2010高考试题集锦(光学,原子物理部分)

2010高考试卷物理试题（光学、原子物理部分）集锦(北京卷)１４．对于红、黄、绿、蓝四种单色光，下列表述正确的是（C）Ａ．在相同介质中，绿光的折射率最大Ｂ．红光的频率最高Ｃ．在相同介质中，蓝光的波长最短Ｄ．黄光光子的能量最小１５．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为４×1026Ｊ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近（D）Ａ．1036ＫｇＢ．1018ＫｇＣ．1013ＫｇＤ．109Ｋｇ福建卷19．（18分）（1）（6分）某同学利用“插针法”测定玻璃的折射率，所用的玻璃砖两面平行。正确操作后，做出的光路图及测出的相关角度如图所示。①次玻璃的折射率计算式为n=__________（用图中的12、表示）；②如果有几块宽度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减少误差，应选用宽度_____（填“大”或“小”）的玻璃砖来测量。本小题属于简单题，1122sin(90)cossinsinsin(90)cosinr，应选宽一些的玻璃砖。29．[物理选修3-5]（本题共2小题，每小题6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）（1）14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，0m为t＝0时0m的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是。（填选项前的字母）【解析】由公式tmm)21(0可知C答案正确。全国1卷14．原子核23892U经放射性衰变①变为原子核23490Th，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492U。放射性衰变①、②和③依次为A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、β衰变和α衰变C．β衰变、α衰变和β衰变D．α衰变、β衰变和α衰变【答案】A【解析】ThU2349023892①,质量数少4,电荷数少2,说明①为α衰变.PaTh2349123490②,质子数加1,说明②为β衰变,中子转化成质子.UPa2349223491③,质子数加1,说明③为β衰变,中子转化成质子.20．某人手持边长为6cm的正方形平面镜测量身后一棵树的高度。测量时保持镜面与地面垂直，镜子与眼睛的距离为0.4m。在某位置时，他在镜中恰好能够看到整棵树的像；然后他向前走了6.0m，发现用这个镜子长度的5/6就能看到整棵树的像，这棵树的高度约为A．5.5mB．5.0mC．4.5mD．4.0m【答案】B【解析】如图是恰好看到树时的反射光路，由图中的三角形可得0.4m0.4m6cm眼睛距镜的距离眼睛距镜的距离树到镜的距离镜高树高，即0.4m0.4m.06m0LH。人离树越远，视野越大，看到树所需镜面越小，同理有0.4m6m0.4m.05m0LH，以上两式解得L=29.6m，H=4.5m。全国2卷14.原子核AZX与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子。由此可知（D）A．A=2，Z=1B.A=2，Z=2C.A=3，Z=3D.A=3，Z=220.频率不同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如右图所示，下列说法正确的是（AD）A．单色光1的波长小于单色光2的波长B．在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度C．单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间D．单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角眼睛树的像树四川卷15．下列说法正确的是A．α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部B．氨原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射C．裂变反应有质量亏损，质量数不守恒D．γ射线是一种波长很短的电磁波【答案】D【解析】α粒子的散射学习现象表明大多数α粒子不发生偏转，说明穿过了原子，少数α粒子发生偏转，说明无法穿过原子核，A错误。任何光只有在从光密介质进入光疏介质时才能发生全反射，B错误。裂变有质量亏损是因为核子的平均密度变化引起的，但是核子的总数并未改变，C错误。γ射线是频率很大波长很短的电磁波，D正确18．用波长为72.010m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.71910J。由此可知，钨的极限频率是（普朗克常量h=6.633410J·s），光速c=3.0810m/s，结果取两位有效数字）A．5.51410HzＢ.７.９1410HzC.9.81410HzD.1.21510Hz【答案】B【解析】根据光电效应方程WhEkm，在恰好发生光电效应时最大出动能为0有Wh0，且c，综合化简得1434197801081063.6107.4102103hEchEchkmkmHz天津卷1.下列关于电磁波的说法正确的是（A）A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播2.下列关于原子和原子核的说法正确的是（B）A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固浙江卷16.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（B）A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析：光电管加正向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数增加；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚参与了导电，光电流恰达最大值；P再右移时，光电流不能再增大。光电管加反向电压情况：P右移时，参与导电的光电子数减少；P移到某一位置时，所有逸出的光电子都刚不参与了导电，光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，对应的光的频率为截止频率；P再右移时，光电流始终为零。WhmveUm221截入射光的频率越高，对应的截止电压截U越大。从图象中看出，丙光对应的截止电压截U最大，所以丙光的频率最高，丙光的波长最短，丙光对应的光电子最大初动能也最大。重庆卷19.氢原子部分能级的示意图如题19图所示，不同色光的光子能量如下所示：色光光子能量范围（eV）红橙黄绿蓝—靛紫1.61---2.02.00—2.072.07—2.142.14—2.532.53—2.762.76—3.10U/VI/AOUc2Uc1甲乙丙abP正向电压abP反向电压0处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为（A）A，红、蓝、靛B，黄、绿C，红、紫D，蓝—靛、紫20.如题20图所示，空气中在一折射率为2的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧AB上的光，则AB上有光透出部分的弧长为（B）A16RB14RC13RD512R海南卷18．模块3—4试题（12分）（1）（6分）一光线以很小的入射角i射入一厚度为d、折射率为n的平板玻璃，求出射光线与入射光线之间的距离（很小时，1cos,sin）.（2）（6分）右图为某一报告厅主席台的平面图，AB是讲台，S1、S2是与讲台上话筒等高的喇叭，它们之间的相互位置和尺寸如图所示。报告者的声音放大后经嗽叭传回话筒再次放大时可能会产生啸叫，为了避免啸叫，话筒最好摆放在讲台上适当的位置，在这些位置上两个嗽叭传来的声音因干涉而相消。已知空气中声速为340m/s。若报告人声音的频率为136Hz，问讲台上这样的位置有多少个？19．模块3—5试题（12分）（1）（4分）能量为Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子，这一能量Ei称为氢的电离能。现用一频率为v的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为（用光子频率v、电子质量m、氢的电离能Ei与普朗克常量h表示）（2）（8分）在核反应堆中，常用减速剂使快中子减速。假设减速剂的原子核质量是中子的k倍，中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正磁。设每次碰撞前原子核可认为是静止的，求N次碰撞后中子速率与原速率之比。122SPSPk②式中k为实数，当k=0，2，4，…时，从两个喇叭来的声波因干涉而加强；当k=1，3，5，…时，从两个喇叭来的声波因干涉而相消，由此可知，O是干涉加强点；对于B点，12201542SBSBmm③所以，B点也是干涉加强点，因而O、B之间有2个干涉相消点，由对称性可知，AB上有4个干涉相消点。评分参考：本题共6分，①②式各1分，写出“AB上有4个干涉相消点”给2分，正确写出分析过程的给2分19．（1）2()ihvEm（4分）（2）设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为nm和Am，碰撞后速度分别为nAvv和，碰撞前后的总动量和总能量守恒，有nnnnAAmvmvmv①222111222nnnnAAmvmvmv②式中nv为碰撞前中子速度，由题设Anmkm③由①②③式，经1次碰撞后中子速率与原速率之比为11nnvkvk④经N次碰撞后，中子速率与原速率之比为1()1Nkk⑤评分参考：本题共8分，①②④⑤式各2分.江苏卷B．（选修模块3-4）（12分）（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5.30×710m,屏上P点距双缝1s和2s的路程差为7.95×710m.则在这里出现的应是（选填“明条纹”或“暗条纹”）。现改用波长为6.30×710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.C.（选修模块3-5）（12分）(1)研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A\K之间的电压akU的关系图象中，正确的是.（2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子。光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小___▲____(选填“增大、“减小”或“不变”)，原因是___▲____。（3）已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.4eV和-1.51eV，金属钠的截止频率为145.5310Hz,普朗克常量h=346.6310Js.请通过计算判断，氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板，能否发生光电效应。答案：12B.（1）D（2）暗条纹;变宽（3）设拆射角为r，折射定律sinsinir＝n;几何关系l＝2dtanr解得d＝22sin2sinnili12C.（1）C（2）减小;光电子受到金属表面层中力的阻碍作用（或需要克服逸出功）（3）氢原子放出的光子能量E＝E3－E2，代入数据得E＝1.89eV金属钠的逸出功W0＝hvc，代入数据得W0＝2.3eV因为EW0，所以不能发生光电效应.上海卷1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是（A）粒子的散射实验（B）对阴极射线的研究（C）天然放射性现象的发现（D）质子的发现答案：A解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出了院子的核式结构模型：原子核聚集了院子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转。本题考查原子的核式结构的建立。难度：易。2.利用发波水槽得到