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由莲山课件提供资源全部免费由莲山课件提供资源全部免费2011届高考黄冈中学物理冲刺讲解、练习题、预测题12：第6专题振动与波、光学、原子物理(2)经典考题本专题中的四部分内容在高考中一般都会以选择题出现，只是往往难度较低，题型相对单调，复习备考时应重基础，重在近年考题中总结命题的规律．1．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确．．．的是[2009年高考·北京理综卷]()A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波【解析】波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波当然成立，故A正确．干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B正确．机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质；电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远地传播形成的，所以电磁波的传播不需要介质，故C正确．机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，其证据就是电磁波能够发生偏振现象，而偏振现象是横波才有的，D错误．故正确答案应为D．[答案]D2．科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为32He＋32He→211H＋42He．关于32He聚变，下列表述正确的是[2009年高考·广东物理卷]()A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用32He聚变反应发电【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，会放出大量的能量．但目前核电站都采用铀核的裂变反应．因此B正确．[答案]B【点评】同质量的核燃料聚变反应放出的能量远远超过裂变反应，而且聚变反应的产物往往无放射性．但由于聚变反应需要几百万摄氏度以上的高温以及难以控制反应速度，故目前还没能用于发电．3．密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气(不计分子势能)[2009年高考·重庆理综卷]()A．内能增大，放出热量B．内能减小，吸收热量C．内能增大，对外界做功D．内能减小，外界对其做功【解析】不计分子势能，空气的内能由温度决定，内能随温度降低而减小，A、C均错误；薄塑料瓶因降温而变扁，此时瓶内空气的体积减小，外界压缩空气做功，D正确；空气的内能减小、外界对空气做功，根据热力学第一定律可知空气向外界放热，B错误．[答案]D【点评】本类题型在高考对热学的考查中最常见．4．氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则[2009年高考·四川理综卷]()由莲山课件提供资源全部免费由莲山课件提供资源全部免费A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．在水中传播时，a光较b光的速度小D．氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离【解析】γ射线的产生机理是原子核受激发，是原子核变化才产生的，A错误；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a光子的能量，不可能为紫外线，B错误；根据跃迁规律可知从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射光子的能量大于从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b的，又根据光子能量E＝hν可得a光子的频率大于b的，则a的折射率大于b的，又v＝Cn可得在水中传播时，a光较b光的速度小，C正确；欲使在n＝2的能级处的氢原子发生电离，则吸收的能量一定不小于3.4eV，D错误．[答案]C5．一列简谐横波在某一时刻的波形图如图甲所示，图中P、Q两质点的横坐标分别为x＝1.5m和x＝4.5m．P点的振动图象如图乙所示．在下列四幅图中，Q点的振动图象可能是[2009年高考·全国理综卷Ⅰ]()【解析】本题考查波的传播．该波的波长为4m，P、Q两质点间的距离为3m．若波沿x轴正方向传播，当P在平衡位置向上振动时，Q点此时应处于波峰，B正确；若波沿x轴负方向传播，P点处于向上振动时，Q点应处于波谷，C正确．[答案]BC【点评】高考对波的图象考查时要求较高，难度大，需要准确作图以帮助分析各点的振动情况．6．在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的轴(图甲中虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图甲所示．有一半径为r的圆柱形的平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为[2007年高考·全国理综卷Ⅰ]()由莲山课件提供资源全部免费由莲山课件提供资源全部免费甲A．rB．1.5rC．2rD．2.5r【解析】光从玻璃射向空气的临界角θ＝arcsin1n＝arcsin23，而入射角i＞θ，将发生全反射，光路图如图乙所示．由几何关系得OB＝r·tan60°·cot30°－r＝2r．乙[答案]C能力演练一、选择题(10×4分)1．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．下列有关放射性知识的说法中，正确的是()A．23592U衰变成20682Pb要经过6次β衰变和8次α衰变B．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，则经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱【解析】由质量数守恒和电荷数守恒可知A正确；放射性同位素存在半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才成立，4个氡原子核经过3.8天后可能剩4个，也可能剩3个，还可能剩2个或1个都不剩，B错误；β衰变的方程为：Ayx→1Ayx＋01e，C正确；β射线是高速电子，不是电磁波，D错误．[答案]AC2．一列简谐横波沿x轴所在直线传播，图示为某时刻的波形图，其中A处到O的距离为0.5m，此时A处的质点沿y轴负方向运动，再经0.02s第一次到达波谷，则()A．这列波的波长为1mB．这列波的频率为100HzC．这列波的波速为25m/sD．这列波的传播方向沿x轴负方向【解析】由A点正沿y轴负方向振动可知波向x轴的负方向传播，D正确．又由题意及图象可知λ＝1m，T＝0.08s，故f＝1T＝12.5Hz，v＝λT＝12.5m/s．[答案]AD3．地面附近有一正在上升的空气团，它与外界的热交换忽略不计．已知大气压强随高度增加而降低，则该气团在此上升过程中(不计气团内分子间的势能)[2008年高考·重庆理综由莲山课件提供资源全部免费由莲山课件提供资源全部免费卷]()A．体积减小，温度降低B．体积减小，温度不变C．体积增大，温度降低D．体积增大，温度不变【解析】本题考查气体的有关知识，属于中等难度题目．随着空气团的上升，大气压强也随着减小，那么空气团的体积会增大，空气团对外做功，其内能会减小，因为不计分子势能，所以内能由其温度决定，则其温度会降低．所以空气团的体积增大、温度降低、压强减小．[答案]C4．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变成中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程．中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变成子核并放出中微子，则下列说法正确的是()A．母核的质量数等于子核的质量数B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．子核的动量与中微子的动量相同D．子核的动能大于中微子的动能【解析】这一核反应中粒子的质量数不变，电荷数减少一个，选项A、B正确；子核与中微子的动量大小相等、方向相反，选项C错误；又由Ek＝p22m，故子核的动能远小于中微子的动能，选项D错误．[答案]AB5．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图甲是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图乙是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属线圈，将金属线圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是[2008年高考·上海物理卷]()A．当金属线圈旋转30°时，干涉条纹同方向旋转30°B．当金属线圈旋转45°时，干涉条纹同方向旋转90°C．当金属线圈旋转60°时，干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持不变【解析】金属线圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知，干涉条纹与金属线圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，故D正确．[答案]D6．在应用电磁波的特性时，下列符合实际的是()A．医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒B．医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒C．人造卫星对地球拍摄时利用紫外线照相有较好的分辨率D．人造气象卫星对地球拍摄时利用红外线照相是利用红外线透射率高和热效应强【解析】紫外线的化学效应明显，还具有生理作用，故常用来对病房和手术室进行消毒；而X射线的穿透力强，生理作用、化学效应并不明显，不能用于手术室消毒，常用以透视，故B正确，A错误．因为任何物质都会发出红外线，且发射的波长与温度有关，红外线的波长长，透过云雾和微尘能力强，故常用于拍摄气象云图．而地球周围传播的紫外线极少，无法用紫外线感光来拍摄地球的状况．[答案]BD7．如图所示，已知用光子能量为2.82eV的紫色光照射光电管中的金属涂层时，电流由莲山课件提供资源全部免费由莲山课件提供资源全部免费表的指针发生了偏转．若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，电流表的示数恰好减小到0，电压表的示数为1V，则该金属涂层的逸出功约为()A．2.9×10－19JB．4.5×10－19JC．2.9×10－26JD．4.5×10－26J【解析】由电场力做功的公式可知，当光电子的最大初动能Ek≤eU0时，光电流为零，故知Ek＝1.6×10－19J，所以W＝hν－Ek＝2.9×10－19J．[答案]A8．下列关于分子运动和热现象的说法中，正确的是()A．气体如果失去了容器的约束就会散开，这是因为气体分子存在斥力的缘故B．100℃的水变成100℃的水蒸气，其分子之间的势能增加C．对于一定量的气体(分子间的作用力不计)，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热D．如果气体分子总数不变，气体温度升高，则压强必然增大【解析】气体分子之间的引力大于斥力，但都小到可忽略不计，气体失去了容器的约束时会散开是因为气体分子热运动的缘故，故A错误；100°的水变成100℃的水蒸气的过程吸收热量，内能增加，但分子平均动能并没有增加，说明分子势能增加了，故B正确；气体的体积增大，分子密度变小，而压强保持不变，说明分子的平均动能增大，内能增大了，由ΔU＝W＋Q，W＜0，得Q＝ΔU＋|W|，故C正确；气体的温度升高，分子的平均动能增大，若体积膨胀较大，分子密度变小，气体压强也可能减小或不变，D错误．[答案]BC9．一列简谐横波沿x轴正方向传播，其振幅为2cm．已知在t＝0时刻相距30m的a、b两质点的位移都是1cm，但运动方向相反，其中a质点沿y轴负方向运动，如图所示．则()A．a、b两质点的平衡位置间的距离为半波长的奇数倍B．t＝0时刻a、b两质点的加速度