专题08 近代物理和机械振动机械波理（海南专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题08 近代物理和机械振动机械波 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 近代物理 2021、2022、2023、2024、2025 近代物理部分，常以科技前沿成果为切入点，如量子通信、半导体技术等，考查光电效应、能级跃迁、核反应等知识。着重要求考生理解光电效应方程的内涵，能依据氢原子能级图准确分析能级跃迁过程中的光子能量变化，同时掌握核反应方程的书写及相关规律，像半衰期、比结合能与质能方程的应用等。命题形式既包含对基础概念判断的选择题，也不乏结合实际情境考查知识综合运用的题目，旨在培养考生将抽象物理理论与实际应用相联系的能力。​ 机械振动与机械波板块，注重以生活实例或自然现象为情境，像乐器发声、地震波传播等。考查内容涵盖简谐运动的基本特征、机械波的形成与传播机制、波动图像和振动图像的分析等。题型上，选择题居多，主要围绕波的传播方向与质点振动方向的判断、波速公式的运用、波的干涉和衍射现象的理解等，并且对波的周期性与多解性问题的考查频率较高。此外，也可能出现实验题，如通过实验测量单摆周期以验证单摆运动规律，或是利用传感器探究机械波的传播特性等，以此考查考生的实验操作与数据处理能力。整体而言，对这两部分内容的考查，意在引导考生构建物理模型，提升运用数学工具解决物理问题的能力，培养从实际问题中抽象出物理本质并加以解决的科学思维与探究素养 。 考点2 机械振动和机械波 2021、2022、2023、2024、2025 考点01 近代物理 1．（2025·海南·高考）核反应方程中，则是（　　） A． B． C． D． 2．（2024·海南·高考）人工核反应中的X是（　　） A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子 3．（2024·海南·高考）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关接1时，用频率为的光照射光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为，已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．其他条件不变，增大光强，电压表示数增大 B．改用比更大频率的光照射，调整电流表的示数为零，此时电压表示数仍为 C．其他条件不变，使开关接接2，电流表示数仍为零 D．光电管阴极材料的截止频率 4．（2023·海南·高考）钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是（   ） A．中子 B．质子 C．电子 D．光子 5．（2023·海南·高考）已知一个激光发射器功率为，发射波长为的光，光速为，普朗克常量为，则（    ） A．光的频率为 B．光子的能量为 C．光子的动量为 D．在时间内激光器发射的光子数为 6．（2022·海南·高考）一群处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，则（　　） A．需要向外吸收能量 B．共计放出6种不同频率的光子 C．向跃迁发出的光子频率最大 D．向跃迁发出的光子频率最大 7．（2022·海南·高考）下列属于衰变的是（    ） A． B． C． D． 8．（2021·海南·高考）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率为（　　） A． B． C． D． 9．（2021·海南·高考）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（　　） A．质量亏损 B．释放的核能 C．铍原子核内的中子数是5 D．X表示的是氚原子核 考点02 机械振动 10.（2025·海南·高考）如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A．波长为 B．波速为 C．周期为 D．时刻，质点向下振动 11.（2024·海南·高考）真空中有两个点电荷，电荷量均为−q（q ≥ 0），固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x（x << r），已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（   ） A．P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为 B．P1P2中垂线上电场强度的最大值为 C．在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小 D．在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动 12.（2024·海南·高考）一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距其2km的湖对岸，空气中的声速为340m/s，水中声速为1450m/s，歌声可视为频率为400Hz的声波，则下列说法正确的是（　　） A．在水中传播频率会改变 B．由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5s C．在空气中波长为0.85m D．在水中的波长为5m 13.（2023·海南·高考）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（   ）    A．该波的周期是5s B．该波的波速是3m/s C．4s时P质点向上振动 D．4s时Q质点向上振动 14.（2022·海南·高考）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（   ） A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4 15.（2021·海南·高考）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。 （1）求这列横波的波长； （2）求波源在4s内通过的路程； （3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。 1．（2025·海南海口农垦中学·冲刺四）下列说法正确的是（    ） A．射线的穿透能力比射线强 B．天然放射现象说明原子具有复杂的结构 C．光电效应现象说明光子具有波粒二象性 D．半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关 2．（2025·海南·三模）如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会释放光子，其中当从的能级直接向能级跃迁时会产生四种可见光，分别为红色光、蓝色光和两种紫色光。下列说法正确的是（　　） A．从能级向能级跃迁时产生紫色光 B．产生的红色光子能量为 C．当氢原子从高能级向低能级跃迁时原子的电势能增加 D．处于能级的氢原子可以吸收能量为的光子 3．（2025·海南·三模）中国的“人造太阳”EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）在2025年实现了1亿摄氏度下运行1066秒的突破，为未来聚变反应堆的设计提供了重要数据，该实验装置内的核反应方程为。关于核聚变，下列说法正确的是（　　） A．X为电子 B．地球上的核聚变可以自发进行 C．核聚变反应中质量守恒 D．核聚变反应中比结合能小的原子核变成了比结合能大的原子核 4．（2025·海南·高考预测）2024年6月中国航天科技集团的科研人员通过分析我国首颗探日卫星“羲和号”对太阳光谱的观测数据，精确绘制出国际首个太阳大气自转的三维图像。太阳光谱中有一条谱线所对应光的频率与氢原子从较高能级向能级跃迁时发出的光中光子能量最小的那种光的频率相同。则该谱线所对应光子的能量为（    ） A． B． C． D． 5．（2024·海南某校·九模）氢弹的爆炸过程主要涉及两种核反应：①，②，则下列说法正确的是（　　） A．Y为 B．原子核X的中子数为53 C．氢弹爆炸后不会产生放射性污染物 D．在②反应过程中，核子结合时需要通过高温克服核子间的强相互作用 6．（2025·海南文昌中学·适应性考试）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后动能为的质子轰击静止的核，生成两个动能均为的核，已知光速为c，则此核反应中的质量亏损为（    ） A． B． C． D． 7．（2025·海南·考前训练）2023年10月3日，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，科学家们可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动，探究它们之间的交互作用，开创了观察和研究原子、分子甚至是电子动态的新窗口。历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（　　） A．卢瑟福受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念启发，成功解释了图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型 B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大 C．③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子 D．锌的逸出功为3.34eV，用④中一群处于n＝3能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV 8．（2025·海南儋州二中·一模）我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，“东方超环”是全超导托卡马克核聚变实验装置，又被称为“人造太阳”．其原理是让海水中大量存在氘原子和氚原子在高温高密度条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的能源．氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量的粒子，同时释放出能量．已知氘核质量，氚核质量，氦核质量，根据爱因斯坦的质能方程可知相当于，阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量．若未来建设一座应用此反应的热核发电站，若该发电站的功率万千瓦，理论上该发电站一年（），大约需要多少千克的氘？（    ） A． B． C． D． 9．（2025·海南·三模）月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦3（），2020年12月1日，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆月面后开始“挖土”，并成功带回地球供科学研究。可控核聚变可以采用或，下列说法正确的是（　　） A．是质子 B．核聚变过程发生质量亏损，释放核能 C．是中子 D．比的原子核更稳定 10．（2025·海南琼海嘉积中学·预测）发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例是现代植物样品的25%，则（　　） A．衰变为发生的是β衰变 B．、具有相同的中子数 C．该古木的年代距今约为5730年 D．比原子核的比结合能更大 11．（2025·海南农垦中学·三冲）波源、分别位于和处，如图所示，时刻分别恰好传到和处，图中箭头分别为两列波的传播方向，由波源向右传播的波速为，振幅均为，则（    ） A．由波源向左传播的波速为 B．后，处的质点做振幅为的简谐运动 C．波源间质点位移大小第1次达到是由于两列波的波峰相遇 D．时，两波源间（不含波源）有4个质点位移为零 12．（2025·海南文昌中学·适应性考试）甲、乙两列机械橫波在同一种介质中沿x轴相向传播，甲波源位于O点，乙波源位于x=8m处。在t=0时刻甲形成的波形如图a所示，此时乙波源开始振动，其振动图像如图b所示。已知波的传播速度v=2.0m/s，质点P的平衡位置处于x=5m处。若两波源一直振动，则下列说法正确的是（　　） A．甲波的周期为2s B．在t=2.0s时，质点P开始振动 C．质点P的起振方向为沿y轴负方向 D．振动稳定后，P点的振幅为7cm 13．（2025·海南海口·仿真考）降噪耳机可以有效减少环境噪音的干扰，其中有一种降噪耳机通过拾噪麦克风，采集一些有规律的噪声，通过电路，加入降噪声波，从而达到降噪效果。图甲为原理简化图，图乙为声波在某种介质中传播时的降噪过程图，实线表示环境声波，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，假如采集到的某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　） A．降噪过程应用的是声波的干涉原理 B．降噪过程应用的是声波的衍射原理 C．降噪声波频率应为100Hz才能有效降噪 D．P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 14．（2025·海南琼海嘉积中学·一模）图（a）为一列简谐横波在t=1s时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x=2m和x=8m处的质点，图（b）为质点P的振动图像。则下列说法正确的是（    ） A．该波沿x轴正方向传播 B．t=1.5s时，质点Q处于平衡位置向y轴正方向运动 C．该波的传播速度大小为3m/s D．0∼2s内，质点Q运动的路程为20cm 15．（2024·海南某校·九模）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，虚线为这列波在某时刻的波形图，已知该波的周期T＝1.5s，则该波的传播速度为（　　） A．6m/s B．8m/s C．10m/s D．12m/s 16．（2025·海南海口农垦中学·冲刺四）一列简谐横波在t=0s时的波形图如图所示，a、b、c分别为介质中的三个质点，其平衡位置分别为xa=0.5m、xb=2.0m、xc=3.5m。此时质点b正沿y轴负方向运动，且在t=1.5s时出现在波谷。则下列说法正确的是（    ） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度大小可能为3m/s C．t=1.5s时刻质点a的速度一定最大 D．质点c的振动方程可能为y=0.4cos（t） m 17．（2025·海南三亚·学业水平诊断）如图，一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上a、b两质点的振动图像，且a、b两质点距离为6m。则这列波的波长λ和波速v可能是（　　） A．若这列波由b向a传播， B．若这列波由b向a传播， C．若这列波由a向b传播， D．若这列波由a向b传播， 18．（2025·海南海口·期末）为了理解绳波的传播特点，某同学拿着绳子左侧上下做简谐运动，某时刻绳波的图像如图所示，a、b为绳波中的两质点。关于该绳波，下列说法正确的是（　　） A．该绳波为纵波 B．a质点的加速度正在增大 C．b质点振动速度正在增大 D．若波源振动加快，则波长将减小 19．（15-16高二下·海南海南中学·期中）如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则（　　） A．甲、乙两个单摆的振幅分别为2cm、1cm B．甲、乙两个单摆的机械能可能相等 C．前2秒内甲乙两个摆球的加速度均为正值 D．第2秒末甲的速度达到最大，乙的回复加速度达到最大 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 近代物理和机械振动机械波 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 近代物理 2021、2022、2023、2024、2025 近代物理部分，常以科技前沿成果为切入点，如量子通信、半导体技术等，考查光电效应、能级跃迁、核反应等知识。着重要求考生理解光电效应方程的内涵，能依据氢原子能级图准确分析能级跃迁过程中的光子能量变化，同时掌握核反应方程的书写及相关规律，像半衰期、比结合能与质能方程的应用等。命题形式既包含对基础概念判断的选择题，也不乏结合实际情境考查知识综合运用的题目，旨在培养考生将抽象物理理论与实际应用相联系的能力。​ 机械振动与机械波板块，注重以生活实例或自然现象为情境，像乐器发声、地震波传播等。考查内容涵盖简谐运动的基本特征、机械波的形成与传播机制、波动图像和振动图像的分析等。题型上，选择题居多，主要围绕波的传播方向与质点振动方向的判断、波速公式的运用、波的干涉和衍射现象的理解等，并且对波的周期性与多解性问题的考查频率较高。此外，也可能出现实验题，如通过实验测量单摆周期以验证单摆运动规律，或是利用传感器探究机械波的传播特性等，以此考查考生的实验操作与数据处理能力。整体而言，对这两部分内容的考查，意在引导考生构建物理模型，提升运用数学工具解决物理问题的能力，培养从实际问题中抽象出物理本质并加以解决的科学思维与探究素养 。 考点2 机械振动和机械波 2021、2022、2023、2024、2025 考点01 近代物理 1．（2025·海南·高考）核反应方程中，则是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据质量数守恒和核电荷数守恒可知X是。 故选C。 2．（2024·海南·高考）人工核反应中的X是（　　） A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子 【答案】A 【详解】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，则X是中子。 故选A。 3．（2024·海南·高考）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关接1时，用频率为的光照射光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为，已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是（　　） A．其他条件不变，增大光强，电压表示数增大 B．改用比更大频率的光照射，调整电流表的示数为零，此时电压表示数仍为 C．其他条件不变，使开关接接2，电流表示数仍为零 D．光电管阴极材料的截止频率 【答案】D 【详解】A．当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方程 故其他条件不变时，增大光强，电压表的示数不变，故A错误； B．若改用比更大频率的光照射时，调整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压变大，即此时电压表示数大于，故B错误； C．其他条件不变时，使开关S接2，此时 可发生光电效应，故电流表示数不为零，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程 其中 联立解得，光电管阴极材料的截止频率为 故D正确。 故选D。 4．（2023·海南·高考）钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是（   ） A．中子 B．质子 C．电子 D．光子 【答案】C 【详解】放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。 故选C。 5．（2023·海南·高考）已知一个激光发射器功率为，发射波长为的光，光速为，普朗克常量为，则（    ） A．光的频率为 B．光子的能量为 C．光子的动量为 D．在时间内激光器发射的光子数为 【答案】AC 【详解】A．光的频率 选项A正确； B．光子的能量 选项B错误； C．光子的动量 选项C正确； D．在时间t内激光器发射的光子数 选项D错误。 故选AC。 6．（2022·海南·高考）一群处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，则（　　） A．需要向外吸收能量 B．共计放出6种不同频率的光子 C．向跃迁发出的光子频率最大 D．向跃迁发出的光子频率最大 【答案】BD 【详解】A．高能级向低能级跃迁向外放出能量，以光子形式释放出去，故A错误； B．最多能放不同频率光子的种数为故B正确； CD．从最高能级向最低能级跃迁释放的光子能量最大，对应的频率最大，波长最小，则向跃迁发出的光子频率最大，故D正确，C错误。 故选BD。 7．（2022·海南·高考）下列属于衰变的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．该反应属于衰变，放出了氦核（），A错误； B．该反应是卢瑟福发现质子（）的核反应方程，B错误； C．该反应属于衰变，放出了电子（），C正确； D．该反应是重核裂变的核反应方程，D错误。 故选C。 8．（2021·海南·高考）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据爱因斯坦的光电效应方程可知 解得该单色光的频率为 故选D。 9．（2021·海南·高考）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（　　） A．质量亏损 B．释放的核能 C．铍原子核内的中子数是5 D．X表示的是氚原子核 【答案】B 【详解】CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为 则，，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故CD错误； AB．核反应质量亏损为 则释放的核能为 故A错误，B正确； 故选B。 考点02 机械振动 10.（2025·海南·高考）如图所示，实线和虚线分别是沿着轴正方向传播的一列简谐横波在时刻和的波形图，已知波的周期，则下列关于该列波说法正确的是（　　） A．波长为 B．波速为 C．周期为 D．时刻，质点向下振动 【答案】D 【来源】2025年高考海南卷物理部分真题（1-6,14-18题） 【详解】A．由图可知波长为10cm，故A错误； BC．时刻到的过程中， 已知波的周期，则n只能取0，则波速为，故BC错误； D．简谐横波沿着轴正方向传播，根据同侧法可知时刻，质点向下振动，故D正确。 故选 D。 11.（2024·海南·高考）真空中有两个点电荷，电荷量均为−q（q ≥ 0），固定于相距为2r的P1、P2两点，O是P1P2连线的中点，M点在P1P2连线的中垂线上，距离O点为r，N点在P1P2连线上，距离O点为x（x << r），已知静电力常量为k，则下列说法正确的是（   ） A．P1P2中垂线上电场强度最大的点到O点的距离为 B．P1P2中垂线上电场强度的最大值为 C．在M点放入一电子，从静止释放，电子的加速度一直减小 D．在N点放入一电子，从静止释放，电子的运动可视为简谐运动 【答案】BCD 【详解】AB．设P1处的点电荷在P1P2中垂线上某点A处产生的场强与竖直向下的夹角为θ，则根据场强的叠加原理可知，A点的合场强为 根据均值不等式可知当时E有最大值，且最大值为 再根据几何关系可知A点到O点的距离为 故A错误，B正确； C．在M点放入一电子，从静止释放，由于 可知电子向上运动的过程中电场力一直减小，则电子的加速度一直减小，故C正确； D．根据等量同种电荷的电场线分布可知，电子运动过程中，O点为平衡位置，可知当发生位移x时，粒子受到的电场力为 由于x << r，整理后有 在N点放入一电子，从静止释放，电子将以O点为平衡位置做简谐运动，故D正确。 故选BCD。 12.（2024·海南·高考）一歌手在湖边唱歌，歌声通过空气和水传到距其2km的湖对岸，空气中的声速为340m/s，水中声速为1450m/s，歌声可视为频率为400Hz的声波，则下列说法正确的是（　　） A．在水中传播频率会改变 B．由空气和水传到湖对岸的时间差约为4.5s C．在空气中波长为0.85m D．在水中的波长为5m 【答案】BC 【详解】A．频率只与波源有关，故在水中传播频率不会改变，故A错误； B．由空气传到湖对岸的时间为 由水传到湖对岸的时间为 故由空气和水传到湖对岸的时间差约为 故B正确； C．在空气中的波长为故C正确； D．在水中的波长为 故D错误。 故选BC。 13.（2023·海南·高考）下面上下两图分别是一列机械波在传播方向上相距6m的两个质点P、Q的振动图像，下列说法正确的是（   ）    A．该波的周期是5s B．该波的波速是3m/s C．4s时P质点向上振动 D．4s时Q质点向上振动 【答案】C 【来源】2023年高考海南卷物理真题 【详解】A．由振动图像可看出该波的周期是4s，A错误； B．由于Q、P两个质点振动反相，则可知两者间距离等于，n = 0，1，2，…根据，n = 0，1，2，…B错误； C．由P质点的振动图像可看出，在4s时P质点在平衡位置向上振动，C正确； D．由Q质点的振动图像可看出，在4s时Q质点在平衡位置向下振动，D错误。 故选C。 14.（2022·海南·高考）在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（   ） A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4 【答案】C 【来源】2022年新高考海南物理高考（缺第6题和第12题） 【详解】由振动图像可知甲乙两个单摆周期之比为T甲：T乙 = 0.8：1.2 = 2：3根据单摆周期公式可得 则甲、乙两个单摆的摆长之比为L甲：L乙 = T甲2：T乙2 = 4：9 故选C。 15.（2021·海南·高考）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波源的平衡位置在坐标原点，波源在0 ~ 4s内的振动图像如图（a）所示，已知波的传播速度为0.5m/s。 （1）求这列横波的波长； （2）求波源在4s内通过的路程； （3）在图（b）中画出t = 4s时刻的波形图。 【答案】（1）λ = 2m；（2）s = 16cm；（3） 【来源】2021年海南省普通高中高考（海南卷） 【详解】（1）由题知图（a）为波源的振动图像，则可知A = 4cm，T = 4s 由于波的传播速度为0.5m/s，根据波长与速度关系有λ = vT = 2m （2）由（1）可知波源的振动周期为4s，则4s内波源通过的路程为s = 4A = 16cm （3）由题图可知在t = 0时波源的起振方向向上，由于波速为0.5m/s，则在4s时根据x = vt = 2m 可知该波刚好传到位置为2m的质点，且波源刚好回到平衡位置，且该波沿正方向传播，则根据“上坡、下坡”法可绘制出t = 4s时刻的波形图如下图所示 1．（2025·海南海口农垦中学·冲刺四）下列说法正确的是（    ） A．射线的穿透能力比射线强 B．天然放射现象说明原子具有复杂的结构 C．光电效应现象说明光子具有波粒二象性 D．半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关 【答案】D 【详解】A．α射线的穿透能力比γ射线弱，通常用一张纸就能阻挡α射线，而γ射线需要厚铅板才能屏蔽，故A错误； B．天然放射现象源于原子核内部的变化，说明原子核具有复杂结构，故B错误； C．光电效应验证了光的粒子性，而波粒二象性需结合波动性（如干涉、衍射）和粒子性共同说明，故C错误； D．半衰期由原子核内部结构决定，与元素的化学状态（单质或化合物）无关，故D正确。 故选D。 2．（2025·海南·三模）如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会释放光子，其中当从的能级直接向能级跃迁时会产生四种可见光，分别为红色光、蓝色光和两种紫色光。下列说法正确的是（　　） A．从能级向能级跃迁时产生紫色光 B．产生的红色光子能量为 C．当氢原子从高能级向低能级跃迁时原子的电势能增加 D．处于能级的氢原子可以吸收能量为的光子 【答案】D 【详解】A．从能级向能级跃迁时放出的能量最少，产生的可见光的频率最小，故从能级向能级跃迁时产生红光，A错误； B．产生的红色光子能量 B错误； C．当氢原子从高能级向低能级跃迁时，电场力做正功，动能增加，电势能减少，C错误； D．处于能级的氢原子可以吸收能量为的光子而发生电离，D正确。 故选D。 3．（2025·海南·三模）中国的“人造太阳”EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）在2025年实现了1亿摄氏度下运行1066秒的突破，为未来聚变反应堆的设计提供了重要数据，该实验装置内的核反应方程为。关于核聚变，下列说法正确的是（　　） A．X为电子 B．地球上的核聚变可以自发进行 C．核聚变反应中质量守恒 D．核聚变反应中比结合能小的原子核变成了比结合能大的原子核 【答案】D 【详解】A．根据电荷数和质量数守恒可知，X的电荷数为0，质量数为1，所以X是中子，故A错误； B．核聚变不可以自发进行，故B错误； C．核反应前后质量数不变，因为存在质量亏损，所以质量不守恒，故C错误； D．比结合能是原子核稳定性的指标，在轻核聚变中，生成物的比结合能高于反应物的比结合能，故D正确。 故选D。 4．（2025·海南·高考预测）2024年6月中国航天科技集团的科研人员通过分析我国首颗探日卫星“羲和号”对太阳光谱的观测数据，精确绘制出国际首个太阳大气自转的三维图像。太阳光谱中有一条谱线所对应光的频率与氢原子从较高能级向能级跃迁时发出的光中光子能量最小的那种光的频率相同。则该谱线所对应光子的能量为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】光子的能量光子能量最小时频率最小，根据玻尔原子理论的频率条件可知，当氢原子从能级向能级跃迁时发出的光的光子能量最小，最小能量B正确。 故选B。 5．（2024·海南某校·九模）氢弹的爆炸过程主要涉及两种核反应：①，②，则下列说法正确的是（　　） A．Y为 B．原子核X的中子数为53 C．氢弹爆炸后不会产生放射性污染物 D．在②反应过程中，核子结合时需要通过高温克服核子间的强相互作用 【答案】B 【详解】AB．核反应中质量数和电荷数守恒，可知Y为，则X的电荷数为36，质量数为89，则X的中子数为53，故A错误，B正确； C．氢弹爆炸后的核反应产物具有放射性污染，故C错误； D．强相互作用力可以将原子核内部的各个结构牢牢结合在一起；聚变反应中带正电的与结合过程需通过高温克服核子间的强大的库仑斥力作用，故D错误。 故选B。 6．（2025·海南文昌中学·适应性考试）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后动能为的质子轰击静止的核，生成两个动能均为的核，已知光速为c，则此核反应中的质量亏损为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】核反应放出的能量为 根据质能方程 解得此核反应中的质量亏损为 故选D。 7．（2025·海南·考前训练）2023年10月3日，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，科学家们可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动，探究它们之间的交互作用，开创了观察和研究原子、分子甚至是电子动态的新窗口。历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（　　） A．卢瑟福受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念启发，成功解释了图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型 B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大 C．③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子 D．锌的逸出功为3.34eV，用④中一群处于n＝3能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV 【答案】B 【详解】A．卢瑟福以核式结构模型为依据，利用经典的电磁理论，成功的解释了图①的α粒子散射实验现象，故A错误； B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大，故B正确； C．根据左手定则，β粒子带负电，所受洛伦兹力向右，即向右偏转的是β粒子；α粒子带正电，所受洛伦兹力向左，即向左偏转的是α粒子；γ粒子不带电，不受洛伦兹力，即沿直线运动不偏转，故C错误； D．一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，释放光子的最大能量为 锌的逸出功为3.34eV，根据爱因斯坦光电效应方程，则逸出光电子的最大初动能为 故D错误。 故选B。 8．（2025·海南儋州二中·一模）我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，“东方超环”是全超导托卡马克核聚变实验装置，又被称为“人造太阳”．其原理是让海水中大量存在氘原子和氚原子在高温高密度条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的能源．氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量的粒子，同时释放出能量．已知氘核质量，氚核质量，氦核质量，根据爱因斯坦的质能方程可知相当于，阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量．若未来建设一座应用此反应的热核发电站，若该发电站的功率万千瓦，理论上该发电站一年（），大约需要多少千克的氘？（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】该核反应方程式为 反应中的质量亏损为 根据质能方程 代入数据得 该发电站一年产生的电能 代入数据求得 理论上该发电站一年需要的氘的质量 代入数据解得 故选B 9．（2025·海南·三模）月球储藏大量可控核聚变理想燃料氦3（），2020年12月1日，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆月面后开始“挖土”，并成功带回地球供科学研究。可控核聚变可以采用或，下列说法正确的是（　　） A．是质子 B．核聚变过程发生质量亏损，释放核能 C．是中子 D．比的原子核更稳定 【答案】B 【详解】A．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，故A错误； B．核聚变过程发生质量亏损，释放核能，故B正确； C．根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，Y的质量数为1，电荷数为1，则Y为质子，故C错误； D．比结合能越大，原子核越稳定，由于比的比结合能大，则核更稳定，故D错误。 故选B。 10．（2025·海南琼海嘉积中学·预测）发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例是现代植物样品的25%，则（　　） A．衰变为发生的是β衰变 B．、具有相同的中子数 C．该古木的年代距今约为5730年 D．比原子核的比结合能更大 【答案】A 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒有14-14=0，6-7=-1 可知，衰变为和电子，发生的是β衰变，故A正确； B．、具有的中子数分别为12-6=6，14-6=8 可知，、具有不相同的中子数，故B错误； C．根据半衰期的规律有 其中 解得t=11460年 故C错误； D．衰变过程释放能量，表明比更加稳定，原子核越稳定，比结合能越大，可知，比原子核的比结合能小，故D错误。 故选A 11．（2025·海南农垦中学·三冲）波源、分别位于和处，如图所示，时刻分别恰好传到和处，图中箭头分别为两列波的传播方向，由波源向右传播的波速为，振幅均为，则（    ） A．由波源向左传播的波速为 B．后，处的质点做振幅为的简谐运动 C．波源间质点位移大小第1次达到是由于两列波的波峰相遇 D．时，两波源间（不含波源）有4个质点位移为零 【答案】C 【详解】A．由题意可知，两列波同时开始传播， 波源Q发出的波在相同时间内的传播的距离是波源P发出的波的3倍，所以波源Q的传播速度为； B．时，波并没有传播到的位置，所以不会发生简谐振动,故B错误； C．由题意知，t＝0.5s时，波源P达到第1次波峰，此时距波源Q第1个波峰出现在x=6.5m 故再经 两波峰第一次相遇，即在时波峰相遇，质点坐标x＝3.25m 同理，可以求得两波谷第一次相遇为t＝2.375s，质点坐标x＝5.75m，两个波峰相遇使质点位移大小第1次达到10cm，故C正确； D．由图形知，t＝3s时，P波传到8m处，Q波传到0m处，波形如下（红线为P波，蓝线为Q波）根据叠加原理可知，两波源间（不含波源）有5个质点位移为零，故D错误。 故选C。 12．（2025·海南文昌中学·适应性考试）甲、乙两列机械橫波在同一种介质中沿x轴相向传播，甲波源位于O点，乙波源位于x=8m处。在t=0时刻甲形成的波形如图a所示，此时乙波源开始振动，其振动图像如图b所示。已知波的传播速度v=2.0m/s，质点P的平衡位置处于x=5m处。若两波源一直振动，则下列说法正确的是（　　） A．甲波的周期为2s B．在t=2.0s时，质点P开始振动 C．质点P的起振方向为沿y轴负方向 D．振动稳定后，P点的振幅为7cm 【答案】D 【详解】A．由图a可知，甲波的波长为2m，所以甲波的周期为，故A错误； BC．由于甲波前到P点的间距大于乙波到P点的间距，可知，当乙波传播到P点时，质点P开始振动，所用时间，根据图b可知，乙波起振方向为沿y轴正方向，即质点P的起振方向为沿y轴正方向，故BC错误； D．根据图示可知，两波源周期相等，乙波起振方向为沿y轴正方向，0时刻甲波的波前沿y轴负方向运动，将甲波平衡位置在1m位置的波前等效为一个波源，其起振方向与乙波源起振方向相反，由于该波前与乙波源的波形传播到P点的Δx=（5-1）m-（8-5）m=1m 该波程差为半个波长，可知，P点为振动加强点，其振幅为A=A甲+A乙=4cm+3cm=7cm，故D正确。 故选D。 13．（2025·海南海口·仿真考）降噪耳机可以有效减少环境噪音的干扰，其中有一种降噪耳机通过拾噪麦克风，采集一些有规律的噪声，通过电路，加入降噪声波，从而达到降噪效果。图甲为原理简化图，图乙为声波在某种介质中传播时的降噪过程图，实线表示环境声波，虚线表示降噪系统产生的降噪声波，假如采集到的某一噪声信号的振动方程为，下列说法正确的是（　　） A．降噪过程应用的是声波的干涉原理 B．降噪过程应用的是声波的衍射原理 C．降噪声波频率应为100Hz才能有效降噪 D．P点处的质点经过一个周期向外迁移的距离为一个波长 【答案】A 【详解】AB．降噪过程应用的是声波的干涉原理，A正确，B错误； C．由振动方程可知噪声的振动频率为 降噪过程应用的是声波的干涉原理，根据干涉条件可知，降噪声波频率应为才能有效降噪，C错误； D．机械波传播的是质点的振动形式与能量，质点自身并不随波迁移，D错误。 故选A。 14．（2025·海南琼海嘉积中学·一模）图（a）为一列简谐横波在t=1s时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x=2m和x=8m处的质点，图（b）为质点P的振动图像。则下列说法正确的是（    ） A．该波沿x轴正方向传播 B．t=1.5s时，质点Q处于平衡位置向y轴正方向运动 C．该波的传播速度大小为3m/s D．0∼2s内，质点Q运动的路程为20cm 【答案】A 【详解】A.由振动图像，可知P在1s时的振动方向为y轴正方向，结合波形图，可知波的传播方向为x轴正方向，故A正确； B.由振动图像可知周期为2s，1s时的波形如图所示，时，即从波形图所示时刻再经过0.5s时间，即质点Q再经过个周期，由图可知，质点Q在平衡位置，向y轴负方向运动，故B错误； C.由波形图可知波长为8m，由振动图像可知周期为2s，即可得波速为：，故C错误； D.由周期恰好为2s，可知Q在内的路程为：，故D错误。 故选A。 15．（2024·海南某校·九模）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，虚线为这列波在某时刻的波形图，已知该波的周期T＝1.5s，则该波的传播速度为（　　） A．6m/s B．8m/s C．10m/s D．12m/s 【答案】B 【详解】由图可知波长为12m，则波速为m/s 故选B。 16．（2025·海南海口农垦中学·冲刺四）一列简谐横波在t=0s时的波形图如图所示，a、b、c分别为介质中的三个质点，其平衡位置分别为xa=0.5m、xb=2.0m、xc=3.5m。此时质点b正沿y轴负方向运动，且在t=1.5s时出现在波谷。则下列说法正确的是（    ） A．该波沿x轴正方向传播 B．该波的传播速度大小可能为3m/s C．t=1.5s时刻质点a的速度一定最大 D．质点c的振动方程可能为y=0.4cos（t） m 【答案】BC 【详解】A．由于此时质点b正沿y轴负方向运动，根据“同侧法”可知，该波沿x轴负方向传播，A错误； B．由于质点b正沿y轴负方向运动，且在t=1.5s时第一次运动到波谷，则 解得 由图像可知，波长 则波速 解得，时，波速为3m/s，B正确； C．时刻，即经过时间，结合图像可知质点一定在平衡位置，此时速度一定最大，C正确； D．根据可知无论取何值，都不可能等于，即质点c的振动方程不可能为y=0.4cos（t）m，D错误。 故选BC。 17．（2025·海南三亚·学业水平诊断）如图，一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上a、b两质点的振动图像，且a、b两质点距离为6m。则这列波的波长λ和波速v可能是（　　） A．若这列波由b向a传播， B．若这列波由b向a传播， C．若这列波由a向b传播， D．若这列波由a向b传播， 【答案】AC 【详解】CD．若波由a传播到b，则，， 联立解得（n=0，1，2……） 当n=1时，， 故C正确，D错误； AB．若波由b传播到a，则 联立解得（n=0，1，2……） 当n=0时，， 故A正确，B错误。 故选AC。 18．（2025·海南海口·期末）为了理解绳波的传播特点，某同学拿着绳子左侧上下做简谐运动，某时刻绳波的图像如图所示，a、b为绳波中的两质点。关于该绳波，下列说法正确的是（　　） A．该绳波为纵波 B．a质点的加速度正在增大 C．b质点振动速度正在增大 D．若波源振动加快，则波长将减小 【答案】CD 【详解】A．该绳波振源的振动方向与波的传播方向垂直，可知绳波为横波，选项A错误； B．根据“同侧法”可知，a质点正在向平衡位置振动，可知加速度正在减小，选项B错误； C．根据“同侧法”可知，b质点正在向平衡位置振动，则振动速度正在增大，选项C正确； D．若波源振动加快，则频率变大，周期减小，而波速不变，根据 则波长将减小，选项D正确。 故选CD。 19．（15-16高二下·海南海南中学·期中）如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则（　　） A．甲、乙两个单摆的振幅分别为2cm、1cm B．甲、乙两个单摆的机械能可能相等 C．前2秒内甲乙两个摆球的加速度均为正值 D．第2秒末甲的速度达到最大，乙的回复加速度达到最大 【答案】ABD 【详解】A．振幅等于位移的最大值，由图知甲、乙两摆的振幅分别为2cm、1cm，故A正确； B．由图知：甲、乙两球的周期分别为4s、8s，由单摆的周期公式 知，甲摆的摆长比乙摆的摆长短，而甲摆的振幅比乙摆的振幅，所以两个单摆的机械能可能相等，故B正确； C．前2秒内，甲摆的位移为正，乙摆的位移为负，根据知甲摆球的加速度为负值，乙摆球的加速度为正值，故C错误； D、第2秒末，甲摆正在平衡位置处，速度最大；乙摆在振动的最大位移处，根据 乙的回复加速度达到最大，故D正确。 故选ABD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$