精品解析：新疆生产建设兵团第三师图木舒克市第一中学2025-2026学年高二第二学期综合素养测评物理学科试卷

2025-2026学年第二学期高二年级综合素养测评物理学科试卷 一、选择题：本题共16小题，共54分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~16题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 在近代物理的研究过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 普朗克首次提出了“能量子”假说，成功解释了光电效应现象 B. 贝克勒尔发现了天然放射性现象表明原子核具有复杂结构 C. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并成功解释了氢原子光谱分立的特征 D. J.J.汤姆孙通过研究阴极射线发现了质子 2. 关于分子动理论，下列说法正确的有（ ） A. 气体扩散的快慢与温度无关 B. 布朗运动是液体分子的无规则运动 C. 分子间的作用力总是随分子间距增大而减小 D. 分子间作用力随间距的变化可以表现为引力或斥力 3. 下列关于热力学定律和能量守恒定律的说法，正确的是（　　） A. 由于能量是守恒的，所以不需要节约能源 B. 气体吸收热量的同时对外做功，内能可能不变 C. 热量不能从低温物体传到高温物体 D. 第二类永动机无法制成是因为违反了能量守恒定律 4. 某同学绘制了电流表内部的磁感线分布图，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 关于下面四幅图涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中磁铁若不动，开关S闭合瞬间，电流计指针发生偏转 B. 图乙中动圈式扬声器发声时，其工作原理是电磁感应 C. 图丙中摇动手柄使磁铁旋转，铝框也会跟着转动的现象叫电磁阻尼 D. 图丁中家用电磁炉加热食物是利用涡流工作的 6. 如图所示的理想变压器电路中，原、副线圈的匝数比为，电表均为理想交流电表，是定值电阻，、两端输入有效值恒定的正弦交流电压，电流表的示数为，电压表的示数为，则下列说法正确的是（ ） A. 定值电阻阻值为 B. 定值电阻阻值为 C. 、端输入电压有效值为 D. 、端输入电压有效值为 7. 如图甲所示，将五角星形线圈放入垂直纸面的磁场（取垂直纸面向里为磁场正方向），磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。则下列图像中能正确描述线圈两端点a、b间电势差Uab随时间t变化规律的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，在平面上以O为圆心的圆形区域内存在匀强磁场（图中未画出），磁场方向垂直于平面向外。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子，从原点O以初速度大小为沿y轴负方向开始运动，后来粒子经过x轴上的A点，此时速度方向与x轴的夹角为。A到O的距离为d，不计粒子的重力，则圆形磁场区域的半径为（　　） A. B. C. D. 9. 远距离输电中，使用升压变压器和降压变压器的组合可以有效地减少输电损耗。某小组利用如图所示的模拟电路研究这一问题。升压变压器的原、副线圈匝数比为，降压变压器的原、副线圈匝数比为。已知输电线电阻为，负载电阻阻值为，为了保证输电效率不低于，则的最小值为（　　） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 10. 如图所示，空间存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场和竖直向下、电场强度为E的匀强电场。一质量为m、电量为q的正电粒子从O点以速度v₀水平向左射入叠加场，经时间运动到O点正下方P点（P点未标出），不计粒子的重力，则速度v₀大小为（　　） A. EB B. C. D. 11. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A. 无线电波常用于广播信号传输 B. 机场利用射线对行李进行安全检查 C. 医院利用红外线杀菌消毒 D. 医院利用红外线加热理疗 12. 下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，酱油的色素分子进入蛋清内是因为色素分子在做布朗运动 B. 图乙中，玻璃蒸发皿中的水银液滴呈椭球状是因为水银不浸润玻璃 C. 图丙中，燃气灶上点火器的放电电极呈钉尖形是利用尖端放电原理 D. 图丁中，仅增大两D形盒间的加速电压，粒子获得的最大动能不变 13. 图1是最大输出功率为66W的手机充电器，其A端可连接插座，B端可连接手机充电口，充电器内部存在一个小型的理想变压器和交直流转换装置。变压器可以把220V交流电降压为5V交流电，再利用交直流转换装置，转变成直流电输出，图2为示意图。下列说法正确的是（　　） A. 变压器原副线圈的匝数比为n1∶n2=44∶1 B. 若将A端连接插座，B端不连接手机，则A端的输入电流为0.3A C. 为更好的保护手机，充电时应先将A端连接插座，再将B端连接手机 D. 为更好的保护手机，充电结束后应先将A端拔离插座，再将B端拔离手机 14. 一定质量的理想气体经历循环过程，其中和是等容变化，是等压变化，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 过程，气体分子平均动能变大 B. 过程，气体的内能增大 C. 过程，气体放出的热量大于外界对气体做的功 D. 经历循环过程，系统对外界放出热量 15. 已知的衰变方程为，其中的质量为，新核的质量为，比结合能为，粒子的质量为，比结合能为，真空中光速为。现有一静止在磁感应强度为的匀强磁场中的发生衰变，衰变后新核的速度方向与磁场垂直，下列说法正确的是（ ） A. 带负电 B. 比更稳定 C. 衰变后的和粒子的半径之比为 D. 的比结合能为 16. 如图1所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子跃迁时会发出不同频率的光，将这些光分别照射到图2中的光电管阴极上时，只有2种频率的光能产生光电流，则（ ） A. 这些氢原子可产生3种不同频率的光 B. 该光电管阴极的逸出功为 C. 闭合开关，滑片向端滑动时，微安表示数减小 D. 这两种光照射后对应产生的光电子的最大初动能之差为 二、实验题：（每空2分，共8分） 17. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是（ ） A. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 B. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 C. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 D. 为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是____________________； （3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是（ ） A. B. C. D. （4）B组同学测得多组压强和体积的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中__________（选填“①”或“②”）。 三、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18. 2025年1月，中国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体稳态运行，向着核聚变商业应用迈出坚实一步。一个氘核（）和一个氚核（）聚变成氦核（）和另一粒子，已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，另一粒子质量为。真空中光速为c。则： （1）写出聚变时核反应方程； （2）求发生聚变时释放的核能。 19. 如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨、固定在绝缘水平面上，导轨的间距，并处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。金属棒ab垂直导轨水平放置且接触良好，通过足够长水平细线跨过轻质光滑定滑轮与重物相连，金属棒的电阻，金属棒与重物的质量均为。导轨的左端通过单刀双掷开关分别与图示中的元件相连。已知定值电阻，可调电阻阻值未知，电源电动势、内阻，其余电阻均不计，重力加速度。 （1）若将开关掷向1，金属棒随重物从静止开始运动，重物下落时已达到匀速状态，求： ①匀速运动时金属棒的速度大小； ②下落过程中电阻上产生的热量。 （2）若调节为某一阻值，再将开关掷向2，并静止释放金属棒，最终金属棒以速度匀速提升重物，求此时金属棒两端的电压。 20. 如图所示，一水平放置的汽缸由横截面积不同的两圆筒连接而成，活塞A、B用原长为、劲度系数的轻弹簧连接，活塞整体可以在筒内无摩擦地沿水平方向滑动。A、B之间封闭着一定质量的理想气体，设活塞A、B横截面积的关系为，汽缸外大气的压强为，温度为。初始时活塞B与大圆筒底部（大、小圆筒连接处）相距，汽缸内气体温度为。现缓慢降温，求： （1）缸内气体的温度降低至400K时，活塞移动的位移； （2）活塞A刚刚碰到大圆筒底部时，需降温到多少K； （3）缸内封闭气体与缸外大气最终达到热平衡时，弹簧的长度。 21. 如图所示是某离子喷涂装置示意图，该装置由平行板加速器、偏转磁场、喷涂板三部分组成。加速器长为，加速电压的大小可连续调节，以加速器上极板离子出射孔为原点建立平面直角坐标系，O为加速器上极板的中点，上极板位于轴上，喷涂板长也为，沿轴放置且厚度不计，加速器右端与喷涂板左端相距，轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，轴下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为，范围足够大，加速器内部无磁场。离子源产生初速度可视为零、质量为、电荷量为的正离子。离子加速后，从点沿着轴正方向射入上方磁场，经上方磁场偏转或上下方磁场连续偏转后可落在喷涂板的上表面或下表面，并立即被吸收且电中和，忽略场的边界效应、离子受到的重力及离子间相互作用力。 （1）若离子仅经过上方磁场偏转落在喷涂板上表面的中点，求加速电压； （2）若电压调至某一范围，使离子恰好能将喷涂板上表面完全喷涂。假设每秒有个离子均匀落在整个喷涂板上表面，求离子对喷涂板平均作用力大小的可能值； （3）若离子进入磁场后受到与速度方向相反的阻力，其大小（其中已知）。离子在上方磁场运动过程中，其轨迹与轴相切于喷涂板的左端点，求离子在该运动过程中克服阻力做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第二学期高二年级综合素养测评物理学科试卷 一、选择题：本题共16小题，共54分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，每小题3分；第11~16题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 在近代物理的研究过程中，下列说法中正确的是（ ） A. 普朗克首次提出了“能量子”假说，成功解释了光电效应现象 B. 贝克勒尔发现了天然放射性现象表明原子核具有复杂结构 C. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并成功解释了氢原子光谱分立的特征 D. J.J.汤姆孙通过研究阴极射线发现了质子 【答案】B 【解析】 【详解】A．普朗克首次提出“能量子”假说，成功解释了黑体辐射规律；爱因斯坦提出光子说解释了光电效应现象，故A错误； B．贝克勒尔发现的天然放射性现象中，射线来自原子核内部，表明原子核具有复杂结构，故B正确； C．卢瑟福提出原子的核式结构模型，成功解释了α粒子散射实验；玻尔的原子能级模型成功解释了氢原子光谱分立的特征，故C错误； D．J.J.汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，质子是卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验发现的，故D错误。 故选B。 2. 关于分子动理论，下列说法正确的有（ ） A. 气体扩散的快慢与温度无关 B. 布朗运动是液体分子的无规则运动 C. 分子间的作用力总是随分子间距增大而减小 D. 分子间作用力随间距的变化可以表现为引力或斥力 【答案】D 【解析】 【详解】A．扩散现象的快慢与温度有关，温度越高，分子热运动越剧烈，气体扩散得越快，故A错误； B．布朗运动是悬浮在液体中的微小固体颗粒的无规则运动，它是液体分子无规则热运动的反映，但不是液体分子的无规则运动，故B错误； C．根据分子力随分子间距的变化规律可知，当分子间距时，分子间的作用力表现为斥力，随分子间距增大而减小；当时，分子间的作用力表现为引力，随分子间距增大先增大后减小，故C错误； D．分子间的相互作用力由引力和斥力组合而成，随间距的变化，宏观上可以表现为引力或斥力，故D正确。 故选D。 3. 下列关于热力学定律和能量守恒定律的说法，正确的是（　　） A. 由于能量是守恒的，所以不需要节约能源 B. 气体吸收热量的同时对外做功，内能可能不变 C. 热量不能从低温物体传到高温物体 D. 第二类永动机无法制成是因为违反了能量守恒定律 【答案】B 【解析】 【详解】A．能量虽然守恒，可利用的资源是有限的，需要节约能源，故A错误； B．由热力学第一定律 可知气体吸收热量的同时对外做功，内能可能不变,故B正确； C．根据热力学第二定律热量不能自发的从低温物体传递到高温物体，但若通过外力做功是可以把热量从低温物体转移到高温物体的，例如冰箱制冷，故C错误； D．第二类永动机无法制成是违反了热力学第二定律，故D错误。 故选B。 4. 某同学绘制了电流表内部的磁感线分布图，其中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】磁电式电流表内部中极靴与N极、S极间是辐向磁场，根据磁感线分布特点可知，磁铁外部的磁感线是从N极指向S极，且任意两条磁感线不相交。 故选D。 5. 关于下面四幅图涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中磁铁若不动，开关S闭合瞬间，电流计指针发生偏转 B. 图乙中动圈式扬声器发声时，其工作原理是电磁感应 C. 图丙中摇动手柄使磁铁旋转，铝框也会跟着转动的现象叫电磁阻尼 D. 图丁中家用电磁炉加热食物是利用涡流工作的 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中磁铁不动，开关S闭合瞬间，穿过线圈的磁通量不变，电流计指针不发生偏转，A错误； B．图乙中动圈式扬声器发声时，其工作原理是通电线圈在磁场中受力，不是电磁感应，B错误； C．图丙中摇动手柄使磁铁旋转，铝框也会跟着转动的现象叫电磁驱动，C错误； D．图丁中家用电磁炉加热食物是利用交变电流产生变化的磁场，变化的磁场在锅壁内产生涡流发热，从而加热食物，D正确。 故选D。 6. 如图所示的理想变压器电路中，原、副线圈的匝数比为，电表均为理想交流电表，是定值电阻，、两端输入有效值恒定的正弦交流电压，电流表的示数为，电压表的示数为，则下列说法正确的是（ ） A. 定值电阻阻值为 B. 定值电阻阻值为 C. 、端输入电压有效值为 D. 、端输入电压有效值为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据理想变压器的原理可知， 所以副线圈流过的电流大小为 根据欧姆定律可知，定值电阻为，故AB错误； CD．根据公式 a、b端输入电压有效值为，故C错误，D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，将五角星形线圈放入垂直纸面的磁场（取垂直纸面向里为磁场正方向），磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示。则下列图像中能正确描述线圈两端点a、b间电势差Uab随时间t变化规律的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设线圈面积为，根据法拉第电磁感应定律 有 由图乙，可知，感应电动势的大小 根据楞次定律和右手螺旋定则，可判断 得 同理可判断，， ，，，ABC错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，在平面上以O为圆心的圆形区域内存在匀强磁场（图中未画出），磁场方向垂直于平面向外。一个质量为m、电荷量为q的带负电粒子，从原点O以初速度大小为沿y轴负方向开始运动，后来粒子经过x轴上的A点，此时速度方向与x轴的夹角为。A到O的距离为d，不计粒子的重力，则圆形磁场区域的半径为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】粒子的运动轨迹如图所示，设粒子运动的半径为R，由几何关系可知 解得 则圆形磁场区域的半径为 故选B。 9. 远距离输电中，使用升压变压器和降压变压器的组合可以有效地减少输电损耗。某小组利用如图所示的模拟电路研究这一问题。升压变压器的原、副线圈匝数比为，降压变压器的原、副线圈匝数比为。已知输电线电阻为，负载电阻阻值为，为了保证输电效率不低于，则的最小值为（　　） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】C 【解析】 【详解】设输电线上的电流为，由于降压变压器原、副线圈匝数比为，根据电流与匝数成反比可知，负载电阻上的电流为。负载电阻消耗的功率为 输电线上损耗的功率为 输电效率 由 解得 故选C。 10. 如图所示，空间存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场和竖直向下、电场强度为E的匀强电场。一质量为m、电量为q的正电粒子从O点以速度v₀水平向左射入叠加场，经时间运动到O点正下方P点（P点未标出），不计粒子的重力，则速度v₀大小为（　　） A. EB B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】 将粒子的运动看成是两个运动的合成，即 因而粒子可以看作受到两个洛伦兹力，分别为与，其中平衡电场力，即 解得 这样，粒子的运动可以看成是匀速直线运动(速度)和匀速圆周运动(速率)的合运动，因此有 解得 因为时间，而且粒子正好运动到O点正下方，说明粒子在水平方向的位移为0，即粒子做匀速直线运动的位移等于匀速圆周运动的半径，即 联立解得 故选B。 11. 关于电磁波，下列说法正确的是（ ） A. 无线电波常用于广播信号传输 B. 机场利用射线对行李进行安全检查 C. 医院利用红外线杀菌消毒 D. 医院利用红外线加热理疗 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．无线电波传播性能稳定，可携带信息实现远距离传输，是广播信号传输的常用载体，故A正确； B．射线穿透能力较强，可识别行李内部物品，机场行李安检利用了射线的该特性，故B正确； C．医院利用紫外线的高能作用实现杀菌消毒，红外线不具备杀菌消毒功能，故C错误； D．红外线具有显著的热效应，医院常利用该特性实现加热理疗的效果，故D正确。 故选ABD。 12. 下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，酱油的色素分子进入蛋清内是因为色素分子在做布朗运动 B. 图乙中，玻璃蒸发皿中的水银液滴呈椭球状是因为水银不浸润玻璃 C. 图丙中，燃气灶上点火器的放电电极呈钉尖形是利用尖端放电原理 D. 图丁中，仅增大两D形盒间的加速电压，粒子获得的最大动能不变 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．图甲中，酱油的色素分子进入蛋清内是由于分子在做永不停息的无规则热运动，属于扩散现象，而布朗运动是固体小颗粒的运动，故A错误； B．图乙中，玻璃蒸发皿中的水银液滴呈椭球状是因为水银不浸润玻璃，在表面张力的作用下趋向于收缩成球形，故B正确； C．图丙中，燃气灶上点火器的放电电极呈钉尖形，是由于同种电荷在尖端处密集，电场极强，从而利用尖端放电原理使空气电离击穿，故C正确； D．图丁中，粒子在回旋加速器中获得的最大动能由D形盒的半径和磁感应强度决定，根据 可得 仅增大两D形盒间的加速电压，粒子获得的最大动能不变，故D正确。 故选BCD。 13. 图1是最大输出功率为66W的手机充电器，其A端可连接插座，B端可连接手机充电口，充电器内部存在一个小型的理想变压器和交直流转换装置。变压器可以把220V交流电降压为5V交流电，再利用交直流转换装置，转变成直流电输出，图2为示意图。下列说法正确的是（　　） A. 变压器原副线圈的匝数比为n1∶n2=44∶1 B. 若将A端连接插座，B端不连接手机，则A端的输入电流为0.3A C. 为更好的保护手机，充电时应先将A端连接插座，再将B端连接手机 D. 为更好的保护手机，充电结束后应先将A端拔离插座，再将B端拔离手机 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比 代入数据可得n1∶n2=44∶1，故A正确； B．若将A端连接插座，B端不连接手机，B端没有负载，则没有电流流过副线圈，根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数反比可知A端的输入电流也为0，故B错误； CD．为更好的保护手机，应避免过大的瞬时电流，充电时，应先插电源，让充电器稳定输出电压，再连接手机，避免瞬时电流过大；充电结束时，应先拔手机，再拔电源，避免瞬时过大的反向电流，故C正确，D错误。 故选AC。 14. 一定质量的理想气体经历循环过程，其中和是等容变化，是等压变化，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 过程，气体分子平均动能变大 B. 过程，气体的内能增大 C. 过程，气体放出的热量大于外界对气体做的功 D. 经历循环过程，系统对外界放出热量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．过程气体发生等容变化，体积不变，压强减小，根据理想气体状态方程可知，气体温度降低，则气体分子平均动能变小，故A错误； B．过程气体的图像是过原点的直线，在此过程中压强和体积均增大，根据可知，气体温度升高，理想气体的内能只与温度有关，则气体的内能增大，故B正确； C．过程气体发生等压变化，体积减小，外界对气体做正功，即；由于体积减小，温度降低，气体内能减小，即，根据热力学第一定律 可知 即气体放出热量，且放出的热量大小为 即气体放出的热量大于外界对气体做的功，故C正确； D．在图像中，循环过程图线包围的面积表示气体做功的情况，由图可知，图线与图线交点右侧形成的顺时针循环面积（气体对外做正功）明显大于交点左侧形成的逆时针循环面积（外界对气体做正功），因此整个循环过程气体对外界做功大于零，又因为经历一个完整循环气体内能变化量为零（），根据热力学第一定律，其中，可知，即系统从外界吸收热量，故D错误。 故选BC。 15. 已知的衰变方程为，其中的质量为，新核的质量为，比结合能为，粒子的质量为，比结合能为，真空中光速为。现有一静止在磁感应强度为的匀强磁场中的发生衰变，衰变后新核的速度方向与磁场垂直，下列说法正确的是（ ） A. 带负电 B. 比更稳定 C. 衰变后的和粒子的半径之比为 D. 的比结合能为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，粒子的质量数为 电荷数为 即为α粒子，带正电，故A错误； B．重核发生衰变生成的新核比原来的核更稳定，其比结合能更大，故B正确； C．静止的发生衰变，根据动量守恒定律可知，衰变后和粒子动量大小相等，即 由洛伦兹力提供向心力有 解得轨道半径 则半径与电荷量成反比，可得，故C正确； D．衰变过程放出的能量为 核反应过程释放能量，生成物的总结合能大于反应物的总结合能，则有 解得的比结合能为，故D错误。 故选BC。 16. 如图1所示为氢原子能级图，大量处于能级的氢原子跃迁时会发出不同频率的光，将这些光分别照射到图2中的光电管阴极上时，只有2种频率的光能产生光电流，则（ ） A. 这些氢原子可产生3种不同频率的光 B. 该光电管阴极的逸出功为 C. 闭合开关，滑片向端滑动时，微安表示数减小 D. 这两种光照射后对应产生的光电子的最大初动能之差为 【答案】D 【解析】 【详解】A．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，根据跃迁规律产生不同频率的光子种类数为 代入数据解得 即能产生6种不同频率的光，故A错误； B．根据玻尔理论，辐射出的前三种较大能量的光子分别有，， 由于只有2种频率的光能产生光电流，说明只有能量为和的光子能使该光电管发生光电效应，则该光电管阴极的逸出功满足 故B错误； C．闭合开关，滑片向端滑动时，光电管两端的正向加速电压减小，若原来光电流已达到饱和状态，则微安表示数可能不变，故C错误； D．根据光电效应方程可知这两种光照射对应产生的光电子的最大初动能分别有， 则两种光电子的最大初动能之差为 代入数据解得 故D正确。 故选D。 二、实验题：（每空2分，共8分） 17. 用气体压强传感器做“探究气体等温变化的规律”实验，实验装置如图甲所示。 （1）关于该实验下列说法正确的是（ ） A. 为方便推拉柱塞，应用手握住注射器 B. 为节约时间，实验时应快速推拉柱塞和读取数据 C. 实验中气体的压强和体积都可以通过数据采集器获得 D. 为保证封闭气体的气密性，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油 （2）A组同学在操作规范、不漏气的前提下，测得多组压强和体积的数据并作出图线，发现图线不通过坐标原点，如图丙所示。造成这一结果的原因是____________________； （3）若A组同学利用所得实验数据作出的图线，应该是（ ） A. B. C. D. （4）B组同学测得多组压强和体积的数据后，在坐标平面上描点作图，因压缩气体过程中注射器漏气，则作出的图线应为图中__________（选填“①”或“②”）。 【答案】（1）D （2）软管内存在气体 （3）B （4）② 【解析】 【小问1详解】 A．为方便推拉柱塞，若用手握住注射器，会使气体温度升高，不能保证气体做等温变化，故A错误； B．为节约时间，实验时若快速推拉柱塞，会导致气体温度发生明显变化，不能保证等温条件，故B错误； C．实验中气体的压强可以通过数据采集器（压强传感器）获得，但体积是通过注射器上的刻度直接人工读取的，故C错误； D．为保证封闭气体的气密性，防止漏气，应在柱塞与注射器壁间涂上润滑油，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 根据图丙可知，图线在轴上有负截距，说明实际记录的体积偏小，造成这一结果的原因是软管内存在气体未计入，导致实际气体的体积大于注射器的刻度读数。 【小问3详解】 设未计入的软管等连接部位内部气体体积为，根据玻意耳定律有 变形可得 在坐标系中，令横坐标，则该函数可表示为 当，即时，，图线过原点；该函数的斜率 可见随着的增大，即体积的减小，图线的斜率逐渐减小，图线向下弯曲；当，即时，，即图线存在水平渐近线。 故选B。 【小问4详解】 在压缩气体过程中，气体的体积不断减小，横坐标不断增大，如果注射器漏气，则封闭气体的质量减小，即物质的量变小，根据理想气体状态方程 可得 在图像中，图线某一点与原点连线的斜率 由于在压缩过程中不断减小，所以对应的斜率不断减小，图线应向下弯曲，故作出的图线应为图中②。 三、计算题：本题共4小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18. 2025年1月，中国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体稳态运行，向着核聚变商业应用迈出坚实一步。一个氘核（）和一个氚核（）聚变成氦核（）和另一粒子，已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，另一粒子质量为。真空中光速为c。则： （1）写出聚变时核反应方程； （2）求发生聚变时释放的核能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据电荷数守恒和质量数守恒可知，“另一粒子”的电荷数为0，质量数为1，是中子（），故聚变时核反应方程为 【小问2详解】 发生聚变时的质量亏损为 根据爱因斯坦质能方程可知，释放的核能 求得 19. 如图所示，两条足够长的光滑平行金属导轨、固定在绝缘水平面上，导轨的间距，并处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小。金属棒ab垂直导轨水平放置且接触良好，通过足够长水平细线跨过轻质光滑定滑轮与重物相连，金属棒的电阻，金属棒与重物的质量均为。导轨的左端通过单刀双掷开关分别与图示中的元件相连。已知定值电阻，可调电阻阻值未知，电源电动势、内阻，其余电阻均不计，重力加速度。 （1）若将开关掷向1，金属棒随重物从静止开始运动，重物下落时已达到匀速状态，求： ①匀速运动时金属棒的速度大小； ②下落过程中电阻上产生的热量。 （2）若调节为某一阻值，再将开关掷向2，并静止释放金属棒，最终金属棒以速度匀速提升重物，求此时金属棒两端的电压。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 ①将开关掷向1，金属棒随重物下落达到匀速状态时，二者均受力平衡，设此时绳子的拉力为，金属棒受到的安培力为，则对重物有 对金属棒有 根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律，电路中的感应电流为 金属棒受到的安培力为 联立解得 解得 ②在重物下落的过程中，由能量守恒定律可得，重力势能的减少量转化为系统动能的增加量和回路产生的总焦耳热，即 解得 根据串联电路焦耳热的分配规律，电阻上产生的热量为 【小问2详解】 将开关掷向2，金属棒最终以速度向左匀速运动，提升重物，对重物和金属棒受力分析，金属棒受到的安培力方向向左，大小等于重物的重力，即 又因为 解得此时电路中的电流 此时金属棒向左切割磁感线，产生的反电动势为 根据右手定则和电路结构可知，此时金属棒相当于一台内部存在反电动势的电动机，内部电流方向从流向，因此，金属棒两端的电压为反电动势与金属棒内阻分压之和，即 20. 如图所示，一水平放置的汽缸由横截面积不同的两圆筒连接而成，活塞A、B用原长为、劲度系数的轻弹簧连接，活塞整体可以在筒内无摩擦地沿水平方向滑动。A、B之间封闭着一定质量的理想气体，设活塞A、B横截面积的关系为，汽缸外大气的压强为，温度为。初始时活塞B与大圆筒底部（大、小圆筒连接处）相距，汽缸内气体温度为。现缓慢降温，求： （1）缸内气体的温度降低至400K时，活塞移动的位移； （2）活塞A刚刚碰到大圆筒底部时，需降温到多少K； （3）缸内封闭气体与缸外大气最终达到热平衡时，弹簧的长度。 【答案】（1）活塞A、B向右移动的位移为L （2）300K （3）2L 【解析】 【小问1详解】 缸内气体的温度缓慢降低时，其压强不变，弹簧不发生形变，设活塞A、B一起向右移动的位移为x，对理想气体有，，， 由盖-吕萨克定律可得 解得x=L<2L 说明活塞A未碰到大圆筒底部，故活塞A、B向右移动的位移为L。 【小问2详解】 活塞A刚刚碰到大圆筒底部时，有 由盖-吕萨克定律可得 解得 【小问3详解】 当缸内封闭气体与缸外大气达到热平衡时有 所以气体体积应继续减小，弹簧被压缩，对活塞B受力分析，有 初状态，， 末状态， 根据 可得，（舍） 所以弹簧长度为 21. 如图所示是某离子喷涂装置示意图，该装置由平行板加速器、偏转磁场、喷涂板三部分组成。加速器长为，加速电压的大小可连续调节，以加速器上极板离子出射孔为原点建立平面直角坐标系，O为加速器上极板的中点，上极板位于轴上，喷涂板长也为，沿轴放置且厚度不计，加速器右端与喷涂板左端相距，轴上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，轴下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为，范围足够大，加速器内部无磁场。离子源产生初速度可视为零、质量为、电荷量为的正离子。离子加速后，从点沿着轴正方向射入上方磁场，经上方磁场偏转或上下方磁场连续偏转后可落在喷涂板的上表面或下表面，并立即被吸收且电中和，忽略场的边界效应、离子受到的重力及离子间相互作用力。 （1）若离子仅经过上方磁场偏转落在喷涂板上表面的中点，求加速电压； （2）若电压调至某一范围，使离子恰好能将喷涂板上表面完全喷涂。假设每秒有个离子均匀落在整个喷涂板上表面，求离子对喷涂板平均作用力大小的可能值； （3）若离子进入磁场后受到与速度方向相反的阻力，其大小（其中已知）。离子在上方磁场运动过程中，其轨迹与轴相切于喷涂板的左端点，求离子在该运动过程中克服阻力做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 离子在加速器中加速，根据动能定理有 离子进入上方磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有 依题意，离子仅经过上方磁场偏转且落在喷涂板上表面的中点，则离子做圆周运动的直径等于出射孔到喷涂板中点的距离，即 解得 联立解得加速电压为 【小问2详解】 要使离子恰好能将喷涂板上表面完全喷涂，离子需经过半个圆周运动直接落在整个喷涂板上。喷涂板左端和右端对应的坐标分别为和。设落在位置处的离子对应的速度大小为，根据牛顿第二定律有 由几何关系有 解得 由此可知打在喷涂板左右两端的离子的最小速度和最大速度分别为， 因为每秒有个离子均匀落在喷涂板上表面，且离子的速度与落点坐标成线性关系，故所有打在板上的离子的平均速度大小为 解得 打在板上的离子立即被吸收且电中和，根据动量定理可知，喷涂板受到的平均作用力大小等于每秒打在板上的离子总动量的大小，即 联立解得 【小问3详解】 离子在上方磁场运动时受到洛伦兹力和阻力，设任意时刻离子的速度为，其在轴和轴的分速度分别为、，根据牛顿第二定律在两坐标轴方向上分别有， 对整个运动过程进行时间积分有， 即， 依题意，离子的初位置坐标及速度满足、、、，且轨迹在左端点与轴相切，则有、、。代入上述方程分别有， 解得离子的末速度和初速度大小分别为， 根据动能定理，整个过程中克服阻力做的功为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $