高三物理复习光学试题中学教育中考_中学教育-试题.pdf

名师精编 欢迎下载 (时间：90 分钟，满分：100 分)一、选择题(本题包括 12 小题，每小题 5 分，共 60 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的全部选对的得 5 分，选对但不全的得 2 分，有选错或不选的得 0 分)1(20XX 年四川模拟)用绿光照射一个光电管能发生光电效应，欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大，下列方法中正确的是()A改用强度较小的黄光照射 B改用 射线照射 C改用强度较强的绿光照射 D改用红外射线照射 解析：选 B.增大光电子的最大的动能只有增大入射光的频率故B.2(20XX 年北京崇文模拟)颜色不同的 a 光和 b 光由某介质射向空气时，临界角分别为 Ca和 Cb，且 CaCb.当用 a 光照射某种金属时发生了光电效应，现改用 b 光照射，则()A不一定能发生光电效应 B光电子的最大初动能增加 C单位时间内发射的光电子数增加 名师精编 欢迎下载 D入射光强度增加 解析：选 B.由 sinC1n可知 nanb，则 a 光的频率小于 b 光的频率，因此 B 对 3如图 151 所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度 E 和磁感应强度 B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射 下面判断正确的是()A射到 b 点的一定是 射线 B射到 b 点的一定是 射线 C射到 b 点的可能是 射线或 射线 D射到 b 点的一定是 射线 解析：选 C.射线不带电，在电场或磁场中它都不受场的作用，只能射到 a 点，因此 D 选项不对；调整 E 和 B 的大小，既可以使带正电的 射线沿直线前进，也可以使带负电的 射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即 EqBqv.已知 粒子的速度比 粒子的速度小得多，当我们调节电场强度和磁场强度使 粒子沿直线前进时，速度大的 粒子向右偏转，有可能射到 b 点；当我们调节使 粒子沿直线前进时，速度较小的 粒子也将会向右偏，也有可能射到 b 点，因此 C 选项正确，而 A、B 选项都不对 4(20XX 年北京顺义区模拟)下列说法中正确的是()图 151 一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 A质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收热量 B.88226Ra(镭)衰变为 86222Rn(氡)要经过 1 次 衰变和 1 次 衰变 C 射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 D放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间 解析：选 D.质子与中子结合成氘核，需放出能量，A 错误根据质量数、电荷数守恒判断，只发生一次 衰变，B 错误；射线是原子核发生 衰变形成的，是由原子核中放出的电子，C 错误；根据半衰期的概念，D 正确 5(20XX 年高考四川卷)氢原子能级的示意图如图 152 所示，大量氢原子从 n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光 a，从 n3 的能级向 n2 的能级跃迁时辐射出可见光 b，则()A氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 射线 B氢原子从 n4 的能级向 n3 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 n2 的能级时可吸收任意频率的光而发生电离 解析：选 C.由题意 a 光光子能量大于 b 光光子能量，a 光频率大图 152 一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 于 b 光频率，由 v水cn，可知 C 正确 射线是原子核衰变而产生的，A 错E43E32，而紫外线光子的能量大于可见光，故 B 错能量大于或等于 3.40 eV 的光才能使氢原子在n2的能级时发生电离，故D 错 6如图 153 所示为氢原子的能级图，氢原子从 n3 的能级跃迁到 n2的能级时辐射 a 光子；从 n4 的能级跃迁到 n2 的能级时，辐射 b 光子 下列说法正确的是()Aa 光子的能量比 b 光子的能量大 B若在同种玻璃中传播，a 光的传播速度比 b 光大 C若 b 光能使某金属发生光电效应，则 a 光一定不能使该金属发生光电效应 D在同一双缝干涉实验装置中，用 a 光照射双缝得到相邻亮纹的间距比用 b 光得到的相邻亮纹间距要宽 解析：选 BD.EaE3E2EbE4E2，A 错误；由于 a 光子能量小于 b 光子能量，故 a 光频率小于 b 光频率，a 光波长大于 b 光波长，据此判断 B、D 正确；若 a 光频率大于 C 项中金属的极限频率，则 a光也能使该金属发生光电效应，C 错误 7(20XX 年高考上海卷)在下列 4 个核反应方程中，X 表示质子的是()A1530P1430SiX B.92238U 90234ThX C1327Al01n1227MgX D1327Al24He1530PX 图 153 一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 解析：选 C.在核反应中质量数守恒和电荷数守恒，由此可知，1530P1430Si 10e,92238U 90234Th24He,1327Al 01n1227Mg 11H，1327Al24He1530P01n，综上知 C 对 8(20XX 年海淀模拟)月球上特有的能源材料23He，总共大约有100 万吨，这是由于太阳风里带有大量中子打入月球表面的 X 粒子中，形成23He.月球表面稀薄气体里，每立方厘米中有数个23He 分子，收集这些23He 可以在月球建立23He 发电站，其中 X 粒子应该为()A25He B424He C323He D211H 解析：选 D.由 X01n23He 可知 X 粒子为 211H.9(20XX 年福建厦门调研)下列说法正确的是()A中子和质子结合成氘核时吸收能量 B放射性物质的温度升高，其半衰期减小 C 某原子核经过一次 衰变和两次 衰变后，核内中子数减少 4个 D 射线的电离作用很强，可用来消除有害静电 解析：选 C.中子和质子结合成氘核时放出能量放射性物质的半衰期不受温度的影响 原子核经过一次 衰变核内的中子数减少 2 个，一次 衰变核内的中子数减少一个 射线的电离作用很弱，不可用来消除有害静电 10.(20XX 年湖南十二校联考)正负电子对撞后湮灭成三个频率相同的光子，已知普朗克常量为 h，电子质量为 m，电荷量为 e，电磁波一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 在真空中传播速度为 c.则生成的光子所形成的一束光射入折射率为 n43的水中，其波长为()A.3h4mc B.2hmc C.9h4mc D.9h8mc 解析：选 D.由质能方程可知正负电子湮灭时放出的核能 E2mc2，生成三个频率相同的光子，即 3h E，2mc23h，光在真空中波长 0c3h2mc，由 n0得在水中的波长 0n9h8mc，D 正确 11(20XX 年广东江门质检)雷蒙德 戴维斯因研究来自太阳的中微子(e)而获得了 20XX 年度诺贝尔物理学奖 他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满 615 吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为 e1737Cl1837Ar10e，已知1737Cl 核的质量为 36.95658 u，1837Ar 核的质量为 36.95691 u，10e 的质量为 0.00055 u,1 u 质量对应的能量为 931.5 MeV.根据以上信息，可以判断()A中微子不带电 B中微子就是中子 C1737Cl 和1837Ar 是同位素 D参与上述反应的中微子的最小能量约为 0.82 MeV 解析：选 AD.在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 中微子所带电荷数是零，质量数是零，故 A 项正确；而中子的质量数是 1，故 B 项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而1737Cl 和1837Ar 是两种不同的元素，故 C 项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量 m(0.0005536.9569136.95658)u0.00088 u，而 1 u 质量对应的能量为 931.5 MeV，所以中微子的最小能量是 E931.50.00088 MeV 0.82 MeV，故 D 项正确 12利用氦3(23He)和氘进行的聚变安全、无污染、容易控制，月球上有大量的氦3，每个航天大国都将获取氦3 作为开发月球的重要目标之一“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦3 的分布和储量 已知两个氘核聚变生成一个氦3 和一个中子的核反应方程是：212H23He01n3.26 MeV.若有2 g 氘全部发生聚变，则释放的能量是(NA为阿伏加德罗常数)A0.53.26 MeV B3.26 MeV C0.5 NA3.26 MeV DNA3.26 MeV 解析：选 C.每两个氘核发生聚变，释放的核能为 3.26 MeV,2 g 氘核含有的核个数为22 mol1 mol，故释放的能量是 NA123.26 MeV，即 0.5NA3.26 MeV.二、计算题(本题包括 4 小题，共 40 分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8 分)(20XX 年高考江苏卷)在 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 测.1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H 的核反应，间接地证实了中微子的存在(1)中微子与水中的11H 发生核反应，产生中子(01n)和正电子(10e)，即中微子11H01n10e 可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_(填写选项前的字母)A0 和 0 B0 和 1 C1 和 0 D1 和 1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子()，即 10e10e2 已知正电子和电子的质量都为 9.11031 kg，反应中产生的每个光子的能量约为_J 正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_.(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波长的大小 解析：(1)由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知 A 正确(2)由 能 量 守 恒 有 2E 2mec2，所 以 E mec2 9.11031(3.0108)2 J8.21014 J.反应过程中动量守恒且总动量为零(3)粒子的动量 p 2mEk，物质波的波长 hp 一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 由 mnme，知 pnpe，则 ne.答案：(1)A(2)8.21014 遵循动量守恒(3)ne 14(10 分)人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为 530 nm 的绿光时，只要每秒有 6 个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉 普朗克常量为 6.631034 J s，光速为 3.0108 m/s，则(1)人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？(2)用这种波长的绿色光照射下列五种材料能产生光电效应的材料有几种？材料 铯 钙 镁 铍 钛 逸出功(1019 J)3.0 4.3 5.9 6.2 6.6 解 析：(1)每 个 绿 光 光 子 的 能 量E0 h hc6.6310343.0108530109 J3.81019 J 最少须每秒射入 6 个绿光光子人眼才能察觉故 P6E0t63.81019 W2.31018 W.(2)发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功，E0仅大于铯的逸出功，故只有一种 答案：(1)2.31018 W(2)1 错误!15.(10 分)()放射性同位素 614C 被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代，此项研究获得 1960 年诺贝尔化学奖.一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 614C 很不稳定，易发生衰变，其半衰期为 5730 年，若测得一古生物遗骸中 614C 含量只有活体中的 12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？()1934 年约里奥 居里夫妇用 粒子轰击静止的1327Al，发现了放射性磷1530P 和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖(1)写出这个过程的核反应方程式；(2)若该种粒子以初速度 v0与一个静止的12C 核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为 v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C 核的速度 解析：()由于生物活体通过新陈代谢，生物体 614C 与 612C 的比例和空气相同，都是固定不变的，但生物遗骸由于新陈代谢停止，614C发生衰变、614C 与 612C 的比值将不断减小，由半衰期的定义得 125%M0M0(12)t 则t3，t3 35730 年17190 年()(1)核反应方程式为：24He1327Al1530P01n.(2)设该种粒子的质量为 m，则12C 核的质量为 12m.由动量守恒定律可得：mv0m(v1)12mv2 解得：v2v0v112 则碰撞后该种粒子运动方向与原粒子运动方向相同 答案：()17190 年()见解析 16(12 分)(20XX 年湛江模拟)光具有波粒二象性，光子的能量 E一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 h，其中频率 表示波的特征在爱因斯坦提出光子说之后法国物理学家德布罗意提出了光子动量 p 与光波波长 的关系 ph/.若某激光管以 Pw60 W 的功率发射波长 663 nm 的光束，试根据上述理论计算：(1)该管在 1 s 内发射出多少光子？(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力 F 为多大？解析：(1)光子不仅有能量，而且有动量，照射物体时，产生的作用力可根据动量定理设在时间 t 内发射出的光子数为 n，光子频率为 ，每个光子的能量 Eh，所以 PWnh t(t1 s)而 c，解得 nPW t hc 6016631096.6310343108个2.01020个(2)在时间 t 内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，n 个光子的总动量为 p总npnh.根据动量定理有 Ftp总，解得黑体表面对光子束的作用力为 Fp总 tnh tnhPWc 603108 N2.0107 N.一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解名师精编 欢迎下载 又根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力 FF2.0107 N.答案：(1)2.01020个(2)2.0107 一个选项是正确的有的小题有多个选项是正确的全部选对的得分选对但不全的得分有选错或不选的得分年四川模拟用绿光照射一个光电管能发生光电效应欲使光电子从阴极逸出的最大初动能增大下列方法中正确的是改用强度较小的光的频率故年北京崇文模拟颜色不同的光和光由某介质射向空气时临界角分别为和且当用光照射某种金属时发生了光电效应现改用光照射则不一定能发生光电效应光电子的最大初动能增加单位时间发射的光电子数增加名师精编欢迎一个匀强电场和匀强磁场共存的区域方向如图所示调整电场强度和磁感应强度的大小使得在上只有两个点受到射线照射下图面判断正确的是射到点的一定是射线射到点的一定是射线射到点的可能是射线或射线射到点的一定是射线解