1、第十九章 熱光學實驗20052009年高考題一、選擇題：1.（08江蘇物理）下列實驗中，深入地揭示了光的粒子性一面的有 （ ）答案：AB2.（08江蘇物理）用如圖所示的實驗裝置觀察光的薄膜干涉現象.圖（a）是燃的酒精燈（在燈芯上灑些鹽），圖（b）是豎立的附著一層肥皂液薄膜的金屬線圈.將金屬線圈在其所在的豎直平面內緩慢旋轉，觀察到的現象是 （ ）（A）當金屬線圈旋轉30時,干涉條紋同方向旋轉30（B）當金屬線圈旋轉45時,干涉條紋同方向旋轉90（C）當金屬線圈旋轉60時,干涉條紋同方向旋轉30（D）干涉條紋保持不變答案：D3.（07廣東物理）為焦耳實驗裝置簡圖,用絕熱性良好的材料將容器包好.重物

2、下落帶動葉片攪拌容器里的水,引起水溫升高.關于這個實驗,下列說法正確的是 ( )A.這個裝置可測定熱功當量B.做功增加了水的熱量C.做功增加了水的內能D.功和熱量是完全等價的,無區別解析 可通過重力做功與水溫升高吸收的熱量,測定熱功當量,做功增加了水的內能,而熱量只是熱傳遞過程中內能改變的量度,所以做功與熱量是不同的.答案 AC4.（07江蘇物理）分子動理論較好地解釋了物質的宏觀熱學性質.據此可判斷下列說法中錯誤的是 ( )A.顯微鏡下觀察到墨水中的小炭粒在不停的做無規則運動,這反映了液體分子運動的無規則性B.分子間的相互作用力隨著分子間距離的增大,一定先減小后增大C.分子勢能隨著分子間距離的

3、增大,可能先減小后增大D.在真空、高溫條件下,可以利用分子擴散向半導體材料中摻入其它元素解析分子間作用力隨距離的變化而變化,若rr0時,隨分子間距離r的增大,分子力可能先增大后減小,故B項說法是錯誤的.答案 B5.（07江蘇物理）光的偏振現象說明光是橫波.下列現象中不能反映光的偏振特性的是( ) A.一束自然光相繼通過兩個偏振片,以光束為軸旋轉其中一個偏振片,透射光的強度發生變化B.一束自然光入射到兩種介質的分界面上,當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90時,反射光是偏振光C.日落時分,拍攝水面下的景物,在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清D.通過手指間的縫隙觀察日光燈,可以看到彩色條

4、紋解析在垂直于傳播方向的平面上,只沿著某個特定方向振動的光是偏振光,A、B選項反映了光的偏振特性,C是偏振現象的應用,D是光的衍射現象.答案 D6.（07重慶理綜）為估算池中睡蓮葉面承受雨滴撞擊產生的平均壓強,小明在雨天將一圓柱形水杯置于露臺,測得1小時內杯中水位上升了45mm.查詢得知,當時雨滴豎直下落速度約為12m/s.據此估算該壓強約為(設雨滴撞擊睡蓮后無反彈,不計雨滴重力,雨水的密度為1103kg/m3) Pa B.0.54 PaC.1.5 Pa D.5.4 Pa解析設圓柱形水杯的橫截面積為S,則水杯中水的質量為m=V=1034510-3S=45S,由動量定理可得：Ft=mv,而p=,

5、所以p=Pa=0.15Pa.答案 A7.（06全國1理綜）利用圖中裝置研究雙縫干涉現象時,有下面幾種說法：A.將屏移近雙縫,干涉條紋間距變窄B.將濾光片由藍色的換成紅色的,干涉條紋間距變寬C.將單縫向雙縫移動一小段距離后,干涉條紋間距變寬D.換一個兩縫之間距離較大的雙縫,干涉條紋間距變窄E.去掉濾光片后,干涉現象消失其中正確的是 ( )答案：ABD8.（06江蘇物理）用隔板將一絕熱容器隔成A和B兩部分,A中盛有一定質量的理想氣體,B為真空（如圖 ）,現把隔板抽去,A中的氣體自動充滿整個容器（如圖）,這個過程稱為氣體的自由膨脹,下列說法正確的是 ( )A.自由膨脹過程中,氣體分子只做定向運動B.

6、自由膨脹前后,氣體的壓強不變C.自由膨脹前后,氣體的溫度不變D.容器中的氣體在足夠長的時間內,能全部自動回到A部分解析氣體分子永不停息地做無規則運動,故A錯；自由膨脹后,氣體對外做功W=0,容器絕熱,其熱傳遞能量Q=0,由熱力學定律可知,其內能不變,氣體溫度不變,但由于膨脹體積變大,故壓強減小,所以B錯,C對；涉及熱現象的宏觀過程都具有方向性,故D錯.答案 C二、非選擇題：9.（08江蘇物理）(1)空氣壓縮機在一次壓縮過程中，活塞對氣缸中的氣體做功為2.0105 J，同時氣體的內能增加了1.5l05 J.試問：此壓縮過程中，氣體(填“吸收”或“放出”)的熱量等于J.(2)若一定質量的理想氣體分

7、別按下圖所示的三種不同過程變化，其中表示等壓變化的是 (填“A”、“B”或“C”)，該過程中氣體的內能(填“增加”、“減少”或“不變”).(3)設想將1 g水均勻分布在地球表面上，估算1 cm2的表面上有多少個水分子?(已知1 mol 水的質量為18 g，地球的表面積約為51014 m2，結果保留一位有效數字)答案 （1）放出 5104 （2） C 增加 （3）710310.（08江蘇物理）如圖所示，用導線將驗電器與潔凈鋅板連接，觸摸鋅板使驗電器指示歸零.用紫外線照射鋅板，驗電器指針發生明顯偏轉，接著用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸鋅板，發現驗電器指針張角減小，此現象說明鋅板帶電（選填“正”或“負”）

8、；若改用紅外線重復以上實驗，結果發現驗電器指針根本不會發生偏轉，說明金屬鋅的極限頻率_紅外線的頻率（選填“大于”或“小于”）.答案： 正 大于11.（07廣東物理）(1)放射性物質Pb和Co的核衰變方程分別為:PoPb+X1CoNi+X2方程中的X1代表的是,X2代表的是.(2)如圖所示,鉛盒內裝有能釋放、和射線的放射性物質,在靠近鉛盒的頂部加上電場E或磁場B,在圖(a)、 (b)中分別畫出射線運動軌跡的示意圖.(在所畫軌跡上須標明是、和中的哪種射線)(3)帶電粒子的荷質比是一個重要的物理量.某中學物理興趣小組設計了一個實驗,探究電場和磁場對電子運動軌跡的影響,以求得電子的荷質比,實驗裝置如圖

9、所示.他們的主要實驗步驟如下:A.首先在兩極板M1M2之間不加任何電場、磁場,開啟陰極射線管電源,發射的電子束從兩極板中央通過,在熒屏的正中心處觀察到一個亮點;B.在M1M2兩極板間加合適的電場:加極性如圖所示的電壓,并逐步調節增大,使熒屏上的亮點逐漸向熒屏下方偏移,直到熒屏上恰好看不見亮點為止,記下此時外加電壓為U.請問本步驟的目的是什么?C.保持步驟B中的電壓U不變,對M1M2區域加一個大小、方向合適的磁場B,使熒屏正中心處重現亮點,試問外加磁場的方向如何?根據上述實驗步驟 ,同學們正確地推算出電子的荷質比與外加電場,磁場及其他相關量的關系為.一位同學說,這表明電子的荷質比大小將由外加電壓

10、決定,外加電壓越大則電子的荷質比越大,你認為他的說法正確嗎?為什么?解析 (1)由質量數守恒和電荷數守恒可知,X1代表的是He(或粒子),X2代表的是e(或粒子) (2)其軌跡如下圖所示(曲率半徑不作要求,每種射線可只畫一條軌跡)(3)B步驟的目的是使電子剛好落在正極板的近熒屏端邊緣,利用已知量表達q/m.C步驟中要使亮點出現在熒屏中心,應使電子受到的電場力與洛倫茲力相平衡,故由左手定則可判定磁場方向垂直紙面向外(垂直電場方向向外).他的說法不正確,電子的荷質比是由電子本身決定的,是電子的固有參數,與外加電壓無關.答案 (1)He(或粒子)e(或粒子) (2)(3)見解析12.（07上海物理）

11、一定量的理想氣體與兩種實際氣體、在標準大氣壓下做等壓變化時的V-T關系如圖所示,圖中.用三份上述理想氣體作為測溫物質制成三個相同的溫度計,然后將其中兩個溫度計中的理想氣體分別換成上述實際氣體、.在標準大氣壓下,當環境溫度為T0時,三個溫度計的示數各不相同,如圖所示,溫度計()中的測溫物質應為實際氣體(圖中活塞質量忽略不計);若此時溫度計()和()的示數分別為21和24,則此時溫度計()的示數為;可見用實際氣體作為測溫物質時,會產生誤差.為減小在T1T2范圍內的測量誤差,現針對T0進行修正,制成如圖所示的復合氣體溫度計,圖中無摩擦導熱活塞將容器分成兩部分,在溫度為T1時分別裝入適量氣體和,則兩種

12、氣體體積之比VV應為.解析 從VT圖象可看出,溫度為T1時,氣體的體積相同;溫度為T0時,的體積最小,所以溫度計()中的測溫物質應為實際氣體,在溫度為T0時,T=21,T=24,由于 ,代入數據得T0=23.對T0校正,在溫度T1時裝入的氣體體積比為21.答案 23 2113.（06全國2理綜）一塊玻璃磚有兩個相互平行的表面,其中一個表面是鍍銀的（光線不能通過此表面）.現要測定此玻璃的折射率,給定的器材還有：白紙、鉛筆、大頭針4枚（P1、P2、P3、P4）、帶有刻度的直角三角板、量角器.實驗時,先將玻璃磚放到白紙上,使上述兩個相互平行的表面與紙面垂直.在紙面上畫出直線aa和 bb,aa表示鍍銀

13、的玻璃表面,bb表示另一表面,如圖6所示.然后,在白紙上豎直插上兩枚大頭針P1、P2（位置如圖）.用P1、P2的連線表示入射光線.為了測量折射率,應如何正確使用大頭針P3、P4？試在題圖中標出P3、P4的位置.然后,移去玻璃磚與大頭針.試在題圖中通過作圖的方法標出光線從空氣到玻璃中的入射角1與折射角2.簡要寫出作圖步驟.寫出用1、2表示的折射率公式為n=.解析：在bb一側觀察P1、P2（經bb折射、aa反射,再經bb折射）的像,在適當的位置插上P3,使得P3與P1、P2的像在一條直線上,即讓P3擋住P1、P2的像；再插上P4,讓它擋住P2（或P1）的像和P3,P3、P4的位置如圖所示.過P1、

14、P2作直線與bb交于O；過P3、P4作直線與bb交于O；利用刻度尺找到OO的中點M；過O點作bb的垂線CD,過M點作bb的垂線與aa相交于N,如圖所示,連接ON；P1OD=1,CON=2.由折射率的定義可得n=答案 見解析14.（06上海物理）利用光電管產生光電流的電路如圖3所示,電源的正極應接在端(填“a”或“b”);若電流表讀數為8A,則每秒從光電管陰極發射的光電子至少是個(已知電子電量為1.610-19C).解析 光電管產生的電子,經電場加速打到陽極,故a端應接電源的正極.由電流強度的定義,電路中每秒通過的電量Q=It,所以,每秒從光電管陰極發射的光電子數至少是:n=51013個.答案

15、a 5101315.（06上海物理）為了測試某種安全閥在外界環境為一個大氣壓時,所能承受的最大內部壓強,某同學自行設計制作了一個簡易測試裝置,該裝置是一個裝有電加熱器和溫度傳感器的可密閉容器.測試過程可分為如下操作步驟:a.記錄密閉容器內空氣的初始溫度t1;b.當安全閥開始漏氣時,記錄容器內空氣的溫度t2;c.用電加熱器加熱容器內的空氣;d.將待測安全閥安裝在容器蓋上;e.蓋緊裝有安全閥的容器蓋,將一定量空氣密閉在容器內.(1)將每一步驟前的字母按正確的操作順序填寫:.(2)若測得的溫度分別為t1=27,t2=87,已知大氣壓強為1.0105Pa,則測試結果是:這個安全閥能承受的最大內部壓強是

16、.解析 (1)將安全閥安裝在容器蓋上,然后密封空氣,記錄其初始溫度t1,然后加熱密封空氣,待漏氣時記錄容器內空氣溫度t2,故正確操作順序為deacb.(2)已知T1=300K,T2=360K,p0=1.0105Pa,由于密封空氣的體積不變,由查理定理可得:,p=Pa=1.2105Pa.答案 (1)deacb (2)1.2105Pa16.（06江蘇物理）在用插針法測定玻璃磚折射率的實驗中,甲、乙、丙三位同學在紙上畫出的界面aa、bb與玻璃磚位置的關系分別如圖、和所示,其中甲、丙兩同學用的是矩形玻璃磚,乙同學用的是梯形玻璃磚.他們的其它操作均正確,且均以aa、bb為界面畫光路圖,則甲同學測得的折射

17、率與真實值相比（填“偏大”“偏小”或“不變”）.乙同學測得的折射率與真實值相比（填“偏大”“偏小”或“不變”）.丙同學測得的折射率與真實值相比.解析 （2）用圖測定折射率時,玻璃中折射光線偏折大了,所以折射角增大,折射率減小；用圖測折射率時,只要操作正確,與玻璃磚形狀無關；用圖測折射率時,無法確定折射光線偏折的大小,所以測得的折射率可大、可小、可不變.答案 （2）偏小 不變 可能偏大、可能偏小、可能不變17.（05天津理綜）現有毛玻璃屏A、雙縫B、白光光源C、單縫D和透紅光的濾光片E等光學元件,要把它們放在圖所示的光具座上組裝成雙縫干涉裝置,用來測量紅光的波長.(1)將白光光源C放在光具座最左

18、端,依次放置其他光學元件,由左至右,表示各光學元件的字母排列順序應為C、A.(2)本實驗的步驟有：取下遮光筒左側的元件,調節光源高度,使光束能直接沿遮光筒軸線把屏照亮;按合理順序在光具座上放置各光學元件,并使各元件的中心位于遮光筒的軸線上;用米尺測量雙縫到屏的距離;用測量頭(其讀數方法同螺旋測微器)測量數條亮紋間的距離.在操作步驟時還應注意和.(3)將測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊,將該亮紋定為第1條亮紋,此時手輪上的示數如圖甲所示.然后同方向轉動測量頭,使分劃板中心刻線與第6條亮紋中心對齊,記下此時圖乙中手輪上的示數mm,求得相鄰亮紋的間距x為mm. (4)已知雙縫間距d為2.010

19、-4m,測得雙縫到屏的距離l為0.700m,由計算式=,求得所測紅光波長 為nm.答案 (1)E、D、B (2)單縫和雙縫間距510cm 使單縫與雙縫相互平行 (3)13.870 2.310 (4)x 6.6102解析 (1)濾光片E是從白光中選出單色紅光,單縫屏是獲取線光源,雙縫屏是獲得相干光源,最后成像在毛玻璃屏上.所以排列順序為：C、E、D、B、A.(2)在操作步驟時應注意的事項有：放置單縫、雙縫時,必須使縫平行;單縫、雙縫間距離大約為510cm;要保證光源、濾光片、單縫、雙縫和光屏的中心在同一軸線上.(3)螺旋測微器的讀數應該：先讀整數刻度,然后看半刻度是否露出,最后看可動刻度,讀數為

20、13.870mm,甲圖讀數為2.320mm,所以相鄰條紋間距x=mm=2.310mm.(4)由條紋間距公式x=,得：=,代入數值得：=6.610-7m=6.6102nm18.（05廣東物理B）(1)如圖所示,在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中,光具座上放置的光學元件依次為光源、遮光筒、光屏.對于某種單色光，為增加相鄰亮紋（暗紋）間的距離，可采取或的方法。答案 （1）濾光片 單縫 增大雙縫到光屏的距離 減小雙縫間距離解析： （1）做該實驗時用單色光，應特別注意，是濾光片，其他依次是單縫屏、雙縫屏、遮光筒和毛玻璃屏。由條紋間距公式可知，要增大相鄰條紋間距，應該增大雙縫屏到光屏的距離或者減小兩縫間距離

21、。19.（05廣東物理B）熱力學第二定律常見的表述有兩種:第一種表述:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化;第二種表述:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化.圖甲是根據熱力學第二定律的第一種表述畫出的示意圖:外界對致冷機做功,使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體,請你根據第二種表述完成示意圖乙.根據你的理解,熱力學第二定律的實質是什么？答案 如下圖所示實質:一切與熱現象有關的宏觀過程都具有方向性20.（2009年北京卷）在用雙縫干涉測光的波長實驗中，將雙縫干涉實驗儀按要求安裝在光具座上（如圖1），并選用縫間距d=0.2mm的雙縫屏。從儀器注明的規格可知，像屏與雙縫屏間