河北省邢台市邢襄联盟2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2024高二下·邢台月考）下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体一定比温度低的物体的内能多
B．热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一摄氏度的大小是相同的
C．两个系统处于热平衡时，一定具有相同的热量
D．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动
【答案】B
【知识点】布朗运动；温度和温标；热平衡与热平衡定律
【解析】【解答】A. 内能的大小不只与温度有关，与质量、体积和物体的种类也有关系，故温度高的物体内能不一定比温度低的物体内能多，A不符合题意；
B. 热力学温度与摄氏度关系为，可知每一开的大小与摄氏度每一摄氏度的大小是相同的，B符合题意；
C. 两个系统处于热平衡时，温度相同，没有热量交换，不一定有相同的热量，C不符合题意；
D. 布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮颗粒的无规则运动，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据物理量的定义及其特点可得出结论。
2．（2024高二下·邢台月考）人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（ ）
A．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了增加核反应速度
B．原子核D核子的平均质量大于原子核F核子的平均质量，说明D比F稳定
C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的射线能使某金属板逸出光电子，若增加射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D．由图可知，原子核D和E聚合成F时有质量亏损，要放出核能
【答案】D
【知识点】质量亏损与质能方程；光电效应；结合能与比结合能
【解析】【解答】A. 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度，A不符合题意；
B. 原子核D核子的平均质量大于原子核F核子的平均质量，比结合能不一定大，故核D不一定比核F稳定，B不符合题意；
C. 由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能只与光的频率有关，增加射线强度，不会使逸出的光电子最大初动能增大，C不符合题意；
D. 由图可知，原子核D和E聚合成F后核子的平均质量降低，说明有质量亏损，放出核能，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据原子核性质，结合核反应过程的特点可得出结论。
3．（2024高二下·邢台月考）下列说法正确的是（ ）
A．液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向同性
B．随着科技的进步，冲锋衣大都可实现面料不沾雨水的功能，该功能体现了不浸润现象
C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
D．用热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明石蜡具有各向同性
【答案】B
【知识点】晶体和非晶体；液体的表面张力；浸润和不浸润；液晶
【解析】【解答】A. 液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向异性，A不符合题意；
B. 冲锋衣表面不会沾雨水，说明水与冲锋衣表面属于不浸润的特点，B符合题意；
C. 液体表面张力的方向与液面平行并指向收缩的方向，C不符合题意；
D. 用热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明金属片具有各向同性，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据物理现象的相关原理可得出结论。
4．（2024高二下·邢台月考）关于光的衍射现象说法正确的是（ ）
A．光的衍射现象说明光是一种横波
B．单缝衍射现象中，屏幕上的亮暗条纹是等宽的
C．用同一装置做单缝衍射实验，红光比紫光的现象更明显
D．用白光做单缝衍射实验，不会出现彩色条纹
【答案】C
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A. 纵波和横波都可以发生衍射现象，光的衍射现象说明光具有波动性，A不符合题意；
B. 单缝衍射现象中，屏幕中的亮暗条纹是不等宽的，中间条纹宽，两边条文窄，B不符合题意；
C. 同一装置做单缝衍射实验，波长越长的光衍射现象越明显，故红光比紫光的现象更明显，C符合题意；
D. 用白光做单缝衍射实验，当缝的宽度足够窄时，会出现彩色条纹，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据光的波动性特点，结合波的衍射现象可得出结论。
5．（2024高二下·邢台月考）下列机器的工作原理图中，不符合热力学第二定律的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A. 低温系统从高温系统吸收热量需要外界做功，符合热力学第二定律，A符合题意；
B. 工作物质吸收热量，一部分用来对外做功，另一部分放出热量，符合热力学第二定律，B符合题意；
C. 由热力学第二定律可知，系统不可能从单一热源吸收热量，使之完全转化为功，即热机的效率不可能为100%，故不符合热力学第二定律，C符合题意；
D. 高温热源可以自发的传递热量到低温热源，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据热力学第二定律，结合机器的工作原理可得出结论。
6．（2024高二下·邢台月考）氢原子能级示意图如图所示，已知可见光光子的能量范围为，若一群氢原子处于的激发态，下列说法正确的是（ ）
A．用这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子分别照射逸出功为的金属钠，4种光子能使金属钠发生光电效应
B．这群氢原子自发跃迁时能辐射出4种不同频率的光子
C．这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子都可以使处于的激发态的氢原子电离
D．这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子中有3种在可见光区
【答案】A
【知识点】氢原子光谱；玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光谱和光谱分析
【解析】【解答】AB. 一群氢原子处于n=4能级自发跃迁辐射的光有6种，即光子能量有6种，其中能量大于逸出功的光子为四种，A符合题意，B不符合题意；
C. 能够使n=4的激发态的氢原子电离，需要光子能量大于0.85eV，可知辐射的光子能量为0.66eV，不能够使n=4的激发态的氢原子电离，C不符合题意；
D. 可知，这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子有两种在可见光区，分别为，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据氢原子不同能级的差值可求出辐射光子的能量大小，进而得出结论。
7．（2024高二下·邢台月考）一定质量的理想气体从状态A经过状态B和C又回到状态A。其压强p随体积V变化的图线如图所示，其中A到B为绝热过程，C到A为等温过程。下列说法正确的是（ ）
A．过程，气体分子平均动能增大
B．过程，气体向外界放热
C．过程，单位时间内器壁单位面积受气体分子撞击次数减少
D．过程，单位时间内器壁单位面积受气体分子撞击次数增多
【答案】C
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体热现象的微观意义；热力学图像类问题
【解析】【解答】A. 过程为绝热过程，气体体积增大，即气体对外界做功，故，由可知，，故气体的温度减小，气体分子平均动能减小，A不符合题意；
B. 过程为等压过程，由可知，气体体积增大，温度增大，故气体内能，且气体对外界做功，即，由可知，即气体对外界吸热，B不符合题意；
CD. 过程为等压过程，故单位时间内器壁单位面积受气体平均作用力不变，由于温度增大，分子与器壁平均作用力变大，故单位时间内器壁单位面积受气体分子撞击次数减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据理想气体的状态方程，结合气体压强的微观涵义，利用热力学第一定律可得出结论。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2024高二下·邢台月考）某同学设计了一种温度计，结构如图所示，大玻璃泡A封装一定质量的气体，与A相连的B管（内径可忽略）插在水槽中，管内有长度为x的水柱，可根据水柱长度来判断环境温度。下列分析正确的是（ ）
A．若大气压强不变，温度升高，x增大
B．若大气压强不变，温度降低，x增大
C．若气温不变，大气压强增大，x增大
D．若气温不变，大气压强减小，x增大
【答案】B,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】AB. 由题可知，气体A的压强与外界大气压关系为，若大气压强不变，温度增加，气体压强增大，则x减小，反之温度降低，x增加，A不符合题意，B符合题意；
CD. 若气温不变，大气压强增加，则x增大，反之大气压强减小，x减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】根据气体压强与大气压强的大小关系式，结合气体的状态变化可得出水柱长度的变化。
9．（2024高二下·邢台月考）核反应方程，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．可以用来确定物质的年代
B．的半衰期会随温度的升高而减小
C．经过两个半衰期，20个将剩下5个
D．X是
【答案】A,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A. 会发生衰变，且有半衰期，故可以用来确定物质的年代，A符合题意；
B. 的半衰期由原子核本身的性质有关，与外界条件无关，B不符合题意；
C. 半衰期对应大量的原子，C不符合题意；
D. 根据核反应方程质子数和质量数守恒，可知X质子数为0，质量数为1，故X为，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】根据核反应方程质量数和质子数守恒的特点可得出粒子类型；利用原子核衰变的规律可得出结论。
10．（2024高二下·邢台月考）有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，一个原来静止在A处的原子核发生或衰变放射出两个新核，两个新核的运动轨迹如图所示，已知两个相切圆的半径分别为、。且，下列说法正确的是（ ）
A．该衰变为衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量之比为
B．该衰变为衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量之比为
C．根据已知条件可以算出两个新核的电荷量之比为
D．根据已知条件可得两个新核的动量之比为
【答案】C,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】ABC. 由题可知，两粒子所受洛伦兹力方向相反，故两粒子带同种电荷，都为正电，故衰变为衰变，原子核衰变过程动量守恒，有，且粒子在磁场中做匀速圆周运动，有，联立可知，且无法计算质量之比，AB不符合题意，C符合题意；
D. 衰变过程动量守恒，故两个新核的动量之比为1：1，D符合题意。
故答案为：CD
【分析】根据原子核衰变的特点，结合粒子在磁场中受洛伦兹力的表达式，联立可得出结论。
三、非选择题：共54分。
11．（2024高二下·邢台月考）如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
甲 乙 丙
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可____。
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝
（2）某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，分划板在图乙中B位置时游标卡尺的读数如图丙所示，已知分划板在A位置时游标卡尺的读数，在B位置时游标卡尺的读数 ，相邻两亮条纹的间距 。
（3）该单色光的波长 。
【答案】（1）B
（2）15.6；0.6
（3）
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）A. 若增加目镜中观察到的条纹个数，则使条纹间距变小，将单缝向双缝靠近不影响条纹间距的大小，A不符合题意；
BC. 将屏向靠近双缝的方向移动，即l减小，由可知，l减小，条纹间距减小，l增大，条纹间距增大，B符合题意，C不符合题意；
D. 使用间距更小的双缝，即d减小，由可知，d减小，条纹间距增大，D不符合题意。
故答案为：B
（2）由游标卡尺示数可知，读数为；条纹间距。
（3）由可得，代数可得。
【分析】（1）根据双缝干涉条纹间距公式，可判断实验操作的正确性；（3）利用双缝干涉条纹间距表达式可得出光的波长大小。
12．（2024高二下·邢台月考）英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置示意图如图所示。
（1）下列关于该实验的描述正确的是____。
A．粒子轰击金箔的实验可以在有空气的条件下完成
B．该实验揭示了原子具有核式结构
C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转
D．该实验证实了汤姆逊原子模型的正确性
（2）下述关于粒子散射实验的说法正确的是____。
A．实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分
B．实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部电子
C．实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量
D．实验表明原子核是由质子和中子组成的
（3）有关粒子散射实验的图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是下列选项中的____。
A． B．
C． D．
【答案】（1）B
（2）C
（3）B
【知识点】α粒子的散射
【解析】【解答】（1）A. 粒子轰击金箔的实验应在真空中完成，A不符合题意；
B. 该实验揭示了原子质量集中在中心位置，即原子具有核式结构，B符合题意；
C. 实验结果表明有少数粒子穿过金箔后发生大角度偏转，C不符合题意；
D. 该实验证实了汤姆逊原子模型的错误性，D不符合题意。
故答案为：B
（2）A. 实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的极小部分，A不符合题意；
B. 实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部正电荷，B不符合题意；
C. 实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量，C符合题意；
D. 实验不能表明原子核的组成成分，D不符合题意。
故答案为：C
（3）ABCD. 当粒子经过金原子核时，会受到排斥力的作用偏离原来轨迹，远离金原子核的粒子受到排斥力更小，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】（1）（2）根据散射实验的现象可得出实验结论的正确性。
13．（2024高二下·邢台月考）核反应中释放的能量称作反应能，记为Q。反应能与反应前、后粒子的质量有关。的反应称作放能反应，的反应称作吸能反应。有如下核反应：，已知核、核、核、核的静止质量分别为，，，，是原子质量单位，对应的能量为。
（1）求的结合能及比结合能；（计算结果保留两位小数）
（2）求该反应的反应能Q并判断该反应是吸能反应还是放能反应。（计算结果保留三位小数）
【答案】（1）解：
。
（2）解：反应能
代入数据得
上式表明这是一个吸能核反应。
【知识点】质量亏损与质能方程；结合能与比结合能
【解析】【分析】（1）根据核子合成为原子核的反应过程质量亏损可得出原子核的结合能大小，利用比结合能的定义可得出比结合能的大小；（2）根据核反应方程的质量亏损可得出反应能量的大小，进而判断是吸能反应还是放能反应。
14．（2024高二下·邢台月考）如图所示，一定质量的理想气体经历了的循环，该过程中每个状态都视为平衡态，各状态参数如图所示。C状态的压强为。
（1）求A状态的压强。
（2）完成一个循环，气体与外界热交换的热量是多少？是吸热还是放热？
【答案】（1）解：由理想气体状态方程有
解得
（2）解：理想气体从A状态到B状态的过程中，做等压变化
外界对气体做的功
解得
气体从B状态到C状态的过程中，体积不变，外界对气体做的功为零
气体从C状态到D状态的过程中，外界对气体做的功
解得
气体从D状态到A状态的过程中，体积不变，外界对气体做的功为零
一次循环过程中，外界对气体所做的总功
理想气体从A状态开始完成一次循环，回到A状态，始末温度不变，所以内能不变
根据热力学第一定律
解得，故完成一个循环，气体对外界放热
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【分析】（1）根据理想气体状态方程可得初状态的压强大小；（2）利用气体做功的表达式可得出气体在状态变化过程中做的功，结合热力学第一定律可得出热量的大小，进而可判断吸放热。
15．（2024高二下·邢台月考）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示。求：
甲 乙 丙
（1）b光产生的光电子的最大初动能（结果用为单位）；
（2）阴极K的逸出功（结果用为单位）；
（3）a光的反向遏止电压。
【答案】（1）解：对b光产生的光电子分析，得
解得
（2）解：对b光的光子，有
所以逸出功
（3）解：对a光的光子，有
。
联立解得
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【分析】（1）根据遏止电压与光电子最大初动能的关系式可得出最大初动能的大小；
（2）利用光电效应方程可得出逸出功的大小；
（3）根据氢原子光谱跃迁辐射光子的能量特点，结合光电效应方程可得出结论。
1 / 1河北省邢台市邢襄联盟2023-2024学年高二下学期5月月考物理试题
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．（2024高二下·邢台月考）下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体一定比温度低的物体的内能多
B．热力学温度每一开的大小与摄氏温度每一摄氏度的大小是相同的
C．两个系统处于热平衡时，一定具有相同的热量
D．布朗运动是指在显微镜下观察到的组成悬浮颗粒的固体分子的无规则运动
2．（2024高二下·邢台月考）人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（ ）
A．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了增加核反应速度
B．原子核D核子的平均质量大于原子核F核子的平均质量，说明D比F稳定
C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的射线能使某金属板逸出光电子，若增加射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D．由图可知，原子核D和E聚合成F时有质量亏损，要放出核能
3．（2024高二下·邢台月考）下列说法正确的是（ ）
A．液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向同性
B．随着科技的进步，冲锋衣大都可实现面料不沾雨水的功能，该功能体现了不浸润现象
C．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部
D．用热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明石蜡具有各向同性
4．（2024高二下·邢台月考）关于光的衍射现象说法正确的是（ ）
A．光的衍射现象说明光是一种横波
B．单缝衍射现象中，屏幕上的亮暗条纹是等宽的
C．用同一装置做单缝衍射实验，红光比紫光的现象更明显
D．用白光做单缝衍射实验，不会出现彩色条纹
5．（2024高二下·邢台月考）下列机器的工作原理图中，不符合热力学第二定律的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（2024高二下·邢台月考）氢原子能级示意图如图所示，已知可见光光子的能量范围为，若一群氢原子处于的激发态，下列说法正确的是（ ）
A．用这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子分别照射逸出功为的金属钠，4种光子能使金属钠发生光电效应
B．这群氢原子自发跃迁时能辐射出4种不同频率的光子
C．这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子都可以使处于的激发态的氢原子电离
D．这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子中有3种在可见光区
7．（2024高二下·邢台月考）一定质量的理想气体从状态A经过状态B和C又回到状态A。其压强p随体积V变化的图线如图所示，其中A到B为绝热过程，C到A为等温过程。下列说法正确的是（ ）
A．过程，气体分子平均动能增大
B．过程，气体向外界放热
C．过程，单位时间内器壁单位面积受气体分子撞击次数减少
D．过程，单位时间内器壁单位面积受气体分子撞击次数增多
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．（2024高二下·邢台月考）某同学设计了一种温度计，结构如图所示，大玻璃泡A封装一定质量的气体，与A相连的B管（内径可忽略）插在水槽中，管内有长度为x的水柱，可根据水柱长度来判断环境温度。下列分析正确的是（ ）
A．若大气压强不变，温度升高，x增大
B．若大气压强不变，温度降低，x增大
C．若气温不变，大气压强增大，x增大
D．若气温不变，大气压强减小，x增大
9．（2024高二下·邢台月考）核反应方程，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．可以用来确定物质的年代
B．的半衰期会随温度的升高而减小
C．经过两个半衰期，20个将剩下5个
D．X是
10．（2024高二下·邢台月考）有一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，一个原来静止在A处的原子核发生或衰变放射出两个新核，两个新核的运动轨迹如图所示，已知两个相切圆的半径分别为、。且，下列说法正确的是（ ）
A．该衰变为衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量之比为
B．该衰变为衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量之比为
C．根据已知条件可以算出两个新核的电荷量之比为
D．根据已知条件可得两个新核的动量之比为
三、非选择题：共54分。
11．（2024高二下·邢台月考）如图甲所示，利用双缝干涉测定光的波长的实验中，双缝间距，双缝到光屏间的距离，实验时，接通电源使光源正常发光，调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。
甲 乙 丙
（1）若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可____。
A．将单缝向双缝靠近 B．将屏向靠近双缝的方向移动
C．将屏向远离双缝的方向移动 D．使用间距更小的双缝
（2）某种单色光照射双缝得到的干涉条纹如图乙所示，分划板在图乙中B位置时游标卡尺的读数如图丙所示，已知分划板在A位置时游标卡尺的读数，在B位置时游标卡尺的读数 ，相邻两亮条纹的间距 。
（3）该单色光的波长 。
12．（2024高二下·邢台月考）英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置示意图如图所示。
（1）下列关于该实验的描述正确的是____。
A．粒子轰击金箔的实验可以在有空气的条件下完成
B．该实验揭示了原子具有核式结构
C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转
D．该实验证实了汤姆逊原子模型的正确性
（2）下述关于粒子散射实验的说法正确的是____。
A．实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分
B．实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部电子
C．实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量
D．实验表明原子核是由质子和中子组成的
（3）有关粒子散射实验的图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是下列选项中的____。
A． B．
C． D．
13．（2024高二下·邢台月考）核反应中释放的能量称作反应能，记为Q。反应能与反应前、后粒子的质量有关。的反应称作放能反应，的反应称作吸能反应。有如下核反应：，已知核、核、核、核的静止质量分别为，，，，是原子质量单位，对应的能量为。
（1）求的结合能及比结合能；（计算结果保留两位小数）
（2）求该反应的反应能Q并判断该反应是吸能反应还是放能反应。（计算结果保留三位小数）
14．（2024高二下·邢台月考）如图所示，一定质量的理想气体经历了的循环，该过程中每个状态都视为平衡态，各状态参数如图所示。C状态的压强为。
（1）求A状态的压强。
（2）完成一个循环，气体与外界热交换的热量是多少？是吸热还是放热？
15．（2024高二下·邢台月考）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示。求：
甲 乙 丙
（1）b光产生的光电子的最大初动能（结果用为单位）；
（2）阴极K的逸出功（结果用为单位）；
（3）a光的反向遏止电压。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】布朗运动；温度和温标；热平衡与热平衡定律
【解析】【解答】A. 内能的大小不只与温度有关，与质量、体积和物体的种类也有关系，故温度高的物体内能不一定比温度低的物体内能多，A不符合题意；
B. 热力学温度与摄氏度关系为，可知每一开的大小与摄氏度每一摄氏度的大小是相同的，B符合题意；
C. 两个系统处于热平衡时，温度相同，没有热量交换，不一定有相同的热量，C不符合题意；
D. 布朗运动是指在显微镜下观察到的悬浮颗粒的无规则运动，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据物理量的定义及其特点可得出结论。
2．【答案】D
【知识点】质量亏损与质能方程；光电效应；结合能与比结合能
【解析】【解答】A. 在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度，A不符合题意；
B. 原子核D核子的平均质量大于原子核F核子的平均质量，比结合能不一定大，故核D不一定比核F稳定，B不符合题意；
C. 由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能只与光的频率有关，增加射线强度，不会使逸出的光电子最大初动能增大，C不符合题意；
D. 由图可知，原子核D和E聚合成F后核子的平均质量降低，说明有质量亏损，放出核能，D符合题意。
故答案为：D
【分析】根据原子核性质，结合核反应过程的特点可得出结论。
3．【答案】B
【知识点】晶体和非晶体；液体的表面张力；浸润和不浸润；液晶
【解析】【解答】A. 液晶具有液体的流动性，光学性质表现为各向异性，A不符合题意；
B. 冲锋衣表面不会沾雨水，说明水与冲锋衣表面属于不浸润的特点，B符合题意；
C. 液体表面张力的方向与液面平行并指向收缩的方向，C不符合题意；
D. 用热针尖接触涂有石蜡薄层的金属片背面，熔化的石蜡呈圆形，说明金属片具有各向同性，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】根据物理现象的相关原理可得出结论。
4．【答案】C
【知识点】光的衍射
【解析】【解答】A. 纵波和横波都可以发生衍射现象，光的衍射现象说明光具有波动性，A不符合题意；
B. 单缝衍射现象中，屏幕中的亮暗条纹是不等宽的，中间条纹宽，两边条文窄，B不符合题意；
C. 同一装置做单缝衍射实验，波长越长的光衍射现象越明显，故红光比紫光的现象更明显，C符合题意；
D. 用白光做单缝衍射实验，当缝的宽度足够窄时，会出现彩色条纹，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据光的波动性特点，结合波的衍射现象可得出结论。
5．【答案】C
【知识点】热力学第二定律
【解析】【解答】A. 低温系统从高温系统吸收热量需要外界做功，符合热力学第二定律，A符合题意；
B. 工作物质吸收热量，一部分用来对外做功，另一部分放出热量，符合热力学第二定律，B符合题意；
C. 由热力学第二定律可知，系统不可能从单一热源吸收热量，使之完全转化为功，即热机的效率不可能为100%，故不符合热力学第二定律，C符合题意；
D. 高温热源可以自发的传递热量到低温热源，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据热力学第二定律，结合机器的工作原理可得出结论。
6．【答案】A
【知识点】氢原子光谱；玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光谱和光谱分析
【解析】【解答】AB. 一群氢原子处于n=4能级自发跃迁辐射的光有6种，即光子能量有6种，其中能量大于逸出功的光子为四种，A符合题意，B不符合题意；
C. 能够使n=4的激发态的氢原子电离，需要光子能量大于0.85eV，可知辐射的光子能量为0.66eV，不能够使n=4的激发态的氢原子电离，C不符合题意；
D. 可知，这群氢原子自发跃迁时辐射出的光子有两种在可见光区，分别为，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据氢原子不同能级的差值可求出辐射光子的能量大小，进而得出结论。
7．【答案】C
【知识点】热力学第一定律及其应用；气体热现象的微观意义；热力学图像类问题
【解析】【解答】A. 过程为绝热过程，气体体积增大，即气体对外界做功，故，由可知，，故气体的温度减小，气体分子平均动能减小，A不符合题意；
B. 过程为等压过程，由可知，气体体积增大，温度增大，故气体内能，且气体对外界做功，即，由可知，即气体对外界吸热，B不符合题意；
CD. 过程为等压过程，故单位时间内器壁单位面积受气体平均作用力不变，由于温度增大，分子与器壁平均作用力变大，故单位时间内器壁单位面积受气体分子撞击次数减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】根据理想气体的状态方程，结合气体压强的微观涵义，利用热力学第一定律可得出结论。
8．【答案】B,C
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；压强及封闭气体压强的计算
【解析】【解答】AB. 由题可知，气体A的压强与外界大气压关系为，若大气压强不变，温度增加，气体压强增大，则x减小，反之温度降低，x增加，A不符合题意，B符合题意；
CD. 若气温不变，大气压强增加，则x增大，反之大气压强减小，x减小，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】根据气体压强与大气压强的大小关系式，结合气体的状态变化可得出水柱长度的变化。
9．【答案】A,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A. 会发生衰变，且有半衰期，故可以用来确定物质的年代，A符合题意；
B. 的半衰期由原子核本身的性质有关，与外界条件无关，B不符合题意；
C. 半衰期对应大量的原子，C不符合题意；
D. 根据核反应方程质子数和质量数守恒，可知X质子数为0，质量数为1，故X为，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】根据核反应方程质量数和质子数守恒的特点可得出粒子类型；利用原子核衰变的规律可得出结论。
10．【答案】C,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【解答】ABC. 由题可知，两粒子所受洛伦兹力方向相反，故两粒子带同种电荷，都为正电，故衰变为衰变，原子核衰变过程动量守恒，有，且粒子在磁场中做匀速圆周运动，有，联立可知，且无法计算质量之比，AB不符合题意，C符合题意；
D. 衰变过程动量守恒，故两个新核的动量之比为1：1，D符合题意。
故答案为：CD
【分析】根据原子核衰变的特点，结合粒子在磁场中受洛伦兹力的表达式，联立可得出结论。
11．【答案】（1）B
（2）15.6；0.6
（3）
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】（1）A. 若增加目镜中观察到的条纹个数，则使条纹间距变小，将单缝向双缝靠近不影响条纹间距的大小，A不符合题意；
BC. 将屏向靠近双缝的方向移动，即l减小，由可知，l减小，条纹间距减小，l增大，条纹间距增大，B符合题意，C不符合题意；
D. 使用间距更小的双缝，即d减小，由可知，d减小，条纹间距增大，D不符合题意。
故答案为：B
（2）由游标卡尺示数可知，读数为；条纹间距。
（3）由可得，代数可得。
【分析】（1）根据双缝干涉条纹间距公式，可判断实验操作的正确性；（3）利用双缝干涉条纹间距表达式可得出光的波长大小。
12．【答案】（1）B
（2）C
（3）B
【知识点】α粒子的散射
【解析】【解答】（1）A. 粒子轰击金箔的实验应在真空中完成，A不符合题意；
B. 该实验揭示了原子质量集中在中心位置，即原子具有核式结构，B符合题意；
C. 实验结果表明有少数粒子穿过金箔后发生大角度偏转，C不符合题意；
D. 该实验证实了汤姆逊原子模型的错误性，D不符合题意。
故答案为：B
（2）A. 实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的极小部分，A不符合题意；
B. 实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部正电荷，B不符合题意；
C. 实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量，C符合题意；
D. 实验不能表明原子核的组成成分，D不符合题意。
故答案为：C
（3）ABCD. 当粒子经过金原子核时，会受到排斥力的作用偏离原来轨迹，远离金原子核的粒子受到排斥力更小，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B
【分析】（1）（2）根据散射实验的现象可得出实验结论的正确性。
13．【答案】（1）解：
。
（2）解：反应能
代入数据得
上式表明这是一个吸能核反应。
【知识点】质量亏损与质能方程；结合能与比结合能
【解析】【分析】（1）根据核子合成为原子核的反应过程质量亏损可得出原子核的结合能大小，利用比结合能的定义可得出比结合能的大小；（2）根据核反应方程的质量亏损可得出反应能量的大小，进而判断是吸能反应还是放能反应。
14．【答案】（1）解：由理想气体状态方程有
解得
（2）解：理想气体从A状态到B状态的过程中，做等压变化
外界对气体做的功
解得
气体从B状态到C状态的过程中，体积不变，外界对气体做的功为零
气体从C状态到D状态的过程中，外界对气体做的功
解得
气体从D状态到A状态的过程中，体积不变，外界对气体做的功为零
一次循环过程中，外界对气体所做的总功
理想气体从A状态开始完成一次循环，回到A状态，始末温度不变，所以内能不变
根据热力学第一定律
解得，故完成一个循环，气体对外界放热
【知识点】理想气体与理想气体的状态方程；热力学第一定律及其应用
【解析】【分析】（1）根据理想气体状态方程可得初状态的压强大小；（2）利用气体做功的表达式可得出气体在状态变化过程中做的功，结合热力学第一定律可得出热量的大小，进而可判断吸放热。
15．【答案】（1）解：对b光产生的光电子分析，得
解得
（2）解：对b光的光子，有
所以逸出功
（3）解：对a光的光子，有
。
联立解得
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁；光电效应
【解析】【分析】（1）根据遏止电压与光电子最大初动能的关系式可得出最大初动能的大小；
（2）利用光电效应方程可得出逸出功的大小；
（3）根据氢原子光谱跃迁辐射光子的能量特点，结合光电效应方程可得出结论。
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