广东省广州市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-12光学、近代物理

广东省广州市高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-12光学、近代物理

一、单选题

1．（2020·广东广州·统考一模）光电效应实验，得到光电子最大初动能Ekm与入射光频率v的关系如图所示。普朗克常量、金属材料的逸出功分别为（　　）

A．，b B．，

C．，b  D．，

2．（2020·广东广州·统考二模）一种利用红外线感应控制的紫外线灯，人在时自动切断紫外线灯电源，人离开时自动开启紫外线灯杀菌消毒。已知红外线的光子最高能量是1.61eV，紫外线的光子最低能量是3.11eV；如图是氢原子能级示意图，则大量氢原子（　　）

A．从n=2跃迁到低能级过程只可能辐射出红外线

B．从n=3跃迁到低能级过程不可能辐射出红外线

C．从n=4跃迁到低能级过程只可能辐射出紫外线

D．从n=5跃迁到低能级过程不可能辐射出紫外线

3．（2020·广东广州·统考二模）某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象．某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压．现分别用频率为v1和v2的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U1和U2设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是

A．频率为的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度

B．阴极K金属的极限频率

C．普朗克常量

D．阴极K金属的逸出功

4．（2021·广东广州·统考二模）如图为氢原子发射光谱，Hα、Hβ、Hγ、是其中的四条光谱线，下列说法正确的是(　　)

A．氢原子发射光谱属于连续光谱

B．Hα谱线对应光子的能量最大

C．谱线对应光子的频率最小

D．该光谱由氢原子核外电子的跃迁产生

5．（2021·广东广州·统考一模）广东大亚湾核电站是我国首座利用核裂变发电的大型商用核电站，核裂变反应方程中（　　）

A．为电子， B．为质子，

C．为质子， D．为中子，

6．（2021·广东广州·统考三模）爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是（）

A．逸出功与ν有关

B．E与入射光强度成正比

C．ν<ν0时，会逸出光电子

D．图中直线的斜率与普朗克常量有关

7．（2022·广东广州·统考模拟预测）每一年年末物理学会都会公布当年物理学的十项重大进展，全科学界十分关注物理学的发展。下列对历史上的重大发现说法正确的是（　　）

A．电子的发现说明原子核内部有复杂结构

B．电子衍射现象的发现说明实物粒子也有波动性

C．天然放射现象的发现说明原子内部有复杂结构

D．光电效应现象可以用连续的能量观解释

8．（2022·广东广州·统考二模）如图，电路中所有元件完好。当光照射光电管时，灵敏电流计指针没有偏转，其原因是（　　）

A．电源的电压太大 B．光照的时间太短

C．入射光的强度太强 D．入射光的频率太低

9．（2022·广东广州·统考一模）“嫦娥五号”返回器于2020年12月带回1731克月球土壤，月球土壤富含的氦元素是理想的热核反应原料，其核反应方程为，则（　　）

A．该核反应类型为重核裂变 B．X为质子

C．该核反应可在常温下发生 D．X为中子

10．（2022·广东广州·统考二模）贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是（　　）

A．ThPae

B．UnBaKr+n

C．NHeOH

D．HeAlPn

二、多选题

11．（2020·广东广州·统考二模）下列说法正确的是（　　）

A．光纤通信应用了光的全反射原理

B．雨后天空中出现彩虹，这是光的衍射现象

C．单色光通过双缝后，在屏上形成等间距的明暗相间条纹，这是光的干涉现象

D．单色光照射不透明的小圆板，在板后方的屏上出现亮斑，这是光的色散现象

E．乘客在高铁站台发现列车过站时的鸣笛声的音调由高变低，这是多普勒效应

三、填空题

12．（2020·广东广州·统考一模）在双缝干涉实验中，钠灯发出波长为589nm的黄光，在距双缝1m的屏上形成干涉条纹。已知双缝间距为1.68×10－4m，则相邻两明条纹中心间距为_________m。若改用氦氖激光器作光源，其发出的红光波长比黄光的___________（选填“长”或“短”），其它条件不变，则相邻两明条纹中心间距比黄光的___________（选填“大”或“小”）。

13．（2021·广东广州·统考二模）如图是高速公路上的反光柱，它的反光材料主要由里面充有空气的小玻璃球组成。当光射向玻璃球时，光可在玻璃球的______(填“内表面”或“外表面”)发生全反射，因为当光线从______(选填“光疏介质”或“光密介质”)射到两种介质的界面上时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。

四、解答题

14．（2021·广东广州·统考模拟预测）如图，竖直放置在水平地面上的方形玻璃砖折射率，左表面镀有反射膜。一束单色光以入射角i=45°射到玻璃砖右表面的A点，经左、右两表面反射后在地面上出现两个光点（图中未画出）。已知玻璃砖的厚度为d，不考虑多次反射，求地面上两光点的距离。

15．（2021·广东广州·统考一模）如图甲所示，某汽车大灯距水平地面的高度为81cm，该大灯结构的简化图如图乙所示。现有一束光从焦点处射出，经旋转抛物面反射后，垂直半球透镜的竖直直径AB从C点射入透镜。已知透镜直径远小于大灯离地面高度，，半球透镜的折射率为，tan15°≈0.27，求这束光照射到地面的位置与大灯间的水平距离。

16．（2021·广东广州·统考一模）如图是一个横截面为直角三角形的三棱镜BC=L，∠A=30°，一束很细的单色光从AB的中点D平行AC射入三棱镜，忽略多次反射。

(1)若光束恰好射在C点上，求三棱镜对该光束的折射率；

(2)维持光束方向不变，将入射点下移，光束恰好打在BC边中点，求入射点与A点的距离。

17．（2021·广东广州·统考三模）如图所示，一个半圆形玻璃砖的截面图，AB与OC垂直，半圆的半径为R.一束平行单色光垂直于AOB所在的截面射入玻璃砖，其中距O点距离为的一条光线自玻璃砖右侧折射出来，与OC所在直线交于D点，OD＝R.求：

（1）此玻璃砖的折射率是多少？

（2）若在玻璃砖平面AOB某区域贴上一层不透光的黑纸，平行光照射玻璃砖后，右侧没有折射光射出，黑纸在AB方向的宽度至少是多少？

18．（2022·广东广州·统考一模）如图，截面为等腰梯形的容器贮满水，放置在房间的水平桌面上，早晨阳光穿过窗户照射到水面，某时刻观察到阳光恰好照亮容器的整个底部，已知容器梯面倾角a的余弦值为，水的折射率为，求此时光线与水面的夹角。

19．（2022·广东广州·统考二模）如图所示，有一圆柱形容器，底面半径为R，在底面的中心O处有一红色点光源S，它发出的红光经时间t可以传到容器的边缘P。若容器内盛满某透明液体，S发出的红光经时间2t可以传到容器的边缘P，且恰好在P点处发生全反射。求容器的高度。

