高考物理辽宁卷(6月)3年(2021-2023)真题汇编-热学、光学、近代物理
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一、单选题
1.(2023·辽宁·统考高考真题)“空气充电宝”是一种通过压缩空气实现储能的装置,可在用电低谷时储存能量、用电高峰时释放能量。“空气充电宝”某个工作过程中,一定质量理想气体的p-T图像如图所示。该过程对应的p-V图像可能是( )
A. B.
C. D.
2.(2022·辽宁·高考真题)一定质量的理想气体从状态a变化到状态b,其体积V和热力学温度T变化图像如图所示,此过程中该系统( )
A.对外界做正功 B.压强保持不变 C.向外界放热 D.内能减少
3.(2021·辽宁·统考高考真题)一束复色光从空气射入光导纤维后分成a、b两束单色光,光路如图所示,比较内芯中的a、b两束光,a光的( )
A.频率小,发生全反射的临界角小
B.频率大,发生全反射的临界角小
C.频率小,发生全反射的临界角大
D.频率大,发生全反射的临界角大
4.(2022·辽宁·高考真题)完全失重时,液滴呈球形,气泡在液体中将不会上浮。2021年12月,在中国空间站“天宫课堂”的水球光学实验中,航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示,若气泡与水球同心,在过球心O的平面内,用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是( )
A.此单色光从空气进入水球,频率一定变大
B.此单色光从空气进入水球,频率一定变小
C.若光线1在M处发生全反射,光线2在N处一定发生全反射
D.若光线2在N处发生全反射,光线1在M处一定发生全反射
5.(2023·辽宁·统考高考真题)原子处于磁场中,某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示,相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应,且逸出光电子的最大初动能为Ek,则( )
A.①和③的能量相等
B.②的频率大于④的频率
C.用②照射该金属一定能发生光电效应
D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
6.(2022·辽宁·高考真题)2022年1月,中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为,已知、、的质量分别为,真空中的光速为c,该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是( )
A.X为氘核 B.X为氚核
C. D.
7.(2021·辽宁·统考高考真题)赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现,接收电路的电极如果受到光照,就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象,即照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是( )
A.玻尔 B.康普顿
C.爱因斯坦 D.德布罗意
二、多选题
8.(2023·辽宁·统考高考真题)“球鼻艏”是位于远洋轮船船头水面下方的装置,当轮船以设计的标准速度航行时,球鼻艏推起的波与船首推起的波如图所示,两列波的叠加可以大幅度减小水对轮船的阻力。下列现象的物理原理与之相同的是( )
A.插入水中的筷子、看起来折断了
B.阳光下的肥皂膜,呈现彩色条纹
C.驶近站台的火车,汽笛音调变高
D.振动音叉的周围,声音忽高忽低
三、解答题
9.(2021·辽宁·统考高考真题)如图(a)所示,“系留气球”是一种用缆绳固定于地面、高度可控的氦气球,作为一种长期留空平台,具有广泛用途。图(b)为某一“系留气球”的简化模型图;主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔,主气囊内封闭有一定质量的氦气(可视为理想气体),副气囊与大气连通。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。当气球在地面达到平衡时,活塞与左挡板刚好接触,弹簧处于原长状态。在气球升空过程中,大气压强逐渐减小,弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度时,活塞与右挡板刚好接触,氦气体积变为地面时的1.5倍,此时活塞两侧气体压强差为地面大气压强的。已知地面大气压强p0=1.0×105Pa、温度T0=300K,弹簧始终处于弹性限度内,活塞厚度忽略不计。
(1)设气球升空过程中氦气温度不变,求目标高度处的大气压强p;
(2)气球在目标高度处驻留期间,设该处大气压强不变。气球内外温度达到平衡时,弹簧压缩量为左、右挡板间距离的。求气球驻留处的大气温度T。
参考答案:
1.B
【详解】根据
可得
从a到b,气体压强不变,温度升高,则体积变大;从b到c,气体压强减小,温度降低,因c点与原点连线的斜率小于b点与原点连线的斜率,c态的体积大于b态体积。
故选B。
2.A
【详解】A.理想气体从状态a变化到状态b,体积增大,理想气体对外界做正功,A正确;
B.由题图可知
V = V0 + kT
根据理想气体的状态方程有
联立有
可看出T增大,p增大,B错误;
D.理想气体从状态a变化到状态b,温度升高,内能增大,D错误;
C.理想气体从状态a变化到状态b,由选项AD可知,理想气体对外界做正功且内能增大,则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量,C错误。
故选A。
3.C
【详解】由光路图可知a光的偏折程度没有b光的大,因此a光的折射率小,频率小,由全反射可知折射率越小发生全反射的临界角越大。
故选C。
4.C
【详解】AB.光的频率是由光源决定的,与介质无关,频率不变,AB错误;
CD.如图可看出光线1入射到水球的入射角小于光线2入射到水球的入射角,则光线1在水球外表面折射后的折射角小于光线2在水球外表面折射后的折射角,设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的折射角为α、光线进入气泡的入射角为θ,根据几何关系有
则可得出光线2的θ大于光线1的θ,故若光线1在M处发生全反射,光线2在N处一定发生全反射,C正确、D错误。
故选C。
5.A
【详解】A.由图可知①和③对应的跃迁能级差相同,可知①和③的能量相等,选项A正确;
B.因②对应的能级差小于④对应的能级差,可知②的能量小于④的能量,根据可知②的频率小于④的频率,选项B错误;
C.因②对应的能级差小于①对应的能级差,可知②的能量小于①,②的频率小于①,则若用①照射某金属表面时能发生光电效应,用②照射该金属不一定能发生光电效应,选项C错误;
D.因④对应的能级差大于①对应的能级差,可知④的能量大于①,即④的频率大于①,因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek,根据
则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek,选项D错误。
故选A。
6.D
【详解】AB.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,X的质量数为1,电荷数为1,为氕核,AB错误;
CD.根据质能方程可知,由于质量亏损核反应放出的能量为
C错误、D正确。
故选D。
7.C
【详解】A.玻尔引入量子化的观念解释了氢原子光谱,与题意不符,A错误;
B.康普顿提出康普顿效应,发现了光子不仅具有能量,还具有动量,证明了光具有粒子性,与题意不符,B错误;
C.爱因斯坦提出光子说,从理论上解释了光电效应的实验现象,符合题意,C正确;
D.德布罗意提出一切物质都具有波粒二象性,与题意不符,D错误。
故选C。
8.BD
【详解】该现象属于波的叠加原理;插入水中的筷子看起来折断了是光的折射造成的,与该问题的物理原理不相符;阳光下的肥皂膜呈现彩色条纹,是由于光从薄膜上下表面的反射光叠加造成的干涉现象,与该问题的物理原理相符;驶近站台的火车汽笛音调变高是多普勒现象造成的,与该问题的物理原理不相符;振动音叉的周围声音忽高忽低,是声音的叠加造成的干涉现象,与该问题的物理原理相符。
故选BD。
9.(1) 5.0×104Pa;(2) 266K
【详解】(1)汽囊中的温度不变,则发生的是等温变化,设气囊内的气体在目标位置的压强为,由玻意耳定律
解得
由目标处的内外压强差可得
解得
(2)有胡克定律可知弹簧的压缩量变为原来的,则活塞受到弹簧的压力也变为原来的,即
设此时气囊内气体的压强为,对活塞压强平衡可得
由理想气体状态方程可得
其中
解得
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