专题练之波热光原

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专题练之波热光原

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题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D D B B C D D D
题号 11 12 13 14 15
答案 ABE AD BD ADE AD
1.C
【详解】A.到目前为止,一般是利用重核裂变与得到核能轻核聚变得到核能,并不是利用任何物质都能得到核能,A错误;
B.到目前为止,重核裂变是人类获得核能的主要方式,B错误;
C.轻核发生聚变之前,必须要有高温,即轻核聚变又叫做热核反应,太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变,C正确;
D.原子弹是采用重核裂变制成的核武器,D错误。
故选C。
2.C
【详解】A.由图可知,传播方向与振动方向垂直,是横波,故A错误;
B.质点不随波迁移,故B错误;
C.手抖动变快,则波的频率变大,波速不变,根据可知,波长变短,故C正确;
D.点上下做简谐运动,速度一直改变,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】A.偏振现象是横波固有特征,光的偏振现象说明光是横波,故A错误;
B.从条纹特点看,虽然在条纹宽度、间距方面有所区别,但单色光的干涉条纹、衍射条纹都是明暗相间的,白光的干涉条纹、衍射条纹都是彩色的,故B错误;
CD.从成因分析,光的干涉现象、衍射现象都是光波叠加的结果,两者都表明光是一种波,故C错误,D正确。
故选D。
4.D
【详解】A.这群氢原子向低能级跃迁时可辐射出种不同频率的光,选项A错误;
B.用氢原子从能级直接跃迁到能级辐射出的光子能量为
大于金属钨的逸出功,可知照射钨板时能发生光电效应,选项B错误;
C.这群氢原子从能级直接跃迁到能级辐射出的光频率最大,波长最短,则最不容易发生明显的衍射现象,选项C错误;
D.氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光子能量小于从能级跃迁到能级辐射出的光子能量,则前者波长较大,根据
可知,分别通过同一双缝干涉装置,前者干涉条纹间距较大,选项D正确。
故选D。
5.B
【详解】碳-14发生β衰变的方程式是。
故选B。
6.B
【详解】AB.设地球的密度为,地球的半径为,物体沿路径1运动时,当物体离地心距离为,物体受到的万有引力提供大小为
且引力方向总是指向地心,可知物体沿路径1以地心为平衡位置做简谐运动,物体沿路径1从A到B,先做加速度逐渐减小的加速运动,在做加速度逐渐增大的减速运动,在经过O点时速度最大,故A错误,B正确;
CD.物体沿路径1运动时,物体受到的万有引力提供大小为
可知物体沿路径1从A到B的时间为
近地卫星绕地球做匀速圆周运动时,由万有引力提供向心力可得
可得
可知物体沿路径2从A到B的时间为
则有
故CD错误。
故选B。
7.C
【详解】A.根据理想气体方程,可知A→B过程,T不变,V增大,则气体压强减小,A错误;
B.A→B过程,温度不变,气体的动能不变,所以理想气体的内能不变,B错误;
C.B→C过程,温度升高,气体动能增大,气体的内能增大,体积不变因此气体对外最共为零,由热力学第一定律
则气体在吸收热量,C正确;
D.C→A过程,因为CA过原点O,则不变,根据理想气体方程,则气体压强不变,D错误;
故选C。
8.D
【详解】A.光的偏振现象说明光是横波,A错误;
B.任何角度的光都会发生偏振现象,不同角度的观众看到的现象相同,该魔术对观众的观察角度无要求,B错误;
CD.当偏振片偏振方向与偏振光的方向平行时,偏振光可以全部通过偏振片,当偏振片偏振方向与偏振光的方向垂直时,偏振光不能通过偏振片,则在中间区域放两片偏振方向互相垂直的卷起来的偏振片时,自然光不能通过,形成黑影,看起来就像一道墙,一片偏振片无法完成实验,C错误,D正确。
故选D。
9.D
【详解】设该光电管的阴极材料的逸出功为,根据光电效应方程和动能定理分别可得

可得
结合图像可得

联立解得
故选D。
10.D
【详解】A.光路如图所示
根据折射定律有
解得
根据几何知识可知,两条光在BC面的入射角为
根据
解得
所以调整a、b光的入射位置,光在BC面发生全反射,不可能从BC边射出,故A错误;
B.由于,可知a光束进入棱镜时偏折较大,a、b光束的间距可调,故a光束上移,b光束下移,a、b光束就有可能从CD同一位置射出,故B错误;
C.由图可知a光束从CD边射出可能离底边BC更远,故C错误;
D.根据图中b光束的光路图,根据正弦定理有
解得
同理可得
a光在玻璃中的路程为
a光在玻璃中的速度为
a光在玻璃中的运动时间为
同理可得
由于
可知

则有
可知
故D正确。
故选D。
11.ABE
【详解】A.焦耳的实验表明,在改变系统的热力学状态上,做功和热传递这两种方法是等价的,故A正确;
B.热平衡就是系统内热量不会从一个物体传递向另一个物体,或者不会从系统的一部分传递到另一部分,只有系统温度相同才能满足这一要求,故B正确;
C.与热现象有关的能量守恒过程,还需要满足热力学第二定律,才能自发地发生,所以能量的转换过程具有方向性,并不是所有符合能量守恒定律的宏观过程都能自发地进行,故C错误;
D.天宫一号中由于水珠处于完全失重状态,所以在表面张力作用下,水珠表面积收缩到最小,呈球形,而地球上的水珠还要受到重力的作用,所以地球上的水珠呈扁球形,故D错误;
E.通过测量油酸的体积和油膜面积来测量油酸分子直径,是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法,故E正确。
故选ABE。
12.AD
【详解】AD.根据题意,由图乙可知,的波长最小,则频率最大,的波长最大,则频率最小,若、、、中只有一种光能使某金属产生光电效应,那一定是,故AD正确;
B.氢原子从能级跃迁到能级为从高能级向低能级跃迁,需放出能量,辐射出光子,故B错误;
C.由能级差公式可知,若用能量为的光子照射处于基态的氢原子,氢原子可以发生跃迁,则有
由图甲可知,氢原子能级中没有能量为的能级,则假设不成立,即用能量为的光子照射处于基态的氢原子,氢原子不可以发生跃迁,故C错误。
故选AD。
13.BD
【详解】AB.该图中为平衡位置,当分子间的距离为时,分子间的引力等于斥力,而当分子间的距离小于时,分子间的作用力表现为斥力,当分子间的距离大于时,分子间的作用力表现为引力,故A错误,B正确;
C.在由变到的过程中,分子间的作用力表现为斥力,随着分子间距的减小,分子间作用力的合力做负功,分子势能增加,故C错误;
D.在由逐渐增大的过程中,分子间的作用力表现为引力,随着分子间距的增大,分子间作用力的合力做负功,分子势能增加,故D正确。
故选BD。
14.ADE
【详解】A.A、B两质点运动的方向始终相反,可知A、B两质点间的距离为,因波长大于0.6m,可知,故A正确;
B.根据,,可得
故B错误;
C.由图丙可知,所有质点的起振方向均沿y轴负方向,所以质点C第一次运动到波峰的时间
故C错误;
D.质点B从开始振动,在到内的运动时间为1.75s=,运动路程
故D正确;
E.因丝线两端波源的振动频率相同,所以能发生稳定的干涉现象,故E正确。
故选ADE。
15.AD
【详解】A.两波源所产生的简谐波频率相同,相位差恒定,在叠加的区域内会发生稳定干涉,故A正确;
B.由图可知周期
由,解得波长
两列波叠加稳定干涉后
振源为反相振源,故a点为振动的减弱点,质点a振动的振幅为, 内,也就是一个周期内,质点a通过的路程为,故B错误;
C.后
故b点为振动的加强点,质点b的振幅是,故C错误;
D.两列波传到p点的时间为
S1波经过1s后处于平衡位置向下振动,S2波经过1s后处于平衡位置向上振动,时两列波传到质点p的振动形式均是平衡位置,故质点p位移为0,故D正确。
故选AD。
16.(1)98.42
(2)ACD
(3)
【详解】(1)10分度游标卡尺的精确值为,由图可知小球直径为
则该单摆的摆长为
(2)如果该同学测得的g值偏大,根据单摆周期公式
可得
A.记录摆长时误将摆球的直径作为半径,则摆长测量值偏大,使得重力加速度测量值偏大,故A正确;
B.摆线上端牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加了,则摆长测量值偏小,使得重力加速度测量值偏小,故B错误;
C.开始计时时,秒表过迟按下,则周期测量值偏小,使得重力加速度测量值偏大,故C正确;
D.实验中误将29次全振动数为30次,则周期测量值偏小,使得重力加速度测量值偏大,故D正确。
故选ACD。
(3)设A点到铁锁重心的距离为,根据单摆周期公式可得
联立可得重力加速度为
17.(1)
(2)B
(3)////
(4)
【详解】(1)玻璃砖的折射率为
(2)A.将单缝向双缝靠近,对从目镜中观察到的条纹个数无关,故A错误;
B.由双缝干涉条纹间距公式可知,将红色滤光片换成绿色滤光片,光的频率变大,波长变小,干涉条纹间距变小,则从目镜中观察到的条纹个数增多,故B正确;
C.使用间距d更小的双缝,由干涉条纹间距公式可知,干涉条纹间距变大,观察到的条纹个数减少,故C错误。
故选B。
(3)1滴油酸酒精溶液中含有的纯油酸的体积是
一个小方格的面积为
超过半格的算一个,不足半格的舍去,约有55个小格,则面积
则油酸分子直径大小的表达式为
(4)该组同学猜测空气柱的压强跟体积成反比。如果想进一步通过图像来检验这个猜想是否合理,应当利用实验数据做出图像,若该图像是一条过原点的直线,则结论成立。
18.(1);(2)
【详解】(1)滑板车做往复运动的周期为
(2)滑板车的运动可类比看成单摆,根据单摆的周期公式
联立解得
19.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)能量子能量
(2)换算成电子伏特
(3)每秒总能量
20.(1);(2);(3)
【详解】(1)放重物后,气体压强
气体做等温变化
联立解得
(2)缓慢升高气体温度,活塞缓僈上升,气体做等压变化
解得
(3)气体等压变化过程中,外界对气体做功
根据
可得
21.(1)中等质量的原子核比结合能较大,比结合能的大小反映了原子核的稳定性,比结合能越大,原子核越稳定。(2)释放能量
【详解】(1)中等质量的原子核比结合能较大,比结合能的大小反映了原子核的稳定性,比结合能越大,原子核越稳定。
(2)比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时有质量亏损,则释放能量。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页专题练之波热光原
一、单选题
1.党的二十大报告中提到,我国已经进入创新型国家行列,一些关键技术如核电技术取得重大成果。关于核能、核反应,下列说法正确的是(  )
A.到目前为止,利用任何物质都能得到核能
B.到目前为止,轻核聚变是人类获得核能的主要方式
C.太阳内部进行的热核反应属于轻核聚变
D.原子弹是采用人工核转变制成的核武器
2.取一条较长的软绳,用手握住一端拉平后上下抖动。某时刻,绳波的图像如图所示,相距2m的a、b两个质点位于平衡位置,波速为2m/s。则(  )
A.该绳波为纵波
B.点经1s运动到点
C.手抖动变快,波长变短
D.点的速度一定为2m/s
3.关于光的下列说法正确的是(  )
A.光的偏振现象说明光是纵波
B.光的干涉条纹是彩色的,衍射条纹是黑白相间的
C.光的干涉现象说明具有波动性,光的衍射现象不能说明这一点
D.光的干涉和衍射现象都是光波叠加的结果
4.氢原子的能级图如图所示,一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出多种不同频率的光。已知钨的逸出功为,下列说法正确的是(  )
A.这群氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光
B.用氢原子从能级直接跃迁到能级辐射出的光照射钨板时不能发生光电效应
C.这群氢原子从能级直接跃迁到能级辐射出的光最容易发生明显的衍射现象
D.氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光和从能级跃迁到能级辐射出的光分别通过同一双缝干涉装置,前者干涉条纹间距较大
5.海昏侯墓出土了大量珍贵文物,考古学家利用碳-14衰变来测定文物的年代。已知碳-14是一种具有放射性的同位素,它会发生β衰变。以下关于碳-14发生β衰变的方程式是(  )
A. B.
C. D.
6.根据万有引力理论,密度均匀球壳对内部的物体引力为0,如图所示,物体m沿两条路径到达地球对面的B处。路径1:从A处静止释放后,穿过地心到达B,用时,路径2:设想物体为一近地卫星,从A处做近地飞行到达B,用时。已知一个弹簧振子的回复系数k,质量为m,则其振动周期为,则下列说法正确的是(  )(以上运动不计任何阻力,不考虑地球自转,且假设地球密度均匀)
A.物体沿路径1从A到B,先匀加速后匀减速
B.物体沿路径1从A到B,在经过O点时速度最大
C.
D.
7.一定质量的理想气体经历A→B→C→A的过程,其体积随温度的变化情况如图所示。下列说法正确的是(  )
A.A→B过程,气体压强增大 B.A→B过程,气体的内能增加
C.B→C过程,气体吸收热量 D.C→A过程,气体压强减小
8.有一种魔术道具称为“穿墙而过”。其结构是两片塑料偏振片卷起来,放进空心的透明圆筒内,中间两偏振片重叠区域给观众感觉为一块“挡板”,如图甲所示。当圆筒中的小球从B端滚向A端,居然穿过了“挡板”,如图乙所示。则(  )
A.该魔术说明光是纵波
B.该魔术对观众的观察角度有要求
C.只用一片塑料偏振片也可以完成该魔术
D.该魔术中对两偏振片卷起来的方式有要求
9.某实验小组研究光电效应规律时,用不同频率的光照射同一光电管并记录数据,得到遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示,已知电子电荷量为e,则该光电管的阴极材料的逸出功为( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,ABCD是底角为45°的等腰梯形的棱镜截面图,与底边BC平行的两束单色光a、b(间距可调)从AB边射入后经BC边反射直接从CD边射出。已知棱镜对a、b两束光的折射率满足,下列说法正确的是(  )
A.调整a、b光的入射位置,可能从BC边射出
B.a、b两束光不可能从CD边同一位置射出
C.a光从CD边射出位置一定离底边BC更近
D.a光从AB边射入到CD边射出时间一定更长
二、多选题
11.下列说法正确的是( )
A.做功和热传递在改变热力学系统的内能上是等价的
B.一切达到热平衡的系统都具有相同的温度
C.所有的宏观过程只要符合能量守恒定律都能自发地进行
D.地球上的水珠呈扁球形,而“天宫一号”中展示的大水珠呈球形,是因为“天宫一号”中展示的大水珠表面张力大
E.油膜法估测分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法
12.图甲为氢原子能级图,图乙为氢原子的光谱,、、、是可见光区的四条谱线,其中谱线是氢原子从能级跃迁到能级辐射产生的,下列说法正确的是(  )
A.这四条谱线中,谱线光子频率最小
B.氢原子从能级跃迁到能级要吸收能量
C.用能量为的光子照射处于基态的氢原子,氢原子可以发生跃迁
D.若、、、中只有一种光能使某金属产生光电效应,那一定是
13.物体体积变化时,分子间距离会随之变化,分子势能也会发生变化.图为分子势能与分子间距离的关系曲线,以下判断正确的是(  )
A.当大于时,分子间的作用力表现为引力
B.当时,分子间的引力与斥力大小相等
C.在由变到的过程中,分子间作用力的合力做正功
D.在由逐渐增大的过程中,分子间作用力的合力做负功
14.如图甲,在电视剧《西游记》中,孙悟空为朱紫国国王悬丝诊脉,中医悬丝诊脉悬的是“丝”,“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动,即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图乙,假设“丝”上有A、B、C三个质点,坐标分别为、、,A、B两质点运动的方向始终相反,波长大于0.6 m。时刻,朱紫国国王搭上丝线图中的质点A,质点A开始振动,其振动图像如图丙所示,产生的机械波沿丝线向孙悟空传播。关于该机械波,下列说法正确的是(  )
A.波长为0.8 m
B.波速为1.6 m/s
C.时,质点C第一次运动到波峰
D.在到内,质点B通过的路程为3.5 mm
E.若孙悟空将丝线的另一端搭在自己的脉搏上,他的脉搏振动频率为1 Hz,则丝线中两列波相遇时能发生稳定的干涉现象
15.如图甲所示,在平面内有两个沿y方向做简谐运动的波源和分别位于和处,图乙是波源的振动图像,图丙是波源的振动图像,两列波的波速均为。质点a、b、p的平衡位置分别位于、、处。下列说法正确的是(  )
A.两波源所产生的简谐波在叠加的区域内会发生稳定干涉
B.时间内,质点a通过的路程是
C.后,质点b的振幅是
D.时质点p的位移为0
三、实验题
16.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.50cm;用10分度游标卡尺测得小球直径的读数如图所示,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间。
(1)该单摆的摆长为 cm。
(2)如果该同学测得的g值偏大,可能的原因是( )
A.记录摆长时误将摆球的直径作为半径
B.摆线上端牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表过迟按下
D.实验中误将29次全振动数为30次
(3)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图所示,由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中,当O、A间细线的长度分别为、时,测得相应单摆的周期为、。由此可得重力加速度 (用、、、表示)。
17.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验方法、实验操作、数据分析等。
(1)某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率,所用的玻璃砖两面平行。正确操作后,作出的光路图及测出的相关角度如图所示。此玻璃砖的折射率为n= (用图中的、表示);
(2)某同学对如图所示的双缝干涉实验装置进行调节并观察实验现象。若想增加从目镜中观察到的条纹个数增多,可以________(选填选项前的字母)。
A.将单缝向双缝靠近
B.将红色滤光片换成绿色滤光片
C.使用间距更小的双缝
(3)在做“用油膜法估测油酸分子的大小”实验时,已知配制的油酸酒精溶液的浓度为C。通过正确的实验操作测得1滴油酸酒精溶液的体积为,把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里,等油膜形状稳定后,把玻璃板盖在浅盘上并描画出油膜的轮廓,如图所示。已知图中小方格的边长为,则油酸分子直径大小的表达式为 。
(4)用图甲所示装置探究气体的等温变化规律。某小组利用测量得到的数据绘制的图像如图乙所示,该组同学猜测空气柱的压强跟体积成反比。如果想进一步通过图像来检验猜想是否合理,应当实验数据做出 图像。
四、解答题
18.滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道,其截面如图所示,某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。主要实验过程如下:用手机查得当地的重力加速度为g,找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点,由静止释放,用手机测出它完成n次全振动的时间t。
(1)滑板车做往复运动的周期T;
(2)将滑板车的运动视为简谐运动,算出轨道半径R。
19.普朗克为解释黑体辐射规律,提出能量子假说,认为黑体辐射的能量是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个能量子。已知某黑体辐射的频率为,普朗克常量。求:
(1)该能量子的能量是多少焦耳?
(2)该能量子的能量相当于多少电子伏特?
(3)如果这个黑体每秒辐射的能量子总数为个,那么它每秒辐射的总能量是多少?
20.如图所示,导热良好的汽缸用质量不计,横截面积为S的光滑活塞封闭一定质量的理想气体,活塞下表面与汽缸底部之间的距离为L。在活塞上放一重物,活塞平衡时下表面距离汽缸底部的高度为0.8L。已知大气压强为p0,环境温度为T0,重力加速度为g。求:
(1)重物的质量;
(2)若缓慢升高气体的温度,求当活塞回到原位置时,气体的温度T;
(3)在第(2)问中,已知气体吸收热量为Q,求气体内能的增加量U。
21.如图所示是不同原子核的比结合能随质量数变化的大致曲线。
(1)从图中看出,中等质量的原子核与重核、轻核相比,比结合能有什么特点?比结合能的大小反映了什么?
(2)比结合能较小的原子核转化为比结合能较大的原子核时是吸收能量还是释放能量?
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