高三物理复习光学试题

精品文档 1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 2009 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 2010 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Ca Cb 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 D 入射光强度增加 精品文档 2欢迎下载 解析 选 B 由 sinC 可知na nb 则a光的频率小于b光的频 1 n 率 因此 B 对 3 如图 15 1 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Eq Bqv 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 2010 年北京顺义区模拟 下列说法中正确的是 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 图 15 1 精品文档 3欢迎下载 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 2009 年高考四川卷 氢原子 能级的示意图如图 15 2 所示 大 量氢原子从n 4 的能级向n 2 的 能级跃迁时辐射出可见光a 从 n 3 的能级向n 2 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n 4 的能级向n 3 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n 2 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 于b光频率 由v水 可知 C 正确 射线是原子核衰变而产生的 c n A 错 E43 E32 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n 2 的能级时发生电离 故 D 图 15 2 精品文档 4欢迎下载 错 6 如图 15 3 所示为氢原子的能 级图 氢原子从n 3 的能级跃迁到 n 2 的能级时辐射a光子 从n 4 的 能级跃迁到n 2 的能级时 辐射b光 子 下列说法正确的是 A a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 Ea E3 E2 Eb E4 E2 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 2008 年高考上海卷 在下列 4 个核反应方程中 X 表示质子 的是 A 1530P 1430Si X B 92238U 90234Th X C 1327Al 01n 1227Mg X D 1327Al 24He 1530P X 解析 选 C 在核反应中质量数守恒和电荷数守恒 由此可知 1530P 1430Si 10e 92238U 图 15 3 精品文档 5欢迎下载 90234Th 24He 1327Al 01n 1227Mg 11H 1327Al 24He 1530P 01n 综上知 C 对 8 2010 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 A 25He B 424He C 323He D 211H 解析 选 D 由 X 01n 23He 可知 X 粒子为 211H 9 2010 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 2010 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 精品文档 6欢迎下载 为n 的水中 其波长为 4 3 A B 3h 4mc 2h mc C D 9h 4mc 9h 8mc 解析 选 D 由质能方程可知正负电子湮灭时放出的核能 E 2mc2 生成三个频率相同的光子 即 3h E 光在真空 2mc2 3h 中波长 0 由n 得在水中的波长 D 正 c 3h 2mc 0 0 n 9h 8mc 确 11 2010 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 2002 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 e 1737Cl 1837Ar 10e 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 C 1737Cl 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 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 精品文档 7欢迎下载 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 00055 36 95691 36 95658 u 0 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E 931 5 0 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 212H 23He 01n 3 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 A 0 5 3 26 MeV B 3 26 MeV C 0 5 NA 3 26 MeV D NA 3 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 mol 1 mol 故释放的能量是NA 3 26 2 2 1 2 MeV 即 0 5NA 3 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 2009 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测 精品文档 8欢迎下载 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 11H 01n 10e 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 A 0 和 0 B 0 和 1 C 1 和 0 D 1 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 10e 10e 2 已知正电子和电子的质量都为 9 1 10 31 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 1 10 31 3 0 108 2 J 8 2 10 14 J 反应过程中动量守恒且总动量为零 3 粒子的动量p 物质波的波长 2mEk h p 精品文档 9欢迎下载 由mn me 知pn pe 则 n e 答案 1 A 2 8 2 10 14 遵循动量守恒 3 n e 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 63 10 34 J s 光速为 3 0 108 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 10 19 J 3 04 35 96 26 6 解析 1 每个绿光光子的能量E0 h h c J 3 8 10 19 J 6 63 10 34 3 0 108 530 10 9 最少须每秒射入 6 个绿光光子人眼才能察觉故 P 6 3 8 10 19 W 2 3 10 18 W 6E0 t 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 3 10 18 W 2 1 饭桶新兵 一名新兵在练习射靶时 一连打了数十发子弹 竟然无一命中 气得教官大骂道 饭桶 别再打了 你到树林去自杀好了 新兵走进树林 不久便传来一声枪响 教官大惊 以为这傻瓜真的寻短见了 只见那新兵飞快地跑了过来 立正 敬礼说 报告教官 这一枪也没有击中我自己 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 614C 精品文档 10欢迎下载 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 12 5 M0 M0 1 2 t 则 3 t 3 3 5730 年 17190 年 t 1 核反应方程式为 24He 1327Al 1530P 01n 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 mv0 m v1 12mv2 解得 v2 v0 v1 12 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 2010 年湛江模拟 光具有波粒二