参考答案：

1．A

【详解】根据得，图象的纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功

图象的斜率表示普朗克常量

故A正确，BCD错误；

故选：A。

2．B

【详解】A．从n=2跃迁到低能级过程中辐射的光子能量为

由题意可知该光子属于紫外线，故A错误；

B．从n=3跃迁到低能级过程中，跃迁到n=2能级过程辐射的光子能量最小，其值为

该光子能量大于红外线光子的最高能量，其他光子能量均大于该光子，故B正确；

C．从n=4跃迁到n=3能级辐射的光子能量为

该光子属于红外线，故C错误；

D．从n=5跃迁到低能级过程中辐射的光子能量最大为

该光子属于紫外线，故D错误；

故选B。

3．C

【详解】A.光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：

则得光电子的最大初速度：

故A不符题意；

BCD.根据爱因斯坦光电效应方程得：

联立可得普朗克常量为：

代入可得金属的逸出功：

阴极金属的极限频率为：

故C符合题意，B、D不符题意．

4．D

【详解】A．氢原子发射光谱属于线状谱。A错误；

B．Hα谱线波长最长，频率最小，所以光子能量最小。B错误；

C．谱线波长最短，频率最大。C错误；

D．该光谱由氢原子核外电子的跃迁产生。D正确。

故选D。

5．D

【详解】根据电荷数守恒知X的电荷数为

92-36-56=0

即质子数为0，所以X为中子，根据质量数守恒X的质量数为

235+1-144-89=a

可得

a=3

故选D。

6．D

【详解】光电子的最大初动能与入射光频率的关系是Ekm=hv－W，结合图象易判断D正确．

7．B

【详解】A．原子呈现电中性，电子的发现说明原子内部有复杂结构，A错误；

B．干涉与衍射是波的特有现象，电子衍射现象的发现说明实物粒子也有波动性，B正确；

C．天然放射现象的发现说明原子核内部有复杂结构，C错误；

D．光电效应现象可以用爱因斯坦的光子说，即能量的量子化来解释，D错误。

故选B。

8．D

【详解】A．如图所示，电源正负极的连接使得光电子在电场中做加速运动，故无论电源电压多大不会让灵敏电流计指针没有偏转，A错误；

B．光电效应的发生是瞬间的，与入射光的照射时间无关，B错误；

CD．灵敏电流计指针未发生偏转，可能是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率（入射光的波长大于金属的极限波长），与光照强度无关，C错误，D正确。

故选D。

9．B

【详解】AC．热核反应指的是轻核聚变，需要很高的温度才能发生，故AC错误；

BD．由电荷数守恒和质量数守恒，可推出X的电荷数为1，质量数为1，则X为质子，故B正确，D错误；

故选B。

10．A

【详解】A．ThPae是天然放射现象方程。故A正确；

B．UnBaKr+n是重核的裂变方程。故B错误；

C．NHeOH是人工核反应方程。故C错误；

D．HeAlPn是人工核反应方程。故C错误。

故选A。

11．ACE

【详解】A．光纤通信是利用全反射来传递光信号的，故A符合题意；

B．雨后天空中出现的彩虹，是天空中的小水滴对阳光的色散形成的，故B不符合题意；

C．单色光通过双缝后，在屏上形成等间距的明暗相间条纹是光的干涉现象，故C符合题意；

D．单色光照射不透明的小圆板，在板后方的屏上出现亮斑，这是光的衍射现象，故D不符合题意；

E．乘客在高铁站台发现列车过站时的鸣笛声的音调由高变低，这是多普勒效应，故E符合题意。

故选ACE。

12．     3.51×10－3（3.50×10－3或3.5×10－3也可）     长     大

【详解】[1]由公式代入数据得

[2]由磁波谱可知，红光波长比黄光的长

[3]由公式可知，红光波长比黄光的长，则红光相邻两明条纹中心间距比黄光的大

13．     内表面     光密介质

【分析】考查全反射。

【详解】（1）[1]光的全反射应发生在光密介质的内表面；

[2]从光密介质射向光疏介质时，如果入射角大于临界角，就会发生全反射。

14．

【详解】画出相应光路，如图所示

由折射定律可得

解得折射角为

r=30°

由几何关系可知，从B点折射出的光线与从A点直接反射的光线平行，有

GF=BE=AB

又有

AB=2dtanr=2dtan30°

联立解得标尺上两光点的距离为

15．300cm

【详解】如图所示

设光线从C点水平射向半球玻璃时的入射角为α，从半球玻璃折射后的出射光线与水平面成β角，依题意有

根据折射定律有

设这束光照射到地面的位置与车头大灯间的水平距离为x，根据几何关系有

联立得

x=300cm

16．(1)；(2)

【详解】(1)单色光的光路图如下

由几何关系得，则三棱镜对该光束的折射率为

(2)有几何关系得

17．（1）（2）R

【详解】（1）连接O、E并延长至H，作EF垂直OD于F，光线与AB的交点为G，

由几何关系可知∠EOD＝30°，∠DEH＝60°

所以此玻璃砖的折射率

.

（2）设光线IJ恰好发生全反射，则∠IJO为临界角，

所以有

sin ∠IJO＝＝

根据几何关系有

sin ∠IJO＝

求得OI＝R，所以黑纸宽至少是R.

18．30°

【详解】阳光恰好照亮容器的整个底部时，折射光线与容器底的夹角为α，则光线的折射角为，根据折射定律

可得

19．

【详解】设OP之间的距离为d，光在空气中传播的速度为c，光在该液体中传播的速度为v，则

即

故液体对红光的折射率

光线在P点恰好发生全反射，则入射角等于临界角C，则

可得

C=30°

容器的高度为