專題09 光學(xué)與原子--2024年高考物理一模試題分類匯編（上海專用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一、【2024徐匯一?！吭优c原子核
隨著電子、原子、原子核的發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)組成物質(zhì)的粒子有了越來(lái)越多的認(rèn)識(shí)。
1．若在如圖所示的陰極射線管中部加上平行于紙面向上的電場(chǎng)，陰極射線將向偏轉(zhuǎn)；電子的衍射現(xiàn)象證明了電子具有_________性。
2．質(zhì)子由 2 個(gè) u 夸克和 1 個(gè) d 夸克組成，表示為 p＝uud，則反質(zhì)子可表示為_________；中子由 1 個(gè) u 夸克和 2 個(gè) d 夸克組成，由此可推算出d 夸克的電量為______e。（已知質(zhì)子帶電量為e ）
3．質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3。當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是（c表示真空中的光速）
A．B．(m3－m2－m1)c
C．D．(m3－m2－m1)c2
4．（多選）在云室中有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從 P 點(diǎn)發(fā)出兩個(gè)電子和一個(gè)正電子，三個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中 1、2、3 所示，三個(gè)粒子的初速度分別為v1、v2、v3。根據(jù)軌跡可以推斷出
A．正電子的軌跡是1B．正電子的軌跡是2
C．v1＞v2＞v3D．v3＞v2＞v1
5．鈾235受到中子轟擊后，會(huì)發(fā)生核裂變。
（1）完成核裂變方程： EQ \S(1,0) n＋ EQ \S(235, 92)U? EQ \S(141, 56)Ba＋ EQ \S(92,36)Kr ＋______。
（2）（計(jì)算）如果按一個(gè)鈾235原子核裂變時(shí)放出200MeV 能量計(jì)算，1g 鈾235全部裂變后釋放的能量是多少J ？（阿伏加德羅常數(shù)6.02×1023 ml-1，鈾235的摩爾質(zhì)量235g/ml，e =1.60×10-19C）（結(jié)果保留 2 位有效數(shù)字）
二、【2024楊浦一模】光梳
光梳是一種復(fù)色光，包含頻率等間距分布的多種單色光，其中各單色光光強(qiáng)I（v）與頻率v的關(guān)系如圖所示。各單色光的頻率可以表示為vk=v0+k?Δνk=0,±1,±2,?，其中v0是中心頻率，相鄰兩單色光的頻率差為Δν。
1．某光梳的光強(qiáng)I與頻率v的關(guān)系如題圖所示，則光強(qiáng)I與波長(zhǎng)λ的關(guān)系可能為（）
A． B．C．D．
2．為把光梳中不同頻率的單色光分開，可利用同種玻璃對(duì)不同頻率光的折射率n不同這一規(guī)律。使光束斜射入一矩形玻璃磚，光束通過玻璃磚后各個(gè)單色光會(huì)分開并平行地從玻璃磚射出。為測(cè)定玻璃磚對(duì)某一單色光的折射率，將玻璃磚置于方格紙上，用插針法得到四個(gè)大頭針a、b、c、d的位置如圖所示。
（1）畫出入射光線、折射光線和出射光線；
（2）由此得到玻璃磚對(duì)該單色光的折射率n=________c（保留2位有效數(shù)字）
3．如圖，由玻璃磚出射的多束平行單色光經(jīng)單縫后垂直入射到刻有雙縫的不透明平面。雙縫間距為d，雙縫所在平面與光屏之間距離為D。
（1）為使光屏上干涉條紋間距變大，可________雙縫平面與光屏之間的距離D。
（2）同步地上、下移動(dòng)單縫和雙縫平面，分別得到兩種不同頻率單色光的相鄰干涉條紋間距為x1和x2，這兩種單色光的頻率差為________。
三、【2024虹口一?！糠瓷渑c折射現(xiàn)象
波到達(dá)兩種不同介質(zhì)的界面時(shí)，通常會(huì)同時(shí)發(fā)生反射與折射。
1．如圖，站在清澈的湖邊，可以同時(shí)看到湖旁景物的倒影和水底的枯枝（）
A．景物的倒影是光在水面折射形成的
B．看到的枯枝是光在水面反射形成的
C．看到枯枝的深度比湖底的深度更大一些
D．人在湖邊看到景物的倒影，潛在水中向上也能看到湖邊景物，說(shuō)明光在水面同時(shí)發(fā)生了反射與折射
2．光導(dǎo)纖維呈圓柱形，中間是直徑為微米級(jí)的纖芯A，外面包裹材料B，最外層是塑料護(hù)套C，它能遠(yuǎn)距離、高效傳導(dǎo)各種光信號(hào)。（）
A．光導(dǎo)纖維運(yùn)用了光的色散原理
B．纖芯A的折射率最小
C．包裹材料B的折射率最大
D．可以選用折射率由內(nèi)向外逐漸減小的漸變型纖芯
3．如圖，游泳池注滿水，光源S在水面下2.0m處，離水池右側(cè)的邊緣為1.5m，水的折射率為1.33。
（1）光在水中傳播的速度____________光在空氣中傳播的速度（選填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）從池邊觀察，看到光源S的像離水面的距離約為__________m（保留2位有效數(shù)字）。
4．水深小于波長(zhǎng)區(qū)域的水波叫淺水波。水的深度發(fā)生變化，淺水波的傳播方向會(huì)發(fā)生變化，傳播速度也隨之變化。淺水波的波速v=，其中g(shù)為重力加速度，h為水的深度。如圖，從左側(cè)發(fā)出一列水波，途徑A、B兩處。
（1）由圖可知，A處水波的波長(zhǎng)_______________B處水波的波長(zhǎng)，A處的水深______________B處的水深（均選填“大于”、“小于”或“等于”）。
（2）假設(shè)水波的折射與光的折射遵從相同規(guī)律，B相對(duì)于A的等效折射率n=1.5，A處水深hA=1.8cm，則B處水深hB為____________cm。
四．【2024奉賢一?！拷锢恚ü?9分）
1. α粒子散射①實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備是（）；②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（）；③實(shí)驗(yàn)結(jié)論是（）。
A．在充滿氮?dú)猸h(huán)境中；
B．用0.4μm金箔；
C．絕大多數(shù)α粒子散射角小于3?；
D．沒有α粒子被反彈回來(lái)；
E．原子的中心有個(gè)很小的核；
F．測(cè)出電子的比荷
2. 瑞士科學(xué)家巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的氫原子在可見光區(qū)的四條譜線作了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)滿足，其中n取3、4、5、6，式中R叫作里德伯常量。
（1）玻爾受啟發(fā)提出氫原子結(jié)構(gòu)模型：氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量值為，處于n能級(jí)時(shí)的能量值為，。若普朗克常量為h，真空中的光速為c，n與巴爾末公式中n相等，則______。（用h、c、E1表示。）
（2）由玻爾理論可以推斷滿足巴耳末公式中除了4條可見光譜線外應(yīng)該還有屬于_________（“紅外線”或“紫外線”）頻段的電磁波，屬于_________（“發(fā)射”或“吸收”）光譜。
3. 以下核反應(yīng)中：_________是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，_________是目前核電站反應(yīng)堆的基本核反應(yīng)方程，_________是β衰變方程。做中子衍射實(shí)驗(yàn)應(yīng)該用的中子是B核反應(yīng)前中子還是B核反應(yīng)后的中子，并說(shuō)明理由：_________。
A． B．
C． D．
4. 如圖甲所示，一驗(yàn)電器與鋅板相連，在O處用的紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈后，驗(yàn)電器指針保持一定偏角。現(xiàn)使驗(yàn)電器指針回到零，再用相同強(qiáng)度的黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無(wú)偏轉(zhuǎn)。
（1）甲圖中鋅板帶_________電，指針帶_________電（“正”、“負(fù)”、“無(wú)”）；若改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗(yàn)電器指針_________（填“有”或“無(wú)”）偏轉(zhuǎn)。
（2）某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路，圖中A和K為光電管的兩極，K為陰極，A為陽(yáng)極?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為6.4eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的示數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為2.1V，則光電管陰極材料的逸出功為_________eV，該陰極材料的截止頻率為_________Hz。（普朗克常量，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）如圖丙中Uc為反向遏止電壓，v為入射光頻率，改變?nèi)肷涔忸l率（都大于該光電管的截止頻率）測(cè)得如圖丙直線。若用逸出功更小的光電管作陰極材料，在圖丙中畫出可能的圖像______。
五、【2024徐匯一?！吭游锢?br>原子物理學(xué)是研究原子的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及相互作用的物理學(xué)分支。它主要研究：原子的電子結(jié)構(gòu)；原子光譜；原子之間或與其他物質(zhì)的碰撞過程和相互作用。
1. 粒子散射實(shí)驗(yàn)中，大角度偏轉(zhuǎn)（）
A. 是由于與電子的碰撞B. 是由于庫(kù)侖引力
C. 反映了原子核白質(zhì)子和中子組成D. 來(lái)源于原子核中帶正電的核
2. 若氫原子核外電子在庫(kù)侖力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則電子運(yùn)動(dòng)半徑越大，電子運(yùn)動(dòng)的（）
A. 周期越小B. 線速度越小C. 加速度越大D. 角速度越大
3. 氫原子從能級(jí)m躍遷到能級(jí)n時(shí)輻射紅光的頻率為v1，從能級(jí)n躍遷到能級(jí)k時(shí)吸收紫光的頻率為v2，已知普朗克常量為h，若氫原子從能級(jí)k躍遷到能級(jí)m，則（）
A. 吸收光子的能量為hv1+?v2B. 輻射光子的能量為hv1+?v2
C. 吸收光子的能量為?v2?hv1D. 輻射光子的能量為?v2?hv1
4. 如圖所示，一群處于第4能級(jí)的氫原子發(fā)光，將這些光分別照射到圖甲電路陰極K的金屬上，只能測(cè)得3條電流隨電壓變化的圖像（如圖乙）。已知?dú)湓拥哪芗?jí)圖如圖丙所示。
（1）這群處于第4能級(jí)的氫原子，原子最終都回到基態(tài)，總共能發(fā)出_____種不同頻率的光；
（2）a光為氫原子從第4能級(jí)躍遷到n=_____能級(jí)發(fā)出的光子，該金屬的逸出功W=____ev；b光照射金屬時(shí)的遏止電壓Ub=_________V；
5. 1945年美國(guó)的第一顆原子彈在新墨西哥州的沙漠中試爆成功。該原子彈是以钚（94239Pu）為核原料的，在中子的轟擊下，一種典型的核裂變產(chǎn)物是氙（54135Xe）和鋯（40101Zr），試寫出此核反應(yīng)方程：_________；已知PU（钚）的半衰期是88年，當(dāng)87.5%的原子核發(fā)生衰變，大約要經(jīng)過_________年。

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