熱學(xué)、振動和波動、光學(xué)及原子物理【測】【解析版】-2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)（新教材新高考）

熱學(xué)、振動和波動、光學(xué)及原子物理【測】

（時間：90分鐘滿分：120分）

一、單項選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分.在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要

求的）

1.（2022?山東威海市下學(xué)期模擬考試）下列說法正確的是（）

A.擴散運動是由微粒和水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的

B.水流速度越大，水分子的熱運動越劇烈

C.某時刻某一氣體分子向左運動，則下一時刻它一定向右運動

DO□和100口氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多、兩頭少”的分布規(guī)律

【答案】D

【解析】擴散運動是物理現(xiàn)象，沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，選項A錯誤；水流速度是宏觀物理量，水分子的運動速

率是微觀物理量，它們沒有必然的聯(lián)系，所以分子熱運動劇烈程度和流水速度無關(guān)，選項B錯誤；分子運動是

雜亂無章的，無法判斷分子下一刻的運動方向，選項C錯誤；0匚和100口氧氣分子的速率都呈現(xiàn)“中間多、兩

頭少”的分布規(guī)律，選項D正確。

2.（2022?北京市海淀區(qū)6月二模）下列說法中不氐璇的是（）

A.水和酒精混合后的總體積小于二者原來的體積之和，說明分子間有空隙

B.將香水瓶蓋打開后能聞到香水的氣味，這是擴散現(xiàn)象

C.在繞地球運行的“天宮二號”中飄浮的水滴幾乎呈球形，這是表面張力作用使其表面具有收縮趨勢而引起的結(jié)

果

D.用氣筒給自行車車胎打氣時要用力才能壓縮空氣，這說明空氣分子間存在斥力

【答案】D

【解析】水和酒精混合后的總體積小于二者原來的體積之和，說明分子間有空隙，故A正確；將香水瓶蓋打

開后能聞到香水的氣味，這是擴散現(xiàn)象，說明分子永不停息的無規(guī)則運動，故B正確；在繞地球運行的“天宮

二號，，中飄浮的水滴幾乎呈球形，這是表面張力作用使其表面具有收縮趨勢而引起的結(jié)果，故C正確；用氣筒

給自行車車胎打氣時要用力才能壓縮空氣，這是因為壓強增大的原因，故D錯誤。

3.（2022?山東濰坊市第二次高考模擬）蛟龍?zhí)柹顫撈髟趫?zhí)行某次實驗任務(wù)時，外部攜帶一裝有氧氣的汽缸，汽缸

導(dǎo)熱良好，活塞與缸壁間無摩擦且與海水相通。已知海水溫度隨深度增加而降低，則深潛器下潛過程中，下列

說法正確的是（）

A.每個氧氣分子的動能均減小

B.氧氣放出的熱量等于其內(nèi)能的減少量

C.氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加

D.氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力增大

【答案】C

【解析】海水溫度隨深度增加而降低，汽缸導(dǎo)熱良好，氧氣分子平均動能降低，但不是每個氧氣分子的動能

均減小，故A錯誤；根據(jù)熱力學(xué)第一定律AU=%+Q,內(nèi)能的減少量等于氧氣放出的熱量和外界對氧氣做功之

和，故B錯誤；根據(jù)液體壓強公式P=Pg〃，可知隨下潛深度增加，海水壓強增大，由于活塞與缸壁間無摩擦且

與海水相通，氧氣壓強增加，即氧氣分子單位時間撞擊缸壁單位面積的次數(shù)增加，故C正確；溫度降低，氧氣

分子平均動能降低，氧氣分子每次對缸壁的平均撞擊力減小，故D錯誤。

4.（2022?蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市二模）用紅光、藍光分別做雙縫干涉實驗，用黃光、紫光分別做單縫衍射實驗，得

C.藍、紫、紅、黃D.藍、黃、紅、紫

【答案】B

【解析】雙縫干涉的圖樣是明暗相間的干涉條紋，所有條紋寬度相同且等間距，因此第一個和第三個是雙縫

干涉現(xiàn)象，根據(jù)雙縫干涉條紋間距?x=今可知，波長越長，?x越大，因此第一個是紅光，第三個是藍光。單

縫衍射條紋是中間明亮且寬大，越向兩側(cè)寬度越小越暗，而波長越長，中間亮條紋越粗，因此第二個和第四個

是單縫衍射圖樣，而第二個是紫光，第四個是黃光。綜上所述，從左到右依次是紅、紫、藍、黃，故A、C、D

錯誤，B正確。

5.（2022?北京市密云區(qū)4月一模）如圖所示，一束平行光經(jīng)過玻璃三棱鏡折射后分解為人6兩種單色光。則下列

說法正確的是（）

A.在真空中傳播時，α光的速度大

B.從玻璃射向空氣時，6光發(fā)生全反射的臨界角小

C.經(jīng)過同一雙縫干涉實驗裝置時，觀察到a光的相鄰亮條紋間距大

D.若b光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則α光也一定能發(fā)生光電效應(yīng)

【答案】D

【解析】各種色光在真空中傳播時，速度都是一樣的，并不是“光的速度大，故選項A錯誤；由圖可知,

光的偏程度大，故它的折射率較大，再由SinC=:可得，4光的臨界角較小，選項B錯誤；因為〃光的折射率

較大，其波長較小，故由雙縫干涉的條紋間距ZU=》公式可知，α光相鄰亮紋間距一定也小，選項C錯誤；若

b光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則α光也一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項D正確。

6.已知氫原子基態(tài)的能量為昂=-13.6eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子

中，頻率最大的光子能量為-0.9375后（激發(fā)態(tài)能量及=今，其中〃=2,3……）,則下列說法正確的是（）

A.這些氫原子中最高能級為5能級

B.這些氫原子中最高能級為6能級

C.這些光子可具有6種不同的頻率

D.這些光子可具有4種不同的頻率

【答案】C

【解析】氫原子基態(tài)的能量為-13.6eV,大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)，由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，

頻率最大的光子能量為-0.9375臼，則有AE=-0.9735El=ELEI,解得E,=0.0625E∣=-0.85eV=得，即

處在〃=4能級；根據(jù)C4=6,可知這些光子可具有6種不同的頻率，故C正確，A、B、D錯誤。

7.（2022?山東泰安市4月多校聯(lián)考）如圖所示為研究光電效應(yīng)的裝置，金屬板K所用材料為鋁，已知鋁的逸出功

為4.2eV,以F分析正確的是（）

_[?M]_1

A.只要照射時間長一些，入射光光子能量小于4.2eV時，也能發(fā)生光電效應(yīng)

B.若入射光光子能量大于逸出功，即使光的強度很弱，也能發(fā)生光電效應(yīng)

C.發(fā)生光電效應(yīng)時，遏止電壓與入射光的頻率成正比

D.研究飽和光電流和遏止電壓時，電源的極性相同

【答案】B

【解析】能否發(fā)生光電效應(yīng)不取決于光的強度，而取決于光的頻率，若入射光光子能量大于逸出功則能發(fā)生

光電效應(yīng)，若小于逸出功則不能發(fā)生光電效應(yīng)。發(fā)生光電效應(yīng)后，光強的大小影響光電流的大小，選項A錯誤，

B正確；由光電效應(yīng)方程知，遏止電壓與入射光的頻率為一次函數(shù)關(guān)系，不是成正比，選項C錯誤；研究飽和

光電流時A板為收集電子的板，光電管中的電場方向為A-K板，研究遏止電壓時電場阻礙電子運動，光電管

中的電場方向為K-A板，即研究飽和光電流和遏止電壓時，電源的極性相反，選項D錯誤。

8.（2022?山東省等級考試物理模擬卷）某一列沿X軸傳播的簡諧橫波，在f=;（時刻的波形圖如圖所示，P、0為介

質(zhì)中的兩質(zhì)點，質(zhì)點尸正在向動能增大的方向運動。下列說法正確的是（）

A.波沿X軸正方向傳播

B.∕=（時刻，。比尸的速度大

C1=?時刻，。到達平衡位置

Dl=苧1寸刻，尸沿y軸正方向運動

【答案】D

【解析】越靠近平衡位置質(zhì)點運動速度越大，質(zhì)點尸正在向動能增大的方向運動，則尸向下運動，波沿X軸

負方向傳播，故A錯誤；寸刻，。到達波谷位置，速度為零。尸在平衡位置和波峰位置之間，速度不為零，

所以。比P的速度小，故B錯誤；/=爭寸刻，。到達波峰位置，故C錯誤；f=芋時刻，P在y軸負向位置沿

y軸正方向運動，故D正確。

9?（2022?天津市和平區(qū)第二次質(zhì)量調(diào)查）2022年3月15日中國散列中子源（CSNS）利用中子成像技術(shù)幫助中國科

技大學(xué)進行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探測物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和運動的科研裝置。下列關(guān)于

中子研究的說法正確的是（）

A.α粒子轟擊VN,生成YO并產(chǎn)生了中子

B.鑼U經(jīng)過4次a衰變，2次β衰變后，新核與原來的原子核相比中子數(shù)少了10個

C.γ射線實質(zhì)是高速中子流，可用于醫(yī)學(xué)的放射治療

D.核電站可通過“慢化齊廠控制中子數(shù)目來控制核反應(yīng)的速度

【答案】B

【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知，lHe+?lN→√O+∣H,故A錯誤；每次a衰變，質(zhì)量數(shù)少4,電荷

數(shù)少2,中子數(shù)少2；每次β衰變一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子和一個電子，中子數(shù)少1,所以4次α衰變，2次β

衰變，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)少4χ2+2χl=10,故B正確；γ射線實質(zhì)是光子流，故C錯誤；鎘棒

可以吸收中子，核反應(yīng)堆中，通過改變鎘棒插入的深度，可以控制核反應(yīng)的速度，故D錯誤。

10.（2022?山東青島市一模）在某種介質(zhì)中，一列沿X軸傳播的簡諧橫波在Z=O時刻的波形圖如圖（a）所示，此時質(zhì)

點Z在波峰位置，質(zhì)點。剛要開始振動，質(zhì)點C的振動圖像如圖（b）所示；t=0時刻在O點有一臺機械波信號

接收器（圖中未畫出），正以2m/s的速度沿X軸正向勻速運動。下列說法正確的是（）

A.質(zhì)點Z）的起振方向沿y軸負方向

B∕=0.05S時質(zhì)點8回到平衡位置

C.信號接收器接收到該機械波的頻率小于2.5Hz

D.若改變振源的振動頻率，則形成的機械波在該介質(zhì)中的傳播速度也將發(fā)生改變

【答案】C

【解析】因f=0時刻質(zhì)點C從平衡位置向下振動，可知波沿X軸正向傳播，則質(zhì)點O的起振方向沿y軸正方

）4

向，選項A錯誤；由題圖知7=4m,T-OAs,則波速為V=Yl=萬^m∕s=IOrn∕s,當(dāng)質(zhì)點8回到平衡位置時，

波向右至少傳播1.5m,則所需時間為，=品s=0.15s,選項B錯誤；機械波的頻率為2.5Hz,接收器遠離波

源運動，根據(jù)多普勒效應(yīng)可知，信號接收器接收到該機械波的頻率小于2.5Hz,選項C正確；機械波的傳播速

度只與介質(zhì)有關(guān)，則若改變振源的振動頻率，則形成的機械波在該介質(zhì)中的傳播速度不變，選項D錯誤。

二、多項選擇題（本題共5小題，每小題4分，共20分.在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求.全

部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）

11.（2022?四川成都市第二次診斷）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)4開始，經(jīng)歷過程、□、口到達狀態(tài)

對此氣體，下列說法正確的是（）

A.過程口中，氣體體積不斷增大

B.過程U中，氣體從外界吸收熱量

C.過程口為絕熱過程

D.狀態(tài)α的體積大于狀態(tài)d的體積

【答案】AD

【解析】過程口中，氣體溫度不變，壓強減小，則氣體體積不斷增大，選項A正確；過程口中，氣體體積不

變，溫度降低，內(nèi)能減小，則氣體向外界放出熱量，此過程不是絕熱過程，選項B、C錯誤；根釁=C可知

在a、d兩個狀態(tài)與=平，Va=^Vd,狀態(tài)。的體積大于狀態(tài)d的體積，選項D正確。

12.[2022?天津市東麗區(qū)等級考試模擬（三）]兩束單色光。和6沿如圖所示方向射向半圓形玻璃磚的圓心O,已知

。光在底邊界面處發(fā)生了全反射，兩束光沿相同方向射出，則下列說法中正確的是（）

KX

A.在真空中，。光的速度比b光的大

B.如果用“光照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用b光照射該金屬也能發(fā)生光電效應(yīng)

C.將。光和b光以相同角度斜射到同一塊平行玻璃板，透過平行表面后，。光側(cè)移量大

D.分別用α光和b光在相同條件下做雙縫干涉實驗，α光的條紋間距比b光的小

【答案】CD

【解析】在真空中光的傳播速度都相同即為光速，故A錯誤；令現(xiàn)在兩束光出射方向為Oc,根據(jù)光路的可

逆性，若兩束單色光。和6沿著CO方向入射，則。光將發(fā)生全反射，而6光發(fā)生折射，則知α光的臨界角小

于6光的臨界角，由臨界角公式SinC=:得知，玻璃對α光的折射率較大，則“光的頻率較大，如果用。照射

某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用6照射該金屬不一定能發(fā)生，故B錯誤；將。光、6光以相同角度斜射到同一塊

平行玻璃板，玻璃對〃光的折射率較大，則α光進入玻璃板時，?的折射角大，透過平行表面后，α光側(cè)移量大，

故C正確；"光的頻率較大，波長較短，而干涉條紋的間距與波長成正比，故“光的條紋間距比人光的小，故

D正確。

13.（2022?海南省新高考一模）在醫(yī)學(xué)上，常用鉆60產(chǎn)生的γ射線對患有惡性腫瘤的病人進行治療。鉆60的衰變

方程為日CoT煞Ni+X,下列說法正確的是（）

A.鉆60發(fā)生的是B衰變，X是電子

B.γ射線比β射線的穿透能力強

C.X粒子是鉆60原子核的組成部分

D.該衰變過程釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為γ射線的能量

【答案】AB

【解析】由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0,電荷數(shù)為一1,則鉆60發(fā)生的是β哀變，X

是電子，選項A正確；Y射線比P射線的穿透能力強，選項B正確；X粒子是電子，不是鉆60原子核的組成

部分，選項C錯誤；該衰變過程釋放的核能一部分轉(zhuǎn)化為新核和電子的動能，一部分轉(zhuǎn)化為Y射線的能量，選

項D錯誤。

14.分子力F、分子勢能EP與分子間距離r的關(guān)系圖線如圖甲、乙兩條曲線所示（取無窮遠處分子勢能EP=0）。

下列說法正確的是（）

A.乙圖線為分子勢能與分子間距離的關(guān)系圖線

B.當(dāng)r=ro時，分子勢能為零

C.隨著分子間距離的增大，分子力先減小后一直增大

D.分子間的斥力和引力大小都隨分子間距離的增大而減小，但斥力減小得更快

【答案】AD

【解析】在r=m時，分子勢能最小，但不為霎，此時分子力為零，故A項正確，B項錯誤；分子間距離從「

Oo開始增大，分子間作用力先減小后反向增大，最后又一直減小，C項錯誤；分子間的引力和斥力都隨分子

間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力比引力變化得快，D項正確。

15.（2022?浙江杭州二中上學(xué)期選考模擬）一列機械波沿直線時向右傳播，ab=2m,a、Z）兩點的振動情況如圖

所示，下列說法中正確的是（）

2B.波長可能是,m

A.波速可能是gm/s

2Q

C.波速可能大于§m/sD.波長可能大于§m

【答案】AB

【解析】由振動圖像可知質(zhì)點振動周期7=4s,在/=0時刻，0點位于波谷，b點經(jīng)過平衡位置向上，結(jié)合

波形得

3

ab=(n+-^)λ

Q

得m

波速為y=亍=?;~I?m∕s(∕z=O,1,2,...)

14〃十3

Q?

當(dāng)〃=O時，波長最長，最長波長為］m；波速最大，最大波速為^m/s,A、B正確，C、D錯誤。

三、計算題(本題共6小題，共70分)

16.(2022?河南省頂尖名校4月聯(lián)考)一列沿X軸負方向傳播的簡諧橫波，在Z=O時刻的波形圖如圖所示，此時坐

標(biāo)為(1,0)的質(zhì)點剛好開始振動，P質(zhì)點的坐標(biāo)為(3,0)。在A=O.6s時刻，P質(zhì)點首次位于波峰位置，。點的

(1)這列波的傳播速度;

(2汝=1.5s時質(zhì)點。的位移。

【答案】(1)0.05m/s⑵一2碑cm

【解析】(1)由圖示波形圖可知，這列波的波長工=4Cm=O.04m,由于波沿X軸負方向傳播，根據(jù)波形平移法

知f=0時刻尸點向下振動，經(jīng)過j3個周期首次到達波峰位置，由此可知3;T=O.6s,則得T=OSs,所以波速為

λ0.04…，

y=~^?=0$m/?s=0.05m/s0

77

⑵因為及=1.5s=T+gr,故/2=1.5s時質(zhì)點。的位移為y=4sin^t=-2y∣2cm。

17.(2022?江西九江市第二次模擬)振源處于X軸原點處，分別向X軸正向和負向形成兩列簡諧橫波，在X軸上有

兩點P和。，它們的振動圖像分別是圖甲和乙，它們間的距離為d=10m。

(1)如果它們都在X軸的正半軸，求這列波的最大速度；

(2)如果尸點在X軸的負半軸，坐標(biāo)為(0,-E),。點在X軸的正半軸，求這列波的可能速度(E為已知量)。

……10(5-￡)

【答案】(1)50m/s(2)——(〃=0,1,2,3,...)

【解析】(1)從圖像可知振源的周期為Γ=0.4s

P和。的相位始終相反，則rf=∣+nλ

解得2=^~[[(〃=0,1,2,3,…)

2〃十1

由波速v=y

解得J=/'1ι5=0,1,2,3,...)

2/7+1

當(dāng)〃=0時，波速最大，為y=50m∕s

(2)原點兩側(cè)的波形是鏡像對稱圖形，P點和它的對稱點P振動相同，在產(chǎn)和。之間

f

PQ=d-2E=^+nλ(n=0f1,2,3,...)

，口2Cd-2E)

得2=2〃+1(〃=61,2,3,…)

由公式v=y

.d-2E10(5-E)

解λz得m'=0.2(2"+l)=2”+15=°'I，2,3,…)。

18.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的狀態(tài)變化，問:

(1)已知從N到B的過程中，氣體的內(nèi)能減少了300J,則從4到8氣體吸收或放出的熱量是多少；

(2)試判斷氣體在狀態(tài)8、C的溫度是否相同。如果知道氣體在狀態(tài)C時的溫度Tc=300K,則氣體在狀態(tài)4時

的溫度為多少。

【答案】(1)放出熱量120OJ(2)1200K

【解析】⑴從/到8,氣體的體積減小，外界對氣體做功，有岸=pA∕=15xlθ4χ(8-2)xiθ3J=%。j

根據(jù)熱力學(xué)第一定律?U=Wλ-Q

ρ=?t∕-Mz=-I200J,

即氣體放出熱量1200Jo

(2)由題圖可知p8%=pUc,

故TB-TC

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有瞥

代入題圖中數(shù)據(jù)可得A=I200Ko

19.(2022?四川綿陽市第三次診斷)某種透明材料制成的半球殼，外徑是內(nèi)徑的兩倍，過球心O的截面如圖所示，

/是外球面上的點，4。是半球殼的對稱軸。一單色光在圖示截面內(nèi)從力點射入，當(dāng)入射角，?=45。時折射光恰與

內(nèi)球面相切于8點。

(1)求透明材料對該光的折射率；

(2)要使從力點入射光的折射光能從內(nèi)球面射出半球殼，求光在/點入射角應(yīng)滿足的條件。

【答案】(1)√2(2)f<30o

【解析】(1)當(dāng)入射角i=45。時，設(shè)折射角為「，透明材料對該光的折射率為〃，/80為直角三角形，

RJ

則sinr=2^=2

〃=碧,解得〃=啦。

(2)光在N點入射角為「時，設(shè)折射角為了,折射光射到內(nèi)球面上的。點剛好發(fā)生全反射，則折射光完全不能從

內(nèi)球面射出半球殼，折射光在內(nèi)球面的入射角等于臨界角為C,如圖所示，在NOO中，由正弦定理有

R_________2R

Sin/=Sin(180°-C)

.c1Sini'.,√2

s?nC=-,“=而7，解得Sin/=i-

sin∕,=2,解得『=30°

要使從A點射入光的折射光能從內(nèi)球面射出半球殼，則光在A點入射角r應(yīng)滿足r<30o,

20..如圖所示，長為乙、橫截面積為S、質(zhì)量為機的筒狀小瓶，底朝上漂浮在某液體中。平衡時，瓶內(nèi)空氣柱長

為0.2IL瓶內(nèi)、外液面高度差為0.10L；再在瓶底放上一質(zhì)量為機的物塊，平衡時，瓶底恰好和液面相平。已

知重力加速度為g,系統(tǒng)溫度不變，瓶壁和瓶底厚度可忽略。求：

(1)液體密度"；

(2)大氣壓強po。

?依?〃

【答e案】⑴云10/772(2)1-9廣?"

【解析】(1)初態(tài)，瓶內(nèi)氣體壓強為PI=Po+0.1"g

瓶處于平衡狀態(tài)時，有p?S=pι?S+mg

聯(lián)立解得液體密度0=罌。

(2)初態(tài)，瓶內(nèi)氣體壓強0=po+管

由題意知瓶內(nèi)氣柱長度為心=0.21/.

末態(tài)，設(shè)瓶內(nèi)氣柱長度為上，瓶內(nèi)氣體壓強為P2

瓶內(nèi)氣體壓強P2=Pθ+pgi?2

瓶和物塊整體處于平衡狀態(tài)，有QS=poS+2mg

聯(lián)立解得L2=0.2L

瓶內(nèi)氣體做等溫變化，由玻意耳定律PlLS=P2/2$

聯(lián)立解得PO=喏。

21.(2022?廣東佛山市二模)一體積恒定的絕熱汽缸如圖豎直放置，可以自由移動的絕熱活塞質(zhì)量為5.0kg,面積

為1.0xl0-2m2.活塞上設(shè)有一通氣閥，用插銷將活塞固定在汽缸的正中央，關(guān)閉通氣閥將缸內(nèi)同種氣體分隔成

質(zhì)量相同的/、8兩部分?，F(xiàn)已知Z氣體的壓強為1.0χl05Pa,溫度為27口。不計活塞摩擦，g取IOmzS2。求

A

插銷

ZTZZZZZS^j

通4閥

B

-?rm.

電熱絲

(1)若要讓活塞在拔出插銷后仍能維持在原位置不動，則B氣體的壓強及溫度應(yīng)分別多大(拔出插銷時氣體不會

外泄)？

(2)若插上插銷，固定活塞，打開通氣閥，讓氣體充分混合后再升溫至357