广州执信中学2005年高三物理热学

广州执信中学2005年高三物理热学光学近代物理初步综合测试本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共150分考试用时120分钟第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1．北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术。如奥运会场馆周围80﹪～90﹪的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90﹪的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是（）A．eHeH01421124B．HOHeN1117842147C．nSrXenU10903813654102359210D．HeThU4223490238922．光纤维通信是利用光的全反射将大量信息高速传输，若采用的光导纤维是由内芯和包层介质组成，下列说法正确的是（）A．内芯和包层折射率相同，折射率都大B．内芯和包层折射率相同，折射率都小C．内芯和包层折射率不同，包层折射率较大D．内芯和包层折射率不同，包层折射率较小3．沙尘暴是由于土地沙化引起的一起恶劣的气象现象，对人类的生存造成极大的危害，发生沙尘暴时能见度只有几十米甚至几米，天空变黄发暗，这是由于在这种情况下（）A．只有波长较短的一部分光才能到达地面B．只有波长较长的一部分光才能到达地面C．只有频率较高的一部分光才能到达地面D．只有频率较低的一部分光才能到达地面4．分子运动是看不见、摸不着的，其运动特征不容易研究，但科学家可以通过对布朗运动认识它，这种方法在科学上叫做“转换法”。下面给出的四个研究实例，其中采取的方法与上述研究分子运动的方法相同的是（）A．伽利略用理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因的结论B．爱因斯坦在普朗克量子学说的启发下提出了光子说C．欧姆在研究电流与电压、电阻关系时，先保持电阻不变研究电流与电压的关系；然后再保持电压不变研究电流与电阻的关系D．奥斯特通过放在通电直导线下方的小磁针发生偏转得出通电导线的周围存在磁场的结论5．要使氘核聚变，必须使它们之间距离接近r0cm，也就是接近到核力能够发生作用的范围，物质温度很高时，氘原子将变为等离子体，等离子的分子平均动能为Ek=3K1T/2，K1叫玻耳兹曼常数，T为热力学温度，两个氘核之间的电势能为Ep=ke2/r，r为电荷之间的距离，则氘核聚变的温度至少为（）A．ke2/K1r0B．ke2/2K1r0C．ke2/3K1r0C．ke2/4K1r06．处于激发态的原子，如果在入射光子的电磁场的影响下，引起高能态向低能态跃迁，同时在两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫受激辐射。原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等，都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。那么发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量En、电子的电势能Ep、电子动能Ek的变化关系是（）A．Ep增大、Ek减小、En减小B．Ep减小、Ek增大、En减小C．Ep增大、Ek增大、En增大D．Ep减小、Ek增大、En不变7．一艘油轮装载着密度为9×102kg/m3的原油在海上航行，由于某种事故使原油发生部分泄露，设共泄露出9t，则这次事故造成的最大可能的污染面积约为（）A．1011m2B．1012m2C．108m2D．109m28．处于基态的氢原子，能够从相互碰撞中或从入射光子中吸收一定的能量，由基态跃迁到激发态。已知氢原子从基态跃迁到n=2的激发态需要吸收的能量为10.2eV，如果静止的氢原子受其他运动的氢原子的碰撞跃迁到该激发态，则运动的氢原子具有的动能（）A．一定等于10.2eVB．一定大于10.2eV，且大的足够多C．只要大于10.2eV，就可以D．一定等于10.2eV的整数倍9．1924年法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，任何一个运动着的物体，小到电子，大到行星、恒星都有一种波与之对应，波长为ph/，p为物体运动的动量，h为普朗克常数，同样光也具有粒子性，光子的动量为：/hp，根据上述观点可以证明一个静止的自由电子如果完全吸收一个光子，会发生下列情况：设光子频率为，则hE，chvp/，被电子吸收后有：2/2vmhe，得cv2，电子的速度为两倍光速，显然这是不可能的，关于上述过程下列说法正确的是（）A．因为微观世界动量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子有可能完全吸收一个光子B．因为微观世界能量守恒定律不适用，上述论证错误，所以电子有可能完全吸收一个光子C．动量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍适用规律，所以唯一结论是电子不可能完全吸收一个光子D．若光子与一个静止的自由电子发生作用，则光子被电子散射后频率增大10．太赫兹辐射（1THz=1012Hz）是指频率从0.3THz到10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射区域，所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景。最近，意大利和英国的科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4.4THz的T射线激光器，从而使T射线的有效利用成为现实。关于4.4THz的T射线，下列说法中错误的是（）（谱朗克常数h=6.63×10－34J·S）A．它在真空中的速度为3.0×108m/sB．它是某种原子核衰变时产生的C．它的波长比可见光长D．它的光子的能量约为2.9×10－21J第Ⅱ卷（非选择题共110分）二、本题共三小题，21分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作图11．正负电子对撞后湮灭成三个频率相同的光子。已知普朗恒量为h，电子质量为m，电量为e，电磁波在真空中传播速度为c。则生成的光子射入折射率为34的水中，其波长为。12．在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液。②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止，恰好共滴了100滴。③在水盘内注入蒸馏水，静置后滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜。④测得此油膜面积为3.60×102cm2。（1）这种粗测方法是将每个分子视为，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为，这层油膜的厚度可视为油分子的。（2）利用数据可求得油酸分子的直径为m。13．某校开展研究性学习，某研究小组根据光学知识，设计了一个测液体折射率的仪器。如图，在一个圆盘上，过其圆心O作两条相互垂直的直径BC、EF。在半径OA上，垂直盘面插上两枚大头针P1、P2并保持位置不变。每次测量时让圆盘的下半部分竖直进入液体中，而且总使得液面与直径BC相平，EF作为界面的法线，而后在图中右上方区域观察P1、P2。同学们通过计算，预先在圆周EC部分刻好了折射率的值，这样只要根据P3所插的位置，就可以直接读出液体折射率的值。（1）若∠AOF=30°，OP3与OC之间的夹角为30°，则P3处刻的折射率的值。（2）图中P3、P4那一处对应的折射率大？（3）做AO的延长线交圆周于K，K处对应的折射率为。三、本题共七小题，90分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。14.单色光束射到折射率2n的透明球表面上，光束在过球心的平面内，入射角i=45°。研究经折射进入球内表面反射一次，再经球面折射后射出的光线，如图所示。（1）在图上画出光线在球内的路径和方向。（2）求入射光与出射光之间的夹角α。（3）如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大，哪种颜色光的α角最小？15．如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B=0.500T，MN是磁场的左边界。在磁场中的A点有一静止镭核（Ra22688），A距MN的距离OA=1.00m。D为放置在MN边缘的粒子接收器，OD=1.00m。Ra22688发生放射性衰变，放出某种粒子x后变为一氡（Rn22286），接收器D接收到了沿垂直于MN方向射来的粒子x。（1）写出上述过程中的衰变方程（衰变方程必须写出x的具体符号）。（2）求该镭核在衰变为氡核和x粒子时释放的能量。（保留三位有效数字，取1u=1.66×10－27kg，电子电荷量e=1.60×10－19C）16．用功率P0=1W的光源，照射离光源3m处的某块金属的薄片，已知光源发出的是波长为589nm的单色光，求：1s内打到金属1m2面积上的光子数。17、人的体温是由下丘脑中特殊神经细胞监察和控制的，它们对人体血液温度很敏感，当下丘脑温度高于37℃时，人体散热机制（如血管舒张、出汗等）就活跃起来，已知37℃蒸发18g汗水所需能量E=4300J。现有一中年人慢步行走时肌体新陈代谢功率为35W，而此时人体通过传导辐射等方式（不包括出汗）产生散热功率只有33W，因此人体要通过出汗来保持散热和代谢的平衡，即保持体温为37℃，那么此人慢步行走1h出汗约为多少克？18．如图，MN是竖直放置的长L=0.5m的平面镜，观察者在A处观察，有一小球从某处自由下落，小球下落的轨迹与平面镜相距d=0.25m，观察者能在镜中看到小球像的时间⊿t=0.2s。已知观察的眼睛到镜面的距离s=0.5m，求小球从静止开始下落经多长时间，观察者才能在镜中看到小球的像。（取g=10m/s2）19．为确定爱因斯坦的质能方程2mcE的正确性，设计了如下实验：用动能为MevE6.01的质子轰击静止的锂核Li73，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MevE9.192，求（1）写出该反应方程。（2）通过计算说明2mcE正确。（已知质子、粒子、锂粒子的质量分别取ump0073.1、um0015.4、umLi0160.7）参考答案12345678910ADBDDCBABCB4．A平面镜转过角，反射光线则要转过2，反射光转过60°所需时间为st25.023/此时间内在屏幕AB上出现的光斑次数为325.012ftn，若第一光斑恰出现在A点，则屏幕上最多可出现4个。5．C由能量守恒要使氘核聚变，需2×3K1T/2≥ke2/r0，所以T≥ke2/3K1r08．B当静止的氢原子与运动的氢原子发生完全非弹性碰撞时，损失的能量（即氢原子吸收的能量）最多。设运动的氢原子的动能为Ek=mv02/2，由mv0=2mv，⊿Ek=mv02/2－2mv2/2，可求得⊿Ek=Ek/2。令⊿Ek=10.2eV，则Ek=20.4eV，则运动的氢原子具有的动能应比10.2eV大得多。所以B正确。11．答案：根据题干信息，正负电子湮灭成三个频率相同的光子，根据2mc2=3hγ，n=c/v,λ=vT=v/f，由于在水中和空气中频率相同，所以可得mch89。12．（1）球形单分子油膜直径（2）1.11×10－9。13．答案：（1）1.73(2)P4(3)114．解：（1）光线入射到出射的光路图如下，入射光线AB经透明球折射后，折射光线为BC，又经球内壁反射后，反射光线为CD，再经折射后，折射出的光线为DE，OB、OD为球的半径。（2）由折射定律sini︰sinr=n，得sinr=2/122/2，r=30°，由几何关系及对称性，有α/2=r－(i－r)=2r－i，把r=30°，i=45°代入得，α=30°（3）由（2）知，n越小，sinr越小，r越大，α越大，所以红光α最大，紫光α最小。15．解：（1）HeRnRa422228622688（2）根据题意可知，粒子在磁场中做圆运动的半径R=1.00m，设粒子的速度为v，带电量为q，质量为m，则有RvmqvB2(19191060.100.1500.01060.12qBRPkgm/s)粒子