6模块6 滚动综合练(三) 机械振动和机械波 光学 热学和近代物理-【备考最优解】2025年高考物理二轮专题复习教用word

滚动综合练(三)　机械振动和机械波　光学　热学和近代物理 1．(2024·辽宁省重点高中二模)1947年，我国科学家钱三强、何泽慧夫妇等发现铀核裂变中的三分裂和四分裂现象中涉及轻核出射。2022年4月29日赵鹏巍和孟杰团队揭示了其中的产生机制。一种典型的铀核裂变反应方程为U＋n→Ba＋X＋yn。下列说法正确的是(　　) A．y＝4 B．x＝36 C．太阳通过核裂变不断向外界释放能量 D．核反应过程中能量一定不守恒 解析：选B。根据质量数守恒和电荷数守恒可得235＋1＝144＋89＋y×1，92＋0＝56＋x＋y×0，可得y＝3，x＝36，故A错误，B正确；太阳通过核聚变不断向外界释放能量，故C错误；核反应过程中能量一定守恒，故D错误。 2．(2024·江西鹰潭市二模)2023年8月，日本不顾多个国家的反对，公然将含有大量放射性物质的核废水排放到太平洋中，其中有一种放射性物质是碳14，它的半衰期大约为5 730年，其衰变方程为C→N＋X。下列说法正确的是(　　) A．衰变方程中X为α粒子 B．衰变产生的X粒子电离本领比γ光子强 C．碳14半衰期很长，所以短期内不会对人类造成影响 D．如果有100个碳14，经过2 865年将有25个原子核发生衰变 解析：选B。根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为C→N＋e，可知X为电子，其电离本领比γ光子强，故A错误，B正确；碳14半衰期虽然很长，但短期内也会对人类造成影响，故C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适用，故D错误。 3.(2024·安徽合肥市二模)氢原子的能级图如图所示。大量处于n＝3激发态的氢原子自发跃迁时发出波长分别为λ1、λ2、λ3(λ1<λ2<λ3)的三种谱线。下列说法正确的是(　　) A．λ1＋λ2＝λ3　　 B．＝＋ C．λ1λ3＝λ D．λ＋λ＝λ 解析：选B。由于λ1<λ2<λ3可知λ1为n＝3到n＝1跃迁时发出的波长，λ2为n＝2到n＝1跃迁时发出的波长，λ3为n＝3到n＝2跃迁时发出的波长。根据频率与波长的关系可知ν1＝，ν2＝，ν3＝，由题图可知hν1＝hν2＋hν3，所以有＝＋。 4．(2024·新疆乌鲁木齐质监)某光源发出的光由红、绿、蓝三种色光组成，绿光的强度最大，红光的强度最小。在光电效应实验中，用该光源发出的光分别照射金属A、B、C时，均能发生光电效应现象，且产生的饱和光电流IA、IB、IC均不相等。已知金属A、B、C的极限波长的关系为λA>λB>λC，则(　　) A．IB>IA>IC B．IB>IC>IA C．IA>IB>IC D．IC>IB>IA 解析：选C。由光电效应方程Ek＝hν－W0＝－W0可知，金属A的极限频率最小，三种光均能使其发生光电效应，而由于产生的饱和光电流IA、IB、IC均不相等，故金属B仅有蓝光和绿光使其发生光电效应，金属C仅有蓝光使其发生光电效应，可知IA>IB>IC，故A、B、D错误，C正确。 5.(2024·湖北七市州二模)1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火花，这就是最早发现的光电效应现象。用如图所示电路研究光电效应，下列说法正确的是(　　) A．爱因斯坦为了解释光电效应现象的实验规律，提出了“光子”说 B．光照强度越大，电子从K板逸出时的初动能越大 C．光照条件不变时，闭合开关S，滑片P向右移动时，光电流会一直增大 D．只要照射足够长的时间，任何频率的光都能够使K板发出光电子 解析：选A。爱因斯坦为了解释光电效应现象的实验规律，提出了“光子”说，故A正确；根据Ek＝hν－W0，可知电子从K板逸出时的初动能与光照强度无关，故B错误；光照条件不变时，闭合开关S，滑片P向右移动时，加在光电管上的正向电压增大，光电流先增大，当达到饱和光电流时，光电流不再增大，故C错误；入射光的频率大于极限频率时，才能使K板发出光电子，故D错误。 6．(2024·黑龙江省联考)全飞秒激光是国际上最先进的角膜屈光手术模式之一。经查阅资料可知，飞秒激光是一种波长为1 053 nm的激光，普朗克常量为6.63×10－34 J·s，光速为3×108 m/s。下列说法正确的是(　　) A．飞秒激光不能在真空中传播 B．飞秒激光的频率约为3.5×10－13 Hz C．飞秒激光的光子能量约为1.2 eV D．飞秒激光的传播速度有可能超过3×108 m/s 解析：选C。飞秒激光可以在真空中传播，故A错误；飞秒激光的频率ν＝＝ Hz≈2.85×1014 Hz，故B错误；飞秒激光的光子能量E＝hν＝ eV≈1.2 eV，故C正确；根据爱因斯坦的相对论观点，飞秒激光的速度不可能超过光在真空中的速度，故D错误。 7．(2024·天津南开区质检)下列说法正确的是(　　) A．由图甲可知，状态①的温度比状态②的温度低 B．由图乙可知，气体由状态A变化到B的过程中，气体分子平均动能一直增大 C．由图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力随分子间距离的增大先减小后增大 D．由图丁可知，在r由r1变到r2的过程中分子力做正功 解析：选D。由题图甲可知，①中速率大的分子占据比例较大，说明状态①对应的温度较高，故A错误；由题图乙可知，状态A与状态B的温度相同，由p－V图线的特点可知，气体由状态A到状态B温度先升高再降低，气体分子平均动能先增大后减小，故B错误；由题图丙可知，当分子间的距离r>r0时，分子间的作用力随分子间距离的增大先增大后减小，故C错误；由题图丁可知，在r由r1变到r2的过程中，分子势能一直减小，则分子力做正功，故D正确。 8.(2024·东北三省四市二模)如图所示，某同学将水杯开口向下倒置在水槽中，水槽中的部分水流入杯内，在杯中封闭了一段气体。现缓慢将水杯向上提起一小段高度(杯口始终未露出水面，杯内气体未漏出)。设环境温度保持不变，则此过程中杯中封闭气体(　　) A．体积减小，压强减小 B．体积增大，压强增大 C．体积减小，压强增大 D．体积增大，压强减小 解析：选D。根据题意可知杯口上升，假设空气所在液面不变，则气体体积增大，根据玻意耳定律，可知气体内压强减小，则液面上升，气体压强减小，体积增大。 9.(多选)(2024·新疆第一次检测)一定质量的理想气体，经历了如图所示的A→B→C→D→A的变化过程，已知气体在A状态的温度是7 ℃。下列说法正确的是(　　) A．B状态的温度是580 K B．D状态的温度是210 K C．A→B过程气体对外做功160 J D．C→D过程气体对外做功120 J 解析：选BC。从A到B气体做等压变化，根据＝可得B状态的温度TB＝560 K，A错误；从D到A气体做等容变化，根据＝可得D状态的温度TD＝210 K，B正确；A→B过程气体体积变大，则对外做功W＝pAΔV＝0.8×105×2×10－3 J＝160 J，C正确；C→D过程气体体积减小，外界对气体做功，D错误。 10.(2024·辽宁葫芦岛市一模)某科研小组设计一款超重报警装置，其结构原理图如图所示，主体是导热性能良好的薄壁密闭容器，厚度和质量不计的活塞通过轻杆连接轻质平台。平台上未放重物时，内部封闭理想气体气柱长度L＝0.2 m；当活塞进入预警区域时，系统会发出超重预警。横截面积S＝0.01 m2，底部的预警区域深度h＝0.1 m，平台上轻放质量为m的重物稳定时，活塞刚好触动报警装置。已知环境温度不变，大气压强p0＝1.0×105 Pa，g取10 m/s2，不计摩擦阻力，下列说法正确的是(　　) A．重物的质量m＝200 kg B．重物的质量 m＝1 000 kg C．放上重物至活塞最终稳定的过程中，密闭气体对外界放出的热量为100 J D．放上重物至活塞最终稳定的过程中，密闭气体对外界放出的热量为200 J 解析：选D。最终稳定时，封闭气体温度不变，则p0LS＝p1hS，又因为p1＝p0＋，求得m＝100 kg，A、B错误；设外界大气压力和重物对封闭气体做功为W，则W＝(mg＋p0S)(L－h)，代入数据求得W＝200 J，封闭气体内能不变，根据ΔU＝W＋Q，可知气体对外界放出的热量200 J，C错误，D正确。 11．(2024·河北邯郸市二模)一列简谐横波在t＝0时刻的波形图如图甲所示，平衡位置在x＝2 m处的质点P的振动图像如图乙所示，质点Q的平衡位置在x＝4 m处，下列说法正确的是(　　) A．该波的周期为5 s B．该波的波速为3 m/s C．质点Q的振动频率为 Hz D．任意时刻P、Q两质点偏离平衡位置的位移相同 解析：选C。从题图乙中可看出质点的振动周期为4 s，该波的周期也为4 s，A错误；从题图甲可看出波长为4 m，波速v＝＝1 m/s，B错误；质点Q的振动频率f＝＝ Hz，C正确；P、Q两质点相差半个波长，振动情况总是相反，所以任意时刻P、Q两质点偏离平衡位置的位移总是相反，D错误。 12.(多选)(2024·江西新余市二模)如图为一透明均匀介质球的横截面，O为圆心，AB为直径，一束单色光以θ＝60°从A点入射，弧面出射的光与AB平行。下列说法正确的是(　　) A．介质球的折射率约为 B．介质球的折射率约为 C．若入射光为白光，则弧面上出射光形成彩色光带 D．θ在小于90°范围变化时，弧面上能观察到全反射现象 解析：选BC。根据题意，由折射定律画出光路图，如图所示， 由几何关系有∠OAD＝∠ODA，根据＝可知α＝θ＝60°，有∠OAD＝∠ODA＝30°，折射率n＝＝，故A错误，B正确；若入射光为白光，由于各种颜色的光的折射率不同，则各种颜色的光在弧面上的出射点不一样，将形成彩色光带，故C正确；由A、B选项分析可知，光线在弧面上的入射角等于在A点的折射角，θ在小于90°范围变化时，不可能在弧面上观察到全反射现象，故D错误。 13.(2024·辽宁省重点高中二模)半圆柱形玻璃砖的横截面如图所示，底面BD水平，此时上方光屏与BD平行。一束白光从玻璃砖下方垂直于BD射到圆心O上，在光屏上C点出现白色亮斑。使玻璃砖底面绕O逆时针缓慢转过角度θ(0°<θ<90°)，在θ角缓慢变大的过程中，光屏上的彩色光斑(　　) A．沿光屏向左移动，紫光最先消失 B．沿光屏向右移动，紫光最后消失 C．沿光屏向左移动，红光最先消失 D．沿光屏向右移动，红光最后消失 解析：选D。根据折射定律及几何知识知，在玻璃砖转动过程中，光在O点处的折射角一定大于入射角，玻璃砖绕O点逆时针缓慢地转过角度θ的过程中，法线也逆时针同步旋转，入射角增大，由折射定律n＝，可知折射角也随之增大，所以光屏上的彩色光斑沿光屏向右移动；sin C＝，由于紫光折射率最大，红光折射率最小，紫光最先消失，红光最后消失。 14.(2024·广西南宁市联考)如图所示，直线OO′与玻璃砖表面垂直且与其上表面交于N点，一束a光线和另一束b光线，均以45°的入射角同时射入同一块平行玻璃砖，入射点A、B到N点的距离相等，经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点。下列说法正确的是(　　) A．该玻璃砖对a光的折射率比对b光的折射率大 B．在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度 C．对同一双缝干涉装置，a光的两条相邻亮条纹间距比b光的两条相邻亮条纹间距大 D．同时增大入射角，则b光在玻璃砖下表面先发生全反射 解析：选C。由光路图及n＝可知，a光在玻璃砖中的折射率小于b光在玻璃砖中的折射率，由n＝可知a光的传播速度大，故A、B错误；由na<nb知fa<fb，a光波长较大，根据Δx＝λ知，a光干涉条纹间距较大，故C正确；因为是平行玻璃砖，因此在其下表面一定不会发生全反射，故D错误。 15．(2024·河北唐山市模拟)在一水池底部水平放置一条长为1 m的细灯带，灯带能够发出红光，水对红光的折射率，细灯带到水面的竖直高度为1 m。已知光在真空中的速度c＝3×108 m/s，不考虑水面对光线的反射。 (1)求能够射出水面的光线在水中传播的最短时间。 (2)计算水面上产生光斑的面积。 解析：(1)垂直水面射出的光线在水中传播时间最短t＝，v＝ 可得t＝×10－8 s。 (2)如图1所示，由全反射规律可知 sin C＝＝ R＝h tan C＝ m 产生的光斑如图2所示，矩形面积 S1＝l×2R＝ m2 两半圆面积和S2＝πR2＝π m2 S＝S1＋S2＝ m2。 答案：(1)×10－8 s　(2) m2 16.(2024·安徽安庆市二模)根据国家标准化管理委员会批准的《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》相关规定，现在所有在产乘用车强制安装TPMS(胎压监测系统)。驾驶员发现某型号汽车正常行驶时胎压为250 kPa，轮胎内气体的温度为57 ℃，不考虑轮胎容积的变化，该轮胎的胎压达到300 kPa时会出现爆胎危险。 (1)当该轮胎的胎压达到300 kPa时，胎内的气体达多少摄氏度？ (2)若驾驶员在开车前发现该轮胎胎压略有不足，仪表显示胎压p＝200 kPa，现驾驶员对其充气，气体被充入前的压强为100 kPa。已知轮胎容积为22 L，为保证汽车正常行驶，求需要充入多少升压强为100 kPa的气体(不考虑充气过程中胎内气体温度和轮胎容积的变化)。 解析：(1)不考虑轮胎容积的变化，则轮胎内的理想气体经过等容变化，有 ＝ 其中p1＝250 kPa，T1＝330 K，p2＝300 kPa 解得胎内气体的温度为T2＝396 K，t2＝123 ℃。 (2)设充入的气体体积为ΔV，有 p1V＝pV＋p3ΔV 其中V＝22 L，p3＝100 kPa 解得ΔV＝11 L。 答案：(1)123 ℃　(2) 11 L 17．(2024·四川宜宾市二诊)如图，上端开口的汽缸竖直固定在水平地面上，a、b位置处内壁有卡口，位于卡口处的活塞通过轻绳(绕过定滑轮p、q)与可以视为质点的重物连接，重物悬空。活塞与汽缸中封闭着一定质量的理想气体。开始时活塞紧压在卡口上，汽缸中的气体压强为p1，温度为T1，再将低温材料包裹在汽缸外壁，使得汽缸中的气体温度缓慢降低，直至活塞刚好到达c、d位置处。已知活塞质量为m，面积为S，厚度可忽略，重物的质量为3m；卡口距离缸底为H，c、d位置距离缸底为；汽缸外面的空气压强保持为p0不变；不计汽缸与活塞之间、轻绳与定滑轮之间的摩擦，重力加速度大小为g。 (1)求活塞刚好到达c、d位置时理想气体的温度T2。 (2)若开始降温到活塞刚好到达c、d位置过程中，理想气体对外放出热量的大小为Q，求理想气体的内能变化量ΔU。 解析：(1)活塞刚好到达c、d位置处时，对活塞受力分析可得 mg＋p0S＝p2S＋3mg 可得，活塞刚好到达c、d位置处时，汽缸中的气体压强p2＝p0－ 根据理想气体状态方程可得 ＝ 解得，活塞刚好到达c、d位置时理想气体的温度 T2＝T1。 (2)活塞下移的过程中，外界对气体做的功 W＝p2S·(H－)＝(p0S－2mg)H 理想气体的内能变化量 ΔU＝W－Q＝(p0S－2mg)H－Q。 答案：(1)T1　(2)(p0S－2mg)H－Q 18．(2024·辽宁抚顺市期末)某透明介质的截面为如图所示的等腰三角形，D点和E点分别是AB和AC的中点，M点是BD的中点，两束相同的光线分别从D、M两点沿平行BC边的方向射入透明介质，从D点射入的光线经BC边反射后恰好从E点射出透明介质，从M点射入的光线经BC边反射后从P点(图中未画出)射出透明介质。已知真空中的光速为c，∠B＝∠C＝30°，AB＝AC＝L，不考虑光在AC界面的反射，求： (1)P点到三角形顶点A的距离； (2)从M点射入的光线在透明介质中的传播时间t。 解析：(1)从D点射入的光线的光路图如图甲所示，根据对称性及几何关系可知入射角α＝60° 折射角γ＝30° 　 从M点射入的光线的光路图如图乙所示，P点到三角形顶点A的距离 AP＝MQ＝DF＝AC＝。 (2)设透明介质的折射率为n，有 n＝ 从M点射入的光线在透明介质中的传播时间t＝＝ 解得t＝。 答案：(1)　(2) 学科网（北京）股份有限公司 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