光、熱學和近代物理（提升學生）

專題六光、熱學和近代物理（提升）

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一、單選題

1.我國自主第三代核電“華龍一號”全球第4臺機組于2022年3月在巴基斯坦并網發電。中

國核電推動我國“雙碳”目標實現的同時，也為全球核電安全樹立了標桿。關于核能，以下說

法正確的是（）

A.核能是來自化學變化釋放的能量

B.核能是原子核結構發生變化時釋放的能量

C.核能還不是安全、干凈的能源

D.我國核電站利用了核聚變反應釋放的能量

2.自然界中很多元.素具有放射性，對放射性亓素原子核衰變的特點，以下說法正確的是（）

A.衰變現象表明原子具有核式結構

B.衰變中會因放出粒子而損失能量，因而新原子核處于較低能級

C.衰變中的半衰期不會因環境變化而變化

D.衰變過程中的質量是守恒的

3.下列說法正確的是（）

A.比結合能小的原子核結合成比結合能大的原子核時一定放出核能

B.根據玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的

運動速度減小

C.某一頻率的光照射到某金屬表面可以發生光電效應，入射光越強，光電子的最大初

動能越大

D.鈕210的半衰期是5天，1克鈕、210經過10天衰變，總質量變為0.25克

4.口本政府在2021年4月13口召開內閣會議正式決定將上百萬噸福島笫一核電站的核廢

水排入海洋，此舉引發國際廣泛關注。核廢水中包含有“笊”“葩"和"盥''等62種放射性物質，

其中瓶是氫的放射性同位素帶有放射性，會發生衰變變成;He,半衰期為12.43年，該核反

應方程為：：Hr；He+：X,則（）

A.陽=1,〃=0,X是中子

B.m=1,〃=0,X是電子

C./”=0,n=I,X是中子

D.m=0,n=-1fX是電子

5.光刻機是生產大規模集成電路的核心設備。一個光刻機的物鏡投影原理簡化圖如圖所示，

三角形A8C為?個等腰直角三棱鏡，半球形玻璃豉的半徑為R,球心為0,為玻璃磚

的對稱軸。間距為75/？的兩條平行光線，從左側垂直AB邊射入三棱鏡，經AC邊反射后進

入半球形玻璃磚，最后匯聚在硅片上M點。己知半球形玻璃磚的折射率為反射光線關

于軸線對稱。則兩點間距離為（）

6.關于原子學物理知識，下列說法正確的是

A.升高放射性物質的溫度，其半衰期變短

B.發生光電效應現象時，增大照射光的頻率，同一金屬的逸出功變大

C.*Np經過7次a衰變和5次p衰變后變成aBi

D.根據玻爾理論，氫原子向低能級躍遷時只放出符合兩能級能量差的光子

7.“國際熱核聚變實驗堆（ITER）計戈仁是忖前全球規模最大、影響最深遠的國際科研合作

項目之一，ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托卜馬克，俗稱“人造太陽”。

人造太陽中發生的主要是氫的同位素——笊和氣的核聚變反應。卜.列說法中正確的是（）

A.核反應方程為:H+；H-＞；He+；H

B.該核反應過程吸收能量

C.該核反應生成物的質量大廣反應物的質量

D.聚變生成物;He的比結合能大于反應物:H的比結合能

8.一靜止的鈉24（：：Na）核發生衰變，衰變方程為::Naf^Mg+gY,假設釋放的核能全部

轉化為Mg和Y的動能，下列說法正確的是（）

A.2Mg中的A為24,[Mg與;:Na的中子數相同

B.衰變后[Mg的動能小于，的動能

C.鈉核的比結合能大于鎂核的比結合能

D.衰變后2Mg的動量大小大于"的動量大小

9.如圖所示為一斜邊鍍銀的等腰直角棱鏡的截面圖。一細黃光束從直角邊A3以角度。入射,

依次經AC和4c兩次反射，從直角邊AC出射。出射光線相對于入射光線偏轉了a角，則a

（）

C.小于90°D.與棱鏡的折射率有關

10.光纖主要由折射率較大的纖芯與折射率較小的外套組成.在光纖中傳輸的信號是脈沖光

信號。當一個光脈沖從光纖中輸入，經過一段長度的光纖傳輸之后，其輸出端的光脈沖會變

寬，這種情況較嚴重（脈沖變寬到一定程度）時會導致信號不能被正確傳輸.引起這一差別

的主要原因之一是光通過光纖纖芯時路徑長短的不同（如圖），沿光纖軸線傳輸的光纖用時

最短，在兩種介質界面多次全反射的光線用時最長。為簡化起見，我們研究一根長直光纖,

設其內芯折射率為小，外套折射率為〃2.在入射端，光脈沖寬度（即光持續時間）為△/,

在接收端光脈沖寬度（即光持續時間）為2。下面正確的是（）

A.為了保證光脈沖不從外套“漏”出，內芯和包套材料折射率的關系應滿足：〃/<〃2

B.內芯材料的折射率〃/越大，光脈沖將越不容易從外套"漏''出

C.為了盡可能減小4,和加的差值，應該選用波長更短的光

D.為了盡可能減小加’和的差值，應該減小光纖的直徑

二、多選題

II.下列說法正確的是0

A.溫度越高，布朗運動越劇烈

B.分子間距離增大分子勢能減小

C.多晶體沒有規則的幾何外形，但有固定的熔點

D.空氣絕對濕度越大，人們感覺越潮濕

E.熱量能由低溫物體傳給高溫物體

12.下列說法正確的是（）

A.同種放射性元素在化合物中的半衰期比在單質中大

B.少射線是放射性元素發生夕衰變時原子核內的中子轉化成質子時產生的電子流

C.鏈式反應中，鈾塊的體積必須超過臨界體積

D.利用y射線的貫穿性可以進行金屬探傷，也能進行人體的透視

E.比結合能越大，原子核中核子結合越牢固，原子核越穩定

13.如圖所示，遮光板A與光屏B平行放置且相距為4在A的中央挖一直徑為d＞的圓孔，

并在孔內嵌入與孔等大的薄透鏡L?，F有一束平行光束垂直照射遮光板，在光屏上形成了一

個直徑為42的圓形光斑，則該透鏡的焦距大小可能為（）

AB

d#dxddxdd2d

4+4yd、cD-4+4

三、實驗題

14.用雙縫干涉測光的波長.實驗裝置如下圖（甲）所示，已知單縫與雙縫間的距離L/=10Cmm,

雙縫與屏的距離L2=700mm,雙縫間距占0.25mm.用測量頭來測量亮紋中心的距離.測量

頭由分劃板、目鏡、手輪等構成，轉動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準

亮紋的中心如圖（乙）所示，記下此時手輪上的讀數，轉動測量頭，使分劃板中心刻線對準

另一條亮紋的中心，記下此時手輪上的讀數.

濾光片單縫雙縫

遮光筒屏

光源落-----------左

aa

（甲）

（乙）

第1條時讀數第4條時讀數

（丙）

（1）分劃板的中心刻線分別對準第1條和第4條亮紋的中心時，手輪上的讀數如圖（丙）所

示，則對準第1條時讀數x尸mm,對■準第4條時讀數X2=mm.

（2）根據以上數據計算波長4=nm.

15.在做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗中，小明將1mL的純油酸配制成5000mL

的油酸酒精溶液，用注射器測得1mL溶液為80滴，把I滴該溶液滴入盛水的淺盤里，待水

面穩定后，將玻璃板放在淺盤上，用筆在玻璃板上描出油酸的輪廓，再把玻璃板放在坐標紙

上，其形狀和尺寸如圖所示，坐標中正方形方格的邊長為1cm。

（D下列有關該實驗的說法正確的是（）

A.本實驗也可直接將純油酸滴在水面上測量

B.本實驗將油膜看成單分子層油膜

C.本實驗忽略了分子的間隙

D.測量油膜面積時，由于不足?格的油膜面積無法估讀，應全部舍去

⑵該實驗中每滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積為cn?,油酸膜的面積為

cnR按以上實驗數據估測出油酸分子的直徑為m（此空結果保留一位有效

數字）。

（3）將油酸酒精溶液滴入淺盤的水中后，油膜還未完全展開時迅速用筆在玻璃板上描出油膜

的輪廓，然后根據測量的數據算出分子直徑，結果將（填“偏大偏小"或“不變

四、解答題

16.半圓桿玻璃體橫截面如圖所示，圖中。為玻璃截面的圓心，0P與水平直徑垂青。一細

激光束沿08照射到半圓柱玻璃體上的3點，經半圓柱玻璃折射后，出射光線與OP平行。

已知玻璃截面的圓半徑為R,B到OP的距離為,，0P長為GR。求玻璃體的折射率〃。

17.如圖所示，圓柱形油桶中裝滿折射率片及的某種透明液體，油桶的高度為“，半徑為

|?凡桶的底部裝有一塊平面鏡，在油桶底面中心正上方高度為4處有一點光源P,要使人

從液體表面上方任意位置處都能夠觀察到此液體內點光源戶發出的光,d應該滿足什么條件?

工5萬萬萬寺初訪5

18.如圖所示，一塊玻璃磚橫截面為直角三角形ABC,ZB=90°,NC=30°一束單色光

從8c邊上的M點射入玻璃磚，BM：MC=\：3O入射光與8。邊的夾角。=3（），光線垂直

于AC邊射出玻璃磚，出射點為N點（圖中未標出），已知A3邊的長度為L,求：

⑴玻璃磚對該單色光的折射率，并判斷是否有光線從48邊射出(寫出必要的分析過程);

(ii)出射點N與八點的距離。

19.如圖所示裝置中兩玻璃泡的容積均為匕=0.