1、 2012 高考物理预测专题 10：热学、光学、原子物理高考预测高考中对热、光、原部分的考查形式一般为三个选择题。分值均为 6 分。热学部分利用阿伏加德罗常数求分子的直径、分子的质量、估算分子个数以及布朗运动、分子间相互作用力随分子间距离变化的关系、内能及其变化是高考常考知识点，多以难度中等或中等偏下的选择题形式出现。几何光学研究的是光线传播的规律，主要包括原理有光的直线传播规律、光的反射定律、光的折射定律、光路的可逆原理；物理光学主要包括光的干涉、光的衍射、光电效应现象等知识点规律。一、选择题（共 12 小题，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
2、对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错的或不答的得 0 分）1. 下面的叙述中正确的是 （ ）A物体的温度升高，物体中分子热运动加剧，所有分子的热运动动能都一定增大B对气体加热，气体的内能一定增大C物质内部分子间吸引力随着分子间距离增大而减小，排斥力随着分子间距离增大而增大D布朗运动是液体分子对换悬浮颗粒碰撞作用不平衡而造成的答案：D2.质量相等的氢气和氧气，温度相等，不考虑分子间的势能，则（ ）A、氧气的内能较大 B、氢气的内能较大 C、两者的分子平均速率和两者的内能一样大D、氢气分子的平均动能较大答案：B3. 如图 13 5 所示，空气中一块圆截异型玻璃砖，折射率为 2，现有一束细光束
3、，垂直射到 AO 面上，经玻璃砖反射、折射后，经 OB 面平行返回，角 AOB 为 135，圆半径为 r。则入射点 P 距圆心 O 的距离为Arsin15 Brsin7.5C 12r D 14r答案：B4. 卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（ ）原子的中心有个核，叫原子核原子的正电荷均匀分布在整个原子中原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里带负电的电子在核外绕着核旋转答案：ACD5. 一束由红、蓝两单色光组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角 射入，穿过玻璃砖自下表射出。已知该玻璃对红光的折射率为 1.5，设红光与蓝光穿过玻璃砖所用的时间分别为 t1和 t2，则在 从 0逐渐增大至
4、 90的过程中( )APOB图 1A.t1始终大于 t2 B.t1始终小于 t2C.t1先大于后小于 t2 D.t1先小于后大于 t2答案：B6. 下列说法中不正确的是 ( )A在一房间内，打开一台冰箱的门，再接通电源，过一段时间后，室内温度就会降低B从目前的理论看来，只要实验设备足够高级，可以使温度降低到-274C第二类永动机是不能制造出来的，尽管它不违反热力学第一定律，但它违反热力学第二定律D机械能可以自发地全部转化为内能，内能也可以全部转化为机械能而不引起其他变化答案：ABD7. 对于一定量的理想气体，下列说法正确的是（ ）A若气体的压强和体积都不变，其内能也一定不变B若气体的内能不变，
5、其状态也一定不变C若气体的温度随时间不断升高，其压强也一定不断增大D气体温度每升高 1 K 所吸收的热量与气体经历的过程有关E当气体温度升高时，气体的内能一定增大答案：ADE8. 如图 2 所示，气缸内盛有一定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气。现将活塞杆与外界连接并缓慢地向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是 ( ) A.气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律B.气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律C.气体是从单一热源吸热
6、，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律D.A、B、C 三种说法都不对答案：C9. 以下说法正确的是（ ）A.温度相等的两块铁，其内能一定相等B.温度不等的两物体，其内能一定不等C.两物体的内能相等，其分子平均动能一定相等D.两块相同物质组成的固态物体，质量相等，温度相同，内能一样大答案：D10. 光子的能量为 ，动量为 ，如果一个静止的放射元素的原子核在发生 辐射时hc 只发生一个光子，则辐射后的原子核（ ）A仍然静止B沿着与光子运动方向相反的方向运动C沿着与光子运动方向相同的方向运动D可能向相反的方向运动答案：C二、填空题（本题 2 小题，共 28 分，把答案填在题中的横线上）11.
7、 （1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛。下面关于激光的叙述正确的是 （A）激光是纵波（B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同（C）两束频率不同的激光能产生干涉现象（D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离（2）如图甲所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为 5.30 710m,屏上 P 点距双缝1s和 的路程差为 7.95 710m.则在这里出现的应是 （选填“明条纹”或“暗条纹” ） 。现改用波长为 6.30 m 的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将（选填“变宽” 、 “变窄” 、或“不变” 。 （3）如图乙所示，一束
8、激光从 O 点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的 A 点射出。已知入射角为 i ,A 与 O 相距 l,介质的折射率为 n,试求介质的厚度 d. 答案：12. 如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑。这是光的 (填“ 干涉”、 “衍射”或“ 直线传播”)现象，这一实验支持了光的 (填“ 波动说“、 “微粒说“或“光子说“)。答案：衍射，波动说13. 在利用双缝干涉测定光波波长的实验中，首先调节光源、滤光片、单缝和双缝的中心均位于遮光筒的中心轴线上，若经粗调后透过测量头上的目镜观察，看不到明暗相间的条纹，只看到一片亮区，造成这种情况的
9、最可能的原因是 ；若调至屏上出现了干涉图样后，用测量头去测量，转动手轮，移动分划板，第一次分划板中心刻度线对齐A 条纹中心时，如图 5 所示，游标卡尺的示数如图 7 所示；第二次分划板中心刻度线对齐 B 条纹中心时如图 6 所示，游标卡尺的示数如图 8 所示已知双缝的间距为 05mm，从双缝到屏的距离为 1m，则图 7 中游标卡尺的示数是 mm。图 8 中游标卡尺的示数为 mm，实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是 ，所测光波的波长为 m(保留两位有效数字)三、计算题（共 4 小题，共 72 分。解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中
10、必须明确写出数值和单位。 ）14. （18 分） 受中子轰击时会发生裂变，产生 和 ，同时放出能量，已知U2359 Ba13956Kr4每个铀核裂变时释放的能量为 ，则（1）写出核反应方程；（2）现在要建设发电MeV0功率为 的核电站，用铀 235 做为核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电kW510能，那么该核电站一天消耗铀 235 多少千克？（阿伏加德罗常数为 ）1230.6mol14.解析：（1）核反应方程为： MeVnKrBanU31094613502359 （2）电站一天发出的电能 PtE1设每天消耗 为 ，核裂变释放的能量为：2359mkg235/106.0.61092 E由能量
11、转化得： 21E由式得： kgm.15. （18 分）已知地球半径 R=6.4106m，地球表面的重力加速度 g=9.8m/s2，大气压P0=1.0105Pa，空气平均摩尔质量为 M=2.910-2kg/mol,阿伏加德罗常数 NA=6.021023 mol-1，在下列问题的计算中还可以查用其他数据。（1）试估算地球周围大气层的空气分子数？（2）假如把地球大气全部变为液体而分布在地球表面，地球的半径将增大多少？15. 解析：（1） 因为大气压是由大气重力产生的，故大气的总质量 218045.0GRmPkgg故地球周围大气层的空气分子数为 个。41.0AmNM（2）虽然各种液体的密度不同，但数量
12、级均为 103kg/m3,现以水的密度来代替液化空气的密度，则液化空气的体积 ， 设大气为液体分布在地球表面时地球半15.2V径增加 y，则有 ，考虑到 y 远小于 R，忽略 y 的二次项和三次项，3344()Ry即得 。210m16. （20 分）大原子反应堆中，用石墨（碳）做减速剂使快中子变为慢中子，已知碳核的质量是中子质量的 12 倍，假设中子与碳核的碰撞是弹性的（即碰撞中不计能量损失） ，而且碰撞前碳核是静止的，试求：（1）设碰撞前中子的动能为 ，问经过一次碰撞后，中0E子的动能损失多少？（2）至少经过多少次碰撞，中子的动能才能少于 （061， ）？4.3lg041.lg16.解析：（1）设中子的质量为 ，速度为 ，碳核的质量为 ，二者碰撞后的速度分m0v0M别为： 、 ，则 vMv1022120m由可得： 03v碰撞一次，中子的动能损失为： 02202120 16948)3(EmvvE（2）中子与碳核第一次碰撞后剩余的动能为： 022011 )13()(vmvE同理经过第二次碰撞后，中子剩余的动能为： 022122 )(E第 次碰撞后中子剩余的动能为：n 0602212 1)3(1vmvEnn有 ，即060)3(En 两边取对数可得： 6)lg(2得： 次41.13.
