專題06光、波、原子物理

原子物理

1.12024.1?江西】在恒星演化末期會(huì)發(fā)生俗稱“燒石頭”的核聚變反應(yīng)，其核反應(yīng)方程為

<_i_74FTe756Ni

z'l+GHe-zUW,下列選項(xiàng)正確的是（）

A,Z=26,A=52B,Z=26,A=28C,Z=14,A=52D.

Z=14,A=28

【答案】D

【解析】

【詳解】由核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒得

Z+7x2=28

4+7x4=56

解得

Z=14，A=28

故選D。

2。5*

2.[2024.1?貴州】我國(guó)科研人員及合作者首次合成了新原子核89Ac。原子核存在一種衰

201201197

變鏈，其中第1次由82905ACc衰變成原子核87Frrr,第2次由87Frr衰變成原子核85At。下列

說法正確的是（）

A,兩次均為a衰變

B.兩次均為尸衰變

C.第1次為&衰變，第2次為尸衰變

D.第1次為月衰變，第2次為a衰變

【答案】A

【解析】

【詳解】電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，第一次衰變

.AcTFr+tHe

第二次衰變

’FrT■腎At+；He

可知兩次均為a衰變，故選A。

3.[2024.1?安徽】核能是蘊(yùn)藏在原子核內(nèi)部的能量，合理利用核能，可以有效緩解常規(guī)能

235TT,1_.144R.89憶,235TT

源短缺問題。在鈾核裂變實(shí)驗(yàn)中，核反應(yīng)方程是92U+on-56ba+36KT+以，92U核

F144RF89k

的結(jié)合能為d,56ba核的結(jié)合能為“2,36—核的結(jié)合能為石3.則（）

A.該核反應(yīng)過程動(dòng)量不守恒

B.該核反應(yīng)方程中的X為；n

C.該核反應(yīng)中釋放的核能為（耳-馬-4）

D.該核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒

【答案】B

【解析】

【詳解】A.在鈾核裂變過程中，動(dòng)量守恒，故A錯(cuò)誤；

BD.設(shè)X為：X,由核電荷數(shù)守恒可知

92+O=56+36+3Z

可得

z=o

由質(zhì)量數(shù)守恒得

235+1=144+89+34

解得

A=1

所以該核反應(yīng)方程中的X為jn,故B正確，D錯(cuò)誤；

C.由能量守恒定律可知，該核反應(yīng)中釋放的核能為

△E—E、+E3—E]

故C錯(cuò)誤。

故選B。

4.【2024.1?廣西】得99m在醫(yī)療診斷中被廣泛用作顯像劑或示蹤劑，質(zhì)量為相。的得99m

恤

經(jīng)過12h后剩余得99m的質(zhì)量為4,它的半衰期為（）

A.3hB.6hC.9hD.12h

【答案】B

【解析】

【詳解】質(zhì)量為相。的得99m經(jīng)過12h后剩余得99m的質(zhì)量為色，有

解得

r=6h

故選B。

5.[2024.1?甘肅】1906年，賴曼發(fā)現(xiàn)了氫原子的賴曼系譜線，其波長(zhǎng)滿足公式：

；=，1一』],〃=2,3,4,,R

2I"J為里德堡常量。氫原子從〃=3和〃=2的激發(fā)態(tài)躍遷到基

態(tài)時(shí)，輻射光子的能量之比為（）

A.9:4B.32:27C.4:3D.4:1

【答案】B

【解析】

【詳解】氫原子從〃=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)

氫原子從n=2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)

又

E=hv=—

2

聯(lián)立得，輻射光子的能量之比為

E3:E2=32:27

故選B。

6.[2024.1?河南】某光源包含不同頻率的光，光的強(qiáng)度與頻率的關(guān)系如圖所示。表中給出

了一些金屬的截止頻率匕，用該光源照射這些金屬。則（）

金

14

VC/(10HZ)

屬

專色4.69

鈉5.53

鋅8.06

鴇10.95

A.僅鈉能產(chǎn)生光電子B.僅鈉、鈉能產(chǎn)生光電子

C.僅錦、鈉、鋅能產(chǎn)生光電子D.都能產(chǎn)生光電子

【答案】C

【解析】

【詳解】根據(jù)光電效應(yīng)方程

E^=hv-W0

金屬的逸出功為

叱）=牝

由圖可知光源中光的頻率范圍為

2X1014HZ<V<9X1014HZ

則僅鈉、鈉、鋅能產(chǎn)生光電子。

故選C。

波

7.[2024.1?江西[如圖（a）所示，一列簡(jiǎn)諧橫波以速度M沿x軸正方向傳播，在波的傳播

方向上有P、Q兩點(diǎn)，PQ=2.4m且小于波長(zhǎng)。P、。兩處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖（b）

中實(shí)線和虛線所示。波速"和。處質(zhì)點(diǎn)在0?2s內(nèi)的位移大小”是（）

付/cm

0PQx/m

圖(a)

A."=0.8m/s,d=1.0cm

C.沅=2.4m/s,d=1.0cmD.〃=2.4m/s,d=0

【答案】A

【解析】

【詳解】因?yàn)楹?jiǎn)諧橫波沿龍軸正方向傳播，且尸、。兩點(diǎn)距離小于波長(zhǎng)，所以

3

—2=2.4m

4

所以

4=3.2m

由圖（b）可知，周期為

T=4s

所以這列簡(jiǎn)諧橫波的速度為

u=—==一m/s=0.8m/s

T4

由圖（b）可知。處質(zhì)點(diǎn)在。?2s內(nèi)的位移大小為

d=0.5cm+0.5cm=1.0cm

故選Ao

8.12024.1?貴州】一水平軟繩右端固定，取繩左端質(zhì)點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，以繩所在直線為x

軸、豎直方向?yàn)閥軸建立坐標(biāo)系，在繩上每隔4選取一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。f=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)O開始沿y

軸振動(dòng)，產(chǎn)生一列沿x軸傳播的橫波（可視為簡(jiǎn)諧波）。已知f=時(shí)刻的波形如圖所示，下

列說法正確的是（）

81。⑵。16/020/024/0%

A.該波的周期為由。

B.該波的波長(zhǎng)為8/。

C./=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)。振動(dòng)方向沿y軸正方向

D」=6r°時(shí)刻，x=20/0處的質(zhì)點(diǎn)位移為零

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.由圖可知，/="時(shí)刻波源完成半個(gè)全振動(dòng)，向右傳播半個(gè)波長(zhǎng)，則該波的周

期為

T=2t0

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.由圖可知，該波的波長(zhǎng)為

2=8Z0

選項(xiàng)B正確;

C.因/=/o時(shí)亥Ij質(zhì)點(diǎn)剛傳至Ijx=4/o處，此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)向振動(dòng)，可知/=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)。

振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.7=6辦時(shí)刻，波向前傳播24/o,%=20/0處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，位移為零，選項(xiàng)D正確。

故選BD。

9.[2024.1?安徽】“水袖功”是中國(guó)古典舞中用于表達(dá)情感的常用技巧，舞者通過手把有

規(guī)律的抖動(dòng)傳導(dǎo)至袖子上，營(yíng)造出一種“行云流水”的美感.這一過程其實(shí)就是機(jī)械波的傳

播。下列關(guān)于機(jī)械波中橫波的說法正確的是（）

A.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)沿波的傳播方向移動(dòng)

B.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度等于波速

C.橫波是傳遞能量的一種方式

D.橫波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率發(fā)生變化

【答案】C

【解析】

【詳解】A.質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)不會(huì)沿波的傳播方向移動(dòng)，只在自己平衡位置附近振動(dòng)，故A錯(cuò)誤;

B.介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度不等于波速，波速與介質(zhì)有關(guān)，振動(dòng)的速度與距平衡位置的遠(yuǎn)近

有關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C.橫波和縱波都能傳遞能量，故橫波是傳遞能量的一種方式，故C正確；

D.頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，故橫波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)頻率不發(fā)生變化，

故D錯(cuò)誤。

故選Co

10.12024.1?吉林、黑龍江】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，某時(shí)刻的波形如圖所示，則

從此刻開始，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)P的加速度。隨時(shí)間/變化的圖像為（）

a

【答案】B

【解析】

【詳解】簡(jiǎn)諧橫波沿龍軸正方向傳播，根據(jù)上下坡法可知，質(zhì)點(diǎn)P處于平衡位置，向上振動(dòng),

質(zhì)點(diǎn)P的加速度為

kxk.

a=-----=-----AAsmcot

mm

故選B。

11.【2024.1?甘肅】圖為兩單擺振動(dòng)圖像，。為擺線偏離豎直方向的角度（夕＜5。）。兩單

擺的擺球質(zhì)量相同，則（）

L.2

A擺長(zhǎng)之比

Ek3Ek4

c擺球的最大動(dòng)能之比京D.擺球的最大動(dòng)能之比餐=工

E,9

【答案】D

【解析】

2

【詳解】AB.根據(jù)兩單擺的振動(dòng)圖像知，兩單擺的周期之比為《，根據(jù)單擺周期公式

T=2TT

可得

T-=^L=kL

g

故有擺長(zhǎng)之比

A_m2_4

L2bJ9

故AB錯(cuò)誤；

CD.甲、乙兩個(gè)單擺的擺球完全相同，擺線的最大擺角相同，從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，由動(dòng)能

定理有

mgL(l-cos=Ek

故擺球的最大動(dòng)能之比

”49

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選Do

12.12024.1?河南】如圖，在同一根軟繩上先后激發(fā)出a、b兩段同向傳播的簡(jiǎn)諧波，則它

ab

A.波長(zhǎng)相同B.振幅相同C.波速相同D.頻率相

同

【答案】c

【解析】

【詳解】波在相同介質(zhì)中傳播的速度相同,由圖可知，兩列波的波長(zhǎng)不同，振幅不同，根據(jù)

f=-

2

可知兩列波的頻率不同。故選項(xiàng)c正確，ABD錯(cuò)誤。

故選C。

13.【2024.1?廣西】如圖甲，彈簧振子的平衡位置。點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，小球在M、N兩點(diǎn)間

做振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，小球經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，其光一/圖像如圖乙，小球的速度

v=A沫cos沫加速度為a,質(zhì)量為機(jī)，動(dòng)能為Ek，彈簧勁度系數(shù)為鼠彈簧振子的

彈性勢(shì)能為&,，彈簧對(duì)小球做功的功率為尸，下列描述該運(yùn)動(dòng)的圖像正確的是（）

M0Nx...Xv-Z...

圖甲圖乙

A.箕…7TB.r，

4…'?°A'AF

。:M叫風(fēng)4可kA2nJ

Wr，

【答案】C

【解析】

【詳解】A.小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，速度

.2?2?

v=A——cos——t

TT

可知在仁0時(shí)速度最大，小球位于平衡位置，此時(shí)加速度為0,位移為o,動(dòng)能最大，彈性

勢(shì)能為0,彈簧的彈力為0,對(duì)小球做功的功率為0,故A錯(cuò)誤

2?2冗—

BC.由v=A——cos——1可知

TT

2〃

CD-——

T

則小球速度變化周期為

r=r

所以動(dòng)能和勢(shì)能的周期為

T

T,r=—

2

小球的最大速度

.2乃

%=A——

T

則最大動(dòng)能

22

二122mA^-

￡km=-WV=---

根據(jù)機(jī)械能守恒可知最大彈性勢(shì)能

P_P_2mA2^-2

2Pm二°km-不

故B錯(cuò)誤，C正確；

D.由龍一，圖像可知小球的位移

,2乃

x=Acos——t

T

彈簧對(duì)小球做功的功率

2兀2萬27r2萬必,2〃

P=Fv=kxv=kAcos——txA——cos——tcos2——t

TTTT

可見功率的最大值為

2萬小

pm

故D錯(cuò)誤。

故選C。

光學(xué)

14.[2024.1?吉林、黑龍江】波長(zhǎng)不同的服。兩束單色平行光，分別照射到同一雙縫干涉

裝置上，在屏上得到干涉條紋如圖所示。下列說法正確的是（）

inimimin

A.在真空中，a光的波長(zhǎng)比6光的長(zhǎng)

B.在真空中，。光的傳播速度比b光的小

C.若只減小雙縫到屏的距離，兩光產(chǎn)生的條紋間距均變小

D.兩光分別照射同一單縫衍射裝置，若只減小縫寬，中央亮紋寬度均變小

【答案】AC

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)

Ax=-2

d

在屏上得到干涉條紋可知，。光對(duì)應(yīng)的條紋間距大于b光對(duì)應(yīng)的條紋間距，則在真空中，a

光的波長(zhǎng)比b光的長(zhǎng)；在真空中，。光的傳播速度與6光的傳播速度相等，均為。，故A正

確，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

L1

AAx——A

d

若只減小雙縫到屏的距離，兩光產(chǎn)生的條紋間距均變小，故c正確；

D.兩光分別照射同一單縫衍射裝置，若只減小縫寬，中央亮紋寬度均變大，故D錯(cuò)誤。

故選AC?

15.12024.1?河南】如圖，將一平面鏡置于某透明液體中，光線以入射角，=45°進(jìn)入液體，

經(jīng)平面鏡反射后恰好不能從液面射出。此時(shí)，平面鏡與水平面（液面）夾角為光線在平

面鏡上的入射角為已知該液體的折射率為0,下列說法正確的是（）

A.，=30。

B,萬=37.5。

C.若略微增大a,則光線可以從液面射出

D.若略微減小i,則光線可以從液面射出

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.根據(jù)

sinz

------=n

sinr

解得光線在射入液面時(shí)的折射角為

r=30°

光線經(jīng)平面鏡反射后，恰好不能從液面射出，光路圖如圖

有

n

解得

/。=45°

由幾何關(guān)系可得

2/7+（90°-r）+（90°-C）=l80°

解得

月=37.5。

故A錯(cuò)誤；B正確；

C.若略微增大a,則光線在平面鏡上的入射角B將變大，根據(jù)上面分析的各角度關(guān)系可知

光線射出液面的入射角變大，將大于臨界角，所以不可以從液面射出。故C錯(cuò)誤；

D.同理，若略微減小i,則r減小，導(dǎo)致光線在平面鏡上的入射角B減小，可知光線射出液

面的入射角變小，將小于臨界角，可以從液面射出。故D正確。

故選BD?

16.12024.1?江西】用圖（a）裝置測(cè)量玻璃的折射率時(shí)，俯視圖如圖（b）所示。在水平木

板上插大頭針P、Q,透過玻璃磚觀察，使Q把P擋住，再插大頭針M和N,使N擋住M

同時(shí)擋住玻璃磚中的P和Q,這樣就可以確定玻璃磚的入射光線及其出射光線，從而可以測(cè)

量玻璃的折射率。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)時(shí)眼睛所看到大頭針的情形，可能正確的是（）

M

NpQ

TTT

!D

【答案】A

【解析】

【詳解】由圖可知

在N處對(duì)準(zhǔn)尸。河的過程中，假設(shè)位置如圖所示，則尸。必須按如圖所示的光線才能射

入人的眼睛，根據(jù)像在光線反向延長(zhǎng)線上可知，像P在最左，其次。，最右為MN。

故選A?

【2024.1?貴州】某實(shí)驗(yàn)小組在用激光筆測(cè)量半圓形玻璃磚折射率的實(shí)驗(yàn)中，足夠長(zhǎng)的光屏

與半圓形玻璃磚的直邊平行，。點(diǎn)為玻璃磚圓心，OO'為法線。當(dāng)激光沿方向入射時(shí)光

屏上未出現(xiàn)光斑；當(dāng)激光沿8。方向入射時(shí)光屏上C點(diǎn)出現(xiàn)光斑，如圖所示。

（1）激光沿AO方向入射時(shí)光屏上未出現(xiàn)光斑的原因是o

（2）過B點(diǎn)作的垂線，垂足為。。測(cè)得3。=/］、50=4、。'。=/3和。。=/4,則

該玻璃磚的折射率〃=（用小葭4和4表示）。

【答案】①.全反射②.yr

【解析】

【詳解】（1）[1]激光沿AO方向入射時(shí)光屏上未出現(xiàn)光斑的原因是激光未發(fā)生折射，發(fā)生全

反射;

O'C_/

sin4=3

OCZ4

sin%=處上

2

OBL'2

由折射定律可知，該玻璃磚的折射率為

sin0,lL

n=-------=—2

sin%〃4

17.12024.1?安徽】某同學(xué)通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測(cè)量光的波長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示。

光源凸透鏡濾光片單縫雙縫遮光筒毛玻璃屏目鏡

A

圖（a）

（1）一毛玻璃屏上相鄰亮條紋的間距可利用測(cè)量頭測(cè)出，如圖（b）所示。先將測(cè)量頭分劃

板中心刻線與一明條紋中心尸重合，其讀數(shù)為0.822mm,然后沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分

劃板中心刻線移過4條暗條紋，與另一明條紋中心P重合，相應(yīng)的讀數(shù)如圖（c）所示，該

讀數(shù)為mm。

5

iniiHira^

圖(b)圖(c)

(2)已知雙縫間的距離為0.2mm,雙縫到屏的距離為1.5m,此單色光波長(zhǎng)是mm。

(保留三位有效數(shù)字)

【答案】①.21.002②.6.73xlO-4

【解析】

【詳解】(1)[1]該讀數(shù)為

21mm+0.2x0.01mm=21.002mzn

(2)[2]已知條紋PP間還有3條亮條紋，則相鄰兩亮條紋的間距為

由干涉條紋的間距公式

Ax=-A

d

解得

2=6.73X10-4mm

18.12024.1?甘肅】如圖，波長(zhǎng)為X單色光，照射到間距為d的雙縫上，雙縫到屏的距離

為1(1d),屏上觀察到明暗相間的條紋。現(xiàn)將屏向右平移;/,則移動(dòng)前和移動(dòng)后，屏上

兩相鄰亮條紋中心的間距之比為()

A.4:3B.3:4C.4:5D.5:4

【答案】C

【解析】

【詳解】移動(dòng)前屏上兩相鄰亮條紋中心的間距

I,

AAx.——%

1d

移動(dòng)后屏上兩相鄰亮條紋中心的間距

,I

1+-

=———2

-d

屏上兩相鄰亮條紋中心的間距之比為

Axj:AX2=4:5

故選C。

19.【2024.1?甘肅】圖為一透明均勻介質(zhì)球的橫截面，。為圓心，A3為直徑。一束光以

夕=60。從A點(diǎn)入射，ACB弧面出射的光與A5平行。下列說法正確的是（）

A.介質(zhì)球的折射率約為1.55

B.介質(zhì)球的折射率約為1.73

C.。在0?90°變化時(shí)，AC3弧面上觀察不到全反射現(xiàn)象

D.若入射光為白光，AC5弧面上出射光形成彩色光帶

【答案】B