精品解析：福建福州市第一中学2025-2026学年高二下学期期末物理试题

福州一中2025－2026学年第二学期第四学段模块考试 高二下物理期末考试试卷 （完卷时间75分钟，满分100分）（考试过程请勿使用计算器） 班级_____________座号______________姓名_______________ 一、单项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项正确。） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 物体的内能变化时，它的温度一定改变 B. 凡是不违反能量守恒定律的过程都一定能实现 C. 拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振片可以使影像更清晰 D. 卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体内能，温度是分子平均动能的标志，若内能变化仅由分子势能改变引起（如晶体熔化过程，吸热内能增加但温度保持不变），温度可以不变，故A错误； B．根据热力学第二定律，宏观热过程具有方向性，不违反能量守恒定律的过程也可能无法自发实现（如热量无法自发从低温物体传递到高温物体），故B错误； C．水面的反射光为偏振光，在照相机镜头前加装偏振片可以过滤掉水面的反射偏振光，减少反射光的干扰，使水下景物的影像更清晰，故C正确； D．卢瑟福通过粒子散射实验提出原子核式结构模型，对阴极射线的研究是汤姆逊发现电子的实验基础，故D错误。 故选C。 2. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在另一待测平板玻璃上，一端用两张纸片垫起，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当单色光从上方入射后，从上往下可以看到明暗相间的条纹。下列关于条纹的说法正确的是（　　） A. 干涉条纹是光在标准样板的上下两表面反射形成的两列光叠加的结果 B. 将该单色光换成频率更大的单色光则条纹间距变稀疏 C. 若观察到的干涉条纹如图乙，则待测平面有凹坑 D. 若抽去一张纸片，观察到的条纹将变密集 【答案】C 【解析】 【详解】A．干涉条纹的产生是光在空气劈尖膜的前、后两表面反射形成的两列光波叠加的结果。故A错误； B．将该单色光换成频率更大的单色光，即单色光的波长变小，条纹间距变小，条纹间距变密集，故B错误； C．由图乙可知，条纹向左弯曲，说明此处空气膜厚度与右边正常条纹处空气膜厚度相同，即待测平面有凹坑，故C正确； D．从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为 即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，显然抽去一张纸片后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大。故观察到的条纹将变稀疏，故D错误； 故选C。 3. 如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形汽缸中，开始时活塞和汽缸静止，此时气柱长度为l，现使汽缸底部绕一竖直轴由静止开始转动，缓慢增大转动的角速度，当汽缸转动的角速度为1时，气柱长度为2l，当汽缸转动的角速度为2时，气柱长度为3l，若外界大气压不变，则1与2的比值为（　　） A. B. C. 2：3 D. 3：2 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】当汽缸转动的角速度为1时，根据向心力方程 当汽缸转动的角速度为2时， 根据等温方程 解得1与2的比值为。 故选A。 4. 如图甲所示，大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时会发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路中的阴极K，只能得到3条光电流随电压变化的关系曲线，如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. a光照射光电管产生的光电子动能一定比c光小 B. 图中M点的数值为－4.45 C. 滑动变阻器滑片滑到最左端时，电流表示数一定为0 D. 该氢原子共发出4种频率的光 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图丙可知，a光的遏止电压最大，根据可知即a光的频率最大，则a光照射光电管产生的光电子最大初动能比c光大，但动能不一定比c光大，故A错误； B．a光是由能级4跃迁到能级1产生的光 根据光电效应方程 a光对应的遏止电压为7V，可得阴极K材料的逸出功为 c光是由能级2跃迁到能级1产生的光 根据可得c光的遏止电压为4.45V，即M点的数值为－4.45，故B正确； C．当加速电压为零时，由于光电子有动能，仍能进入电路，电流表示数不一定为0，故C错误； D．发出光的频率个数为，可知该氢原子共发出6种频率的光，故D错误。 故选B。 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题给出的四个选项中，有两个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 5. 如图所示，我国天宫空间站航天员在进行“液桥”实验时，观察到水滴在微重力环境下形成稳定液柱的现象。关于液体表面张力的相关描述，下列说法正确的是（　　） A. 表面张力使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势 B. 表面张力方向总是垂直于液面指向液体内部 C. 在完全失重状态下，表面张力成为维持液桥形状的主要因素 D. 在地面上做该实验失败的原因是液体表面张力消失了 【答案】AC 【解析】 【详解】A．表面张力是液体分子间的引力，因此可以使液体表面有收缩到最小表面积的趋势，比如露珠呈球形（球形表面积最小），故A正确； B．表面张力方向是与液面相切，并非垂直于液面指向液体内部，故B错误； C．完全失重时，重力影响极小，表面张力成为维持液桥形状的主要因素，故C正确； D．地面上做实验失败是因为重力影响，表面张力不会消失，故D错误。 故选AC。 6. 在垂直纸面向里的磁场中，有一原子核发生衰变生成新的原子核，下列说法正确的是（ ） A. 原子核衰变的周期，与压强有关，压强越大，衰变周期变大 B. 若原子核的衰变是衰变，则半径较小的是新核 C. 原子核核反应的方程可以是 D. 原子核衰变时会发生质量亏损，反应前的质量大于反应后的，需要吸收能量 【答案】BC 【解析】 【详解】A．原子核衰变的周期，由原子核本身的性质决定，与压强无关，故A错误； B．由图可知，两个轨迹圆外切，根据洛伦兹力提供向心力，可知两个粒子的偏转方向相反，故两个粒子都带正电，所以该原子核的衰变是衰变；在衰变过程中满足动量守恒而且总动量为0，则衰变刚结束时，粒子与新核X的动量等大反向，设动量大小为；两个粒子在磁场做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力 解得 可知电量越小，半径越大，故半径大的是粒子，半径小的是新核，故B正确； C．根据方程 可知该方程是一个衰变方程，符合轨迹圆外切情况，且质量数和电荷数都守恒，故该衰变方程符合衰变的性质，C正确； D．原子核衰变时会发生质量亏损，反应前的质量大于反应后的质量，根据爱因斯坦质能方程，可知该过程向外放出能量，故D错误。 故选BC。 7. 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，这两部分光在光屏处发生干涉现象。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. 光屏上出现间距不相等的明暗相间条纹 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. 若将整套装置从空气中移至透明溶液中，条纹将变得更密集 【答案】CD 【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错误； B．根据可知，将平面镜沿垂直光屏方向向右移动时，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，则a减小，故相邻亮条纹的中心间距变大，故C正确； D．由可知，若将整套装置完全浸入透明溶液中，光的频率f不变，光速v变小，波长变短，则条纹将变得更密集，故D正确。 故选CD。 8. 如图所示，高度为3h、内部横截面积为S的绝热汽缸竖直放置，厚度均不计的绝热活塞a和导热活塞b封闭两部分理想气体甲、乙。初始时活塞a与汽缸底面之间的距离为h，两活塞之间的距离也为h，两部分气体和外界温度均为T0，大气压强为p0。现通过电热丝对气体甲缓慢加热，当活塞b到达汽缸口且卡扣对活塞b的总作用力为0.6p0S时停止加热并立即锁定活塞b，然后打开阀门P，区域乙的气体缓慢漏出，经过足够长的时间后，气体乙剩余的质量是原来质量的。已知活塞a的质量不计，活塞b的质量为（g为当地重力加速度），两活塞与汽缸之间接触良好且无摩擦，不计电热丝的体积，外界温度保持不变。则（　　） A. 活塞b刚到汽缸口时，气体甲的温度为1.5T0 B. 停止加热时，气体甲的温度为3.5T0 C. 打开阀门且稳定后，活塞a到汽缸底部的距离为2h D. 打开阀门且稳定后，气体甲的温度为2T0 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对活塞b受力分析，初始时b处于平衡状态，有 解得 活塞a质量不计，故 初始时甲、乙的体积分别为， b导热，乙的温度保持，活塞b刚到汽缸口时，b的平衡条件未发生变化，压强保持，则乙的体积保持，气体甲等压膨胀，气体甲的体积 对甲，由盖‑吕萨克定律，得 解得，故A错误； B．停止加热时，b受力平衡，有 解得 b导热，乙温度保持，做等温变化，对乙由玻意耳定律，得 代入得 解得 则两活塞之间的距离为。汽缸总高，则甲的体积 且 对甲，由理想气体状态方程，得 代入得 解得​，故B正确； C．打开阀门后，乙与大气相通，最终 温度仍为​，剩余的乙的质量为初始时的，故乙的物质的量 由理想气体状态方程 代入得 解得 则两活塞之间的距离为。因此活塞a到汽缸底部的距离为，故C错误； D．甲的物质的量不变，且， 由理想气体状态方程，得 代入得 解得，故D正确。 故选BD。 三、填空题（每空2分，共 24分） 9. 2021年5月28日，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造了新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应的方程为：。已知氘核的比结合能为E，反应中释放的核能为。反应产物为______，的比结合能为______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据质量数守恒和电荷守恒可知X的质量数为3，电荷数为2，则X为； [2] 根据能量守恒定律知的结合能为，则的比结合能为。 10. 钴60衰变产生的y射线可用于治疗，其衰变方程为。钴60衰变过程中任意时刻的质量m与初始时刻的质量的比值随时间t的变化规律如图所示。X的中子数为________；钴60的半衰期为________（用、表示） 【答案】 ①. 32 ②. 【解析】 【详解】[1]根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为60，电荷数为28，则中子数为60-28=32； [2]由到为一个半衰期，即半衰期为。 11. 如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，经历过程①、②、③、④到达状态，、连线与横轴平行。对此气体，过程①中气体的压强__________（填“增大”“减小”或“不变”），从状态到达状态的整个过程气体________________（填“从外界吸收热量”“向外界放出热量”或“与外界无热量交换”）。 【答案】 ①. 增大 ②. 从外界吸收热量 【解析】 【详解】[1] 过程①中气体体积不变，由等容变化可知 由于过程中温度升高，则过程①中气体压强增大； [2] 从状态到达状态的整个过程气体温度不变，则内能不变，气体体积增大，气体膨胀对外界做功，由热力学第一定律 可知气体从外界吸收热量。 12. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用体积为A的纯油酸配制成体积为B的油酸酒精溶液，再用滴管取体积为C的油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。把1滴该溶液滴入盛水的、表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，测得面积为S，如图。 （1）此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 （2）估算出油酸分子的直径大小是________（用题中已给出的字母表示）。 （3）某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是________。 A．油酸酒精溶液中含有大量酒精 B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展开 C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留 D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴 【答案】 ①. ②. B 【解析】 【详解】（2）[1]体积为C的油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 1滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积为 油酸分子的直径大小为 （3）[2]A．油酸酒精溶液中虽含有大量酒精，但只要每一滴油酸酒精溶液中所含油酸的体积计算准确，就不会造成实验结果明显偏大的情况，故A错误； B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展开，S测量值偏小，会造成d测量值偏大，故B正确； C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留，S测量值偏大，会造成d测量值偏小，故C错误； D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴，则每一滴油酸酒精溶液中所含纯油酸的体积测量值偏小，会造成d测量值偏小，故D错误。 故选B。 13. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。 （1）M、N、P分别是________（填字母标号）。 A. 滤光片、单缝、双缝 B. 双缝、滤光片、单缝 C. 单缝、双缝、滤光片 （2）观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数如图丙所示，________mm。 （3）若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长________。（用、、l和d表示） （4）某同学观察到如图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距，则波长的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 【答案】（1）A （2）#### （3） （4）大于 【解析】 【小问1详解】 M、N、P三个光学元件依次为滤光片、单缝、双缝，故选A； 【小问2详解】 螺旋测微器的精确值为0.01mm 手轮的读数如图丙为 【小问3详解】 根据条纹间距公式 因为 联立解得波长 【小问4详解】 在这种情况下测出干涉条纹的间距偏大，故波长的测量值偏大，即波长的测量值大于真实值。 四、计算题（共 36分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 美国科学家密立根通过油滴实验首次精确地测出了电子的电荷量，油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源相连，上、下板分别带正、负电荷，油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦带负电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到它运动的情况，两金属板间的距离为d.（忽略油滴之间的相互作用力和空气对油滴的浮力及阻力） （1）调节两金属板间的电压，当时，观察到某个质量为，的油滴恰好匀速竖直下落，求该油滴所带的电荷量. （2）若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当两金属板间的电势差时，观察到某个质量为的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量. 【答案】（1） （2） 【解析】 【详解】(1)当时，油滴恰好做匀速直线运动，满足 解得 . (2)当时，质量为的油滴做匀加速运动，满足 联立解得 . 15. 自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降或发生爆胎，因此保持合适的轮胎气压对延长轮胎使用寿命和提升骑行感受至关重要。已知某款自行车轮胎容积为且保持不变，在环境温度为27℃条件下，胎内气体压强为，外界大气压强为。 （1）若该车长时间骑行在温度较高的公路上使胎内气体的温度上升到37℃，问此时车内气体的压强； （2）若车胎的气门芯会缓慢漏气，长时间放置后胎内压强变为，忽略气体温度与车胎容积的变化，问胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例； （3）若自行车说明书规定的轮胎标准气压在室温27℃下为，为使车胎内气压达标，某同学用打气筒给自行车打气。设每打一次可打入压强为温度为27℃的空气。请通过计算判断打气10次后车胎压强是否达到说明书规定的标准胎压。假设打气过程气体的温度保持不变，车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计。 【答案】（1）；（2）；（3）未达标准气压 【解析】 【详解】（1）气体做等容变化，由 得 （2）设原胎内气体做等温膨胀，由 得 故 即有三分之一的气体泄漏。 （3）设原胎内气体做等温膨胀后压强变为时体积变为，得 再将胎内气体和打气筒打入的气体看作整体一起做等温压缩，由 ， 联立解得 故胎内气体未达标准气压。 16. 图1为北京正负电子对撞机结构简图，电子束经直线加速器I加速后，轰击钨靶，产生正电子，正负电子经直线加速器Ⅱ加速后分别进入到储存环中，在储存环中加速、对撞。直线加速器I两端 A、B两板间的电压为U，电子刚从A板进入电场时的速度为0。储存环内有大小为B0的匀强磁场，电子进入储存环后做半径为R的圆周运动。已知正负电子的质量均为m，电荷量分别为+e、﹣e，不考虑电子间的相互作用及电子所受重力，忽略相对论效应。 （1）除了用电子轰击钨靶能够产生正电子，很多同位素会发生β+衰变产生正电子，比如衰变成氧的同位素，请写出原子核的衰变方程； （2）一电子由A板运动到B板过程中，求电场力对该电子的冲量I的大小； （3）如图2，以储存环的中心为原点建立O-xyz空间坐标系，匀强磁场B0方向平行于z轴，某次正电子进入储存环后，发现其运动轨迹圆心O1与储存环中心O沿x轴偏移了d距离，为了将正电子轨迹圆心调回储存环中心，当正电子运动到a点时，立即加一个沿z轴的附加磁场B1，到达b后再撤去附加磁场。求附加磁场B1的方向及大小； （4）若动能大小均为的一对正负电子相向运动发生对撞并湮灭，产生一对同频率的光子。已知光在真空中的传播速度为，普朗克常量为h，求所产生的一个光子的动量。 【答案】（1） （2） （3）方向沿z轴负方向， （4） 【解析】 【小问1详解】 根据质量数和电荷数守恒可知，原子核的衰变方程为 【小问2详解】 根据动能定理有 解得电子到B板时的速度大小为 根据动量定理有 解得由A板运动到B板过程中，电场力对该电子的冲量大小为 【小问3详解】 由几何关系可知 加附加磁场前，根据牛顿第二定律有 加附加磁场后，根据牛顿第二定律有 所以附加磁场的大小为 由左手定则可知，其方向沿z轴负方向。 【小问4详解】 根据能量守恒定律有 解得一个光子的能量为 又因为 解得 所以所产生的一个光子的动量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 福州一中2025－2026学年第二学期第四学段模块考试 高二下物理期末考试试卷 （完卷时间75分钟，满分100分）（考试过程请勿使用计算器） 班级_____________座号______________姓名_______________ 一、单项选择题（本大题共4小题，每小题4分，共16分。每小题只有一个选项正确。） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 物体的内能变化时，它的温度一定改变 B. 凡是不违反能量守恒定律的过程都一定能实现 C. 拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振片可以使影像更清晰 D. 卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 2. 劈尖干涉是一种薄膜干涉，如图甲所示，将一块标准平板玻璃放置在另一待测平板玻璃上，一端用两张纸片垫起，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当单色光从上方入射后，从上往下可以看到明暗相间的条纹。下列关于条纹的说法正确的是（　　） A. 干涉条纹是光在标准样板的上下两表面反射形成的两列光叠加的结果 B. 将该单色光换成频率更大的单色光则条纹间距变稀疏 C. 若观察到的干涉条纹如图乙，则待测平面有凹坑 D. 若抽去一张纸片，观察到的条纹将变密集 3. 如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的导热活塞将一定质量的理想气体封闭在内壁光滑的圆柱形汽缸中，开始时活塞和汽缸静止，此时气柱长度为l，现使汽缸底部绕一竖直轴由静止开始转动，缓慢增大转动的角速度，当汽缸转动的角速度为1时，气柱长度为2l，当汽缸转动的角速度为2时，气柱长度为3l，若外界大气压不变，则1与2的比值为（　　） A. B. C. 2：3 D. 3：2 4. 如图甲所示，大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时会发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路中的阴极K，只能得到3条光电流随电压变化的关系曲线，如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A. a光照射光电管产生的光电子动能一定比c光小 B. 图中M点的数值为－4.45 C. 滑动变阻器滑片滑到最左端时，电流表示数一定为0 D. 该氢原子共发出4种频率的光 二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题给出的四个选项中，有两个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。） 5. 如图所示，我国天宫空间站航天员在进行“液桥”实验时，观察到水滴在微重力环境下形成稳定液柱的现象。关于液体表面张力的相关描述，下列说法正确的是（　　） A. 表面张力使液体表面具有收缩到最小表面积的趋势 B. 表面张力方向总是垂直于液面指向液体内部 C. 在完全失重状态下，表面张力成为维持液桥形状的主要因素 D. 在地面上做该实验失败的原因是液体表面张力消失了 6. 在垂直纸面向里的磁场中，有一原子核发生衰变生成新的原子核，下列说法正确的是（ ） A. 原子核衰变的周期，与压强有关，压强越大，衰变周期变大 B. 若原子核的衰变是衰变，则半径较小的是新核 C. 原子核核反应的方程可以是 D. 原子核衰变时会发生质量亏损，反应前的质量大于反应后的，需要吸收能量 7. 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，这两部分光在光屏处发生干涉现象。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. 光屏上出现间距不相等的明暗相间条纹 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. 若将整套装置从空气中移至透明溶液中，条纹将变得更密集 8. 如图所示，高度为3h、内部横截面积为S的绝热汽缸竖直放置，厚度均不计的绝热活塞a和导热活塞b封闭两部分理想气体甲、乙。初始时活塞a与汽缸底面之间的距离为h，两活塞之间的距离也为h，两部分气体和外界温度均为T0，大气压强为p0。现通过电热丝对气体甲缓慢加热，当活塞b到达汽缸口且卡扣对活塞b的总作用力为0.6p0S时停止加热并立即锁定活塞b，然后打开阀门P，区域乙的气体缓慢漏出，经过足够长的时间后，气体乙剩余的质量是原来质量的。已知活塞a的质量不计，活塞b的质量为（g为当地重力加速度），两活塞与汽缸之间接触良好且无摩擦，不计电热丝的体积，外界温度保持不变。则（　　） A. 活塞b刚到汽缸口时，气体甲的温度为1.5T0 B. 停止加热时，气体甲的温度为3.5T0 C. 打开阀门且稳定后，活塞a到汽缸底部的距离为2h D. 打开阀门且稳定后，气体甲的温度为2T0 三、填空题（每空2分，共 24分） 9. 2021年5月28日，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造了新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。我国重大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应的方程为：。已知氘核的比结合能为E，反应中释放的核能为。反应产物为______，的比结合能为______。 10. 钴60衰变产生的y射线可用于治疗，其衰变方程为。钴60衰变过程中任意时刻的质量m与初始时刻的质量的比值随时间t的变化规律如图所示。X的中子数为________；钴60的半衰期为________（用、表示） 11. 如图所示，一定质量的理想气体从状态开始，经历过程①、②、③、④到达状态，、连线与横轴平行。对此气体，过程①中气体的压强__________（填“增大”“减小”或“不变”），从状态到达状态的整个过程气体________________（填“从外界吸收热量”“向外界放出热量”或“与外界无热量交换”）。 12. 在“用油膜法估测分子的大小”实验中，用体积为A的纯油酸配制成体积为B的油酸酒精溶液，再用滴管取体积为C的油酸酒精溶液，让其自然滴出，共n滴。把1滴该溶液滴入盛水的、表面撒有爽身粉的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用油性笔在玻璃板上描出油酸膜的轮廓，测得面积为S，如图。 （1）此估测方法是将每个油酸分子视为球形，让油酸尽可能在水面上散开，则形成的油膜可视为单分子油膜，这层油膜的厚度可视为油酸分子的直径。 （2）估算出油酸分子的直径大小是________（用题中已给出的字母表示）。 （3）某同学计算出的油酸分子直径明显偏大，可能的原因是________。 A．油酸酒精溶液中含有大量酒精 B．爽身粉撒太多，油膜未能充分展开 C．计算油膜面积时，将所有不完整的方格都作为一格保留 D．计算每滴溶液中纯油酸的体积时，1 mL油酸酒精溶液的滴数多记了10滴 13. 在“用双缝干涉测光的波长”实验中，如图甲所示，光具座上放置的光学元件依次为光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜。 （1）M、N、P分别是________（填字母标号）。 A. 滤光片、单缝、双缝 B. 双缝、滤光片、单缝 C. 单缝、双缝、滤光片 （2）观察到干涉条纹如图乙所示。转动测量头的手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数，继续转动手轮，使分划板中心刻线对准时，手轮的读数如图丙所示，________mm。 （3）若已知双缝间距d，双缝到屏的距离l，则待测光的波长________。（用、、l和d表示） （4）某同学观察到如图丁所示图像，即测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，若继续移动目镜观察，将会使测量结果出现偏差。若在这种情况下测出相邻干涉条纹的间距，则波长的测量值________（填“大于”“小于”或“等于”）其实际值。 四、计算题（共 36分。解答应有必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。解题过程中需要用到，但题目中没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须写出数值和单位。） 14. 美国科学家密立根通过油滴实验首次精确地测出了电子的电荷量，油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源相连，上、下板分别带正、负电荷，油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦带负电，经上板中央小孔落到两板间的匀强电场中，通过显微镜可以观察到它运动的情况，两金属板间的距离为d.（忽略油滴之间的相互作用力和空气对油滴的浮力及阻力） （1）调节两金属板间的电压，当时，观察到某个质量为，的油滴恰好匀速竖直下落，求该油滴所带的电荷量. （2）若油滴进入电场时的初速度可以忽略，当两金属板间的电势差时，观察到某个质量为的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带的电荷量. 15. 自行车在生活中是一种普及程度很高的交通工具。自行车轮胎气压过低不仅费力而且又很容易损坏内胎，轮胎气压过高会使轮胎的缓冲性能下降或发生爆胎，因此保持合适的轮胎气压对延长轮胎使用寿命和提升骑行感受至关重要。已知某款自行车轮胎容积为且保持不变，在环境温度为27℃条件下，胎内气体压强为，外界大气压强为。 （1）若该车长时间骑行在温度较高的公路上使胎内气体的温度上升到37℃，问此时车内气体的压强； （2）若车胎的气门芯会缓慢漏气，长时间放置后胎内压强变为，忽略气体温度与车胎容积的变化，问胎内泄漏出的气体质量占原来胎内气体质量的比例； （3）若自行车说明书规定的轮胎标准气压在室温27℃下为，为使车胎内气压达标，某同学用打气筒给自行车打气。设每打一次可打入压强为温度为27℃的空气。请通过计算判断打气10次后车胎压强是否达到说明书规定的标准胎压。假设打气过程气体的温度保持不变，车胎因膨胀而增大的体积可以忽略不计。 16. 图1为北京正负电子对撞机结构简图，电子束经直线加速器I加速后，轰击钨靶，产生正电子，正负电子经直线加速器Ⅱ加速后分别进入到储存环中，在储存环中加速、对撞。直线加速器I两端 A、B两板间的电压为U，电子刚从A板进入电场时的速度为0。储存环内有大小为B0的匀强磁场，电子进入储存环后做半径为R的圆周运动。已知正负电子的质量均为m，电荷量分别为+e、﹣e，不考虑电子间的相互作用及电子所受重力，忽略相对论效应。 （1）除了用电子轰击钨靶能够产生正电子，很多同位素会发生β+衰变产生正电子，比如衰变成氧的同位素，请写出原子核的衰变方程； （2）一电子由A板运动到B板过程中，求电场力对该电子的冲量I的大小； （3）如图2，以储存环的中心为原点建立O-xyz空间坐标系，匀强磁场B0方向平行于z轴，某次正电子进入储存环后，发现其运动轨迹圆心O1与储存环中心O沿x轴偏移了d距离，为了将正电子轨迹圆心调回储存环中心，当正电子运动到a点时，立即加一个沿z轴的附加磁场B1，到达b后再撤去附加磁场。求附加磁场B1的方向及大小； （4）若动能大小均为的一对正负电子相向运动发生对撞并湮灭，产生一对同频率的光子。已知光在真空中的传播速度为，普朗克常量为h，求所产生的一个光子的动量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $