精品解析：河南郑州市2025-2026学年高二下学期期末考试物理试卷

2025-2026学年下期期末考试 高二物理试题卷（一） 本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 第I卷（选择题共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。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。） 1. 中微子是构成物质世界的基本粒子之一，中微子不带电，质量数为0，可在某些核反应中产生。例如核反应，其中是一种中微子。已知的半衰期是110分钟，下列说法正确的是（ ） A. 为 B. 该反应为核裂变反应 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 100个经过110分钟还剩余50个未衰变 2. 光的干涉技术可应用于远距离遥感成像、空间碎片探测与光学精密检测。下列现象中，属于光的干涉的是（ ） A. 阳光下肥皂泡呈现彩色花纹 B. 水中的气泡看起来特别明亮 C. 夏天海面上出现的海市蜃楼 D. 通过平行狭缝观察日光灯出现彩色条纹 3. 如图，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出过程中，瓶内气体（ ） A. 压强迅速增大 B. 内能迅速增大 C. 膨胀对外做功 D. 分子的数密度增大 4. 平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是（ ） A. B. C. D. 5. 在公园湖面音乐喷泉表演中，水泵周期性驱动水面形成稳定水波，喷泉旁的轻质浮板随水波上下振动；远处一名游客向喷泉缓慢靠近，能清晰地听到喷泉背景音乐的音调变化。下列说法正确的是（ ） A. 浮板的固有振动频率与水泵驱动力的频率有关 B. 只要水泵驱动力足够大，浮板就一定能发生共振 C. 当水泵驱动力频率与浮板固有频率相同时，浮板振动的幅度最大 D. 游客向喷泉靠近时，接收到背景音乐的频率比音箱实际发声频率小 6. 如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。某同学现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，他可以采取的办法是（　　） A. N板向下移动 B. 减小波源的频率 C. 增大波源的振幅 D. 减小波源与挡板的距离 7. 一种名为“空中飞椅”的游乐设施可简化为如图所示的模型，设施中钢绳一端系着座椅，另一端系在悬臂边缘。绕竖直轴转动的悬臂带动座椅在水平面内做匀速圆周运动，座椅可视为质点，则某座椅运动一周的过程中（ ） A. 动量保持不变 B. 动量的变化量保持不变 C. 动量的变化率保持不变 D. 所受重力的冲量不等于零 8. 如图为氢原子能级图，氢原子从、的能级向的能级跃迁时分别辐射出光P、Q。则（ ） A. P的能量比Q的大 B. P的波长比Q的短 C. P的动量比Q的小 D. P、Q从玻璃射向空气时P更容易发生全反射现象 9. 如图，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态变化到状态，则（ ） A. 和过程，外界对气体做功相同 B. 在状态和在状态时，气体的内能相同 C. 气体在过程放出的热量和比在过程多 D. 在状态和在状态时，气体分子热运动的平均动能相同 10. 在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 甲光的频率比乙的大 B. 甲光的强度比丙的大 C. 乙、丙两种光所对应的截止频率相同 D. 甲、乙两种光所产生光电子的最大初动能关系为 11. 如图，是一列正弦波在时刻的波形曲线，是时刻的波形曲线。下列说法正确的是（ ） A. 该波的波长为 B. 若波的周期为，该波向轴负方向传播 C. 若波的速度为，该波向轴正方向传播 D. 在时刻，坐标原点处的质点处于平衡位置 12. 质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。已知，则（ ） A. B. 两物体组成的系统机械能守恒 C. 碰撞后两物体的速度方向相同 D. 碰撞过程中所受力的冲量大小为 第II卷（非选择题共52分） 二、实验题（本题共2小题，共16分。） 13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中， （1）以下说法正确的是__________ A. 图a所示油膜形状是由于撒粉太少引起的 B. 计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 C. 油酸酒精溶液放置长时间后使用，测得油酸分子直径偏小 D. 与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 （2）实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.3 ，并测得这样的溶液有100滴。将1滴该溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，待水面稳定后，将带有正方形小方格的玻璃板放在浅盘上，描出油膜的轮廓如图b所示，图中正方形小方格的边长为1 cm，则油酸膜的面积是__________。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__________（结果保留2位有效数字）。 14. 某物理兴趣小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，依次把光学元件光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜放在光具座上，如图甲所示。 （1）M、N、P三个光学元件依次为（　　） A. 滤光片、单缝、双缝 B. 滤光片、双缝、单缝 C. 双缝、滤光片、单缝 （2）某同学在实验过程中通过有关操作使干涉条纹由图乙变为图丙，他的操作正确的是（　　） A. 换用长度更长的遮光筒 B. 增大单缝到双缝的距离 C. 换用间距更小的双缝 D. 红色滤光片换成紫色滤光片 （3）在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时，卡尺上的示数如图丁所示，则该干涉条纹位置是__________cm。 （4）在测定某单色光波长的实验中，测得光源到单缝间距为L1，单缝到双缝间距为L2，双缝到光屏间距为L3，单缝宽为d1，双缝间距为d2，测得连续五条亮纹位置，其中第一条纹位置为x1，第五条纹位置为x5（x5>x1），则条纹间距为∆x=__________，该单色光的波长为λ=__________。 三、计算题（本题共4小题，共36分。解答时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得分。） 15. 钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出光子。已知的质量为、的质量为和粒子的质量为4.0026 u，且1 u相当于931.5 MeV的能量。 （1）写出衰变方程。 （2）求衰变过程中释放的核能。 16. 柱状透明介质的横截面如图所示，其中，边长为。一束单色光从边的中点垂直射入介质，恰好在面发生全反射，最后从边上的点（图中未标出）射出介质。已知光在真空中的传播速度为。求： （1）该介质的折射率； （2）单色光在介质中传播的时间。 17. 为了监控锅炉外壁的温度变化，某兴趣小组设计了一温度报警装置，原理如图所示。一定质量的理想气体被一上表面涂有导电物质的活塞密封在导热气缸内，活塞厚度不计，质量为，横截面积为，开始时活塞距气缸底部的高度为，缸内温度为。当环境温度上升，活塞缓慢上移，活塞上表面与两触点恰好接触，报警器报警。已知上述过程中气体的内能增加，大气压强恒为 ，取重力加速度，不计一切摩擦。求： （1）该报警装置的报警温度； （2）气体吸收的热量为多少。 18. 如图，质量均为的木块和，并排放在光滑水平面上，上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线的另一端系一质量同为的球。已知重力加速度为，现将球拉起使细线水平伸直，并由静止将其释放。求： （1）球C运动过程中，木块B获得的最大速度的大小； （2）球C运动到最低点过程中，木块A对地位移的大小； （3）球向左摆到最高点时与最低点的高度差。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年下期期末考试 高二物理试题卷（一） 本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。考试时间90分钟，满分100分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交卷时只交答题卡。 第I卷（选择题共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。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。） 1. 中微子是构成物质世界的基本粒子之一，中微子不带电，质量数为0，可在某些核反应中产生。例如核反应，其中是一种中微子。已知的半衰期是110分钟，下列说法正确的是（ ） A. 为 B. 该反应为核裂变反应 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 100个经过110分钟还剩余50个未衰变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，的质量数为18，电荷数为8，即为，故A错误； B．该反应中转化为质量数相近的原子核，同时放出正电子和中微子，属于β衰变，不是重核分裂成两个中等质量原子核的核裂变，故B错误； C．该衰变可自发发生并放出能量，生成核的结合能大于的结合能。二者质量数相同，所以的比结合能更大，故C正确； D．半衰期描述大量放射性原子核衰变的统计规律，对100个原子核不能确定经过一个半衰期后恰有50个未衰变，故D错误。 故选C。 2. 光的干涉技术可应用于远距离遥感成像、空间碎片探测与光学精密检测。下列现象中，属于光的干涉的是（ ） A. 阳光下肥皂泡呈现彩色花纹 B. 水中的气泡看起来特别明亮 C. 夏天海面上出现的海市蜃楼 D. 通过平行狭缝观察日光灯出现彩色条纹 【答案】A 【解析】 【详解】A．肥皂泡薄膜前、后两个表面的反射光叠加，不同波长的光在不同位置加强或减弱，形成彩色花纹，属于薄膜干涉，故A正确； B．水中气泡看起来特别明亮，是光在水与气泡的交界面处发生全反射形成的，不属于光的干涉，故B错误； C．海面附近空气密度不均匀，光在其中传播时发生连续折射，某些情况下还会发生全反射，从而形成海市蜃楼，不属于光的干涉，故C错误； D．日光灯发出的光通过狭缝后形成彩色条纹，属于单缝衍射，不属于光的干涉，故D错误。 故选A。 3. 如图，取装有少量水的烧瓶，用装有导管的橡胶塞塞紧瓶口，并向瓶内打气。当橡胶塞跳出时，瓶内出现白雾。橡胶塞跳出过程中，瓶内气体（ ） A. 压强迅速增大 B. 内能迅速增大 C. 膨胀对外做功 D. 分子的数密度增大 【答案】C 【解析】 【详解】橡胶塞能跳出，说明气体内部压强大于外部大气压，则橡胶塞跳出过程，压强迅速减小，瓶塞跳出的过程中瓶内的气体体积迅速膨胀，气体分子的数密度减小，气体对外做功，由于该过程的时间比较短，可知气体来不及吸收热量，根据热力学第一定律可知，即气体的内能减小，则温度降低，故ABD错误、C正确。 故选C。 4. 平衡位置在同一水平面上的两个振动完全相同的点波源，在均匀介质中产生两列波。若波峰用实线表示，波谷用虚线表示，P点位于其最大正位移处，曲线ab上的所有点均为振动减弱点，则下列图中可能满足以上描述的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意P点位于其最大正位移处，故可知此时P点位于两列波的波峰与波峰相交处；根据干涉规律可知，相邻波峰与波峰，波谷与波谷连线上的点都是加强点，故A图像中的曲线ab上的点存在振动加强点，不符合题意。 故选C。 5. 在公园湖面音乐喷泉表演中，水泵周期性驱动水面形成稳定水波，喷泉旁的轻质浮板随水波上下振动；远处一名游客向喷泉缓慢靠近，能清晰地听到喷泉背景音乐的音调变化。下列说法正确的是（ ） A. 浮板的固有振动频率与水泵驱动力的频率有关 B. 只要水泵驱动力足够大，浮板就一定能发生共振 C. 当水泵驱动力频率与浮板固有频率相同时，浮板振动的幅度最大 D. 游客向喷泉靠近时，接收到背景音乐的频率比音箱实际发声频率小 【答案】C 【解析】 【详解】A．浮板的固有振动频率由浮板本身的质量、结构等因素决定，与水泵驱动力的频率无关，故A错误； B．浮板发生共振的条件是驱动力的频率等于浮板的固有频率，驱动力足够大不能保证满足频率条件，故B错误； C．当水泵驱动力的频率等于浮板的固有频率时，浮板发生共振，振幅最大，故C正确； D．声源静止，游客向喷泉靠近时，根据多普勒效应，游客接收到的频率大于音箱实际发声频率，故D错误。 故选C。 6. 如图，挡板M是固定的，挡板N可以上下移动。某同学现在把M、N两块挡板中的空隙当作一个“小孔”做水波的衍射实验，出现了图示中的图样，P点的水没有振动起来。为了使挡板左边的振动传到P点，他可以采取的办法是（　　） A. N板向下移动 B. 减小波源的频率 C. 增大波源的振幅 D. 减小波源与挡板的距离 【答案】B 【解析】 【详解】P点的水没有振动起来，说明P点波没有明显衍射过去，原因是MN间的缝太宽或波长太小，因此若使P点的水振动起来，可采用N板上移减小小孔的间距；也可以增大水波的波长，由于传播速度不变，根据可知，即减小振源的频率。 故选B。 7. 一种名为“空中飞椅”的游乐设施可简化为如图所示的模型，设施中钢绳一端系着座椅，另一端系在悬臂边缘。绕竖直轴转动的悬臂带动座椅在水平面内做匀速圆周运动，座椅可视为质点，则某座椅运动一周的过程中（ ） A. 动量保持不变 B. 动量的变化量保持不变 C. 动量的变化率保持不变 D. 所受重力的冲量不等于零 【答案】D 【解析】 【详解】A．动量是矢量，设座椅的质量为，则动量表达式为 座椅做匀速圆周运动时，速度方向时刻沿圆周切线变化，因此动量的方向时刻改变，动量不可能保持不变，故A错误； B．座椅运动一周后，初末位置重合，初速度和末速度完全相同，因此一周内总动量变化量为0，但过程中任意相等的小段时间内，动量变化量的方向会随圆周运动的位置不断改变，因此动量变化量不是恒定不变的矢量，故B错误； C．根据动量定理 可知座椅动量的变化率满足 匀速圆周运动的座椅，合外力为指向圆心的向心力，大小恒定、方向始终沿径向指向竖直转轴不断变化，因此动量的变化率一直变化，故C错误； D．冲量表达式为 重力是恒力，设圆周运动的周期为，座椅运动一周的过程中重力的冲量始终竖直向下，一个周期的重力冲量为，故D正确。 故选D。 8. 如图为氢原子能级图，氢原子从、的能级向的能级跃迁时分别辐射出光P、Q。则（ ） A. P的能量比Q的大 B. P的波长比Q的短 C. P的动量比Q的小 D. P、Q从玻璃射向空气时P更容易发生全反射现象 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知P的能量 Q的能量 可知P的能量比Q的小，故A错误； B．根据光子能量表达式，由于P的能量比Q的小，所以P的波长比Q的长，故B错误； C．光子动量公式为，由于P的波长比Q的长，所以P的动量比Q的小，故C正确； D．光的频率越高，介质对该光的折射率越大；全反射临界角满足，可知折射率越大，临界角越小，越容易发生全反射；由于Q的频率大于P的频率，所以P、Q从玻璃射向空气时Q更容易发生全反射现象，故D错误。 故选C。 9. 如图，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态变化到状态，则（ ） A. 和过程，外界对气体做功相同 B. 在状态和在状态时，气体的内能相同 C. 气体在过程放出的热量和比在过程多 D. 在状态和在状态时，气体分子热运动的平均动能相同 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据图像与横轴围成的面积表示做功的大小，由题图可知和过程，外界对气体做功不相同，故A错误； B．根据理想气体状态方程可得 可得 可知气体在状态的内能大于在状态的内能，故B错误； C．根据理想气体状态方程可得 可得 根据图像与横轴围成的面积表示做功的大小，由题图可知在过程外界对气体做的功大于在过程外界对气体做的功，根据热力学第一定律，可知气体在过程放出的热量比在过程多，故C正确； D．由于，可知在状态和在状态时，气体分子热运动的平均动能相同，故D正确。 故选CD。 10. 在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图所示。下列说法正确的是（ ） A. 甲光的频率比乙的大 B. 甲光的强度比丙的大 C. 乙、丙两种光所对应的截止频率相同 D. 甲、乙两种光所产生光电子的最大初动能关系为 【答案】BC 【解析】 【详解】AD．根据光电效应方程 根据动能定理可得 联立可得，由图可知甲光的遏止电压小于乙光的遏止电压，则甲光的频率比乙光的频率小，乙光所产生光电子的最大初动能较大，即，故AD错误； B．由图可知甲光饱和光电流大于丙光，则甲光的光照强度比丙的大，故B正确； C．截止频率由金属材料自身决定，与入射光无关，同一光电管所对应的截止频率相同，故C正确。 故选BC。 11. 如图，是一列正弦波在时刻的波形曲线，是时刻的波形曲线。下列说法正确的是（ ） A. 该波的波长为 B. 若波的周期为，该波向轴负方向传播 C. 若波的速度为，该波向轴正方向传播 D. 在时刻，坐标原点处的质点处于平衡位置 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从波形图可直接读出，相邻两个完整波峰的间距为，因此该波的波长，故A正确； BC．若该波向轴负方向传播，则在时间内波形向左平移的距离 波的传播速度满足 当时， 波的周期满足 对于整数，不存在周期为的解。 若该波向轴正方向传播，则在时间内波形向右平移的距离 波的传播速度满足 对于整数，不存在波速为的解，波的周期满足 当时，，故B、C错误； D．时刻坐标原点处的质点处于波峰位置，若该波向轴负方向传播，则 对应质点从波峰经过个全周期加上个周期的振动，坐标原点处的质点处于平衡位置；若该波向轴正方向传播，则 对应质点从波峰经过个全周期加上个周期的振动，坐标原点处的质点处于平衡位置，故D正确。 故选AD。 12. 质量为和的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其位移—时间图像如图所示。已知，则（ ） A. B. 两物体组成的系统机械能守恒 C. 碰撞后两物体的速度方向相同 D. 碰撞过程中所受力的冲量大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．由图可知，碰撞前，的速度为，的速度为0，碰撞后，的速度为，的速度为 可知，碰撞后两物体的速度方向不同，碰撞过程中动量守恒，则有 解得 碰撞前，系统的机械能为 碰撞后，系统的机械能为 可知两物体组成的系统机械能守恒，故AC错误，B正确； D．对由动量定理有，故D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题共52分） 二、实验题（本题共2小题，共16分。） 13. 在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中， （1）以下说法正确的是__________ A. 图a所示油膜形状是由于撒粉太少引起的 B. 计算油膜面积时，忽略所有不完整的小正方形 C. 油酸酒精溶液放置长时间后使用，测得油酸分子直径偏小 D. 与油酸酒精溶液相比，纯油酸更容易在水面形成单分子油膜 （2）实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每1000 mL溶液中有纯油酸0.3 ，并测得这样的溶液有100滴。将1滴该溶液滴入撒有爽身粉的盛水浅盘中，待水面稳定后，将带有正方形小方格的玻璃板放在浅盘上，描出油膜的轮廓如图b所示，图中正方形小方格的边长为1 cm，则油酸膜的面积是__________。根据上述数据，估测出油酸分子的直径是__________（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）C （2） ①. 40 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．图a油膜呈现不规则的放射状，是由于水面爽身粉撒得太多，无法有效扩散，导致油膜不能正常铺展成规则形状，故A错误； B．计算油膜面积时的规则是“超过半格算1格，不足半格舍去”，并非忽略所有不完整小正方形，故B错误； C．油酸酒精溶液长时间放置后，酒精会大量挥发，剩余溶液中油酸的实际浓度比标注值偏大，1滴溶液中纯油酸的真实体积更大、铺展的油膜面积更大，但计算时仍使用原标注的更小的纯油酸体积，根据，测得的油酸分子直径会偏小，故C正确； D．纯油酸黏度大、表面张力大，直接滴入水面很难充分展开形成单分子层；油酸酒精溶液中的酒精可降低表面张力，帮助油酸在水面充分铺展成单分子油膜，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 [1]按“超过半格算1格，不足半格舍去”的规则数图b中的方格，可得有效格数约为40个，每个小方格面积为，因此油膜面积约为 [2] 1滴溶液中纯油酸的体积 油膜面积 因此油酸分子直径 14. 某物理兴趣小组在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，依次把光学元件光源、透镜、M、N、P、遮光筒、毛玻璃、放大镜放在光具座上，如图甲所示。 （1）M、N、P三个光学元件依次为（　　） A. 滤光片、单缝、双缝 B. 滤光片、双缝、单缝 C. 双缝、滤光片、单缝 （2）某同学在实验过程中通过有关操作使干涉条纹由图乙变为图丙，他的操作正确的是（　　） A. 换用长度更长的遮光筒 B. 增大单缝到双缝的距离 C. 换用间距更小的双缝 D. 红色滤光片换成紫色滤光片 （3）在用游标卡尺测定某干涉条纹位置时，卡尺上的示数如图丁所示，则该干涉条纹位置是__________cm。 （4）在测定某单色光波长的实验中，测得光源到单缝间距为L1，单缝到双缝间距为L2，双缝到光屏间距为L3，单缝宽为d1，双缝间距为d2，测得连续五条亮纹位置，其中第一条纹位置为x1，第五条纹位置为x5（x5>x1），则条纹间距为∆x=__________，该单色光的波长为λ=__________。 【答案】（1）A （2）D （3）1.725 （4） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 从左到右依次为光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头，所以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】 AB．由图可知，干涉条纹由图乙变为图丙，即条纹间距变小，根据可知，换用长度更长的遮光筒，则双缝到光屏的距离L增大，条纹间距变大，增大单缝到双缝的距离，条纹间距不变，故AB错误； C．若换用间距更小的双缝，即d减小，则条纹间距增大，故C错误； D．若将红色滤光片换成紫色滤光片，即波长λ变小，则条纹间距减小，故D正确。 故选D。 【小问3详解】 游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以干涉条纹位置为 【小问4详解】 [1]根据题意可知，条纹间距为 [2]根据条纹间距公式可得 联立解得 三、计算题（本题共4小题，共36分。解答时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得分。） 15. 钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出光子。已知的质量为、的质量为和粒子的质量为4.0026 u，且1 u相当于931.5 MeV的能量。 （1）写出衰变方程。 （2）求衰变过程中释放的核能。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据质量数守恒与电荷数守恒得衰变方程为 【小问2详解】 上述衰变过程的质量亏损 释放的核能满足 联立上式解得 16. 柱状透明介质的横截面如图所示，其中，边长为。一束单色光从边的中点垂直射入介质，恰好在面发生全反射，最后从边上的点（图中未标出）射出介质。已知光在真空中的传播速度为。求： （1）该介质的折射率； （2）单色光在介质中传播的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意，作出光路如图所示 由几何关系可得，光在面上的入射角 由于光恰好在面发生全反射，故临界角为 根据临界角与折射率的关系 解得介质的折射率为 【小问2详解】 单色光在介质中传播的路程为 单色光在介质中传播速度为 单色光在介质中传播的时间 【点睛】 17. 为了监控锅炉外壁的温度变化，某兴趣小组设计了一温度报警装置，原理如图所示。一定质量的理想气体被一上表面涂有导电物质的活塞密封在导热气缸内，活塞厚度不计，质量为，横截面积为，开始时活塞距气缸底部的高度为，缸内温度为。当环境温度上升，活塞缓慢上移，活塞上表面与两触点恰好接触，报警器报警。已知上述过程中气体的内能增加，大气压强恒为 ，取重力加速度，不计一切摩擦。求： （1）该报警装置的报警温度； （2）气体吸收的热量为多少。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 气体发生等压变化，由盖—吕萨克定律有 即 代入数据解得 【小问2详解】 缸内气体压强 气体等压膨胀对外做功，则 根据热力学第一定律有 代入数据解得 18. 如图，质量均为的木块和，并排放在光滑水平面上，上固定一竖直轻杆，轻杆上端的点系一长为的细线，细线的另一端系一质量同为的球。已知重力加速度为，现将球拉起使细线水平伸直，并由静止将其释放。求： （1）球C运动过程中，木块B获得的最大速度的大小； （2）球C运动到最低点过程中，木块A对地位移的大小； （3）球向左摆到最高点时与最低点的高度差。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 球C运动到最低点过程中，一直具有相同的速度，当球C运动到最低点时，木块、刚好分离，此时的速度最大为，根据系统水平方向动量守恒可得 根据系统机械能守恒可得 联立解得木块B的最大速度大小为 此时的速度大小为 【小问2详解】 球C运动到最低点过程中，设球C、木块A对地位移的大小分别为和 可得 又 联立解得该过程木块对地位移的大小为 【小问3详解】 球C从最低点向左摆到最高点过程，A、C组成系统满足水平方向动量守恒，以向左为正方向，则有 解得球摆到最高点时，A、C的共同速度为 根据系统机械能守恒可得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $