内容正文:
2024级高二5月份质量检测物理试题
第I卷(共40分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示为甲乙两个质点做简谐运动的振动图像,实线为甲的振动图像,虚线为乙的振动图像,其中甲的振动方程x = 3asin(5πt)。下列说法中正确的是( )
A. 它的振幅是3
B. 它的频率是5π
C. t = 0时,甲乙的相位差是
D. t = 0时,甲乙的相位差是
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据甲的振动方程可知它的振幅是3a,故A错误;
B.根据振动图像可看出简谐运动的周期均为T = 0.4s,则它的频率是0.25Hz,故B错误;
CD.已知甲的振动方程x = 3asin(5πt),根据图像可知乙的振动方程,则t = 0时,甲乙的相位差是,故C正确、故D错误。
故选C。
2. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. A→B过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
B. B→C过程中,气体内能减少
C. 状态A的气体分子平均动能比状态C的气体分子平均动能大
D. 气体状态变化的全过程中,气体对外做的功等于该图像围成的面积
【答案】C
【解析】
【详解】A.A→B过程中,气体压强不变,体积变大,根据可知,气体温度升高,则气体分子的平均速率变大,碰撞力变大,而气体的分子数密度减小,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减小,故A正确,不满足题意要求;
B.B→C过程中,气体体积不变,压强减小,根据可知,气体温度降低,则气体内能减少,故B正确,不满足题意要求;
C.状态A和状态C,由题图可知
可知状态A和状态C气体的温度相同,则气体分子平均动能相同,故C错误,满足题意要求;
D.根据可知,A→B气体对外做的功,
B→C气体体积不变,则;C→A气体体积减小,外界对气体做的功,其值等于曲线与横轴围成的面积,则气体状态变化的全过程中气体对外做的功等于该图像围成的面积,故D正确,不满足题意要求。
故选C。
3. 如图所示,有一玻璃三棱镜ABC,顶角A为30°,一束光线垂直于AB射入棱镜,从AC射出进入空气,测得出射光线与AC夹角为30°,则棱镜的折射率为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】顶角A为30°,则光从AC面射出时,在玻璃中的入射角i=30°.由于出射光线和入射光线的夹角为30°,所以折射角r=60°.由光路可逆和折射率的定义可知n==,C项正确.
【详解】
4. 海上航行的船只大都装备有随时可用的充气救生船。充气船使用时在船的浮筒内充入气体,充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大,若将充气船放置在海上,则夜间充气船浮筒内的气体与白天相比( )
A. 内能更小 B. 压强更大
C. 分子数密度更小 D. 单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数增多
【答案】A
【解析】
【详解】A.夜间充气船浮筒内的气体与白天相比温度较低,分子的平均动能更小,内能更小,故A正确。
B.充气船内气体体积不变,夜间温度低,由查理定律可知,压强更小,故B错误。
C.气体的质量不变,气体分子总数不变,体积不变,则分子数密度不变,故C错误。
D.夜间温度低,分子的平均动能更小,则分子的平均速率更小,而分子数密度不变,所以单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小,故D错误。
故选A。
5. 关于下列各图所对应现象的描述,正确的是( )
A. 图甲中水黾可以停在水面,是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形,是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降,说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤,是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
【答案】B
【解析】
【详解】A.水黾可以停在水面是因为水的表面张力的缘故,故A错误;
B.水银的表面张力比较大,同时水银和空气之间的相互作用力也比较小,这就导致了水银在接触到其他物体时,会尽可能地减少表面积,从而形成球状,故B正确;
C.当一根内径很细的管垂直插人液体中,浸润液体在管里上升,而不浸润液体在管内下降,故C错误;
D.拖拉机锄松土壤,是为了破坏毛细现象减小水分蒸发,故D错误。
故选B。
6. 与下列图片相关的物理知识说法正确的是( )
A. 甲图,卢瑟福通过α粒子散射实验,发现了质子
B. 乙图,氢原子能级结构图,一个处于能级的原子向低能级跃迁,最多能辐射6种不同频率的光子
C. 丙图,康普顿效应说明光子具有波动性
D. 丁图,铀核裂变生成钡和氪,与铀核相比,钡核比结合能大,平均核子质量小
【答案】D
【解析】
【详解】A.卢瑟福通过α粒子散射实验,提出了原子核的概念,建立了原子核式结构模型,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,发现了质子,故A错误;
B.一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时,最多辐射3种不同频率的光子,故B错误;
C.康普顿效应表明光子除了具有能量之外还具有动量,说明光具有粒子性,故C错误;
D.丁图,与铀核相比,钡核比结合能大,平均核子质量小,原子核更稳定,故D正确。
故选D。
7. 某同学用如图所示实验装置探究“光电效应”,此时电流表有示数。下列说法正确的是( )
A. 若减小光的强度,增大光的频率,则无法确定光电子初动能是增大还是减小
B. 将P向右移,光电子初动能不变
C. 若减小光的频率,则一定不会发生光电效应
D. 若减小光的强度,则不再发生光电效应
【答案】B
【解析】
【详解】A.若减小光的强度,增大光的频率,则每个光子的能量增大,根据光电效应方程可知光电子的最大初动能增大,故A错误;
B.将滑动变阻器滑片P向右移,但光的频率不变, 每个光子的能量不变,根据光电效应方程可知光电子的最大初动能不变,故B正确;
C.若减小光的频率,无法确定该光的频率与金属的极限频率的关系,所以不一定会发生光电效应,故C错误;
D.若仅减小该光入射的强度,由于每个光子的能量不变,入射光的频率仍然大于金属的极限频率,会发生光电效应,故D错误;
故选B。
8. 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子。例如在某种条件下,铬原子的能级上的电子跃迁到能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫做俄歇效应,以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子,已知铬原子的能级公式可简化表示为,式中,,表示不同能级,是正的已知常数,上述俄歇电子的动能是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知能级能量为
能级能量为
从能级跃迁到能级释放的能量为
从能级能量为
电离需要能量为
所以从能级电离后的动能为
故选C。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
9. 光的干涉现象在技术中有重要应用,例如:在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射,从样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的,干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲),( )
A. 若要使条纹变疏,可以将薄片向左移动
B. 如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
C. 将样板平行上移,条纹向着劈尖移动
D. 用黄光照射形成的干涉条纹间距比用绿光照射时小
【答案】AC
【解析】
【详解】A.相邻亮条纹之间,空气膜的厚度差等于半个波长,当薄片向左移动少许时,空气膜的劈角变小,空气膜厚度差等于半个波长的位置距离变大,所以相邻亮条纹间距变大,条纹变疏,故A正确;
B.空气薄层干涉是等厚干涉,即明条纹处空气膜的厚度相同。从弯曲的条纹可知,检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同,弯曲处是凸的,故B错误;
C.根据条纹的位置与空气膜的厚度是对应的,当上玻璃板平行上移时,同一厚度的空气膜向劈尖移动,故条纹向着劈尖移动,故C正确;
D.条纹间距与光的波长成正比,由于黄光波长长,故黄光条纹间距大,绿光的条纹间距小,故D错误。
故选AC。
10. 如图所示为竖直放置的上粗下细密闭细管,水银柱将气体分隔为A、B两部分,初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量的绝对值为ΔVA、ΔVB,压强变化量为ΔpA、ΔpB,则下列说法正确的是(重力加速度为g) ( )
A. 初始状态满足pB=pA+ρgh,ρ为水银的密度,h为水银柱长度
B. ΔVA>ΔVB
C. ΔpA<ΔpB
D. 液柱将向上移动
【答案】AD
【解析】
【详解】A.初始状态满足
ρ为水银的密度,h为水银柱长度,A正确;
B.由于气体的总体积不变,因此,B错误;
CD.首先假设液柱不动,则A,B两部分气体发生等容变化,由查理定律,对气体A
对气体B
由于所以
则液柱将向上移动,则液体压强减小,液体稳定后有
则
即
故C错误,D正确。
故选AD。
11. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换),这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中,下列说法正确的是( )
A. A→B过程中,外界对气体做功 B. B→C过程中,气体的温度降低
C. C→D过程中,气体要放热 D. 一个循环过程,气体内能不变
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由p−V图像可知,在A→B过程中,体积增大,气体对外界做功,故A错误;
B.在B→C过程中,气体体积增大,故气体对外界做功W<0,由于绝热过程,没有热交换Q=0,根据热力学第一定律,内能减少,温度降低,故B正确;
C.C→D过程中,温度不变,气体内能不变,体积减小,外界对气体做功W>0,根据热力学第一定律,则Q<0,气体放热,故C正确;
D.一个循环过程,气体又回到初始状态,根据理想气体状态方程,气体pV的乘积不变,故气体的温度T不变,故气体内能不变,故D正确。
故选BCD。
12. 2022年10月19日,中国新一代“人造太阳”(HL-2M)科学研究取得突破性进展,等离子体电流突破100万安培,创造了我国可控核聚变装置运行新纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为,其中氘核的质量为2.0130u,氦核的质量为3.0150u,中子的质量为1.0087u,1u相当于931.5MeV,在两个氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞,并且核反应释放的核能全部转化为动能的情况下,下列说法正确的是( )
A. 该核反应吸收的能量为2.14 MeV
B. 核反应后氦核与中子的动量等大反向
C. 核反应后氦核的动能为0.71MeV
D. 该反应生成物的结合能小于反应物的结合能之和
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据质能方程,该核反应前后释放的能量
故A错误;
B.两个氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞,则核反应前两氘核动量等大反向,因而反应后氦核与中子的动量等大反向,故B正确;
C.核反应后的总动能
而
所以
联立解得氦核的动能为
中子的动能为
故C正确;
D.比结合能又称平均结合能,等于结合能除以核子数,结合能是自由分散的核子结合成原子核所释放的能量,由于反应放出能量,该反应生成物的结合能大于反应物的结合能之和,故D错误。
故选BC。
第II卷(共60分)
三、实验题(本题共2小题,共18分,按题目要求作答)。
13. 在“油膜法估测分子直径”的实验中,我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)该实验体现了理想化模型的思想,下列说法中不属于本实验的理想假设的是________
A. 把油酸分子简化为球形
B. 认为油酸分子紧密排列,油酸在水面上形成单分子油膜
C. 油酸不溶于水
(2)下图是实验的部分操作步骤,下列说法正确的是________
A. 图中的操作步骤顺序是:丙→丁→乙→甲
B. 油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验
C. 往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓
(3)①实验时,将1滴配制好的浓度0.1%(即每油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL)的油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘中,让油膜在水面上尽可能散开,待液面稳定后,把带有方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓,形状如图所示,图中正方形小方格边长为1.0 cm,则油膜的面积S约为________。
②若已知75滴油酸酒精溶液的总体积为,则由①中的数据所测得的油酸分子直径约为________(保留一位有效数字)。
(4)关于实验误差,下列说法正确的是________
A. 撒石膏粉过厚,油膜未充分展开,导致分子直径测量值偏大
B. 计算油膜面积时,未计入所有边缘不满格面积,导致分子直径测量值偏小
C. 若未等油酸完全扩散即描绘轮廓,油膜面积偏小,直径测量值偏大
D. 用量筒测出溶液的滴数时,多数了滴数,导致计算出的分子直径偏大
【答案】(1)C (2)B
(3) ①. 【到之间都对】 ②. (4)AC
【解析】
【小问1详解】
[1]油膜法的理想假设是:1、把油酸分子看作球形;2、油膜是单分子层,且分子紧密排列。故选C。
【小问2详解】
[1]操作顺序:丙(记录滴数)→乙(撒粉)→丁(滴油酸溶液)→甲(描绘轮廓),A 错误。
油酸酒精溶液久置后酒精会挥发,浓度改变,不能搁置太久,B 正确。
滴入溶液后需等油膜稳定再描绘轮廓,C 错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]数方格,不足半个舍去,大于半个算一个,方格约 130 个,,总面积
[2]每滴溶液体积:
纯油酸体积:
直径公式:(保留一位有效数字)
【小问4详解】
[1]A.撒粉过厚,油膜未充分展开,面积S偏小,偏大 ,A正确;
B.未计入边缘不完整方格,偏小,应偏大,B 错误;
C.未等油膜稳定就描绘轮廓,偏小,偏大 ,C正确;
D.多数了滴数,每滴体积滴偏小,偏小,D 错误 ;
故选AC。
14. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示,用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体,用数据采集器连接计算机测量气体压强。
(1)实验时,推动活塞,注射器内空气体积逐渐减小,多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线,如图乙所示(其中虚线是实验所得图线,实线为一条双曲线,实验过程中环境温度保持不变),发现该图线与等温变化规律明显不合,造成这一现象的可能原因___________。
A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高
B. 实验时迅速推动活塞
C. 注射器没有保持水平
D. 推动活塞过程中有气体泄漏
(2)某小组两位同学各自独立做了实验,环境温度一样且实验均操作无误,根据他们测得的数据作图像如图丙所示,图中代表的物理含义是___________,图线、斜率不同的原因___________。
(3)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值,以及相应的压强传感器示数。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。绘出的关系图像应是___________。
A. B.
C. D.
【答案】(1)AB (2) ①. 注射器与压强传感器连接部分的气体体积 ②. 两组实验气体质量不同 (3)D
【解析】
【小问1详解】
由图像的特点可知,压缩气体过程中p与V的乘积增大,所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器,导致温度升高;或实验时迅速推动活塞,没有使气体有充分的时间与外界进行热交换,导致温度升高,故选AB。
【小问2详解】
根据理想气体状态方程
整理得
可知图中V0的物理含义是注射器与压强传感器连接部分的气体体积。图像的斜率为
环境温度相同,图线a斜率大于图线b斜率的可能原因是两组实验气体质量不同。
【小问3详解】
测量时,注射器与压强传感器连接部分气体的体积V0未计入,纵轴存在截距;软管脱落后,气体向外漏出,p的测量值偏小,相应的横坐标偏大,但左侧的延长线与纵轴的交点仍为,故前后两条线相交在此处,故选D。
四、计算题:本大题共4小题,共42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。
15. 如图,容积均为的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门、,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭、,通过给汽缸打气,每次可以打进气压为,体积为的空气,已知室温为,大气压为,汽缸导热,
(1)要使A缸的气体压强增大到,应打气多少次?
(2)打开并缓慢加热汽缸内气体使其温度升高,求稳定时活塞上方气体的体积和压强.
【答案】(1)15次;(2)0.4V0;
【解析】
【分析】(1)将A缸内气体与打气进入的气体整体作为研究对象,根据波义耳定律列方程求解;
(2)缓慢加热汽缸内气体使其温度升高,由理想气体的状态变化方程求解此时活塞上方气体的体积和压强.
【详解】(1)将A缸内气体与打气进入的气体整体作为研究对象,设共打气n次,开始时的压强是,末状态的压强是,则:
可得:次
(2)设温度升高后上边的气体的压强为P,体积为V,则,
对上边:
对下边:
联立得:,
【点睛】本题主要是考查了理想气体的状态方程;解答此类问题的方法是:找出不同状态下的三个状态参量,分析理想气体发生的是何种变化,利用理想气体的状态方程列方程求解;本题要能用静力学观点分析各处压强的关系,要注意研究过程中哪些量不变,哪些量变化,选择合适的气体实验定律解决问题.
16. 在某次大型庆典活动中,技术人员采用数百架无人机编队表演模拟水波纹扩散的壮观效果。通过精确控制无人机模拟水面上质点的振动,形成以O点为波源向外传播的圆形波。以某一方向建立x轴,该传播方向上有a、b两架水平方向相距0.5m的无人机,如图甲所示。从计时开始a、b两无人机的振动图像分别如图乙、丙所示。
(1)请写出无人机b的振动方程;
(2)若该波的波长大于0.2m,求波速的大小。
【答案】(1)
(2)、或
【解析】
【小问1详解】
由图可得振幅
周期
所以
所以无人机b的振动方程为
【小问2详解】
由图可得,b的振动图像落后于a,相位差为
所以
当时,有
则
当时,有
则
当时,有
则
当时,有
所以该波的波长大于0.2m,波速的大小为、或。
17. 用中子轰击铀核(),其中的一个可能反应是分裂成钡()和氪()两部分,放出3个中子。各个核和中子的质量如下(计算结果在小数点后保留两位小数):
mU=390.313 9×10-27 kg,mn=1.674 9×10-27 kg;
mBa=234.001 6×10-27 kg,mKr=152.604 7×10-27 kg。
(1)试写出核反应方程
(2)求出反应中释放的核能。
(3)我国第一座核电站——秦山核电站总装机容量达到650万千瓦,求秦山核电站一年需要消耗多少千克的裂变原料?
【答案】(1) (2) 3.22×10-11J ;(3)2.48×103kg
【解析】
【详解】(1)核反应方程
(2)一个铀发生反应的质量亏损
△m=mu+mn-mBa-mKr-3 mn=mu-mBa-mKr-2 mn
=390.313 9×10-27-234.001 6×10-27-152.604 7×10-27-2×1.674 9×10-27
=0.3578×10-27kg
一个铀核裂变释放能量为
△E=△mc2=0.3578×10-27×(3×108)2J=3.22×10-11J
(3)秦山核电站一年需要消耗裂变原料
18. 如图所示为某社区在今年防治新冠疫情中用于喷洒消毒液的喷雾器,由三部分构成,左侧喷雾阀门连接手持式喷雾管,中间为贮液桶,右侧为用软细管(不计体积)相连的打气筒。已知贮液桶的体积为V0,装入V1=V0的药液后,密封加水口,关闭喷雾阀门。用打气筒向贮液桶内再压入压强为1 atm,体积为V=V0的空气。设大气压强恒为p0=1 atm,打气过程中贮液桶内气体温度保持不变。药液的密度为ρ,其摩尔质量为M。阿伏加德罗常数为NA,求:(空气可视为理想气体,不考虑空气溶于液体)
(1)压入空气后贮液桶内药液上方的气体压强;
(2)若打开喷雾头阀门至贮液桶内气压变为p1=2atm时,贮液桶向外喷出药液的分子数N。
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)开始时贮液桶内药液上方有压强为,体积为的气体,再压入压强为体积为V的空气后,由玻意耳定律有
解得
(2)贮液桶内气压为时,根据玻意耳定律有
可得喷出的液体的体积为
则贮液桶向外喷出药液的分子数为
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2024级高二5月份质量检测物理试题
第I卷(共40分)
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示为甲乙两个质点做简谐运动的振动图像,实线为甲的振动图像,虚线为乙的振动图像,其中甲的振动方程x = 3asin(5πt)。下列说法中正确的是( )
A. 它的振幅是3
B. 它的频率是5π
C. t = 0时,甲乙的相位差是
D. t = 0时,甲乙的相位差是
2. 一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后又回到状态A。其中C→D→A为等温过程。该循环过程如图所示,下列说法错误的是( )
A. A→B过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
B. B→C过程中,气体内能减少
C. 状态A的气体分子平均动能比状态C的气体分子平均动能大
D. 气体状态变化的全过程中,气体对外做的功等于该图像围成的面积
3. 如图所示,有一玻璃三棱镜ABC,顶角A为30°,一束光线垂直于AB射入棱镜,从AC射出进入空气,测得出射光线与AC夹角为30°,则棱镜的折射率为( )
A. B. C. D.
4. 海上航行的船只大都装备有随时可用的充气救生船。充气船使用时在船的浮筒内充入气体,充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大,若将充气船放置在海上,则夜间充气船浮筒内的气体与白天相比( )
A. 内能更小 B. 压强更大
C. 分子数密度更小 D. 单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数增多
5. 关于下列各图所对应现象的描述,正确的是( )
A. 图甲中水黾可以停在水面,是因为受到水的浮力作用
B. 图乙中玻璃容器中的小水银滴呈球形,是因为表面张力的缘故
C. 图丙中插入水中的塑料笔芯内水面下降,说明水浸润塑料笔芯
D. 图丁中拖拉机锄松土壤,是为了利用毛细现象将土壤里的水分引上来
6. 与下列图片相关的物理知识说法正确的是( )
A. 甲图,卢瑟福通过α粒子散射实验,发现了质子
B. 乙图,氢原子能级结构图,一个处于能级的原子向低能级跃迁,最多能辐射6种不同频率的光子
C. 丙图,康普顿效应说明光子具有波动性
D. 丁图,铀核裂变生成钡和氪,与铀核相比,钡核比结合能大,平均核子质量小
7. 某同学用如图所示实验装置探究“光电效应”,此时电流表有示数。下列说法正确的是( )
A. 若减小光的强度,增大光的频率,则无法确定光电子初动能是增大还是减小
B. 将P向右移,光电子初动能不变
C. 若减小光的频率,则一定不会发生光电效应
D. 若减小光的强度,则不再发生光电效应
8. 原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子。例如在某种条件下,铬原子的能级上的电子跃迁到能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫做俄歇效应,以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子,已知铬原子的能级公式可简化表示为,式中,,表示不同能级,是正的已知常数,上述俄歇电子的动能是( )
A. B. C. D.
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)
9. 光的干涉现象在技术中有重要应用,例如:在磨制各种镜面或其他精密的光学平面时,可以用干涉法检查平面的平整程度。如图所示,在被测平面上放一个透明的样板,在样板的一端垫一个薄片,使样板的标准平面与被测平面之间形成一个楔形空气薄层。用单色光从上面照射,从样板上方向下观测时可以看到干涉条纹。如果被测表面是平整的,干涉条纹就是一组平行的直线(如图甲),( )
A. 若要使条纹变疏,可以将薄片向左移动
B. 如果干涉条纹如图乙所示发生弯曲,就表明被测表面弯曲对应位置向下凹
C. 将样板平行上移,条纹向着劈尖移动
D. 用黄光照射形成的干涉条纹间距比用绿光照射时小
10. 如图所示为竖直放置的上粗下细密闭细管,水银柱将气体分隔为A、B两部分,初始温度相同。使A、B升高相同温度达到稳定后,体积变化量的绝对值为ΔVA、ΔVB,压强变化量为ΔpA、ΔpB,则下列说法正确的是(重力加速度为g) ( )
A. 初始状态满足pB=pA+ρgh,ρ为水银的密度,h为水银柱长度
B. ΔVA>ΔVB
C. ΔpA<ΔpB
D. 液柱将向上移动
11. 如图所示,一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A。其中,A→B和C→D为等温过程,B→C和D→A为绝热过程(气体与外界无热量交换),这就是著名的“卡诺循环”。该循环过程中,下列说法正确的是( )
A. A→B过程中,外界对气体做功 B. B→C过程中,气体的温度降低
C. C→D过程中,气体要放热 D. 一个循环过程,气体内能不变
12. 2022年10月19日,中国新一代“人造太阳”(HL-2M)科学研究取得突破性进展,等离子体电流突破100万安培,创造了我国可控核聚变装置运行新纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为,其中氘核的质量为2.0130u,氦核的质量为3.0150u,中子的质量为1.0087u,1u相当于931.5MeV,在两个氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞,并且核反应释放的核能全部转化为动能的情况下,下列说法正确的是( )
A. 该核反应吸收的能量为2.14 MeV
B. 核反应后氦核与中子的动量等大反向
C. 核反应后氦核的动能为0.71MeV
D. 该反应生成物的结合能小于反应物的结合能之和
第II卷(共60分)
三、实验题(本题共2小题,共18分,按题目要求作答)。
13. 在“油膜法估测分子直径”的实验中,我们通过宏观量的测量间接计算微观量。
(1)该实验体现了理想化模型的思想,下列说法中不属于本实验的理想假设的是________
A. 把油酸分子简化为球形
B. 认为油酸分子紧密排列,油酸在水面上形成单分子油膜
C. 油酸不溶于水
(2)下图是实验的部分操作步骤,下列说法正确的是________
A. 图中的操作步骤顺序是:丙→丁→乙→甲
B. 油酸酒精溶液配制好后,不能搁置很久才做实验
C. 往浅盘中滴入油酸酒精溶液后应立即描绘油膜轮廓
(3)①实验时,将1滴配制好的浓度0.1%(即每油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL)的油酸酒精溶液滴入盛水的浅盘中,让油膜在水面上尽可能散开,待液面稳定后,把带有方格的玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描绘出油膜的边界轮廓,形状如图所示,图中正方形小方格边长为1.0 cm,则油膜的面积S约为________。
②若已知75滴油酸酒精溶液的总体积为,则由①中的数据所测得的油酸分子直径约为________(保留一位有效数字)。
(4)关于实验误差,下列说法正确的是________
A. 撒石膏粉过厚,油膜未充分展开,导致分子直径测量值偏大
B. 计算油膜面积时,未计入所有边缘不满格面积,导致分子直径测量值偏小
C. 若未等油酸完全扩散即描绘轮廓,油膜面积偏小,直径测量值偏大
D. 用量筒测出溶液的滴数时,多数了滴数,导致计算出的分子直径偏大
14. “探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示,用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体,用数据采集器连接计算机测量气体压强。
(1)实验时,推动活塞,注射器内空气体积逐渐减小,多次测量得到注射器内气体压强、体积变化的图线,如图乙所示(其中虚线是实验所得图线,实线为一条双曲线,实验过程中环境温度保持不变),发现该图线与等温变化规律明显不合,造成这一现象的可能原因___________。
A. 实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高
B. 实验时迅速推动活塞
C. 注射器没有保持水平
D. 推动活塞过程中有气体泄漏
(2)某小组两位同学各自独立做了实验,环境温度一样且实验均操作无误,根据他们测得的数据作图像如图丙所示,图中代表的物理含义是___________,图线、斜率不同的原因___________。
(3)另一小组实验时缓慢推动活塞,记录4组注射器上的刻度数值,以及相应的压强传感器示数。在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。绘出的关系图像应是___________。
A. B.
C. D.
四、计算题:本大题共4小题,共42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。
15. 如图,容积均为的汽缸A、B下端有细管(容积可忽略)连通,阀门位于细管的中部,A、B的顶部各有一阀门、,B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略).初始时,三个阀门均打开,活塞在B的底部;关闭、,通过给汽缸打气,每次可以打进气压为,体积为的空气,已知室温为,大气压为,汽缸导热,
(1)要使A缸的气体压强增大到,应打气多少次?
(2)打开并缓慢加热汽缸内气体使其温度升高,求稳定时活塞上方气体的体积和压强.
16. 在某次大型庆典活动中,技术人员采用数百架无人机编队表演模拟水波纹扩散的壮观效果。通过精确控制无人机模拟水面上质点的振动,形成以O点为波源向外传播的圆形波。以某一方向建立x轴,该传播方向上有a、b两架水平方向相距0.5m的无人机,如图甲所示。从计时开始a、b两无人机的振动图像分别如图乙、丙所示。
(1)请写出无人机b的振动方程;
(2)若该波的波长大于0.2m,求波速的大小。
17. 用中子轰击铀核(),其中的一个可能反应是分裂成钡()和氪()两部分,放出3个中子。各个核和中子的质量如下(计算结果在小数点后保留两位小数):
mU=390.313 9×10-27 kg,mn=1.674 9×10-27 kg;
mBa=234.001 6×10-27 kg,mKr=152.604 7×10-27 kg。
(1)试写出核反应方程
(2)求出反应中释放的核能。
(3)我国第一座核电站——秦山核电站总装机容量达到650万千瓦,求秦山核电站一年需要消耗多少千克的裂变原料?
18. 如图所示为某社区在今年防治新冠疫情中用于喷洒消毒液的喷雾器,由三部分构成,左侧喷雾阀门连接手持式喷雾管,中间为贮液桶,右侧为用软细管(不计体积)相连的打气筒。已知贮液桶的体积为V0,装入V1=V0的药液后,密封加水口,关闭喷雾阀门。用打气筒向贮液桶内再压入压强为1 atm,体积为V=V0的空气。设大气压强恒为p0=1 atm,打气过程中贮液桶内气体温度保持不变。药液的密度为ρ,其摩尔质量为M。阿伏加德罗常数为NA,求:(空气可视为理想气体,不考虑空气溶于液体)
(1)压入空气后贮液桶内药液上方的气体压强;
(2)若打开喷雾头阀门至贮液桶内气压变为p1=2atm时,贮液桶向外喷出药液的分子数N。
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