精品解析:江苏南通市启东市第一中学2025-2026学年高二下学期第二次素质检测物理试题
2026-09-04
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内容正文:
启东市第一中学2025-2026年度第二学期第二次素质检测
高二物理试卷
(考试时间75分钟,试卷满分100分)
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 设物体运动的加速度为a、速度为,位移为x,现有四个不同物体的运动图像如图所示,时刻物体的速度均为零,则其中物体做单向直线运动的图像是( )
A. B.
C. D.
2. 某电视台每周都有棋类节目,如棋类授课和评析,他们的棋盘都是竖直放置的,棋盘上布有磁铁,而每个棋子都是一个小磁铁,关于棋盘和棋子有下列几种说法:
①小棋子共受四个力的作用
②每个棋子的质量肯定都有细微的差异,所以不同的棋子所受的摩擦力不同
③棋盘面应选取相对粗糙的材料
④如果某个棋子贴不上棋盘,总会滑落,肯定是其质量偏大
以上说法中正确的是( )
A. ①②④ B. ①②③ C. ①③④ D. ②③④
3. 关于下列插图的说法正确的是( )
A. 使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向同性
B. 乙图中E细管材料制作防水衣的防水效果比F细管材料好
C. 丙图为α粒子的散射实验现象,其中H、I运动轨迹是不可能存在的
D. 丁图的绝热容器中,抽掉隔板,容器内气体温度降低
4. 下列说法符合物理学史的是( )
A. 爱因斯坦在研究黑体辐射时,提出了能量子的概念
B. 普朗克提出物质波假设,即运动的实物粒子也具有波动性
C. 贝克勒尔根据天然放射现象推断构成物质的原子有复杂的结构
D. 卢瑟福通过分析α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型
5. 为营造更为公平公正的高考环境,“反作弊”工具金属探测仪被各考点广为使用。某兴趣小组设计了一款金属探测仪,如图所示,探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路,当探测仪检测到金属物体时,探测仪线圈的自感系数发生变化,从而引起振荡电路中的电流频率发生变化,探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻,电流的方向由b流向a,且电流强度正在减弱过程中,则( )
A. 该时刻线圈的自感电动势正在减小
B. 该时刻电容器下极板带正电荷
C. 若探测仪靠近金属时其自感系数增大,则振荡电流的频率升高
D. 若探测仪与金属保持相对静止,则金属中不会产生感应电流
6. 随着中国玉兔月球探测器成功着陆月球背面,世界上掀起了新一轮的月球探测热潮。月球表面蕴含丰富而地球却十分匮乏的氦3是一种非常理想的核聚变材料,月球氦3的开发对解决能源危机有着积极的意义。氦3与氘核的核反应方程为其中为释放的核能。且知氘核的比结合能为氦核的比结合能为 光速为c,则下列说法中正确的是( )
A. X为中子
B. 氦3的比结合能为
C. 该核聚变中质量增加
D. 氦3的比结合能比氦核的比结合能大
7. 在光电效应中,当一定频率的光照射某种金属时,实验得到的遏止电压与入射光的频率的关系如图,其横轴截距为a,纵轴截距为,元电荷电量为e。下列说法正确的是( )
A. 金属的截止频率为a
B. 金属的逸出功为
C. 遏止电压与入射光的频率成正比
D. 普朗克常量
8. 如图所示,铯133原子基态有两个超精细能级,从能级2跃迁到能级1发出光子的频率约为9.2×109Hz,时间单位“秒”是根据该辐射光子的频率定义的。可见光波长范围为400nm~700nm。则( )
A. 秒是国际单位制中的导出单位
B. 该跃迁辐射出的是γ射线
C. 铯133从激发态向基态跃迁时辐射光子的频率大于9.2×109Hz
D. 用频率为9.2×109Hz的光照射锌板,能发生光电效应
9. 一定质量的理想气体经历一个循环过程的图像如图所示,该循环是由两个绝热过程和两个等容过程组成,a状态为起始状态,对于该循环,下列说法正确的是( )
A. 气体在状态b 和状态c时内能一定相等
B. 一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
C. 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D. a→b过程中气体分子的速率分布曲线不会发生变化
10. 随着科学的发展与生活水平的提高,传感器已经进入日常生活。如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻(随光照强度的增强,阻值减小)、为定值电阻,A、B接监控装置。则下列说法正确的是( )
A. 当有人通过遮蔽光线时,A、B之间的电压升高
B. 当有人通过遮蔽光线时,A、B之间的电压降低
C. 当仅增大的阻值时,A、B之间的电压升高
D. 当仅减小的阻值时,A、B之间的电压升高
11. 如图所示,橡皮筋的一端固定在O点,另一端连接水平地面上的物块,O点正下方处固定一滑轮,为橡皮筋的自然长度。现用水平拉力F使物块缓慢向右运动一段距离x,该过程橡皮筋一直处在弹性限度内且遵循胡克定律。下列关于地面对物块弹力和摩擦力、橡皮筋弹力、水平拉力F与物块移动距离x的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5题,共56分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带(部分)如图所示,若A,B,C ……计数点间的时间间隔均为0.10s ,从图中给定的数据,可求出小车的加速度大小是________m/s2,打下C点时小车的速度大小是________m/s.(结果保留2位有效数字)
13.
(1)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如下图的图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳,图乙是白纸上根据实验结果画出的图。本实验中“等效代替”的含义是( )
A. 橡皮筋可以用弹簧替代
B. 左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C. 右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D. 两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)如果没有操作失误,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是___________。
(3)如图所示,用、弹簧秤拉橡皮条使结点到点,当保持弹簧秤的示数不变,而在角逐渐减小到的过程中,要使结点始终在点,可以( )
A. 减小的示数,增大角度
B. 增大的示数,减小角度
C. 增大的示数,先减小角度,后增大角度
D. 减小的示数,先增大角度,后减小角度
14. 如图甲所示是研究光电效应的电路图,图乙是氢原子能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁时辐射的光子照射光电管阴极K,只有两种光子能使阴极K发出光电子。闭合开关,移动变阻器滑片,当微安表示数恰为零时电压表示数为U。已知氢原子的能级(,2,3,…),电子电荷量为e,普朗克常量为h。求:
(1)氢原子跃迁时辐射出光子的最大频率;
(2)阴极K的逸出功。
15. 硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术,其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子,转变成锂核(Li)和α粒子,释放出γ光子。已知核反应过程中质量亏损为Δm,核反应放出的能量一部分为γ光子的能量E0,锂核的比结合能为E1,α粒子的比结合能为E2,普朗克常量为h,真空中光速为c。
(1)写出核反应方程并求释放的能量;
(2)求γ光子的频率;
(3)求硼核的比结合能E。
16. 如图所示,用活塞在高度为H的容器内封闭一定质量的理想气体,温度为T1。容器底部装电热丝,容器和活塞绝热性能良好。容器外的大气压强恒为p0。活塞面积为S,质量为,活塞与容器间的滑动摩擦力大小为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。最初活塞保持静止状态,距容器底部,且与容器间无运动趋势。不计活塞厚度,重力加速度为g。求:
(1)最初封闭气体的压强p1;
(2)电热丝通电缓慢加热气体,当活塞恰要上滑时,气体的温度;
(3)已知最初封闭气体的内能为U1,气体的内能正比于气体的温度。缓慢加热气体,活塞从最初状态到活塞滑动到容器顶端的过程中,气体吸收的热量Q。
17. 如图所示。 倾角为θ、质量为3m的斜面体A置于水平地面上,在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B。斜面体受到水平向右的外力,系统始终处于静止状态。已知sinθ=0.8,重力加速度大小为g。
(1)求球B受到斜面体的弹力大小N1和墙面的弹力大小F1:
(2)若斜面体受到水平向右的外力大小为mg,求此时斜面体受到的水平地面的摩擦力:
(3)若斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力, 为了使系统处于静止状态, 求水平向右的外力大小F的范围
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启东市第一中学2025-2026年度第二学期第二次素质检测
高二物理试卷
(考试时间75分钟,试卷满分100分)
一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 设物体运动的加速度为a、速度为,位移为x,现有四个不同物体的运动图像如图所示,时刻物体的速度均为零,则其中物体做单向直线运动的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.由位移—时间图像可知,位移随时间先增大后减小,2s后反向运动,4s末到达初始位置,物体不是做单向直线运动,故A错误;
B.由速度—时间图像可知,速度2s内沿正方向运动,沿负方向运动,方向改变,物体不是做单向直线运动,故B错误;
C.由图像可知:物体在第1s内做匀加速运动,第2s内做匀减速运动,2s末速度减为0,然后重复前面的过程,是单向直线运动,故C正确;
D.由图像可知:物体在第1s内做匀加速运动,第内做匀减速运动,2s末速度减为0,第3s内沿负方向运动,不是单向直线运动,故D错误。
故选C。
2. 某电视台每周都有棋类节目,如棋类授课和评析,他们的棋盘都是竖直放置的,棋盘上布有磁铁,而每个棋子都是一个小磁铁,关于棋盘和棋子有下列几种说法:
①小棋子共受四个力的作用
②每个棋子的质量肯定都有细微的差异,所以不同的棋子所受的摩擦力不同
③棋盘面应选取相对粗糙的材料
④如果某个棋子贴不上棋盘,总会滑落,肯定是其质量偏大
以上说法中正确的是( )
A. ①②④ B. ①②③ C. ①③④ D. ②③④
【答案】B
【解析】
【详解】①:小棋子受重力、棋盘的磁吸引力、棋盘的支持力、竖直方向的静摩擦力,共4个力作用,故①正确;
②:棋子静止时竖直方向二力平衡,静摩擦力满足,不同棋子质量有细微差异则重力不同,因此所受静摩擦力不同,故②正确;
③:最大静摩擦力满足
选取相对粗糙的材料可以增大动摩擦因数,从而增大最大静摩擦力,避免棋子滑落,故③正确;
④:棋子滑落的本质是重力大于最大静摩擦力,也可能是棋盘对棋子的磁吸引力过小,导致支持力偏小、最大静摩擦力不足,不一定是质量偏大,故④错误。
综上,正确的是①②③。
故选B。
3. 关于下列插图的说法正确的是( )
A. 使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向同性
B. 乙图中E细管材料制作防水衣的防水效果比F细管材料好
C. 丙图为α粒子的散射实验现象,其中H、I运动轨迹是不可能存在的
D. 丁图的绝热容器中,抽掉隔板,容器内气体温度降低
【答案】C
【解析】
【详解】A.云母是单晶体,使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向异性,故A错误;
B.E 管液面上升,水对 E 管壁浸润;F 管液面低于外部,水对 F 管壁不浸润,防水衣材料需要水不浸润,故B错误;
C.丙图为α粒子的散射实验现象,粒子带正电,原子核也带正电,二者相互排斥,粒子受力指向轨迹凹侧,可知H、I运动轨迹是不可能存在的,故C正确;
D.丁图容器绝热,可知,气体向真空自由膨胀不对外做功,可知
由热力学第一定律
可知内能不变,温度不变,故D错误。
故选C。
4. 下列说法符合物理学史的是( )
A. 爱因斯坦在研究黑体辐射时,提出了能量子的概念
B. 普朗克提出物质波假设,即运动的实物粒子也具有波动性
C. 贝克勒尔根据天然放射现象推断构成物质的原子有复杂的结构
D. 卢瑟福通过分析α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.普朗克在研究黑体辐射时,提出了能量子的概念,A错误;
B.德布罗意提出物质波假设,即运动的实物粒子也具有波动性,B错误;
C.贝克勒尔发现天然放射现象,揭示了原子核具有复杂的结构,C错误;
D.卢瑟福通过分析α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型,D正确。
故选D。
5. 为营造更为公平公正的高考环境,“反作弊”工具金属探测仪被各考点广为使用。某兴趣小组设计了一款金属探测仪,如图所示,探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路,当探测仪检测到金属物体时,探测仪线圈的自感系数发生变化,从而引起振荡电路中的电流频率发生变化,探测仪检测到这个变化就会驱动蜂鸣器发出声响。已知某时刻,电流的方向由b流向a,且电流强度正在减弱过程中,则( )
A. 该时刻线圈的自感电动势正在减小
B. 该时刻电容器下极板带正电荷
C. 若探测仪靠近金属时其自感系数增大,则振荡电流的频率升高
D. 若探测仪与金属保持相对静止,则金属中不会产生感应电流
【答案】B
【解析】
【详解】A.某时刻,电流的方向由b流向a,且电流强度正在减弱过程中,电场能增加,磁场能减小,故自感电动势阻碍电流的增大,则该时刻线圈的自感电动势正在增大,故A错误;
B.电流的方向由b流向a,且电流强度正在减弱过程中,电容器充电,由右手螺旋定则判断,电容器下极板带正电,故B正确;
C.若探测仪靠近金属时,相当于给线圈增加了铁芯,所以其自感系数L增大,根据公式可知,其自感系数L增大时振荡电流的频率降低,故C错误;
D.此时电流强度正在减弱过程中,虽然探测仪与金属保持相对静止,金属也会产生感应电流,故D错误。
故选B。
【点睛】物理知识与生活实际相结合,把电磁感应运用于日常生活中,熟练掌握自感的知识点。
6. 随着中国玉兔月球探测器成功着陆月球背面,世界上掀起了新一轮的月球探测热潮。月球表面蕴含丰富而地球却十分匮乏的氦3是一种非常理想的核聚变材料,月球氦3的开发对解决能源危机有着积极的意义。氦3与氘核的核反应方程为其中为释放的核能。且知氘核的比结合能为氦核的比结合能为 光速为c,则下列说法中正确的是( )
A. X为中子
B. 氦3的比结合能为
C. 该核聚变中质量增加
D. 氦3的比结合能比氦核的比结合能大
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据核反应电荷数和质量数守恒,反应左侧总电荷数为,总质量数为,右侧电荷数为2、质量数为4,因此X的电荷数为,质量数为,即X为质子(),不是中子,故A错误;
B.设氦3的比结合能为,总结合能等于比结合能与核子数的乘积,反应释放能量,因此反应后总结合能=反应前总结合能+释放能量,即
解得,故B正确;
C.根据质能方程,释放核能对应质量亏损,即质量减少,故C错误;
D.核反应释放能量,说明生成物比反应物更稳定,比结合能更大,因此氦3的比结合能小于氦核的比结合能,故D错误。
故选B。
7. 在光电效应中,当一定频率的光照射某种金属时,实验得到的遏止电压与入射光的频率的关系如图,其横轴截距为a,纵轴截距为,元电荷电量为e。下列说法正确的是( )
A. 金属的截止频率为a
B. 金属的逸出功为
C. 遏止电压与入射光的频率成正比
D. 普朗克常量
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据
当时,有
因为
联立解得金属的截止频率,故A正确;
B.由以上分析有
可知图像纵截距
解得,故B错误;
C.由图可知,遏止电压与入射光的频率不成正比,故C错误;
D.由B选项分析可知,图像斜率
解得,故D错误。
故选A。
8. 如图所示,铯133原子基态有两个超精细能级,从能级2跃迁到能级1发出光子的频率约为9.2×109Hz,时间单位“秒”是根据该辐射光子的频率定义的。可见光波长范围为400nm~700nm。则( )
A. 秒是国际单位制中的导出单位
B. 该跃迁辐射出的是γ射线
C. 铯133从激发态向基态跃迁时辐射光子的频率大于9.2×109Hz
D. 用频率为9.2×109Hz的光照射锌板,能发生光电效应
【答案】C
【解析】
【详解】A.秒是国际单位制中的基本单位不是导出单位,A错误;
B.γ射线是波长短于0.01埃的电磁波,频率超过300EHz(3×1020Hz),从能级2跃迁到能级1发出光子的频率约为9.2×109Hz,故跃迁辐射出的不是γ射线,B错误;
C.铯133从激发态向基态跃迁时辐射光子的频率大于从能级2跃迁到能级1发出光子的频率即大于9.2×109Hz,C正确;
D.已知可见光的紫光可以照射锌板使其发生光电效应,而红光不能发生光电效应。紫光的频率约为
红光的频率约为
频率为9.2×109Hz远小于可见光的频率,故用频率为9.2×109Hz的光照射锌板,不能发生光电效应,D错误。
故选C。
9. 一定质量的理想气体经历一个循环过程的图像如图所示,该循环是由两个绝热过程和两个等容过程组成,a状态为起始状态,对于该循环,下列说法正确的是( )
A. 气体在状态b 和状态c时内能一定相等
B. 一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
C. 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少
D. a→b过程中气体分子的速率分布曲线不会发生变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.为等容升温过程,有。一定质量理想气体的内能只由温度决定,因此,故A错误;
B.循环在图中沿顺时针方向进行,气体对外做的净功。一个循环后气体的内能不变,由热力学第一定律有
故气体吸收的热量大于放出的热量,故B错误;
C.为绝热膨胀过程,气体温度降低,分子平均速率减小;同时体积增大,分子数密度减小,因此单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数减少,故C正确;
D.为绝热压缩过程,外界对气体做功,气体温度升高,分子速率分布随温度改变,故D错误。
故选C。
10. 随着科学的发展与生活水平的提高,传感器已经进入日常生活。如图所示为某居住小区门口利用光敏电阻设计的行人监控装置,为光敏电阻(随光照强度的增强,阻值减小)、为定值电阻,A、B接监控装置。则下列说法正确的是( )
A. 当有人通过遮蔽光线时,A、B之间的电压升高
B. 当有人通过遮蔽光线时,A、B之间的电压降低
C. 当仅增大的阻值时,A、B之间的电压升高
D. 当仅减小的阻值时,A、B之间的电压升高
【答案】B
【解析】
【详解】AB.为光敏电阻,有光照射时,电阻减小,当有人通过而遮蔽光线时,光强减小,的阻值变大,总电阻变大,回路中的电流减小,为定值电阻,A、B之间的电压即两端的电压,根据可知电压降低,故A错误,B正确;
C.当仅增大的阻值时,回路中的电流减小,同理可得A、B之间的电压降低,故C错误;
D.当仅减小的阻值时,总电阻变小,可知回路中的电流变大,根据
可知A、B之间的电压降低,故D错误。
故选B。
11. 如图所示,橡皮筋的一端固定在O点,另一端连接水平地面上的物块,O点正下方处固定一滑轮,为橡皮筋的自然长度。现用水平拉力F使物块缓慢向右运动一段距离x,该过程橡皮筋一直处在弹性限度内且遵循胡克定律。下列关于地面对物块弹力和摩擦力、橡皮筋弹力、水平拉力F与物块移动距离x的关系图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】C.设开始时离地面的高度为L,某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为,则
则此时橡皮筋的弹力为
所以不成线性关系,故C错误;
A.橡皮筋在竖直方向的分力为
对物块在竖直方向有
可得
故地面对物块弹力不随物块移动距离x的变化而变化,故A错误;
B.由于为定值,则地面对物块的摩擦力为
也不随物块移动距离x的变化而变化,故B错误;
D.对物块在水平方向,有
所以F与x成线性关系,故D正确。
故选D。
二、非选择题:共5题,共56分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点计时器打出的一条纸带(部分)如图所示,若A,B,C ……计数点间的时间间隔均为0.10s ,从图中给定的数据,可求出小车的加速度大小是________m/s2,打下C点时小车的速度大小是________m/s.(结果保留2位有效数字)
【答案】 ①. 2.0 ②. 0.70
【解析】
【分析】据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小;
【详解】由于每相邻的计数点间的时间间隔,根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小为: ;
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小为:.
【点睛】要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.
13.
(1)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如下图的图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳,图乙是白纸上根据实验结果画出的图。本实验中“等效代替”的含义是( )
A. 橡皮筋可以用弹簧替代
B. 左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C. 右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D. 两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
(2)如果没有操作失误,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是___________。
(3)如图所示,用、弹簧秤拉橡皮条使结点到点,当保持弹簧秤的示数不变,而在角逐渐减小到的过程中,要使结点始终在点,可以( )
A. 减小的示数,增大角度
B. 增大的示数,减小角度
C. 增大的示数,先减小角度,后增大角度
D. 减小的示数,先增大角度,后减小角度
【答案】(1)D (2) (3)AD
【解析】
【小问1详解】
本实验中“等效代替”的含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代,来验证力的平行四边形定则。
故选D。
【小问2详解】
经平行四边形作出的合力理论值不一定沿方向,而合力的实验值由实验直接测得,与段橡皮筋弹力等大反向,可知一定沿方向。
【小问3详解】
由题意可知:保持O点位置不动,即合力大小方向不变,弹簧测力计的读数不变,因此根据要求作出力的平行四边形定则,画出受力分析图如下:
第一种情况,原来、的值较小
所以由图可知角逐渐变小时,b的示数减小,同时角减小;
第二种情况,原来、值较大
由图可以看出角逐渐变小时,b的示数减小,同时角增大;
或者
由图可以看出角逐渐变小时,b的示数减小,同时角先增大,后减小。
故选AD。
14. 如图甲所示是研究光电效应的电路图,图乙是氢原子能级图。用大量处于能级的氢原子跃迁时辐射的光子照射光电管阴极K,只有两种光子能使阴极K发出光电子。闭合开关,移动变阻器滑片,当微安表示数恰为零时电压表示数为U。已知氢原子的能级(,2,3,…),电子电荷量为e,普朗克常量为h。求:
(1)氢原子跃迁时辐射出光子的最大频率;
(2)阴极K的逸出功。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)处于能级跃迁到能级时辐射光子能量最大,有
解得
(2)当微安表示数恰为零时电压表示数为U,根据动能定理有
根据光电效应方程可知
联立得
15. 硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技术,其原理是进入癌细胞内的硼核吸收慢中子,转变成锂核(Li)和α粒子,释放出γ光子。已知核反应过程中质量亏损为Δm,核反应放出的能量一部分为γ光子的能量E0,锂核的比结合能为E1,α粒子的比结合能为E2,普朗克常量为h,真空中光速为c。
(1)写出核反应方程并求释放的能量;
(2)求γ光子的频率;
(3)求硼核的比结合能E。
【答案】(1),;(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据质量数与电荷数守恒,该核反应方程为
核反应过程中质量亏损为Δm,根据质能方程有
(2)γ光子的能量E0,根据
解得
(3)根据结合能、比结合能的定义以及能量守恒定律有
解得
16. 如图所示,用活塞在高度为H的容器内封闭一定质量的理想气体,温度为T1。容器底部装电热丝,容器和活塞绝热性能良好。容器外的大气压强恒为p0。活塞面积为S,质量为,活塞与容器间的滑动摩擦力大小为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。最初活塞保持静止状态,距容器底部,且与容器间无运动趋势。不计活塞厚度,重力加速度为g。求:
(1)最初封闭气体的压强p1;
(2)电热丝通电缓慢加热气体,当活塞恰要上滑时,气体的温度;
(3)已知最初封闭气体的内能为U1,气体的内能正比于气体的温度。缓慢加热气体,活塞从最初状态到活塞滑动到容器顶端的过程中,气体吸收的热量Q。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)对活塞受力分析有
可得
(2)活塞恰要上滑,对活塞受力分析有
可得
气体做等容变化,则
可得
(3)活塞开始滑动后,气体做等压变化,有
可得
故可得此时内能为2U1。在此过程中,气体对外做功
由热力学第一定律
代入数据
可得
17. 如图所示。 倾角为θ、质量为3m的斜面体A置于水平地面上,在斜面体和竖直墙面之间放置一质量为m的光滑球B。斜面体受到水平向右的外力,系统始终处于静止状态。已知sinθ=0.8,重力加速度大小为g。
(1)求球B受到斜面体的弹力大小N1和墙面的弹力大小F1:
(2)若斜面体受到水平向右的外力大小为mg,求此时斜面体受到的水平地面的摩擦力:
(3)若斜面体与水平地面间的动摩擦因数为μ, 最大静摩擦力等于滑动摩擦力, 为了使系统处于静止状态, 求水平向右的外力大小F的范围
【答案】(1),
(2),方向水平向左
(3)
【解析】
【小问1详解】
研究B球,由共点力的平衡条件有
解得
,
【小问2详解】
研究A、B整体,设斜面体受到的摩擦力为f,则由共点力的平衡条件有
解得
摩擦力方向水平向左。
【小问3详解】
斜面体受到的最大静摩擦力
①水平向右的外力最大(设为)时,斜面体有向右运动的趋势,由平衡条件有
解得
②水平向右的外力最小(设为)时,斜面体可能有向左运动的趋势;
(a)当
则
可知
(b)当
则
可知
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