高考物理一轮复习考点精讲精练阶段性训练（五）（解析版）（内容：机械振动机械波 光 电磁波 热学 原子结构原子核）

阶段性训练（五）考察内容（机械振动机械波光电磁波热学原子结构原子核）一．选择题1．宏观现象往往与系统中大量微观粒子的无规则运动联系在一起，则下列说法正确的是（）A．花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的 B．夏天气温比春天高，所以夏天大气中所有分子热运动速率均比春天大 C．冬天低温下会结冰，如果一定质量0℃的水变成0℃的冰，体积会增大，分子势能会增大 D．一定质量的理想气体保持压强不变，温度升高，单位时间内撞击器壁单位面积的分子个数会减少【解答】解：A、花粉颗粒在液体中的布朗运动，是由于液体分子对花粉颗粒撞击作用的不平衡性产生的，不是由于花粉颗粒内部分子无规则热运动引起的，故A错误；B、夏天气温比春天高，夏天大气中分子的平均动能比春天大，分子平均速率更大，但不是所有分子热运动速率均大，故B错误；C、一定质量0℃的水变成0℃的冰体积增大，需要放热，内能减小，温度不变则分子平均动能不变，则分子势能减小，故C错误；D、一定质量的理想气体温度升高，分子平均动能增大，压强不变，则单位时间内撞击器壁单位面积的分子个数会减少，故D正确。故选：D。2．春天来了，雨后荷叶上有很多晶莹剔透的水珠，如图所示。下列说法正确的是（）A．荷叶上的水珠呈球形是因为水珠受到重力 B．在水珠表面层，水分子间的作用力表现为引力 C．在水珠表面层，水分子间的作用力表现为斥力 D．在水珠表面层，水分子间的作用力为零【解答】解：A.荷叶上的水珠呈球形是因为液体的表面张力，故A错误；BCD.在水珠表面层，水分子相对于水珠内部分布比较稀疏，水分子间的作用力表现为引力，故B正确，CD错误。故选：B。3．孔明灯俗称许愿灯，祈天灯，古代多用于军事通讯，而现代人多用于祈福。在灯底部的支架上绑上一块沾有煤油的粗布，点燃后灯内的热空气膨胀，放手后，整个灯冉冉升空，当底部的煤油烧完后又会自动下降。关于孔明灯，下列说法正确的是（）A．点燃后，孔明灯所受浮力增大从而升空 B．点燃后，灯内气体的温度升高，内能增大 C．点燃后升空过程中，灯内气体分子间的平均撞击力增大 D．点燃后升空过程中，灯内气体的压强不变【解答】解：A、孔明灯是利用热空气上升的原理制成的。点燃后，灯内空气受热膨胀，因而空气的密度变小，比同体积的冷空气轻，而浮力不变，从而升空，故A错误；B、点燃后，灯内气体的温度升高，气体分子的平均动能增大。灯内空气受热后体积膨胀，灯内气体质量减少，减少量不能确定，所以灯内气体内能的变化不能确定，故B错误；C、点燃后升空过程中，由于灯内气体的温度升高，气体分子的平均动能增大，所以分子间的平均撞击力增大，故C正确；D、点燃后升空过程中，在灯底部冷空气向上的压力大于灯内热空气向下的压力，因此灯内气体的压强减小，故D错误。故选：C。4．惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟。摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤的势能提供，运行的速率由钟摆控制。旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，如图所示。以下说法正确的是（）A．当摆钟不准确时需要调整圆盘的位置 B．摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移 C．由冬季变为夏季时应使圆盘沿摆杆下移 D．把摆钟从福建移到北京应使圆盘沿摆杆上移【解答】解：A、根据单摆周期公式T=2πLB、摆钟快了，说明摆动周期小，则必须增大摆长，即使摆上的圆盘下移，才能调准，故B错误；C、由冬季变为夏季时，温度升高，则由热胀冷缩可知摆长减小，应使圆盘沿摆杆上移，才准确，故C错误；D、把摆钟从福建移到北京，则重力加速度增大，应使圆盘沿摆杆下移，才能准确，故D错误。故选：A。5．水上乐园的冲浪池示意图如图，波浪从深水区向浅水区传播时，波长将变短。图中游客在波浪池中随波浪运动，下列说法正确的是（）A．游客将随波浪冲到浅水区 B．此时游客正在向上运动 C．冲浪池表面的波浪属于纵波 D．波浪传到浅水区频率增大【解答】解：A、根据机械振动的特点，可知游客随波浪在所处位置上下运动，不会随波浪冲到浅水区，故A错误；B、波浪从深水区向浅水区传播时，根据上下坡法可知，此时游客正在向上运动，故B正确；C、由于质点的振动方向与波的传播方向垂直，所以冲浪池表面的波浪属于横波，故C错误；D、波浪机的频率不变，则波浪从深水区传到浅水区频率不变，波长变短，根据波速公式v＝λf可知，波浪传到浅水区波速减小，故D错误。故选：B。6．“战绳”是一种用途广泛的健身器材，某运动员双手以相同节奏上下抖动两根相同的战绳，使战绳形成绳波，如图所示。下列说法正确的是（）A．两根战绳形成的波形一定完全相同 B．两根战绳上的波传播速度大小相同 C．两根战绳上各点的振动频率一定不相同 D．若人停止抖动战绳，则绳波立即消失【解答】解：A．由于双手的抖动的初相位和抖动幅度不一定相同，所以两根战绳形成的波形不一定完全相同，故A错误；B．介质材料相同，则两根战绳上的波传播速度相同，故B正确；C．双手以相同节奏上下抖动，则两根战绳上的点的振动频率一定相同，故C错误；D．若人停止抖动战绳，绳波不会立即消失，故D错误。故选：B。7．如图，在水池底中部放一线状光源，光源平行于水面，则水面观察到的发光区域形状为（）A． B． C． D．【解答】解：取线状光源左右两侧上一点光源，点光源发出的光在水面上有光射出的水面形状为圆形，设此圆的半径为R，点光源发出的光恰好发生全反射的光路图如图1所示：设全反射的临界角为C，根据几何关系可得：R＝htanC线状光源发出的光在水面上有光射出的水面形状如图2所示，故ACD错误，B正确。故选：B。8．如图所示，某兴趣小组用洛埃镜实验装置研究光的波长，S为红色光源，M为平面镜。在光屏上某区域出现了明暗相间的条纹，要使得条纹间距变大，下列措施可行的是（）A．将光屏向左移动 B．将平面镜向左平移 C．将光源S向下移动 D．将S换成绿色光源【解答】解：光源S直接照射到光屏上的光和通过平面镜反射的光在光屏上相遇，发生干涉，呈现干涉条纹该情况与双缝干涉的情况相似，设光源到屏的距离可以看作双缝到屏的距离L，光源S到S在平面镜中虚像S′的间距看作双缝的间距，大小为2d，如图结合双缝干涉的相邻条纹间距公式可得Δx=A、将光屏向左移动，L减小，相邻亮条纹间距变小，故A错误；B、将平面镜向左平移，L与d不变，则相邻亮条纹纹的间距不变，故B错误；C、将光源S向下移动，d减小，相邻亮条纹间距变宽，故C正确；D、将S换成绿色光源，将光源的频率变大，波长减小，相邻亮条纹间距变小，故D错误。故选：C。9．某防盗报警器工作原理如图所示。用紫外线照射光敏材料制成的阴极时，逸出的光电子在电路中产生电流，电流经放大后使电磁铁吸住铁条。当光源与阴极间有障碍物时，警报器响起。下列说法正确的是（）A．若用红外光源代替紫外光源，该报警器一定能正常工作 B．逸出光电子的最大初动能与照射光频率成正比 C．若用更强的同一频率紫外线照射阴极，光电流变大 D．若用更强的同一频率紫外线照射阴极，所有光电子的初动能均增大【解答】解：A．若用红外光源代替紫外光源，可能不会发生光电效应，该报警器不能正常工作，故A错误；BD．根据光电效应方程Ekm＝hν﹣W0可知，逸出光电子的最大初动能与照射光频率不成正比，若用更强的同一频率紫外线照射阴极，所有光电子的初动能不可能均增大，故BD错误；C．若用更强的同一频率紫外线照射阴极，即增加了光子的个数，则产生的光电子数目增多，光电流增大，故C正确；故选：C。10．钍基熔盐核反应堆不仅发电效率高，而且核废料污染小，具有广阔的应用前景。90232Tℎ本身不能直接使用，需经过一系列核反应后先生成91233Pa，91233Pa再衰变生成A．92233UB．3689Ke的结合能大于C．大量的91233D．91233Pa【解答】解：A、根据重核裂变的特点可知，92B、根据比结合能与核子个数的关系知92233U的比结合能比3689Ke的比结合能略小，但92C、已知91233Pa的半衰期为27天，则结合54天，即经过了2个半衰期，剩余的D、根据电荷数守恒、质量数守恒可知，91233Pa衰变生成92233U的过程中放出的粒子的质量数为A＝233﹣233＝0，电荷数z＝91﹣92＝故选：D。11．均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆。t＝0时刻，波面分布如图甲所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷。A处质点的振动图像如图乙所示，竖直向上为z轴正方向。下列说法正确的是（）A．该波从A点传播到B点所需时间为2s B．t＝6s时，B处质点位于波峰 C．t＝8s时，C处质点振动方向竖直向上 D．t＝4s时，质点E运动到x＝20m处【解答】解：A、由题图可知，该波的波长为λ＝10m，周期为T＝4s，则波速为v=λT=B、t＝4s时，A点处波峰传到B点，t＝6s时，B处质点振动了2s即半个周期，该处质点位于波谷，故B错误；C、波从AE波面传播到C的距离为s＝（202+102波从AE波面传播到C的时间为t=sv=则t＝8s时，C处质点从正向最大位移处开始振动了3.1s≈3D、质点E只在自己平衡位置振动，并不随波向前移动，所以质点E不会运动到x＝20m处，故D错误。故选：C。12．如图（a）所示，某种油量计是由许多透明等厚的薄塑料片叠合而成的，每个薄片的形状如图（b）所示，其底部为等腰直角三角形，薄片的长度不等。把这一油量计固定在油箱内，通过观察窗口可以清晰看到油量计的上表面有一条明暗分界线，从而可知箱内剩余油量的多少。已知塑料的折射率n＞2A．油箱内剩余约310的油量B．油箱内剩余约710的油量C．油箱内剩余约37的油量D．油箱内剩余约47【解答】解：已知塑料的折射率n＞2，由临界角公式得即C＜45°所以，当薄塑料片没有浸入油内时，光线射到塑料片的截面上后会发生全反射，如图所示，则看上去比较明亮；若当薄塑料片浸入油内时，塑料的折射率小于油的折射率，光线射到塑料片与油的界面时就会发生折射进入油内，则看上去比较暗淡；题中观察到油量计的上表面左边7片明亮，右边3片暗淡，说明右边3片浸入了油内，则油箱内剩余约310故选：A。二．多选题13．平静水面上建立x轴，俯视图如图所示。分别位于x1＝﹣0.2m和x2＝0.3m的两波源A、B起振方向相反，t＝0时刻同时从各自的平衡位置开始以10Hz的频率、4cm的振幅上下振动，在水面上形成两列简谐横波。图中虚线为t＝0.3s两列波到达的位置，此时x＝0.5m处的质点处于平衡位置且向上振动。下列说法正确的是（）A．两列波的传播速度为2m/s B．原点x＝0处的质点起振方向向下 C．x轴上在AB之间振动加强点个数共9个 D．从t＝0时刻起，一天内，x＝2.024m处的质点通过的总路程为0.8m【解答】解：A.虚线为t＝0.3s两列波到达的位置，可知波传播了0.3m，则两列波的传播速度为v=x故A错误；B.波的周期为T=1波长为λ＝vT＝1×0.1m＝0.1m此时x＝0.5m处的质点处于平衡位置且向上振动，则B波的起振方向向.上，A波起振方向向下，A先传到x＝0处，则原点x＝0处的质点起振方向向下，故B正确；C.由于两列波的起振方向相反，根据波的叠加可知，点到两波源的波程差满足Δx＝（2n+1）λ其中0～0.3m处有6个点，﹣0.2m～0处有4个点，所以x轴上在AB之间振动加强点个数共10个，故C错误；D.B波传到x＝2.024m处所用时间为t1=ΔxA波传到x＝2.024m处所用时间为t2=Δx'A波传到x＝2.024m之前，质点运动了Δt＝t2﹣t1＝2.224s﹣1.724s＝0.5s＝5T则质点运动的路程为s＝5×4A＝5×4×4cm＝80cm＝0.8m根据波的叠加可知x＝2.024m是减弱点，之后其位移一直为0，所以x＝2.024m的质点通过的总路程为0.8m，故D正确；故选：BD。14．截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示。DE为嵌在三棱镜内部紧贴BB'C'C面的线状单色可见光光源，DE与三棱镜的ABC面垂直，D位于线段BC的中点。图乙为图甲中ABC面的正视图。三棱镜对该单色光的折射率为2，只考虑由DE直接射向侧面AA'CC的光线。下列说法正确的是（）A．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的12B．光从AA'C'C面出射的区域占该侧面总面积的23C．若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将增大 D．若DE发出的单色光频率变小，AA'C'C面有光出射的区域面积将减小【解答】解：AB、设全反射临界角为C，由sinC=1n=因此光线只能从MC段射出，根据几何关系可知，M恰好为AC的中点，因此在AA'C'C面上有12CD、由于频率越高，折射率越大，当光源发出的光的频率变小，折射率也会变小，导致临界角会增大，这时M点上方也会有光线出射，因此出射光线区域的面积将增大，故C正确，D错误。故选：AC。15．图1是一底面积为S且导热性能良好的圆柱形薄壁气缸，气缸内距其水平底部高L处有可视为质点的卡点，气缸上端有一密封良好且可无摩擦滑动的轻活塞，气缸内封闭有一定质量的理想气体。缓慢改变气缸内的温度，使缸内封闭气体由状态A经状态B变化到状态C，该过程中，活塞到气缸底部的高度L与气缸内热力学温度T的关系如图2所示，整个过程中缸内封闭气体吸收的热量为Q。已知外界环境气压始终为p0，气缸内初始热力学温度为T。则（）A．在状态A时，缸内封闭气体的压强为0.5p0 B．在状态C时，Lc＝1.5L C．整个过程中，缸内封闭气体的内能增加量为Q D．直线BC一定不过坐标原点【解答】解：A.由图2可知，封闭气体从A到B，气体的体积不变，做等容变化，在B处的压强pB＝p0；根据查理定律p代入数据解得pB.封闭气体从B到C，做等压变化，根据盖—吕萨克定律LS解得LCC.整个过程中，缸内封闭气体对外做功W＝﹣pBΔV＝﹣p0（1.5LS﹣LS）＝﹣0.5p0LS根据热力学第一定律，缸内封闭气体增加的内能ΔU＝Q+W＝Q﹣0.5p0LS＜Q，故C错误；D.L﹣T图像如图所示：C点对应的Lc＝1.5L，根据数学知识1.5L因此直线BC一定通过坐标原点，故D错误。故选：AB。三．实验题16．“探究气体等温变化的规律”的实验装置如图甲所示，用细软管将针管小孔与压强传感器连接密封一定质量的气体，用数据采集器连接计算机测量气体压强。（1）下列说法正确的是；A．实验时各实验小组被封闭气体的质量和温度必须相同B．实验中为找到体积与压强的关系，一定要测量空气柱的横截面积C．在柱塞上涂润滑油，可以减小摩擦，使气体压强的测量更准确D．处理数据时采用p−1V图像，是因为p−1（2）实验时，推动活塞，注射器内空气体积逐渐减小，多次测量得到注射器内气体压强p、体积V变化的p﹣V图线，如图乙所示（其中虚线是实验所得图线，实线为一条双曲线，实验过程中环境温度保持不变），发现该图线与玻意耳定律明显不合，造成这一现象的可能原因是。A．实验时用手握住注射器使气体温度逐渐升高B．实验时迅速推动活塞C．注射器没有保持水平D．推动活塞过程中有气体泄漏（3）某小组两位同学各自独立做了实验，环境温度一样且实验均操作无误，根据他们测得的数据作出的V−1p图像如图丙所示，图线a与b在横轴上截距之比为1：2，则a与b密闭气体质量之比为（4）两条图像都不过坐标原点，图中V0表示的体积；（5）请从气体压强的微观角度，说明：质量一定的气体，温度不变时，体积减小，则压强增大：。【解答】解：（1）A、本实验探究采用的方法是控制变量法，所以要保持实验过程中被封闭气体的质量和温度不变，而不是各实验小组被封闭气体的质量和温度必须相同，故A错误；B、由于注射器是圆柱形的，横截面积不变，所以只需测出空气柱的长度即可，故B错误；C、涂润滑油的主要目的是防止漏气，使被封闭气体的质量不发生变化，不仅是为了减小摩檫，故C错误；D、当p与V成反比时，p−1V图像是一条过原点的直线，而p—V图像是双曲线，则p−1故选D。（2）由图像的特点可知压缩气体过程中p与V的乘积增大，所以造成这一现象的原因可能是实验时用手握住注射器，导致温度升高；或实验时迅速推动活塞，没有使气体有充分的时间与外界进行热交换，导致温度升高。故AB正确，CD错误。故选：AB。（3）气体温度相等，根据一定质量理想气体状态方程：pV可知，气体质量越大，气体的物质量越大，常数C越大。根据p=CT⋅可知，图像的斜率正比于气体质量，则设a与横轴上的截距为x，则a与横轴上的截距为2x，则有：m（4）由图可知体积读数值比实际值大V0，根据玻意耳定律有：p（V+V0）＝CC为定值，变形后得：V=如果实验操作规范正确，则V0代表注射器与压强传感器连接部位的气体体积。（5）气体的温度不变，即分子的平均动能（平均速率）不变，体积减小则分子数密度增大，所以单位面积上的分子对器壁的作用力增大，所以压强增大。故答案为：（1）D；（2）AB；（3）2：1；（4）压强传感器与注射器之间的气体（或细软管内气体）；（5）气体的温度不变，即分子的平均动能（平均速率）不变，体积减小则分子数密度增大，所以单位面积上的分子对器壁的作用力增大，所以压强增大。17．带茶叶滤网的圆柱形玻璃茶壶，当茶壶中盛有部分水时，由于折射，观察者从侧面看到的滤网的水下部分要比水上部分粗一些。某实验小组仅用手机拍摄的茶壶照片即可估测水的折射率，照片如图1，若忽略茶壶玻璃壁的厚度，只考虑光在水和空气交界面上的折射现象，把茶壶俯视图进行光路图的建模分析，如图2所示。（1）如图2是实验小组做出的两条边界光线的光路图，你认为正确的光路是（填“ABC”或“A′B′C′”）。（2）用刻度尺测得照片中滤网水下部分的直径为d′，水上部分的直径为d，则水的折射率n＝。【解答】解：（1）入射点在B点的入射光线与滤网相切，可知正确的光路是ABC。（2）根据折射率的定义式n=设茶壶的半径为R，由几何知识，可得sini=sinr=联立解得n=故答案为：（1）ABC；（2）d'四．计算题18．如图甲所示，均匀介质中有三角形PQR，PR=2.0m，QR=3.8m，P处有一个波源，从t＝0时刻开始按图乙所示规律做简谐运动，产生的简谐横波在三角形平面内传播，经过时间（1）从t1＝1.1s到t2＝6.0s波源的位移大小和路程；（2）简谐横波的波长；（3）若Q处也有一个与P处完全相同的振源，则达到稳定后，R处介质的振幅是多少？已知波传播时无衰减。【解答】解：（1）由图乙得振动周期T＝1.2s波源P的位移—时间关系y=2sin(2π分别代入t1＝1.1s、t2＝6.0s，得y1＝﹣1cm，y2＝0cm所求位移大小为Δy＝y2﹣y1＝0﹣（﹣1）cm＝1cm所求路程为l＝（0﹣y1）+16A代入数据解得：l＝33cm（2）由题意得波速v=由关系式λ＝vT所求波长λ＝0.6m（3）因QR−PR=3λ答：（1）从t1＝1.1s到t2＝6.0s波源的位移大小为1cm，路程为33cm；（2）简谐横波的波长为0.6m；（3）R处介质的振幅是4cm。19．折射率为n的某种透明材料制成的空心球体，内径是R，外径是内径的k（k＞1）倍，其过球心的某截面（纸面内）如图所示，一束单色光（纸面内）从外球面上A点射入。（1）当k＝2时，从A点射入的光线经折射后恰好与内球面相切，求光在介质中的传播时间（已知光速为c）；（2）当k1＝3和k2＝4时，从A点射入的光线经折射后恰好在内球面发生全反射，求两种情况下A点入射角的正弦之比。【解答】解：（1）当k＝2时，光线经折射后到达内球面上B点恰好与内球面相切，光路图如图1