内容正文:
滚动综合练(三)
光学 热学和近代物理
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1.(2025·云南普洱市期末)在太阳内部存在两个主要的核聚变反应过程,碳循环和质子—质子循环。碳循环中有一个过程是放射性的氮13衰变为碳13,关于此衰变,下列说法正确的是( )
A.氮13和碳13中子数相同 B.氮13和碳13质子数相同
C.衰变放出的一个粒子是中子 D.衰变放出的一个粒子是正电子
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B
解析:根据质量数守恒和电荷数守恒,有232-220=4m,90-86=2m-n,解得m=3,n=2,故B正确。
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3.(2025·北京房山区调研)下列与热现象有关的说法正确的是( )
A.布朗运动就是液体分子的无规则运动
B.物体的温度升高,物体内每个分子热运动的速率都增大
C.物体的温度越高,分子的平均动能就越大
D.密闭容器内有一滴15 ℃的水,蒸发变成了水蒸气,温度仍然是15 ℃,它的内能保持不变
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解析:布朗运动是微小颗粒的无规则运动,间接反映了液体分子的无规则运动,故A错误;
物体的温度升高,物体内分子热运动的平均速率增大,不一定每个分子热运动的速率都增大,故B错误;
温度是物体内部分子平均动能大小的标志,物体的温度越高,其内部分子的平均动能就一定越大,故C正确;
15 ℃的水滴蒸发成15 ℃的水蒸气后,温度不变,分子的平均动能不变,该物态变化是吸热过程,分子势能增大,即内能增大,故D错误。
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4.(2025·云南昆明市一模)一定质量的理想气体从状态a变化
到状态b,其压强p随体积V变化的图像如图中a到b的线段
所示。在此过程中( )
A.气体内能一直减小
B.气体分子平均动能不变
C.气体密度一直减小
D.气体一直向外界放热
C
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由于从a到b的过程中气体的体积增大,所以气体一直对外做功,即W<0,根据热力学第一定律ΔU=W+Q,可知从a到b的过程中,气体一直从外界吸热,故D错误。
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5.(2025·黑龙江齐齐哈尔市一模)劈尖干涉是一种薄膜干涉。
如图所示,将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上,在
一端夹入薄片,从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光从上方入射后,从上往下看到干涉条纹。以下叙述与此干涉条纹的特点不相符的是( )
A.条纹间距相等
B.任意一条亮条纹所在位置下面的薄膜厚度相等
C.改用频率更大的光照射,条纹间距将变大
D.任意相邻亮条纹所对应的薄膜厚度差恒定
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改用频率更大的光照射,波长变短,相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变小,干涉条纹间距变小,故C错误。
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6.(2025·山西晋中市二模)a、b两束平行光照射到底面有涂
层的平行均匀玻璃砖上表面后,经下表面反射从玻璃砖上
表面呈一束复色光射出,如图所示。下列判断正确的是
( )
A.a光的频率大于b光的频率
B.a光在玻璃砖中的速度比b光大
C.当从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角较大
D.用同一装置进行双缝干涉实验,a光的相邻亮条纹间距大于b光的相邻亮条纹间距
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7.(多选)(2025·重庆市缙云教育联盟诊断)一个体积为1 cm3的气泡从深为25 m的湖底部缓慢上浮到湖面,气泡内的气体对湖水做功0.3 J,气体可视为理想气体,湖底温度为7 ℃,湖面温度为27 ℃。已知湖水的密度ρ=1.0×103 kg/m3,g取10 m/s2,大气压强p0=1.0×105 Pa。下列说法正确的是( )
A.气泡在湖底时,气泡内的气体压强为3.5×105 Pa
B.在上升过程中,气泡内每个气体分子的速度都变大
C.气泡上升过程中,气体从湖水中吸收的热量等于气体对湖水做的功
D.上升到接近湖面时,气泡的体积变为3.75 cm3
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解析:由压强关系可知p1=ρgh+p0=3.5×105 Pa,故A正确;
气泡内气体上升过程中,气泡的温度逐渐升高,气泡内气体的分子平均动能增大,分子平均速度增大,但不是每个气体分子的速度都增大,故B错误;
气体对湖水做的功,故C错误;
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β衰变中的电子来源于原子核内的中子转化为一个质子与一个电子,故B错误;
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解析:核聚变反应中每个核子释放的能量比核裂变反应中每个核子释放的能量多,故A错误;
反应后的原子核比反应前的原子核更稳定,所以氦核比氘核更稳定,氘核的比结合能比氦核的小,故B错误;
氘核与氚核发生核聚变,要使它们间的距离达到10-15 m以内,聚变反应比裂变反应更安全、清洁,故C错误;
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10.(2025·河南郑州市二模)彩虹是太阳光经空气中水滴折射产生的色散现象,其原理如图所示,太阳光以一定角度射入球形水滴,在水滴边缘发生两次折射和一次反射。a、b为光束的两种色光,O为水滴的中心,则( )
A.a光的折射率小于b光
B.a光在水滴中传播的路程小于b光
C.a光在水滴中传播的时间大于b光
D.若a光能使某金属发生光电效应,则b光一定也能
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由几何关系可知,a光在水滴中传播的路程大于b光,故B错误;
a光的折射率大于b光,所以a光的频率大于b光,若a光能使某金属发生光电效应,则b光不一定能,故D错误。
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12.(2025·山东青岛市即墨区期末)如图,一定质量的理想气
体从状态a开始,经过一系列变化最终到达d状态。其中bc
为等容变化,cd为等温变化,直线ab的延长线过原点O,
ad在一条直线上。关于这部分理想气体,下列说法正确的是( )
A.从c到d过程中,气体分子平均动能变大
B.从a到b的过程,气体吸收的热量小于气体对外界所做的功
C.a状态单位时间气体分子对器壁单位面积的碰撞次数比b状态的多
D.从b到c的过程,气体从外界吸收的热量全部用来对外界做功
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解析:从c到d的过程中,气体的温度不变,则气体分子平均动能不变,故A错误;
从a到b的过程,气体的内能增大,则ΔU>0,体积增大,气体对外界做功,则W<0,根据ΔU=W+Q可知气体吸收的热量大于气体对外界所做的功,故B错误;
从a到b的过程,气体体积增大,则a状态单位时间气体分子对器壁单位面积的碰撞次数比b状态的多,故C正确;
从b到c的过程,气体对外界做功大小为0,温度增大,则气体内能增大,根据ΔU=W+Q,可知气体从外界吸收的热量全部用来增大气体的内能,故D错误。
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13.(2025·河北张家口市一模)建筑工地上工人用液态金属浇筑
一个金属立柱时,由于工艺缺陷在柱体内部浅层形成了一个
不规则的空腔,为修补空腔需要测出空腔的体积,在金属立
柱上打一个小孔,用细管将空腔内部与一个封闭的汽缸相连通(如图所示),做好密封使空腔、汽缸、细管内部组成一个密闭的空间。汽缸上部由横截面积S=10 cm2的活塞密封,初始状态汽缸内封闭的气体体积为10 L。现对活塞施加一个竖直向下的变力F,使活塞缓慢下移,当汽缸内气体体积变为7 L时,外力F的大小为20 N,上述过程中外力F做的功W1=28 J。已知外界环境温度不变,金属立柱、空腔及汽缸导热性良好,不计活塞质量、活塞与汽缸间的摩擦力、细管中气体的体积,大气压强p0=1.0×105 Pa。求:
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(1)金属立柱内空腔的体积V;
答案:8 L
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(2)汽缸内气体体积由10 L变为7 L的过程中,汽缸及空腔内的气体向外界放出的热量Q。
解析:上述过程中外力F做的功W1=28 J,外界环境温度不变,金属立柱、空腔及汽缸导热性良好,内能不变,根据热力学第一定律可知0=W1-Q
解得Q=28 J。
答案:28 J
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(1)透明柱状材料的折射率n;
答案:2
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(2)光线从A点到D点的传播时间t。
答案:5×10-9 s
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答案:0.75
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(2)不考虑灯光的多次反射,求有灯光射出的水面区域的面积S。
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所以,有灯光射出的水面区域由两端半径为R的两个半圆和中间一个长l、宽2R的矩形区域连接而成,则
S=πR2+2Rl
代入数据,解得S=9.75 m2。
答案:9.75 m2
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(1)求当活塞B恰好要滑动时,活塞A移动的距离。
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解析:如题图所示可知光射入玻璃时a光的偏折程度较大,则a光的折射率较大,a光的频率较大,根据v=可知a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度,故A正确,B错误;
由全反射临界角公式n=可知,从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角小于b光的临界角,故C错误;
根据双缝干涉条纹间距公式Δx=λ,由于a光的频率较大,则a光的波长较小,用同一装置进行双缝干涉实验,a光的条纹间距小于b光的条纹间距,故D错误。
8.(2025·江苏南京市、盐城市高一模)已知Co的半衰期约为5.26年,其衰变方程是Co→Ni+X+e。其中e是反中微子,它的电荷量为零,质量可忽略。下列说法正确的是( )
A.Co发生的是α衰变
B.X是来自原子核外的电子
C.Ni的比结合能比Co的大
D.2个Co原子核经过10.52年一定全部发生了衰变
β衰变释放能量,生成核比反应核更加稳定,原子核越稳定,比结合能越大,即Ni的比结合能比Co的大,故C正确;
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