（　　） A. 入射方向的延长线越接近原子核的α粒子发生散射时的偏转角越小 B. 由不同元素对α粒子散射的实验数据可以确定不同元素原子核的电荷量 C. 由α粒子散射的实验数据可以估计出原子核半径的数量级是 D. 这一实验结果推翻了原子的“枣糕模型”，说明了原子核具有结构 7. 衰变是原子核的自发变化，也可以人工控制用α粒子、质子、中子等去轰击一些原子核，从而获得人工放射性同位素，这些放射性同位素在各领域中得到了广泛应用。下列说法错误的是（　　） A. （铀核）衰变为（氡核）要经过4次α衰变和2次β衰变 B. 是人类第一次实现的原子核的人工转变 C. （硅核）俘获1个质子后放出1个中子，核反应方程是 D. 放射性同位素可以作为“示踪原子”，有助于生物大分子研究和医学诊断研究 8. 通过可控制的链式反应而释放的核能可以为人类的和平建设服务。如图所示是当前普遍使用的“热中子（慢中子）”核反应堆的示意图。对核反应堆的下列说法中正确的是（　　） A. 是铀核裂变的一种典型核反应 B. 核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作临界体积 C. 镉棒的作用是使核裂变产生的速度很大的快中子减速 D. 水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，不需要很厚 二、多项选择题（每小题至少有两个正确答案） 9. 原子核是核子凭借核力结合在一起的，分开也需要能量，这就是原子核的结合能。原子核的结合能与核子数之比叫作比结合能。原子核的比结合能曲线如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 两个核结合成核要吸收的能量约为24MeV B. 核比核更稳定，但是核比核的结合能大 C. 核发生α衰变后，生成的核比核的结合能大 D. 核发生β衰变后，生成的核比核的结合能大 10. 玻尔将能量量子化的理念应用到氢原子系统，提出了自己的原子结构假说，如图为氢原子的电子轨道示意图。已知氢原子基态能量，激发态能量，则下列说法正确的是（　　） A. 在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是某些分立的数值，不能任意取值 B. 有一个处于的氢原子，向基态跃迁时，总共能发出6种不同的光子 C. 处于的氢原子直接跃迁到时放出的光子，能够使处于的氢原子跃迁到 D. 处于的氢原子直接跃迁到时放出的光子，能够使处于的氢原子的电子电离 11. 碳14测年技术是根据枯死植物体内碳14放射性强度减小的情况推算植物死亡时间的技术，在考古和地质研究中广泛使用。碳14自发进行β衰变，其半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　） A. 碳14具有放射性，自发进行β衰变，衰变方程为 B. 若有100个碳14原子核，经过两个半衰期后，还剩下25个碳14原子核未衰变 C. 若古木样品中碳14的放射性强度约是现代的，可推断古木距今约28650年 D. 若古木样品埋在极地冻土中，则碳14半衰期可能会变长，导致测年不准 12. “逐日工程”中将太阳能转化为电能的装置是光伏电池，其基本原理是利用了光电效应。如图所示为研究光电效应的电路图，滑动变阻器的滑动头P与O点对齐时，阴极K与阳极A之间无外加电压，电压表的零刻度在表盘正中间，量程足够大。已知光子能量为4.0eV的R光入射时，饱和电流为60mA，遏止电压为0.8V。则下列说法正确的是（　　） A. 当P向b端移动时，可以测量遏止电压；当P向a端移动时，可以测量饱和电流 B. 若R光入射时饱和电流为30mA，则遏止电压仍为0.8V C. 若S光入射时饱和电流为40mA，则入射S光与R光功率之比为2：3 D. 若T光入射时遏止电压为1.6V，则入射T光与R光频率之比为6：5 第II卷 三、实验题 13. 某研究小组按照教材要求，自主自学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。实验过程可以简单概括为：配制一定浓度的油酸酒精溶液；测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积；测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积；计算得到油酸分子直径。 （1）用油膜法估测油酸分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。下列实验中也采用了相同的实验方法的是________。 A. 用单摆测量重力加速度 B. 用插针法测量玻璃砖折射率 C. 用双缝干涉测量光的波长 （2）实验中测量油膜面积时需要描绘油膜轮廓，实验室准备了两种带方格的塑料盖板，方格的边长分别为和，从提高实验准确程度来考虑，选用方格边长为__________（选填“”或“”）的盖板更好。 （3）从理论上分析，下列操作中会造成油酸分子直径的测量值偏小的是__________。 A. 直接把油酸和酒精混合，认为是油酸酒精溶液 B. 测量油酸酒精溶液的滴数时，计数少了几滴 C. 在浅盘的水上撒痱子粉时，撒的痱子粉过多过厚 D. 计算油酸薄膜面积时，把所有不足一格的小方格都记为一格 14. 为了探究气体压强与体积的关系，实验装置如图所示。注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可以在玻璃管外侧的刻度尺上读出。 （1）关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是____________。 A. 必须测出注射器内封闭气体的质量，并保持质量在实验中不变 B. 必须测出空气柱的横截面积，才能探究体积与压强的关系 C. 为了保持封闭气体温度不变，移动柱塞时要缓慢一些 （2）在正确进行实验操作，并得到准确数据后，为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出____________（选填“p－V”或“”）图像。 （3）不改变注射器内封闭的气体质量，在不同温度环境下，重复上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是____________。 A. B. C. D. 四、计算题 15. “逐日工程”需要在太空布置一个巨大的球形聚光器，内部布满无数小镜面，这些镜面将阳光反射并集中到球心的光电转换装置上。光子具有能量和动量，在镜面反射时会对镜面产生压力。已知光子能量等于光子动量与光速乘积。现有功率为、频率为的一束光垂直照射到镜面，并全部被反射（可视为无能量损失的弹性碰撞），普朗克常量为。求： （1）该光的波长； （2）一个光子在镜面发生反射时，动量变化量的大小； （3）这束光反射时对镜面产生的压力。 16. 2025年11月5日，我国首艘电磁弹射航母“福建舰”正式入列，这是全球首艘采用常规动力的电磁弹射航母，在技术上巧妙攻克了瞬时超高电能供应的世界级难题。将电磁弹射装置简化如图所示，足够长的光滑平行金属导轨间距为，固定在水平面内，导轨左端有一个开关，接时与电容为的电容器连接，接时与阻值为的电阻连接。一质量为、电阻为的导体棒垂直导轨静止放置在处，与导轨接触良好，整个空间有竖直向下磁感应强度为的匀强磁场（未画出）。不计其它电阻，不计空气阻力。先将电容器充电到一定电压，然后将开关接到，金属棒开始向右运动，当金属棒运动到处时刚好达到最大速率，此时立即将开关断开；在右侧有一弹性挡板（未画出）可令金属棒返回到处时速率仍为，此时立即将开关接到，之后金属棒减速回到处停止运动。求： （1）在电阻上产生的焦耳热； （2）与间的距离； （3）金属棒开始运动时，电容器两极板间的电压。 17. 在可控核聚变装置中，中性束注入（NBI）是加热等离子体的重要手段。装置简化模型如图甲所示。三维坐标系中：x轴水平向右，y轴竖直向上，z轴垂直纸面向外。区域I（）存在方向沿轴的匀强电场，区域II（）存在方向沿轴的匀强磁场（未画出）。一个质量为m、电荷量为（）的离子，从区域I中的点P（，，）静止释放，不计重力，离子到达磁场区的速度大小为，然后从原点O离开。 （1）求区域I的电场强度大小E； （2）求区域II的磁感应强度大小B和到达O点时速度与轴的夹角； （3）离子到达O点时，立即撤去区域I中的电场和区域II中的磁场，同时在的区域加如图乙所示磁镜。