熱光原部分素養(yǎng)綜合評價

熱光原部分素養(yǎng)綜合評價一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分．每小題只有一個選項符合題目要求．1.下列對生活中的熱學現(xiàn)象分析正確的是（）A．沙塵暴天氣出現(xiàn)時，風沙彌漫，塵土飛揚，這是布朗運動現(xiàn)象B．汽車尾氣中存在多種成分氣體，它們可以自發(fā)的分離C．靜止在水平地面上的卡車在緩慢裝沙子的過程中，若車胎內(nèi)氣體溫度不變，則胎內(nèi)氣體向外界放熱D．荷葉上露珠附著層的水分子比露珠內(nèi)部密集2.2021年5月，中國科學技術(shù)大學宣布開發(fā)出超導量子計算機“祖沖之號”，使得計算機的信息處理能力得到進一步提升．該領域發(fā)展離不開近代物理的成就．下列關(guān)于近代物理知識的說法正確的是（）A．升高溫度，可以使放射性元素的半衰期變短B．氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，電勢能增大C．康普頓效應可以說明光具有波動性D．光電效應中遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)3.[2023·天津河東二模]下列說法正確的是（）A．圖1中，用自然光照射透振方向（箭頭所示）互相垂直的前后兩個豎直放置的偏振片，光屏依然發(fā)亮B．圖2為光導纖維示意圖，內(nèi)芯的折射率比外套的折射率小C.圖3所示的雷達測速利用了多普勒效應D．圖4所示的照相機鏡頭上呈現(xiàn)的淡紫色是由光的衍射現(xiàn)象引起的4.2020年12月17日，“嫦娥五號”攜帶在月球采集的約2kg月壤返回地球．從月球帶來的“土”特產(chǎn)中有地球上含量極少且被譽為“月壤寶藏”的氦－3，它是發(fā)電效率極高、既環(huán)保又安全的核反應原料，可將氦－3原子核與氘原子核結(jié)合時釋放的能量用來發(fā)電，其核反應方程是：eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))Y＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H，則下列說法正確的是（）A．氦－3不是Y的同位素B．該反應為原子核的人工轉(zhuǎn)變C．eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He、eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H、eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))Y三者相比，eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))Y的結(jié)合能最大D．eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He、eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H、eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))Y三者相比，eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))Y的比結(jié)合能最小5.[2023·江蘇省南京市模擬]物理“天宮課堂”中，王亞平將分別擠有水球的兩塊板慢慢靠近，直到兩個水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開，水在兩塊板間形成了一座“水橋”．如圖甲所示，為我們展示了微重力環(huán)境下液體表面張力的特性．“水橋”表面與空氣接觸的薄層叫表面層，已知分子間作用力F和分子間距r的關(guān)系如圖乙．下列說法正確的是（）A．能總體反映該表面層里的水分子之間相互作用的是B位置B．“水橋”表面層中兩水分子間的分子勢能與其內(nèi)部水相比偏小C．“水橋”表面層中水分子距離與其內(nèi)部水分子相比偏小D．王亞平放開雙手兩板吸引到一起，該過程分子力做正功6.如圖甲所示，某汽車大燈距水平地面的高度為81cm，該大燈結(jié)構(gòu)的簡化圖如圖乙所示．現(xiàn)有一束光從焦點處射出，經(jīng)旋轉(zhuǎn)拋物面反射后，垂直半球透鏡的豎直直徑AB從C點射入透鏡．已知透鏡直徑遠小于大燈離地面高度，lAC＝eq\f(1,4)lAB，半球透鏡的折射率為eq\r(2)，tan15°≈0.27，則這束光照射到地面的位置與大燈間的水平距離為（）A．3mB．15mC．30mD．45m7.某種復式光由紅、藍兩種顏色的光組成，其光強度對波長的關(guān)系如圖甲所示，紅光范圍的光強度比藍光范圍的光強度大很多．某學生以此光照射某一金屬，進行光電效應實驗，發(fā)現(xiàn)皆可產(chǎn)生光電子，如圖乙所示．設可變直流電源的電壓為U時測得的光電流為I，測得多組數(shù)據(jù)，則下列圖像中該實驗所測得的I-U關(guān)系可能正確的是（）8.在勻強磁場中，靜止的钚的放射性同位素Pu衰變?yōu)殁櫤薳q\a\vs4\al(eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U)，并放出α粒子，已知eq\o\al(\s\up1(239),\s\do1(94))Pu、eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U和α粒子的質(zhì)量分別為mPu、mU和mα，衰變放出的光子的動量和能量均忽略不計，α粒子的運動方向與磁場相垂直，則（）A．α粒子的動能為（mPu－mU－mα）c2B．α粒子的動量為eq\r(\f(2meq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(α))（mPu－mU－mα）c2,mα＋mU))C．eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U與α粒子在磁場中的運動半徑之比約為4∶235D．eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U與α粒子在磁場中的周期之比約為1.3∶1二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分．每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分．9.[2023·湖北八市二模]一種“光開關(guān)”的“核心區(qū)”如圖虛框區(qū)域所示，其中1、2是兩個完全相同的截面為等腰直角三角形的棱鏡，直角邊與虛框平行，兩斜面平行，略拉開一小段距離，在兩棱鏡之間可充入不同介質(zhì)以實現(xiàn)開關(guān)功能．單色光a從1的左側(cè)垂直于棱鏡表面射入，若能通過2，則為“開”，否則為“關(guān)”，已知棱鏡對a的折射率為2，下列說法正確的是（）A．若不充入介質(zhì)，則能實現(xiàn)“關(guān)”功能B．若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光疏介質(zhì)，則有可能實現(xiàn)“開”功能C．若充入的介質(zhì)相對棱鏡是光密介質(zhì)，則有可能實現(xiàn)“關(guān)”功能D．單色光a通過“光開關(guān)”后傳播方向一定改變10.卡諾循環(huán)（Carnotcycle）是只有兩個熱源的簡單循環(huán)．如圖所示是卡諾循環(huán)的p-V圖像，卡諾循環(huán)包括四個過程：a→b等溫過程；b→c絕熱膨脹過程；c→d等溫過程；d→a絕熱壓縮過程．整個過程中封閉氣體可視為理想氣體，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)→b過程，外界對氣體做功B．c→d過程，氣體放出熱量C．a(chǎn)→b過程溫度為T1，c→d過程溫度為T2，則T1＜T2D．b→c過程氣體對外做功為W1，d→a過程外界對氣體做功為W2，則W1＝W211.小宇同學參加科技嘉年華，設計了一個光電煙霧探測器．如圖，S為光源，射出光束，當有煙霧進入探測器時，來自S的光會被煙霧散射進入光電管C.當光射到光電管中的鈉表面（極限頻率為6.0×1014Hz），會產(chǎn)生光電子．當光電流大于或等于10－8A時，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警．下列說法正確的是（）A．要使該探測器正常工作，光源S發(fā)出的光波長不能小于0.5μmB．若S發(fā)出的光能使光電管發(fā)生光電效應，則光波的頻率越高、光電煙霧探測器靈敏度越高C．光束遇到煙霧發(fā)生散射，是一種反射現(xiàn)象D．若射向光電管C的光子有5%會激發(fā)出光電子，當報警器報警時，每秒射向C中鈉表面的光子最少數(shù)目是1.25×1012個12.[2023·浙江模擬]大量處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時產(chǎn)生的a、b兩種單色光照射某光電管的陰極時，測得遏止電壓之比為2∶1，根據(jù)該信息下列說法正確的是（）A．在同種介質(zhì)中，b光的傳播速度是a光的eq\f(\r(2),2)倍B．若a光是躍遷到n＝3能級產(chǎn)生的，則b光可能是躍遷到n＝4能級產(chǎn)生的C．用同樣的裝置做雙縫干涉實驗，b光束的條紋間距是a光束的兩倍D．當兩種光從水中射向空氣時，a光的臨界角小于b光的臨界角[答題區(qū)]題號123456789101112答案三、非選擇題：本題共6小題，共60分．13.（6分）用圓弧狀玻璃磚做測定玻璃折射率的實驗時，先在白紙上放好圓弧狀玻璃磚，在玻璃磚的一側(cè)豎直插上兩枚大頭針P1、P2，然后在玻璃磚的另一側(cè)觀察，調(diào)整視線使P1的像被P2的像擋住，接著在眼睛所在的一側(cè)插兩枚大頭針P3和P4，使P3擋住P1和P2的像，P4擋住P3和P1、P2的像，在紙上標出大頭針位置和圓弧狀玻璃磚輪廓如圖所示（O為兩圓弧圓心；圖中已畫出經(jīng)P1、P2點的入射光線）.（1）在圖上補畫出所需的光路圖．（2）為了測出玻璃磚的折射率，需要測量入射角i和折射角γ，請在圖中標出這兩個角．（3）用所測物理量計算折射率的公式是．（4）為了保證在弧面CD得到出射光線，實驗過程中，光線在弧面AB的入射角應適當（填“小一些”“無所謂”“大一些”）14.（8分）某同學通過圖（a）所示的實驗裝置，利用玻意耳定律來測定一顆形狀不規(guī)則的冰糖的體積．（1）圖（a）中的A是傳感器；（2）將冰糖裝進注射器，通過推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強．操作中，不能用手握住注射器封閉氣體部分，是為了________________________________________________________________________________________________________________________________________________；若實驗過程中不慎將活塞拔出針筒，則必須廢除之前獲得的數(shù)據(jù)，重做實驗，這是為了________________________________________________________________________________________________________________________________________________.（3）實驗中通過活塞所在刻度讀取了多組氣體體積V及對應壓強p，為了在xOy坐標系中獲得直線圖像，應取y軸、x軸分別為（選填“V、eq\f(1,p)”或“p、V”）.（4）選擇合適的坐標后，該同學通過描點作圖，得到的函數(shù)圖像如圖（b）中直線所示，若已知傳感器和注射器連接處的軟管容積為V0，則這顆冰糖的體積為．15.（8分）[2023·廣東省汕頭市二模]094型戰(zhàn)略核潛艇（如圖甲）是目前我國服役中最先進的核動力潛艇，是中國擁有三位一體核戰(zhàn)略的保障，也是國之利器．如果游輪上處于O點的人剛好看到潛艇在其正前方的水下緩慢通過，將人和潛艇均視為質(zhì)點，如圖乙所示，此時人到水面的高度h1＝15m，潛艇的水下深度h2＝23m．水的折射率為n＝eq\f(4,3)，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，求此時潛艇與人的水平距離．16.（10分）如圖所示，絕熱汽缸倒扣放置，質(zhì)量為M的絕熱活塞在汽缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸間摩擦可忽略不計，活塞下部空間與外界連通，汽缸底部連接一U形細管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計）.初始時，封閉氣體溫度為T，活塞距離汽缸底部為h0，細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱存在高度差．已知水銀密度為ρ，大氣壓強為p0，汽缸橫截面積為S，重力加速度為g.（1）求U形細管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差；（2）通過加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降Δh0，求此時的溫度；此加熱過程中，若氣體吸收的熱量為Q，求氣體內(nèi)能的變化．17.（12分）[2023·安徽三模]新冠肺炎疫情防控期，轉(zhuǎn)運新冠病人時需要使用負壓救護車，其主要裝置為車上的負壓隔離艙，它不工作時為密閉狀態(tài)，工作時通過負壓排風凈化裝置使艙內(nèi)氣壓低于外界大氣壓，空氣在流動時只能由高壓側(cè)流向艙內(nèi)低壓側(cè)，艙內(nèi)的污染空氣經(jīng)過濾化和清潔后排到艙外避免傳染性生物因子擴散，既為病人提供新鮮空氣，同時又保護周圍人員及周圍環(huán)境不受病源體污染．隔離艙內(nèi)負壓（艙內(nèi)外壓強差）為20Pa～50Pa時效果比較理想．已知某負壓艙容積為0.6m3，環(huán)境溫度為t0＝7℃，大氣壓強為p0＝1.0×105Pa，負壓隔離艙停止工作且艙內(nèi)溫度為t＝25℃時，隔離艙內(nèi)負壓為30Pa，氣體均可視為理想氣體，求：（計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（1）負壓隔離艙停止工作且內(nèi)部溫度與外界相同時的內(nèi)部氣體的壓強；（2）已知溫度為0℃、大氣壓強為1.0×105Pa時，空氣的密度為1.29kg/m3，計算負壓隔離艙停止工作且溫度t＝25℃時內(nèi)部空氣的質(zhì)