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新高考浙江版2025届高考物理一轮总复习训练阶段检测8第13单元第14单元第15单元(人教版)
展开1.物理学知识在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是( )
A.肥皂膜看起来常常是彩色的,这是光的衍射现象
B.照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是运用了光的全反射现象
C.手机屏贴有钢化膜,屏幕射出的光线,经过钢化膜后,频率将会发生变化
D.日落时分拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景物更清晰
2.两分子间的斥力和引力的合力F与分子间距离r的关系如图中曲线所示,曲线与r轴交点的横坐标为r0,相距很远的两分子在分子力作用下,由静止开始相互接近,若两分子相距无穷远时分子势能为零,下列说法正确的是( )
A.在r>r0阶段,F做负功,分子动能减小,势能也减小
B.在r
D.在r=r0时,分子势能为零
3.约翰·维尔金斯曾设计了一种磁力“永动机”。如图所示,在斜坡顶上放一块强有力的磁铁,斜坡上端有一个小孔,斜面下有一个连接小孔直至底端的弯曲轨道,维尔金斯认为:如果在斜坡底端放一个小铁球,那么由于磁铁的吸引,小铁球就会向上运动,当小球运动到小孔P处时,它就要掉下,再沿着斜面下的弯曲轨道返回斜坡底端Q,由于有速度而可以对外做功,然后又被磁铁吸引回到上端,到小孔P处又掉下。关于维尔金斯“永动机”,正确的认识应该是( )
A.符合理论规律,一定可以实现,只是实现时间早晚的问题
B.如果忽略斜面的摩擦,维尔金斯“永动机”一定可以实现
C.如果忽略斜面的摩擦,铁球质量较小,磁铁磁性又较强,则维尔金斯“永动机”可以实现
D.违背能量转化和守恒定律,不可能实现
4.关于液体和固体的一些现象,下列说法正确的是( )
A.图甲中水蛭停在水面上是因为浮力作用
B.图乙中石英晶体像玻璃一样,没有固定的熔点
C.图丙中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃
D.图丁中组成晶体的微粒对称排列,形成很规则的几何空间点阵,因此表现为各向同性
5.某病毒的尺寸约为100 nm,由于最短可见光波长约为400 nm,所以我们无法用可见光捕捉该病毒的照片。科学家用电子显微镜,即加速电场中的电子,使其表现为波长远小于可见光的波。终于捕捉到了它的图像。已知电子的质量为9×10-31 kg,电子的电荷量为1.6×10-19 C,普朗克常量为6.6×10-34 J·s,不考虑相对论效应,则下列说法正确的是( )
A.电子显微镜的分辨率非常高,是由于电子的德布罗意波长非常长
B.电子显微镜与加速电压有关,加速电压越高,则分辨率越低
C.若用相同动能的质子代替电子,不能拍摄到该病毒的3D图像
D.德布罗意波长为0.2 nm的电子,可由静止电子通过约37.8 V的电压加速得到
6.在光滑水平面上有一个内、外壁都光滑的足够长的汽缸,汽缸内有一和汽缸质量相同的活塞,活塞密封一定质量的理想气体。现对汽缸施加一个水平向左的拉力F(如图甲所示)时,汽缸的加速度为a1,封闭气体的压强为p1,体积为V1;若用同样大小的力F水平向左推活塞(如图乙所示),此时汽缸的加速度为a2,封闭气体的压强为p2,体积为V2。设密封气体的质量和温度均不变,则( )
A.a1=a2,p1
B.a1
7.如图所示,一定质量的理想气体,从图中A状态开始,经历了B、C状态,最后到D状态。下列判断正确的是( )
A.A→B过程气体温度升高,压强增大
B.B→C过程气体体积不变,压强不变
C.C→D过程气体体积减小,压强不变
D.C→D过程气体分子平均动能不变
8.喷雾型防水剂是市场上广泛销售的特殊防水剂。其原理是喷剂在玻璃上形成一层薄薄的保护膜,形成类似于荷叶外表的效果。水滴以椭球形分布在表面,故无法停留在玻璃上。从而在遇到雨水的时候,雨水会自然流走,保持视野清晰,如图所示。下列说法正确的是( )
A.水滴呈椭球形的是液体表面张力作用的结果,与重力无关
B.照片中的玻璃和水滴发生了浸润现象
C.水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大
D.照片中水滴表面分子比水滴的内部密集
9.如图所示,有一个长为12 cm的线光源AB,其表面可以朝各个方向发光,现将AB封装在一个半球形透明介质的底部,AB中点与球心O重合。半球形介质的折射率为1.5,为使AB发出的所有光都能射出球面,不考虑二次反射,则球半径R至少为( )
A.3 cmB.6 cm
C.9 cmD.18 cm
10.胶囊型元件水平放置,由某透明材料制成,两端是半径为r的半球,中间是长度为4r的圆柱体,中轴线是O1O2O3O4。一激光束从左侧平行中轴线水平射入,经折射、反射再折射后又从左侧水平射出。已知出射光线与入射光线的间距为1.6r,则该元件的折射率为( )
A.B.
C.D.
11.由均匀透明材料制成的半圆柱的截面如图所示,AB为直径边界,O为圆心,半径为R;有一点光源嵌于P点,在纸面内向各个方向发射黄光,该材料对黄光的折射率n=2。已知PO⊥AB,PO=R。不考虑光在材料内部的反射,则( )
A.直径边界与半圆弧边界有光线射出的总长度为R
B.欲使黄光能从半圆形边界全部射出,n不能超过
C.若改用红光光源,有光线射出的边界总长度将变短
D.人眼在P点正上方C处观察,看到点光源的像就在P处
12.在水池底部水平放置三条细灯带构成的等腰直角三角形发光体,直角边的长度为0.9 m,水的折射率n=,细灯带到水面的距离h= m,则有光射出的水面形状(用阴影表示)为( )
13.核泄漏对环境会造成污染,影响人类安全,其中核反应之一为SrY+X,半衰期为28年。下列说法正确的是( )
A.该核反应为α衰变
B.环境温度升高Sr的半衰期减小
CY的比结合能比Sr的比结合能大
D.100个Sr原子核经过一个半衰期后,还剩50个未衰变
二、选择题Ⅱ(本题共2小题,每小题3分,共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
14.因为慢中子更适宜引发裂变,但是重核裂变产生的中子大部分是速度很大的“快中子”,因此需要“慢化剂”使“快中子”减速。“快中子”与“慢化剂”的原子核发生碰撞后,中子能量减小,变为“慢中子”。假设中子与“慢化剂”原子核的每次碰撞都是弹性碰撞,而且认为碰撞前“慢化剂”原子核都是静止的,下列说法正确的是( )
A.“慢化剂”原子核质量越大,每次碰撞中中子损失的能量越多,更适宜作为“慢化剂”
B.若“慢化剂”采用普通水,中子与普通水中的氢原子核发生碰撞,中子的减速效果很好
C.若用石墨作“慢化剂”,碳原子核的质量是中子质量的12倍,一次碰撞前后中子速度大小之比为13∶11
D.若用石墨作“慢化剂”,碳原子核的质量是中子质量的12倍,一个“快中子”连续与三个静止的碳原子核碰撞后“快中子”的动能与其初动能之比为
15.如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始,经历两个状态变化过程,先后到达状态B和C。已知从状态A变化到状态B的过程中,气体吸收了100 J的热量,则下列说法正确的是( )
A.气体在状态B时的温度大于在状态A时的温度
B.从状态B变化到状态C的过程中气体分子的平均动能增大
C.气体从状态A变化到状态B的过程中内能增加了40 J
D.气体从状态B变化到状态C的过程中放出了40 J的热量
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.实验题(Ⅰ、Ⅱ两题共14分)
16-Ⅰ (7分)某物理实验小组为了探究在压强不变的情况下气体的体积与热力学温度的关系,选用了如图甲所示的实验装置,图中压强计的指针可指示出管内气柱的压强,刻度可指示出气柱的体积,整个装置安装在固定架上,实验中气柱质量不变。
甲
(1)将下列实验步骤补充完整:
①在烧杯中放入冰水混合物,使其浸没气柱,压强计示数稳定后,记下冰水混合物的热力学温度T、气柱的体积V和压强p0;
②改变烧杯内的水温,使水浸没气柱,经过一段时间后,缓慢调节活塞位置改变气柱的体积,使压强计的示数为 ,记下气柱体积和水的热力学温度;
③多次改变水温,重复步骤②。
(2)下表为某次实验记录的数据:
(3)根据表格中的数据在图乙给出的坐标系中补齐数据点,并作出V-T图线。
乙
(4)根据作出的V-T图线可知,一定质量的气体在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成 关系。
16-Ⅱ (7分)如图甲所示,在用双缝干涉测光的波长的实验中,将实验仪器按要求安装在光具座上,并选用缝间距d=0.20 mm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=700 mm。然后,接通电源使光源正常工作。
甲
乙
丙
(1)用双缝干涉测量光的波长的实验装置如图甲所示,光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为 (选填选项前字母)。
A.滤光片 双缝 单缝
B.滤光片 单缝 双缝
C.单缝 滤光片 双缝
D.双缝 滤光片 单缝
(2)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8.40 mm。利用上述测量结果,经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长λ= m。(保留2位有效数字)
(3)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 (选填选项前字母)。
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滤光片
17.(8分)图甲、乙是某一强力吸盘挂钩,其结构原理如图丙、丁所示。使用时,按住锁扣把吸盘紧压在墙上(如图甲和丙),空腔内气体压强仍与外界大气压强相等。然后再扳下锁扣(如图乙和丁),让锁扣通过细杆把吸盘向外拉起,空腔体积增大,从而使吸盘紧紧吸在墙上。已知吸盘挂钩的质量m=0.02 kg,外界大气压强p0=1×105 Pa,丙图空腔体积为V0=1.5 cm3,丁图空腔体积为V1=2.0 cm3,如图戊,空腔与墙面的正对面积为S1=8 cm2,吸盘与墙面接触的圆环面积S2=8 cm2,吸盘与墙面间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力可视为滑动摩擦力。吸盘空腔内气体可视为理想气体,忽略操作时温度的变化,全过程盘盖和吸盘之间的空隙始终与外界连通。
(1)扳下锁扣过程中空腔内气体吸热还是放热?
(2)求扳下锁扣后空腔内气体的压强p1。
(3)若挂钩挂上重物时恰好不脱落,求所挂重物的质量。
18.(11分)用中子轰击锂核Li)发生核反应,生成氚核和α粒子,并释放出核能。已知中子、氚核、α粒子、锂核的质量分别是mn=1.008 7 u,mH=3.016 0 u,mα=4.002 6 u,mLi=6.015 1 u,1 u相当于931.5 MeV的能量。
(1)请写出核反应方程。
(2)设放出的能量全部由质量亏损获得,试求释放的核能。(结果保留一位小数)
(3)若反应前中子以0.3 MeV的动能和锂核正碰,且碰撞前二者具有等大反向的动量,核反应中放出的核能全部转化为动能,求反应后生成的α粒子和氚核的动能为多少。
19.(11分)肺活量是指在标准大气压下,人一次尽力吸气后,再尽力呼出的气体体积。某同学用“吹气球法”粗测自己的肺活量。如图所示,该同学尽力吸气后,通过一个粗细均匀的管子,将全部气体吹入气球内并封住出气口(吹气前气球内部的空气可忽略不计)。若吹气后气球可看作半径r=10 cm的球形,球内气体的压强p=1.1×105 Pa,环境温度t0=37 ℃。取π=3,NA=6.0×1023 ml-1。
(1)求该同学的肺活量V0。
(2)估算该同学吹气球过程中吹气所做的功。
(3)已知在标准状态下(t=0 ℃,p0=1.0×105 Pa),1 ml空气的体积Vml=22.4 L,求该同学一口气吹出的空气分子数。(计算结果保留两位有效数字)
20.(11分)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量,其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N,相距为d,直径均为2a,折射率为n(n<)。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体,经被测物体表面镜面反射至N下端面,N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。
(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ,求θ的正弦值。
(2)被测物体自上而下微小移动,使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮,求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。
参考答案
阶段检测(八) 第十三~十五单元
1.D 解析 肥皂膜看起来常常是彩色的,这是薄膜干涉现象,故A错误;照相机镜头表面涂上增透膜,以增强透射光的强度,是运用了光的干涉现象,故B错误;光的频率由光源决定,因此手机屏贴有钢化膜,屏幕射出的光线,经过钢化膜后,频率不会发生变化,故C错误;日落时分拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以减弱水面反射光的影响,使景物更清晰,故D正确。
2.C 解析 在r>r0阶段,分子力表现为引力,F做正功,分子动能增大,势能减小,故A错误;在r
4.C 解析 图甲中水蛭停在水面上是因为水的表面张力作用,选项A错误;图乙中石英晶体有固定的熔点,而玻璃是非晶体,没有固定的熔点,选项B错误;图丙中水银在玻璃上形成“圆珠状”的液滴说明水银不浸润玻璃,选项C正确;图丁中组成晶体的微粒对称排列,形成很规则的几何空间点阵,因此表现为各向异性,选项D错误。
5.D 解析 影响电子显微镜分辨率的直接因素是光源的波长,波长越短,加速电压越高,分辨率越高,故A、B错误;相同动能的质子和电子,根据p=,p=,联立解得λ=,因质子质量大于电子质量,所以质子的波长小于电子的波长,波长越短,分辨率越高,所以更能拍摄到该病毒的3D影像,故C错误;由动能定理有eU=mv2,又电子动量p=,联立解得U=,代入数据得U=37.8V,故D正确。
6.A 解析 由F=ma可得a1=a2,对活塞分析可知p1
7.D 解析 由理想气体状态方程可得V=T,A→B为过原点的倾斜直线,为等压线,可知压强不变,温度升高,A错误;B→C为等容变化,温度降低,由=C可知,压强变小,B错误;C→D为等温变化,体积变小,则压强变大,温度不变,则分子平均动能不变,C错误,D正确。
8.C 解析 液体表面张力作用使得水滴呈球形,但是由于有重力作用使得水滴呈椭球形,选项A错误;照片中的玻璃和水滴不浸润,选项B错误;水滴与玻璃表面接触的那层水分子间距比水滴内部的水分子间距大,选项C正确;照片中水滴表面分子比水滴的内部稀疏,选项D错误。
9.
C 解析 如图所示,在半球面上任选一点P,根据几何关系可知,若此时线状光源B点发出的光能够射出P点,则线状光源其他点发出的光也一定能够射出P点,所以只要B点发出的所有光线能够射出球面,光源发出的所有光均能射出球面,在△OPB中,根据正弦定理有,解得sinα=sinθ=sinθ,当θ=90°时,sinα有最大值sinα=,为使光线一定能从P点射出,根据全反射应有sinα≤,所以R≥9cm,故选C。
10.A 解析 由光路的对称性与可逆性可知,激光束在胶囊元件中的光路如下图所示。
设光线在半球处的入射角为i,折射角为γ,则由折射定律得n=,由几何关系得sini==0.8,在三角形MO2O4中,由正弦定理得,结合公式sin(i-γ)=sinicsγ-csisinγ,联立解得tanγ=1,折射角γ=,折射率n=,故B、C、D错误,A正确。
11.
B 解析 黄光的临界角sinC=,得C=30°,作出临界光线如图所示,由几何关系可得∠EPF=120°,∠HPG=60°,所以在直径边界与半圆弧边界有光线射出的总长度为s=πR+R=R,选项A错误;从P点射向半圆形边界的光线在I处的入射角最大,欲使黄光能从半圆形边界全部射出,则n的最小值nmin=,选项B正确;若改用红光光源,红光的折射率小于黄光的折射率,红光的临界角大,有光线射出的边界总长度将增大,选项C错误;人眼在P点正上方C处观察,看到点光源的像被抬高,选项D错误。
12.
甲
C 解析 灯带发出的光从水面射出,发生全反射时临界角的正弦值sinC=,则tanC=,灯带上的一个点发出的光发生全反射的临界角如图甲所示,根据几何关系可得r=htanC=m=0.3m,则一个点发出的光在水面上能看到
乙
r=0.3m的圆,光射出水面形状的边缘为弧形,如图乙所示。等腰直角三角形发光体的内切圆半径r'满足a2=(a+a+a)r',解得r'==r,故中间无空缺,选项C正确。
13.C 解析 根据题意,由质量数守恒和电荷数守恒可知,X为e,该核反应为β衰变,故A错误;衰变周期与温度无关,故B错误;比结合能越大,原子核越稳定,则Y的比结合能比Sr的比结合能大,故C正确;半衰期具有统计规律,对大量原子核适用,对少数原子核不适用,故D错误。
14.BC 解析 假设中子的质量为m,慢化剂原子核的质量为M,中子去碰撞静止的慢化剂,由动量守恒定律得mv0=mv+Mv1,由机械能守恒得mv2+,解得碰撞后中子的速度为v=v0,可知慢化剂的质量和中子质量越接近,中子碰撞后的速度越小,慢化效果越好,故A错误,B正确;若用石墨作“慢化剂”,碳原子核的质量是中子质量的12倍,一次碰撞后中子速度大小v=v0=-v0,一次碰撞前后中子速度大小之比为13∶11,故C正确;一个“快中子”连续与三个静止的碳原子核碰撞后“快中子”的速度大小v=v0=v0,动能之比为,故D错误。
15.ACD 解析 气体从状态A到状态B为等压变化,由=C可知,由于从A到B体积变大,则温度升高,即气体在状态B时的温度大于在状态A时的温度,故A正确;从状态B变化到状态C的过程为等容变化,由=C可知,压强减小,则温度降低,所以气体分子的平均动能减小,故B错误;气体从状态A变化到状态B的过程中对外做功为W=-0.6×105×1×10-3J=-60J,由热力学第一定律得ΔU=Q+W=40J,故C正确;由理想气体状态方程可知,状态A与状态C的温度相同即内能相同,由于B到C为等容变化,则气体不对外做功,外界也不对气体做功,则放出了40J的热量,故D正确。
16.16-Ⅰ
答案 (1)②p0
(3)图见解析
(4)线性
解析 (1)②本实验是探究在压强不变的情况下气体的体积和热力学温度的关系,故需要控制压强保持不变,使压强计示数为p0。
(3)根据表格的数据,补齐数据点并描点连线,作出如下图线。
(4)根据作出的V-T图线可知,一定质量的气体在压强不变的情况下,体积V与热力学温度T成一次线性关系。
16-Ⅱ
答案 (1)B (2)0.25 4.8×10-7 (3)D
解析 (1)因为双缝干涉实验是让单色光通过双缝在光屏上形成干涉图案,所以先让光源通过滤光片形成单色光,再经过单缝形成相干光,后通过双缝形成干涉条纹,所以光具座上a、b、c处放置的光学元件依次为滤光片、单缝、双缝。故选B。
(2)图丙游标卡尺示数为x=0+5×0.05mm=0.25mm,A到B条纹间的距离为8.40mm,由图乙可知A到B条纹间的距离为5个条纹宽度,则Δx=mm=1.68mm,根据Δx=λ,解得λ=mm=4.8×10-7m。
(3)对实验装置改动后,在像屏上仍能观察到清晰的条纹,且条纹数目有所增加,可知条纹的宽度减小,由公式Δx=λ可知仅将滤光片移至单缝和双缝之间,λ、L、d都不改变,则Δx不变,故A错误;仅将单缝远离双缝移动少许,λ、L、d都不改变,则Δx不变,故B错误;仅将单缝与双缝的位置互换,则入射光通过单缝后就会投到像屏上,所以像屏上得到的是单缝衍射图像,不是双缝干涉图像,故C错误;仅将红色滤光片换成绿色的滤光片,λ减小,L、d都不改变,则Δx减小,故D正确。
17.答案 (1LinHHe
(2)4.8 MeV
(3)2.21 MeV 2.94 MeV
解析 (1)根据质量数与电荷数守恒,该核反应方程为
Li+HHe。
(2)该核反应的质量亏损为Δm=mn+mLi-mH-mα
释放的核能ΔE=Δm·931.5MeV
解得ΔE=4.8438MeV≈4.8MeV。
(3)根据p=mv,Ek=mv2
有Ekn=,EkLi=
则有EkLi=Ekn=Ekn=0.05MeV
由于中子和锂核碰撞前二者具有等大反向的动量,即总动量为0
令反应后生成的α粒子和氚核的动能分别为Ekα、EkH,则有0=
可得
又Ekα+EkH=ΔE+Ekn+EkLi
解得Ekα=2.21MeV,EkH=2.94MeV。
18.答案 (1)4 400 mL (2)400 J≤W≤440 J (3)1.0×1023
解析 (1)由题可知,对吹出的一定的气体根据玻意耳定律有
p0V0=pV=pπr3
由题意知p0=1.0×105Pa
p=1.1×105Pa
代入得该同学的肺活量为
V0=4400mL。
(2)人吹气时,把体内的气体压到气球中,根据功的定义可得
W=pSL=pV
其中V=πr3=4000mL
吹气结束时气球内的压强大小为1.1×105Pa,作为估算,压强p取
1.0×105Pa≤p≤1.1×105Pa
则代入数据可得
400J≤W≤440J。
(3)标准状态下
T1=273K
T2=310K
摩尔体积
Vml'=Vml=Vml=25.4ml-1
空气分子数
n=NA=1.0×1023。
19.答案 (1)吸热 (2)7.5×104 Pa (3)4.98 kg
解析 (1)整个过程中,温度不变,空腔内气体内能不变,扳下锁扣过程中外力对空腔内气体做负功,根据热力学第一定律,空腔内气体吸热。
(2)根据玻意耳定律p0V0=p1V1
代入数据解得p1=7.5×104Pa。
(3)若挂钩挂上重物时恰好不脱落,对挂钩受力分析
(m+m')g=μFN
挂钩对墙面的压力
FN=p0S2+(p0-p1)S1
联立代入数据得
m'=4.98kg。
20.答案 (1)
(2)≤b≤
甲
解析 (1)如图甲所示,射向下端面的光与水平方向的最大偏角的正弦值sinC=
C+i=90°
nsini=sinθ
解得sinθ=。
(2)如图乙所示,光刚好能照到N下端时,玻璃丝下端面到被测物体的距离b1=
乙
光线全部覆盖N的下端时,b2=
tanθ=
玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围为
≤b≤。
次数
1
2
3
4
5
6
7
T/K
273
283
300
313
325
333
347
V/mL
10.0
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