光、热学和近代物理（学生版）

专题六光、热学和近代物理（培优）

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一、单选题

1.处于〃=4能级的大最氢原子向低能级跃迁时，辐射光的频率最多有（）

A.5种B.6种C.7种D.8种

2.2019年5月20日是第20个“世界计量日”，当日，第26届国际计量大会通过的关于国

际单位制（SI）基本单位变革的决议生效实施.第26届国际度量衡大会上，重新定义了干

克.新定义以普朗克常数为基准，从而使1千克脱离了实际物体.其中"是普朗克常量，关

于〃的单位，用国际单位制的基本单位表示，正确的是

A.J・sB.J/s

C.kg-m2/sD.Kg-m2-s3

3.利用核聚变能发电是人类开发和利用新能源的不懈追求，目前中、美、俄等多国通力合

作联合研制可控核聚变反应堆来解决人类能源危机。关于核聚变下列说法正确的是（）

A.；H+；Hef?O+；H表示的核反应是核聚变

B.表示的核反应不是核聚变

C.原子弹是利用核聚变反应制成的

D.太阳能是核聚变产生的

4.微光夜视仪主要由物镜、光电阴极、微通道板和荧光屏等组成。微弱光线通过物镜照射

到光电阴极上，光电阴极产生光电子，光电子经电场加运进入微通道板，微通道板上存在很

多小通道，当电子穿过这些通道时与通道壁碰撞，每次碰撞都会产生更多的电子，从而实现

了电子倍增，最后电子投射到荧光屏上成像。在整个成像过程中，下列说法正确的是（）

A.物镜收集到的光线无论频率多大，都能使光电阴极产生光电子

B.物镜收集到的光线的频率越大，则产生光电子的最大初动能越大

C.增大加速电场的电压，到达微通道板的光电子数量一定变大

D.电子与通道壁碰撞产生更多的电子，说明通道壁上发生了光电效应

5.如图所示，一导热性能良好的金属汽缸内封闭一定质量的理想气体。现缓慢地向活塞上

倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中（）

A.单位时间内撞击汽缸壁单位面积上的分子数增多

B.汽缸内大量分子撞击汽缸壁的平均作用力增大

C.汽缸内大量分子的平均动能增大

D.气体的内能增大

6.如图所示，在空气压缩引火仪底部放置少展的硝化棉，迅速压下筒中的活塞，可以观察

到硝化棉燃烧的火苗。在筒内封闭的气体被活塞迅速压缩的过程中，下列说法正确的是（）

A,气体的温度升高，压强不变B.气体的体积减小，压强不变

C.气体对外界做功，气体内能增加D.外界对气体做功，气体内能增加

7.经过不断的实验探索，我们已经对原子结构有了一定的认识。对于这个探索的过程，下

列说法正确的是（）

A.汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是带电的质子流

B.卢瑟福通过对。粒子散射实验现象的分析，完全否定了汤姆孙的枣糕模型

C.核式结构模型很好地解释了原子光谱的分立特征

D.玻尔将量子观念引入原子领域，指出原子中的电子实际上没有确定的轨道提出了“电

子云”的概念

8.图甲为张老师设计的测液体折射率装置，示意图如图乙，装有液体的厚长方体透明容器

放在支架上可绕水平轴转动。激光笔固定在量角器上且与40边重合。过中心。悬挂一重锤,

其所指位置为瓦现让激光垂直容器壁射入液体并在液面处出现光线1和2,支架转动到光

线1恰好消失时，读出/AO8并记为〃，即可求出液体的折射率并标在量角器上。已知容

器的折射率为〃，下列说法正确的是（)

透明容器

A.该液体的折射率为布

B.该液体的折射率为〃sin。

C.越靠近A端标注的折射率值越大且刻度均匀

D.若为薄壁容器，激光也必须垂直容器壁入射

9.如图所示为一等腰梯形的特殊玻璃,其上表面长2m,下表面长6m,高2m,现用两束

对称光分别从A、4点射入，并于。点聚焦。若。到玻璃下表面的距离。点为2.5m,48的

距离为3m,则该玻璃的折射率取值范围是（）

10.一半径为R的球形薄壁玻璃鱼缸内充满水，水中有一条可视为质点的小鱼。玻璃和水的

折射率都是〃观察者在不同位置和不同角度对缸内的鱼进行观察。当鱼位于“某些位置”

时，观察者在合适的位置能观察到缸里的鱼“消失”，求满足上述条件的“某些位置''所占鱼缸

的体积（）

A.—TVR-B.—TVR-C.—TTR}D.上开K

4816163

二、多选题

11.关于热学现象和热学规律，下列说法中正确的是（）

A.布朗运动就是液体分子的热运动

B.用活塞压缩汽缸里的空气，对空气做功2.0x105j,同时空气的内能增加1.5xlO5j,则

空气从外界吸界O.5X1O5J

C.第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律

D.一定质量的气体，如果保持温度不变，体积越小，则压强越大

12.关于理想气体，液体和热力学定律，下列说法正确的是（）

A.理想气体除了碰撞外，分子间没有作用力

B.那些不容易液化的气体在常温常压下可以看成理想气体

C.液体沸腾时候的温度被称为沸点，沸腾属于汽化现象

D.理想气体对外做功同时吸热，理想气体内能一定减小

E.不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功

13.一定质量的理想气体从状态4开始，经4-8、5-C、C-M三个过程后回到初始状态A,

其〃一V图像如图所示，已知状态A的气体温度为0=20（）K,下列说法正确的是（）

A.状态8的气体温度为800K

B.在A-B过程中，气体既不对外做功，外界也不对气体做功

C.在4—C过程中，气体对外做功1200J

D.在C-A过程中，气体内能一直在减小

E.在ATBTC-M一个循环过程中，气体从外界吸收热量450J

三、实验题

14.某学习小组进行“用油膜法估测分子大小''的实验。

(1)该实验中，将油酸分子看成是球形的，所采用的方法是.

A.等效替代法B.理想模型法C.控制变量法D.比值定义法

(2)如图是实验的部分操作步骤，操作步骤合理的顺序是；(填写字母即可)

A.描绘油膜轮廓

⑶某次实验中将1mL的纯油酸配制成5000mL的油酸酒精溶液，用注射器测得1mL溶液为

80滴。如图甲所示，再滴入1滴这样的溶液到准备好的浅盘中，即滴入浅盘中的油酸体积

为cm\当油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板轻放在浅盘上，如图乙所示，在

玻璃板上描出油膜轮廓，每格边长是0.5cm,根据以上信息，可估算出油酸分子的直径约为

m(保留2位有效数字)

(4)在“用油膜法估测油酸分子直径”的实验中，下列操作会导致测得的分于直径偏大的是

A.琲子粉撒得太厚，未完全覆盖水面

B.计算油膜面积时，将不足半格的方格全部舍去

C.油酸酒精溶液配制后久置，部分酒精挥发

D.未等油膜形状稳定就开始描绘轮廓

15.“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置示意图如图甲所示。

mmIIinI

乙丙丁

⑴实验中若仅忘记放置双缝，则通过目镜看到的图样应为一（填“乙”“丙”或“丁”）图。

（2）下列各图中能正确表示相邻亮条纹的中心间距的是一：填选项标号）。

（3）两位同学均利用红光做双缝干涉实验，得到的干涉图样分别如图1、2所示，则他仅在实

验m中_（填m选项标号）。min

图1图2

A.放置的单缝与双缝间的距离可能不同

B.使用的光源的光照强度可能不同

C.放置的光源到双缝的距离可能不同

D.放置的双缝到毛玻璃屏的距离可能不同

(4)已知双缝间的距离为d=0.20mm,双缝到毛玻璃屏的距离为/=75.0cm,当分划板中心刻

线对齐如图3所示的第1条亮条纹的中心时，手轮上的读数为0.3mm,当分划板中心刻线对

齐第5条亮条纹中心时，手轮上的示数如图4所示，则读数为mm；由以上己知数

据和测量数据可知，该红光的波长为mm(结果保留两位有效数字)。

四、解答题

16.1966年33岁的华裔科学家高银首先提出光导纤维传输大量信息的理论，43年后高银因

此获得2009年诺贝尔物理学奖•如图所示一长为L的直光导纤维，外套的折射率为外,内芯

的折射率为曲，一束单色光从图中。1点进入内芯斜射到内芯与外套的介质分界面M点上恰

好发生全反射，为内芯的中轴线，真空中的光速为。•求:

I•该单色光在内芯与外套的介质分界面上恰好发生全反射时临界角C的正弦值;

H•该单色光在光导纤维中的传播时间.

外套

17.两个底面积均为S的圆柱形导热容器直立放置，下端由细管连通，细管体积忽略不计。

左容器上端敞开，右容器上端封闭。容器内汽缸中各有一个质量不同，厚度可忽略的活塞,

活塞A、B下方和B上方均封有同种理想气体。已知容器内气体温度始终不变，重力加速度

大小为g,外界大气压强为〃o,活塞A的质量为系统平衡时，各气体柱的高度如图所示

（介已知），现发现活塞B发生缓慢漏气，致使B上下气体连通，最终B与容器底面接触,

此时活塞A下降了0.4〃。求:

（1）未漏气时活塞B下方气体的压强;

18.如图所示,A、8为两个完全相同的导热汽缸，内壁光滑,长均为30cm,截面积为20cm2,

C是一质量和厚度均可忽咯的活塞，。为阀门，开始时阀门关闭，。位于A汽缸的最右端.A

内有一个大气压的氢气，8内有2个大气压的氧气，阀门打开后，活塞。向左移动，最后达

到平衡.设氢气、氧气均为理想气体，连接管道的体积可忽略不计，一个大气压强值〃。=

1.Ox10sPa.

求：①活塞C移动的距离及平衡后人中气体的压强；

②若要使活塞C重新回到原来位置，则需对A汽缸加热到多少摄氏度？（假设变化前两缸

温度为300K,取0℃为273K,B缸气体温度保持不变）

19.某天早晨，张老师到4s店为轿车调节胎内气压。调节前，TPMS（胎压监测系统）显

示某一轮胎内气体压强为225kPa,温度为15。（2；调节后，TPMS显示该轮胎内气体压强为

250kPa,温度为15。（2,不计胎内气体体积变化：

m..

①求调节前、后该轮胎内气体的质量之比

（ii）若下午TPMS显示温度为30℃,求该轮胎内气体压强的显示值。