专题06 振动和波 光学 原子物理（黑吉辽蒙专用）-【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编（黑吉辽蒙专用）

专题06 振动和波 光学 原子物理 一、题型归纳 01.振动和波 02.几何光学 03.原子物理 二、题型训练 振动和波 1．（2025·黑龙江第六中学·一模）如图，甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙为处质点从此刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．此列波沿x轴负向传播 B．时，处质点的位移为0.5m C．时，处质点的位移为 D．处质点比处质点振动相位滞后 2．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两单摆的摆长之比为 B．乙单摆的振动方程 C．甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能 D．内，甲摆球的重力势能增大，乙摆球的重力势能减小 3．（2025·黑龙江哈尔滨市第一中学·一模）声呐系统利用声波探测水下障碍物。某次监测中，声呐传感器接收到一列反射横波，图甲为t=0时刻的波形，其中P是x=0处的质点，Q点位于x=12 m处。图乙为Q点振动的a-t图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．该声波的传播速度为60 m/s C．t=0时刻P点正经过平衡位置向上运动 D．再经过0.05秒，Q点位移达到正向最大值 4．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）2025年1月7日中国西藏日喀则市定日县发生了一场6.9级的强烈地震，震源深度仅为10km，释放的能量相当于25枚广岛原子弹的爆炸威力。此次地震造成重大的人员伤亡及大量的房屋倒塌，若此次地震波的波长为2km，传播速度，该地震波的频率为（　　） A．0.25Hz B．2500Hz C．2.5Hz D．250Hz 5．（2025·辽宁抚顺·一模）某同学手握住绳子的一端，手做简谐运动使绳子振动起来。以手的平衡位置为坐标原点，在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，其中。若手抖动的频率是，下列说法正确的是（　　） A．该绳波传播速度为 B．此时绳子上点正沿轴正方向运动 C．此时绳子上点正沿轴负方向运动 D．再经过点到达轴上方对称位置 6．（2025·黑龙江齐齐哈尔·一模）一列简谐横波沿x轴传播，位于原点O处的波源由平衡位置起振，并开始计时，t=1.2s时的波形图如图所示，平衡位置位于x1=3m处的质点恰好起振。质点Q、P的平衡位置分别为xQ=2.5m、xP=4.5m。下列说法正确的是（　　） A．波源沿y轴负方向起振 B．t=1s时，波源第二次位于波峰 C．P起振后，P、Q的位移之和始终为0 D．t=2.4s时，质点P位于平衡位置 7．（2025·吉林·一模）如图甲所示，均匀介质中三个相同的波源分别位于平面直角坐标系中的A、B、C点，波源振动方向均垂直纸面，振动图像均如图乙所示，波速均为2cm/s。则（    ） A．质点D比质点O晚起振2s B．时，质点O的速度方向与加速度方向相同 C．若取走波源B，稳定后质点O、D的相位差始终为π D．若取走波源C，稳定后质点O等于质点D的振幅 8．（2025·吉林长春·一模）降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到消音作用。假设时刻外界噪声的波形图如图所示，下列选项中的声波（均为时刻波形图）对该噪声降噪效果最好的是（　　） A． B． C． D． 9．（2025·辽宁大连·一模）如图（a）所示在均匀介质中有A、、三点，，，。时，位于A、两点的两个横波波源同时开始振动，A、两点振动图像分别如图（b）甲和图（b）乙所示，振动方向与平面垂直，两列波在该介质中的传播速度均为，下列说法正确的是（　　） A．点始终位于位移最大处 B．两列波的波长均为 C．A、间有3个振动减弱点 D．时点的位移为 10．（2025·辽宁·一模）图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图像，图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为2m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．t= 1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大 D．在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度方向均未发生改变 11．（2025·辽宁抚顺·一模）一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如图中的实线所示，时刻的波形图如图中的虚线所示，0~0.5s时间内，平衡位置位于处的质点加速度方向未发生改变，下列说法正确的是（　　） A．波源振动的周期为1.5s B．该简谐横波沿x轴负方向传播 C．该简谐横波传播的速度大小为4m/s D．平衡位置位于处的质点在时的速度方向为y轴正方向 12．（2025·内蒙古鄂尔多斯·一模）一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　） A．此单摆的固有周期为2 s B．此单摆的摆长约为0.5 m C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 13．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）中医的悬丝诊脉中给悬的是“丝”；“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动；即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲；假设“丝”上有A、B、C三个质点；坐标分别为；；。时刻；脉搏搭上丝线图中的质点A；质点A开始振动；其振动图像如图乙所示；产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播；A、B两质点运动的方向始终相反；波长大于0.6m；关于该机械波；下列说法正确的是（   ） A．波长为0.4m B．质点C的起振方向沿y轴正方向 C．在时刻；质点B位于平衡位置 D．若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，则丝线中两列波相遇时一定发生干涉现象 14．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）图（a）为一列简谐横波在t0.2s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x4m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．从t0.2s到t0.5s，质点P通过的路程为15cm B．从t0.2s到t0.4s，该波沿x轴负方向传播了2m C．在t0.25s时，质点P的加速度沿y轴负方向 D．质点P简谐运动的表达式 15．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）一列沿轴传播的简谐波，在时刻的波形图如图（a），质点的振动图像如图（b），质点的平衡位置与质点的平衡位置间的距离为，0时刻，质点的速度与质点相同，若该波的波长大于。则（　　） A．该波沿轴负方向传播 B．波速可能为 C．质点的振动方程 D．质点在0至内运动的路程为 16．（2025·黑龙江鸡西·一模）在半径为的某球状天体表面，有一表面积足够大的水池。如图所示，一质量为、横截面积为S的木块，浮在水面上。现将木块向上提起一小段距离后放手，木块立即在水中做周期为的简谐运动。已知水的密度为，木块的密度为水的密度的二分之一，万有引力常量为，简谐运动的周期公式为（其中是回复力与位移的比，为振子的质量）。忽略天体的自转，则该天体表面的重力加速度和天体的密度分别为（　　） A． B． C． D． 17．（2025·黑龙江鹤岗·一模）如图甲所示，均匀介质中的水平面内，、、为直角三角形的顶点，，。波源、分别位于、两点，且均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙、丙所示。已知波源产生的机械波经过传播到点，下列说法正确的是（　　） A．波在介质中传播的速度为0.2m/s B．波长为 C．时，处的质点位移为0 D．连线中点处为振动加强点 18．（2025·吉林·一模）一列简谐横波在时刻的波形如图（a）所示，图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的周期为 B．时间的波形与图（a）相同 C．若波沿轴正方向传播，则图（b）可能为点的振动图像 D．若波沿轴正方向传播，则图（b）可能为点的振动图像 19．（2025·辽宁铁岭·一模）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图（a）所示，图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的周期为2s B．再过1s，ON间的波形不变 C．若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能为N点的振动图像 D．若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能为L点的振动图像 20．（2025·辽宁丹东·一模）一列简谐波沿x轴方向传播，图甲是时的波形图，图乙是处A质点的振动图像。若该波的周期T不小于1s，下列说法正确的是（　　） A．该简谐横波的频率可能为0.5Hz B．该简谐横波的传播速度可能为 C．若波沿x轴正向传播，质点A的振动方程为 D．若波沿x轴正向传播，到时间内，质点A运动的路程为10cm 21．（2025·辽宁盘锦·一模）“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点的振动图像，则（　　） A．该列波的传播速度为2m/s B．该列波的传播方向沿x轴负向传播 C．质点M在9s内通过的路程为3.4m D．质点M在2s内沿x轴运动了4m 22．（2025·辽宁·一模）2024年的国际体联艺术体操世界杯米兰站比赛，于北京时间6月24日凌晨落幕，中国队收获3金1铜。运动员在带操比赛中抖动彩带的一端，某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，这列简谐横波在时的波形如乙图所示，质点M、N的平衡位置横坐标分别为1m和3.5m，质点O的振动方程为。下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为2m/s B．该波沿x轴正方向传播 C．0~2.25s时间内，质点M沿x轴正方向移动的路程为72cm D．时质点N第一次到达波峰 23．（2025·辽宁本溪·一模）如图所示，面积足够大的A、B两种均匀弹性介质接触放置，两者的界面在同一竖直面内。时刻界面上某质点O开始沿界面振动时，时刻介质中产生的简谐波如图所示。据此可知（   ） A．时刻质点O从平衡位置向y轴正方向振动 B．A、B两种介质中波速相同 C．时介质B中距O点3m处的质点开始振动 D．从时刻到时刻质点P运动的路程为5m 24．（2025·辽宁锦州·一模）一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形图如图所示，P、Q为介质中的两个质点，此时分别位于平衡位置和波峰处，它们的平衡位置分别为和。已知波的周期为，则（　　） A．这列波的波速为 B．时，质点P沿轴负方向运动 C．时，质点P的加速度为零 D．时，质点Q的速度为零 25．（2025·黑龙江哈尔滨第三中学·一模）1785年，库仑发表了《关于电学和磁学的第一篇科学论文报告》，记述了他受万有引力的启发，通过类比思想测定电荷之间的引力是否遵从距离平方反比定律，库仑当时的思考和实验过程如下： （1）根据单摆做简谐运动的周期公式及地球表面物体所受重力与万有引力的关系，可以得到单摆的周期和地球半径的关系 （用、、、、）表示。 （2）库仑把电荷之间引力与万有引力进行类比，设计了电摆实验仪，其结构如图所示。G为绝缘金属球，S为一端有镀金的小圆纸片的小针，悬挂在丝线下端。让G与S带上异号电荷。由于S受G的电引力作用，小针将摆动，测量出G的球心与S在距离取不同值时，小针摆动的周期，就可以判断周期是否与距离成正比。某次实验的测量数据如下： 实验次数 15次振动所需时间/s 1 18 20 2 36 43 3 54 69 （3）类比万有引力的思想，三次振动的周期之比应为 ，而实际测量时，第二次和第三次周期比理论值偏大，改变和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差的主要原因可能是 。 A．实验过程中带电球漏电     B．电摆摆长不合适     C．时间读数的偶然误差 库仑对实验结果进行修正后，与理论值基本符合。于是，库仑得出由电荷之间的引力也遵从距离平方反比定律的结论。 26．（2025·内蒙古鄂尔多斯·一模）一列简谐横波沿轴传播，如图所示，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图。 (1)若已知处的质点在内运动的路程为，求处的质点的振动方程（用正弦函数形式表达）； (2)若波沿轴正向传播，求波的传播速度大小。 几何光学 1．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时，在小球后方的屏上阴影中心出现了一个亮斑。这是光的（　　） A．衍射现象 B．偏振现象 C．干涉现象 D．折射现象 2．（2025·内蒙古赤峰·一模）如图所示，将两个相同的直角三棱镜对称放置，三棱镜的顶角为θ，两棱镜间的距离为d。两束频率不同的光同时垂直射入第一个棱镜左侧面某处，经过两个棱镜从第二个棱镜右侧面分成两束光a、b平行射出，两束光出射时有一时间差Δt。下列说法正确的是（　　）    A．a光的频率大于b光的频率 B．a光在介质中的传播速度大于b光在介质中的传播速度 C．两束光分别通过相同的窄缝，b光的衍射现象更明显 D．d一定时，θ越小，Δt越大 3．（2025·辽宁本溪·一模）平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（　　） A．太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射 B．冰晶对a的折射率比对b的折射率大 C．a光光子能量比b更大 D．用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大 4．（2025·辽宁沈阳·一模）薄膜干涉技术是平面表面质量检测的一种常用方法。样板与工件平面之间形成一个楔形空气薄膜，如图甲所示。现用两种颜色不同的平行单色光a、b分别从上向下垂直被检查工件上表面照射，分别形成了如图乙所示的两种明、暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A．该检测工件上表面有一个明显的凸起 B．单色光a和b从同种介质射向空气发生全反射时的临界角，单色光a的比单色光b的小 C．单色光a、b分别通过相同的装置、在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光a的比单色光b的小 D．若用单色光b照射某金属未发生光电效应，换用单色光a照射该金属不可能发生光电效应 5．（2025·辽宁·一模）唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹……背日喷乎水，成虹霓之状。”从物理学的角度来看，彩虹是因阳光照射到空中的小水滴，发生折射、色散及反射形成的。如图所示，一细束太阳光从P点射入球形水滴后，经一次反射有M、N两条出射光线。下列说法正确的是（　　） A．从P点射入时M光的折射角比N光的大 B．在水滴中，M光的传播速度小于N光的传播速度 C．M光的波动性较N光更显著 D．用同一装置做双缝干涉实验，M光相邻干涉亮条纹间距比N光的大 6．（2025·辽宁抚顺·一模）彩虹是由阳光进入水滴，先折射然后在水滴的背面反射，最后再次折射离开水滴时形成的。如图，一束白光由左侧射入水滴，是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线（、是单色光）。下列关于、光说法正确的是（    ） A．光光子的能量比光光子的能量大 B．水滴对光的折射率小于对光的折射率 C．两束光在由空气进入水滴后波长变长 D．用同一装置做双缝干涉实验，光相邻亮条纹间距大 7．（2025·辽宁丹东·一模）以下现象属于光的干涉的是（　　） A．路面上的积水表面飘着一层彩色油膜 B．看3D电影“哪吒2魔童闹海”需要佩戴3D眼镜 C．在沙漠中看到“海市蜃楼”现象 D．雨后天空出现彩虹 8．（2025·辽宁铁岭·一模）如图所示为某种光学棱镜的截面图，，棱镜的折射率为。细光束从E点垂直AD从真空射入棱镜，则细光束第一次从棱镜中射出时的折射角为（　　） A．60° B．45° C．37° D．30° 9．（2025·辽宁沈阳·一模）如图a，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。如图b光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散。以下分析正确的是（　　） A．光线从空气进入冰晶后波长不变 B．在冰晶中红光和紫光的传播速度相同 C．光线从空气射入冰晶时可能发生全反射 D．当入射角逐渐减小，在侧面紫光比红光先发生全反射 10．（2025·辽宁鞍山·一模）如图所示，一束单色光从介质II射入介质I时发生折射，图中虚线为法线，光线与法线的夹角。已知两种介质的折射率、与、满足关系。则（　　） A．该单色光在介质I中的频率大于在介质II中的频率 B．该单色光在介质I中的速度小于在介质II中的速度 C．减小介质II中的入射角，该单色光可能发生全反射 D．增大介质II中的入射角，该单色光可能发生全反射 11．（2024·盘锦·一模）光纤准直器是光通信系统中的一种重要组件，它的作用是将光纤内传输来的发散光转变成准直光（平行光），其简化工作原理如图所示，棱镜的横截面为等腰三角形，从光纤一端射出三束相同的单色光光与棱镜的中心线重合，光恰好分别入射到上、下侧面的中点，经棱镜折射后与中心线平行。已知棱镜横截面的底角和入射光与中心线的夹角均为，棱镜底边长为，光在真空中的传播速度为，则（　　） A．棱镜对光的折射率为 B．棱镜对光的折射率为 C．光通过棱镜需要的时间为 D．光通过棱镜需要的时间为 12．（2025·辽宁辽阳·一模）《阳燧倒影》中记载的“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束光（含红、绿两种颜色）通过正三棱镜后被分解成两束单色光a、b，其中a光部分光路与棱镜的BC边平行，下列说法正确的是（　　） A．b光为红光 B．在该三棱镜中，a光的临界角比b光的临界角小 C．增大复色光在AB面的入射角，复色光在AB面会发生全反射 D．a光通过该三棱镜的时间比b光通过该三棱镜的时间短 13．（2025·吉林长春·一模）如图，倒挂的“彩虹”被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散。以下分析正确的是（　　） A．光线从空气进入冰晶后波长不变 B．在冰晶中红光和紫光的传播速度相同 C．光线从空气射入冰晶时可能发生全反射 D．当入射角减小，在侧面最先发生全反射的是紫光 14．（2025·黑龙江·一模）如图，一束复色光垂直于半圆形玻璃砖入射后分成两束。下列有关说法正确的是（　　） A．a光光子能量比b光光子能量小 B．介质中a光波速比b光波速大 C．真空中a光波速比b光波速小 D．同样装置做双缝干涉实验时，同级亮纹a光比b光离屏中心近 15．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，竖直放置的半圆形玻璃砖可绕过圆心的水平轴转动，圆心与竖直放置的足够大光屏的距离，初始时半圆形玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上点留下一光点，保持入射光的方向不变，让玻璃砖绕点顺时针方向转动角，光屏上光点也会移动，当时，光屏上光点位置距离点，下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖转动后，光屏上的光点相对于点向下移动 B．该玻璃砖的折射率为1.6 C．该玻璃砖的折射率为 D．当时，光屏上的光点刚好消失 16．（2025·内蒙古赤峰·一模）自然界中有许多美妙的光学现象，肥皂泡在阳光下五彩斑斓。下列现象中与上述原理相同的是（　　） A．雨后的彩虹呈现出不同颜色 B．游泳池的底部看起来比实际浅 C．水面上的油膜在阳光照射下呈彩色 D．暗室中用激光笔照射小孔，在屏幕上看到明暗相间的圆环状条纹 17．（2025·内蒙古包头·一模）一乘客在候车室座椅上看手机，手机屏幕处于水平面内，此手机屏幕用防窥屏制作成。这种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图所示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率，屏障高度，屏障间隙，发光像素单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央，下列说法正确的是（　　） A．防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射 B．此防窥屏的可视角度 C．若减小透明介质的折射率，则可增强防窥效果 D．若增大，则可视角度减小 18．（2025·辽宁本溪·一模）截面OAB为四分之一圆的玻璃砖，静置于水平地面。一束含有a、b两种单色光的复色光垂直于OA边射入玻璃砖，当光从M点射出时，光路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对a光的折射率比对b光的大 B．玻璃砖对a光的折射率比对b光的小 C．在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度 D．在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度 19．（2025·黑龙江佳木斯·一模）如图，是光学仪器中一种常用的半圆形玻璃砖。现有一束单色平行光与界面成角从其直径界面AO段入射。已知单色光在玻璃中的折射率为，玻璃砖的半径为，真空中的光速为。下列说法中正确的是（　　） A．从A点入射的光其折射角为 B．从A点入射的光在玻璃中的传播时间为 C．从O点入射的光在玻璃砖中传播的时间最长 D．从O点发出的光达弧面时会发生全反射 20．（2025·黑龙江大庆·一模）日晕亦称圆虹，是当太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射时而形成的一种大气光学现象。图为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中两种单色光，比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在冰晶中光的波速比光大 B．、两种光分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的小 C．通过同一仪器发生双缝干涉，光的相邻明条纹间距较小 D．若光能使某金属发生光电效应，则光不可以使该金属发生光电效应 21．（2025·吉林白城·一模）使用石英玻璃作为光纤材料可以显著降低光信号的衰减，这一发现开启了光纤通信的新时代，使得长距离数据传输成为可能，极大地促进了全球信息技术的进步。如图模拟光纤通信，将直径为的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求： (1)圆环内径的最小值； (2)在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。 22．（2025·黑龙江绥化·一模）如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB是沿水平方向的直径，当激光水平向右从C点射入时，可从右侧的B点射出。已知玻璃球的半径为R，C到AB的竖直距离h=，且玻璃球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求： (1)B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角； (2)激光在玻璃球中的传播时间。 原子物理 1．（2025·内蒙古包头·一模）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为和粒子，衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A．粒子是由原子核内中子转变而成 B．比的比结合能大 C．为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料 D．衰变过程，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大 2．（2025·内蒙古赤峰·一模）我国探月工程嫦娥六号搭载的氡气测量仪主要用于探测月壤中氡的同位素及其衰变产物。在地球上氡原子核的半衰期为3.8天，氡原子核衰变为钋原子核，同时放出一个粒子X。下列说法正确的是（　　） A．粒子X是中子 B．粒子X是粒子 C．在月球上，的半衰期大于3.8天 D．在月球上，的半衰期小于3.8天 3．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）自然界中一些放射性重元素会发生一系列连续衰变，称为衰变链。已知的衰变链如图所示，图中纵坐标为中子数，横坐标为质子数，X为衰变链中某一原子核。下列判断中正确的是（　　） A．衰变为X要经过2次α衰变，3次β衰变 B．衰变为X要经过2次α衰变，2次β衰变 C．衰变为X质量数减小了2 D．衰变为X质量数减小了6 4．（2025·内蒙古乌海·一模）在2023年12月举办的中国国际海事技术学术会和展览会上，我国江南造船厂官宣将生产全球最大的核动力集装箱船，该船将使用第四代核反应堆——钍基熔盐核反应堆。钍基熔盐核反应堆经历了的增殖反应和链式反应两个过程，如图所示；其中链式核反应方程为：。下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中的， B．增殖反应的反应类型也属于核裂变 C．比更稳定 D．β衰变辐射电子，说明原子核中存在电子 5．（2025·辽宁辽阳·一模）我国自主研发的“华龙一号”反应堆技术利用铀235发生核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为，则反应产物中核内中子数比核内中子数多（    ） A．28个 B．29个 C．30个 D．31个 6．（2025·吉林·一模）2025年1月20日，中国“人造太阳”EAST完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。这一成就不仅打破了世界纪录，更是我国核聚变能源研究领域的重大飞跃。下列核反应中属于核聚变的是（　　） A． B． C． D． 7．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）下列关于原子物理知识说法正确的是（　　） A．如图1为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量 B．如图2中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为 C．如图3为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，图线的斜率为普朗克常量h D．核反应方程中，X是质子 8．2025·辽宁抚顺·一模）关于原子结构和核反应的说法正确的是（　　） A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的枣糕模型 B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律并完全揭示了微观粒子的运动规律 C．衰变为，经过3次α衰变，2次β衰变 D．某轻核聚变的核反应方程为，反应过程中有质量亏损 9．（2025·吉林长春·一模）下列图片所对应描述正确的是（　　）        A．图（a）的图样证实了电子的波动性 B．图（b）中α粒子带负电 C．图（c）中镉棒可使快中子减速 D．图（d）中钢板越厚，探测到的射线越强 10．（2025·吉林通化·一模）某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为，并假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（　　） A．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍 B．Y原子核的速度大小为 C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（为光速） D．中核核电站产生的核能与该核反应属于同种类型 11．（2025·吉林松原·一模）可控核聚变被誉为“人类的终极能源”，2025年1月20日，我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创新了世界纪录，其主要核反应方程为，其中表示的是（　　） A．质子 B．粒子 C．中子 D．电子 12．（2025·黑龙江黑河·一模）两种光子的动量之比为，它们都能使金属发生光电效应，且其最大初动能分别为、。则（　　） A．两个光子的波长之比为 B．两个光子的能量之比为 C．A金属的逸出功为 D．金属的逸出功为 13．（2025·黑龙江黑河·一模）下列图片及其相应描述正确的是（　　） A．图（a）中的图样证实了电子的波动性 B．图（b）中射线带负电 C．图（c）中为使快中子减速，需将镉棒插入深些 D．图（d）中探测器探测到的射线强度与钢板的厚度无关 14．（2025·黑龙江鸡西·一模）下列说法中正确的是（　　） A．图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流 B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型 C．图内对氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为的光子发生跃迁 D．如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱 【答案】B 【知识点】光电效应现象及其解释、α粒子散射实验的装置、现象和结果分析、基态、激发态、跃迁、电离、α和β、γ三种射线的性质 【详解】A．图甲是研究光电效应的电路图，光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子会吸收光子的能量而逸出金属表面的现象。只有当入射光的频率大于金属的阈值频率时，才能产生光电效应，形成光电流。因此，入射光照射时间足够长并不能保证电路中形成光电流，因为还需要满足频率条件，故A错误； B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型。该模型认为原子由一个带正电的原子核和围绕原子核运动的电子组成，故B正确； C．图丙为氢原子能级图，处于基态的氢原子，其能量为-13.6eV。根据能级跃迁原理，氢原子吸收能量为10.5eV的光子后，其能量变为 没有相应的能级与之对应，不能发生跃迁，故C错误； D．图丁中放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，故D错误。 故选B。 15．（2025·黑龙江双鸭山·一模）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。如图所示，Hα和Hβ分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（　　） A．Hα的频率比Hβ的大 B．Hα在真空中的传播速度比Hβ的小 C．分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小 D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，则Hα照射该金属时一定发生光电效应 16．（2025·吉林长春·一模）2024年10月长春上空出现了罕见的极光。这是由于来自太阳的高能粒子（含电子、质子等）与地球大气层中的原子碰撞，原子吸收一部分能量，再将能量释放而形成的。下列说法正确的是（　　） A．太阳内部的裂变反应使其释放大量能量 B．极光是原子从高能级向低能级跃迁时产生的 C．红色极光的光子能量比绿色极光的光子能量大 D．用极光光谱可以分析地球大气的组成成分 17．（2025·黑龙江牡丹江·一模）图中、、、为氢原子在可见光区的四条谱线，此四条谱线满足巴耳末公式，、4、5、6，其中光波长最长。如果大量氢原子处在的能级，能辐射出几种特定波长的光，其中在可见光范围内含有的谱线为（　　） A．6种，可见光范围内的谱线有、 B．6种，可见光范围内的谱线有、 C．3种，可见光范围内的谱线有、 D．3种，可见光范围内的谱线有、 18．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）发现质子的核反应方程为，患有严重心衰及具有高风险心脏骤停的病人，植入心脏起搏器（如图）是现在比较有效的治疗方式，有些心脏起搏器的电池是Z粒子辐射电池，它是一种利用放射性同位素衰变时释放的Z粒子直接转换为电能的装置，衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中的X为 B．查德威克通过实验证实了质子的存在 C．衰变方程中的Z为 D．锶衰变的核反应前后质量守恒 19．（2025·黑龙江大庆·一模）碳14是一种放射性的元素，其衰变为氮14图像如图所示，根据图像提供的信息下列说法中正确的是（　　） A．经过11460年100个碳14核将衰变75个 B．碳14转变为氮14过程中有一个中子转变为质子 C．若氮14生成碳14的核反应方程为，则为电子 D．当氮14数量是碳14数量的3倍时，碳14衰变所经历时间为5730年 20．（2025·黑龙江伊春·一模）2024年10月3日，Physical Review C期刊上发表了中国科学院近代物理研究所的研究成果：研究团队合成新核素钚，并测量了该新核素的半衰期。已知钚-227的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．Y的电离能力较强，但穿透能力较弱 B．该反应遵循电荷数守恒和质量守恒定律 C．原子核的结合能小于原子核的结合能 D．100个钚原子核经过两个半衰期后还剩余25个 21．（2025·内蒙古·一模）如图，不带电的锌板经紫外线短暂照射后，其前面的试探电荷q受到了斥力，则（　　） A．q带正电 B．q远离锌板时，电势能减小 C．可推断锌原子核发生了β衰变 D．用导线连接锌板前、后表面，q受到的斥力将消失 22．（2025·辽宁丹东·一模）下列说法中正确的是（　　） A．一个氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C．的半衰期是24天，48个核经过72天后一定剩下6个核 D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应 23．（2025·黑龙江七台河·一模）光刻机是推动芯片科技发展的核心设备，某款光刻机光源的原子能级图如图所示，可提供能量为56.9eV的极紫外线，极紫外线的频率比紫色光更高。对于该极紫外线，下列说法错误的是（　　） A．一定是处在n=4能级上的原子向n=5能级跃迁时产生的 B．一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的 C．极紫外线的波长比紫色光更长 D．对于同一金属，极紫外线比紫色光更容易发生光电效应 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 振动和波 光学 原子物理 一、题型归纳 01.振动和波 02.几何光学 03.原子物理 二、题型训练 振动和波 1．（2025·黑龙江第六中学·一模）如图，甲为一列简谐横波在某时刻的波形图，乙为处质点从此刻开始计时的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．此列波沿x轴负向传播 B．时，处质点的位移为0.5m C．时，处质点的位移为 D．处质点比处质点振动相位滞后 【答案】C 【知识点】振动图像与波形图的结合、波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系 【详解】A．由图乙可知该时刻处质点沿轴负方向振动，根据同侧法可知此列波沿x轴正向传播，A错误； BC．根据题图可知该波的周期为 结合图甲可知处质点的振动方程为 时，处质点的位移为 C正确，B错误； D．根据图甲可得 可得该时刻处质点的位移为 则x=0.5m处质点的振动方程为 其中 联立可得 则处质点比处质点振动相位超前，D错误。 故选C。 2．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示是同一地点的甲、乙两单摆的部分振动图像，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两单摆的摆长之比为 B．乙单摆的振动方程 C．甲单摆的机械能小于乙单摆的机械能 D．内，甲摆球的重力势能增大，乙摆球的重力势能减小 【答案】B 【知识点】单摆的振动图像及其表达式、单摆周期公式的简单应用、重力做功与重力势能的关系 【详解】A．由振动图像可知，甲、乙单摆的周期， 根据单摆周期公式 可知 故A错误； B．对乙单摆有， 故 由图可知，时刻，乙单摆的位移为0，且向负方向运动，故乙单摆的振动方程为 故B正确； C．单摆的机械能与摆球的质量、振幅等因素有关，仅从振动图像无法判断两单摆小球的质量关系，所以不能比较机械能的大小，故C错误； D．内，甲、乙摆球均从平衡位置向最高点运动，故甲、乙摆球的重力势能均增大，故D错误。 故选B。 3．（2025·黑龙江哈尔滨市第一中学·一模）声呐系统利用声波探测水下障碍物。某次监测中，声呐传感器接收到一列反射横波，图甲为t=0时刻的波形，其中P是x=0处的质点，Q点位于x=12 m处。图乙为Q点振动的a-t图像。下列说法正确的是（　　） A．波沿x轴负方向传播 B．该声波的传播速度为60 m/s C．t=0时刻P点正经过平衡位置向上运动 D．再经过0.05秒，Q点位移达到正向最大值 【答案】B 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】AC．由图乙可知，Q点在0--0.05s内加速度正向增大，所以Q点正在向下运动，则该列波正在向x轴正方向传播，所以P在0时刻正向下振动，所以AC错误； B．由甲图得波长λ=12m 由乙图得振动周期T=0.2s 则波速 故B正确； D．再过0.05秒，Q点加速度为正向最大，由于回复力与位移方向相反，则位移为负向最大，故D错误。 故选B。 4．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）2025年1月7日中国西藏日喀则市定日县发生了一场6.9级的强烈地震，震源深度仅为10km，释放的能量相当于25枚广岛原子弹的爆炸威力。此次地震造成重大的人员伤亡及大量的房屋倒塌，若此次地震波的波长为2km，传播速度，该地震波的频率为（　　） A．0.25Hz B．2500Hz C．2.5Hz D．250Hz 【答案】C 【知识点】波长、频率和波速的关系 【详解】根据波传播速度与波长的关系有 解得 故选C。 5．（2025·辽宁抚顺·一模）某同学手握住绳子的一端，手做简谐运动使绳子振动起来。以手的平衡位置为坐标原点，在抖动绳子过程中某时刻的波形如图所示，其中。若手抖动的频率是，下列说法正确的是（　　） A．该绳波传播速度为 B．此时绳子上点正沿轴正方向运动 C．此时绳子上点正沿轴负方向运动 D．再经过点到达轴上方对称位置 【答案】D 【知识点】波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系、波长、频率和波速的关系、根据波的图象判断质点在某时刻的位移、速度和加速度方向 【详解】A．该绳波波长为4m，则传播速度为 A错误； BC．波沿轴正方向传播，根据同侧法可知点沿轴负方向振动和Q点沿轴正方向振动，BC错误； D．根据 经过时间 正好经过半个周期，点回到轴上方对称位置，D正确。 故选D。 6．（2025·黑龙江齐齐哈尔·一模）一列简谐横波沿x轴传播，位于原点O处的波源由平衡位置起振，并开始计时，t=1.2s时的波形图如图所示，平衡位置位于x1=3m处的质点恰好起振。质点Q、P的平衡位置分别为xQ=2.5m、xP=4.5m。下列说法正确的是（　　） A．波源沿y轴负方向起振 B．t=1s时，波源第二次位于波峰 C．P起振后，P、Q的位移之和始终为0 D．t=2.4s时，质点P位于平衡位置 【答案】B 【知识点】机械波相关物理量的计算、根据波的图象判断质点在某时刻的位移、速度和加速度方向、波形图的物理意义及信息读取 【详解】A．如图所示，平衡位置位于x1=3m处的质点恰好起振，根据“同侧法”可知，此时x1=3m处的质点沿y轴正方向振动，所以波源沿y轴正方向起振，故A错误； B．该简谐横波的波速为 由图可知，波长为 所以，周期为 因为波源沿y轴正方向起振，所以波源第二次位于波峰的时间为 故B正确； C．由题意可知P、Q距离为 所以P、Q的振动完全相同，故C错误； D．该简谐横波传播到P点需用时 则当t=2.4s时，质点P振动时间为 所以，此时质点P位于负向最大位移处，故D错误。 故选B。 7．（2025·吉林·一模）如图甲所示，均匀介质中三个相同的波源分别位于平面直角坐标系中的A、B、C点，波源振动方向均垂直纸面，振动图像均如图乙所示，波速均为2cm/s。则（    ） A．质点D比质点O晚起振2s B．时，质点O的速度方向与加速度方向相同 C．若取走波源B，稳定后质点O、D的相位差始终为π D．若取走波源C，稳定后质点O等于质点D的振幅 【答案】D 【知识点】根据波的图象判断质点在某时刻的位移、速度和加速度方向、波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区 【详解】A．当B点的振动传到O点时，O点开始起振，则用时间 当AC两点的振动传到D点时D开始起振，用时间 可知质点D比质点O晚起振4s，故A错误； B．因B点的振动经过6s传到O点，AC两点的振动传到O点需要8s，则t=7.2s时刻由振动图像可知，质点O正在向远离平衡位置方向振动，此时质点O的速度方向与加速度方向相反，故B错误； C．若取走波源B，因质点O、D的起振时间差为 可知稳定后质点O、D的相位差始终为2π，故C错误； D．因波长为 若取走波源C，因D点到AB的距离之差为4cm，则D点振动加强；因O点到AB的距离之差为4cm，则O点振动加强；稳定后质点O的振幅等于质点D的振幅，均为4cm，故D正确。 故选D。 8．（2025·吉林长春·一模）降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到消音作用。假设时刻外界噪声的波形图如图所示，下列选项中的声波（均为时刻波形图）对该噪声降噪效果最好的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【知识点】波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区 【详解】因为降噪耳机的基本原理是在耳机内产生一列相应的抵消声波，通过波的干涉起到消音作用，则由波的干涉的减弱区的特点可知，两列波应频率相同、振幅相同、波长相同、波速相同，但相位相反，只有A符合。 故选A。 9．（2025·辽宁大连·一模）如图（a）所示在均匀介质中有A、、三点，，，。时，位于A、两点的两个横波波源同时开始振动，A、两点振动图像分别如图（b）甲和图（b）乙所示，振动方向与平面垂直，两列波在该介质中的传播速度均为，下列说法正确的是（　　） A．点始终位于位移最大处 B．两列波的波长均为 C．A、间有3个振动减弱点 D．时点的位移为 【答案】D 【知识点】波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区 【详解】B．两列波的周期和波速相同，则两列波的波长均为 故B错误； A．B点到两波源的距离差为 由图（b）可知，两波源振动完全相反，所以B点为振动加强点，是振幅最大的点，但不是一直处于振幅最大处，故A错误； C．设、间的振动减弱点为，则 其中， 则解得 即A、间有5个振动减弱点，故C错误； D．波源在A点的波传播到B点所用时间为 波源在C点的波传播到B点所用时间为 所以波源在A点的波传播到B点振动的时间为 所以此时振动到负向最大位移处，即此时的位移为 故D正确。 故选D。 10．（2025·辽宁·一模）图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图像，图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为2m/s B．该波沿x轴负方向传播 C．t= 1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大 D．在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度方向均未发生改变 【答案】C 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．由图1可知波长，由图2可知，则该波的波速 故A错误； B．由图2可知，质点P在时向上振动，根据波形平移法可知，波沿轴正方向传播，故B错误； C．由图2可知，时，质点P位于波峰位置，速度最小，加速度最大，故C正确； D．从到是半个周期，质点P从平衡位置向上振动到波峰位置，然后再回到平衡位置，它的速度方向先向上再向下，加速度方向是由回复力方向决定的，该过程中回复力的方向一直向下，所以加速度方向一直向下，故D错误。 故选C。 11．（2025·辽宁抚顺·一模）一列简谐横波沿x轴传播，时刻的波形图如图中的实线所示，时刻的波形图如图中的虚线所示，0~0.5s时间内，平衡位置位于处的质点加速度方向未发生改变，下列说法正确的是（　　） A．波源振动的周期为1.5s B．该简谐横波沿x轴负方向传播 C．该简谐横波传播的速度大小为4m/s D．平衡位置位于处的质点在时的速度方向为y轴正方向 【答案】D 【知识点】波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系、波长、频率和波速的关系 【详解】AB．平衡位置位于处的质点在此过程中加速度方向未发生改变，则此过程中该质点沿轴负方向运动，根据同侧法知，该简谐横波沿轴正方向传播，这段时间为 故周期为 故A、B错误； C．该简谐横波传播的速度大小为 故C错误； D．平衡位置位于处的质点在时，根据同侧法知，速度方向为轴正方向，故D正确。 故选D。 12．（2025·内蒙古鄂尔多斯·一模）一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则（　　） A．此单摆的固有周期为2 s B．此单摆的摆长约为0.5 m C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动 【答案】A 【知识点】共振曲线及其应用、单摆周期公式的简单应用 【详解】A．由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为 故A正确； B．根据单摆周期公式 解得单摆的摆长约为 故B错误； CD．若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动，故CD错误。 故选A。 13．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）中医的悬丝诊脉中给悬的是“丝”；“诊”的是脉搏通过悬丝传过来的振动；即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲；假设“丝”上有A、B、C三个质点；坐标分别为；；。时刻；脉搏搭上丝线图中的质点A；质点A开始振动；其振动图像如图乙所示；产生的机械波沿丝线向x轴正方向传播；A、B两质点运动的方向始终相反；波长大于0.6m；关于该机械波；下列说法正确的是（   ） A．波长为0.4m B．质点C的起振方向沿y轴正方向 C．在时刻；质点B位于平衡位置 D．若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，则丝线中两列波相遇时一定发生干涉现象 【答案】C 【知识点】机械波中质点振动的特点、波发生稳定干涉的条件、机械波相关物理量的计算 【详解】A．由于波长大于0.6m，A、B两质点运动的方向始终相反，可知A、B点的距离等于半个波长，则有 解得波长为 故A错误； B．由乙图可知，振源的起振方向沿y轴负方向，则所有质点的起振方向均沿y轴负方向，则质点C的起振方向沿y轴负方向，故B错误； C．由乙图可知，在时刻，质点A位于平衡位置，振动方向沿y轴负方向，依题意，A、B两质点运动的方向始终相反，则该时刻质点B位于平衡位置，振动方向沿y轴正方向，故C正确； D．若将丝线的另一端搭在另一个人的脉搏上，二人脉搏的频率大小关系不明，所以丝线中两列波相遇时不一定发生干涉现象，故D错误。 故选C。 14．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）图（a）为一列简谐横波在t0.2s时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.5m处的质点，Q是平衡位置在x4m处的质点；图（b）为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（　　） A．从t0.2s到t0.5s，质点P通过的路程为15cm B．从t0.2s到t0.4s，该波沿x轴负方向传播了2m C．在t0.25s时，质点P的加速度沿y轴负方向 D．质点P简谐运动的表达式 【答案】C 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．根据图形知，， 则 从t0.2s到t0.5s，时间 t0.2s时刻P在平衡位置与波峰之间，故质点P通过的路程不可能为 故A错误； B．由图乙可知时，质点Q处于平衡位置且速度沿y轴负方向，结合图甲可判断波沿x轴正向传播，故从t0.2s到t0.4s，该波沿x轴正方向传播了 故B错误； C．t0.2s时质点P向y轴正方向振动，故到t0.25s时间内 质点P仍在 y轴正向位移处，根据回复力与位移的关系推知，质点P的加速度沿y轴负方向，故C正确； D．根据图（b）知质点Q简谐运动的表达式 根据平移法知质点P简谐运动的表达式不是 故D错误。 故选C。 15．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）一列沿轴传播的简谐波，在时刻的波形图如图（a），质点的振动图像如图（b），质点的平衡位置与质点的平衡位置间的距离为，0时刻，质点的速度与质点相同，若该波的波长大于。则（　　） A．该波沿轴负方向传播 B．波速可能为 C．质点的振动方程 D．质点在0至内运动的路程为 【答案】BC 【知识点】波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系、振动图像与波形图的结合、波形图的物理意义及信息读取 【详解】A．由质点的振动图像可知，时刻质点向上振动，根据平移法可知，波向轴正方向传播，故A错误； B．质点的平衡位置与质点的平衡位置间的距离为，0时刻质点的速度与质点相同，则有m（n=0，1，2……） 该波的波长大于，则将n=0代入解得m 由图（b）可知s 波速为 故B正确； C．设质点的振动方程 当时m，代入表达式解得 可知质点的振动方程 故C正确； D．由图（b）可知，质点在0至内运动的路程为 故D错误； 故选BC。 16．（2025·黑龙江鸡西·一模）在半径为的某球状天体表面，有一表面积足够大的水池。如图所示，一质量为、横截面积为S的木块，浮在水面上。现将木块向上提起一小段距离后放手，木块立即在水中做周期为的简谐运动。已知水的密度为，木块的密度为水的密度的二分之一，万有引力常量为，简谐运动的周期公式为（其中是回复力与位移的比，为振子的质量）。忽略天体的自转，则该天体表面的重力加速度和天体的密度分别为（　　） A． B． C． D． 【答案】AC 【知识点】机械振动与力学的综合问题 【详解】AB．木块做简谐运动处于平衡位置时 让木块偏离平衡位置发生一段位移x，则振动方向的合外力为 因为合外力与位移方向相反，故 即 故周期为 整理得，A正确，B错误； CD．由， 可得天体的密度为，C正确，D错误。 故选AC。 17．（2025·黑龙江鹤岗·一模）如图甲所示，均匀介质中的水平面内，、、为直角三角形的顶点，，。波源、分别位于、两点，且均沿竖直方向振动，它们的振动图像分别如图乙、丙所示。已知波源产生的机械波经过传播到点，下列说法正确的是（　　） A．波在介质中传播的速度为0.2m/s B．波长为 C．时，处的质点位移为0 D．连线中点处为振动加强点 【答案】BC 【知识点】波长、频率和波速的关系、波的干涉图样、判断干涉加强和减弱区 【详解】A．由于波源产生的机械波经过0.3s传播到P点，故波速为 故A错误； B．由波长公式有 故B正确； C．在时，波源传到点使其振动的时间 波源机械波带动点的位移为零；波源传到点使其振动的时间为 波源机械波带动P点的位移也为零，所以C正确； D．AB连线的中垂线上，因为两波源振动步调完全相反，所以振动为减弱区，故D错误。 故选BC。 18．（2025·吉林·一模）一列简谐横波在时刻的波形如图（a）所示，图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的周期为 B．时间的波形与图（a）相同 C．若波沿轴正方向传播，则图（b）可能为点的振动图像 D．若波沿轴正方向传播，则图（b）可能为点的振动图像 【答案】AC 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．图（b）可知该波的周期为2s，故A正确； B．时恰好经过半个周期，则时间的波形与图（a）相反，故B错误； C．图（b）可知0时刻质点从平衡位置向y轴正方向振动，若波沿轴正方向传播，同侧法可知图（a）L点恰好从平衡位置向y轴正方向振动，则图（b）可能为点的振动图像，故C正确； D．同侧法可知图（a）N点恰好从平衡位置向y轴负方向振动，结合C选项分析可知，图（b）不可能为N点的振动图像，故D错误。 故选AC。 19．（2025·辽宁铁岭·一模）一列简谐横波在t=0时刻的波形如图（a）所示，图（b）表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（　　） A．该波的周期为2s B．再过1s，ON间的波形不变 C．若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能为N点的振动图像 D．若波沿x轴正方向传播，则图（b）可能为L点的振动图像 【答案】AD 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．由图可知，该波的周期为2s，故A正确； B．再过1s，即半个周期，ON间的波形将发生变化，故B错误； CD．若波沿x轴正方向传播，且t=0时刻，质点向上振动，根据“上下坡”法可知，图（b）可能为L点的振动图像，故C错误，D正确。 故选AD。 20．（2025·辽宁丹东·一模）一列简谐波沿x轴方向传播，图甲是时的波形图，图乙是处A质点的振动图像。若该波的周期T不小于1s，下列说法正确的是（　　） A．该简谐横波的频率可能为0.5Hz B．该简谐横波的传播速度可能为 C．若波沿x轴正向传播，质点A的振动方程为 D．若波沿x轴正向传播，到时间内，质点A运动的路程为10cm 【答案】AD 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．若波沿x轴正方向传播，则时，A质点处于平衡位置向上振动，结合图乙可知 由于周期T不小于1s，则T=1s，因此f=1Hz。若波沿x轴负方向传播，则时，A质点处于平衡位置向下振动，结合图乙可知 由于周期T不小于1s，则T=2s，因此f=0.5Hz。故A正确； B．由图甲可知，若波沿x轴正方向传播，波的传播速度为 若波沿x轴负方向传播，波的传播速度为 故B错误； C．若波沿x轴正向传播，则 质点A的振动方程为 故C错误； D．若波沿x轴正向传播，到时间内，质点A经历半个周期，运动的路程为 s=2A=10cm 故D正确。 故选AD。 21．（2025·辽宁盘锦·一模）“地震预警”是指在地震发生以后，抢在地震波传播到受灾地区前，向受灾地区提前几秒至数十秒发出警报，通知目标区域从而实现预警。科研机构对波的特性展开研究，如图甲所示为研究过程中简谐波时刻的波形图，是此波上的一个质点，平衡位置处于处，图乙为质点的振动图像，则（　　） A．该列波的传播速度为2m/s B．该列波的传播方向沿x轴负向传播 C．质点M在9s内通过的路程为3.4m D．质点M在2s内沿x轴运动了4m 【答案】AB 【知识点】振动图像与波形图的结合 【详解】A．由图甲知，波长 由乙图知，周期 T=2s 该列波的传播速度为 故A正确； B．由乙图知，时刻M质点向上振动，根据“同侧法”， 该列波的传播方向沿x轴负向传播，故B正确； C．根据 质点M在9s内通过的路程为 故C错误； D．质点M只在平衡位置附近振动，并不随波迁移，故D错误。 故选AB。 22．（2025·辽宁·一模）2024年的国际体联艺术体操世界杯米兰站比赛，于北京时间6月24日凌晨落幕，中国队收获3金1铜。运动员在带操比赛中抖动彩带的一端，某段过程中彩带的运动可简化为沿x轴方向传播的简谐横波，这列简谐横波在时的波形如乙图所示，质点M、N的平衡位置横坐标分别为1m和3.5m，质点O的振动方程为。下列说法正确的是（　　） A．该波的波速为2m/s B．该波沿x轴正方向传播 C．0~2.25s时间内，质点M沿x轴正方向移动的路程为72cm D．时质点N第一次到达波峰 【答案】BD 【知识点】机械波相关物理量的计算、波形图中某质点的速度方向与传播方向的关系 【详解】A．根据质点O振动方程，可知周期 图乙可知波长 则波速 故A错误； B．质点O的振动方程可知，0时刻质点O向下振动，结合图乙同侧法可知，该波沿x轴正方向传播，故B正确； C．质点只会在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故C错误； D．题意可知质点MN平衡位置距离为 则质点N第一次到达波峰时间 故D正确。 故选BD。 23．（2025·辽宁本溪·一模）如图所示，面积足够大的A、B两种均匀弹性介质接触放置，两者的界面在同一竖直面内。时刻界面上某质点O开始沿界面振动时，时刻介质中产生的简谐波如图所示。据此可知（   ） A．时刻质点O从平衡位置向y轴正方向振动 B．A、B两种介质中波速相同 C．时介质B中距O点3m处的质点开始振动 D．从时刻到时刻质点P运动的路程为5m 【答案】AC 【知识点】计算弹簧振子在某段时间内的路程和位移、波长、频率和波速的关系、波形图的物理意义及信息读取、判断波源初始振动的方向 【详解】A．由图可知，质点为振源，产生的简谐波分别沿轴正向和负向传播，时刻质点从平衡位置开始向轴正方向振动，故A正确； B．简谐波在、两种介质中传播时周期相同，波长不同，所以波速不同，故B错误； C．由题意可知，2s为半个周期，所以 介质中简谐波的波长，所以波速 当时，简谐波在介质中传播的时间为，传播的距离为 故C正确； D．由图像可知，简谐波的振幅为 从时刻到时刻，质点的路程为 质点开始振动的时间比点晚，因此质点比质点走过的路程少，所以从时刻到时刻质点运动的路程小于5m，故D错误。 故选AC。 24．（2025·辽宁锦州·一模）一列沿轴正方向传播的简谐横波在时的波形图如图所示，P、Q为介质中的两个质点，此时分别位于平衡位置和波峰处，它们的平衡位置分别为和。已知波的周期为，则（　　） A．这列波的波速为 B．时，质点P沿轴负方向运动 C．时，质点P的加速度为零 D．时，质点Q的速度为零 【答案】CD 【知识点】波形图的物理意义及信息读取、波长、频率和波速的关系、根据波的图象判断质点在某时刻的位移、速度和加速度方向 【详解】A．这列波的波速为 选项A错误； B．根据“同侧法”可知，时，质点P沿轴正方向运动，选项B错误； C．时，质点P回到平衡位置，速度最大，则此时质点P的加速度是零，选项C正确； D．时，质点Q在波峰位置，其速度是零，选项D正确。 故选CD。 25．（2025·黑龙江哈尔滨第三中学·一模）1785年，库仑发表了《关于电学和磁学的第一篇科学论文报告》，记述了他受万有引力的启发，通过类比思想测定电荷之间的引力是否遵从距离平方反比定律，库仑当时的思考和实验过程如下： （1）根据单摆做简谐运动的周期公式及地球表面物体所受重力与万有引力的关系，可以得到单摆的周期和地球半径的关系 （用、、、、）表示。 （2）库仑把电荷之间引力与万有引力进行类比，设计了电摆实验仪，其结构如图所示。G为绝缘金属球，S为一端有镀金的小圆纸片的小针，悬挂在丝线下端。让G与S带上异号电荷。由于S受G的电引力作用，小针将摆动，测量出G的球心与S在距离取不同值时，小针摆动的周期，就可以判断周期是否与距离成正比。某次实验的测量数据如下： 实验次数 15次振动所需时间/s 1 18 20 2 36 43 3 54 69 （3）类比万有引力的思想，三次振动的周期之比应为 ，而实际测量时，第二次和第三次周期比理论值偏大，改变和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差的主要原因可能是 。 A．实验过程中带电球漏电     B．电摆摆长不合适     C．时间读数的偶然误差 库仑对实验结果进行修正后，与理论值基本符合。于是，库仑得出由电荷之间的引力也遵从距离平方反比定律的结论。 【答案】 A 【知识点】单摆周期公式的简单应用 【详解】（1）[1]根据和联立可得 （3）[2] 类比万有引力的思想，结合可知三次振动的周期之比应为 [3]而实际测量时，第二次和第三次周期比理论值偏大，改变和摆长多次实验均出现类似情况，产生误差的主要原因可能是带点小球漏电，导致加速度变小，周期偏大。 故选A。 26．（2025·内蒙古鄂尔多斯·一模）一列简谐横波沿轴传播，如图所示，实线为时刻的波形图，虚线为时刻的波形图。 (1)若已知处的质点在内运动的路程为，求处的质点的振动方程（用正弦函数形式表达）； (2)若波沿轴正向传播，求波的传播速度大小。 【答案】(1) (2) 【知识点】传播方向的多解问题 【详解】（1）已知  x = 0 处的质点在  0 ∼ 1s  内运动的路程为  25cm=5A ，则时间为，设处的质点的振动方程为 由题知该质点时刻向轴负方向运动，可知 由 解得 所以 由图知 所以处的质点的振动方程为 （2）由图知 若波沿轴正向传播，则 解得 所以波的传播速度大小   几何光学 1．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）如图，当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时，在小球后方的屏上阴影中心出现了一个亮斑。这是光的（　　） A．衍射现象 B．偏振现象 C．干涉现象 D．折射现象 【答案】A 【知识点】泊松亮斑、光的折射现象、光路的可逆性、发生双缝干涉的条件、偏振现象及其解释 【详解】当用激光照射直径小于激光束的不透明小球时，在后方屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状衍射条纹。这就是泊松亮斑，是激光绕过不透光的小球发生衍射形成的。是光的衍射现象。 故选A。 2．（2025·内蒙古赤峰·一模）如图所示，将两个相同的直角三棱镜对称放置，三棱镜的顶角为θ，两棱镜间的距离为d。两束频率不同的光同时垂直射入第一个棱镜左侧面某处，经过两个棱镜从第二个棱镜右侧面分成两束光a、b平行射出，两束光出射时有一时间差Δt。下列说法正确的是（　　）    A．a光的频率大于b光的频率 B．a光在介质中的传播速度大于b光在介质中的传播速度 C．两束光分别通过相同的窄缝，b光的衍射现象更明显 D．d一定时，θ越小，Δt越大 【答案】B 【知识点】光发生明显衍射的条件、 折射率的波长表达式和速度表达式、光的折射定律、折射率 【详解】A．由光路可知，b光的偏折程度大于a光，可知b光折射率较大，则a光的频率小于b光的频率，选项A错误； B．根据可知a光在介质中的传播速度大于b光在介质中的传播速度，选项B正确； C．a光波长大于b光，可知两束光分别通过相同的窄缝，a光的衍射现象更明显，选项C错误； D．d一定时，θ越小，两束光从入射到出射的光路程差越小，则Δt越小，选项D错误。 故选B。 3．（2025·辽宁本溪·一模）平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（　　） A．太阳光照在转动的冰晶表面上，部分光线发生了全反射 B．冰晶对a的折射率比对b的折射率大 C．a光光子能量比b更大 D．用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大 【答案】D 【知识点】干涉条纹间距与波长的关系、根据公式计算能量子ε的值、光的折射定律、折射率、发生全反射的条件、临界角 【详解】A．全反射条件是光密进入光疏介质才能发生，故A错误； B．由图可知，太阳光射入冰晶时，光的偏折程度比光的偏折程度小，则的折射率比的小，故错误； C．的折射率比的小，则的频率比的小，根据 可知的光子能量比的小，故C错误； D．的频率比的小，根据 则的波长比的大，用光在相同实验条件下做双缝干涉实验，根据 可知的双缝干涉条纹间距大，故D正确。 故选D。 4．（2025·辽宁沈阳·一模）薄膜干涉技术是平面表面质量检测的一种常用方法。样板与工件平面之间形成一个楔形空气薄膜，如图甲所示。现用两种颜色不同的平行单色光a、b分别从上向下垂直被检查工件上表面照射，分别形成了如图乙所示的两种明、暗相间的条纹。下列说法正确的是（　　） A．该检测工件上表面有一个明显的凸起 B．单色光a和b从同种介质射向空气发生全反射时的临界角，单色光a的比单色光b的小 C．单色光a、b分别通过相同的装置、在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光a的比单色光b的小 D．若用单色光b照射某金属未发生光电效应，换用单色光a照射该金属不可能发生光电效应 【答案】D 【知识点】干涉条纹间距与波长的关系、光电效应的极限频率、发生全反射的条件、临界角、检查工件的平整度 【详解】A．同一亮条纹所对应的光程差相等，由图可知，弯曲的亮条纹提前出现，说明该检测工件上表面有一个明显的凹坑，故A错误； B．由图乙可知，在空气薄膜中相同的长度下，单色光a所对应的亮条纹间距较大，则单色光a的波长较长，单色光a的频率较小，单色光a的折射率较小，根据可知，单色光a发生全反射时的临界角较大，故B错误； C．由于单色光a的波长较长，根据 可知单色光a、b分别通过相同的装置，在相同的条件下，进行双缝干涉实验时形成的相邻明条纹间距，单色光a的比单色光b的大，故C错误； D．由于单色光a的波长较长，则其频率较小，若用单色光b照射某金属未发生光电效应，换用单色光a 照射该金属一定不能发生光电效应，故D正确。 故选D。 5．（2025·辽宁·一模）唐人张志和在《玄真子·涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹……背日喷乎水，成虹霓之状。”从物理学的角度来看，彩虹是因阳光照射到空中的小水滴，发生折射、色散及反射形成的。如图所示，一细束太阳光从P点射入球形水滴后，经一次反射有M、N两条出射光线。下列说法正确的是（　　） A．从P点射入时M光的折射角比N光的大 B．在水滴中，M光的传播速度小于N光的传播速度 C．M光的波动性较N光更显著 D．用同一装置做双缝干涉实验，M光相邻干涉亮条纹间距比N光的大 【答案】B 【知识点】 折射率的波长表达式和速度表达式、根据反射与折射定律画出光路图、干涉条纹间距与波长的关系 【详解】A．由题意，可画出如图所示光路图 由图可知从P点射入时M光的折射角比N光的小，故A错误； B．根据折射定律可知，入射角相同，折射角大的折射率小，可知在水滴中M光的折射率大，根据可知在水滴中，M光的传播速度小于N光的传播速度，故B正确； C．根据折射率大的频率大，波长短，可知M光的波长较短，则N光的波动性较M光更显著，故C错误； D．光线M的波长短，根据可知同样的“双缝干涉”装置条件下，产生的干涉条纹间距M光比N光窄，故D错误。 故选B。 6．（2025·辽宁抚顺·一模）彩虹是由阳光进入水滴，先折射然后在水滴的背面反射，最后再次折射离开水滴时形成的。如图，一束白光由左侧射入水滴，是白光射入水滴后经过一次反射和两次折射后的两条出射光线（、是单色光）。下列关于、光说法正确的是（    ） A．光光子的能量比光光子的能量大 B．水滴对光的折射率小于对光的折射率 C．两束光在由空气进入水滴后波长变长 D．用同一装置做双缝干涉实验，光相邻亮条纹间距大 【答案】A 【知识点】干涉条纹间距与波长的关系、光的折射定律、折射率 【详解】AB．由图可知，光线第一次折射时，a光的折射角小于b光的折射角，根据光的折射定律 可知，入射角相同时，折射角越大，折射率越小，因此水滴对a光的折射率大于对b光的折射率，a光的频率大于b光的频率，所以光光子的能量比光光子的能量大，A正确，B错误； C．光由空气进入水中，传播速度变小，频率不变，根据 可知，波速减小时，波长减小，C错误； D．结合上述分析可知，a光的波长小于b光的波长，根据 可知用同一装置做双缝干涉实验，光相邻亮条纹间距小，D错误。 故选A。 7．（2025·辽宁丹东·一模）以下现象属于光的干涉的是（　　） A．路面上的积水表面飘着一层彩色油膜 B．看3D电影“哪吒2魔童闹海”需要佩戴3D眼镜 C．在沙漠中看到“海市蜃楼”现象 D．雨后天空出现彩虹 【答案】A 【知识点】偏振现象及其解释、薄膜干涉现象和原理、光的折射现象、光路的可逆性、偏振的应用 【详解】A．路面上的积水表面飘着一层彩色油膜，是光的干涉现象，故A正确； B．看3D电影“哪吒2魔童闹海”需要佩戴3D眼镜，是光的偏振现象，故B错误； C．在沙漠中看到“海市蜃楼”现象，是光的折射现象，故C错误； D．雨后天空出现彩虹，是光的色散现象，故D错误； 故选A。 8．（2025·辽宁铁岭·一模）如图所示为某种光学棱镜的截面图，，棱镜的折射率为。细光束从E点垂直AD从真空射入棱镜，则细光束第一次从棱镜中射出时的折射角为（　　） A．60° B．45° C．37° D．30° 【答案】A 【知识点】折射和全反射的综合问题 【详解】光路图如图所示 根据全反射临界角公式可知 根据几何关系可得光线在AB边的入射角为 由于 根据几何关系可知光在BC边的入射角为 根据折射定律 所以细光束第一次从棱镜中射出时的折射角为 故选A。 9．（2025·辽宁沈阳·一模）如图a，倒挂的彩虹被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。如图b光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散。以下分析正确的是（　　） A．光线从空气进入冰晶后波长不变 B．在冰晶中红光和紫光的传播速度相同 C．光线从空气射入冰晶时可能发生全反射 D．当入射角逐渐减小，在侧面紫光比红光先发生全反射 【答案】D 【知识点】 折射率的波长表达式和速度表达式、波长、频率和波速的关系、根据全反射条件判断光能否发生全反射、发生全反射的条件、临界角 【详解】A．光线从空气进入冰晶后，频率不变，速度减小，根据 可知，波长变小，故A错误； B．红光的频率小于紫光的频率，则冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率，根据 可知，红光在冰晶中的传播速度比紫光在冰晶中的传播速度大，故B错误； C．全反射只能发生在光密介质射入光疏介质，而光线从空气射入冰晶是光疏介质射入光密介质，所以不可能发生全反射，故C错误； D．全反射的条件为入射角度达到临界角，根据 可知，冰晶对红光的折射率小于对紫光的折射率的情况下，紫光的临界角更小，更容易发生全反射，即紫光比红光先在侧面发生全反射，故D正确。 故选D。 10．（2025·辽宁鞍山·一模）如图所示，一束单色光从介质II射入介质I时发生折射，图中虚线为法线，光线与法线的夹角。已知两种介质的折射率、与、满足关系。则（　　） A．该单色光在介质I中的频率大于在介质II中的频率 B．该单色光在介质I中的速度小于在介质II中的速度 C．减小介质II中的入射角，该单色光可能发生全反射 D．增大介质II中的入射角，该单色光可能发生全反射 【答案】B 【知识点】发生全反射的条件、临界角、 折射率的波长表达式和速度表达式 【详解】A．单色光的频率与介质无关，单色光从介质I中射入介质II中的频率不变，选项A错误； B．根据， 可知 则 根据 可知该该单色光在介质I中的速度小于在介质II中的速度，选项B正确； CD．因介质II为光疏介质，则单色光从介质II到介质I时，无论增加还是减小介质II中的入射角，该单色光也不可能发生全反射，选项CD错误。 故选B。 11．（2024·盘锦·一模）光纤准直器是光通信系统中的一种重要组件，它的作用是将光纤内传输来的发散光转变成准直光（平行光），其简化工作原理如图所示，棱镜的横截面为等腰三角形，从光纤一端射出三束相同的单色光光与棱镜的中心线重合，光恰好分别入射到上、下侧面的中点，经棱镜折射后与中心线平行。已知棱镜横截面的底角和入射光与中心线的夹角均为，棱镜底边长为，光在真空中的传播速度为，则（　　） A．棱镜对光的折射率为 B．棱镜对光的折射率为 C．光通过棱镜需要的时间为 D．光通过棱镜需要的时间为 【答案】D 【知识点】 折射率的波长表达式和速度表达式、光的折射定律、折射率 【详解】AB．光路图如图所示 由题意知光线在棱镜侧面的入射角，折射角，则折射率为 故AB错误； C．根据 可得光在棱镜中的传播速度为 b光从等腰三角形顶点射入，根据几何知识可求通过的路程为 所以它通过棱镜需要的时间为 故C错误； D．根据几何知识可知光通过棱镜的路程为 所以它通过棱镜需要的时间为 故D正确。 故选D。 12．（2025·辽宁辽阳·一模）《阳燧倒影》中记载的“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象。如图所示，一束光（含红、绿两种颜色）通过正三棱镜后被分解成两束单色光a、b，其中a光部分光路与棱镜的BC边平行，下列说法正确的是（　　） A．b光为红光 B．在该三棱镜中，a光的临界角比b光的临界角小 C．增大复色光在AB面的入射角，复色光在AB面会发生全反射 D．a光通过该三棱镜的时间比b光通过该三棱镜的时间短 【答案】D 【知识点】 折射率的波长表达式和速度表达式、光的折射定律、折射率、发生全反射的条件、临界角 【详解】A．由图可知b光的偏折程度较大，b光折射率较大，b光为绿光，故A错误； B．b光折射率较大，根据，可知在该三棱镜中，a光的临界角比b光的临界角大，故B错误； C．光在AB面发生折射，光从光疏介质进入光密介质，故增大复色光在AB面的入射角，复色光在AB面不会发生全反射，故C错误； D．由图可知b光在三棱镜中运动的距离较大，根据，可知b光在三棱镜中传播速度较小，故a光通过该三棱镜的时间比b光通过该三棱镜的时间短，故D正确。 故选D。 13．（2025·吉林长春·一模）如图，倒挂的“彩虹”被叫做“天空的微笑”，是光由卷云里随机旋转的大量六角片状冰晶（直六棱柱）折射形成的。光线从冰晶的上顶面进入后，经折射从侧面射出，发生色散。以下分析正确的是（　　） A．光线从空气进入冰晶后波长不变 B．在冰晶中红光和紫光的传播速度相同 C．光线从空气射入冰晶时可能发生全反射 D．当入射角减小，在侧面最先发生全反射的是紫光 【答案】D 【知识点】 折射率的波长表达式和速度表达式、发生全反射的条件、临界角 【详解】A．光从空气进入冰晶后，频率不变，速度减小，根据 可知波长变小，故A错误； B．由于紫光的频率大于红光的频率，冰晶对紫光的折射率大于对红光的折射率，根据可知，在冰晶中红光的传播速度大于紫光的传播速度，故B错误； C．光线只有从光密介质射向光疏介质，才有可能发生全反射，则光线从空气射入冰晶时不可能发生全反射，故C错误； D．因为可见光中紫光频率最高，折射率最大，根据全反射临界角公式，可知紫光发生全反射的临界角最小；当入射角减小，光线进入冰晶上表面的折射角减小，则光线在侧面射出空气的入射角增大；由于紫光在冰晶上表面的折射角最小，则紫光在侧面射出空气的入射角最大，所以在侧面最先发生全反射的是紫光，故D正确。 故选D。 14．（2025·黑龙江·一模）如图，一束复色光垂直于半圆形玻璃砖入射后分成两束。下列有关说法正确的是（　　） A．a光光子能量比b光光子能量小 B．介质中a光波速比b光波速大 C．真空中a光波速比b光波速小 D．同样装置做双缝干涉实验时，同级亮纹a光比b光离屏中心近 【答案】D 【知识点】光的折射定律、折射率、 折射率的波长表达式和速度表达式、干涉条纹间距与波长的关系、光子能量的公式 【详解】A．根据题图可知经过玻璃砖折射后，光线的偏折程度大，则光的折射率大，光的频率高，根据可知a光光子能量比b光光子能量大，A错误； B．根据可知介质中a光波速比b光波速小，B错误； C．真空中a光波速与b光波速相等，均为光速，C错误； D．根据可知a光波长比b光波长短，根据可知光形成的干涉条纹间距较小，则同级亮纹a光比b光离屏中心近，D正确。 故选D。 15．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，竖直放置的半圆形玻璃砖可绕过圆心的水平轴转动，圆心与竖直放置的足够大光屏的距离，初始时半圆形玻璃砖的直径与光屏平行，一束光对准圆心垂直于光屏射向玻璃砖，在光屏上点留下一光点，保持入射光的方向不变，让玻璃砖绕点顺时针方向转动角，光屏上光点也会移动，当时，光屏上光点位置距离点，下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖转动后，光屏上的光点相对于点向下移动 B．该玻璃砖的折射率为1.6 C．该玻璃砖的折射率为 D．当时，光屏上的光点刚好消失 【答案】B 【知识点】发生全反射的条件、临界角、光的折射定律、折射率 【详解】A．作出玻璃砖旋转后的光路图如图所示 由图可知，旋转后光屏上的光点相对于点向上移动，故A错误； BC．根据上述光路图可知，当时，入射角 由几何关系可知 解得 由几何关系可知 故该玻璃砖的折射率为 故B正确，C错误； D．根据上述分析可知，发生全反射的临界角 当时，此时入射角 而 可知不是刚好光点消失时的角度，故D错误。 故选B。 16．（2025·内蒙古赤峰·一模）自然界中有许多美妙的光学现象，肥皂泡在阳光下五彩斑斓。下列现象中与上述原理相同的是（　　） A．雨后的彩虹呈现出不同颜色 B．游泳池的底部看起来比实际浅 C．水面上的油膜在阳光照射下呈彩色 D．暗室中用激光笔照射小孔，在屏幕上看到明暗相间的圆环状条纹 【答案】C 【知识点】三棱镜色散、单缝衍射和小孔衍射图样、光的折射定律、折射率、薄膜干涉现象和原理 【详解】肥皂泡在阳光下五彩斑斓，是光的薄膜干涉，雨后的彩虹呈现出不同颜色是光的色散，游泳池的底部看起来比实际浅，是光的折射，水面上的油膜在阳光照射下呈彩色，是薄膜干涉，暗室中用激光笔照射小孔，在屏幕上看到明暗相间的圆环状条纹，是光的小孔衍射，故ABD错误；C正确。 故选C。 17．（2025·内蒙古包头·一模）一乘客在候车室座椅上看手机，手机屏幕处于水平面内，此手机屏幕用防窥屏制作成。这种防窥屏由透明介质和对光完全吸收的屏障构成，其中屏障垂直于屏幕平行排列，可实现对像素单元可视角度的控制（可视角度定义为某像素单元发出的光在图所示平面内折射到空气后最大折射角的2倍）。透明介质的折射率，屏障高度，屏障间隙，发光像素单元紧贴屏下并位于相邻屏障正中央，下列说法正确的是（　　） A．防窥屏实现防窥效果是因为光发生了全反射 B．此防窥屏的可视角度 C．若减小透明介质的折射率，则可增强防窥效果 D．若增大，则可视角度减小 【答案】BCD 【知识点】光的折射定律、折射率 【详解】A．防窥屏实现防窥效果是因为有吸光屏障，故A错误。 BCD．如图所示 根据几何关系得 根据光的折射率 联立得r1=60° 则可视角度为120°，若减小透明介质的折射率，则r1减小，可视角度减小，可增强防窥效果；若增大，则i1减小，则r1减小，可视角度减小，故BCD正确。 故选BCD。 18．（2025·辽宁本溪·一模）截面OAB为四分之一圆的玻璃砖，静置于水平地面。一束含有a、b两种单色光的复色光垂直于OA边射入玻璃砖，当光从M点射出时，光路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．玻璃砖对a光的折射率比对b光的大 B．玻璃砖对a光的折射率比对b光的小 C．在玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度 D．在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度 【答案】BD 【知识点】光的折射定律、折射率、 折射率的波长表达式和速度表达式 【详解】AB．a光的偏折程度小于b光的，则 故A错误，B正确； CD．根据，可知在玻璃砖中，a光的传播速度大于b光的传播速度，故C错误，D正确。 故选BD。 19．（2025·黑龙江佳木斯·一模）如图，是光学仪器中一种常用的半圆形玻璃砖。现有一束单色平行光与界面成角从其直径界面AO段入射。已知单色光在玻璃中的折射率为，玻璃砖的半径为，真空中的光速为。下列说法中正确的是（　　） A．从A点入射的光其折射角为 B．从A点入射的光在玻璃中的传播时间为 C．从O点入射的光在玻璃砖中传播的时间最长 D．从O点发出的光达弧面时会发生全反射 【答案】AB 【知识点】折射和全反射的综合问题、 折射率的波长表达式和速度表达式 【详解】A．根据折射定律 其中， 代入数据解得从A点入射的光其折射角为 A正确； B．画出光路图如图所示 根据几何关系可 由于 所以光在、会发生全反射，根据几何关系可得光在玻璃砖中传播的路程为 光在玻璃砖中的速度 从A点入射的光在玻璃中的传播时间为 B正确； CD．根据光的折射可知从O点入射的光在玻璃砖的折射光沿着半径方向，相当于从玻璃砖到空气中的入射角为0，不可能发生全反射，根据几何关系可知从O点入射的光在玻璃砖中传播的路程最短，则传播的时间最短，CD错误。 故选AB。 20．（2025·黑龙江大庆·一模）日晕亦称圆虹，是当太阳光通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射时而形成的一种大气光学现象。图为一束太阳光射到六角形冰晶上时的光路图，、为其折射出的光线中两种单色光，比较、两种单色光，下列说法正确的是（　　） A．在冰晶中光的波速比光大 B．、两种光分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的小 C．通过同一仪器发生双缝干涉，光的相邻明条纹间距较小 D．若光能使某金属发生光电效应，则光不可以使该金属发生光电效应 【答案】AB 【知识点】光电效应现象及其解释、干涉条纹间距与波长的关系、发生全反射的条件、临界角、 折射率的波长表达式和速度表达式 【详解】A．由图可知，b光在冰晶中的偏折程度较大，可知冰晶对b光的折射率较大，根据 可知，在冰晶中光的波速比光大，选项A正确； B．根据 可知，、两种光分别从水射入空气发生全反射时，光的临界角比光的小，选项B正确； C．根据 因b光频率较大，波长较小，则通过同一仪器发生双缝干涉，b光的相邻明条纹间距较小，选项C错误； D．因b光频率大于a光，则若光能使某金属发生光电效应，则光也可以使该金属发生光电效应，选项D错误。 故选AB。 21．（2025·吉林白城·一模）使用石英玻璃作为光纤材料可以显著降低光信号的衰减，这一发现开启了光纤通信的新时代，使得长距离数据传输成为可能，极大地促进了全球信息技术的进步。如图模拟光纤通信，将直径为的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为。光纤在转弯的地方不能弯曲太大，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出。求： (1)圆环内径的最小值； (2)在（1）问的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间。 【答案】(1) (2) 【知识点】发生全反射的条件、临界角、光导纤维 【详解】（1）在圆柱形玻璃棒A端最下方射入的光线在玻璃棒外侧边界上的入射角最小，令其为，根据几何关系有 若所有光线均能够发生全反射，则有 根据临界角与折射率的关系有 解得 即圆环内径的最小值为。 （2）在（1）问的情况下，解得 作出光路图如图所示 光传播的路程 根据折射率与光速关系有 从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间 结合上述解得 22．（2025·黑龙江绥化·一模）如图甲所示是“足球”玻璃球，某物理小组利用激光对该球的光学性质进行研究。如图乙所示是过球心所在的竖直截面的正视图，且AB是沿水平方向的直径，当激光水平向右从C点射入时，可从右侧的B点射出。已知玻璃球的半径为R，C到AB的竖直距离h=，且玻璃球内的“足球”是不透光体，不考虑反射光的情况下，光在真空中的速率为c，求： (1)B点的出射光相对C点入射光方向的偏折角； (2)激光在玻璃球中的传播时间。 【答案】(1) (2) 【知识点】根据反射与折射定律画出光路图、 折射率的波长表达式和速度表达式、光的折射定律、折射率 【详解】（1）光从C点到B点的光路图如图所示 光在C点折射，由折射定律可知 其中 由几何关系可得 解得折射率为 光在B点折射，由折射定律可知 可得 故B点的出射光相对C点入射光方向偏折角为。 （2）激光在玻璃球中的传播速度为 激光在玻璃球中的传播距离为 所以激光在玻璃球中的传播时间为 原子物理 1．（2025·内蒙古包头·一模）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为和粒子，衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A．粒子是由原子核内中子转变而成 B．比的比结合能大 C．为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料 D．衰变过程，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大 【答案】D 【知识点】半衰期的概念、根据条件写出核反应方程、分析原子核的结合能与比结合能 【详解】A．根据衰变可知 粒子是，不是由原子核内中子转变而成，故A错误； B．发生衰变变成更稳定的，核越稳定比结合能越大，所以比的比结合能小，故B错误； C．为保证电池的长寿命应选用半衰期更长的放射性材料，故C错误； D．反应过程释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大，故D正确。 故选D。 2．（2025·内蒙古赤峰·一模）我国探月工程嫦娥六号搭载的氡气测量仪主要用于探测月壤中氡的同位素及其衰变产物。在地球上氡原子核的半衰期为3.8天，氡原子核衰变为钋原子核，同时放出一个粒子X。下列说法正确的是（　　） A．粒子X是中子 B．粒子X是粒子 C．在月球上，的半衰期大于3.8天 D．在月球上，的半衰期小于3.8天 【答案】B 【知识点】α衰变的特点、本质及其方程的写法、半衰期的概念 【详解】AB．衰变反应方程式 根据质量数守恒 解得 电荷数守恒 解得 所以粒子X是粒子，故A错误，B正确； CD．半衰期是由原子内部自身因素决定，与所处位置无关，所以在月球上的半衰期仍为3.8天，故CD错误。故选B。 3．（2025·内蒙古呼和浩特·一模）自然界中一些放射性重元素会发生一系列连续衰变，称为衰变链。已知的衰变链如图所示，图中纵坐标为中子数，横坐标为质子数，X为衰变链中某一原子核。下列判断中正确的是（　　） A．衰变为X要经过2次α衰变，3次β衰变 B．衰变为X要经过2次α衰变，2次β衰变 C．衰变为X质量数减小了2 D．衰变为X质量数减小了6 【答案】B 【知识点】计算发生α衰变和β衰变的次数 【详解】衰变为X要经过a次α衰变和b次β衰变，则2a-b=92-90；235-4a=227 解得a=2，b=2 衰变为X质量数减小了8。 故选B。 4．（2025·内蒙古乌海·一模）在2023年12月举办的中国国际海事技术学术会和展览会上，我国江南造船厂官宣将生产全球最大的核动力集装箱船，该船将使用第四代核反应堆——钍基熔盐核反应堆。钍基熔盐核反应堆经历了的增殖反应和链式反应两个过程，如图所示；其中链式核反应方程为：。下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中的， B．增殖反应的反应类型也属于核裂变 C．比更稳定 D．β衰变辐射电子，说明原子核中存在电子 【答案】A 【知识点】铀核的典型裂变方程、分析原子核的结合能与比结合能、β衰变的特点、本质及其方程的写法 【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒，则有 ， 解得， 故A正确； B．由题可知，增殖反应的反应类型属于衰变，故B错误； C．到的过程会释放能量，故的比结合能大于的比结合能，故更比更稳定，故C错误； D．β衰变中辐射出来的电子是核内中子转变成质子释放出来的，故D错误。 故选A。 5．（2025·辽宁辽阳·一模）我国自主研发的“华龙一号”反应堆技术利用铀235发生核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为，则反应产物中核内中子数比核内中子数多（    ） A．28个 B．29个 C．30个 D．31个 【答案】B 【知识点】铀核的典型裂变方程 【详解】根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知核为，则反应产物中核内中子数比核内中子数多 故选B。 6．（2025·吉林·一模）2025年1月20日，中国“人造太阳”EAST完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。这一成就不仅打破了世界纪录，更是我国核聚变能源研究领域的重大飞跃。下列核反应中属于核聚变的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【知识点】典型的核聚变方程、铀核的典型裂变方程、根据条件写出核反应方程、β衰变的特点、本质及其方程的写法 【详解】核聚变是指两个或多个轻核合并成一个较重的核的过程，释放出大量能量。选项C中，氘和氚发生反应生成氦和中子，符合核聚变的定义。其他A选项为衰变，B为原子核的人工转变方程；D属于重核裂变。 故选C。 7．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）下列关于原子物理知识说法正确的是（　　） A．如图1为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量 B．如图2中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为 C．如图3为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，图线的斜率为普朗克常量h D．核反应方程中，X是质子 【答案】C 【知识点】铀核的典型裂变方程、β衰变的特点、本质及其方程的写法、基态、激发态、跃迁、电离、爱因斯坦光电效应方程 【详解】A．当氢原子从基态跃迁到激发态时，吸收能量。A错误； B．铀核裂变反应方程为 B错误； C．根据爱因斯坦光电效应方程可知 该图线的斜率表示普朗克常量，不同频率的光照射同种金属发生光电效应时，图线的斜率相同。C正确； D．核反应方程中，X是。D错误； 故选C。 8．2025·辽宁抚顺·一模）关于原子结构和核反应的说法正确的是（　　） A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的枣糕模型 B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律并完全揭示了微观粒子的运动规律 C．衰变为，经过3次α衰变，2次β衰变 D．某轻核聚变的核反应方程为，反应过程中有质量亏损 【答案】C 【知识点】典型的核聚变方程、α衰变的特点、本质及其方程的写法、玻尔原子理论的基本假设、α粒子散射实验的装置、现象和结果分析 【详解】A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上否定了原子的枣糕模型，提出了原子的核式结构模型，故A错误； B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但对于稍微复杂一点的原子如氦原子，玻尔理论就无法解释它的光谱现象，这说明，玻尔理论还没有完全揭示微观粒子的运动规律，故B错误； C．设衰变为经过x次α衰变，y次β衰变，则， 解得， 衰变为经过3次α衰变，2次β衰变，故C正确； D．根据反应前后质量数和电荷数守恒可知该核反应方程为，反应过程中有质量亏损，故D错误。 故选C。 9．（2025·吉林长春·一模）下列图片所对应描述正确的是（　　）        A．图（a）的图样证实了电子的波动性 B．图（b）中α粒子带负电 C．图（c）中镉棒可使快中子减速 D．图（d）中钢板越厚，探测到的射线越强 【答案】A 【知识点】电子束衍射和衍射图样、核裂变的应用、α和β、γ三种射线的性质 【详解】A．图（a）电子束的衍射图样证实了电子的波动性，选项A正确； B．图（b）中α粒子带正电，选项B错误； C．图（c）中镉棒可吸收中子控制反应程度，不是使中子减速，故C错误； D．利用射线的贯穿能力可知，图（d）中钢板越厚，探测到的射线越弱，故D错误。 故选A。 10．（2025·吉林通化·一模）某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为，并假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（　　） A．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍 B．Y原子核的速度大小为 C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（为光速） D．中核核电站产生的核能与该核反应属于同种类型 【答案】A 【知识点】核裂变的应用、计算核反应中的质量亏损、反冲运动的定义 【详解】A．由动量守恒定律得 根据 可得 即Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍，故A正确； B．由动量守恒定律得 可知Y原子核的速度大小为 故B错误； C．因反应放出核能，可知该反应有质量亏损，则Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小（为光速） 故C错误； D．中核核电站产生的核能是重核裂变反应，用中子轰击铀核产生链式反应，与该核反应不属于同种类型，故D错误。 故选A。 11．（2025·吉林松原·一模）可控核聚变被誉为“人类的终极能源”，2025年1月20日，我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创新了世界纪录，其主要核反应方程为，其中表示的是（　　） A．质子 B．粒子 C．中子 D．电子 【答案】C 【知识点】典型的核聚变方程 【详解】设X的质量数为a、电荷数为b，根据核反应前后电荷数守恒、质量数守恒有 联立解得 则X为中子。 故选C。 12．（2025·黑龙江黑河·一模）两种光子的动量之比为，它们都能使金属发生光电效应，且其最大初动能分别为、。则（　　） A．两个光子的波长之比为 B．两个光子的能量之比为 C．A金属的逸出功为 D．金属的逸出功为 【答案】C 【知识点】光子能量的公式、爱因斯坦光电效应方程、光子的动量及其公式 【详解】A．根据光子的动量与波长之间的关系，两种光子的动量之比为，可知两个光子的波长之比为，A错误； B．根据光子的能量与动量的关系，可知两个光子的能量之比为，B错误； CD．根据光电方程对两个光子分别有， 根据题意 可得 C正确，D错误。 故选C。 13．（2025·黑龙江黑河·一模）下列图片及其相应描述正确的是（　　） A．图（a）中的图样证实了电子的波动性 B．图（b）中射线带负电 C．图（c）中为使快中子减速，需将镉棒插入深些 D．图（d）中探测器探测到的射线强度与钢板的厚度无关 【答案】A 【知识点】电子束衍射和衍射图样、核裂变的应用、α和β、γ三种射线的性质 【详解】A．图（a）中的电子数通过铝箔时的衍射图样证实了电子的波动性，故A正确； B．图（b）中根据左手定则可知，α射线带正电，故B错误； C．图（c）中为了吸收更多的中子，需将镉棒插入深些，故C错误； D．利用γ射线很强的穿透能力，图（d）中探测器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，故D错误。 故选A。 14．（2025·黑龙江鸡西·一模）下列说法中正确的是（　　） A．图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流 B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型 C．图内对氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为的光子发生跃迁 D．如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱 【答案】B 【知识点】光电效应现象及其解释、α粒子散射实验的装置、现象和结果分析、基态、激发态、跃迁、电离、α和β、γ三种射线的性质 【详解】A．图甲是研究光电效应的电路图，光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子会吸收光子的能量而逸出金属表面的现象。只有当入射光的频率大于金属的阈值频率时，才能产生光电效应，形成光电流。因此，入射光照射时间足够长并不能保证电路中形成光电流，因为还需要满足频率条件，故A错误； B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型。该模型认为原子由一个带正电的原子核和围绕原子核运动的电子组成，故B正确； C．图丙为氢原子能级图，处于基态的氢原子，其能量为-13.6eV。根据能级跃迁原理，氢原子吸收能量为10.5eV的光子后，其能量变为 没有相应的能级与之对应，不能发生跃迁，故C错误； D．图丁中放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，故D错误。 故选B。 15．（2025·黑龙江双鸭山·一模）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。如图所示，Hα和Hβ分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（　　） A．Hα的频率比Hβ的大 B．Hα在真空中的传播速度比Hβ的小 C．分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小 D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，则Hα照射该金属时一定发生光电效应 【答案】C 【知识点】干涉条纹间距与波长的关系、光电效应的极限频率、氢原子能级图 【详解】A．氢原子由至的能级差小于由至的能级差，故Hα的频率比Hβ的小，故A错误； B． Hα在真空中的传播速度与Hβ在真空中的传播速度相同，都为光速c，故B错误； C．因 Hα的频率比Hβ的小，根据 可知Hα的波长比Hβ的大，根据 可知分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小，故C正确； D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，说明Hβ的频率大于该金属的极限频率，由于 Hα的频率比Hβ的小，故Hα的频率与该金属极限频率的大小关系无法确定，所以 Hα照射该金属时不一定能发生光电效应，故D错误。 故选C。 16．（2025·吉林长春·一模）2024年10月长春上空出现了罕见的极光。这是由于来自太阳的高能粒子（含电子、质子等）与地球大气层中的原子碰撞，原子吸收一部分能量，再将能量释放而形成的。下列说法正确的是（　　） A．太阳内部的裂变反应使其释放大量能量 B．极光是原子从高能级向低能级跃迁时产生的 C．红色极光的光子能量比绿色极光的光子能量大 D．用极光光谱可以分析地球大气的组成成分 【答案】BD 【知识点】核聚变现象和产生条件、基态、激发态、跃迁、电离、光谱分析及其应用、光子能量的公式 【详解】A．太阳的主要能量来源是核聚变，而不是裂变，故A错误； B．极光的形成过程是高能粒子撞击大气中的原子，使其电子跃迁到高能级，当电子回到低能级时释放光子，形成极光，故B正确。 C．光子的能量，频率越高能量越大。红光的波长比绿光长，频率低，所以红光的光子能量比绿光小，故C错误。 D．极光是由于大气中的原子被激发后发出的特定光谱，不同元素的光谱不同，因此通过分析极光的光谱可以确定大气中的成分，这类似于光谱分析的应用，故D正确。 故选BD。 17．（2025·黑龙江牡丹江·一模）图中、、、为氢原子在可见光区的四条谱线，此四条谱线满足巴耳末公式，、4、5、6，其中光波长最长。如果大量氢原子处在的能级，能辐射出几种特定波长的光，其中在可见光范围内含有的谱线为（　　） A．6种，可见光范围内的谱线有、 B．6种，可见光范围内的谱线有、 C．3种，可见光范围内的谱线有、 D．3种，可见光范围内的谱线有、 【答案】B 【知识点】计算电子跃迁中释放的光子频率种数 【详解】CD．大量氢原子处在的能级，能辐射出种特定波长的光，故CD错误； AB．根据巴耳末公式，、4、5、6 可知氢原子从的能级跃迁到能级时辐射的光，在可见光范围内 其中光波长最长，即有能级跃迁到能级释放的光子 所以为能级跃迁到能级释放的光子，此两条为可见光范围内的谱线，故A错误，B正确。 故选B。 18．（2025·黑龙江哈尔滨·一模）发现质子的核反应方程为，患有严重心衰及具有高风险心脏骤停的病人，植入心脏起搏器（如图）是现在比较有效的治疗方式，有些心脏起搏器的电池是Z粒子辐射电池，它是一种利用放射性同位素衰变时释放的Z粒子直接转换为电能的装置，衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程中的X为 B．查德威克通过实验证实了质子的存在 C．衰变方程中的Z为 D．锶衰变的核反应前后质量守恒 【答案】C 【知识点】发现质子和中子的核反应、根据条件写出核反应方程 【详解】AC．衰变过程中质量数与电荷数守恒，可知X为，Z为，故A错误，C正确； B．查德威克通过实验证实了中子的存在，故B错误； D．锶衰变的核反应前后质量会有亏损，故D错误； 故选C。 19．（2025·黑龙江大庆·一模）碳14是一种放射性的元素，其衰变为氮14图像如图所示，根据图像提供的信息下列说法中正确的是（　　） A．经过11460年100个碳14核将衰变75个 B．碳14转变为氮14过程中有一个中子转变为质子 C．若氮14生成碳14的核反应方程为，则为电子 D．当氮14数量是碳14数量的3倍时，碳14衰变所经历时间为5730年 【答案】B 【知识点】β衰变的特点、本质及其方程的写法、半衰期的概念、半衰期相关的计算、根据条件写出核反应方程 【详解】A．衰变服从量子统计规律，只对大量的原子才有意义，A错误； B．碳14转变为氮14过程中有一个中子转变为质子和电子，电子被释放出来，B正确； C．根据质量数守恒和电荷数守恒可知若氮14生成碳14的核反应方程为，则为质子，C错误； D．由图可知碳14的衰变周期为5730年，当氮14数量是碳14数量的7倍时，根据 可知 即 解得 D错误。 故选B。 20．（2025·黑龙江伊春·一模）2024年10月3日，Physical Review C期刊上发表了中国科学院近代物理研究所的研究成果：研究团队合成新核素钚，并测量了该新核素的半衰期。已知钚-227的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．Y的电离能力较强，但穿透能力较弱 B．该反应遵循电荷数守恒和质量守恒定律 C．原子核的结合能小于原子核的结合能 D．100个钚原子核经过两个半衰期后还剩余25个 【答案】A 【知识点】分析原子核的结合能与比结合能、半衰期的概念、α衰变的特点、本质及其方程的写法 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒定律可知为，则氦核的电离能力较强，但穿透能力较弱，故A正确； B．该反应遵循电荷数守恒和质量数守恒定律，但质量不守恒，故B错误； C．该反应衰变为和粒子后，释放核能，结合能等于比结合能与核子数乘积，所以原子核的结合能可能大于原子核的结合能，故C错误； D．半衰期是大量粒子的统计规律，100个钚原子核经过两个半衰期后不一定剩余25个，故D错误。 故选A。 21．（2025·内蒙古·一模）如图，不带电的锌板经紫外线短暂照射后，其前面的试探电荷q受到了斥力，则（　　） A．q带正电 B．q远离锌板时，电势能减小 C．可推断锌原子核发生了β衰变 D．用导线连接锌板前、后表面，q受到的斥力将消失 【答案】AB 【知识点】β衰变的特点、本质及其方程的写法、光电效应现象及其解释、利用功能关系计算电场力做的功及电势能的变化 【详解】A．用紫外线短暂照射锌板时，锌板发生了光电效应，电子从锌板中逸出，锌板失去电子带正电，由于试探电荷q受到了斥力，故q带正电，故A正确； B．q远离锌板时，电场力做正功，电势能减小，故B正确； C．原子核发生β衰变是自发的，故C错误； D．用导线连接锌板前、后表面，锌板仍带正电，则q受到的斥力不会消失，故D错误。 故选AB。 22．（2025·辽宁丹东·一模）下列说法中正确的是（　　） A．一个氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C．的半衰期是24天，48个核经过72天后一定剩下6个核 D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应 【答案】ABD 【知识点】线状谱和连续谱、计算电子跃迁中释放的光子频率种数、半衰期的概念、分析原子核的结合能与比结合能 【详解】A．一个氢原子处于n=4能级的激发态，跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光，故 A正确； B．用能量大于氘核结合能的光子照射静止氘核，才可能使氘核分解为一个质子和一个中子，因为分解后的质子和中子具有一定的动能，故B正确； C．半衰期是统计规律，不适用少量原子核，故C错误； D．原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的原子结构不同，各种原子的原子光谱都有各自的特征谱线，原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应，故D正确。 故选ABD。 23．（2025·黑龙江七台河·一模）光刻机是推动芯片科技发展的核心设备，某款光刻机光源的原子能级图如图所示，可提供能量为56.9eV的极紫外线，极紫外线的频率比紫色光更高。对于该极紫外线，下列说法错误的是（　　） A．一定是处在n=4能级上的原子向n=5能级跃迁时产生的 B．一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的 C．极紫外线的波长比紫色光更长 D．对于同一金属，极紫外线比紫色光更容易发生光电效应 【答案】AC 【知识点】基态、激发态、跃迁、电离、光电效应现象及其解释 【详解】AB．根据波尔理论可知，原子从高能级向低能级跃迁时辐射一定频率的光子，光子的能量由两级能量差决定，光刻机光源的原子可以提供能量为56.9eV的极紫外线，说明极紫外线一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的，A错误，符合题意；B正确，不符题意； C．由于极紫外线的频率比紫色光更高，根据波速、波长、频率的关系可知，极紫外线的波长比紫色光更短，C错误，符合题意； D．由于极紫外线的频率比紫色光更高，根据光电效应理论可知，对于同一金属，极紫外线比紫色光更容易发生光电效应，D正确，不符题意。 故选AC。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$