熱光原部分素養(yǎng)綜合評(píng)價(jià)

熱光原部分素養(yǎng)綜合評(píng)價(jià)一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求．1.下列對(duì)生活中的熱學(xué)現(xiàn)象分析正確的是（）A．沙塵暴天氣出現(xiàn)時(shí)，風(fēng)沙彌漫，塵土飛揚(yáng)，這是布朗運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象B．汽車(chē)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(chē)在緩慢裝沙子的過(guò)程中，若車(chē)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(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布開(kāi)發(fā)出超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“祖沖之號(hào)”，使得計(jì)算機(jī)的信息處理能力得到進(jìn)一步提升．該領(lǐng)域發(fā)展離不開(kāi)近代物理的成就．下列關(guān)于近代物理知識(shí)的說(shuō)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(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，電勢(shì)能增大C．康普頓效應(yīng)可以說(shuō)明光具有波動(dòng)性D．光電效應(yīng)中遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)3.[2023·天津河?xùn)|二模]下列說(shuō)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(gè)豎直放置的偏振片，光屏依然發(fā)亮B．圖2為光導(dǎo)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(dá)測(cè)速利用了多普勒效應(yīng)D．圖4所示的照相機(jī)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(hào)”攜帶在月球采集的約2kg月壤返回地球．從月球帶來(lái)的“土”特產(chǎn)中有地球上含量極少且被譽(yù)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(yīng)原料，可將氦－3原子核與氘原子核結(jié)合時(shí)釋放的能量用來(lái)發(fā)電，其核反應(yīng)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(shuō)法正確的是（）A．氦－3不是Y的同位素B．該反應(yīng)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(gè)水球融合在一起，再把兩板慢慢拉開(kāi)，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(shuō)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(shì)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(kāi)雙手兩板吸引到一起，該過(guò)程分子力做正功6.如圖甲所示，某汽車(chē)大燈距水平地面的高度為81cm，該大燈結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化圖如圖乙所示．現(xiàn)有一束光從焦點(diǎn)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(diǎn)射入透鏡．已知透鏡直徑遠(yuǎn)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(fù)式光由紅、藍(lán)兩種顏色的光組成，其光強(qiáng)度對(duì)波長(zhǎng)的關(guān)系如圖甲所示，紅光范圍的光強(qiáng)度比藍(lán)光范圍的光強(qiáng)度大很多．某學(xué)生以此光照射某一金屬，進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)皆可產(chǎn)生光電子，如圖乙所示．設(shè)可變直流電源的電壓為U時(shí)測(cè)得的光電流為I，測(cè)得多組數(shù)據(jù)，則下列圖像中該實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的I-U關(guān)系可能正確的是（）8.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)量和能量均忽略不計(jì)，α粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)相垂直，則（）A．α粒子的動(dòng)能為（mPu－mU－mα）c2B．α粒子的動(dòng)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(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中的周期之比約為1.3∶1二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分．每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分．9.[2023·湖北八市二模]一種“光開(kāi)關(guān)”的“核心區(qū)”如圖虛框區(qū)域所示，其中1、2是兩個(gè)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(kāi)一小段距離，在兩棱鏡之間可充入不同介質(zhì)以實(shí)現(xiàn)開(kāi)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(guò)2，則為“開(kāi)”，否則為“關(guān)”，已知棱鏡對(duì)a的折射率為2，下列說(shuō)法正確的是（）A．若不充入介質(zhì)，則能實(shí)現(xiàn)“關(guān)”功能B．若充入的介質(zhì)相對(duì)棱鏡是光疏介質(zhì)，則有可能實(shí)現(xiàn)“開(kāi)”功能C．若充入的介質(zhì)相對(duì)棱鏡是光密介質(zhì)，則有可能實(shí)現(xiàn)“關(guān)”功能D．單色光a通過(guò)“光開(kāi)關(guān)”后傳播方向一定改變10.卡諾循環(huán)（Carnotcycle）是只有兩個(gè)熱源的簡(jiǎn)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(gè)過(guò)程：a→b等溫過(guò)程；b→c絕熱膨脹過(guò)程；c→d等溫過(guò)程；d→a絕熱壓縮過(guò)程．整個(gè)過(guò)程中封閉氣體可視為理想氣體，下列說(shuō)法正確的是（）A．a(chǎn)→b過(guò)程，外界對(duì)氣體做功B．c→d過(guò)程，氣體放出熱量C．a(chǎn)→b過(guò)程溫度為T(mén)1，c→d過(guò)程溫度為T(mén)2，則T1＜T2D．b→c過(guò)程氣體對(duì)外做功為W1，d→a過(guò)程外界對(duì)氣體做功為W2，則W1＝W211.小宇同學(xué)參加科技嘉年華，設(shè)計(jì)了一個(gè)光電煙霧探測(cè)器．如圖，S為光源，射出光束，當(dāng)有煙霧進(jìn)入探測(cè)器時(shí)，來(lái)自S的光會(huì)被煙霧散射進(jìn)入光電管C.當(dāng)光射到光電管中的鈉表面（極限頻率為6.0×1014Hz），會(huì)產(chǎn)生光電子．當(dāng)光電流大于或等于10－8A時(shí)，便會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警．下列說(shuō)法正確的是（）A．要使該探測(cè)器正常工作，光源S發(fā)出的光波長(zhǎng)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(yīng)，則光波的頻率越高、光電煙霧探測(cè)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(huì)激發(fā)出光電子，當(dāng)報(bào)警器報(bào)警時(shí)，每秒射向C中鈉表面的光子最少數(shù)目是1.25×1012個(gè)12.[2023·浙江模擬]大量處于n＝5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的a、b兩種單色光照射某光電管的陰極時(shí)，測(cè)得遏止電壓之比為2∶1，根據(jù)該信息下列說(shuō)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(jí)產(chǎn)生的，則b光可能是躍遷到n＝4能級(jí)產(chǎn)生的C．用同樣的裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，b光束的條紋間距是a光束的兩倍D．當(dāng)兩種光從水中射向空氣時(shí)，a光的臨界角小于b光的臨界角[答題區(qū)]題號(hào)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(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(xiàn)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(biāo)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(huà)出經(jīng)P1、P2點(diǎn)的入射光線(xiàn)）.（1）在圖上補(bǔ)畫(huà)出所需的光路圖．（2）為了測(cè)出玻璃磚的折射率，需要測(cè)量入射角i和折射角γ，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出這兩個(gè)角．（3）用所測(cè)物理量計(jì)算折射率的公式是．（4）為了保證在弧面CD得到出射光線(xiàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，光線(xiàn)在弧面AB的入射角應(yīng)適當(dāng)（填“小一些”“無(wú)所謂”“大一些”）14.（8分）某同學(xué)通過(guò)圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，利用玻意耳定律來(lái)測(cè)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(jìn)注射器，通過(guò)推、拉活塞改變封閉氣體的體積和壓強(qiáng)．操作中，不能用手握住注射器封閉氣體部分，是為了________________________________________________________________________________________________________________________________________________；若實(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)驗(yàn)，這是為了________________________________________________________________________________________________________________________________________________.（3）實(shí)驗(yàn)中通過(guò)活塞所在刻度讀取了多組氣體體積V及對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)p，為了在xOy坐標(biāo)系中獲得直線(xiàn)圖像，應(yīng)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(biāo)后，該同學(xué)通過(guò)描點(diǎn)作圖，得到的函數(shù)圖像如圖（b）中直線(xiàn)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(guó)服役中最先進(jìn)的核動(dòng)力潛艇，是中國(guó)擁有三位一體核戰(zhàn)略的保障，也是國(guó)之利器．如果游輪上處于O點(diǎn)的人剛好看到潛艇在其正前方的水下緩慢通過(guò)，將人和潛艇均視為質(zhì)點(diǎn)，如圖乙所示，此時(shí)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(shí)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(jì)，活塞下部空間與外界連通，汽缸底部連接一U形細(xì)管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計(jì)）.初始時(shí)，封閉氣體溫度為T(mén)，活塞距離汽缸底部為h0，細(xì)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(qiáng)為p0，汽缸橫截面積為S，重力加速度為g.（1）求U形細(xì)管內(nèi)兩側(cè)水銀柱的高度差；（2）通過(guò)加熱裝置緩慢提升氣體溫度使活塞下降Δh0，求此時(shí)的溫度；此加熱過(guò)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(yùn)新冠病人時(shí)需要使用負(fù)壓救護(hù)車(chē)，其主要裝置為車(chē)上的負(fù)壓隔離艙，它不工作時(shí)為密閉狀態(tài)，工作時(shí)通過(guò)負(fù)壓排風(fēng)凈化裝置使艙內(nèi)氣壓低于外界大氣壓，空氣在流動(dòng)時(shí)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(guò)濾化和清潔后排到艙外避免傳染性生物因子擴(kuò)散，既為病人提供新鮮空氣，同時(shí)又保護(hù)周?chē)藛T及周?chē)h(huán)境不受病源體污染．隔離艙內(nèi)負(fù)壓（艙內(nèi)外壓強(qiáng)差）為20Pa～50Pa時(shí)效果比較理想．已知某負(fù)壓艙容積為0.6m3，環(huán)境溫度為t0＝7℃，大氣壓強(qiáng)為p0＝1.0×105Pa，負(fù)壓隔離艙停止工作且艙內(nèi)溫度為t＝25℃時(shí)，隔離艙內(nèi)負(fù)壓為30Pa，氣體均可視為理想氣體，求：（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（1）負(fù)壓隔離艙停止工作且內(nèi)部溫度與外界相同時(shí)的內(nèi)部氣體的壓強(qiáng)；（2）已知溫度為0℃、大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa時(shí)，空氣的密度為1.29kg/m3，計(jì)算負(fù)壓隔離艙停止工作且溫度t＝25℃時(shí)內(nèi)部空氣的質(zhì)