第6单元 热学 光学 近代物理（综合训练）（山东专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第6单元 热学 光学 近代物理 （考试时间：90分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3． 测试范围：热学、光学、近代物理。 第Ⅰ卷 1、 单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．如图所示，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等，则（　　） A．大多数α粒子几乎沿原方向返回 B．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论 C．在a、c两点金原子核对α粒子的库仑力相同 D．从a经过b运动到c的过程中，α粒子的电势能先增大后减小 2．如图所示，玻璃管中的水面向下弯曲，则（　　） A．水不浸润玻璃 B．水的表面张力与水面垂直 C．水的表面层内的分子间的作用力表现为引力 D．水与玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用弱 3．2025年6月，中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210（），并精确测量其衰变特性，衰变方程为，半衰期为1.2ms。下列说法正确的是（　　） A．X是电子 B．10个原子核经过1.2ms后一定剩下5个原子核 C．若使环境温度降低，的半衰期会变长 D．α衰变的实质是原子核内的两个质子和两个中子结合成一个α粒子 4．“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤（不会漏气），在罐内气体温度降至室温的过程中，皮肤向罐内凸起。则罐内气体降温过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体分子数密度增大，压强增大 B．罐内气体的密度大于外界气体的密度 C．罐内气体温度降低，气体分子平均速率减小 D．罐内气体放出的热量小于气体内能的减少量 5．图甲为光电效应实验电路图，某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射同一光电管的阴极K，图乙为两次实验时得到的光电流与电压之间的关系曲线，下列说法正确的是（　　） A．a、b光分别表示蓝光、黄光 B．当开关S接2时，滑动变阻器的滑动头P向右滑时，微安表的读数一直增大 C．a光子的动量比b光子的动量大 D．当开关S接1，电压表的读数为U（）时，微安表有一定示数，则此时照射光为蓝光 6．某实验小组成员用双缝干涉实验装置测量光的波长，实验装置简化示意图如图甲所示，为单缝，、为双缝，屏上点处为一条亮条纹。随后又根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图乙所示。材料Ⅰ置于玻璃和平板之间，材料Ⅱ的上表面与上层玻璃下表面间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．如图甲，实验时单缝偏离光轴向下微微移动，原来点处的干涉条纹向下移动 B．如图乙，仅温度升高，若干涉条纹向右移动，则材料Ⅰ膨胀程度大 C．如图乙，仅换用频率更大的单色光，干涉条纹将向左移动 D．如图乙，材料Ⅱ的上表面可以与上层玻璃下表面平行 7．如图所示，有一课本放在水平桌面上。一横截面为直角三角形的棱镜放在书本上，书本与棱镜间有很薄的空气层。，，棱镜的折射率。棱镜的整个侧面上有一面光源，现只考虑面光源直接投射到棱镜底面上的光线，则书本被此光线照亮部分面积与底面的面积之比为（　　） A．1 B． C． D． 8．如图所示，一定质量的理想气体循环过程的图像。为等压过程，为等容过程，和为等温过程。关于该循环过程，下列说法正确的是（　　） A．过程气体向外界放出热量 B．过程气体向外界放出热量大于外界对气体做的功 C．过程气体对外做功，气体分子的平均动能减小 D．在过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的气体分子数减少 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．