该磁镜为轴向对称分布的非匀强磁场。其对称轴沿方向，轴向的磁感应强度分量大小随x线性增大，满足（），其中为处的轴向磁感应强度分量大小。已知粒子在此非匀强磁场中运动满足“磁矩不变量”，即，其中是垂直于x轴方向的分速度大小。 ①推导离子在磁镜中运动时，其平行于x轴的速度分量与的关系式，用、表示； ②离子在磁镜中沿x方向的分运动为减速运动，最终减为0后被磁场“反射”。若磁镜区域的长度有限，仅为（），为了使离子不能穿透磁场逃逸，求k应满足的条件，用、L表示。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津一中2025-2026-2高二年级物理学科期末质量 调查试卷 注意事项： 1．本试卷分为第I卷（选择题）、第II卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。 2．第I卷1至2页，第II卷3至4页。考生务必将答案涂写规定的位置上，答在试卷上的无效。 第I卷 一、单项选择题（每小题只有一个正确答案） 1. 北京大学王竹溪教授曾说过：“热学这一门科学起源于人类对于热与冷现象的本质的追求……（这）可能是人类最初对自然法则的追求之一。”热学是研究物质热运动规律及其应用的一门学科，是物理学的一个重要组成部分。下列说法正确的是（　　） A. 物体中所有分子的热运动动能叫作物体的内能，温度升高时物体内能变大 B. 液体中悬浮微粒的布朗运动可以直接地反映液体分子运动的无规则性 C. 分子之间存在着相互作用力，当分子间距变大时相互作用力一定变小 D. 电冰箱通电后从箱内低温物体吸收的热量小于排放到箱外高温环境的热量 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体的内能是物体内所有分子热运动的动能与分子势能的总和，选项仅提及分子动能，表述错误；且温度升高时，若分子势能减小的幅度超过动能增加的幅度，物体内能也可能减小，故A错误； B．布朗运动是悬浮微粒受到液体分子无规则碰撞产生的，微粒的无规则运动是由于液体分子的无规则热运动产生，可间接反映液体分子的运动特点，故B错误； C．分子间相互作用力随间距变化的规律为：当分子间距从平衡距离开始增大时，分子力先增大到峰值后再减小到0，因此分子间距变大时相互作用力不一定变小，故C错误； D．电冰箱工作时压缩机消耗电能做功，根据能量守恒，向箱外高温环境排放的热量满足（为从箱内低温物体吸收的热量），因，故，故D正确。 故选D。 2. 图像能够直观给出物理量之间的变化规律。下列两幅图像中，横、纵坐标轴表示的物理量没有给出，图中的和都是热力学温度。下列关于图像的描述正确的是（　　） A. 甲图可能是氧气分子的速率分布图像，其中 B. 甲图可能是黑体辐射的实验规律图像，其中 C. 乙图可能是氧气分子的速率分布图像，其中 D. 乙图可能是黑体辐射的实验规律图像，其中 【答案】A 【解析】 【详解】AC．根据气体分子速率分布的规律可知，温度越高，分子平均速率越大，速率分布的峰值向横坐标更大的方向移动；同时因为曲线下总面积恒为1（总概率为1），温度升高后曲线变宽，峰值高度降低。由上述分析可知，若甲图是氧气分子的速率分布图像，可知峰值靠左（速率更小）、峰值更高，峰值靠右（速率更大）、峰值更低，则；乙图中，两曲线下总面积不相等，故乙图不能作为氧气分子的速率分布图像，故A正确，C错误； BD．根据黑体辐射的规律可知，温度越高，所有波长的辐射强度都更大（整条曲线都位于低温曲线上方），且辐射强度的峰值向波长更短的方向（横坐标为波长时，往横坐标更小方向）移动，峰值更高。由上述分析可知，甲图两曲线存在交点，不能作为黑体辐射的实验规律图像；乙图中，所有位置的强度都高于，峰值靠左，说明温度更高，即，故B、D错误。 故选A。 3. “太空行走”是航天员的常规工作项目。航天员出舱前先要“减压”，从太空返回后要“升压”，因此飞船要设置“气闸舱”，其原理图如图所示，相通的舱A、B间装有阀门K，指令舱A中充满一定量的稀薄气体（可视为理想气体），气闸舱B内为真空，整个系统与外界没有热交换。打开阀门K后，A中的气体进入B中，最终达到平衡，则（　　） A. 气体体积膨胀，对外做功 B. 气体分子平均动能增加 C. 气体压强变小，温度不变 D. B中气体可能自发地全部退回到A中 【答案】C 【解析】 【详解】A．打开阀门K后，A中的气体进入B中，由于B中为真空，所以A中的气体不会做功，故A错误； B．气体分子间作用力忽略不计，所以气体分子间没有分子势能，又因为系统与外界无热交换，所以气体的温度不变，气体平均动能也不变，故B错误； C．膨胀后气体体积增大，温度不变，由玻意耳定律 可知，气体压强减小，故C正确； D．由热力学第二定律知，真空中气体膨胀具有方向性，在无外界作用时，B中气体不可能自发地全部退回到A中，故D错误。 故选C。 4. 干涉和衍射是波特有的现象，一切波，包括机械波、电磁波、光波、物质波等，都能发生衍射，在满足一定条件下都能发生干涉。下列四幅图像中，关于图像的说明正确的是（　　） A. 甲图是水波通过狭缝后绕到挡板后面继续传播的情况，说明水波发生了干涉 B. 乙图是肥皂膜在太阳光下呈现出的彩色条纹，说明太阳光通过肥皂膜发生了衍射 C. 丙图是光照射圆盘并满足一定条件时在影的中心出现亮斑，说明光发生了干涉 D. 丁图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，说明实物粒子具有波动性 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中水波绕到狭缝挡板后继续传播，是水波发生衍射的现象，不是干涉，故A错误； B．肥皂膜在太阳光下呈现的彩色条纹，是肥皂膜前后表面反射的太阳光发生薄膜干涉形成的，不是衍射，故B错误； C．圆盘阴影中心的亮斑是泊松亮斑，是光发生衍射的现象，不是干涉，故C错误； D．衍射是波特有的性质，电子是实物粒子，电子束穿过铝箔产生衍射图样，直接证明了实物粒子具有波动性，故D正确。 故选D。 5. “逐日工程”是中国工程院牵头研究的空间太阳能电站项目，核心目标是在太空将太阳能转化为电能，再以微波形式“无线”传回地面使用。关于电磁波和射线，下列说法正确的是（　　） A. 在无线电波中，微波的波长较短，传播的方向性好，因此用微波传回地面 B. 用X射线入射石墨，散射的X射线波长有小于原入射线波长的成分，叫康普顿效应 C. 汤姆孙根据阴极射线在电磁场中的偏转情况，确认阴极射线本质上是质子流 D. γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的，电离能力很强 【答案】A 【解析】 【详解】A．无线电波中微波波长较短，衍射能力弱，传播方向性好，适合定向传输能量，因此可用微波将电能传回地面，故A正确； B．康普顿效应中，X射线光子与石墨中的电子碰撞后损失能量，频率降低，根据 可知散射后X射线仅存在等于、大于原入射波长的成分，不存在小于原波长的成分，故B错误； C．汤姆孙通过阴极射线在电磁场中的偏转实验，确认阴极射线本质是电子流，故C错误； D．γ射线伴随α、β衰变产生，其电离能力在三种射线中最弱，穿透能力最强，故D错误。 故选A。 6. 为了探究原子的结构，卢瑟福设计了金箔对α粒子散射实验。左图为实验装置的示意图，其中荧光屏和显微镜用于记录α粒子数目，右图为α粒子散射的微观图景。下列说法中正确的是（　　） A. 入射方向的延长线越接近原子核的α粒子发生散射时的偏转角越小 B. 由不同元素对α粒子散射的实验数据可以确定不同元素原子核的电荷量 C. 由α粒子散射的实验数据可以估计出原子核半径的数量级是 D. 这一实验结果推翻了原子的“枣糕模型”，说明了原子核具有结构 【答案】B 【解析】 【详解】A．入射方向的延长线越接近原子核的α粒子，受原子核的斥力越大，则发生散射时的偏转角越大，A错误； B．α粒子散射类似于碰撞，根据动量守恒定律和库仑定律等规律可以用来确定原子核电荷量，故根据α粒子散射实验数据可以用来确定原子核电荷量，B正确； C．由α粒子散射的实验数据可以估计出原子核半径的数量级是，C错误； D．这一实验结果推翻了汤姆孙的原子的“枣糕模型”，建立了原子的核式结构理论，D错误。 故选B。 7. 衰变是原子核的自发变化，也可以人工控制用α粒子、质子、中子等去轰击一些原子核，从而获得人工放射性同位素，这些放射性同位素在各领域中得到了广泛应用。下列说法错误的是（　　） A. （铀核）衰变为（氡核）要经过4次α衰变和2次β衰变 B. 是人类第一次实现的原子核的人工转变 C. （硅核）俘获1个质子后放出1个中子，核反应方程是 D. 放射性同位素可以作为“示踪原子”，有助于生物大分子研究和医学诊断研究 【答案】C 【解析】 【详解】A．α衰变每次质量数减4、电荷数减2，β衰变每次质量数不变、电荷数加1。设α衰变次数为，β衰变次数为，由质量数守恒 得 由电荷数守恒 代入得 故A正确； B．该核反应是卢瑟福完成的人类历史上首次原子核人工转变，故B正确； C．质子的符号为，核反应需满足电荷数、质量数双守恒，该过程的正确方程为 选项中质子符号错误、反应前后电荷数不守恒，故C错误； D．放射性同位素的放射性可被精准探测，常作为“示踪原子”用于生物大分子结构研究、医学造影诊断等领域，故D正确。 本题选错误的，故选C。 8. 通过可控制的链式反应而释放的核能可以为人类的和平建设服务。如图所示是当前普遍使用的“热中子（慢中子）”核反应堆的示意图。对核反应堆的下列说法中正确的是（　　） A. 是铀核裂变的一种典型核反应 B. 核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作临界体积 C. 镉棒的作用是使核裂变产生的速度很大的快中子减速 D. 水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，不需要很厚 【答案】B 【解析】 【详解】A．核反应方程需满足质量数和电荷数守恒，该方程左边质量数为 右边质量数为 质量数不守恒，故A错误； B．核裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫作临界体积，故B正确； C．镉棒的作用是吸收中子以控制反应堆的反应速度，使核裂变产生的速度很大的快中子减速的是减速剂，故C错误； D．水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种有害射线，为了起到良好的防护作用，需要很厚，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（每小题至少有两个正确答案） 9. 原子核是核子凭借核力结合在一起的，分开也需要能量，这就是原子核的结合能。原子核的结合能与核子数之比叫作比结合能。原子核的比结合能曲线如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 两个核结合成核要吸收的能量约为24MeV B. 核比核更稳定，但是核比核的结合能大 C. 核发生α衰变后，生成的核比核的结合能大 D. 核发生β衰变后，生成的核比核的结合能大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．从比结合能曲线得：氘核比结合能约为，两个氘核总结合能为；氦核比结合能约为，总结合能为。两个氘核聚变生成氦核是放能反应，放出能量约，故A错误； B．比结合能越大，原子核越稳定。比结合能大于，因此更稳定；结合能比结合能核子数，结合能约，结合能约，结合能更大，故B正确； C．衰变是放能反应，产物（核粒子）的总结合能大于原来核的结合能，但核自身核子数为，比核少个核子，即使比结合能略大于核，总结合能仍然小于核，故C错误； D．β衰变是放能反应，反应前后核子数不变（都是），生成的比结合能更大，因此结合能（比结合能核子数）大于，故D正确。 故选BD。 10. 玻尔将能量量子化的理念应用到氢原子系统，提出了自己的原子结构假说，如图为氢原子的电子轨道示意图。已知氢原子基态能量，激发态能量，则下列说法正确的是（　　） A. 在玻尔理论中，电子的轨道半径只可能是某些分立的数值，不能任意取值 B. 有一个处于的氢原子，向基态跃迁时，总共能发出6种不同的光子 C. 处于的氢原子直接跃迁到时放出的光子，能够使处于的氢原子跃迁到 D. 处于的氢原子直接跃迁到时放出的光子，能够使处于的氢原子的电子电离 【答案】AD 【解析】 【详解】A．玻尔理论的核心假设之一是轨道量子化：电子的轨道半径只能是某些分立的、特定的数值，不能任意取值，故A正确； B．一个处于能级的氢原子最多只能放出3种光子，分别对应着，，的跃迁，故B错误； C．根据可知处于的氢原子直接跃迁到时放出的光子的能量 电子从跃迁到，需要吸收的能量大小满足 氢原子吸收光子跃迁到激发态，要求光子能量恰好等于能级差，此处，因此该光子不能使的氢原子跃迁到，故C错误； D．电离的氢原子，需要的最小能量为 对比放出的光子能量有 电离只需要光子能量大于等于电离能即可，因此该光子可以使的氢原子电离，故D正确。 故选AD。 11. 碳14测年技术是根据枯死植物体内碳14放射性强度减小的情况推算植物死亡时间的技术，在考古和地质研究中广泛使用。碳14自发进行β衰变，其半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　） A. 碳14具有放射性，自发进行β衰变，衰变方程为 B. 若有100个碳14原子核，经过两个半衰期后，还剩下25个碳14原子核未衰变 C. 若古木样品中碳14的放射性强度约是现代的，可推断古木距今约28650年 D. 若古木样品埋在极地冻土中，则碳14半衰期可能会变长，导致测年不准 【答案】AC 【解析】 【详解】A．碳14自发进行β衰变，根据电荷数守恒和质量数守恒可知，衰变方程为，故A正确； B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对个别或少数原子核没有意义，不能用于确切计算100个碳14原子核的衰变情况，故B错误； C．古木样品中碳14的放射性强度约是现代的，即，可知经过了5个半衰期，距今约28650年，故C正确； D．半衰期由原子核内部结构决定，与所处的物理环境、化学状态等外界因素无关，因此埋在极地冻土中半衰期也不会改变，故D错误。 故选AC。 12. “逐日工程”中将太阳能转化为电能的装置是光伏电池，其基本原理是利用了光电效应。如图所示为研究光电效应的电路图，滑动变阻器的滑动头P与O点对齐时，阴极K与阳极A之间无外加电压，电压表的零刻度在表盘正中间，量程足够大。已知光子能量为4.0eV的R光入射时，饱和电流为60mA，遏止电压为0.8V。则下列说法正确的是（　　） A. 当P向b端移动时，可以测量遏止电压；当P向a端移动时，可以测量饱和电流 B. 若R光入射时饱和电流为30mA，则遏止电压仍为0.8V C. 若S光入射时饱和电流为40mA，则入射S光与R光功率之比为2：3 D. 若T光入射时遏止电压为1.6V，则入射T光与R光频率之比为6：5 【答案】BD 【解析】 【详解】A．P向a端移动时加反向电压，可测量遏止电压；P向b端移动时加正向电压，可测量饱和电流，故A错误； B．根据遏止电压公式 遏止电压仅与入射光频率、阴极逸出功有关，与饱和电流无关。R光频率不变，逸出功不变，因此遏止电压仍为，故B正确； C．饱和电流与单位时间逸出的光电子数成正比，光功率（为单位时间光子数，默认一个光子打出一个电子），只有频率相同的光，功率比才等于饱和电流之比。S光频率未知，因此功率比不等于，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程，对R光有 对T光有 因此频率比，故D正确。 故选BD。 第II卷 三、实验题 13. 某研究小组按照教材要求，自主自学完成“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验。实验过程可以简单概括为：配制一定浓度的油酸酒精溶液；测量1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积；测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积；计算得到油酸分子直径。 （1）用油膜法估测油酸分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法。下列实验中也采用了相同的实验方法的是________。 A. 用单摆测量重力加速度 B. 用插针法测量玻璃砖折射率 C. 用双缝干涉测量光的波长 （2）实验中测量油膜面积时需要描绘油膜轮廓，实验室准备了两种带方格的塑料盖板，方格的边长分别为和，从提高实验准确程度来考虑，选用方格边长为__________（选填“”或“”）的盖板更好。 （3）从理论上分析，下列操作中会造成油酸分子直径的测量值偏小的是__________。 A. 直接把油酸和酒精混合，认为是油酸酒精溶液 B. 测量油酸酒精溶液的滴数时，计数少了几滴 C. 在浅盘的水上撒痱子粉时，撒的痱子粉过多过厚 D. 计算油酸薄膜面积时，把所有不足一格的小方格都记为一格 【答案】（1）C （2） （3）AD 【解析】 【小问1详解】 油膜法的核心是通过测量宏观量（纯油酸体积、油膜面积）计算得到微观量（油酸分子直径）。单摆测重力加速度、插针法测折射率，目标量都是宏观量；只有双缝干涉测量光的波长，波长是微观量，通过测量条纹间距等宏观量间接计算得到，与油膜法思想一致。 故选C。 【小问2详解】 算油膜面积时，方格边长越小，面积测量的误差越小，因此选边长为的盖板能提高实验准确度。 【小问3详解】 油酸分子直径公式为 直径的测量值偏小，说明测量值偏小，或测量值偏大。 A．分子间有空隙，油酸和酒精混合后实际总体积小于，误认为总体积为会导致纯油酸体积测量值偏小，因此测量值偏小，故A正确； B．计数时少了几滴，会使计算得到的每滴纯油酸体积偏大，因此测量值偏大，故B错误； C．痱子粉过厚，油膜无法充分展开，测得面积偏小，因此测量值偏大，故C错误； D．将所有不足一格都记为一格，会使测得的面积偏大，因此测量值偏小，故D正确。 故选AD。 14. 为了探究气体压强与体积的关系，实验装置如图所示。注射器下端的开口有橡胶套，它和柱塞一起把一段空气柱封闭在玻璃管中。空气柱的压强p可以从仪器上方的指针读出，空气柱的长度L可以在玻璃管外侧的刻度尺上读出。 （1）关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是____________。 A. 必须测出注射器内封闭气体的质量，并保持质量在实验中不变 B. 必须测出空气柱的横截面积，才能探究体积与压强的关系 C. 为了保持封闭气体温度不变，移动柱塞时要缓慢一些 （2）在正确进行实验操作，并得到准确数据后，为了直观地判断压强p与体积V的数量关系，应作出____________（选填“p－V”或“”）图像。 （3）不改变注射器内封闭的气体质量，在不同温度环境下，重复上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为、，且。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是____________。 A. B. C. D. 【答案】（1）C （2） （3）AC 【解析】 【小问1详解】 A．本实验只需要保持封闭气体质量不变，不需要测量其质量，故A错误； B．气体体积（为注射器横截面积，是定值），因此只需得到空气柱长度，即可探究与的比例关系，不需要测量，故B错误； C．缓慢移动柱塞可以让封闭气体与外界充分热交换，保持温度与环境一致，满足等温条件，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 若压强与体积成反比，则与成正比，​图像是过原点的直线，为了可以直观判断与的关系，应作出​图像。 【小问3详解】 AB．根据理想气体状态方程 在图中，等温线为双曲线，相同体积下，温度越高，压强越大，因此温度更高的的等温线在上方，故A正确，B错误； CD．由 整理得 图像斜率 温度越高斜率越大，因此温度更高的斜率更大，故C正确，D错误。 故选AC。 四、计算题 15. “逐日工程”需要在太空布置一个巨大的球形聚光器，内部布满无数小镜面，这些镜面将阳光反射并集中到球心的光电转换装置上。光子具有能量和动量，在镜面反射时会对镜面产生压力。已知光子能量等于光子动量与光速乘积。现有功率为、频率为的一束光垂直照射到镜面，并全部被反射（可视为无能量损失的弹性碰撞），普朗克常量为。求： （1）该光的波长； （2）一个光子在镜面发生反射时，动量变化量的大小； （3）这束光反射时对镜面产生的压力。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据波长、频率和波速的关系可知，该光的波长为 【小问2详解】 光子的能量 根据题意已知光子能量等于光子动量与光速乘积，即 故光子的入射动量大小为 光子垂直照射到镜面并全部被反射，可视为无能量损失的弹性碰撞，则反射后的动量大小仍为，方向与入射方向相反，故一个光子在镜面发生反射时，动量变化量的大小为 【小问3详解】 设在时间内照射到镜面上的光子总数为，则该束光在这段时间内的总能量为 可得光子数 对这个光子，以反射方向为正方向，根据动量定理有 解得镜面对光束的作用力 根据牛顿第三定律可知，这束光反射时对镜面产生的压力大小 16. 2025年11月5日，我国首艘电磁弹射航母“福建舰”正式入列，这是全球首艘采用常规动力的电磁弹射航母，在技术上巧妙攻克了瞬时超高电能供应的世界级难题。将电磁弹射装置简化如图所示，足够长的光滑平行金属导轨间距为，固定在水平面内，导轨左端有一个开关，接时与电容为的电容器连接，接时与阻值为的电阻连接。一质量为、电阻为的导体棒垂直导轨静止放置在处，与导轨接触良好，整个空间有竖直向下磁感应强度为的匀强磁场（未画出）。不计其它电阻，不计空气阻力。先将电容器充电到一定电压，然后将开关接到，金属棒开始向右运动，当金属棒运动到处时刚好达到最大速率，此时立即将开关断开；在右侧有一弹性挡板（未画出）可令金属棒返回到处时速率仍为，此时立即将开关接到，之后金属棒减速回到处停止运动。求： （1）在电阻上产生的焦耳热； （2）与间的距离； （3）金属棒开始运动时，电容器两极板间的电压。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 导体棒到达PQ时速度大小为v，接电阻后速度减为零。这个过程中导体棒的动能转化为整个系统的焦耳热，其中电阻的焦耳热 代入数据解得 【小问2详解】 对切割磁感线的导体棒进行分析，其只受安培力。因此安培力的冲量等于动量变化量，即 当开关接c时有 其运动产生的感生电动势 磁通量的变化量 整理得其从PQ到MN的位移 解得 【小问3详解】 当开关接a运动到PQ处时根据合外力冲量等于动量变化量有 但电容器等效开路，不能简单计算其电流。考虑到电容器中放电过程电荷的移动，有等效电流 当电容器两端电压等于导体棒感生电动势时有最大速度，设初始状态电容器两端电荷为Q，则根据电容器公式有 整理得 解得 17. 在可控核聚变装置中，中性束注入（NBI）是加热等离子体的重要手段。装置简化模型如图甲所示。三维坐标系中：x轴水平向右，y轴竖直向上，z轴垂直纸面向外。区域I（）存在方向沿轴的匀强电场，区域II（）存在方向沿轴的匀强磁场（未画出）。一个质量为m、电荷量为（）的离子，从区域I中的点P（，，）静止释放，不计重力，离子到达磁场区的速度大小为，然后从原点O离开。 （1）求区域I的电场强度大小E； （2）求区域II的磁感应强度大小B和到达O点时速度与轴的夹角； （3）离子到达O点时，立即撤去区域I中的电场和区域II中的磁场，同时在的区域加如图乙所示磁镜。该磁镜为轴向对称分布的非匀强磁场。其对称轴沿方向，轴向的磁感应强度分量大小随x线性增大，满足（），其中为处的轴向磁感应强度分量大小。已知粒子在此非匀强磁场中运动满足“磁矩不变量”，即，其中是垂直于x轴方向的分速度大小。 ①推导离子在磁镜中运动时，其平行于x轴的速度分量与的关系式，用、表示； ②离子在磁镜中沿x方向的分运动为减速运动，最终减为0后被磁场“反射”。若磁镜区域的长度有限，仅为（），为了使离子不能穿透磁场逃逸，求k应满足的条件，用、L表示。 【答案】（1） （2）， （3）①，② 【解析】 【小问1详解】 离子在区域Ⅰ中做匀加速直线运动，电场力做功等于动能增量 解得 【小问2详解】 设离子在磁场中做匀速圆周运动的半径为，由几何关系得 解得 离子在磁场中做匀速圆周运动，有 解得 根据几何关系可得 即 【小问3详解】 ①在有常量 则有 且 可得 ②当时，根据 可得 代入（），得 要求，即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $