阶段复习试卷(六) 热学 光学 原子物理-2027届高考物理一轮复习

**基本信息** 聚焦热学、光学、原子物理三大模块，以典型题承载知识逻辑，通过概念辨析与定量计算强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原子物理|4选择+1计算|衰变规律、核反应方程、能级跃迁|从核反应守恒到能级跃迁能量关系，结合光电效应实验| |光学|4选择+1实验+1计算|折射全反射、干涉偏振、折射率测量|光的传播规律→现象解释→实验验证，贯穿几何光学推理| |热学|3选择+1实验+2计算|气体状态方程、热力学定律、分子动理论|分子动理论→气体实验定律→实际应用，体现能量观念与模型建构|

阶段复习试卷(六)　热学　光学　原子物理 一．选择题： 1.(2026·江苏苏州高三月考)14C检测技术可用于考古、医学研究。14C衰变方程为CN+X，14C的半衰期是5 730年，下列说法正确的是(　　) A.环境变化，半衰期不变 B.C的结合能大于N的结合能 C.衰变过程中C的质量等于N和X的质量之和 D.方程中的X是电子，它是碳原子电离时产生的 2.已知氘核质量为2.014 1 u，氚核质量为3.016 1 u，氦核质量为4.002 6 u，中子质量为1.008 7 u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol-1，氘核摩尔质量为2 g·mol-1，1 u相当于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是(　　) A.核反应方程式为H+H→He+n B.氘核的比结合能比氦核的大 C.氘核与氚核的间距达到10-10 m就能发生核聚变 D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV 3.(2026·辽宁大连模拟)下列关于光的说法合理的是(　　) A.图甲是光导纤维的工作原理示意图，内芯的折射率比外套的折射率小 B.图乙被称为泊松亮斑，它的原理是光的干涉 C.图丙中的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波是横波 D.图丁是空气中双缝干涉原理图，若P1到S1、S2(S1、S2到S等距)的路程差是半波长的偶数倍，则P1处是暗纹中心 4.(2026·湖北宜昌高三联考)如图所示，a、b两束平行单色光照射到半径为R的半圆形玻璃砖的上表面，折射后汇聚到玻璃砖的顶点P，a、b两束光对比，下列说法正确的是(　　) A.a光的频率大 B.a光在玻璃砖中的传播速度小 C.两束光经P点折射后传播路径重合 D.a光在玻璃砖中的波长比b光短 5.(2026·江苏南京阶段测试)如图甲为氢原子能级示意图，图乙为研究光电流与电压关系的电路。一群处于n=3能级的氢原子自发跃迁，辐射出的光照射光电管的阴极K，通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线，则下列说法正确的是(　　) A.图丙中Ub的值为-4.45 V B.滑动变阻器的滑片移动到最左端时，电流表的示数为0 C.这群氢原子向低能级跃迁时可以发出4种不同频率的光 D.b光照射产生的光电子最大初动能大于a光 6.(2026·山东青岛市检测)宋代诗人杜耒有诗云“寒夜客来茶当酒，竹炉汤沸火初红”。关于泡茶中物理现象，下列说法正确的是(　　) A.茶叶在水中的舒展过程是布朗运动的表现 B.放入茶叶后，水的颜色变深，是扩散现象 C.茶水降温过程中，杯内水的内能保持不变 D.茶水降温过程中，每个水分子的动能均减小 7.(2026·安徽马鞍山高三摸底考试)自然资源部“深海一号”船携“蛟龙”号载人潜水器在中国南海完成2025年技术升级后的首次装备试验任务，如图甲。已知海平面的温度为T1=300 K，大气压强为p1=1 atm，如图乙，一定质量的理想气体封闭在导热性能良好的汽缸中，汽缸在海平面时，气体体积为V1=1.5 m3，在某次深潜汽缸缓慢下降的过程中，探测到汽缸所在处的海水温度为T2=280 K，压强为p2=100 atm，汽缸内气体体积为V2，不计活塞的质量和摩擦，则(　　) A.V2=0.014 m3，在下潜过程中气体放热 B.V2=0.014 m3，在下潜过程中气体吸热 C.V2=0.028 m3，在下潜过程中气体放热 D.V2=0.028 m3，在下潜过程中气体吸热 8.(2026·河北邢台学情检测)如图所示为半圆形透明介质的截面图，O点为圆心，半径r=20 cm，在O点的左侧有一单色点光源A，点光源A到O的距离l=10 cm，点光源A向圆弧上各点发射单色光，圆弧上只有一点刚好没有光射出，光在真空中传播的速度c=3×108 m/s，下列说法正确的是(　　) A.单色光在介质中的折射率为1.5 B.单色光在介质中的折射率为2.5 C.光从A点到这一点经历的时间为×10-9 s D.光从A点到这一点经历的时间为×10-9 s 9.氢原子能级图如图所示，大量处于基态的氢原子受到光源发出的波长为λ0的不可见光照射后，辐射的光中含a、b两种可见光和其他不可见光。已知两种可见光的波长满足λa>λb，可见光光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间。则下列说法错误的是(　　) A.波长为λ0的光的光子能量为12.75 eV B.b光的光子能量为2.55 eV C.>+ D.辐射出的不可见光中可能含γ射线 10.如图甲所示，一定质量的理想气体从状态A经等压过程到状态B。此过程中，气体压强p=1.2×105 Pa，吸收的热量Q=480 J，下列对气体从状态A到状态B过程说法正确的是(　　) A.气体在状态B的体积为7.0×10-3 m3 B.气体分子在状态A和状态B的速率分布可能如图乙所示 C.气体从状态A到状态B过程对外界做功为200 J D.气体从状态A到状态B过程中内能的增加量为720 J 二．实验题： 11.在“测量玻璃的折射率”实验中: (1)如图甲所示,用插针法测量玻璃砖折射率的实验中,下列说法正确的是　　　　。  A.当P1、P2的距离较大时,通过玻璃砖会看不到P1、P2的像 B.为减小测量误差,P1、P2的连线与法线NN′的夹角应尽量小些 C.为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些 D.当P1、P2的连线与法线NN′夹角较大时,有可能在bb′面发生全反射,故在bb′一侧就看不到P1、P2的像 (2)如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择,为了减小误差,应选用宽度　　　(选填“大”或“小”)的玻璃砖来测量。  (3)该小组用同一套器材完成了四次实验,记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图乙所示,其中实验操作正确的是　　　　。  (4)该实验小组选取了操作正确的实验记录,在白纸上画出光线的径迹,如图丙所示,以入射点O为圆心作圆,与入射光线P1O、折射光线OO′分别交于A、B点,再过A、B点作法线NN′的垂线,垂足分别为C、D点,则玻璃的折射率n=　　　　(用图中线段的字母表示)。  (5)在该实验中,光线是由空气射入玻璃砖,根据测得的入射角θ1和折射角θ2的正弦值作出的图线如图丁所示,从图线可知玻璃砖的折射率是　　　　。  12.在“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中,实验步骤如下: a.将1 mL油酸配制成1 000 mL油酸酒精溶液; b.用小注射器取一段油酸酒精溶液,并将油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,直到1 mL时一共滴入50滴; c.向浅盘中倒入约2 cm深的水,并将爽身粉均匀地撒在水面上; d.用注射器在水面上滴一滴配制好的油酸酒精溶液; e.待油酸薄膜的形状稳定后,将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上,并用彩笔在玻璃板上描出油酸薄膜的形状,如图甲所示。 (1)每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是　　 mL。  (2)已知每一小方格的边长为1 cm,多于半个的方格算一个,少于半个的方格舍去,数得满足条件方格数为60个,根据上述数据得出油酸分子的直径是　　　　 m。(结果保留1位有效数字)  (3)关于本实验,下列说法正确的有　　　　。(多选)  A.油酸酒精溶液长时间放置,会使分子直径的计算结果偏小 B.若实验过程中爽身粉撒得太多,会使分子直径的计算结果偏小 C.本实验中用玻璃棒轻轻按油膜,使之形成更规则的图形,可减小实验误差 D.向量筒中滴入1 mL油酸酒精溶液时,滴数少记了几滴,会使分子直径的计算结果偏大 (4)在步骤e中,由于水槽边缘不平整,盖在水槽上的玻璃板与形成的油膜并不平行,侧视图如图乙所示,则该情况会导致最终测得的油酸分子的半径结果　　　 　(选填“偏大”或“偏小”)。  三.计算题：(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 13.“牧童吹笛”铜牛灯，是一件位于巴中市内一历史博物馆的展品，如图为测量该文物体积的一种装置示意图，该装置封闭时总体积为V0，其上方有一传感器可直接读出内部气体压强与温度，装置底部与活塞式抽气筒连接，将该文物放于其中封闭后，传感器显示内部温度为27 ℃，气压为p0，将空气视为理想气体。 (1)若不用抽气筒，当传感器显示温度为7 ℃时，压强为多少? (2)现将活塞推杆向右缓慢移动，当气筒的体积为V0时，传感器显示温度为27 ℃，压强为p0，求该文物的体积。 14.如图所示,容积为5 L的氧气袋广泛用于野外病人急救。若原本真空且容积为5 L的氧气袋是由医用钢瓶内的氧气分装的,已知某型号医用钢瓶容积为10 L,贮有压强为3.6×106 Pa的氧气,充气后的氧气袋中氧气压强都是1.2×106 Pa,设充气过程不漏气,环境温度不变。求: (1)一医用钢瓶最多可分装多少个氧气袋; (2)病人用后,氧气袋内气压降至1.0×106 Pa,用去的氧气质量与原来气体总质量之比(结果可以用分数表示)。 15.利用全反射棱镜可以制成光开关。如图甲所示为两个完全相同的等腰直角棱镜的横截面，其直角边长为2L，一束单色光垂直于AB边从中点O入射，当两棱镜的斜边折射面紧贴时，能穿过棱镜2使开关处于“开”状态。现让两个直角棱镜的斜边折射面离开一定距离，保持光束不变，恰好使开关处于“关”的状态，如图乙所示。已知光在真空中的传播速度为c，sin 75°=。 (1)求该光束在棱镜中的折射率; (2)若让光束逆时针偏转45°，求光束从O点入射至第一次射出AC边所用时间t。 参考答案： 1.答案　A解析　半衰期是原子核的固有属性，仅由原子核内部因素决定，与环境无关，故A正确;比结合能越大，原子核越稳定。由于C发生β衰变生成更稳定的N，说明N的比结合能更大，而两原子核的核子数相同，则N的结合能更大，故B错误;衰变过程遵循质量数守恒，但总质量因能量释放(质量亏损)而减少，故C错误;由质量数守恒和电荷数守恒可知，X是β衰变产生的电子e)，来源于核内中子转化为质子时释放，而非原子电离，故D错误。 2.答案　D解析　核反应方程式为H+H→He+n，故A错误；氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；氘核若与氚核发生核聚变，它们间的距离必达到10-15 m以内，故C错误；一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损Δm=(2.014 1+3.016 1-4.002 6-1.008 7) u=0.018 9 u，聚变反应释放的能量是ΔE=Δm×931.5 MeV≈17.6 MeV，4 g氘完全参与聚变释放出能量E=×6.0×1023×ΔE≈2.11×1025 MeV，数量级为1025 MeV，故D正确。 3.答案　C解析　图甲是光导纤维的工作原理示意图，光从光密介质射向光疏介质时，才能发生全反射，即内芯的折射率比外套的折射率大，故A错误;图乙被称为泊松亮斑，它的原理是光的衍射，故B错误;当M固定不动、N缓慢转动时，光屏P上光斑的亮度出现明、暗交替变化，此现象表明光波具有偏振特性，说明光波是横波，故C正确;图丁是空气中双缝干涉原理图，若P1到S1、S2(S1、S2到S等距)的路程差是半波长的偶数倍或波长的整数倍，则P1处是亮纹中心，故D错误。 4.答案　C解析　a、b光在玻璃砖上表面入射角相同，其光路图如图所示，a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律n=可得，a光在玻璃中的折射率小于b光的折射率，由于单色光在同一介质中的折射率越大，其频率越大，所以b光的频率大，故A错误;光在介质中传播的速度v=，由于a光在玻璃中的折射率小于b光的折射率，则a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度，故B错误;过P点的切面与玻璃砖上表面平行，两束光在P点折射后，传播方向与入射方向平行，故两束光经P点折射后传播路径重合，故C正确;由波长与频率的关系有c=λf，a光的频率小，所以a光的波长长，故D错误。 5.答案　A解析　滑动变阻器的滑片移动到最左端时，所加的反向电压为零，但电流表的示数不为0，故B错误;一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时可以发出=3种不同频率的光，故C错误;根据辐射条件hν=Em-En(m>n)，可知能使金属发生光电效应的光为n=3能级到n=1能级和n=2能级到n=1能级的两种光，根据光电效应方程可得hν=W0+Ekm，根据动能定理可得eU=0-Ekm，由丙图可知，a光对应的遏止电压大于b光对应的遏止电压，则a光照射产生的光电子最大初动能大于b光照射产生的光电子最大初动能，a光的光子能量大于b光的光子能量，b光的光子为2能级到1能级跃迁辐射出的，联立上述两式有-1.51 eV-(-13.6 eV)=W0+(-eUa)，-3.4 eV-(-13.6 eV)=W0+(-eUb)，其中Ua=-6.34 V，可得Ub=-4.45 V，故A正确，D错误。 6.答案　B解析　布朗运动是指悬浮在液体或气体中的微粒所做的永不停息的无规则运动。而茶叶不是“悬浮的微粒”，其在水中的舒展是由于自身结构和水的浸泡作用，并非布朗运动的表现，故A错误；扩散现象是指不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。放入茶叶后，茶叶中的色素分子进入水中，使水的颜色变深，这符合扩散现象的定义，故B正确；内能与物体的温度、质量、状态等有关。茶水降温过程中，温度降低，质量不变，所以杯内水的内能会减小，并非保持不变，故C错误；温度是分子平均动能的标志，茶水降温过程中，分子的平均动能减小，但不是“每个水分子的动能均减小”，因为个别分子的动能可能增大，故D错误。 7.答案　A解析　由理想气体状态方程有=，解得V2=0.014 m3，汽缸缓慢下潜的过程中，温度降低，则ΔU<0，气体体积减小，则W>0，根据热力学第一定律ΔU=W+Q可得Q<0，即在下潜过程中气体放热，故A正确。 8.答案　C解析　点光源A向圆弧上各点发射单色光，圆弧上只有一点刚好没有光射出，如图所示，设B位置刚好没有光射出，根据正弦定理得=，可知当α=90°时，对应的β最大，根据几何关系可得β=30°，即圆弧上某一点刚好没有光射出的位置为从A点作直径的垂线，与圆弧的交点B，则单色光在介质中的折射率为n==2，故A、B错误;光从A到B的路程为AB=rcos 30°= cm，时间为t===×10-9 s，故C正确，D错误。 9.答案　D解析　辐射出的光子中仅含a、b两种可见光，由氢原子能级跃迁规律结合可见光光子能量范围可知，氢原子吸收光子后跃迁到n=4能级，其中从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能级跃迁到n=2能级发出的是可见光，对应的光子能量分别为2.55 eV、1.89 eV，故波长为λ0的光的光子能量为-0.85 eV-(-13.6 eV)=12.75 eV，故A正确;两种可见光波长满足λa>λb，结合c=λν和E=hν可知，b光的光子能量大于a光的光子能量，则b光的光子能量为2.55 eV，故B正确;根据能量关系有E0>Ea+Eb，即h>h+h，整理得>+，故C正确;γ射线是发生α衰变，β衰变的新核由高能级向低能级跃迁时放出的，γ射线的能量很高，而氢原子能级跃迁是核外电子受激发，因此，辐射出的不可见光中不可能含有γ射线，故D错误。 10.答案　B解析　由于从状态A到状态B为等压变化，根据盖-吕萨克定律可得=，解得VB=8.0×10-3m3，A错误;状态B的温度高，气体分子运动剧烈，速率大的分子数占总分子数的百分比含量大，B正确;从状态A到状态B过程，气体体积增大，对外界做功W=p(VB-VA)=240 J，C错误;从状态A到状态B过程，由热力学第一定律有ΔU=-W+Q=(-240+480)J=240 J，即内能的增加量为240 J，D错误。 11.【答案】 (1)C　(2)大　(3)D　(4)　(5)1.5 【解析】 (1)根据光路可逆性原理可知,光线不会在玻璃砖的内表面发生全反射,一定会从下表面射出,即使P1、P2的距离较大,通过玻璃砖仍然可以看到P1、P2的像,故A、D错误;为减小测量误差,入射角应适当大一些,则P1、P2的连线与法线NN′的夹角应适当大些,故B错误;为了减小作图误差,P3和P4的距离应适当取大些,故C正确。 (2)玻璃砖的厚度越大,光线通过玻璃砖的侧移量越大,测量误差越小,故如果有几块宽度大小不同的玻璃砖可供选择,为了减小误差应选宽度大的玻璃砖来测量。 (3)作出四次实验玻璃砖中部分光路,如图所示, 因玻璃砖的折射率较大,故在玻璃砖中的折射角一定小于入射角,并且光线从玻璃砖中出来后,应与入射光平行。故选D。 (4)设圆的半径为r,入射角为θ1,折射角为θ2,则有sin θ1=,sin θ2=,故可得玻璃的折射率为n=。 (5)由n=,代入数据,可得n=1.5。 12.【答案】 (1)2×10-5　(2)3×10-9　(3)AD (4)偏小 【解析】 (1)根据步骤a、b内容,可知每滴纯油酸的体积 V=× mL=2×10-5 mL。 (2)该滴油酸酒精溶液形成的油膜面积为S=60×1 cm2=60 cm2,则油酸分子的直径d== cm≈3×10-7 cm=3×10-9 m。 (3)油酸酒精溶液长时间放置,会使酒精挥发,油酸的浓度增大,从而每滴纯油酸的体积大于其测量值,造成分子直径的计算结果偏小,故A正确;若实验过程中爽身粉撒得太多,油酸没有充分散开,导致面积S的测量值偏小,从而会使分子直径的计算结果偏大,故B错误;实验中将爽身粉均匀地撒在水面上且不溶于水,虽然形成的油膜外形复杂,但不影响格子正确计数,与外形是否规则无关,且人为干预外形会造成另外的误差,故C错误;若滴数少记了几滴,使每滴纯油酸的体积测量值偏大,从而造成分子直径的计算结果偏大,故D正确。 (4)由于玻璃板和油膜平面不平行,导致在玻璃板上描绘的油膜轮廓围成的面积大于油膜的实际面积,所以最终测得的油膜分子半径偏小。 13.【答案】　(1)p0　(2)V0 【解析】　(1)若不用抽气筒，当传感器显示温度为7 ℃时，气体体积不变， 根据查理定律有= 根据T=t+273 ℃　　　可得T0=300 K，T1=280 K 解得p1=p0。 (2)将活塞推杆向右缓慢移动，当气筒的体积为V0时，气体温度不变，设文物的体积为V，对气体由玻意耳定律有p0(V0-V)=p0 解得V=V0。 14.【答案】 (1)4　(2) 【解析】 (1)对分装前钢瓶内氧气,其体积V1=10 L,压强p1=3.6×106 Pa, 设分装为n个氧气袋,氧气袋体积为V0,则分装后体积 V2=(V1+nV0),压强p2=1.2×106 Pa, 分装过程温度不变,根据玻意耳定律有p1V1=p2V2, 代入数据解得n=4。 (2)对氧气袋未使用时的氧气,设气压降至p3=1.0×106 Pa时氧气的体积为V, 有p2V0=p3V, 代入数据解得V=1.2V0, 用去氧气的体积为ΔV=1.2V0-V0=0.2V0, 所以用去氧气的质量与原来总质量之比为==。 15.【答案】　(1)　(2) 【解析】　(1)光束在AC边恰好发生全反射，无光线射出，则临界角C=45° 由sin C= 解得n=。 (2)光束偏转后的光路如图所示，由折射定律有n= 解得θ=30° 由几何关系可得α=180°-45°-(90°-θ)=75° 由正弦定理有= 解得光束从O点入射至第一次射出AC边传播的路程s=(-1)L 光在棱镜中的传播速度v== 光束从O点入射至第一次射出AC边所用时间t= 解得t=。 学科网（北京）股份有限公司 $