届高考物理振动与波光学原子物理2 经典考题 冲刺专题复习文档格式.docx

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D．目前核电站都采用聚变反应发电

【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，会放出大量的能量．但目前核电站都采用铀核的裂变反应．因此B正确．

[答案]　B

【点评】同质量的核燃料聚变反应放出的能量远远超过裂变反应，而且聚变反应的产物往往无放射性．但由于聚变反应需要几百万摄氏度以上的高温以及难以控制反应速度，故目前还没能用于发电．

3．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）[2009年高考&

重庆理综卷]（　　）

A．内能增大，放出热量　

B．内能减小，吸收热量

．内能增大，对外界做功

D．内能减小，外界对其做功

【解析】不计分子势能，空气的内能由温度决定，内能随温度降低而减小，A、均错误；

薄塑料瓶因降温而变扁，此时瓶内空气的体积减小，外界压缩空气做功，D正确；

空气的内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热，B错误．

【点评】本类题型在高考对热学的考查中最常见．

4．氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则[2009年高考&

四川理综卷]（　　）A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线

B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线

．在水中传播时，a光较b光的速度小

D．氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离

【解析】γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，A错误；

根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a光子的能量，不可能为紫外线，B错误；

根据跃迁规律可知从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射光子的能量大于从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b的，又根据光子能量E＝hν可得a光子的频率大于b的，则a的折射率大于b的，又v＝n可得在水中传播时，a光较b光的速度小，正确；

欲使在n＝2的能级处的氢原子发生电离，则吸收的能量一定不小于34eV，D错误．

[答案]　

．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x＝1和x＝4．P点的振动图象如图乙所示．在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是[2009年高考&

全国理综卷Ⅰ]（　　）

【解析】本题考查波的传播．该波的波长为4，P、Q两质点间的距离为3．若波沿x轴正方向传播，当P在平衡位置向上振动时，Q点此时应处于波峰，B正确；

若波沿x轴负方向传播，P点处于向上振动时，Q点应处于波谷，正确．

【点评】高考对波的图象考查时要求较高，难度大，需要准确作图以帮助分析各点的振动情况．

6．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴（图甲中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图甲所示．有一半径为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1，则光束在桌面上形成的光斑半径为[2007年高考&

全国理综卷Ⅰ]（　　）甲

A．rB．1r．2rD．2r

【解析】光从玻璃射向空气的临界角θ＝arsin1n＝arsin23，而入射角i＞θ，将发生全反射，光路图如图乙所示．由几何关系得B＝r&

tan60°

&

t30°

－r＝2r．乙

能力演练

一、选择题（10×

4分）

1．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．下列有关放射性知识的说法中，正确的是（　　）

A．衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变

B．氡的半衰期为38天，若有4个氡原子核，则经过38天后就一定只剩下2个氡原子核

．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的

D．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱

【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知A正确；

放射性同位素存在半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才成立，4个氡原子核经过38天后可能剩4个，也可能剩3个，还可能剩2个或1个都不剩，B错误；

β衰变的方程为：

→＋，正确；

β射线是高速电子，不是电磁波，D错误．

[答案]　A

2．一列简谐横波沿x轴所在直线传播，图示为某时刻的波形图，其中A处到的距离为0，此时A处的质点沿轴负方向运动，再经002s第一次到达波谷，则（　　）A．这列波的波长为1

B．这列波的频率为100Hz

．这列波的波速为2/s

D．这列波的传播方向沿x轴负方向

【解析】由A点正沿轴负方向振动可知波向x轴的负方向传播，D正确．又由题意及图象可知λ＝1，T＝008s，故f＝1T＝12Hz，v＝λT＝12/s．

[答案]　AD

3．地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中（不计气团内分子间的势能）[2008年高考&

A．体积减小，温度降低B．体积减小，温度不变

．体积增大，温度降低D．体积增大，温度不变

【解析】本题考查气体的有关知识，属于中等难度题目．随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，则其温度会降低．所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小．

4．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变成中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核（称为子核）的过程．中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变成子核并放出中微子，则下列说法正确的是（　　）

A．母核的质量数等于子核的质量数

B．母核的电荷数大于子核的电荷数

．子核的动量与中微子的动量相同

D．子核的动能大于中微子的动能

【解析】这一核反应中粒子的质量数不变，电荷数减少一个，选项A、B正确；

子核与中微子的动量大小相等、方向相反，选项错误；

又由E＝p22，故子核的动能远小于中微子的动能，选项D错误．

[答案]　AB

．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃的酒精灯（在灯芯上洒些盐），图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是[2008年高考&

上海物理卷]（　　）A．当金属线圈旋转30°

时，干涉条纹同方向旋转30°

B．当金属线圈旋转4°

时，干涉条纹同方向旋转90°

．当金属线圈旋转60°

D．干涉条纹保持不变

【解析】金属线圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知，干涉条纹与金属线圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，故D正确．

6．在应用电磁波的特性时，下列符合实际的是（　　）

A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒

B．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒

．人造卫星对地球拍摄时利用紫外线照相有较好的分辨率

D．人造气象卫星对地球拍摄时利用红外线照相是利用红外线透射率高和热效应强

【解析】紫外线的化学效应明显，还具有生理作用，故常用对病房和手术室进行消毒；

而X射线的穿透力强，生理作用、化学效应并不明显，不能用于手术室消毒，常用以透视，故B正确，A错误．

因为任何物质都会发出红外线，且发射的波长与温度有关，红外线的波长长，透过云雾和微尘能力强，故常用于拍摄气象云图．而地球周围传播的紫外线极少，无法用紫外线感光拍摄地球的状况．

[答案]　BD

7．如图所示，已知用光子能量为282eV的紫色光照射光电管中的金属涂层时，电流表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，电流表的示数恰好减小到0，电压表的示数为1V，则该金属涂层的逸出功约为（　　）A．29×

10－19B．4×

10－19

．29×

10－26D．4×

10－26

【解析】由电场力做功的公式可知，当光电子的最大初动能E≤eU0时，光电流为零，故知E＝16×

10－19，所以＝hν－E＝29×

10－19．

8．下列关于分子运动和热现象的说法中，正确的是（　　）

A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子存在斥力的缘故

B．100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加

．对于一定量的气体（分子间的作用力不计），如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热

D．如果气体分子总数不变，气体温度升高，则压强必然增大

【解析】气体分子之间的引力大于斥力，但都小到可忽略不计，气体失去了容器的约束时会散开是因为气体分子热运动的缘故，故A错误；

100°

的水变成100℃的水蒸气的过程吸收热量，内能增加，但分子平均动能并没有增加，说明分子势能增加了，故B正确；

气体的体积增大，分子密度变小，而压强保持不变，说明分子的平均动能增大，内能增大了，由ΔU＝＋Q，＜0，得Q＝ΔU＋||，故正确；

气体的温度升高，分子的平均动能增大，若体积膨胀较大，分子密度变小，气体压强也可能减小或不变，D错误．

9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，其振幅为2．已知在t＝0时刻相距30的a、b两质点的位移都是1，但运动方向相反，其中a质点沿轴负方向运动，如图所示．则（　　）A．a、b两质点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍

B．t＝0时刻a、b两质点的加速度相同

．a质点的速度最大时，b质点的速度为零

D．当b质点的位移为＋2时，a质点的位移为负

【解析】a、b两质点的间距可能小于半个波长，或为nλ＋Δx，A错误；

t＝0时刻a、b两质点的位移相同，故加速度相同，B正确；

在a由此刻到达平衡位置的时间内，a的平均速率大于b的平均速率，故这一时间内b还没有到达波峰，当b到达波峰时a已处于x轴的下方，故错误、D正确．

10．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为质点P以此时刻为计时起点的振动图象．则从该时刻起（　　）A．经过03s后，质点Q距平衡位置的距离小于质点P距平衡位置的距离

B．经过02s后，质点Q的加速度大于质点P的加速度

．经过01s后，波沿x轴的正方向传播了3

D．经过01s后，质点Q的运动方向沿轴的正方向

【解析】图乙描述的是图甲中P点的振动图象．由图乙不难看出P点的振动周期为02s，零时刻质点P处于平衡位置且将沿轴负方向振动．因此，图甲的波动图象将沿x轴的正方向传播，Q点在该时刻将沿轴正方向振动，由于在同一列波中各个质点的振动周期相同，经过03s（即74T）后，Q点将处于x轴下方某处但不是位于波谷位置，而P点将处于波峰位置，则选项A正确；

经过02s（即4T）后，Q点将处于x轴上方某处但不是位于波峰位置，而P点将处于波谷位置，则该时刻Q点的加速度小于P点的加速度，故选项B错误；

由v＝λT可知波速为20/s，经过01s（即34T）后，波沿x轴的正方向传播了3，则选项正确；

经过01s（即12T）后，Q点的运动方向沿轴的负方向，故选项D错误．

二、非选择题（共60分）

11．（6分）有两位同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2－L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是________（填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象（如图乙所示），由图可知，两单摆的摆长之比LaLb＝________．【解析】由T＝2πLg，可得g＝4π2LT2

因为g北＞g南，故北大实验结果对应图线B．

又由图乙可知LaLb＝（TaTb）2＝49．

[答案]　B　（3分）　49（3分）

12．（9分）在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，已经准备的器材有：

油酸酒精溶液、滴管、浅盘和水、玻璃板、彩笔和坐标纸．要完成本实验，还欠缺的器材有__________________．已知油酸酒精溶液中油酸的体积比浓度为00%,1L这样的溶液合80滴．现将1滴该溶液滴在水面上，这滴溶液中纯油酸的体积是________3．

用彩笔描绘出油膜轮廓线后，印在坐标纸上，如图所示．已知坐标纸每一小格的边长为1，则油膜的面积为______2．

根据上面的数据，估算油酸分子的直径是______．（结果保留一位有效数字）

[答案]　量筒、痱子粉　（2分）　62×

10－12　（2分）　12×

10－2　（2分）　×

10－10　（3分）

13．（10分）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，准备了下列仪器：

A．白炽灯B．双窄缝片．单窄缝片D．滤光片

E．毛玻璃光屏

（1）把以上仪器安装在光具座上，自光起合理的顺序是________________（填字母）．

（2）在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，其中亮纹a、的位置利用测量头上的分划板确定，如图所示．其中表示a纹位置（如图甲所示）的手轮读数为________，表示纹位置（如图乙所示）的手轮读数为________．（3）已知双缝间的距离为018，双缝与屏的距离为00，则单色光的波长为________μ．

[答案]　

（1）ADBE　（4分）

（2）1790　（2分）　4940　（2分）　（3）067　（2分）

14．（11分）利用插针法可以测量半圆柱形玻璃砖的折射率．实验方法如下：

在白纸上作一直线N，并作出它的一条垂线AB，将半圆柱形玻璃砖（底面的圆心为）放在白纸上，它的直径与直线N重合，在垂线AB上插两个大头针P1和P2，如图甲所示，然后在半圆柱形玻璃砖的右侧插上适量的大头针，可以确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，从而求出玻璃的折射率．实验室中提供的器材除了半圆柱形玻璃砖、木板和大头针外，还有量角器等．甲

（1）某学生用上述方法测量玻璃的折射率，在他画出的垂线AB上竖直插上了P1、P2两枚大头针，但在半圆柱形玻璃砖右侧的区域内，无论从何处观察，都无法透过玻璃砖同时看到P1、P2的像，原因是________________________________________________，他应采取的措施是______________________________________________．

（2）为了确定光线P1P2通过玻璃砖后的光路，在玻璃砖的右侧，最少应插________枚大头针．

（3）请在半圆柱形玻璃砖的右侧估计所插大头针的可能位置（用“×

”表示），并作出光路图．为了计算折射率，应该测量的量有：

________（在光路图上标出），计算折射率的公式是________________．

[答案]　

（1）光线P1P2垂直于界面进入半圆柱形玻璃砖后到达圆弧面上的入射角大于临界角，发生全反射现象，光不能从圆弧面折射出　（2分）

向上移动半圆柱形玻璃砖，使到达圆弧面上的光线的入射角小于临界角　（2分）

（2）1　（2分）

（3）光路图如图乙所示　（2分）乙

入射角i和折射角r　（2分）　n＝sinrsini　（1分）

1．（12分）与其他能相比，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．

（1）核反应方程式＋→＋＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X为待求粒子，a为X的个数．则X为________，a＝________．以U、Ba、r分别表示、、的质量，n、p分别表示中子、质子的质量，为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝_____________________________________．

（2）有一座发电功率P＝100×

106的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%．假定反应堆中发生的裂变反应全是本题

（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE＝278×

10－11，的质量U＝390×

10－27g．求每年（1年＝31×

107s）消耗的的质量．

【解析】

（1）依据核电荷数守恒和质量数守恒定律可判断：

X为中子（），且a＝3　（2分）

据爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δ2

可得：

ΔE＝[U－（Ba＋r＋2n）]&

2．　（4分）

（2）由题意知：

P＝100×

106

t＝31×

107s

因为＝Pt　（1分）

总＝η＝Ptη　（1分）

故核反应次数n＝Ptη&

ΔE　（1分）

每年消耗的质量为：

总＝nU＝Ptη&

ΔE&

U＝110477g．　（3分）

[答案]　

（1）中子（）　3　[U－（Ba＋r＋2n）]&

2

（2）110477g

16．（12分）太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器，由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料．在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体．现有一艘质量为663g的太阳帆飞船在太空中运行，其帆面与太阳光垂直．设帆能100%地反射太阳光，帆的面积为663002，且单位面积上每秒接受到的太阳辐射能量E0＝13×

103，已知太阳辐射的光子的波长绝大多数集中在波长为2×

10－7～1×

10－波段，计算时可取其平均波长10×

10－7，且不计太阳光反射时频率的变化．已知普朗克常量h＝663×

10－34&

s．

（1）每秒钟射到帆面的光子数为多少？

（2）由于光子作用，飞船得到的加速度为多少？

【解析】每秒钟光照射到帆面上的能量E＝E0S　（2分）

光子的平均能量hν＝hλ　（2分）

故每秒射到帆面上的光子数：

N＝E0Sλh＝4×

102．　（2分）

（2）每个光子的动量p＝hλ　（2分）

对光被反弹的过程运用动量定理有：

Ft＝2Ntp　（2分）

又由牛顿第二定律：

a＝F＝2Np＝9×

10－4/s2．

（2分）

[答案]　

（1）4×

102个　

（2）9×

10－4/s2