重难专题14 微观粒子（抢分专练）（上海专用）2026年高考物理终极冲刺讲练测

重难专题14 微观粒子 重难解读 1. 氢原子光谱与玻尔理论 光子的能量为：hν= Em-En 氢原子核外电子所有可能的轨道半径以及相应氢原子的能量： 能级图： 2. 光电效应 光电效应方程： 极限频率 v= 截止电压Uc与光的频率v和逸出功Wo的关系： 3. 波粒二象性 光 波动性（电磁波） 粒子性（光子） 描述参量 波长、频率、波速 质量、动量、能量 行为特性 干涉、衍射、横波偏振 黑体辐射、光电效应、康普顿效应 联系 德布罗意波长和频率公式 4. 原子核的组成 发现质子的核反应方程式： 发现中子的核反应方程式： 天然放射现象中的三种射线的比较： 粒子 特性 α射线 （正电） 贯穿本领小（空气中射程只有几厘米），一张薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，电离本领强，容易使空气电离。速度为c/10 β射线 (负电) 高速电子流，贯穿本领大（能穿透几毫米的铝板）电离作用较弱，速度为9c/10，接近光速。 γ射线 高能光子（中性） 波长很短的电磁波，贯穿本领最大（能穿透几厘米的铅板），电离作用最小。 命题预测 1. 原子核式结构：卢瑟福α粒子散射实验的现象与结论仍是基础必考点。 2. 玻尔理论与能级跃迁：计算与图像并重 结合能级图判断氢原子能级跃迁时可发出几种频率光，或吸收特定能量光子后的状态变化。 可能引入“类氢离子”（如He⁺）进行拓展，考查知识迁移能力。 3. 光电效应：图像分析成主流，突出数据处理素养 图像题是近年高频考点，要求从图中读取截止频率、逸出功，利用斜率计算普朗克常量。 4. 波粒二象性：侧重概念辨析与实例判断 光的波动性：干涉、衍射、偏振； 光的粒子性：光电效应、康普顿效应； 实物粒子波动性：电子衍射实验验证德布罗意波。 5. 原子核衰变与放射性： 考察‌三种射线特性，尤其关注穿透力与电离能力的反比关系： ‌半衰期‌：强调其由核本身决定，不受外界条件影响。 6. 核反应与前沿科技融合：体现“情境赋能”新趋势 结合“双碳目标”“核聚变能源”“量子传感”等科技前沿设置真实情境题。 题型01 玻尔的原子模型 1．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为。已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，________（选填“吸收”或“辐射”）光子的能量为________。（用h、、表示） 2．某原子从能级A跃迁到能级B时辐射出波长为的光子，从能级A跃迁到能级C时辐射出波长为的光子，且，则该原子从能级B跃迁到能级C将_____（选填“吸收”或“发射”）光子，光子的波长为______。 题型02 光电效应 1．光电烟雾报警器的原理图和电路图如图（a）、（b）所示，光源S持续发出波长λ=900nm的光。当有烟雾进入探测器时，光被烟雾散射进入光电管C，照射到金属表面发生光电效应，如果光电流I=8×10−9A，报警系统恰被触发。已知元电荷e=1.6×10−19C，真空光速c=3×108m/s，普朗克常量h=6.63×10−34J⋅s。要使该报警器正常工作，光电管内金属的逸出功W0至多为_______eV（保留两位小数），烟雾报警器发出警报时，每秒需要产生的光电子数至少为________个（保留一位有效数字）。保持其它条件不变，为了提高光电烟雾报警器的灵敏度，请写出一种可行操作：___________。 2. 光传感器在很多领域都起着重要的作用。 (1)光传感器的接收口由某种折射率为的特种玻璃制成，其导光管由可弯折的柔性光学纤维制成。如图，光纤芯层折射率为，涂层折射率为。 ①光以光速射入接收口的玻璃，光在玻璃中的传播速度变为______。 ②为保证光在导光管弯折处不发生泄漏，折射率小的应是______层；光线入射时与管面的夹角必须小于______。（用、表示） (2)如图（a），靠得极近的两个激光光源、发出的光，射在屏幕上形成稳定的明暗条纹，屏幕上有一点，此时位于两光源连线的垂直平分线上。 ①这些明暗相间的条纹是由光的______现象引起的。 A．折射                B．全反射                C．干涉                D．衍射 ②（多选）保持光源不动，沿图（a）所示方向缓慢移动光源，发现点出现明暗交替变化的现象。用光传感器记录下点的光强变化，得到光强一时间的图（b）。由此可推断出的结论有______。 A．仍有（1）的光学现象                B．没有（1）的光学现象 C．在匀速移动                            D．在变速移动 (3)光传感器内部的主要元件是光电管，用某种金属作为其阴极。 ①传感器突然失灵，在排除了电路故障后，最合理的做法是检测______。 A．照射光的波长是否变长 B．照射光的强度是否减弱 C．光照时间是否变短 ②（作图）如图，该金属的遏止电压与入射光频率的关系为一条直线。若换用逸出功更大的另一种金属材料重复实验，在图上画出这种金属的图线_______。 ③（多选）利用图（a）所示装置可以研究单色光的光电效应规律，测得如图（b）所示的实验曲线，其中横轴表示加速电压，纵轴表示光电流，为遏止电压，为饱和光电流。由图可得______。 A．入射光的频率                            B．光电子的最大初动能 C．光电管阴极金属的逸出功          D．单位时间内阴极逸出的光电子数 题型03 放射性 1. 如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是（ ） A．a、b为β粒子的径迹 B．a、b为γ粒子的径迹 C．c、d为α粒子的径迹 D．c、d为β粒子的径迹 2．钚239既可能发生衰变，也可能发生衰变。将钚239核置于匀强磁场中，衰变后粒子运动方向与磁场方向垂直，图中的a、b、c、d分别表示粒子的运动轨迹，则下列说法正确的是（　　） A．衰变过程中粒子的动量守恒 B．磁场方向垂直纸面向里 C．甲图是衰变，乙图是衰变 D．b为粒子的运动轨迹，c为粒子的运动轨迹 放射性元素的衰变具有自发性和规律性，对人类认识原子核和利用核能的帮助很大。 3．某放射性样品竖直向上发出三种射线，通过虚线区域内方向水平向右、场强大小为的匀强电场，呈现如图所示的三种不同轨迹I、II、III。 （1）轨迹I、II、III分别对应___________； A．、、射线 B．、、射线 C．、、射线 D．、、射线 （2）已知轨迹I上、两点间距离为，线段与轨迹II夹角为（）。则、两点间电势差___________； （3）移去匀强电场，在虚线区域内加上匀强磁场，使I、III对应的射线仍在纸面内分别向左和向右偏转，如图所示。 ①匀强磁场的方向___________； A．水平向右     B．垂直纸面向外     C．水平向左     D．垂直纸面向里 ②已知、粒子的质量之比约为，电荷量大小之比约为，在磁场中运动的速率之比约为，则、粒子此时做匀速圆周运动的半径之比约为___________。 4．“祝融号”火星探测车用放射性元素作为电池燃料，其核反应方程为。 （1）已知的半衰期约为88年。则一块含的矿石，经过176年，发生衰变的元素质量约为原来的___________； A．25%    B．50%    C．75%    D．100% （2）若、、的平均结合能分别为、、，则该核反应释放的核能为___________。 A．     B． C．     D． 原子光谱是元素的“身份证”，可以用来分辨物体含有的元素成分。 1．氢原子的明线光谱在可见光波段内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，它们的波长分别是0.4101μm、0.4340μm、0.4861μm和0.6563μm。 （1）用这四种光照射同一单缝衍射装置，中央明条纹宽度最宽的是___________。 A．Hα光    B．Hβ光    C．Hγ光    D．Hδ光 （2）用Hβ光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的___________。 A．倍            B．倍            C．2倍            D．3倍 （3）如图，将一束Hγ光沿半径方向从真空射向半圆形玻璃砖的表面，在圆心O处发生折射，虚线为过O的法线。 ①若入射光与法线的夹角为θ，折射光线与法线的夹角为γ，则玻璃砖的折射率n=___________。 ②增大Hγ光的入射角，折射光的强度将___________。 A．增强        B．减弱        C．不变 2．氢原子能级图如图所示，a、b、c分别表示原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在三种跃迁过程中，向外辐射的电磁波波长分别为λa、λb、λc。 （1）当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，该氢原子___________。 A．放出光子，核外电子的动能增加 B．放出光子，核外电子的动能减少 C．吸收光子，核外电子的动能增加 D．吸收光子，核外电子的动能减少 （2）三种跃迁所辐射出的电磁波中，波长最长的是___________。 A．λa     B．λb C．λc （3）若a跃迁中辐射出的光子能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.4eV，则该金属的逸出功W=___________eV。 高能粒子治疗系统利用电磁场加速带电粒子形成束流，用于精准医疗。 3．如图，在回旋加速器中，质子被不断加速。 （1）质子在、半圆金属盒内运动时，其______。 A．运动的速率均匀增加                        B．运动的角速度保持不变 C．绕行一周所用的时间变长                 D．所受的洛伦兹力保持不变 （2）当质子被加速到接近光速时，发现其运动周期变长，同时______。 A．质子电荷量发生变化                        B．质子质量发生变化 C．磁场随半径增大而变化                    D．电场随半径增大而变化 4．为精确控制粒子的能量，先用特定波长的光激发氢原子至能级，其再向基态跃迁辐射光子。 （1）这些可能辐射的光子中，波长最短的是从______的光子。 A．跃迁到                        B．跃迁到 C．跃迁到                        D．跃迁到 （2）如图给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向。 ①碰撞后光子沿______方向运动。 A．①                    B．②                    C．③ ②碰撞后光的波长______。 A．变长                B．不变                C．变短 5．治疗后的剩余粒子将打入拦截器回收能量。拦截器的能量回收部分可简化为图示装置。光滑平行金属导轨倾角为，间距为。导轨顶端连接一个电容为的理想电容器（初始未充电）。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中。一质量为、电阻不计的金属棒从导轨上高处由静止开始滑下。设金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。 （1）（计算）若金属棒以大小为的加速度沿导轨向下做匀加速运动，求金属棒滑至导轨底端时的速度大小。 （2）（计算）求金属棒以加速度沿导轨匀加速下滑至底端的过程中，电容器储存的最大电能。 （3）（论证）金属棒在导轨上做匀加速直线运动。 小江在春节期间开展了“烟花背后的物理”探究活动，利用不同的器材和光学设备记录了绚丽的光学现象，并对现象进行了分析。 6．下列分析正确的是 。（多选） A．烟花的颜色由原子的能级跃迁决定 B．相机镜头的增透膜减弱反射光的原理是薄膜干涉 C．从一条窄缝观测烟花，能看到彩色条纹的原理是光的干涉 D．戴上偏振光墨镜看到烟花整体变暗，其原因是光是横波 7．小江以光纤为研究对象，探究光学规律。如图，光信号在包层和纤芯的分界面上发生多次全反射，并沿芯线传送。已知纤芯的折射率为。 （1）包层的折射率应__________纤芯的折射率。 A．大于                    B．小于                    C．等于 （2）用光纤传输光信号，则光信号在芯层中的传播速度为__________m/s。（真空中的光速为m/s，结果保留2位有效数字） 8．钠原子从能量为的激发态跃迁到能量为的基态，产生单色光。（普朗克常量为h，真空中光速为c） （1）单色光的波长为__________。 A．                B．            C．                D． （2）将单色光垂直射入间距为d的双缝，双缝到光屏的距离为L，则光屏上相邻亮条纹的间距为_______。 （3）将单色光照射到逸出功为W的金属表面，产生了光电子。则光电子最大初动能为__________。 原子核天然放射现象的发现开启了人类对位于物质深处的原子核的认识。 9．原子核衰变时释放出带负电的射线是______； A．阴极射线 B．α射线 C．β射线 D．γ射线 10．一个静止的铀核（）发生一次衰变，生成钍核（Th），其衰变方程为→______，若衰变释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能，则粒子与钍核分离瞬间的速率之比为______； 11．在体现光具有粒子性的光电效应现象中，用波长为的激光照射某金属板时，测得该金属板的遏止电压为，则可知逸出光电子的最大初动能为_______，金属板的截止频率为_______（已知电子电量为，普朗克常量为，真空中光速为） 12．如图，abcd、cdfg为相邻的两个正方形区域，边长均为L。abcd内有磁感应强度为B的匀强磁场，cdfg内有匀强电场，场强方向与B方向垂直。一质子以垂直于B方向的初速度从bc边中点进入磁场，恰好以垂直于电场方向的速度进入电场区域，最终从f点离开电场区域。已知质子的质量为m，电荷量为e。 （1）画出质子在这两个场区域内运动的轨迹； （2）求质子在这两个场区域内运动的总时间t； （3）求匀强电场的场强E。 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 重难专题14 微观粒子 重难解读 1. 氢原子光谱与玻尔理论 光子的能量为：hν= Em-En 氢原子核外电子所有可能的轨道半径以及相应氢原子的能量： 能级图： 2. 光电效应 光电效应方程： 极限频率 v= 截止电压Uc与光的频率v和逸出功Wo的关系： 3. 波粒二象性 光 波动性（电磁波） 粒子性（光子） 描述参量 波长、频率、波速 质量、动量、能量 行为特性 干涉、衍射、横波偏振 黑体辐射、光电效应、康普顿效应 联系 德布罗意波长和频率公式 4. 原子核的组成 发现质子的核反应方程式： 发现中子的核反应方程式： 天然放射现象中的三种射线的比较： 粒子 特性 α射线 （正电） 贯穿本领小（空气中射程只有几厘米），一张薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，电离本领强，容易使空气电离。速度为c/10 β射线 (负电) 高速电子流，贯穿本领大（能穿透几毫米的铝板）电离作用较弱，速度为9c/10，接近光速。 γ射线 高能光子（中性） 波长很短的电磁波，贯穿本领最大（能穿透几厘米的铅板），电离作用最小。 命题预测 1. 原子核式结构：卢瑟福α粒子散射实验的现象与结论仍是基础必考点。 2. 玻尔理论与能级跃迁：计算与图像并重 结合能级图判断氢原子能级跃迁时可发出几种频率光，或吸收特定能量光子后的状态变化。 可能引入“类氢离子”（如He⁺）进行拓展，考查知识迁移能力。 3. 光电效应：图像分析成主流，突出数据处理素养 图像题是近年高频考点，要求从图中读取截止频率、逸出功，利用斜率计算普朗克常量。 4. 波粒二象性：侧重概念辨析与实例判断 光的波动性：干涉、衍射、偏振； 光的粒子性：光电效应、康普顿效应； 实物粒子波动性：电子衍射实验验证德布罗意波。 5. 原子核衰变与放射性： 考查‌三种射线特性，尤其关注穿透力与电离能力的反比关系： ‌半衰期‌：强调其由核本身决定，不受外界条件影响。 6. 核反应与前沿科技融合：体现“情境赋能”新趋势 结合“双碳目标”“核聚变能源”“量子传感”等科技前沿设置真实情境题。 题型01 玻尔的原子模型 1．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为。已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，________（选填“吸收”或“辐射”）光子的能量为________。（用h、、表示） 【答案】 辐射 【详解】[1][2]氢原子从能级跃迁到能级时辐射红光，则有 从能级跃迁到能级时吸收紫光，则有 因为紫光的能量大于红光的能量，氢原子从能级跃迁到能级，可知辐射光子的能量为 2．某原子从能级A跃迁到能级B时辐射出波长为的光子，从能级A跃迁到能级C时辐射出波长为的光子，且，则该原子从能级B跃迁到能级C将_____（选填“吸收”或“发射”）光子，光子的波长为______。 【答案】 吸收 【详解】[1]根据能级跃迁公式有 ， 则原子从能级B跃迁到能级C时 因为 故 则吸收光子； [2]由 得 题型02 光电效应 1．光电烟雾报警器的原理图和电路图如图（a）、（b）所示，光源S持续发出波长λ=900nm的光。当有烟雾进入探测器时，光被烟雾散射进入光电管C，照射到金属表面发生光电效应，如果光电流I=8×10−9A，报警系统恰被触发。已知元电荷e=1.6×10−19C，真空光速c=3×108m/s，普朗克常量h=6.63×10−34J⋅s。要使该报警器正常工作，光电管内金属的逸出功W0至多为_______eV（保留两位小数），烟雾报警器发出警报时，每秒需要产生的光电子数至少为________个（保留一位有效数字）。保持其它条件不变，为了提高光电烟雾报警器的灵敏度，请写出一种可行操作：___________。 【答案】 1.38 5×1010 增大光束的强度、增大电源电压 【详解】[1]要发生光电效应，则入射光的极限波长小于金属的极限波长， 则金属逸出功的最大值 [2]光电流8×10−9A对应每秒产生的光电子数个 [3]保持其它条件不变，为了提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以增大每秒产生的光电子数，可以增大光束的强度，也可以增大电源电压。 2. 光传感器在很多领域都起着重要的作用。 (1)光传感器的接收口由某种折射率为的特种玻璃制成，其导光管由可弯折的柔性光学纤维制成。如图，光纤芯层折射率为，涂层折射率为。 ①光以光速射入接收口的玻璃，光在玻璃中的传播速度变为______。 ②为保证光在导光管弯折处不发生泄漏，折射率小的应是______层；光线入射时与管面的夹角必须小于______。（用、表示） (2)如图（a），靠得极近的两个激光光源、发出的光，射在屏幕上形成稳定的明暗条纹，屏幕上有一点，此时位于两光源连线的垂直平分线上。 ①这些明暗相间的条纹是由光的______现象引起的。 A．折射                B．全反射                C．干涉                D．衍射 ②（多选）保持光源不动，沿图（a）所示方向缓慢移动光源，发现点出现明暗交替变化的现象。用光传感器记录下点的光强变化，得到光强一时间的图（b）。由此可推断出的结论有______。 A．仍有（1）的光学现象                B．没有（1）的光学现象 C．在匀速移动                            D．在变速移动 (3)光传感器内部的主要元件是光电管，用某种金属作为其阴极。 ①传感器突然失灵，在排除了电路故障后，最合理的做法是检测______。 A．照射光的波长是否变长 B．照射光的强度是否减弱 C．光照时间是否变短 ②（作图）如图，该金属的遏止电压与入射光频率的关系为一条直线。若换用逸出功更大的另一种金属材料重复实验，在图上画出这种金属的图线_______。 ③（多选）利用图（a）所示装置可以研究单色光的光电效应规律，测得如图（b）所示的实验曲线，其中横轴表示加速电压，纵轴表示光电流，为遏止电压，为饱和光电流。由图可得______。 A．入射光的频率                            B．光电子的最大初动能 C．光电管阴极金属的逸出功          D．单位时间内阴极逸出的光电子数 【答案】(1) 涂 (2) C AD (3) A 见解析 BD 【详解】（1）[1]折射率定义为 得光在玻璃中速度 故填 [2]光纤全反射要求光从光密介质射入光疏介质，因此芯层折射率涂层折射率，折射率小的是涂层。 [3]设光线入射端面时折射角为，在芯层涂层界面发生全反射要求入射角临界角，其中 结合几何关系和折射定律可得 即 （2）[1]两个相干光源产生稳定明暗条纹，是光的干涉现象，故选C。 [2]AB．O点出现明暗交替，说明仍满足干涉条件，存在干涉现象，故A正确、B错误； CD．图中明暗变化的时间间隔相等，即相同时间内路程差变化量恒定，由于路程差随移动的变化率越来越大，因此做变速移动，故C错误、D正确。 故选AD。 （3）[1]光电管靠光电效应工作，排除电路故障后，若不能产生光电流，说明不能发生光电效应，光电效应的条件是入射光频率大于金属极限频率（波长小于极限波长），若照射光波长变长，频率降低，低于极限频率就无法产生光电效应，光传感器失灵；光强、光照时间不影响光电效应能否发生，仅影响光电流大小，故选A。 [2]根据光电效应方程 得 斜率为定值，逸出功更大时，极限频率更大，因此新图线和原线平行，横截距在原右侧。 [3]AC由 仅知道一个，没有其他条件无法求出入射光频率和逸出功，故A、C错误； B已知遏止电压可直接得到光电子最大初动能，故B正确； D饱和光电流（为单位时间逸出光电子数）因此由可得单位时间逸出的光电子数，故D正确。 故选BD。 题型03 放射性 1. 如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是（ ） A．a、b为β粒子的径迹 B．a、b为γ粒子的径迹 C．c、d为α粒子的径迹 D．c、d为β粒子的径迹 【答案】D 【解析】γ射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故B错误； α粒子为氦核，带正电，由左手定则知，在图示磁场中逆时针偏转，故C错误； β粒子是带负电的电子流，根据左手定则，在图示磁场中顺时针偏转，故A错误，D正确。 2．钚239既可能发生衰变，也可能发生衰变。将钚239核置于匀强磁场中，衰变后粒子运动方向与磁场方向垂直，图中的a、b、c、d分别表示粒子的运动轨迹，则下列说法正确的是（　　） A．衰变过程中粒子的动量守恒 B．磁场方向垂直纸面向里 C．甲图是衰变，乙图是衰变 D．b为粒子的运动轨迹，c为粒子的运动轨迹 【答案】AD 【详解】A．衰变过程中，系统合外力为零，粒子的动量守恒，故A正确； B．粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子旋转的方向相反，由于粒子和粒子的速度方向未知，故不能判断磁场的方向，故B错误； C．放射性元素放出粒子时，粒子与反冲核的速度相反，电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆；而放射性元素放出粒子时，粒子与反冲核的速度相反，电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，故甲图是衰变，乙图是衰变，故C错误； D．放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，根据洛伦兹力提供向心力 可得轨迹半径为 可得轨迹半径与动量成正比，与电荷量成反比，粒子和粒子的电荷量比反冲核的电荷量小，则粒子和粒子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径大，故b为粒子的运动轨迹，c为粒子的运动轨迹，故D正确。 故选AD。 放射性元素的衰变具有自发性和规律性，对人类认识原子核和利用核能的帮助很大。 3．某放射性样品竖直向上发出三种射线，通过虚线区域内方向水平向右、场强大小为的匀强电场，呈现如图所示的三种不同轨迹I、II、III。 （1）轨迹I、II、III分别对应___________； A．、、射线 B．、、射线 C．、、射线 D．、、射线 （2）已知轨迹I上、两点间距离为，线段与轨迹II夹角为（）。则、两点间电势差___________； （3）移去匀强电场，在虚线区域内加上匀强磁场，使I、III对应的射线仍在纸面内分别向左和向右偏转，如图所示。 ①匀强磁场的方向___________； A．水平向右     B．垂直纸面向外     C．水平向左     D．垂直纸面向里 ②已知、粒子的质量之比约为，电荷量大小之比约为，在磁场中运动的速率之比约为，则、粒子此时做匀速圆周运动的半径之比约为___________。 4．“祝融号”火星探测车用放射性元素作为电池燃料，其核反应方程为。 （1）已知的半衰期约为88年。则一块含的矿石，经过176年，发生衰变的元素质量约为原来的___________； A．25%    B．50%    C．75%    D．100% （2）若、、的平均结合能分别为、、，则该核反应释放的核能为___________。 A．     B． C．     D． 【答案】3． D B 365：1 4．C D 【解析】3．（1）[1]射线在电场中受电场力作用发生偏转，射线带正电，受力方向与电场方向相同，向右偏转，对应轨迹 III；射线带负电，受力方向与电场方向相反，向左偏转，对应轨迹 I；射线不带电，不发生偏转，对应轨迹 II。故轨迹 I、II、III 分别对应、、射线。 故选D。 （2）[2]匀强电场方向水平向右，沿电场线方向电势降低，由图可知点电势低于点电势，。、两点沿电场线方向的距离为 根据匀强电场电势差与场强的关系 可得 （3）[3] 轨迹I对应射线，带负电，向上运动，受到的洛伦兹力向左，根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向外。故选B。 （4）[4]带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由 得 粒子与粒子的半径之比，即。 4．（1）[1]半衰期年，经过时间年，即。 根据半衰期公式 剩余质量 发生衰变的质量 故选C。 （2）[2]核反应释放的核能等于生成物的总结合能减去反应物的总结合能。 则释放的核能 故选D。 原子光谱是元素的“身份证”，可以用来分辨物体含有的元素成分。 1．氢原子的明线光谱在可见光波段内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，它们的波长分别是0.4101μm、0.4340μm、0.4861μm和0.6563μm。 （1）用这四种光照射同一单缝衍射装置，中央明条纹宽度最宽的是___________。 A．Hα光    B．Hβ光    C．Hγ光    D．Hδ光 （2）用Hβ光进行双缝干涉实验，在屏上观察到的干涉条纹如图甲所示，改变双缝间的距离后，干涉条纹如图乙所示，图中虚线是亮纹中心的位置。则双缝间的距离变为原来的___________。 A．倍            B．倍            C．2倍            D．3倍 （3）如图，将一束Hγ光沿半径方向从真空射向半圆形玻璃砖的表面，在圆心O处发生折射，虚线为过O的法线。 ①若入射光与法线的夹角为θ，折射光线与法线的夹角为γ，则玻璃砖的折射率n=___________。 ②增大Hγ光的入射角，折射光的强度将___________。 A．增强        B．减弱        C．不变 2．氢原子能级图如图所示，a、b、c分别表示原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在三种跃迁过程中，向外辐射的电磁波波长分别为λa、λb、λc。 （1）当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，该氢原子___________。 A．放出光子，核外电子的动能增加 B．放出光子，核外电子的动能减少 C．吸收光子，核外电子的动能增加 D．吸收光子，核外电子的动能减少 （2）三种跃迁所辐射出的电磁波中，波长最长的是___________。 A．λa     B．λb C．λc （3）若a跃迁中辐射出的光子能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.4eV，则该金属的逸出功W=___________eV。 【答案】1．D B B 2． A C 11.69 【解析】1．（1）由于Hδ光的波长最大，所以用这四种光照射同一单缝衍射装置，中央明条纹宽度最Hδ光。 故选D。 （2）由题图可知，改变双缝间的距离后，根据相邻亮条纹间距变为原来的2倍； 根据相邻亮条纹间距公式可知，双缝间的距离变为原来的倍。 故选B。 （3）①根据折射定律可得玻璃砖的折射率为 ②增大Hγ光的入射角，则反射光的强度增大，折射光的强度将减弱。故选B。 2．（1）当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，从高能级跃迁到低能级，氢原子的能量减小，放出光子；根据库仑力提供向心力得 可得核外电子的动能为 可知氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，核外电子的动能增加。 故选A。 （2）由跃迁途径可知，三种跃迁过程中，c对应的能量差最小，辐射的光子能量最小，根据 可知三种跃迁所辐射出的电磁波中，波长最长的是λc。 故选C。 （3）a跃迁中辐射出的光子能量为 若a跃迁中辐射出的光子能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.4eV， 根据光电效应方程可得 可得该金属的逸出功 高能粒子治疗系统利用电磁场加速带电粒子形成束流，用于精准医疗。 3．如图，在回旋加速器中，质子被不断加速。 （1）质子在、半圆金属盒内运动时，其______。 A．运动的速率均匀增加                        B．运动的角速度保持不变 C．绕行一周所用的时间变长                 D．所受的洛伦兹力保持不变 （2）当质子被加速到接近光速时，发现其运动周期变长，同时______。 A．质子电荷量发生变化                        B．质子质量发生变化 C．磁场随半径增大而变化                    D．电场随半径增大而变化 4．为精确控制粒子的能量，先用特定波长的光激发氢原子至能级，其再向基态跃迁辐射光子。 （1）这些可能辐射的光子中，波长最短的是从______的光子。 A．跃迁到                        B．跃迁到 C．跃迁到                        D．跃迁到 （2）如图给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向。 ①碰撞后光子沿______方向运动。 A．①                    B．②                    C．③ ②碰撞后光的波长______。 A．变长                B．不变                C．变短 5．治疗后的剩余粒子将打入拦截器回收能量。拦截器的能量回收部分可简化为图示装置。光滑平行金属导轨倾角为，间距为。导轨顶端连接一个电容为的理想电容器（初始未充电）。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中。一质量为、电阻不计的金属棒从导轨上高处由静止开始滑下。设金属棒始终与导轨垂直且接触良好，导轨电阻不计，重力加速度为。 （1）（计算）若金属棒以大小为的加速度沿导轨向下做匀加速运动，求金属棒滑至导轨底端时的速度大小。 （2）（计算）求金属棒以加速度沿导轨匀加速下滑至底端的过程中，电容器储存的最大电能。 （3）（论证）金属棒在导轨上做匀加速直线运动。 【答案】3．B B 4． B A A 5．见解析 【解析】3．[1]A．质子在、半圆金属盒内做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，质子在盒内速率不变，A错误； BC．由洛伦兹力提供向心力， 可得周期 故周期与速率无关，不变，角速度也不变，B正确，C错误； D．质子经过电场加速后速率逐渐增大，洛伦兹力随的增大而增大，D错误。 故选B。 [2]质子速度接近光速时，根据相对论效应，质子质量 可知质子质量随速度增大而增大，由周期公式 可知增大，则周期变长，质子电荷量不变，磁场和电场本身不发生变化。 故选B。 4．[1]光子能量 故能级差越大，光子频率越高，波长越短，所以从跃迁到的能级差最大，波长最短。 故选B。 [2]光子与静止电子碰撞过程动量守恒，竖直方向总动量初始为0，碰撞后电子向下运动，动量有竖直向下的分量，因此光子动量的竖直分量必须向上，故光子沿①的方向运动。 故选A。 [3]碰撞后光子将部分动量转移给电子，光子动量减小，由 可得，动量减小，则波长变长。 故选A。 5．（1）金属棒沿斜面下滑的位移 金属棒从静止开始下滑，根据运动学公式 解得 （2）重力做功等于金属棒动能与电容器电能之和， 由能量守恒定律有 解得 （3）设在较短时间内，金属棒速度变化量为，则金属棒 电容器所带电量 充电电流 对金属棒受力分析，由牛顿第二定律有 解得 式子中各物理量均为定值，因此加速度恒定，故金属棒做匀加速直线运动，得证。 小江在春节期间开展了“烟花背后的物理”探究活动，利用不同的器材和光学设备记录了绚丽的光学现象，并对现象进行了分析。 6．下列分析正确的是 。（多选） A．烟花的颜色由原子的能级跃迁决定 B．相机镜头的增透膜减弱反射光的原理是薄膜干涉 C．从一条窄缝观测烟花，能看到彩色条纹的原理是光的干涉 D．戴上偏振光墨镜看到烟花整体变暗，其原因是光是横波 7．小江以光纤为研究对象，探究光学规律。如图，光信号在包层和纤芯的分界面上发生多次全反射，并沿芯线传送。已知纤芯的折射率为。 （1）包层的折射率应__________纤芯的折射率。 A．大于                    B．小于                    C．等于 （2）用光纤传输光信号，则光信号在芯层中的传播速度为__________m/s。（真空中的光速为m/s，结果保留2位有效数字） 8．钠原子从能量为的激发态跃迁到能量为的基态，产生单色光。（普朗克常量为h，真空中光速为c） （1）单色光的波长为__________。 A．                B．            C．                D． （2）将单色光垂直射入间距为d的双缝，双缝到光屏的距离为L，则光屏上相邻亮条纹的间距为_______。 （3）将单色光照射到逸出功为W的金属表面，产生了光电子。则光电子最大初动能为__________。 【答案】6．ABD 7．B 8．A 【解析】6．A．五彩烟花的颜色是电子由较高能级跃迁到较低能级，以光的形式释放能量而产生的，颜色由原子的能级跃迁决定，故A正确； B．相机镜头的增透膜减弱反射光的原理是薄膜干涉，B正确； C．从一条窄缝观测烟花，能看到彩色条纹的原理是光的衍射，C错误； D．只有横波才能产生偏振，则戴上偏振光墨镜看到烟花整体变暗，其原因是光是横波，D正确。 故选ABD。 7．（1）[1]光线从纤芯射到与包层界面时发生全反射，可知包层的折射率应小于纤芯的折射率，故选B。 （2）[2]光信号在纤芯中的传播速度为 8．（1）根据 可得单色光的波长为，故选A； （2）根据可得，光屏上相邻亮条纹的间距为 （3）光电子最大初动能为 原子核天然放射现象的发现开启了人类对位于物质深处的原子核的认识。 9．原子核衰变时释放出带负电的射线是______； A．阴极射线 B．α射线 C．β射线 D．γ射线 10．一个静止的铀核（）发生一次衰变，生成钍核（Th），其衰变方程为→______，若衰变释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能，则粒子与钍核分离瞬间的速率之比为______； 11．在体现光具有粒子性的光电效应现象中，用波长为的激光照射某金属板时，测得该金属板的遏止电压为，则可知逸出光电子的最大初动能为_______，金属板的截止频率为_______（已知电子电量为，普朗克常量为，真空中光速为） 12．如图，abcd、cdfg为相邻的两个正方形区域，边长均为L。abcd内有磁感应强度为B的匀强磁场，cdfg内有匀强电场，场强方向与B方向垂直。一质子以垂直于B方向的初速度从bc边中点进入磁场，恰好以垂直于电场方向的速度进入电场区域，最终从f点离开电场区域。已知质子的质量为m，电荷量为e。 （1）画出质子在这两个场区域内运动的轨迹； （2）求质子在这两个场区域内运动的总时间t； （3）求匀强电场的场强E。 【答案】9．C 10． 117:2 11． 12．（1）见解析；（2）；（3） 【解析】9．A．阴极射线不是原子核衰变产生，故A错误； BD．α射线带正电，γ射线不带电，故BD错误； C．β射线由电子组成，带负电，原子核衰变时释放出带负电的射线是β射线，故C正确。 故选C。 10．[1]根据电荷数和质量数守恒知生成的元素的核电荷数，核子数 故核反应方程式为 [2]衰变后系统动量守恒 所以速度之比等于质量的反比 11．[1]根据动能定理，遏止电压与电子电量的乘积等于光电子的最大初动能，即最大初动能为 [2]由光电效应方程 联立解得金属板的截止频率 12．（1）轨迹如图所示 （2）设在磁场中运动总时间为，电场中运动总时间为，则由轨迹及几何关系得知磁场中运动时间为，磁场中运动半径，有， 电场中水平方向做匀速运动，则 总时间 解得 （3）在电场中竖直方向有 根据牛顿第二定律有 解得匀强电场的场强 1 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $