精品解析：上海市杨浦区复旦大学附属中学2025-2026学年高二下学期期末物理试卷（等级考）

2025-2026学年上海市杨浦区复旦大学附属中学高二（下）期末物理试卷（等级考） 综合题：五道题，共100分。 1. 如图所示，展厅需要一幅材质均匀的长方形带画画框，画框的质量为m=1.5kg、长度为l=40cm、宽度为d=30cm、厚度可忽略，两个挂钉分别位于画框上边的两个顶点处，挂钉质量可忽略，重力加速度大小取g=9.8m/s2。 （1）如图所示，用一根轻质细绳连接两个挂钉，再挂在竖直墙壁的光滑挂钩上，将画框对称悬挂，整个画框处于紧贴墙壁的竖直平面内，墙壁与画框之间的动摩擦因数为μ=0.5。 ①墙壁与画框之间______。 A.不存在摩擦力 B.存在14.7N的静摩擦力 C.存在7.35N的静摩擦力 D.存在7.35N的滑动摩擦力 ②若轻质细绳能承受的最大拉力为12.25N，则细绳______。 A.最短要0.25m B.最长要0.25m C.最短要0.5m D.最长要0.5m ③若挂画悬挂一段时间后在竖直平面内发生了略微倾斜，则细绳上的张力______。 A.变大 B.变小 C.不变 （2）为使整个画框能有一定的倾斜度，展厅做了如下操作：将画框下边放在粗糙的水平桌面上，画框与水平桌面之间的夹角为θ=60°；两根长度均为l=40cm的轻质细绳对称拉住画框挂钉后，系在竖直墙壁的同一点O处，细绳所在平面与画框垂直。静止后的画框三视图如图： ①（多选）画框下边与水平桌面之间的动摩擦因数可能为______。 A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.4 ②每根细绳上的张力大小为______ N。（保留三位有效数字） 【答案】（1） ①. A ②. C ③. B （2） ①. CD ②. 2.12 【解析】 【小问1详解】 [1]①画框受到两根细绳的拉力和重力，三个力均在画框所在的竖直平面内，墙面对画框无垂直墙面的弹力。 A．墙壁与画框间不满足摩擦力的产生条件，不存在摩擦力，故A正确； BCD．三项均认为墙壁与画框间存在摩擦力，与上述受力情况不符，故BCD错误； 故选A。 [2]②设每段细绳长为，细绳与竖直方向夹角为，每段细绳的拉力为。画框静止，由平衡条件得 绳的拉力达到允许最大值时，代入上式得 由三角函数关系得 由几何关系得 解得 细绳总长为，且此时张力达到允许最大值。 故选C。 [3]③画框稍微倾斜后，两根细绳与竖直方向的夹角均减小，增大。由②中的平衡关系可知，每根细绳的张力减小。 A．细绳张力不增大，故A错误； B．细绳张力减小，故B正确； C．细绳张力发生变化，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]①设两根细绳拉力的合力为。以画框下边中点为转动轴，根据刚体平衡条件得 解得 设桌面对画框的摩擦力大小为，支持力为。画框静止，根据平衡条件有，。为保持静止，摩擦力满足 整理得 故选CD。 [2]②俯视图中，两根细绳和两个挂钉间的线段构成等边三角形，两根细绳的夹角为。设每根细绳的拉力为，由力的平行四边形定则得 代入 解得 2. 2026年，我国成功进行了长征十号运载火箭与载人飞船系统最大动压逃逸实验，向载人登月迈出了关键一步。本题将探讨火箭发射、箭体回收及登月探测过程中的相关物理学原理。 （1）在火箭缩比模型的垂直飞行测试中，模型从离地某高度处竖直向上发射，其运动的速度—时间（）图像如图甲所示，图中各相邻数据点间的时间间隔相等。在下列哪个时间段内，火箭恰好回到了发射点所在的位置？______。 A. 3s≤t<5s B. 5s≤t<7s C. 7s≤t<10s D. 10s≤t<12s （2）宇航员成功登月后，在月球表面进行了一项抛体实验。将一小球从月球表面竖直向上抛出（不计气体阻力），其位移—时间（）图像如图乙所示。由图像推算可知，月球表面的重力加速度大小为______m/s2，物体落到月球表面时的速度大小为______m/s。 （3）2026年2月，我国进行了长征十号运载火箭与载人飞船系统最大动压逃逸实验（图丙），向载人登月迈出了关键的一步。已知重力加速度为g，忽略火箭发射过程中g的变化。 一级箭体分离后经过减速过程，最终竖直落到海面。一级箭体下落过程中，先关闭发动机，箭体由静止开始加速下落，然后打开发动机，箭体减速下落，最终在海面处速度减为0。已知一级箭体的质量为M，求箭体下落过程中空气阻力和发动机反推力对箭体做的总功W。 （4）（论证）2026年2月，我国进行了长征十号运载火箭与载人飞船系统最大动压逃逸实验（图丙），向载人登月迈出了关键的一步。已知重力加速度为g，忽略火箭发射过程中g的变化。 火箭发射过程中的动压（q）是在火箭高速穿越大气层时，迎面气流对箭体单位面积产生的动态冲击力的大小，其表达式为，其中ρ为空气的密度，v为火箭相对空气的速度。假设火箭从静止开始以平均加速度a竖直发射，地表空气密度为，单位高度空气密度减少量为。推导火箭发射过程中动压q随高度h的变化规律，并在图丁中定性画出图像。 （5）（计算）基于第（4）题的条件，发射过程中动压越大越危险，若在载人飞船分离过程中，处于火箭前端的载人飞船系统需获得至少8g的竖直加速度。设载人飞船系统横截面直径为d，质量为m，请估算为使载人飞船安全分离，需提供至少多大的推力F。 【答案】（1）C （2） ①. 1.6 ②. 8 （3） （4）， （5） 【解析】 【小问1详解】 图像与横轴围成的面积表示位移，速度为正代表沿正方向运动，速度为负代表反向运动。火箭正向运动，总位移为正值，后火箭反向运动，当反向位移大小等于正向位移大小时火箭回到出发点。由图像规律可知，当t轴上下两部分图像面积相等时，火箭总位移为零、回到出发点，满足该条件的时刻处于。 故选C。 【小问2详解】 [1]从图像中可读出，小球竖直上抛的最大上升高度，上升至最高点所用时间。将上升过程逆向等效为初速度为0的匀加速直线运动，则有 解得月球表面重力加速度 [2]竖直上抛运动具备上升、下落过程对称的特点，落地速度大小等于抛出初速度，可得小球落到月球表面时的速度大小 【小问3详解】 一级箭体下落全程初速度与落地末速度均为零，全过程仅存在重力、空气阻力、发动机反推力做功，设空气阻力与发动机反推力对箭体做的总功为W。根据动能定理有 解得 【小问4详解】 火箭从静止开始做匀加速直线竖直运动，结合匀变速直线运动速度-位移公式可得 随发射高度升高，空气密度均匀减小，地表初始空气密度为，单位高度空气密度减少量为，因此高度h处对应的空气密度满足 将速度、密度表达式代入动压定义公式，可得 所得关系式为开口向下的一元二次函数，对应定性图像起点为坐标原点O，曲线先向上上升至峰值顶点，之后逐渐向下回落并与横轴相交，如图所示 【小问5详解】 对二次函数，求顶点极值，可得最大动压 载人飞船横截面直径为d，迎风受力横截面积 气流动压产生的向下冲击力为 飞船分离时竖直加速度至少达到8g，以竖直向上为正方向，由牛顿第二定律有 可得为保障载人飞船安全分离所需提供的最小推力 3. 在光通讯系统中，光信号通过光纤传输，并在终端通过光电探测器转化为电信号。相关光学器件的研制常需对光强空间分布进行精密检测。 （1）测试某发光组件时，测得光强分布与水平坐标的关系如图1所示，该图对应______（选填“单缝衍射”或“双缝干涉”）现象；若在激光器和狭缝间放置偏振片，图2所示屏幕上的条纹间距将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）如图3，一束通讯激光在光纤端面O点以入射角射入，恰好在内芯与外套交界面发生全反射。则内芯的折射率为______，其与外套的折射率相比更______（选填“大”或“小”）。 （3）为精确标定探测器光电管的阴极材料K，利用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁发出的光照射该阴极（如图4），测得光电流I与电压U的关系如图5所示。已知。该阴极材料的逸出功为______ eV；若要使该探测器恰好产生光电流，入射的紫外光波长不能超过______nm（保留3位有效数字）。 （4）光接收器末端常使用特种树脂透镜。如图6，一半径为R的半球形透明树脂球心为O，顶点为A，AO垂直于底面。一束单色光平行于AO射向半球面的B点，经折射后在底面D点（图中未画出）恰好发生全反射。已知树脂的折射率为，真空中光速为c，则B点处入射角的正切值为______；该光束从 B点传播到D点所用的时间为______ s。 【答案】（1） ①. 单缝衍射 ②. 不变 （2） ①. ②. 大 （3） ①. 11.25 ②. 110 （4） ①. 3 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]图1符合单缝衍射光强特征：中央条纹宽而亮，两边条纹窄且关于中央亮纹对称； [2]偏振片仅改变光的偏振方向，不改变光波长、缝宽a、缝到屏距离L，衍射条纹间距不变。 【小问2详解】 [1]射入，恰好在内芯与外套交界面发生全反射，可得 代入数据解得 [2]光在内外芯界面发生全反射，说明光是从内芯射向外芯，因此内芯是光密介质，折射率大于外套折射率。 【小问3详解】 [1]根据动能定理和光电效应方程有 代入数据解得遏止电压 故 能级向能级跃迁释放光子能量 逸出功； [2]极限波长满足 解得 【小问4详解】 [1]设D点全反射临界角为C， 作出光路图如图所示，则 联立解得 [2]该束光在材料中传播速度大小为 由几何关系有 该束光从B点射向D点所用的时间是 解得 4. 水火箭是深受同学们喜爱的趣味科创实验，涉及液体、固体材料以及气体热力学等多方面知识。某科创小组用容积为2L的可乐瓶制作水火箭。 （1）如图所示，可乐瓶轻置于铁架台上。瓶内装入1L水后密封，初始气体压强为p0 （可视为理想气体）。用打气筒每次打入0.5L、p0的空气，当瓶内气压达5p0时橡胶塞脱落。 ①在打气筒打气过程中______。 A.由于打气筒内气体分子间斥力越来越大，所需力气也越大 B.打气筒内气体温度升高是因为摩擦生热 C.塑料瓶内气体分子间的作用力会变大 D.塑料瓶内气体分子的数密度变大 ②设打气过程中气体温度不变，至少打气______次，橡胶塞才会脱落。 ③观察可乐塑料瓶材质的细管，其液面弯曲程度小于细玻璃管，这说明玻璃固体分子对附着层内液体分子的吸引力______（选填：大于、小于、等于）塑料固体分子对附着层内液体分子的吸引力。 （2）橡胶塞脱落后，水从水火箭尾部向下高速喷出，饮料瓶会快速上升， ①在此过程中，瓶内气体状态的变化可近似视为______。 A.等容过程 B.等压过程 C.绝热过程 D.等温过程 ②（多选）根据第①问，在此过程中______。 A.由于反冲，喷出的水对水火箭的冲量与水火箭对喷出的水的冲量相同 B.封闭气体的温度降低 C.封闭气体的内能全部转化为水的机械能 D.单位时间内可乐瓶内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减少 （3）为了更好地探究水火箭中封闭气体的热学规律，将其竖直固定。现缓慢充气后压强变为4p0。微微打开喷水口阀门，缓慢喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体压强p随体积V的变化关系如图中实线所示。（p0=1×105 Pa） ①气体在状态M与状态N的热力学温度之比为______。 ②在喷水过程中，大气对气体做功______ J。 （4）（论证）（基于第（3）题的条件）虚线为气体在绝热条件下的压强p与体积V的变化关系图线，则气体在图（b）中沿实线从M到N的过程是______（选填：吸热、放热），请说明理由。 （5）（基于第（3）题的条件）请在p-V图中定性画出另一条可以代表气体从状态M经历等温膨胀过程中的等温线，并在线上用箭头表示过程方向。 【答案】（1） ①. D ②. 8 ③. 大于 （2） ①. C ②. BD （3） ①. ②. （4）虚线为绝热过程，由于气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体内能减少；由图可知N状态的温度比状态的温度高，所以实线过程气体内能的减少量小于虚线气体内能的减少量；根据图像与横轴围成的面积表示做功的大小，可知实线过程气体对外界做功的大小大于虚线过程气体对外界做功的大小，所以实线过程气体对外界做功的大小大于气体内能的减少量，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热。 （5） 【解析】 【小问1详解】 ①[1]AC．根据理想气体的分子间作用力可忽略不计，随着打气筒打气，密闭部分气体的压强变大，所需力气变大，故AC错误； B．打气筒打气过程，外界对气体做功，气体内能变大，温度升高，主要不是由于摩擦生热，故B错误； D．密闭部分的体积不变，向内打气过程，气体分子总数变大，分子数密度变大，故D正确。 故选D。 ②[2]由题意可知该过程为等温过程，根据理想气体的状态方程，可知若需要打气n次，则满足 解得 ③[3]根据玻璃、塑料管内的液面特点，可知弯曲程度更大的，对应的吸引力更大，即玻璃固体分子对附着层内液体分子的吸引力大于塑料固体分子对附着层内液体分子的吸引力。 【小问2详解】 ①[1]根据水高速喷出，饮料瓶快速上升，可知该过程时间极短，来不及热传递，可看作绝热过程。 故选C。 ②[2]A．冲量为矢量，可知水对水火箭和水火箭对水的冲量方向相反，故A错误； B．封闭理想气体的内能只与气体温度有关，绝热过程，气体对外做功，由热力学第一定律，可知气体内能减少，气体温度降低，故B正确； C．根据水和饮料瓶的运动情况，可知气体的内能转化为水的机械能和饮料瓶的机械能，故C错误； D．根据封闭气体的体积变大，可知数密度变小，结合温度降低，可知分子运动的平均速率降低，单位时间内可乐瓶内壁单位面积受到气体分子的撞击次数减少，故D正确。 故选BD。 【小问3详解】 ①[1]根据理想气体状态方程，可得 可得气体在状态M与状态N的热力学温度之比为 ②[2]由大气压强不变，气体体积变大，所以大气对气体做负功，则有 【小问4详解】 虚线为绝热过程，由于气体体积增大，外界对气体做负功，根据热力学第一定律可知，气体内能减少；由图可知N状态的温度比状态的温度高，所以实线过程气体内能的减少量小于虚线气体内能的减少量；根据图像与横轴围成的面积表示做功的大小，可知实线过程气体对外界做功的大小大于虚线过程气体对外界做功的大小，所以实线过程气体对外界做功的大小大于气体内能的减少量，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热。 【小问5详解】 从M到为绝热膨胀过程，无吸放热，外界对气体做负功，由热力学第一定律，可知从M到内能减小，温度降低； 等温膨胀过程的内能不变，温度不变，可知等温线对应的末状态温度比状态的温度高，结合理想气体状态方程，可知体积相同时，等温线对应的压强比绝热线的压强大，为双曲线，如图所示 5. 天文学家通过研究太阳光谱明确了太阳的元素组成，认识到太阳是一颗依靠内部氢聚变为氦的核反应来发光发热的等离子球。 （1）太阳的高温内核可以产生包含一切波长的白光，这些白光经过太阳的低温外层大气时，会被其中的元素原子选择性吸收特定波长的光，最终形成太阳光谱。 ①如图可能为太阳光谱的是______。 A. B. C. ②太阳的外层大气中存在H、He+、He、C5+等原子（或离子），这些原子（或离子）的光谱不能用玻尔理论解释的是______。 A.H原子 B. He+离子 C.He原子 D. C5+离子 ③（多选）图示为He+离子的能级分布示意图，已知普朗克常量h=6.626×10-34 J⋅s，元电荷e=1.602×10-19 C。处于基态的He+离子______。 A.能完全吸收频率为1.233×1016 Hz的光子后，跃迁至n=4能级 B.能部分吸收频率为1.245×1016 Hz的光子后，跃迁至n=4能级 C.跃迁至n=4能级后，电子轨道半径增大、动能减小 D.不能吸收频率为1.432×1016 Hz的光子 （2）太阳内部温度高、密度大，发生着氢聚变成氦的核反应。 ①聚变反应需要高温条件，又被称为热核反应，其原因是______。 ②核聚变时需对参与聚变的高温高密等离子体进行约束，太阳中的约束方式为______。 A.磁约束 B.惯性约束 C.激光约束 D.引力约束 （3）太阳内部的核聚变称为循环，共分为三步，括号内为每一步反应释放的能量： 第一步  H+ H→H+□（0.42MeV） 第二步H+ H→He（5.49MeV） 第三步 He+He→ He+2H（12.86MeV） ①第一步产物中的“□”为______。 A.  n B. e C. n D. e ②已知质子质量mp=1.673×10-27kg，中子质量mn=1.675×10-27 kg，氘核（ H）平均结合能=1.11MeV。由第二步反应可得， He核的平均结合能为______ MeV；由循环的整个过程，每净消耗1g质子，循环释放的总能量为______ J。（保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. C ②. C ③. AC （2） ①. 原子核间存在巨大的库仑斥力，需使原子核获得足够大的动能以克服斥力而接近到强相互作用力的作用距离 ②. D （3） ①. B ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 [1]A．图A为连续光谱，故A错误； B．图B为明线光谱，故B错误； C．太阳光谱是连续白光通过低温外层大气后，特定波长被吸收形成的吸收光谱，表现为连续光谱背景上的暗线，故C正确； 故选C。 [2]A．H原子核外只有一个电子，玻尔理论可解释其光谱，故A错误； B．离子核外只有一个电子，玻尔理论可解释其光谱，故B错误； C．He原子核外有两个电子，电子间相互作用不能忽略，玻尔理论不能解释其光谱，故C正确； D．离子核外只有一个电子，玻尔理论可解释其光谱，故D错误； 故选C。 [3]AB．从基态跃迁到能级所需能量为 由能级差得 由光子能量公式得，故A正确，B错误； C．电子跃迁至较高能级后轨道半径增大，库仑力做负功使电子动能减小，故C正确； D．由光子能量公式得该光子的能量为 该能量大于电离能，可被吸收并使离子电离，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 [1]原子核带正电，聚变时需克服核间巨大的库仑斥力，只有在高温下原子核具有足够大的动能，才可能接近到强相互作用力的作用距离。 [2]A．太阳内部的约束并非外加磁场，故A错误； B．太阳不是依靠短时惯性限制等离子体膨胀，故B错误； C．太阳内部没有采用激光驱动约束，故C错误； D．太阳质量巨大，自身引力将高温高密的等离子体约束在核心区域，属于引力约束，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 [1]第一步反应中质量数守恒和电荷数守恒，未知粒子的质量数为，电荷数为，故为正电子，故B正确； A、C、D的质量数或电荷数不满足守恒，故ACD错误。 故选B。 [2]氘核的总结合能为 由第二步反应的结合能变化得 氦-3核的平均结合能为 [3]完整循环中第一、二步反应各发生两次，净消耗个质子，循环释放的总能量为 由题给反应能量得 每个质子对应释放的能量为，质子数为 由能量换算得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年上海市杨浦区复旦大学附属中学高二（下）期末物理试卷（等级考） 综合题：五道题，共100分。 1. 如图所示，展厅需要一幅材质均匀的长方形带画画框，画框的质量为m=1.5kg、长度为l=40cm、宽度为d=30cm、厚度可忽略，两个挂钉分别位于画框上边的两个顶点处，挂钉质量可忽略，重力加速度大小取g=9.8m/s2。 （1）如图所示，用一根轻质细绳连接两个挂钉，再挂在竖直墙壁的光滑挂钩上，将画框对称悬挂，整个画框处于紧贴墙壁的竖直平面内，墙壁与画框之间的动摩擦因数为μ=0.5。 ①墙壁与画框之间______。 A.不存在摩擦力 B.存在14.7N的静摩擦力 C.存在7.35N的静摩擦力 D.存在7.35N的滑动摩擦力 ②若轻质细绳能承受的最大拉力为12.25N，则细绳______。 A.最短要0.25m B.最长要0.25m C.最短要0.5m D.最长要0.5m ③若挂画悬挂一段时间后在竖直平面内发生了略微倾斜，则细绳上的张力______。 A.变大 B.变小 C.不变 （2）为使整个画框能有一定的倾斜度，展厅做了如下操作：将画框下边放在粗糙的水平桌面上，画框与水平桌面之间的夹角为θ=60°；两根长度均为l=40cm的轻质细绳对称拉住画框挂钉后，系在竖直墙壁的同一点O处，细绳所在平面与画框垂直。静止后的画框三视图如图： ①（多选）画框下边与水平桌面之间的动摩擦因数可能为______。 A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.4 ②每根细绳上的张力大小为______ N。（保留三位有效数字） 2. 2026年，我国成功进行了长征十号运载火箭与载人飞船系统最大动压逃逸实验，向载人登月迈出了关键一步。本题将探讨火箭发射、箭体回收及登月探测过程中的相关物理学原理。 （1）在火箭缩比模型的垂直飞行测试中，模型从离地某高度处竖直向上发射，其运动的速度—时间（）图像如图甲所示，图中各相邻数据点间的时间间隔相等。在下列哪个时间段内，火箭恰好回到了发射点所在的位置？______。 A. 3s≤t<5s B. 5s≤t<7s C. 7s≤t<10s D. 10s≤t<12s （2）宇航员成功登月后，在月球表面进行了一项抛体实验。将一小球从月球表面竖直向上抛出（不计气体阻力），其位移—时间（）图像如图乙所示。由图像推算可知，月球表面的重力加速度大小为______m/s2，物体落到月球表面时的速度大小为______m/s。 （3）2026年2月，我国进行了长征十号运载火箭与载人飞船系统最大动压逃逸实验（图丙），向载人登月迈出了关键的一步。已知重力加速度为g，忽略火箭发射过程中g的变化。 一级箭体分离后经过减速过程，最终竖直落到海面。一级箭体下落过程中，先关闭发动机，箭体由静止开始加速下落，然后打开发动机，箭体减速下落，最终在海面处速度减为0。已知一级箭体的质量为M，求箭体下落过程中空气阻力和发动机反推力对箭体做的总功W。 （4）（论证）2026年2月，我国进行了长征十号运载火箭与载人飞船系统最大动压逃逸实验（图丙），向载人登月迈出了关键的一步。已知重力加速度为g，忽略火箭发射过程中g的变化。 火箭发射过程中的动压（q）是在火箭高速穿越大气层时，迎面气流对箭体单位面积产生的动态冲击力的大小，其表达式为，其中ρ为空气的密度，v为火箭相对空气的速度。假设火箭从静止开始以平均加速度a竖直发射，地表空气密度为，单位高度空气密度减少量为。推导火箭发射过程中动压q随高度h的变化规律，并在图丁中定性画出图像。 （5）（计算）基于第（4）题的条件，发射过程中动压越大越危险，若在载人飞船分离过程中，处于火箭前端的载人飞船系统需获得至少8g的竖直加速度。设载人飞船系统横截面直径为d，质量为m，请估算为使载人飞船安全分离，需提供至少多大的推力F。 3. 在光通讯系统中，光信号通过光纤传输，并在终端通过光电探测器转化为电信号。相关光学器件的研制常需对光强空间分布进行精密检测。 （1）测试某发光组件时，测得光强分布与水平坐标的关系如图1所示，该图对应______（选填“单缝衍射”或“双缝干涉”）现象；若在激光器和狭缝间放置偏振片，图2所示屏幕上的条纹间距将______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 （2）如图3，一束通讯激光在光纤端面O点以入射角射入，恰好在内芯与外套交界面发生全反射。则内芯的折射率为______，其与外套的折射率相比更______（选填“大”或“小”）。 （3）为精确标定探测器光电管的阴极材料K，利用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁发出的光照射该阴极（如图4），测得光电流I与电压U的关系如图5所示。已知。该阴极材料的逸出功为______ eV；若要使该探测器恰好产生光电流，入射的紫外光波长不能超过______nm（保留3位有效数字）。 （4）光接收器末端常使用特种树脂透镜。如图6，一半径为R的半球形透明树脂球心为O，顶点为A，AO垂直于底面。一束单色光平行于AO射向半球面的B点，经折射后在底面D点（图中未画出）恰好发生全反射。已知树脂的折射率为，真空中光速为c，则B点处入射角的正切值为______；该光束从 B点传播到D点所用的时间为______ s。 4. 水火箭是深受同学们喜爱的趣味科创实验，涉及液体、固体材料以及气体热力学等多方面知识。某科创小组用容积为2L的可乐瓶制作水火箭。 （1）如图所示，可乐瓶轻置于铁架台上。瓶内装入1L水后密封，初始气体压强为p0 （可视为理想气体）。用打气筒每次打入0.5L、p0的空气，当瓶内气压达5p0时橡胶塞脱落。 ①在打气筒打气过程中______。 A.由于打气筒内气体分子间斥力越来越大，所需力气也越大 B.打气筒内气体温度升高是因为摩擦生热 C.塑料瓶内气体分子间的作用力会变大 D.塑料瓶内气体分子的数密度变大 ②设打气过程中气体温度不变，至少打气______次，橡胶塞才会脱落。 ③观察可乐塑料瓶材质的细管，其液面弯曲程度小于细玻璃管，这说明玻璃固体分子对附着层内液体分子的吸引力______（选填：大于、小于、等于）塑料固体分子对附着层内液体分子的吸引力。 （2）橡胶塞脱落后，水从水火箭尾部向下高速喷出，饮料瓶会快速上升， ①在此过程中，瓶内气体状态的变化可近似视为______。 A.等容过程 B.等压过程 C.绝热过程 D.等温过程 ②（多选）根据第①问，在此过程中______。 A.由于反冲，喷出的水对水火箭的冲量与水火箭对喷出的水的冲量相同 B.封闭气体的温度降低 C.封闭气体的内能全部转化为水的机械能 D.单位时间内可乐瓶内壁单位面积受到气体分子的撞击次数将减少 （3）为了更好地探究水火箭中封闭气体的热学规律，将其竖直固定。现缓慢充气后压强变为4p0。微微打开喷水口阀门，缓慢喷出一部分水后关闭阀门，容器内气体压强p随体积V的变化关系如图中实线所示。（p0=1×105 Pa） ①气体在状态M与状态N的热力学温度之比为______。 ②在喷水过程中，大气对气体做功______ J。 （4）（论证）（基于第（3）题的条件）虚线为气体在绝热条件下的压强p与体积V的变化关系图线，则气体在图（b）中沿实线从M到N的过程是______（选填：吸热、放热），请说明理由。 （5）（基于第（3）题的条件）请在p-V图中定性画出另一条可以代表气体从状态M经历等温膨胀过程中的等温线，并在线上用箭头表示过程方向。 5. 天文学家通过研究太阳光谱明确了太阳的元素组成，认识到太阳是一颗依靠内部氢聚变为氦的核反应来发光发热的等离子球。 （1）太阳的高温内核可以产生包含一切波长的白光，这些白光经过太阳的低温外层大气时，会被其中的元素原子选择性吸收特定波长的光，最终形成太阳光谱。 ①如图可能为太阳光谱的是______。 A. B. C. ②太阳的外层大气中存在H、He+、He、C5+等原子（或离子），这些原子（或离子）的光谱不能用玻尔理论解释的是______。 A.H原子 B. He+离子 C.He原子 D. C5+离子 ③（多选）图示为He+离子的能级分布示意图，已知普朗克常量h=6.626×10-34 J⋅s，元电荷e=1.602×10-19 C。处于基态的He+离子______。 A.能完全吸收频率为1.233×1016 Hz的光子后，跃迁至n=4能级 B.能部分吸收频率为1.245×1016 Hz的光子后，跃迁至n=4能级 C.跃迁至n=4能级后，电子轨道半径增大、动能减小 D.不能吸收频率为1.432×1016 Hz的光子 （2）太阳内部温度高、密度大，发生着氢聚变成氦的核反应。 ①聚变反应需要高温条件，又被称为热核反应，其原因是______。 ②核聚变时需对参与聚变的高温高密等离子体进行约束，太阳中的约束方式为______。 A.磁约束 B.惯性约束 C.激光约束 D.引力约束 （3）太阳内部的核聚变称为循环，共分为三步，括号内为每一步反应释放的能量： 第一步  H+ H→H+□（0.42MeV） 第二步H+ H→He（5.49MeV） 第三步 He+He→ He+2H（12.86MeV） ①第一步产物中的“□”为______。 A.  n B. e C. n D. e ②已知质子质量mp=1.673×10-27kg，中子质量mn=1.675×10-27 kg，氘核（ H）平均结合能=1.11MeV。由第二步反应可得， He核的平均结合能为______ MeV；由循环的整个过程，每净消耗1g质子，循环释放的总能量为______ J。（保留两位有效数字） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $