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1、2023届高考物理一轮复习专题：光学 近代物理一、选择题（本大题共14题）1（河南省郑州市2021-2022学年二模）民间有“日晕三更雨，月晕午时风”的谚语。日晕也叫圆虹，是多出现于春夏季节的一种大气光学现象，如图甲所示。它形成的原因是在5000m的高空中出现了由冰晶构成的卷层云，太阳光照射着层云中的冰晶时会发生折射和反射，阳光便被分解成了红、黄、绿、紫等多种颜色，这样太阳周围就会出现一个巨大的彩色光环，称为日晕。其原理可简化为一束太阳光射到一个截面为正六边形的冰晶上，如图乙所示，a、b为其折射出的光线中的两束单色光。下列说法正确的是（）Aa光的折射率大于b光折射率B在冰晶中a光传播速度小于b
2、光传播速度C从冰晶中射入空气发生全反射时b光的临界角较小D让a、b光分别通过同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距比a光的大2（河南省郑州市2021-2022学年二模）氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV3.11eV，铝的逸出功是4.2eV，则（）A氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出的光是可见光，用其照射铝板不能发生光电效应B大量氢原子从高能级向能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C大量氢原子从高能级向能级跃迁时，发出的光具有荧光效应D大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光3（2022山西怀仁市第一中学校模拟预测）如图所示，一束光照射到三棱镜上
3、发生色散，分成a、b两束光打在光屏上。关于这一现象的描述，以下说法正确的是（）A如果a是绿光，b可能是黄光B对同一种介质，a的折射率小于b的折射率Ca在真空中的传播速度大于bDb在三棱镜中的传播速度小于aE让a、b分别通过同一双缝发生干涉，a的干涉条纹宽度大于b4（2022上海嘉定二模）利用图a所示的装置，观察光的干涉、衍射现象，在光屏上得到图b中甲和乙两种图样。则（）A甲对应单缝，乙对应双缝B甲对应双缝，乙对应单缝C都是单缝，甲对应的缝宽较大D都是双缝，甲的双缝间距较大5（2022浙江绍兴模拟预测）科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤，其中波长400450纳米的蓝光对视网
4、膜危害程度最大，生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。如图所示，人们可用防蓝光眼镜减小蓝光对眼睛的损害，关于防蓝光镜片制作的原理可能正确的是（）A用偏振片作为镜片，利用光的偏振将蓝光过滤B把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤C在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤D用折射率较大的材料做镜片，利用光的全发射将蓝光过滤6（2022山西怀仁市第一中学校模拟预测）碳14是碳的一种放射性同位素，是通过宇宙射线撞击空气中的氮14原子产生的，其半衰期为5730年，衰变后又转变为氮14。由于其不断地产生、衰变使得大气中的碳14达到动态平衡，从而使大气及活体生物中碳元
5、素的碳14丰度（碳14原子占碳原子总数的百分比）保持一个定值，而死亡的生物体中的碳14原子却由于衰变而不断减少，这就是碳14测定年代的原理。根据以上描述，以下说法正确的是（）A碳14发生的衰变是衰变B若某待测生物体样本的碳14丰度为大气的12.5%，则可判定该生物体死亡约17190年C衰变产生的氮14新核的质量大于碳14的质量D碳14的半衰期会受到环境温度、湿度以及所处化学状态（化合态或游离态）的影响7（2022黑龙江鹤岗一中二模）图示为双缝干涉实验装置，某同学在某次实验中只更换了不同颜色的滤光片，得到a、b两种色光的干涉图样如图所示，关于a、b两种色光，下列说法正确的是（）A在真空中，a光的
6、波长小于b光的波长B在玻璃中，a光的折射率小于b光的折射率C在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度D从水中射向空气中，增大入射角，b光先发生全反射8（2022河南模拟预测）1934年约里奥居里夫妇用粒子轰击静止的铝核（），发现了放射性磷（）并同时释放一个X粒子，磷核（）具有放射性，它在衰变为硅核（）的同时释放一个Y粒子，则X粒子和Y粒子分别是（）A质子和电子B质子和正电子C中子和电子D中子和正电子9（2022陕西永寿县中学二模）某科研人员正在研制一种新型长效电池，他采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63（）和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生衰变时释放的电子被铜片俘获，如图
7、所示，把镍63和铜片分别做成电池的两极，为外电阻提供电能。下列说法正确的是（）A镍63发生衰变的核反应方程是B10个镍63原子核经过100年，一定有5个镍63原子核发生了衰变C升高温度和增大压强都可以改变镍63的半衰期D衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的10（2022山东三模）如图所示是一束复色光进入水珠后的传播示意图，最终出射时分为两束光a、b，则a光与b光相比（）Ab光在水珠中的传播速度较大Ba光的光子动量比b光的小C通过同一双缝干涉装置，a光的干涉条纹间距比b光的小D若b光照射某金属表面恰好有光电子逸出，则用a光照射该金属表面一定有光电子逸出11（2022山东三模）在超
8、导托卡马克实验装置中，质量为m1的与质量为m2的发生核聚变反应，生成质量为m3的新核，同时放出质量为m4的X，若已知真空中的光速为c，下列说法正确的是（）A该反应属于a衰变B该反应释放的核能为（m1+m2-m3-m4）c2CX为电子，最早由查德威克通过实验发现的D该核反应是目前利用核能的主要方式12（2022广东高考真题）目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为，其中。图是按能量排列的电磁波谱，要使的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是（）A红外线波段的光子B可见光波段的光子C紫外线波段的光子DX射线波段的光子13（2022全国高考真
9、题）两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为N，在时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在时刻，尚未衰变的原子核总数为（）ABCD14（2022广东开平市忠源纪念中学模拟预测）2021年4月13日，日本政府举行内阁会议，正式决定向海洋排放福岛核电站含有对海洋环境等有害的核废水。核废水排入大海以后，首先会影响到周边国家，然后经过海洋的大洋环流，十年以后，整个太平洋将会全部受到污染。它如果存在人的体内，就可能导致“三致”，致癌致畸致突变，对人的遗传基因有重大的影响。下图中，关于放射线的探测、应用与防护说法正确的是（）A甲乙两图是在威耳逊云室中产生的径迹图，根据径迹的长短和粗细，可以
10、知道乙图粒子为粒子B丙图是盖革-米勒计数管，它能用来计数，也能区分射线的种类C丁图中是工业部门使用射线来测塑料板或钢板的厚度D（铀核）衰变为（氡核）要经过4次衰变，2次衰变二、解答题（本大题共6题）15（2022上海徐汇三模）1945年7月16日，美国的第一颗原子弹在新墨西哥州的沙漠中试爆成功。由于当时美国对原子弹武器的细节都是绝对保密的，因此试爆后测量的各种数据都是不为人知的。到了1947年，美国军方只是公布了原子弹爆炸火球随时间变化的照片，这些原子弹爆炸产生的蘑菇云照片在当时引起了人们极大的兴趣，出现在世界各地的报纸和杂志上。（1）该原子弹是以钚（）为核原料的，在中子的轰击下，一种典型的核
11、裂变产物是氙（）和锆（），试写出此核反应方程；（2）英国物理学家杰弗里泰勒爵士通过对照片的分析，认为原子弹爆炸火球的实时半径与时间，爆炸能量以及空气密度有关。请你写出会影响的理由，并指出当增大时，将增大还是减小；（3）接上问，如果认为只与，有关，可以得到：，其中、是无单位的常数试求出、的数值；（4）接上问，我们假定常数，取空气密度。观察图片可得，当时，火球半径约等于。已知1吨TNT当量，试估算该次核爆炸的当量。16（2022北京市第十二中学二模）如图是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为v1的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电
12、压表的示数U1；用频率为v2的光照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数U2。（1）步骤中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动？移动后光电管中从K发射出的电子由K向A的运动是加速运动还是减速运动？（2）步骤中，若改变光的强弱，微安表示数恰好变为0时的电压表示数U1是否变化？请写出光电效应方程，根据方程做出解释。（3）已知电子的电荷量为，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式以及光电管材料的逸出功。（4）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250W/m2会引起神经混乱。有一微波武器，其发射功率P为3107W。若发射的微波可视为
13、球面波，请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。（估算中取3）17（2022北京市第十二中学二模）玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动视为经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k。氢原子处于基态时电子的轨道半径为r1，电势能为（取无穷远处电势能为零）。（普朗克常量）（1）求氢原子处于基态时电子的动能及氢原子的总能量。（用字母表示即可）（2）若已知基态能量，电子电荷量，要使处于的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？
14、（结果保留三位有效数字）（3）下图为氢原子能级图。若已知钠的极限频率为6.001014Hz，今用一群处于的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？18（河南省郑州市2021-2022学年二模）如图所示，阴影部分ABC是由均匀透明材料做成的柱形光学元件的横截面，材料的折射率，弧AC是一半径为R的圆弧，D为圆心，ABCD构成方形，在D处有一点光源，不考虑二次折射，求：（1）当光从AB边中点E射出时，折射光的反向延长线交AD于F点（F点图中未画出），求AF的长度；（2）AB边和BC边有光射出的区域的总长度。19（2022河北保定市第二十八中学三模）如图所示，一段圆
15、柱形光导纤维长，圆形截面内芯直径，内芯的折射率，外套的折射率，光从光导纤维的左端中心以入射角射入，经多次全反射后，从右端面射出。已知光在真空中的传播速度为，求：（1）光线从空气进入光导纤维的折射角；（2）光从左端传播到右端所需的时间t。20（2022海南中学三模）如图所示，柱状棱镜的横截面是直角三角形，C是较小的锐角，且已知sinC=0.6，cosC=0.8。一单色细光束从AB边的中点D以某一特定的入射角i射入棱镜，恰好射向BC边的中点E（图中未画出），且在E点恰好发生全反射，反射光从AC边的F点（图中未画出）射出。不考虑多次反射的光线，已知真空中的光速为c，AB边的长为3L。求：（1）入射角i的正弦值sini；（2）光从入射点D射入棱镜到射出棱镜所需的时间t。试卷第10页，共10页参考答案：1C2A3BDE4A5C6B7AC8D9D10B11B12A13C14A15（1）；（2）（3），；（4）吨TNT当量16（2）不发生变化；（3），；（4）17（1），；（2）；（3）4条18（1）；（2）19（1）；（2）20（1）；（2）答案第2页，共2页