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2022年河北省高考物理一模分类汇编（近代物理、热学、机械波、光学）
一、单选题
（石家庄高三下教学质量检测（一））1．核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。钚-238同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的热能转化为电能。已知钚-238的半衰期为88年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　）
A．衰变放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强
B．的比结合能小于的比结合能
C．的核子平均质量小于的核子平均质量
D．钚-238在极高压下可加速衰变，其半衰期可小于88年
（邯郸市高三下一模）2．关于原子和原子核，下列说法正确的是（　　）
A．目前世界上的核动力航母利用的是轻核的聚变
B．提高温度可以缩短放射性元素的半衰期
C．卢瑟福发现质子的核反应方程是
D．发生核反应时满足质量守恒和电荷数守恒
（唐山高三下第一次模拟考试）、保定）3．氚是氢的一种放射性同位素，简写为H，氟核发生β衰变后变成另一种新原子核，氚的半衰期为12.43年，下列关于氚核衰变说法正确的（　　）
A．经过12.43年，6个氚核还剩余3个没有衰变
B．经过12.43年，质量为m的氚核还剩余仍没有衰变
C．增加气体中氚的浓度可以缩短其半衰期
D．改变氚核存放环境可改变其半衰期
（张家口高三下第一次模拟考试）4．目前在我国光刻机设备生产领域已经实现了90nm制程的光刻机量产，上海微电子预计推出28nm的光刻机，光刻机中的一项关键技术就是激光光源的控制。若某激光光源发射出一束波长为的单色平行激光束，发光的功率为P，已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，不考虑激光在传播过程中的衰减，则该激光光源发出的激光束在长度1m内的平均光子个数为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
（保定高三下七校联合第一次模拟考试）5．一波源位于O点，波源质点沿y轴做不连续的简谐运动，振幅为10cm，形成沿x轴正方向传播的波。某时刻波刚好传到P点，平衡位置在处的质点已经振动了0.2s，O、P间各质点形成的波形如图所示，此时由波形可知（　　）
A．波源的最初起振方向沿y轴负方向
B．波在介质中传播的速度为2.0m/s
C．质点Q此时已经通过的路程为40cm
D．此波形是波源先振动0.4s后停止振动0.6s，接着再振动0.2s形成的
E．从此时开始计时，再过0.55s，质点P的位移为
三、解答题
（邯郸市高三下一模）6．某半球形透明介质的截面图如图甲所示，AB为截面半圆的直径，O为球心，从O点左侧的D点射入一单色光，单色光在半球形介质上表面的入射角恰好等于其发生全反射的临界角。
（1）求半球形介质的折射率n；
（2）若用与半球形介质相同的材料制成一直角三棱镜放置在真空中，如图乙所示，其截面三角形的直角边FG的长度为d，，该单色光从FG侧面的中点垂直FG入射，光在真空中的传播速度为c，取，，求该单色光从进入棱镜到第一次从棱镜射出所经历的时间。
（邯郸市高三下一模）7．如图甲所示，粗细均匀的足够长玻璃管的一端开口，另一端封闭，管的横截面积，沿水平方向放置时，一段长的水银柱封闭着一定质量的理想气体，管内气柱长度，大气压强恒为，室内热力学温度恒为。现将玻璃管沿逆时针方向缓慢转过90°。取。
（1）求稳定后管内气柱的长度；
（2）使玻璃管的封闭端浸入冰水混合物中，管内气体的温度缓慢降低，求管内气体的温度降低的过程中，水银柱对管内气体做的功。
（唐山高三下第一次模拟考试）8．如图所示，扇形AOB为透明柱状介质的横截面，扇形的半径大小为R，OM为扇形的角平分线，。一束平行于角平分线OM的单色光由OA面射入介质，折射光线与OB平行且恰好打到圆弧面上的M点。
（1）求介质对单色光的折射率：
（2）若使折射光线在圆弧面上恰好全反射，求平行于OM的单色光在OA面上的入射点需沿OA面向上移动距离。
（（唐山高三下第一次模拟考试）、保定）9．如图为某型号家用喷水壶的外形图和原理图，壶中气筒内壁的横截面积，活塞的最大行程为，正常喷水时壶内气体需达到压强Pa以上。壶内装水后，将压柄连接的活塞压到气筒的最底部，此时壶内气体体积为，压强为Pa，温度为27℃。已知大气压强Pa。
（1）将喷水壶放到室外，室外气温为9℃，求稳定后壶内气体的压强；
（2）在室外且温度保持不变，为了使喷水壶达到工作状态，至少需要通过压柄充气多少次？
（保定高三下七校联合第一次模拟考试）10．如图所示，等边三棱镜ABC的边长为a，一平行于底边BC的光束从AB边上距B点的D点射入棱镜经折射后恰好从顶点C离开棱镜。已知光在真空中的速度为c，求：
（i）三棱镜的折射率n；
（ii）该光束在三棱镜中的传播时间t。
（张家口高三下第一次模拟考试）11．如图所示，某玻璃砖的横截面是一个直角梯形，其中∠ABC=90°，∠BCD=60°。一束单色光在横截面内沿与AB边成30°角的方向从O点射入玻璃砖，最终垂直BC边射出玻璃砖。
（1）求玻璃砖对该单色光的折射率；
（2）仅改变单色光与AB边的夹角，当CD边恰好有光线射出时，求单色光与AB边夹角的余弦值。
（石家庄高三下教学质量检测（一））12．如图所示，两个相同的、导热良好、内壁光滑的气缸竖直放置，它们的底部由一可忽略容积的细管连通，气缸的高为h，横截面积为S。两气缸正中间位置各有一个质量分别为和的活塞，两活塞下部封闭有一定质量的理想气体b，左侧活塞上部封闭另一理想气体a，右侧活塞上部为真空。重力加速为g，随着外部温度由开始缓慢升高，右侧气缸中活塞位置不断上升，求：
（1）开始时气体a的压强；
（2）当右侧活塞刚好上升至气缸顶部时，环境的温度。
（石家庄高三下教学质量检测（一））13．如图所示，某玻璃砖的横截面是半径为R的四分之一圆，该玻璃砖放置在真空中。一束单色光从A点出射，经玻璃砖偏折后射出玻璃砖时出射光线平行于，已知，，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对该光的折射率n；
（2）光从A点传播到C点所用的时间t。
（张家口高三下第一次模拟考试）14．如图所示，竖直放置的汽缸内用活塞密封一定质量的理想气体。初始时，缸内气体的压强为1.5×105Pa，体积为600mL，温度为200K，活塞被缸内的卡扣托住。现缓慢升高缸内气体温度，当气体温度达到600K时，活塞对卡扣的压力恰好减为0，然后继续缓慢升高缸内气体温度到800K，整个过程气体吸收的热量为600J且未漏气，不计汽缸和活塞间的摩擦。求：
（1）缸内气体在温度为800K时的体积；
（2）整个过程气体内能的增加量。
四、填空题
（邯郸市高三下一模）15．如图所示，一定质量的理想气体的图像如图所示，图中ab线段的反向延长线过坐标原点，则过程中，该理想气体对外界______（填“做正功”、“做负功”或“不做功”），理想气体的温度______（填“升高”“降低”或“不变”）。
（保定高三下七校联合第一次模拟考试）16．如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再变化到状态C，最后变化到状态A，完成循环。气体在由状态A变化到状态B的过程中，温度___________（选填“升高”、“降低”或“不变”），气体从状态C变化到状态A的过程中，外界对气体___________（选填“做正功”、“做负功”或“不做功”）。
（邯郸市高三下一模）17．现有一列简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图甲所示，P，Q是介质中的两个质点，则图乙可能为介质中质点______（填“P”或“Q”）的振动图像；该列波的波速为______。
（唐山高三下第一次模拟考试）18．如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在s时的波形图，P、Q是波上的两个质点，对应的横坐标分别为，，图乙是质点Q的振动图象。该列简谐横波沿x轴___________方向传播（填“正”或“负”），P、Q两个质点相继到达波谷的最短时间差为___________s。
（唐山高三下第一次模拟考试）19．如图所示，一定质量的理想气体，从状态A经过状态B变化到状态C，图中AB是平行于横轴的直线，BC是平行于纵轴的直线，整个过程中气体对外界做功为___________J，如果整个过程气体吸收热量1500J，则气体内能的变化量为___________J。
（石家庄高三下教学质量检测（一））20．一定质量的理想气体依次经历三个过程，回到初始状态，该过程可用如图甲所示的图上三条直线a、b、c表示，其中a平行于横轴，b的延长线过坐标原点O，c平行于纵轴，该过程也可用如图乙所示的图表示。整个过程中气体________（选填“从外界吸热”或“向外界放热”），图甲中的b过程与图乙中的________（选填“d”、“e”或“f”）过程对应。
（石家庄高三下教学质量检测（一））21．如图所示，在一根轻绳上有相距0.80m的A、B两振源，C点距B点0.30m，图甲、乙分别为A、B两振源的振动图像，时刻分别同时从图中的A、B两点开始相向传播，并在时恰好相遇。C点为振动________（填“加强”或“减弱”）点，内C点通过的路程为________m。
（张家口高三下第一次模拟考试）22．如图所示为两个分子之间的分子势能Ep随分子间距离r的变化关系图线，两分子之间距离为r0时分子势能最小，此时两分子之间的作用力为__________（选填“引力”“斥力”或“零”）；若两分子之间的距离由r0开始逐渐变大，则两分子间的作用力____________（选填“逐渐增大”“逐渐减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”）。
（张家口高三下第一次模拟考试）23．均匀介质中的波源O沿y轴方向做简谐振动，形成一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，在时刻，平衡位置为x=2m的质点P刚好第4次达到波峰。则时刻，x轴上刚好起振的质点的平衡位置坐标为x1=___________m，质点P振动方程为__________m。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．根据质量数和电荷数守恒，可判断X是He，氦核流的贯穿能力很弱，电离能力很强，故A错误；
B．比更稳定，则比结合能更大，故B正确；
C．因为释放能量，存在质量亏损，所以的核子平均质量小于，故C错误；
D．原子核半衰期与外界环境无关，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．目前世界上的核动力航母利用的是重核的裂变，A错误；
B．提高温度不可以改变放射性元素的半衰期，B错误；
C．卢瑟福发现质子的核反应方程是
C正确；
D．发生核反应时满足质量数守恒和电荷数守恒，质量会有亏损，D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
AB．半衰期是大量放射性原子核衰变的统计规律，对个别的原子核没有意义，故A错误B正确；
CD．半衰期由放射性元素的原子核本身因素决定，跟原子核所处的物理或化学状态无关，故CD错误。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
每个光子的能量为
设在时间t内发射的光子数为N，则有
该过程中激光传播的距离为
这些光子平均分布在距离L上，则长度1m的光束内的平均光子个数为
故A正确，BCD错误。
故选A。
5．BCE
【解析】
【分析】
【详解】
A．波源的最初起振方向与波刚好传到P点时P点的振动方向一致，因为波沿x轴正方向传播，因此P点的起振方向沿y轴正方向，即波源的最初起振方向沿y轴正方向，A错误；
B．波刚好传到P点时平衡位置在处的质点已经振动了0.2s，则波速
B正确；
C．由图可知不连续简谐运动的波从波源起振到传播到P点过程中Q点已经振动了1个周期，则通过路程为
C正确；
D．由图可知波长
则周期
由图可知，之间没有波形，说明波停止振动的时间为
此时又出现半个波长的波形，说明波又振动半个周期，所以此波形是波源先振动0.2s后停止振动0.3s，接着再振动0.1s形成的，D错误；
E．从图示开始计时经0.1s后P质点位于平衡位置且沿y轴负方向振动，波源处再次停止振动，再经0.1s后P质点停止振动，再经0.3s即从计时开始0.5s后P质点恢复振动，则再过0.05s时P点的波形与图示时刻x=0.1m处质点波形相同，位于波谷，其位移为-10cm，E正确。
故选BCE。
6．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）根据全反射条件有
解得半球形介质的折射率
（2）画出该单色光在三棱镜中传播的光路，如图所示。
当光线到达三棱镜的GH边时，在GH边发生全反射，因为截面三角形的直角边FG的长度为d，K为FG边的中点，，由几何关系有
因为，所以，又由几何关系可知
该单色光在三棱镜中的传播速度大小
则该单色光从进入三棱镜到第一次从三棱镜射出所经历的时间
7．（1）；（2）
【解析】
【分析】
本题考查气体实验定律，目的是考查学生的分析综合能力。
【详解】
（1）设稳定后管内气柱的长度为，对管内封闭气体初态时
末态时
根据玻意耳定律有
解得
（2）设稳定后管内气柱的长度为
气体发生等压变化，有
可得
水银柱对管内气体做的功
解得
8．（1） ；（2）
【解析】
【详解】
（1）单色光平行于OM，∠AOM =30°，则
=60°
O1M平行于OB，则
∠OM O1 =30°
所以
γ=30°
（2）光在O3点恰好全反射，
∠OO2O3 =120°
由正弦定理
解得
OO2=
△M O1O是等腰三角形
OO1=
所以入射光在OA面方向平移的距离
9．（1）p2=0.94×105Pa ；（2）
【解析】
【详解】
（1）由气体发生等容变化有
其中
p1=1.0×105Pa、T1=300K、T2=282K
解得
p2=0.94×105Pa
（2）将原有气体转化为工作压强
其中
，p2=0.94×105 Pa，p=1.3×105 Pa
解得
打入n次的外界气体转换为工作压强过程，根据玻意耳定律
解得
取
10．（i）；（ii）
【解析】
【详解】
（i）过D点作AB的垂线交BC于E点，由余弦定理有
解得
由正弦定理
由几何关系可知
由折射定律可知
解得
（ii）光在三棱镜内的传播速度
光在三棱镜内的传播时间
联立可得
11．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）画出光束在玻璃砖中传播的光路图如图所示
光线在AB边上的O点发生折射，入射角为60°，折射角为，光线垂直BC边离开玻璃砖，由几何关系可知，在O点的折射光线与CD边夹角
又因为
解得
所以玻璃砖对该单色光的折射率为
（2）设CD边恰好有光线射出时，入射光线与AB边的夹角为，折射角为，由折射定律可知
设刚好有光线在CD边上射出时的临界角为C，有
由几何关系可知
解得
12．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）对右侧气缸中的活塞，受力平衡有
对左侧气缸中的活塞，受力平衡有
解得
（2）在缓慢升温过程中两部分气体的压强均不变，均为等压变化。
设右侧活塞刚好上升至气缸顶部时，左侧活塞下降x，
对a气体，初态
，
末态
由盖-吕萨克定律得
对b气体，初态
，
末态
由盖-吕萨克定律得
解得
13．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）光路如图
由几何关系可知
解得
可知
玻璃砖的折射率
（2）由几何关系可知
光从A点出射到射出玻璃砖的时间

14．（1）；（2）
【解析】
【详解】
（1）活塞脱离卡扣之后为等压变化过程，由
解得
（2）活塞脱离卡扣之前为等容变化，由
解得
活塞脱离卡扣后，等压变化过程气体体积的变化量
气体对外做的功为
根据热力学第一定律可知
15． 做负功 不变
【解析】
【详解】
[1]过程，气体的压强增大，体积减小，外界对气体做功，即气体对外界做负功；
[2]由图可知，p与成正比，根据理想气体状态方程可知气体的温度不变。
16． 升高 做正功
【解析】
【详解】
[1]根据
从状态A到状态B，体积和压强都增大，温度一定升高
[2] 从状态C变化到状态A的过程中，由图可知，压强不变，体积减小，外界对气体做正功
17． Q 10
【解析】
【详解】
[1]波沿x轴正方向传播，由题图乙可知，在时刻，质点向y轴正方向运动，结合题图甲，可知题图乙表示质点Q的振动图像；
[2]波速
18． 负 0.75
【解析】
【详解】
[1]由图乙可知，s时刻质点Q向下运动，根据上下坡法，可知列简谐横波沿x轴负方向传播。
[2]由题意可知，P、Q两个质点相继到达波谷的最短时间差等于质点Q的状态传播到质点P所用的时间，为
19． 1000 500
【解析】
【详解】
[1]由图可知，理想气体从状态A经过状态B，压强不变，体积变大，气体对外界做功为
理想气体从状态B变化到状态C，体积不变，气体不对外界做功，则整个过程中气体对外界做功为。
[2]根据热力学第一定律有
代入数据解得
20． 从外界吸热 e
【解析】
【详解】
[1]由图可知，整个过程理想气体的内能不变，而气体对外做功，根据热力学第一定律
又
故可得
则整个过程中气体从外界吸热。
[2]图甲中，b过程，根据一定质量的理想气体状态方程
可知，温度不变，故与图乙中的e过程对应。
21． 减弱 0.20
【解析】
【详解】
[1]由题意知，两列波时恰好相遇，由于波速相等，时间相等，所以相遇在AB连线中点，则波速为
则波长
C到两振源的距离差为
由于A、B振动步调相反，所以C是振动减弱点。
[2]A和B的波传到C点所用时间分别为t1、t2表示，则
，
2.5s后C点不再振动，所以实际振动时间发生在1.5s至2.5s（等于1个周期），由B传来的波造成，所以4.0s内C点通过的路程为
s=4A=4×0.05cm=0.20m
22． 零 先增大后减小
【解析】
【详解】
[1]两分子间的距离从无穷远减小到的过程中，分子势能一直在减小，说明分子间的作用力表现为引力，两分子间的距离从再减小的过程中，分子势能增加，说明分子间的作用力表现为斥力，在分子间的距离为时，分子势能最小，分子间的作用力为零；
[2]两个分子之间的分子势能随分子间距离r的变化关系图线的倾斜程度大小表示分子间作用力的大小，所以两分子之间的距离由开始逐渐增大，分子间的作用力先增大后减小。
23． 17
【解析】
【详解】
[1]在时刻，质点P恰好第4次到达波峰，说明该波又向前传播了个波长，由图像可知波长，所以该波向前传播的距离为
所以在时，质点刚好起振的平衡位置为
[2]一个周期向前传播一个波长，所以
解得该波的周期
又因为
由图像可知该波的振幅，在时刻P点沿y轴正方向运动，所以质点P的振动方程为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

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