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延吉市第一高级中学2024-2025学年度下学期月考
高二物理试题
—、选择题(共46分,1-7单选,每小题4分,8-10多选,每小题6分，选对不全3分)
1．钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个主要的核反应，其中一个是：。已知核、、、的质量分别为是、、、，根据质能方程，1u物质的能量相当于931MeV。下列说法正确的是（　　）
A．核反应方程中的x=56，y=99
B．一个核裂变放出的核能约为166MeV
C．核裂变放出一个光子，若该光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变短
D．核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电
2．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝20cm.活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0相当于75cm高的水银柱产生的压强，则此时气体的压强为(　　)
A．75cmHg B．85cmHg C．95cmHg D．100cmHg
3. 光在生产、生活中有着广泛的应用，下列关于光的说法正确的是（　　）
A. 泊松亮斑是光的衍射现象形成的 B. 光导纤维传输信号利用了光的干涉现象
C. 肥皂膜看起来常常是五颜六色的是光的偏振现象
D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
4. 下列说法正确的是（　　）
A. 玻尔根据粒子散射实验，提出了原子核式结构模型
B. 医院里的B超检查利用了原子核发生变化时所释放的射线
C. 电子绕原子核旋转半径增大时，原子会释放特定频率的光子
D. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
5. 紫外线的光子能量约在 3.11~12.4eV之间。如图所示为氢原子能级图，一群处于 n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时，能发出不同频率的紫外线（ ）
A. 6种 B. 4 种 C. 3种 D. 2种
6. 如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（　　）
A. 圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽
B. 换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集
C. 改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集
D. 圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的
7. 如图为卡诺循环的p﹣V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（　　）
A. 在D→A绝热压缩过程中，气体内能增加
B. 一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
C. B→C过程气体对外界做的功小于D→A过程外界对气体做的功
D. B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态多
8．用金属铷制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示，用不同频率的光照射该光电管，测得铷的遏止电压Uc与入射光频率的关系图像如图乙所示。已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s。下列说法正确的是（ ）
A．要测量饱和电流，电源右端为正极
B．要测量遏止电压，电源右端为正极
C．由图像乙可知，铷的截止频率为
D．由图像乙计算可得金属铷的逸出功为
9．原子核静止时有的可能发生衰变，方程为，并放出能量为的光子。已知、和的质量分别记为和，衰变放出光子的动量可忽略，该过程释放的核能除去光子的能量外全部转化为和的动能。在匀强磁场中衰变产生的和，两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．的比结合能大于的比结合能 B．和在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆
C．生成物的总动能为
D．的动能为
10. 有关近代的物理学知识，下列说法正确的是（　　）
A.随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较短的方向移动
B.光电效应实验中,用频率等于截止频率的某单色光照射某金属,可以使光电子逸出并飞离金属表面
C.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的
D.电子的发现揭示了原子可以再分，康普顿效应证实了光具有粒子性
二、非选择题(54分)
11(6分，每空2分)在“用单摆测量重力加速度”的实验中：（1）需要记录的数据有：小钢球的直径d、摆线长l和周期T；
用游标卡尺测小钢球的直径如图甲所示，则直径d为________mm；
摆长L表达式为________（用字母表示）；
（4）多次改变摆长使单摆做小角度摆动（可将此运动视为简谐振动），测量摆长L及相应的周期T，并做出了图像为一条过原点的倾斜直线，如图乙所示，已知倾斜直线的斜率是k，则可测得此地重力加速度g=________。（用和k来表示）
12(6分，每空2分)用激光测某种材料制成的长方体介质的折射率，介质与屏P平行放置，用红色激光笔以一定角度照射bc侧的O点，从ad一侧的出射，此时在屏P上的处有激光点，移走待测介质，光点移到处。请回答下列问题：
（1）关于此实验，下列说法正确的是（　　）
A. 与不一定平行
B. 为减小相对误差，应选用厚度ab较大的介质做实验
C. 为避免激光在ad界面发生全反射，实验时入射角不能太大
D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率
（2）该小组在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为M、N点，如图所示，则玻璃的折射率_______。（用图中线段的字母表示）
（3）该实验中，若改用绿色激光笔照射（绿光在介质中的折射率大于红光），其他条件不变，则光斑出现在处的______（选填“左侧”或“右侧”）。
13(4分，每空2分)在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：
（1）本实验体现的物理思想方法为 。
A．控制变量法　　B．理想化模型 C．极限思想法　　D．整体法与隔离法
（2）某次实验时，该小组四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是 。
A．甲同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗
B．乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为81滴
C．丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
D．丁同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小了
14(13分)掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一、太阳上的一种核反应为两个氘核（）聚变成一个核。已知氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。1u对应931.5MeV。（1）写出该核反应方程；（2）计算上述核反应中释放的核能（结果保留三位有效数字）；（3）若两个氘核以相等的动能0.45MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的核和中子的动能各是多少？（结果保留三位有效数字）
15(10分)如图所示，一圆柱形水杯内部的底面半径为3cm、高为16cm，杯中装满水。一束与竖直方向夹角为53°的激光从杯的左侧上边缘处射入水中，光在水杯内右侧反射一次后恰好能射到左侧下边缘处。已知各光线位于同一竖直平面内，sin53°=0.8，激光在真空中传播速度为3×10 m/s，（结果保留两位有效数字）求；（1）水对该激光折射率n；（2）激光在水中从上边缘到下边缘传播的时间t。
16(15分)山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸（足够长）和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，活塞的质量为，汽缸横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。（1）求初始状态下汽缸内气体压强；（2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，求；
（3）若在第（2）问的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求（结果保留分数）。
高二物理月考参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
B C A D D C A BC AC AD
11【答案】① 18.6 ② ③
12【答案】（1）B （2） （3）右侧 13【答案】（1）B （2） D
14【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】【详解】（1）核反应方程为
-----------------2分
（2）设核反应的质量亏损为，则有
-----------------2分
解得-----------------1分
（3）设核反应后核和中子的质量分别为3m、m，动量分别为、，动能分别为、，则有----------------2分
-----------------1分
-----------------1分
-----------------2分
解得 -----------------1分
-----------------1分
15【答案】（1）；（2）
【解析】【详解】（1）由折射定律得-----------------1分
由题意可知-----------------1分
由几何知识可得 -----------------2分解得=1.3-----------------1分
（2）激光在水中的传播速度为-----------------1分
由几何知识可得传播路程为-----------------2分
联合解得-----------------2分
16【答案】（1）；（2）300K；（3）
【解析】【详解】（1）对气缸进行分析，根据平衡条件有
-----------------2分解得-----------------1分
（2）加热过程中，当气缸与底部挡板之间没有弹力作用 ，对活塞与气缸整体进行分析有
-----------------2分解得-----------------1分
即此时，弹簧的长度不变，则汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，气体体积为，结合上述，此过程气体压强不变，根据盖吕萨克定律有
-----------------2分解得-----------------1分
（3）弹簧恰好恢复原长时，，对活塞分析 ，根据平衡条件有
-----------------2分解得-----------------1分
根据理想气体状态方程有
-----------------2分
解得-----------------1分
1．钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个主要的核反应，其中一个是：。已知核、、、的质量分别为是、、、，根据质能方程，1u物质的能量相当于931MeV。下列说法正确的是（　　）
A．核反应方程中的x=56，y=99
B．一个核裂变放出的核能约为166MeV
C．核裂变放出一个光子，若该光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变短
D．核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电
1．B
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知；
解得，；
B．根据质能方程
解得；
C．根据光子撞击一个粒子后动量大小变小，则波长会变长，；
D．在核电站的核反应堆内部，核燃料具有的核能通过核裂变反应转化为内能，然后通过发电机转化为电能。
2．如图所示，竖直圆筒是固定不动的，粗筒横截面积是细筒的3倍，细筒足够长，粗筒中A、B两轻质活塞间封有气体，气柱长L＝20cm.活塞A上方的水银深H＝10cm，两活塞与筒壁间的摩擦不计，用外力向上托住活塞B，使之处于平衡状态，水银面与粗筒上端相平．现使活塞B缓慢上移，直至水银的一半被推入细筒中，若大气压强p0相当于75cm高的水银柱产生的压强，则此时气体的压强为(　　)
A．75cmHg B．85cmHg C．95cmHg D．100cmHg
C
【详解】当有一半的水银被推入细筒中时，由于粗筒横截面积是细筒横截面积的3倍，因此，细筒中水银柱的高度为，活塞A上方水银柱的总高度，因活塞A的重力不计，所以气体的压强.
3. 光在生产、生活中有着广泛的应用，下列关于光的说法正确的是（　　）
A. 泊松亮斑是光的衍射现象形成的
B. 光导纤维传输信号利用了光的干涉现象
C. 肥皂膜看起来常常是五颜六色的是光的偏振现象
D. 电视机遥控器是利用发出紫外线脉冲信号来变换频道的
【答案】A
【解析】【详解】A．肥皂膜看起来常常是五颜六色的是光的干涉现象；
B．光导纤维传输信号利用了光的全反射原理；
C．电视机遥控器是利用发出红外线脉冲信号来变换频道的；
D．泊松亮斑是光的衍射现象形成的。
4. 下列说法正确的是（　　）
A. 玻尔根据粒子散射实验，提出了原子核式结构模型
B. 医院里的B超检查利用了原子核发生变化时所释放的射线
C. 电子绕原子核旋转半径增大时，原子会释放特定频率的光子
D. 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
【答案】D
【解析】详解】A．卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，故A错误；
B．医院里的B超检查利用了超声波，故B错误；
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C正确；
D．电子绕原子核旋转半径增大时，能级增大，需要吸收特定频率的光子，故D错误。
5. 紫外线的光子能量约在 3.11~12.4eV之间。如图所示为氢原子能级图，一群处于 n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时，能发出不同频率的紫外线（ ）
A. 6种 B. 4 种 C. 3种 D. 2种
【答案】D
【解析】【详解】根据组合公式
可知，一群处于 n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时，能发出6种不同频率的光，它们的能量分别是
可见光子能量在 3.11~124eV之间有2种。
6. 如图所示，将透镜凸起的一面压在表面平整的玻璃板上，让单色光从上方射入，从上往下看透镜，可以看到明暗相间的圆环状条纹。已知透镜凸起面表现为球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径（曲率半径越大，球面弯曲程度越小）。下列说法正确的是（　　）
A. 圆环状条纹间距不相等，越往外条纹间距越宽
B. 换用曲率半径更大的透镜，可以看到条纹将变密集
C. 改用频率更高的单色光照射，可以看到条纹将变密集
D. 圆环状条纹是透镜上下两个表面反射的两列光发生干涉形成的
【答案】C
【解析】【详解】A．环状条纹是由凸透镜与平面玻璃所夹空气膜的上、下表面反射光干涉形成的，；
B．圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越密集，越往外条纹间距越窄；
C．若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所观察到的圆环状条纹间距变大，可以看到条纹将变稀疏；
D．改用频率更高的单色光照射，由
可知单色光波长更小，而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹间距变小，可以看到条纹将变密集.
7. 如图为卡诺循环的p﹣V图像，一定质量的理想气体从状态A开始沿循环曲线ABCDA回到初始状态，其中AB和CD为两条等温线，BC和DA为两条绝热线。下列说法正确的是（　　）
A. 在D→A绝热压缩过程中，气体内能增加
B. 一次循环过程中气体吸收的热量小于放出的热量
C. B→C过程气体对外界做的功小于D→A过程外界对气体做的功
D. B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态多
【答案】A
【解析】【详解】A．D→A绝热压缩过程中，外界对气体做功
，
根据热力学第一定律
可知
即气体内能，故A错误；
B．一次循环过程中气体的温度不变，内能不变。p﹣V图像中图线与坐标轴围成的面积表示功。由图知，在一次循环过程中，气体对外界做功，为确保气体的内能不变，则气体一定从外界吸收热量，故一次循环过程中气体吸收的热量大于放出的热量，故B错误；
C．由图知
故B→C过程和D→A过程，温度变化量的大小相等，内能变化量的大小相等，且，可知W大小也必然相等，即B→C过程气体对外界做的功等于D→A过程外界对气体做的功，故C正确；
D．AB状态温度相同，则状态A和状态B气体分子的平均速率相同，而状态B的体积大，气体的密集程度小，则B状态时气体分子单位时间对器壁单位面积撞击次数比A状态少，故D错误。
8．用金属铷制成的光电管观测光电效应的装置如图甲所示，用不同频率的光照射该光电管，测得铷的遏止电压Uc与入射光频率的关系图像如图乙所示。已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s。下列说法正确的是（ ）
A．要测量饱和电流，电源右端为正极
B．要测量遏止电压，电源右端为正极
C．由图像乙可知，铷的截止频率为
D．由图像乙计算可得金属铷的逸出功为
8．BC
【详解】A．要测量遏止电压，则加反向电压，故电源右端为正极；
B．要测量饱和电流，则加正向电压，故电源右端为负极；
C．根据爱因斯坦光电效应方程
当时，则铷的截止频率为故C正确；
D．由图像乙计算可得金属铷的逸出功为故D错误。9．原子核静止时有的可能发生衰变，方程为，并放出能量为的光子。已知、和的质量分别记为和，衰变放出光子的动量可忽略，该过程释放的核能除去光子的能量外全部转化为和的动能。在匀强磁场中衰变产生的和，两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．的比结合能大于的比结合能
B．和在磁场中匀速圆周运动轨迹为内切圆
C．生成物的总动能为
D．的动能为
9．AC
【详解】A．由题意可知衰变产生的和粒子带电性相同，速度方向相反，故两粒子在同一匀强磁场中外切，故A错误；
B．由于衰变时放出核能，比结合能增大，所以的比结合能大于的比结合能，故B正确；
C．由能量守恒可知由爱因斯坦质能方程可知解得故C正确；
D．根据动量守恒定律有；
联立可得故D错误。
10. 有关近代的物理学知识，下列说法正确的是（　　）
A.随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较短的方向移动
B.光电效应实验中,用频率等于截止频率的某单色光照射某金属,可以使光电子逸出并飞离金属表面
C.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的
D.电子的发现揭示了原子可以再分，康普顿效应证实了光具有粒子性
【答案】AD
【解析】【详解】A．随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较短的方向移动，选项A正确；
B．在光电效应实验中，应该用大于截止频率的某单色光照射某金属，才能使得光电子溢出并飞离金属表面，故B错误；
C．电子发现揭示了原子可以再分，康普顿效应证实了光具有粒子性，选项C正确；
D．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子的核式结构理论，并没有发现原子是由质子和中子组成的，选项D错误。
11. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中：
（1）需要记录的数据有：小钢球的直径d、摆线长l和周期T；
（2）用游标卡尺测小钢球的直径如图甲所示，则直径d为________mm；
（3）摆长L表达式为________（用字母表示）；
（4）多次改变摆长使单摆做小角度摆动（可将此运动视为简谐振动），测量摆长L及相应的周期T，并做出了图像为一条过原点的倾斜直线，如图乙所示，已知倾斜直线的斜率是k，则可测得此地重力加速度g=________。（用和k来表示）
【答案】 ① 18.6 ② ③
【解析】【详解】（2）[1]由图甲可得直径
（3）[2]由题意得摆长为
（4）[3]由单摆公式周期公式
得
所以图像的斜率为
解得
12. 用激光测某种材料制成的长方体介质的折射率，介质与屏P平行放置，用红色激光笔以一定角度照射bc侧的O点，从ad一侧的出射，此时在屏P上的处有激光点，移走待测介质，光点移到处。请回答下列问题：
（1）关于此实验，下列说法正确的是（　　）
A. 与不一定平行
B. 为减小相对误差，应选用厚度ab较大的介质做实验
C. 为避免激光在ad界面发生全反射，实验时入射角不能太大
D. 该实验只能测量两面平行的玻璃砖的折射率
（2）该小组在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线、折射光线分别交于A、B点，再过A、B点作法线的垂线，垂足分别为M、N点，如图所示，则玻璃的折射率_______。（用图中线段的字母表示）
（3）该实验中，若改用绿色激光笔照射（绿光在介质中的折射率大于红光），其他条件不变，则光斑出现在处的______（选填“左侧”或“右侧”）。
【答案】（1）B （2） （3）右侧
【解析】【小问1详解】
A．如图所示
由折射定律有
又
可得
因此与平行，故A错误；
B．玻璃砖宽度较厚时，引起的角度误差较小，测量的折射率误差也就较小，故B正确；
C．由几何知识可知，光线在下表面的折射角等于上表面的入射角，根据光路可逆原理可知，光线一定会从上表面射出，折射光线不会在玻璃砖的面发生全反射，故C错误；
D．该实验原理不仅能测量两面平行的玻璃砖的折射率，也可以测两面不平行的玻璃砖的折射率，故D错误。
【小问2详解】
根据折射定律有
由几何关系有，
联立可得
【小问3详解】
在同一种介质中，红色激光的折射率小于绿光的折射率，该实验中，若改用绿色激光笔照射，其他条件不变，则光斑出现在处的右侧。
13．在“用油膜法估测分子大小”的实验中，所用的油酸酒精溶液的浓度为每1000mL溶液中有纯油酸0.5mL，用注射器测得1mL上述溶液有80滴，把1滴该溶液滴入盛水的撒有痱子粉的浅盘中，待水面稳定后，得到油酸薄膜的轮廓形状和尺寸如图甲所示，图中正方形格的边长为1cm，则可求得：
（1）本实验体现的物理思想方法为 。
A．控制变量法　　B．理想化模型 C．极限思想法　　D．整体法与隔离法
（2）某次实验时，该小组四个同学都发生了一个操作错误，导致最后所测分子直径偏大的是 。
A．甲同学在计算注射器滴出的每一滴油酸酒精溶液体积后，不小心拿错了一个注射器取一溶液滴在水面上，这个拿错的注射器的针管比原来的粗
B．乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为，不小心错记录为81滴
C．丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格
D．丁同学在配制油酸酒精溶液时，不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小了
【答案】（1）B （2） D
【解析】【详解】（1）[1] 本实验中，需要将在水面上形成的油膜看成单分子油膜，并将油酸分子理想化为紧密排列的球体，从而所计算的油膜的厚度即为油酸分子的直径，因此，本实验体现的物理思想方法为理想化模型。故B正确，ACD错误。故选B。
（2） A．拿错的注射器的针管比原来的粗，则滴出的一滴酒精油酸溶液的体积将偏大，即所含油酸的体积偏大，而计算过程中所用体积比实际小，因此测量得到的油酸分子的直径将偏小，故A错误；
B．乙同学用注射器测得80滴油酸酒精的溶液为1mL，不小心错记录为81滴，则所得一滴酒精油酸溶液的体积将偏小，从而使油酸的体积偏小，最终导致所测分子直径偏小，故B错误；
C．丙同学计算油膜面积时，把凡是半格左右的油膜都算成了一格，则油膜面积偏大，从而导致所测油酸分子直径偏小，故C错误；
D．不小心把酒精倒多了一点，导致油酸酒精溶液的实际浓度比计算值小了，则计算使用油酸的体积将偏大，从而导致所测油酸分子直径偏大，故D正确。故选D。
14(13分)掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一、太阳上的一种核反应为两个氘核（）聚变成一个核。已知氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。1u对应931.5MeV。（1）写出该核反应方程；（2）计算上述核反应中释放的核能（保留三位有效数字）；（3）若两个氘核以相等的动能0.45MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化成动能，则反应中生成的核和中子的动能各是多少？
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】【详解】（1）核反应方程为
-----------------2分
（2）设核反应的质量亏损为，则有
-----------------2分
解得-----------------1分
（3）设核反应后核和中子的质量分别为3m、m，动量分别为、，动能分别为、，则有----------------2分
-----------------1分
-----------------1分
-----------------2分
解得 -----------------1分
-----------------1分
15(10分)如图所示，一圆柱形水杯内部的底面半径为3cm、高为16cm，杯中装满水。一束与竖直方向夹角为53°的激光从杯的左侧上边缘处射入水中，光在水杯内右侧反射一次后恰好能射到左侧下边缘处。已知各光线位于同一竖直平面内，sin53°=0.8，激光在真空中传播速度为3×10 m/s，求；（1）水对该激光折射率n；（2）激光在水中从上边缘到下边缘传播的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】【详解】（1）由折射定律得-----------------1分
由题意可知-----------------1分
由几何知识可得 -----------------2分
解得-----------------1分
（2）激光在水中的传播速度为-----------------1分
由几何知识可得传播路程为-----------------2分
联合解得-----------------2分
16(15分)山地车的气压避震装置主要由活塞、汽缸组成。某研究小组将其汽缸和活塞取出进行研究。如图所示，在倾角为的光滑斜面上放置一个带有活塞A的导热汽缸B，活塞用劲度系数为的轻弹簧拉住，弹簧的另一端固定在斜面上端的一块挡板上，轻弹簧平行于斜面，初始状态活塞到汽缸底部的距离为，汽缸底部到斜面底端的挡板距离为，汽缸内气体的初始温度为。已知汽缸质量为，活塞的质量为，汽缸横截面积为，活塞与汽缸间密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，重力加速度为，大气压为。（1）求初始状态下汽缸内气体压强；（2）对汽缸进行加热，汽缸内气体的温度从上升到，此时汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，求；
（3）若在第（2）问的基础上继续对汽缸进行加热，当温度达到时使得弹簧恰好恢复原长，求（结果保留分数）。
【答案】（1）；（2）300K；（3）
【解析】【详解】（1）对气缸进行分析，根据平衡条件有
-----------------2分
解得-----------------1分
（2）加热过程中，当气缸与底部挡板之间没有弹力作用 ，对活塞与气缸整体进行分析有
-----------------2分
解得-----------------1分
即此时，弹簧的长度不变，则汽缸底部恰好接触到斜面底端的挡板，气体体积为，结合上述，此过程气体压强不变，根据盖吕萨克定律有
-----------------2分
解得-----------------1分
（3）弹簧恰好恢复原长时，，对活塞分析 ，根据平衡条件有
-----------------2分
解得-----------------1分
根据理想气体状态方程有
-----------------2分
解得-----------------1分

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