(共47张PPT)
周末滚动融合卷(五) 专题五 热学 光学 近代物理
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一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2025·陕西适应性考试)由数十个国家的科学家组成的团队发现了“四中子”存在的明确证据。这是一种只由四个中子构成的粒子，用表示。“四中子”是通过向液态氢靶上发射“氦8”(原子核)产生的，与碰撞可将一个核分裂成一个α粒子和一个“四中子”，同时放出Z光子，如图所示。则下列有关“四中子”粒子的说法正确的是( )
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A．“四中子”的四个核子间存在电磁相互作用
B．可以通过回旋加速器加速“四中子”，使之形成高能粒子流
C．产生“四中子”的核反应为n
D．α粒子()和“四中子”()的质量之和小于“氦8”)
√
D [“四中子”的核子由中子构成的，其不带电，故核子间没有电磁相互作用，无法通过电磁场使形成高能粒子流，A、B错误；由电荷数守恒和质量数守恒，可得其核反应方程为H，C错误；该核反应方程放出Z光子，有质量亏损，所以α粒子()和“四中子”)的质量之和小于“氦8”，D正确。]
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2．(2025·山东烟台模拟)常用干涉条纹检测玻璃样品的质量，如图所示，将一块凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板的一棱沿x方向，用平行单色光向下垂直照射凹形玻璃板，观察到的干涉条纹形状可能正确的是( )
√
A B C D
B [
]
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3．如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是( )
A．外力F保持不变
B．密封气体内能增加
C．密封气体对外做正功
D．密封气体的末态压强是初态的2倍
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B [密封气体温度缓慢升高过程中在外力F作用下体积缓慢减小，结合理想气体状态方程＝C(C为常量)可知，密封气体压强缓慢增大，对活塞由平衡条件有mg＋p0S＋F＝pS，则外力F增大，A错误；由于温度升高，密封气体的内能增大，B正确；密封气体的体积减小，气体对外做负功，C错误；结合A项分析可知＝，由题可知密封气体初末状态温度之比为＝，且体积减小，则密封气体的末态压强p2＝p1>2p1，D错误。]
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4．[滚动考查平衡条件的应用](2025·四川达州市高级中学高三下学期模拟预测)某斧头砍木块、刃部进入木块的截面如图所示，刃部左侧面与右侧面的夹角为θ，右侧面与木块水平表面垂直、斧头对木块的作用力竖直向下。当斧头刃部右侧面对木块的推力大小为F时，下列说法正确的是( )
A．斧头刃部左侧面对木块的推力大小为
B．斧头刃部左侧面对木块的推力大小为
C．斧头刃部对木块的作用力大小为F sin θ
D．斧头刃部对木块的作用力大小为F cos θ
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B [如图所示，根据力的平衡可知，设斧头刃部左侧面对木块的推力大小为F′，则F′cos θ＝F，解得F′＝，A错误，B正确；合力大小等于F合＝F′sin θ＝F tan θ，C、D错误。故选B。]
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5．单镜头反光式取景照相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图所示为单反相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。下列说法正确的是( )
A．∠BCD＝135°
B．∠BAE和∠BCD不相等
C．该五棱镜折射率的最小值是
D．该五棱镜折射率的最小值是
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C [设光在CD面上的入射角为θ，作出该光线的光路图如图所示，在CD和EA面上均发生全反射，且入射角相等，由几何知识得4θ＝90°，解得θ＝22.5°，故∠BCD＝112.5°，A错误；同理可得，∠BAE＝112.5°，B错误；由折射定律知，五棱镜的最小折射率为n＝，C正确，D错误。]
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6．(2025·广西北海市高三下学期第四次模拟考试)氢原子钟是一种利用氢原子的能级跃迁特性来产生极其精确时间信号的原子钟，是目前最稳定的时间频率标准之一。如图所示为氢原子六个能级的示意图，n为量子数。已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，根据玻尔理论，下列说法正确的是( )
A．使n＝6能级的氢原子电离至少要13.6 eV的能量
B．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝6能级能量减小
C．氢原子从n＝6能级跃迁到n＝2能级放出的光子是可见光光子
D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出的光子不是可见光光子
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C [n＝6能级的氢原子具有的能量为－0.38 eV，故要使其发生电离能量变为0，至少需要0.38 eV的能量，故A错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝6能级，是由低能级跃迁到高能级，要吸收能量，总能量增大，故B错误；氢原子从n＝6能级跃迁到n＝2能级，氢原子辐射出的光子的能量为E＝－0.38 eV－(－3.40 eV)＝3.02 eV，该光子能量在可见光光子的能量范围内，故C正确；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，氢原子辐射出的光子的能量为E＝－1.51 eV－(－3.40 eV)＝1.89 eV，该光子能量在可见光光子的能量范围内，故D错误。故选C。]
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7．(2025·武汉调研)如图所示，一定质量理想气体的循环过程由下面的三个过程组成：1→2为等压过程，2→3为等温过程，3→1为等容过程。下列说法正确的是( )
A．状态1的温度高于状态3的温度
B．2→3过程中，外界对气体做负功
C．1→2过程中，每个气体分子的速率都增大
D．1→2→3→1全过程气体向外界放热
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D [3→1为等容过程，由查理定律有＝，由题图可知p3>p1，所以T3>T1，A错误；2→3的过程中，封闭气体的体积减小，外界对气体做正功，B错误；1→2为等压过程，由盖-吕萨克定律有＝，由题图可知V2>V1，所以T2>T1，则1→2过程中气体分子的平均动能增大，但并不是每个气体分子的速率都增大，C错误；1→2→3→1全过程，由于气体初末状态的温度相同，则气体的内能不变，即ΔU＝0，又p-V图像中图线与横坐标轴围成图形的面积表示外界对气体(或气体对外界)做的功的大小，显然整个过程外界对气体做正功，对全过程由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体向外界放热，D正确。]
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二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．(2025·河南省部分重点高中高三下学期联考考前押题)为检测甲图中烧瓶的气密性，将导管伸入水槽中，用手捂热烧瓶(如图乙)，导管口产生气泡，松开手后导管内有水倒吸，最终形成一段稳定水柱(如图丙)，证明装置不漏气。忽略大气压和环境温度的变化，下列关于烧瓶内气体(可视为理想气体)说法正确的是( )
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A．图丙中气体的压强大于大气压强
B．图乙中气泡上升过程中压强减小
C．松开手后气体的内能逐渐减小
D．松开手后气体向外界放热小于外界对气体做的功
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√
BC [由于液柱液面高于烧杯水面，题图丙中气体的压强小于大气压强，故A错误；题图乙中气泡上升过程中深度减小，压强减小，故B正确；气体的温度降低，内能减小，故C正确；气体体积变小，外界对气体做功，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热大于外界对气体做的功，故D错误。故选BC。]
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9．[滚动考查直流电路的动态分析](2025·高三下湖南怀化多校联考三模)如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R0、R2为定值电阻，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度增强，电压表V示数的变化量绝对值为ΔU，电流表A示数的变化量绝对值为ΔI，电流表A1示数的变化量绝对值为ΔI1，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A．电流表A和电流表A1示数都变大
B．ΔI1<ΔI
C．＝r
D．电源的效率一定降低
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√
√
AD [当光照强度增强时，光敏电阻R1阻值减小，并联阻值减小，回路总电阻减小，回路总电流增大，故定值电阻R0和电源内阻上的电压增大，并联部分电压减小，电压表示数减小，定值电阻R2电流减小，根据并联分流，电流表A1示数增大，且电流表A1电流的增加量大于电流表A电流的增加量，即ΔI1>ΔI，选项A正确，B错误；根据U＝＋r)，故＝R0＋r，选项C错误；电源的效率η＝＝，当光照强度增强时，回路总外电阻R外减小，电源的效率降低，选项D正确。]
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10．(2025·江西省重点中学协作体高三下学期第二次联考)如图所示的是半球形透明介质主视图，球心为O，半径为R，P为圆面上的一点，距球心的距离为。一束截面积为πR2的红色光束垂直射向圆面并恰好覆盖球形上表面，实验发现从P点入射的光在透明介质的球面上恰好发生全反射。已知光在真空中传播的速度为c，球冠的面积公式S＝2πRh(h为球冠的高)，不考虑光在球形上表面的反射，下列选项正确的是( )
A．该介质折射率为
B．透明介质球面被照亮的面积为
C．距离球心处入射的光在介质中传播的时间为
D．若将红光换成紫光，透明介质球面被照亮的面积增大
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√
√
AC [根据几何关系可得从P点入射的光在透明介质的球面
上的入射角满足sin θ＝，根据发生全反射的条件sin θ＝
，联立可得该介质折射率为n＝，故A正确；
如图所示，根据几何关系可得PQ＝R cos θ＝R，则球冠高为h＝R－R＝R，透明介质球面被照亮的面积为S＝2πRh＝，故B错误；根据几何关系可得距离球心处入射的光在球面的入射角满足sin α
＝＝>，会发生全反射，光路图如图所示，
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可知在A点会发生全反射，同理可得出在B、C两点也会发生全反射，在介质中传播的距离s＝2＋2R＝3R，光在介质中传播的速度v＝＝c，距离球心处入射的光在介质中传播的时间为t＝＝，故C正确；若将红光换成紫光，紫光的折射率更大，根据sin C＝可知临界角更小，则恰好发生全反射的光线向着圆心移动，则透明介质球面被照亮的面积减小，故D错误。故选AC。]
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三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．(6分)(2025·浙江宁波一模)(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列器材需要用到的有________(多选)。
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AC
(2)在上述实验时，每103 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得80滴这样的溶液为1 mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，测得油膜面积约为150 cm2，可估算油酸分子的直径大小约为____________ m。(结果保留一位有效数字)
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8×10-10
(3)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图像可能是________。
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B
[解析] (1)实验中需用注射器测油酸酒精溶液一定体积的滴数，A正确；实验中用坐标纸测量油膜的面积，C正确。故选AC。
(2)1滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积
V＝ mL＝1.25×10-5 mL
故油酸分子的直径为
d＝＝ m≈8×10-10 m。
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(3)根据理想气体状态方程 ＝C
整理可得p＝CT·，由此可知，随着环境温度的升高，p-图像的斜率会逐渐变大，B正确，ACD错误。故选B。
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12．(8分)某实验小组欲测定一段圆柱形玻璃砖的折射率，其操作步骤如下：
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a．将白纸固定在水平桌面上，将圆柱形玻璃砖竖直放在白纸上，用铅笔准确描出玻璃砖底面圆的轮廓。
b．将底面圆圆周平分为60等份，并标上相应的数字，如图甲所示，再将玻璃砖竖直放回图甲中的底面圆轮廓上进行实验。
c．用激光笔发出细束激光，沿平行于圆直径OO′的方向入射，分别准确记录入射点P和出射点Q在圆周上对应的读数N1、N2。
d．改变入射点位置，重复步骤c。
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(1)根据圆周上的读数N1、N2可得，入射角i＝____________，折射角γ＝_______________________________。(以弧度制表示)
(2)若经过多次测量，作出sin i-sin γ的图像如图乙所示，则玻璃砖的折射率为n＝________________________(结果保留三位有效数字)。
(3)在本实验的操作过程中，若入射光线发生了如图甲中虚线AB所示的偏离，则折射率的测量值将__________(选填“偏大”或“偏小”)。
1.50(1.47～1.53 均正确)
偏小
[解析] (1)圆周上的刻度被分为60等份，则每个刻度代表的弧度为＝
根据圆周上的读数可得，入射角 i＝
折射角γ＝＝。
(也可根据图中的P点位置作答)
(2)sin i-sin γ图像的斜率表示玻璃砖的折射率，则有 n＝＝＝1.50。
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(3)若入射光线发生如题图甲中虚线所示偏离，则入射角的测量值偏小，折射率的测量值偏小。
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13．(12分)(2025·河南省名校联盟高三下学期5月第三次模拟考试)某家庭水族箱内安装了一盏环形LED装饰灯，灯带镶嵌在内径为R、外径为2R的透明亚克力圆环中，圆心为O。当打开特定模式时，位于顶部C点的激光模块会射出一道蓝光，该光线在亚克力环中形成正六边形闭合光路，宛如在水面下编织出光之网，如图所示。
家人观察到光线始终在环壁内反射，从未穿
透到空气中。已知真空中的光速为c，亚克力
材料的折射率为n。
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(1)为保证光线在环壁处完全反射，求亚克力材料的折射率最小值nmin；
(2)当采用最小折射率的材料时，求蓝光完成正六边形闭环路径所需的最短时间tmin。
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[解析] (1)由几何关系有θ＝60°
因为没有光线从亚克力圆环射出，说明发生的都是全反射，有≤sin 60°
解得n≥
即光在亚克力圆环中的折射率最小值为。
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(2)由几何关系可知光在亚克力圆环中传播的路程s＝6×2R＝12R
光线在亚克力圆环中传播的时间tmin＝
又v＝
解得tmin＝。
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[答案] (1) (2)
14．(12分)(2025·浙江省精诚联盟高三下学期二模)如图所示，一固定直立汽缸由上、下两个相互连通的圆筒构成。上部圆筒体积为2V0，其中有一质量为2m、面积为2S的薄活塞A。下部圆筒长度足够，其中有一质量为m、面积为S的活塞B。两圆筒由一短而细的管道连通，两活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动，活塞A的上方盛有理想气体X，A、B之间盛有另一种气体Y，活塞B下方与大气连通。开始时整个系统处于热平衡态，X气
体温度为T0、体积为V0，内能与温度的关系为U＝CT，其中
C为已知常量，T为热力学温度；活塞B下方的大气压强为常
量p0。若汽缸壁、管道、活塞均不导热。现通过灯丝L对X气
体缓慢加热。
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(1)若活塞A恰好到达上圆筒底部时，X气体处于热平衡态，求其温度Tf 1，以及从灯丝中吸收的热量Q1；
(2)若气体X从灯丝中吸收的热量为(1)问中的两倍(即2Q1)，求达到平衡态时气体X的温度Tf 2。
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[解析] (1)初态pY＝p0－
pX＝pY－＝p0－
等压过程＝
解得Tf 1＝2T0
此过程外界对X气体做功W＝－pX(2V0－V0)＝－pXV0
根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q1＝C(Tf 1－T0)
可得Q1＝C(Tf 1－T0)－W＝CT0＋V0。
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(2)继续输入热量Q2－Q1＝Q1的过程中，气体X经历等容过程，内能变化ΔU＝C(Tf 2－Tf 1)＝Q2－Q1
解得Tf 2＝＋Tf 1＝3T0＋。
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[答案] (1)2T0 CT0＋V0 (2)3T0＋
15．(16分)[滚动考查法拉第电磁感应定律的应用](2025·1月八省联考内蒙古卷)如图(a)所示，两组平行金属导轨在同一水平面固定，间距分别为d和1.5d，分别连接电阻R1、R2，边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化关系如图(b)所示。t ＝ 0时，在距磁场左边界d处，一长为1.5d的均匀导体棒在外力作用下，以恒定速度v0向右运动，直至通过磁场，棒至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为3R，R1、R2的阻值分别为2R、R，其他电阻不计，棒与导轨垂直且接触良好。求：
题号
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(1)0～时间内，R1中的电流方向及其消耗的电功率P；
(2)～时间内，棒受到的安培力F的大小和方向。
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[解析] (1)由题图(b)可知在0～时间段内，磁场均匀增加，根据楞次定律可知R1中的电流方向为N到M；这段时间内的感应电动势根据法拉第电磁感应定律有E＝＝＝
0～时间内，导体棒连入电路中的电阻为2R，所以电流为I总＝＝
R1的功率为P＝×2R＝×2R＝。
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(2)在～时间内根据左手定则可知棒受到的安培力方向水平向左；分析电路可知MN之间的部分导体棒相当于电源；MN之外的部分和R2串联然后再和R1并联，并联电路的总电阻为 R并＝＝R
回路中的总电阻为 R总＝2R＋R＝3R
根据E′＝B0dv0，F安＝B0Id，I＝
可得F安＝。
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[答案] (1)N到M (2) 水平向左
谢 谢！周末滚动融合卷(五)
1．D [“四中子”的核子由中子构成的，其不带电，故核子间没有电磁相互作用，无法通过电磁场使n形成高能粒子流，A、B错误；由电荷数守恒和质量数守恒，可得其核反应方程为HHe―→nH，C错误；该核反应方程放出Z光子，有质量亏损，所以α粒子He)和“四中子”n)的质量之和小于“氦8”He)，D正确。]
2．B [分析题图中空气薄膜形状→两侧厚度小，厚度变化率大；中间厚度大，厚度变化率小→厚度变化率与条纹间距的关系→空气薄膜厚度变化率越大，条纹也随之变密变窄→条纹形状→中间变化率小，条纹间距大；两边变化率大，条纹间距小，B正确]
3．B [密封气体温度缓慢升高过程中在外力F作用下体积缓慢减小，结合理想气体状态方程＝C(C为常量)可知，密封气体压强缓慢增大，对活塞由平衡条件有mg＋p0S＋F＝pS，则外力F增大，A错误；由于温度升高，密封气体的内能增大，B正确；密封气体的体积减小，气体对外做负功，C错误；结合A项分析可知，且体积减小，则密封气体的末态压强p2＝p1>2p1，D错误。]
4．B [如图所示，根据力的平衡可知，设斧头刃部左侧面对木块的推力大小为F'，则F'cos θ＝F，解得F'＝，A错误，B正确；合力大小等于F合＝F'sin θ＝Ftan θ，C、D错误。故选B。]
5．C [设光在CD面上的入射角为θ，作出该光线的光路图如图所示，在CD和EA面上均发生全反射，且入射角相等，由几何知识得4θ＝90°，解得θ＝22.5°，故∠BCD＝112.5°，A错误；同理可得，∠BAE＝112.5°，B错误；由折射定律知，五棱镜的最小折射率为n＝，C正确，D错误。]
6．C [n＝6能级的氢原子具有的能量为－0.38 eV，故要使其发生电离能量变为0，至少需要0.38 eV的能量，故A错误；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝6能级，是由低能级跃迁到高能级，要吸收能量，总能量增大，故B错误；氢原子从n＝6能级跃迁到n＝2能级，氢原子辐射出的光子的能量为E＝－0.38 eV－(－3.40 eV)＝3.02 eV，该光子能量在可见光光子的能量范围内，故C正确；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，氢原子辐射出的光子的能量为E＝－1.51 eV－(－3.40 eV)＝1.89 eV，该光子能量在可见光光子的能量范围内，故D错误。故选C。]
7．D [3→1为等容过程，由查理定律有，由题图可知p3>p1，所以T3>T1，A错误；2→3的过程中，封闭气体的体积减小，外界对气体做正功，B错误；1→2为等压过程，由盖-吕萨克定律有，由题图可知V2>V1，所以T2>T1，则1→2过程中气体分子的平均动能增大，但并不是每个气体分子的速率都增大，C错误；1→2→3→1全过程，由于气体初末状态的温度相同，则气体的内能不变，即ΔU＝0，又p-V图像中图线与横坐标轴围成图形的面积表示外界对气体(或气体对外界)做的功的大小，显然整个过程外界对气体做正功，对全过程由热力学第一定律ΔU＝Q＋W可知，气体向外界放热，D正确。]
8．BC [由于液柱液面高于烧杯水面，题图丙中气体的压强小于大气压强，故A错误；题图乙中气泡上升过程中深度减小，压强减小，故B正确；气体的温度降低，内能减小，故C正确；气体体积变小，外界对气体做功，气体内能减小，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热大于外界对气体做的功，故D错误。故选BC。]
9．AD [当光照强度增强时，光敏电阻R1阻值减小，并联阻值减小，回路总电阻减小，回路总电流增大，故定值电阻R0和电源内阻上的电压增大，并联部分电压减小，电压表示数减小，定值电阻R2电流减小，根据并联分流，电流表A1示数增大，且电流表A1电流的增加量大于电流表A电流的增加量，即ΔI1>ΔI，选项A正确，B错误；根据U＝E－I(R0＋r)，故＝R0＋r，选项C错误；电源的效率η＝，当光照强度增强时，回路总外电阻R外减小，电源的效率降低，选项D正确。]
10．AC [根据几何关系可得从P点入射的光在透明介质的球面上的入射角满足sin θ＝，根据发生全反射的条件sin θ＝，联立可得该介质折射率为n＝，故A正确；
如图所示，根据几何关系可得PQ＝Rcos θ＝R，则球冠高为h＝R－R＝R，透明介质球面被照亮的面积为S＝2πRh＝，故B错误；根据几何关系可得距离球心处入射的光在球面的入射角满足sin α＝>，会发生全反射，光路图如图所示，
可知在A点会发生全反射，同理可得出在B、C两点也会发生全反射，在介质中传播的距离s＝2＋2R＝3R，光在介质中传播的速度v＝c，距离球心处入射的光在介质中传播的时间为t＝，故C正确；若将红光换成紫光，紫光的折射率更大，根据sin C＝可知临界角更小，则恰好发生全反射的光线向着圆心移动，则透明介质球面被照亮的面积减小，故D错误。故选AC。]
11．解析：(1)实验中需用注射器测油酸酒精溶液一定体积的滴数，A正确；实验中用坐标纸测量油膜的面积，C正确。故选AC。
(2)1滴油酸酒精溶液中有纯油酸的体积
V＝ mL＝1.25×10-5 mL
故油酸分子的直径为
d＝ m≈8×10-10 m。
(3)根据理想气体状态方程 ＝C
整理可得p＝CT·，由此可知，随着环境温度的升高，p-图像的斜率会逐渐变大，B正确，ACD错误。故选B。
答案：(1)AC (2)8×10-10 (3)B
12．解析：(1)圆周上的刻度被分为60等份，则每个刻度代表的弧度为
根据圆周上的读数可得，入射角 i＝
折射角γ＝。
(也可根据图中的P点位置作答)
(2)sin i-sin γ图像的斜率表示玻璃砖的折射率，则有 n＝＝1.50。
(3)若入射光线发生如题图甲中虚线所示偏离，则入射角的测量值偏小，折射率的测量值偏小。
答案：(1) (2)1.50(1.47~1.53 均正确) (3)偏小
13．解析：(1)由几何关系有θ＝60°
因为没有光线从亚克力圆环射出，说明发生的都是全反射，有≤sin 60°
解得n≥
即光在亚克力圆环中的折射率最小值为。
(2)由几何关系可知光在亚克力圆环中传播的路程s＝6×2R＝12R
光线在亚克力圆环中传播的时间tmin＝
又v＝
解得tmin＝。
答案：(1) (2)
14．解析：(1)初态pY＝p0－
pX＝pY－＝p0－
等压过程
解得Tf1＝2T0
此过程外界对X气体做功W＝－pX(2V0－V0)＝－pXV0
根据热力学第一定律ΔU＝W＋Q1＝C(Tf1－T0)
可得Q1＝C(Tf1－T0)－W＝CT0＋V0。
(2)继续输入热量Q2－Q1＝Q1的过程中，气体X经历等容过程，内能变化ΔU＝C(Tf2－Tf1)＝Q2－Q1
解得Tf2＝＋Tf1＝3T0＋。
答案：(1)2T0 CT0＋V0 (2)3T0＋
15．解析：(1)由题图(b)可知在0~时间段内，磁场均匀增加，根据楞次定律可知R1中的电流方向为N到M；这段时间内的感应电动势根据法拉第电磁感应定律有E＝
0~时间内，导体棒连入电路中的电阻为2R，所以电流为I总＝
R1的功率为P＝×2R＝×2R＝。
(2)在~时间内根据左手定则可知棒受到的安培力方向水平向左；分析电路可知MN之间的部分导体棒相当于电源；MN之外的部分和R2串联然后再和R1并联，并联电路的总电阻为 R并＝＝R
回路中的总电阻为 R总＝2R＋R＝3R
根据E'＝B0dv0，F安＝B0Id，I＝
可得F安＝。
答案：(1)N到M (2) 水平向左
2/5周末滚动融合卷(五) 专题五 热学 光学 近代物理
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2025·陕西适应性考试)由数十个国家的科学家组成的团队发现了“四中子”存在的明确证据。这是一种只由四个中子构成的粒子，用表示。“四中子”是通过向液态氢靶上发射“氦8”(原子核)产生的，与碰撞可将一个核分裂成一个α粒子和一个“四中子”，同时放出Z光子，如图所示。则下列有关“四中子”粒子的说法正确的是( )
A．“四中子”的四个核子间存在电磁相互作用
B．可以通过回旋加速器加速“四中子”，使之形成高能粒子流
C．产生“四中子”的核反应为n
D．α粒子()和“四中子”()的质量之和小于“氦8”)
2．(2025·山东烟台模拟)常用干涉条纹检测玻璃样品的质量，如图所示，将一块凹形玻璃板倒扣在另一块平板玻璃之上，从而在两块玻璃之间形成一层空气薄膜，玻璃板的一棱沿x方向，用平行单色光向下垂直照射凹形玻璃板，观察到的干涉条纹形状可能正确的是( )
A B
C D
3．如图所示，内壁光滑的汽缸内用活塞密封一定量理想气体，汽缸和活塞均绝热。用电热丝对密封气体加热，并在活塞上施加一外力F，使气体的热力学温度缓慢增大到初态的2倍，同时其体积缓慢减小。关于此过程，下列说法正确的是( )
A．外力F保持不变
B．密封气体内能增加
C．密封气体对外做正功
D．密封气体的末态压强是初态的2倍
4．[滚动考查平衡条件的应用](2025·四川达州市高级中学高三下学期模拟预测)某斧头砍木块、刃部进入木块的截面如图所示，刃部左侧面与右侧面的夹角为θ，右侧面与木块水平表面垂直、斧头对木块的作用力竖直向下。当斧头刃部右侧面对木块的推力大小为F时，下列说法正确的是( )
A．斧头刃部左侧面对木块的推力大小为
B．斧头刃部左侧面对木块的推力大小为
C．斧头刃部对木块的作用力大小为F sin θ
D．斧头刃部对木块的作用力大小为F cos θ
5．单镜头反光式取景照相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。如图所示为单反相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。下列说法正确的是( )
A．∠BCD＝135°
B．∠BAE和∠BCD不相等
C．该五棱镜折射率的最小值是
D．该五棱镜折射率的最小值是
6．(2025·广西北海市高三下学期第四次模拟考试)氢原子钟是一种利用氢原子的能级跃迁特性来产生极其精确时间信号的原子钟，是目前最稳定的时间频率标准之一。如图所示为氢原子六个能级的示意图，n为量子数。已知可见光光子的能量范围为1.61～3.10 eV，根据玻尔理论，下列说法正确的是( )
A．使n＝6能级的氢原子电离至少要13.6 eV的能量
B．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝6能级能量减小
C．氢原子从n＝6能级跃迁到n＝2能级放出的光子是可见光光子
D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出的光子不是可见光光子
7．(2025·武汉调研)如图所示，一定质量理想气体的循环过程由下面的三个过程组成：1→2为等压过程，2→3为等温过程，3→1为等容过程。下列说法正确的是( )
A．状态1的温度高于状态3的温度
B．2→3过程中，外界对气体做负功
C．1→2过程中，每个气体分子的速率都增大
D．1→2→3→1全过程气体向外界放热
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．(2025·河南省部分重点高中高三下学期联考考前押题)为检测甲图中烧瓶的气密性，将导管伸入水槽中，用手捂热烧瓶(如图乙)，导管口产生气泡，松开手后导管内有水倒吸，最终形成一段稳定水柱(如图丙)，证明装置不漏气。忽略大气压和环境温度的变化，下列关于烧瓶内气体(可视为理想气体)说法正确的是( )
A．图丙中气体的压强大于大气压强
B．图乙中气泡上升过程中压强减小
C．松开手后气体的内能逐渐减小
D．松开手后气体向外界放热小于外界对气体做的功
9．[滚动考查直流电路的动态分析](2025·高三下湖南怀化多校联考三模)如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，R0、R2为定值电阻，R1为光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。若照射光敏电阻的光照强度增强，电压表V示数的变化量绝对值为ΔU，电流表A示数的变化量绝对值为ΔI，电流表A1示数的变化量绝对值为ΔI1，所有电表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A．电流表A和电流表A1示数都变大
B．ΔI1<ΔI
C．＝r
D．电源的效率一定降低
10．(2025·江西省重点中学协作体高三下学期第二次联考)如图所示的是半球形透明介质主视图，球心为O，半径为R，P为圆面上的一点，距球心的距离为。一束截面积为πR2的红色光束垂直射向圆面并恰好覆盖球形上表面，实验发现从P点入射的光在透明介质的球面上恰好发生全反射。已知光在真空中传播的速度为c，球冠的面积公式S＝2πRh(h为球冠的高)，不考虑光在球形上表面的反射，下列选项正确的是( )
A．该介质折射率为
B．透明介质球面被照亮的面积为
C．距离球心处入射的光在介质中传播的时间为
D．若将红光换成紫光，透明介质球面被照亮的面积增大
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．(6分)(2025·浙江宁波一模)(1)在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中，下列器材需要用到的有________(多选)。
A B C D
(2)在上述实验时，每103 mL油酸酒精溶液中有纯油酸1 mL，用注射器测得80滴这样的溶液为1 mL。把1滴这样的溶液滴入盛水的浅盘里，等油膜形状稳定后，测得油膜面积约为150 cm2，可估算油酸分子的直径大小约为________ m。(结果保留一位有效数字)
(3)如图为“用传感器探究气体等温变化的规律”的实验装置，实验时某同学缓慢推动活塞，在使注射器内空气体积逐渐减小的过程中，由注射器壁上的刻度读出气体的体积V，由压强传感器测得的压强值p在计算机屏幕上实时显示，实验过程中该同学发现，环境温度逐渐升高，则实验得到的图像可能是________。
A B C D
12．(8分)某实验小组欲测定一段圆柱形玻璃砖的折射率，其操作步骤如下：
a．将白纸固定在水平桌面上，将圆柱形玻璃砖竖直放在白纸上，用铅笔准确描出玻璃砖底面圆的轮廓。
b．将底面圆圆周平分为60等份，并标上相应的数字，如图甲所示，再将玻璃砖竖直放回图甲中的底面圆轮廓上进行实验。
c．用激光笔发出细束激光，沿平行于圆直径OO′的方向入射，分别准确记录入射点P和出射点Q在圆周上对应的读数N1、N2。
d．改变入射点位置，重复步骤c。
(1)根据圆周上的读数N1、N2可得，入射角i＝________，折射角γ＝________。(以弧度制表示)
(2)若经过多次测量，作出sin i sin γ的图像如图乙所示，则玻璃砖的折射率为n＝________(结果保留三位有效数字)。
(3)在本实验的操作过程中，若入射光线发生了如图甲中虚线AB所示的偏离，则折射率的测量值将__________(选填“偏大”或“偏小”)。
13．(12分)(2025·河南省名校联盟高三下学期5月第三次模拟考试)某家庭水族箱内安装了一盏环形LED装饰灯，灯带镶嵌在内径为R、外径为2R的透明亚克力圆环中，圆心为O。当打开特定模式时，位于顶部C点的激光模块会射出一道蓝光，该光线在亚克力环中形成正六边形闭合光路，宛如在水面下编织出光之网，如图所示。家人观察到光线始终在环壁内反射，从未穿透到空气中。已知真空中的光速为c，亚克力材料的折射率为n。
(1)为保证光线在环壁处完全反射，求亚克力材料的折射率最小值nmin；
(2)当采用最小折射率的材料时，求蓝光完成正六边形闭环路径所需的最短时间tmin。
14．(12分)(2025·浙江省精诚联盟高三下学期二模)如图所示，一固定直立汽缸由上、下两个相互连通的圆筒构成。上部圆筒体积为2V0，其中有一质量为2m、面积为2S的薄活塞A。下部圆筒长度足够，其中有一质量为m、面积为S的活塞B。两圆筒由一短而细的管道连通，两活塞均可在各自的圆筒内无摩擦地上下滑动，活塞A的上方盛有理想气体X，A、B之间盛有另一种气体Y，活塞B下方与大气连通。开始时整个系统处于热平衡态，X气体温度为T0、体积为V0，内能与温度的关系为U＝CT，其中C为已知常量，T为热力学温度；活塞B下方的大气压强为常量p0。若汽缸壁、管道、活塞均不导热。现通过灯丝L对X气体缓慢加热。
(1)若活塞A恰好到达上圆筒底部时，X气体处于热平衡态，求其温度Tf1，以及从灯丝中吸收的热量Q1；
(2)若气体X从灯丝中吸收的热量为(1)问中的两倍(即2Q1)，求达到平衡态时气体X的温度Tf2。
15．(16分)[滚动考查法拉第电磁感应定律的应用](2025·1月八省联考内蒙古卷)如图(a)所示，两组平行金属导轨在同一水平面固定，间距分别为d和1.5d，分别连接电阻R1、R2，边长为d的正方形区域存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化关系如图(b)所示。t ＝ 0时，在距磁场左边界d处，一长为1.5d的均匀导体棒在外力作用下，以恒定速度v0向右运动，直至通过磁场，棒至磁场左边界时与两组导轨同时接触。导体棒阻值为3R，R1、R2的阻值分别为2R、R，其他电阻不计，棒与导轨垂直且接触良好。求：
(1)0～时间内，R1中的电流方向及其消耗的电功率P；
(2)～时间内，棒受到的安培力F的大小和方向。
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