江西省2023年高考物理模擬試題知識(shí)點(diǎn)分類訓(xùn)練：光學(xué)、近

代物理

一、多選題

1.（2023?江西?統(tǒng)考二模）下列有關(guān)光學(xué)現(xiàn)象的說法正確的是

A.光從光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)，若入射角大于臨界角，則一定發(fā)生全反射

B.做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，用紅光替代紫光，相鄰明條紋間距變大

C.在白光下觀察肥皂泡，其表面的相鄰各條紋是等間距的

D.光的偏振現(xiàn)象表明光是橫波

E.在同一種物質(zhì)中，波長越短的光傳播速度越小

2.（2023.江西?統(tǒng)考二模）在研究a、b兩種金屬發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)中，得到從金

屬表面逸出光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率V之間的關(guān)系如圖中直線①②所示。已知

人為普朗克常量，則（）

A.圖中直線①②的斜率均為“

e

B.金屬α的逸出功小于金屬6的逸出功

C.在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同

D.若產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到金屬匕的光頻率較高

二、單選題

3.（2023?江西?統(tǒng)考一模）圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，逸出功為2.25eV的金屬為K

極，圖乙為氫原子能級(jí)圖（巴耳末系的四種可見光，是分別從〃=3、4、5、6能級(jí)躍遷

到"=2能級(jí)產(chǎn)生的）。下列說法正確的是（）

光束窗口

A.僅將P移至C端，電流表示數(shù)一定變?yōu)镺

B.氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，電子的動(dòng)能增大

C.上述的四種可見光只有一種不能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)

D.處在〃=2能級(jí)的氫原子不能吸收動(dòng)能為2.75eV的自由電子而向高能級(jí)躍遷

4.（2023?江西?統(tǒng)考二模）在電影《流浪地球2》中，擁有超強(qiáng)算力和自我意識(shí)的量子

計(jì)算機(jī)550W讓人驚嘆。事實(shí)上，量子計(jì)算機(jī)并非科幻，在安徽合肥就藏著國內(nèi)首條量

子芯片生產(chǎn)線。根據(jù)最新消息，我國的最新款量子計(jì)算機(jī)“悟空”即將在這里出世。預(yù)計(jì)

到2025年，所研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)將突破K）Oo位量子比特，同時(shí)嘗試將量子計(jì)算機(jī)運(yùn)用

在不同行業(yè)，解決不同行業(yè)對(duì)應(yīng)問題。關(guān)于量子理論下列說法中不正確的是（）

A.普朗克首次提出了量子論，他認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的，分立而不連續(xù)的

B.玻爾把微觀世界中物理量取分立值的觀點(diǎn)應(yīng)用到原子系統(tǒng)，提出了自己的原子結(jié)構(gòu)

假說

C.愛因斯坦在解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，利用了量子論的觀點(diǎn)，提出了光子說。認(rèn)為只有

吸收了足夠多光子數(shù)的電子才能從金屬板中逸出

D.量子理論的誕生改變了人們看事物的角度和方式，是對(duì)人們?cè)薪?jīng)典物理學(xué)的補(bǔ)充

而不是推倒重建

5.（2023?江西?統(tǒng)考一模）自然界中碳元素有三種同位素，即穩(wěn)定同位素式、工和放

射性同位素fc。考古學(xué)家常常利用;4C的衰變規(guī)律測(cè)定生物死亡年代，其衰變方程為

fC→14N+X,下列說法正確的是（）

A.該衰變?yōu)棣了プ?，X為α粒子B.該衰變?yōu)棣了プ儯琗為中子

C.該衰變?yōu)橄λプ?，X為電子D.該衰變?yōu)槭プ?，X為質(zhì)子

6.（2023?江西?統(tǒng)考二模）關(guān)于近代物理學(xué)，下列說法正確的是（）

A.α射線、A射線和y射線是三種波長不同的電磁波

B.一群處于〃=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出4種不同頻率的光子

試卷第2頁，共6頁

C.根據(jù)玻爾理論可知，氫原子核外電子躍遷過程中電子的電勢(shì)能和動(dòng)能之和不守恒

D.經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子光譜的不連續(xù)性，但可以解釋原子的穩(wěn)定性

7.（2023?江西?統(tǒng)考一模）著名物理學(xué)家湯姆孫曾在實(shí)驗(yàn)中讓電子束通過電場(chǎng)加速后,

通過多晶薄膜得到了如圖所示衍射圖樣，已知電子質(zhì)量為機(jī)=9.1χl（Γ3∣kg,加速后電子

速度v=5.0χl（）5m∕s,普朗克常量∕z=6.63xl（Γ'4J?s,下列說法正確的是（）

A.該圖樣說明了電子具有粒子性

B.該實(shí)驗(yàn)中電子的德布羅意波波長約為1.5nm

C.加速電壓越大，電子的物質(zhì)波波長越長

D.加速電壓越大，電子的波動(dòng)性越明顯

8.（2023?江西?統(tǒng)考一模）如圖甲所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)

能隨入射光頻率的變化圖像（直線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為4.29,與縱軸的交點(diǎn)的縱坐

標(biāo)為0.5）,如圖乙所示是級(jí)原子的能級(jí)圖，下列說法正確的是（）

n￡/eV

8.......................O

4-------------------0.85

3-------------------1.51

2--------------------3.40

1--------------------13.6

乙

A.根據(jù)該圖像能求出普朗克常量

B.該金屬的逸出功為0.5eV

C.該金屬的極限頻率為5.50χl0∣4HZ

D.用〃=4能級(jí)的氫原子躍遷到〃=3能級(jí)時(shí)所輻射的光照射該金屬能使該金屬發(fā)生光

電效應(yīng)

9.（2023?江西?統(tǒng)考二模）下列說法正確的是（）

A.裂變反應(yīng)后生成的新核的比結(jié)合能小于反應(yīng)前原子核的比結(jié)合能

B.氫原子從能級(jí)〃=2躍遷到”=5的激發(fā)態(tài)時(shí)，核外電子動(dòng)能增大

C.質(zhì)子的德布羅意波長與其動(dòng)量成正比

D.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一個(gè)靜止的杯核（端PU）發(fā)生α衰變，新核和α粒子的軌跡半徑之比為

1:46

三、解答題

10.（2023?江西?統(tǒng)考二模）足夠?qū)挼挠境刂醒b有折射率為〃=2①的均勻液體，池底放

3

有足夠大的反光平面鏡。池水深度H=2m,在泳池中間某處有一靜止的點(diǎn)光源S,點(diǎn)

光源可以向各個(gè)方向移動(dòng)。初始時(shí)刻，在液面上觀察到面積為27兀??的圓形光斑。（不

考慮光線射向泳池側(cè)壁反射、折射后的反射情況）

（I）求點(diǎn)光源S的初始位置離池底高度〃；

（II）讓點(diǎn)光源S向某個(gè)方向勻速移動(dòng)，發(fā)現(xiàn)光斑最右側(cè)邊沿8位置不動(dòng)，最左側(cè)邊沿

A向右以0.1√5m∕s速度移動(dòng)，側(cè)面圖如圖所示，求點(diǎn)光源S移動(dòng)的速度大小和方向。

11.（2023?江西?統(tǒng)考二模）一半徑R=6cm的圓形玻璃柱，橫截面如圖所示，O為圓反

射層心，下半部分涂有反射層。一束單色光從真空中沿CO方向平行于直徑AOB射到玻

璃柱的。點(diǎn)，C。與AB間距離d=36cm,若該光束射入球體經(jīng)B點(diǎn)反射后由E點(diǎn)再

次折射回真空中，此時(shí)的出射光線剛好與入射光線平行，已知光在真空中的速度為

3×10lfm∕s,求：

（1）玻璃柱的折射率；

（2）光在玻璃柱中的傳播時(shí)間。

12.（2023?江西統(tǒng)考一模）如圖所示，直角三棱鏡截面為ABC,?B90?,ZC=a,

一束單色光從AB邊的。點(diǎn)射入三棱鏡，光線與AB的夾角為α,折射光線射到BC邊

上的E點(diǎn)，且與AC邊平行，反射光線射到AC邊上的尸點(diǎn)，出射光線與8C邊平行。

試卷第4頁，共6頁

已知AS=L,AC是C尸的4倍，光在真空中的傳播速度為c。

（1）求三棱鏡對(duì)此種顏色光的折射率；

（2）求光線從D到F的傳播時(shí)間。

A

13.（2023?江西?統(tǒng)考二模）如圖所示，一玻璃工件的橫截面是邊長為L的正方形，在工

件右側(cè)與CZ）邊相距L處放置一平行于CO邊的光屏。一束單色光從A8邊的中點(diǎn)。以

入射角α=60。斜向上射入工件內(nèi)部，CZ）邊的中點(diǎn)0'有光透出，光屏上出現(xiàn)兩個(gè)光點(diǎn),

光在真空中傳播速度為c,求：

（i）光屏上兩個(gè)光點(diǎn)之間的距離：

（ii）光屏上最早出現(xiàn)兩個(gè)光點(diǎn)的時(shí)間差。

14.（2023?江西?統(tǒng)考一模）如圖所示，棱鏡的截面為直角三角形ABC,ZA=30°o在

此截面所在的平面內(nèi)，一束光線以45。的入射角從AC邊的中點(diǎn)。左側(cè)射入棱鏡，折射

光線經(jīng)過4B邊上的E點(diǎn)，CELAB。

（O求棱鏡材料的折射率；

（2）求整個(gè)過程中光線的偏轉(zhuǎn)角度。

15.（2023?江西?統(tǒng)考一模）如圖所示，上、下表面平行的玻璃磚下表面鍍有反射膜，現(xiàn)

將激光筆發(fā)出的一束激光射向玻璃石專上表面，改變激光的入射方向，使激光經(jīng)過下表面

反射后從上表面返回空氣（激光不經(jīng)過玻璃磚側(cè)面），激光在玻璃磚中傳播的時(shí)間f的

K)

范圍為4.0xl(Γ%≤l＜吆叵Xl(Ts,已知真空中的光速c=3xl08m∕s,不考慮光在玻

5

璃石專上表面的反射。求：

(1)該玻璃磚的折射率〃；

(2)微光在玻璃磚中的傳播速度外

試卷第6頁，共6頁

參考答案：

1.BDE

【詳解】A.全反射發(fā)生的條件是光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，且入射角大于或等于臨界角

時(shí)，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，相鄰條紋間距=波長越長則干涉條紋間距越大，而紅光的

a

波長大于紫光波長，則紅光的干涉條紋間距比紫光的大，故B正確；

C.根據(jù)一X=4zl以及不同顏色的光波長不同可知，不同顏色的光纏身的干涉條紋間距不同，

a

故在白光下觀察肥皂泡，其表面的相鄰各條紋的間距是不等的，故C錯(cuò)誤；

D.光的偏振現(xiàn)象證明了光是橫波，縱波不能發(fā)生光的偏振現(xiàn)象，故D正確；

E.在同一種物質(zhì)中，不同波長的光傳播速度不同，波長越短，波速越小，故E正確.

2.BD

【詳解】A.由光電效應(yīng)方程有

Eti=hv-Wu

可知，Ek-U的斜率均為〃，故A錯(cuò)誤；

BD.由光電效應(yīng)方程有

E,=hv-Wa

圖線與縱軸的截距的絕對(duì)值表示金屬的逸出功，則金屬。的逸出功小于金屬人的逸出功，若

產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到金屬b的光頻率較高，故BD正確；

C.由光電效應(yīng)方程有

E,=hv-Wn

可知，在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)無關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.

故選BDo

3.C

【詳解】A.僅將P移至C端，AK間的電壓為0,如果發(fā)生光電效應(yīng)有微弱的光電流，故

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.氫原子從基態(tài)躍遷到高能級(jí)，電子的動(dòng)能減小，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.從能級(jí)〃=3躍遷至n=2產(chǎn)生的光的光子能量為L89eV,小于逸出功，不能使K極金屬

發(fā)生光電效應(yīng)；從能級(jí)〃=4躍遷至”=2產(chǎn)生的光的光子能量為2.55eV,大于逸出功，可

答案第1頁，共10頁

以使K極金屬發(fā)生光電效應(yīng);從能級(jí)"=6、5躍遷至n=2產(chǎn)生的光的光子能量大于2.55eV,

大于逸出功，能使K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)，所以氫原子光譜中僅有一種可見光不能讓圖甲

中K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)C正確；

D.處在”=2能級(jí)的氫原子可以吸收動(dòng)能為2.75eV的自由電子的一部分動(dòng)能1.89eV或2.55

eV而向高能級(jí)躍遷，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選C。

4.C

【詳解】A.普朗克首次提出了量子論，他認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的，分立而不連續(xù)

的，故A正確，不符合題意；

B.根據(jù)物理學(xué)史的知識(shí)可知，玻爾把普朗克的量子理論應(yīng)用到原子系統(tǒng)上，提出了自己的

原子結(jié)構(gòu)假說，成功地解釋了氫原子的光譜，故B正確，不符合題意；

C.愛因斯坦在解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，利用了量子論的觀點(diǎn)，提出了光子說；一個(gè)電子只能

吸收一個(gè)光子，故C錯(cuò)誤，不符合題意；

D.量子理論的誕生改變了人們看事物的角度和方式，是對(duì)人們?cè)薪?jīng)典物理學(xué)的補(bǔ)充而不

是推倒重建，故D正確，不符合題意。

故選C。

5.C

【詳解】設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為機(jī)，電荷數(shù)為〃，根據(jù)衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得

/”=14—14=0,n=6-7=-1

可知X為電子一;e,該衰變?yōu)橄λプ儭?/p>

故選C。

6.C

【詳解】A.α射線是氫核流、夕射線是電子流、7射線是電磁波，故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

C：=6

可知一群處于〃=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出6種不同頻率的光子，故B錯(cuò)誤;

C.根據(jù)玻爾理論可知，氫原子核外電子躍遷過程中氫原子吸收能量或釋放能量，電子的電

勢(shì)能和動(dòng)能之和是不守恒的，故C正確；

D.經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子光譜的不連續(xù)性，也不能解釋原子的穩(wěn)定性，故D錯(cuò)誤。

答案第2頁，共10頁

故選c。

7.B

【詳解】A.衍射現(xiàn)象說明電子具有波動(dòng)性，A錯(cuò)誤；

B.電子的動(dòng)量

p=mv

電子的德布羅意波波長

A=A

P

聯(lián)立解得

Λ=1.5nm

B正確；

CD.根據(jù)動(dòng)能定理

eU=-mv2

2

可得

2eU

V=

Vm

結(jié)合B選項(xiàng)分析可知，加速電壓越大，電子速度越大，則電子的物質(zhì)波波長越短，則波動(dòng)

性越不明顯，CD錯(cuò)誤。

故選Bo

8.A

【詳解】A.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程

Ekm=hv-W

得知該圖線的斜率表示普朗克常量/?,故選項(xiàng)A正確；

BC.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程

Ehft=hv-W=hv-Av0

可知EM-U圖象的橫軸的截距大小等于截止頻率，由圖知該金屬的截止頻率為

4.29×1014Hz.逸出功為

149

W=hv0=6.63×10-MX4.29X10J=2.84X10^'J≈1.78eV

故選項(xiàng)BC錯(cuò)誤;

答案第3頁，共K）頁

D.用”=4能級(jí)的氫原子躍遷到n=3能級(jí)時(shí)所輻射的光子能量為

ΔE=E4-E3=0.66eV<1.78eV

所輻射的光照射該金屬不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選A0

9.D

【詳解】A.裂變反應(yīng)后出現(xiàn)質(zhì)量虧損，生成的新核的比結(jié)合能大于反應(yīng)前原子核的比結(jié)合

能，故A錯(cuò)誤；

B.氫原子從能級(jí)"=2躍遷到〃=5的激發(fā)態(tài)時(shí)，庫侖力對(duì)核外電子做負(fù)功，核外電子動(dòng)能

減小，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)德布羅意波長公式

λ

可知質(zhì)子的德布羅意波長與其動(dòng)量成反比，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)牛頓第二定律有

mv2

qvB=-----

R

可得

R=—

qB

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一個(gè)靜止的杯核（竽PU）發(fā)ɑ衰變，α粒子的質(zhì)量數(shù)為4、核電荷數(shù)為2,新核的

質(zhì)量數(shù)為235,核電荷數(shù)為92,衰變時(shí)動(dòng)量守恒，則有

聯(lián)立有

%=逛=2=_L

Ra‰9246

新核和α粒子的軌跡半徑之比為1:46,故D正確。

故選D。

10.（I）Im；（H）0.1m∕s,方向與池底成30。斜向右下（方向大體上說對(duì)即可）

【詳解】（I）根據(jù)SinC=L可得

n

C=60"

答案第4頁，共10頁

最邊沿應(yīng)為射向鏡面反射后到水面全反射位置。則有

S=πr2

解得

r=3?∣3m

又

r=(∕ι+W)tanC

可得

A=Im

(∏)若保持2位置不動(dòng)，左側(cè)邊沿向右運(yùn)動(dòng)，則光源S應(yīng)沿著光路斜向下運(yùn)動(dòng)。設(shè)時(shí)間加,

最左邊沿移動(dòng)距離

W=θ.l√3?r

根據(jù)幾何關(guān)系可知光源移動(dòng)的距離

PQ=OAM

則移動(dòng)速度為

?r

得

v=O.lm∕s

方向與池底成30。斜向右下(方向大體上說對(duì)即可)O

11.(I)√3;(2)1.2×10^9S

【詳解】(1)光路圖如圖所示

B

由幾何關(guān)系可得

答案第5頁，共10頁

sinγ=sinZAOD=—=

R2

得

y=ZAOO=60。

由圖可知

e=1=30°

2

所以介質(zhì)球得折射率

〃=皿=G

Sine

(2)光束在玻璃柱內(nèi)經(jīng)歷的光程

s=4∕?cosθ=12GCm

又因?yàn)楣庠谇騼?nèi)傳播的速度

V=—=V3×108m∕s

n

所以，光束在介質(zhì)球內(nèi)經(jīng)歷的總時(shí)間為

r=l=1.2×10-9s

V

12.(1)√3:(2)

2c

【詳解】(1)由幾何關(guān)系可知，光線在。點(diǎn)的入射角為

i=90°-a

折射光線OE與Ae邊平行

NBED=NC=a,NBDE=90o-NBED

光線在。點(diǎn)的折射角為

r=-ABDE

綜合可得

r=a

NFEC=NBED,AEFC=180°-ZFEC-ZBED

光線在尸點(diǎn)的入射角為

8=NEFC-90。

折射角為

o

jβ=90-a

答案第6頁，共10頁

綜合可得

0=9O°-2a

由折射率的定義可得

sinisinβ

n-........ri-.......---

sinr、Sine

綜合解得

a=30oχn=垂)、NFEC=NBED=30°

(2)由幾何關(guān)系可知

ACL

AC=-^-=2L.BC=-^-=CL、EF=FC=-—=—

sinatana42

/?/?

EC=IFCcosa=-L.BE=BC-EC=-L

22

則E是BC的中點(diǎn)，OE與4C平行，則

DE=-=L

2

由折射率的定義

C

〃=-

V

光線在三校鏡中傳3的時(shí)間為

DE+EF

It—-_--_-_--_-_--_-_--_-

V

綜合解得

3√3Z,

t=-------

2c

IQz?λ..3>∕3+1rz???(4->/3)L

13.(i)Δ∕?=---------L；(Ii)Z=\______L_

22c

【詳解】(i)光路圖如圖所示

答案第7頁，共10頁

由幾何關(guān)系可知

九=(?+??tan30°,h2=Ltan60°

解得，光屏上兩個(gè)光點(diǎn)之間的距離為

NllL36+1,

Δ∕?=A+∕J,4——=---------L

[1-22

(ii)有幾何關(guān)系得

tan￡=1

得

？=45。

由折射定律

sina?/?

n=---------f=

sinβ√2

光在玻璃中的速度為

c>∣2c

從邊折射的光產(chǎn)生光點(diǎn)所用時(shí)間為

y∣2Lh.3√3i

t,=-------1----------=--------

,2vsin30o2c

從8邊折射的光產(chǎn)生光點(diǎn)所用時(shí)間為

√2Δft,√3L+2Δ

FO=-------1-------------------------

Vcsin60oc

光屏上最早出現(xiàn)兩個(gè)光點(diǎn)的時(shí)間差為

答案第8頁，共K)頁

14.(1)√2:(2)450

【詳解】(1)根據(jù)題意作出光路圖如圖:

6=30°

由折射定律可知

Sina