两个分子相距无限远，规定分子势能为0，假设一个分子A不动，另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A，则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A．分子间距为时分子力为0，表示两分子间既没有引力也没有斥力 B．两分子相距无限远，分子势能与分子力均为0 C．当分子势能最小时，分子力为0 D．从无限远处向A靠近过程，引力与斥力一直增大 10．大量处于的高能级的氢原子向低能级跃迁，其中跃迁到的能级时产生的四条可见光光谱线如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．该跃迁能产生的光谱线总数为4条 B．图3中的干涉条纹对应的是可见光Ⅱ C．图4中用可见光I照射时，向滑动，电流表示数一定逐渐增大 D．固定，可见光I和可见光Ⅱ照射K极，其产生最大动能的光电子的德布罗意波长分别为、，则一定小于 11．川剧变脸是中国国粹，是国家二级机密，是中国一项重要的非物质文化遗产。变脸是在川剧艺术中用来塑造人物的一种特技，是揭示剧中人物的内心及思想感情的一种浪漫主义手法。它把不可见、不可感的抽象情绪和心理状态变成可见、可感的具体形象——脸谱。我们运用光学原理，也可以实现“变脸”。如图1所示，用透明有机玻璃做成长方体，中间用两块有机玻璃把长方体隔离成两个等腰直角三角形，玻璃槽上面内侧贴有“红脸”图案，玻璃槽右面内侧贴有“蓝脸”图案，平面镜平行于隔离玻璃板放置。已知透明液体A的折射率与有机玻璃的折射率相同，均为1.5。在两个等腰直角三角形玻璃槽内装满透明液体A（如图2），下列说法正确的是（　　） A．两隔离玻璃板之间只有空气时，观察者在平面镜上看到的是“红脸” B．两隔离玻璃板之间只有空气时，观察者在平面镜上看到的是“蓝脸” C．向两隔离玻璃板之间缓慢注入透明液体A直至装满的过程，观察者将在平面镜上看到“红脸”换成“蓝脸” D．两隔离玻璃板之间装满透明液体A，现将两隔离玻璃板之间的透明液体A缓慢抽出直至抽完的过程，观察者将在平面镜上看到“红脸”换成“蓝脸” 12．如图所示为被缆绳绑在水底厚度忽略不计的圆柱形无底潜水罩简图，中间用一根细绳悬挂一重物，空白部分为空气。罩的横截面积S=4m2，里面空气的体积V=8m3，压强p=1.5×105Pa。现控制内部机关将罩里的重物拉出水面后，罩内空气压强增加了Δp=250Pa，缆绳仍然处于拉伸状态。已知水的密度ρ=103kg/m3，重力加速度g=10m/s2，罩内的空气可视为理想气体，忽略重物拉出水面后罩中液面的升降。则（　　） A．封闭空气一定从外界吸热 B．重物的体积 C．细绳中张力的变化ΔT=133N D．缆绳中张力的变化ΔF=133N 第Ⅱ卷 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．（6分）某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。 实验步骤： i.将冰糖装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与压强传感器连接并固定注射器； Ⅱ.推动活塞，透过活塞所在的刻度读取了多组气体体积，同时记录对应的传感器数据； iii.建立直角坐标系。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是___________。 A．推动活塞时，可以用手握住注射器封闭空气部分 B．活塞应用润滑油涂抹以保证空气密闭性 C．为快速完成实验，可快速推动活塞 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为 （选填“”或“p”）。 (3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示（截距a、b已知），若传感器和注射器连接处的软管容积为，则冰糖的体积为___________。 A．V B． C． 14．（8分）测光的折射率和波长 (1)某同学设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。则： a.若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为 ； b.图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？ （填“P3”或“P4”） (2)如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。 a.已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为 mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测景结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ= m（两空均保留2位有效数字）。 b.另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是( ) A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 15．（8分）静止的镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核。已知镭核质量为226.0254u，氡核质量为222.0163u，放出粒子质量为4.0026u。（1u对应的能量为931.5MeV） (1)写出核反应方程； (2)求镭核衰变放出的能量；（结果保留2位有效数字） (3)设放出的能量为ΔE且全部转化为动能，粒子质量为m，氡核质量为Ｍ。衰变后氡核的动能为多少。 16．（8分）今年的春节假期期间某湿地公园的湖水没有结冰，工作人员在湖水下方水平安装了一批圆形线状光源的彩灯，光源圆面与液面平行，半径为R，如图甲所示。该光源发出红光，在水面上观察到红色亮环，亮环与中间暗圆的面积之比为3：1，如图乙所示。已知水对红光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。求： (1)亮环的宽度d和彩灯离水面的垂直距离h； (2)彩灯发出的红光从发出到射出水面的最长时间。 17．（14分）如图所示为利用增压水罐为楼房供水的原理示意图，一增压水罐竖直放置于水平地面上，其底面积为，高为，底部两侧分别安装有较细的进水管和供水管，顶部有一呈左右水平放置的较细进气管与罐内气体连通，进气管左端与一横截面积为汽缸底部相连通。汽缸内的活塞可由半径为的转盘和连杆带动在汽缸内做缓慢地往复运动，连杆与转盘、活塞分别通过位于转盘边缘的铰链A和位于活塞中心的铰链B相连。当铰链A位于圆盘最右端时，连杆水平且活塞位于汽缸的底部。活塞上和汽缸底部与进气管连通处均安装有可向右侧开启的单向气阀。供水管与各楼层的水龙头相连。初始时，关闭进气管的阀门和供水管的阀门，此时罐内空气柱高度为，单独打开距离地面高度为处的水龙头时，刚好有水流出。（忽略进气管和供水管的体积，一个标准大气压等于10m高水柱产生的压强。各部分气体所经历的过程可认为温度不变。） (1)打开进气管的阀门，活塞由最左端缓慢向右运动压缩标准状态下的空气，活塞向右运动的位移为多少时，阀门打开？ (2)如果需要使位于地面62m高处的水龙头单独打开时刚好有水流出，活塞至少需要向右压缩空气多少次？ 18．（16分）如图所示，竖直放置的开口向上、导热性良好的汽缸内通过活塞Ⅰ、活塞Ⅱ封闭着气体A、B，两活塞质量均为，汽缸内有厚度不计的卡销PQ、MN，PQ离汽缸底部距离为L，MN在汽缸顶部，汽缸高度为3L，横截面积为S，重力加速度为g，不计摩擦。初始状态，活塞Ⅰ离汽缸顶部距离为L，活塞Ⅱ在卡销PQ处，受到卡销PQ的弹力之和为，环境温度为，大气压强为。 (1)求B气体的压强； (2)当环境温度缓慢升高至时，活塞Ⅰ恰好上升至卡销MN处，求； (3)在（2）的变化中，气体A吸收热量，气体B吸收热量，求气体A、B构成的系统内能的变化量。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第6单元 热学 光学 近代物理 （考试时间：90分钟，分值：100分） 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写 在本试卷上无效。 3． 测试范围：热学、光学、近代物理。 第Ⅰ卷 1、 单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．如图所示，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等，则（　　） A．大多数α粒子几乎沿原方向返回 B．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论 C．在a、c两点金原子核对α粒子的库仑力相同 D．从a经过b运动到c的过程中，α粒子的电势能先增大后减小 【答案】D 【详解】A．根据α粒子散射现象可知，大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向前进，故A错误； B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，普朗克根据黑体辐射的规律第一次提出了能量量子化理论，故B错误； C．库仑力是矢量，虽大小相等，但其方向不同，故C错误； D．粒子受到电场力作用，根据电场力做功特点可知，α粒子从a经过b运动到c的过程中电场力先做负功后做正功，所以粒子的电势能先增大后减小，故D正确。 故选D。 2．如图所示，玻璃管中的水面向下弯曲，则（　　） A．水不浸润玻璃 B．水的表面张力与水面垂直 C．水的表面层内的分子间的作用力表现为引力 D．水与玻璃的相互作用比水分子之间的相互作用弱 【答案】C 【详解】A．玻璃管中的水面向下弯曲，水浸润玻璃管壁，故A错误； B．水的表面张力方向与水面平行，故B错误； C．表面层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，水球表面层分子间的作用力表现为分子引力，故C正确； D．水能浸润玻璃，是因为水分子之间的相互作用弱于玻璃与水分子之间的相互作用，故D错误。 故选C。 3．2025年6月，中国科学院近代物理研究所甘再国研究员团队合成了新核素镤210（），并精确测量其衰变特性，衰变方程为，半衰期为1.2ms。下列说法正确的是（　　） A．X是电子 B．10个原子核经过1.2ms后一定剩下5个原子核 C．若使环境温度降低，的半衰期会变长 D．α衰变的实质是原子核内的两个质子和两个中子结合成一个α粒子 【答案】D 【详解】A．根据衰变方程，质量数守恒：210 = 206 + 4 电荷数守恒：91 = 89 + 2 故X为α粒子（氦核），而非电子，A错误； B．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，10个原子核衰变时剩余数量存在随机性，无法保证恰好剩5个，B错误； C．半衰期由原子核内部性质决定，与外界温度无关。降低温度不会改变半衰期，C错误； D．α衰变是原子核内两个质子和两个中子结合成α粒子（）的过程，描述符合实际，D正确。 故选D。 4．“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤（不会漏气），在罐内气体温度降至室温的过程中，皮肤向罐内凸起。则罐内气体降温过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体分子数密度增大，压强增大 B．罐内气体的密度大于外界气体的密度 C．罐内气体温度降低，气体分子平均速率减小 D．罐内气体放出的热量小于气体内能的减少量 【答案】C 【详解】A．罐内气体开始的压强与大气压强相等，温度降低后皮肤向罐内凸起，说明罐内气体压强减小，小于大气压强，故A错误； B．由A分析可知，罐内气体压强小于外界大气压，因而其密度也小于外界气体密度，故B错误； C．根据气体分子运动理论，温度越低，气体分子平均动能越小，平均速率随之减小，故C正确； D．由于气体温度降低，则气体内能减少，皮肤向罐内凸起，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，罐内气体放出的热量大于气体内能的减少量，故D错误。 故选C。 5．图甲为光电效应实验电路图，某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射同一光电管的阴极K，图乙为两次实验时得到的光电流与电压之间的关系曲线，下列说法正确的是（　　） A．a、b光分别表示蓝光、黄光 B．当开关S接2时，滑动变阻器的滑动头P向右滑时，微安表的读数一直增大 C．a光子的动量比b光子的动量大 D．当开关S接1，电压表的读数为U（）时，微安表有一定示数，则此时照射光为蓝光 【答案】D 【详解】A．图乙中a光遏止电压较小，根据 可知a光频率较小，则a光表示黄光， b光表示蓝光，故A错误； B．图甲中开关接2时，滑动变阻器向右滑动，正向电压越来越大，当光电流饱和后，光电流将保持不变，不再一直增大，故B错误； C．a光的频率小，则波长较大，根据 可知a光子的动量小，故C错误； D．图甲中开关接1时，光电管加反向电压，微安表有一定示数，说明光电子没有截止，如果照射光是黄光，其对应的截止电压，应完全截止，故照射光一定是蓝光。故D正确。 故选D。 6．某实验小组成员用双缝干涉实验装置测量光的波长，实验装置简化示意图如图甲所示，为单缝，、为双缝，屏上点处为一条亮条纹。随后又根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图乙所示。材料Ⅰ置于玻璃和平板之间，材料Ⅱ的上表面与上层玻璃下表面间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是（　　） A．如图甲，实验时单缝偏离光轴向下微微移动，原来点处的干涉条纹向下移动 B．如图乙，仅温度升高，若干涉条纹向右移动，则材料Ⅰ膨胀程度大 C．如图乙，仅换用频率更大的单色光，干涉条纹将向左移动 D．如图乙，材料Ⅱ的上表面可以与上层玻璃下表面平行 【答案】C 【详解】A．实验时单缝偏离光轴，向下微微移动，通过双缝S1、S2的光仍是相干光，仍可产生干涉条纹，如图所示： 对于中央亮纹来说，从单缝S经过S1、S2到中央亮纹的路程差仍等于0；说明 SS1＞SS2，SS1+S1P=SS2+S2P，那么S1P＜S2P，则中央亮纹O的位置略向上移动，A错误； B．若温度升高，干涉条纹向右移动，则上层玻璃下表面与材料Ⅱ上表面之间的空气膜厚度减小，即材料Ⅰ膨胀程度小，故B错误； C．根据条纹间距公式可知，若换用频率更大的单色光，则波长变短，干涉条纹间距减小，对应空气膜厚度符合条件的位置向左移动，故C正确； D．该条纹是由上层玻璃下表面与材料Ⅱ上表面的反射光发生干涉形成的，由空气尖劈原理可知，若上层玻璃下表面与材料Ⅱ上表面平行，则两表面的反射光之间的光程差始终恒定，则不会形成明暗相间的条纹，故D错误。 故选C。 7．如图所示，有一课本放在水平桌面上。一横截面为直角三角形的棱镜放在书本上，书本与棱镜间有很薄的空气层。，，棱镜的折射率。棱镜的整个侧面上有一面光源，现只考虑面光源直接投射到棱镜底面上的光线，则书本被此光线照亮部分面积与底面的面积之比为（　　） A．1 B． C． D． 【答案】B 【详解】由题意，光源照射到三棱镜底面上的D点所在的平行于AA1的水平线为能射出底面的边缘临界光线，作出横截面光路图如图 设BD与底面法线夹角为θ，则 解得 设BC长为L，根据几何关系可知，AC长为，而三角形BCD为等边三角形，所以 D为底边中点，则被此光线照亮部分面积与底面的面积之比为。 故选B。 8．如图所示，一定质量的理想气体循环过程的图像。为等压过程，为等容过程，和为等温过程。关于该循环过程，下列说法正确的是（　　） A．过程气体向外界放出热量 B．过程气体向外界放出热量大于外界对气体做的功 C．过程气体对外做功，气体分子的平均动能减小 D．在过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的气体分子数减少 【答案】D 【详解】A． 为等温过程，则C、D状态气体温度相同，由图知，过程气体体积增大，则气体对外做功。 根据热力学第一定律，，W为负值，故Q为正值，气体从外界吸收热量，故A错误； B． 为等温过程，则A、B状态气体温度相同，由图知，过程气体体积减小，则外界对气体做功。 根据热力学第一定律，，W为正值，故Q为负值，气体对外界放出热量，气体向外界放出热量等于外界对气体做的功，故B错误； C．过程，压强不变，V增加，根据可知T升高，可知气体对外做功，气体分子的平均动能增大，故C错误； D．过程，压强不变，V增加，T升高，气体分子平均动能增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的气体分子数减少，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．两个分子相距无限远，规定分子势能为0，假设一个分子A不动，另一个分子B从无限远逐渐靠近分子A，则分子间作用力与分子势能的图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（　　） A．分子间距为时分子力为0，表示两分子间既没有引力也没有斥力 B．两分子相距无限远，分子势能与分子力均为0 C．当分子势能最小时，分子力为0 D．从无限远处向A靠近过程，引力与斥力一直增大 【答案】BCD 【详解】A.当分子间距为时，分子力为0，这表示分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，而不是没有引力和斥力，A错误； B.当两分子相距无限远时，分子势能为0，分子力也为0，因为此时分子间的相互作用力可以忽略不计，B正确； C.当分子势能最小时，分子力为0，此时分子间距，分子间的引力和斥力大小相等，方向相反，分子势能达到最小值，C正确； D.在B从无限远处向A靠近的过程中，引力和斥力均一直增大，开始引力大于斥力，但是斥力增大得比引力快，当分子间距小于时，斥力开始超过引力，分子间作用力表现为斥力，D正确。 故选BCD。 10．大量处于的高能级的氢原子向低能级跃迁，其中跃迁到的能级时产生的四条可见光光谱线如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．该跃迁能产生的光谱线总数为4条 B．图3中的干涉条纹对应的是可见光Ⅱ C．图4中用可见光I照射时，向滑动，电流表示数一定逐渐增大 D．固定，可见光I和可见光Ⅱ照射K极，其产生最大动能的光电子的德布罗意波长分别为、，则一定小于 【答案】BD 【详解】A．大量处于的高能级的氢原子向低能级跃迁时，能辐射的光谱线总数为，故A错误； B．根据题意可知，氢原子从能级6跃迁到能级2时，辐射出的光子能量较大，即与可见光Ⅱ相比可见光I的频率大，波长小。根据双缝干涉条纹间距公式可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，而图3中的干涉条纹对应的是可见光Ⅱ，故B正确； C．光电效应实验中，当滑动变阻器滑片向滑动时，若未达到饱和光电流，则电流表示数会增大；若已经达到饱和光电流，电流表示数会不变。故C错误； D．根据光电效应方程有 光电子的动量与动能的关系式为 所以德布罗意波长计算公式为 由于可见光I的频率高，能量较大，产生光电子的最大初动能较大，所以德布罗意波长较短；而可见光Ⅱ频率较低，对应光电子的最大初动能较小，所以德布罗意波长较长，故D正确。 故选BD。 11．川剧变脸是中国国粹，是国家二级机密，是中国一项重要的非物质文化遗产。变脸是在川剧艺术中用来塑造人物的一种特技，是揭示剧中人物的内心及思想感情的一种浪漫主义手法。它把不可见、不可感的抽象情绪和心理状态变成可见、可感的具体形象——脸谱。我们运用光学原理，也可以实现“变脸”。如图1所示，用透明有机玻璃做成长方体，中间用两块有机玻璃把长方体隔离成两个等腰直角三角形，玻璃槽上面内侧贴有“红脸”图案，玻璃槽右面内侧贴有“蓝脸”图案，平面镜平行于隔离玻璃板放置。已知透明液体A的折射率与有机玻璃的折射率相同，均为1.5。在两个等腰直角三角形玻璃槽内装满透明液体A（如图2），下列说法正确的是（　　） A．两隔离玻璃板之间只有空气时，观察者在平面镜上看到的是“红脸” B．两隔离玻璃板之间只有空气时，观察者在平面镜上看到的是“蓝脸” C．向两隔离玻璃板之间缓慢注入透明液体A直至装满的过程，观察者将在平面镜上看到“红脸”换成“蓝脸” D．两隔离玻璃板之间装满透明液体A，现将两隔离玻璃板之间的透明液体A缓慢抽出直至抽完的过程，观察者将在平面镜上看到“红脸”换成“蓝脸” 【答案】AC 【详解】AB．两隔离玻璃板之间只有空气时，光路图如图1所示，观察者在平面镜上看到的是“红脸”，故A正确，B错误； CD．两隔离玻璃板之间充满透明液体A时，由于透明液体A的折射率与有机玻璃的折射率相同，所以光路图如图2所示，向两隔离玻璃板之间缓慢注入透明液体A直至装满的过程，观察者将在平面镜上看到“红脸”换成“蓝脸”。将两隔离玻璃板之间的透明液体A缓慢抽出直至抽完的过程，观察者将在平面镜上看到“蓝脸”换成“红脸”。故C正确，D错误。 故选AC。 【点睛】 12．如图所示为被缆绳绑在水底厚度忽略不计的圆柱形无底潜水罩简图，中间用一根细绳悬挂一重物，空白部分为空气。罩的横截面积S=4m2，里面空气的体积V=8m3，压强p=1.5×105Pa。现控制内部机关将罩里的重物拉出水面后，罩内空气压强增加了Δp=250Pa，缆绳仍然处于拉伸状态。已知水的密度ρ=103kg/m3，重力加速度g=10m/s2，罩内的空气可视为理想气体，忽略重物拉出水面后罩中液面的升降。则（　　） A．封闭空气一定从外界吸热 B．重物的体积 C．细绳中张力的变化ΔT=133N D．缆绳中张力的变化ΔF=133N 【答案】BD 【详解】A．将罩里的重物拉出水面后，空气压强增大，气体的温度不变，内能不变，则气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，故A错误； B．对封闭气体，温度不变，由玻意耳定律可知 代入数据解得 故B正确； D．缆绳中的张力减小了 故D正确； C．设潜水罩的质量为m0，潜水罩上部受到的压强为p′，对潜水罩进行受力分析，刚开始有 末状态 细绳中的张力变化为 联立解得 即细绳中的张力增大了1133N，故C错误。 故选BD。 第Ⅱ卷 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．（6分）某同学通过图甲所示的实验装置，利用玻意耳定律来测定一颗形状不规则的冰糖的体积。 实验步骤： i.将冰糖装进注射器，插入活塞，再将注射器通过软管与压强传感器连接并固定注射器； Ⅱ.推动活塞，透过活塞所在的刻度读取了多组气体体积，同时记录对应的传感器数据； iii.建立直角坐标系。 (1)在实验操作中，下列说法正确的是___________。 A．推动活塞时，可以用手握住注射器封闭空气部分 B．活塞应用润滑油涂抹以保证空气密闭性 C．为快速完成实验，可快速推动活塞 (2)为了在坐标系中获得直线图像，若取y轴为V，则x轴为 （选填“”或“p”）。 (3)选择合适的坐标后，该同学通过描点作图，得到图像如图乙所示（截距a、b已知），若传感器和注射器连接处的软管容积为，则冰糖的体积为___________。 A．V B． C． 【答案】(1)B (2) (3)B 【详解】（1）A．用手握住注射器封闭空气部分，会使气体温度升高，故A错误； B．活塞用润滑油涂抹以保证空气密闭性，可以保证气体质量保持不变，故B正确； C．快速推动活塞，会使气体温度升高，故C错误。 故选B。 （2）根据等温变化，可得 可得，即若取y轴为V，则x轴为。 （3）设传感器和注射器连接处的软管容积为，冰糖的体积为 根据等温变化可得 整理得 图像纵截距为，即 解得冰糖的体积 故选B。 14．（8分）测光的折射率和波长 (1)某同学设计了一个测量液体折射率的仪器，如图所示。在一个圆盘上，过其圆心O作两条互相垂直的直径BC、EF，在半径OA上，垂直盘面插下两枚大头针P1、P2，并保持P1、P2位置不变，每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2的像，并在圆周上插上大头针P3，使P3正好挡住P1、P2的像，同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可直接读出液体折射率的值。则： a.若∠AOF=30°，OP3与OC的夹角为30°，则P3处所对应的折射率的值为 ； b.图中P3、P4两位置哪一处所对应的折射率值大？ （填“P3”或“P4”） (2)如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距d=0.20mm的双缝屏。从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离L=700mm。然后，接通电源使光源正常工作。 a.已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度。某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹A中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为 mm；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹B中心对齐，测得A到B条纹间的距离为8.40mm。利用上述测景结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ= m（两空均保留2位有效数字）。 b.另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好。若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加。以下改动可能实现这个效果的是( ) A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许 C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片 【答案】(1) P4 (2) 0.25 D 【详解】（1）[1]根据题意可知，液体中的入射角为30°，空气中的折射角为90°-30°=60° 则折射率 [2]光在位置P4处空气中的折射角更大，根据折射定律可知，P4位置对应的折射率值大。 （2）[1]根据游标卡尺的读数规律可知，该读数为 [2]A到B条纹间的距离为8.40mm，则相邻明条纹夹角 根据 解得 [3]A．根据干涉条纹公式有 可知，条纹间距与滤光片的位置无关，即仅将滤光片移至单缝和双缝之间，像屏上条纹数目不改变，故A错误； B．根据干涉条纹公式可知，条纹间距与单缝、双缝之间的间距无关，即仅将单缝远离双缝移动少许，像屏上条纹数目不改变，故B错误； C．若仅将单缝与双缝的位置互换，则像屏上发生的是衍射现象，故C错误； D．根据干涉条纹公式可知，仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，则波长变短，相邻明条纹间距变小，则像屏上条纹数目增多，故D正确。 故选D。 15．（8分）静止的镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核。已知镭核质量为226.0254u，氡核质量为222.0163u，放出粒子质量为4.0026u。（1u对应的能量为931.5MeV） (1)写出核反应方程； (2)求镭核衰变放出的能量；（结果保留2位有效数字） (3)设放出的能量为ΔE且全部转化为动能，粒子质量为m，氡核质量为Ｍ。衰变后氡核的动能为多少。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可得核反应方程 （2）质量亏损为 释放的核能为 （3）衰变过程中动量守恒，放出的能量全部转化为α粒子和氡核的动能，衰变过程根据动量守恒 能量关系为 解得氡核的动能为 代入数据可得 16．（8分）今年的春节假期期间某湿地公园的湖水没有结冰，工作人员在湖水下方水平安装了一批圆形线状光源的彩灯，光源圆面与液面平行，半径为R，如图甲所示。该光源发出红光，在水面上观察到红色亮环，亮环与中间暗圆的面积之比为3：1，如图乙所示。已知水对红光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。求： (1)亮环的宽度d和彩灯离水面的垂直距离h； (2)彩灯发出的红光从发出到射出水面的最长时间。 【答案】(1)， (2) 【详解】（1）设亮环最外圈的半径为，暗圆的半径为，由题意有 可得 其光路图如图所示 结合几何关系可知 解得 所以 圆环边缘的光线发生全反射，则有 由光路图可得 解得 （2）彩灯发出的红光射出水面的最长距离为 红光在水中的传播速度为 则彩灯发出的红光从发出到射出水面的最长时间为 联立解得 17．（14分）如图所示为利用增压水罐为楼房供水的原理示意图，一增压水罐竖直放置于水平地面上，其底面积为，高为，底部两侧分别安装有较细的进水管和供水管，顶部有一呈左右水平放置的较细进气管与罐内气体连通，进气管左端与一横截面积为汽缸底部相连通。汽缸内的活塞可由半径为的转盘和连杆带动在汽缸内做缓慢地往复运动，连杆与转盘、活塞分别通过位于转盘边缘的铰链A和位于活塞中心的铰链B相连。当铰链A位于圆盘最右端时，连杆水平且活塞位于汽缸的底部。活塞上和汽缸底部与进气管连通处均安装有可向右侧开启的单向气阀。供水管与各楼层的水龙头相连。初始时，关闭进气管的阀门和供水管的阀门，此时罐内空气柱高度为，单独打开距离地面高度为处的水龙头时，刚好有水流出。（忽略进气管和供水管的体积，一个标准大气压等于10m高水柱产生的压强。各部分气体所经历的过程可认为温度不变。） (1)打开进气管的阀门，活塞由最左端缓慢向右运动压缩标准状态下的空气，活塞向右运动的位移为多少时，阀门打开？ (2)如果需要使位于地面62m高处的水龙头单独打开时刚好有水流出，活塞至少需要向右压缩空气多少次？ 【答案】(1) (2)次 【详解】（1）位于32m高处的水龙头刚好出水，则供水管内水面与罐内水面高度差高压水罐内气体的压强为 活塞压缩汽缸内的空气压强等于罐内气体压强是，阀门打开，对汽缸内的气体，由玻意耳定律可得 解得活塞的位移为 （2）若使得位于72m高处的水龙头刚好出水，则罐内气体压强为 根据玻意耳定律可得 解得次 18．（16分）如图所示，竖直放置的开口向上、导热性良好的汽缸内通过活塞Ⅰ、活塞Ⅱ封闭着气体A、B，两活塞质量均为，汽缸内有厚度不计的卡销PQ、MN，PQ离汽缸底部距离为L，MN在汽缸顶部，汽缸高度为3L，横截面积为S，重力加速度为g，不计摩擦。初始状态，活塞Ⅰ离汽缸顶部距离为L，活塞Ⅱ在卡销PQ处，受到卡销PQ的弹力之和为，环境温度为，大气压强为。 (1)求B气体的压强； (2)当环境温度缓慢升高至时，活塞Ⅰ恰好上升至卡销MN处，求； (3)在（2）的变化中，气体A吸收热量，气体B吸收热量，求气体A、B构成的系统内能的变化量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对活塞Ⅰ，根据平衡条件可得 对活塞Ⅱ有 联立解得 （2）活塞Ⅰ恰好上升至卡销MN处时，A气体压强不变，做等压变化，此时需判断活塞Ⅱ是否上升，假设活塞Ⅱ上升距离为x；对A气体有 对B气体有     对活塞Ⅱ有 联立解得，，假设成立。 （3）对A气体，体积变化量为 对B气体，体积变化量为 则外界对气体A、B做功为 根据热力学第一定律可得气体A、B构成的系统内能的变化量为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $