2027届高考物理一轮复习专题模拟试卷（九）光 原子和原子核

**基本信息** 聚焦光、原子和原子核专题，通过选择、实验、解答题系统覆盖量子物理与波动光学核心内容，强化概念辨析与综合应用。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |选择|10题|概念辨析与现象分析|从光电效应方程、能级跃迁到光的干涉衍射，构建“粒子性-波动性-核反应”认知链| |实验|2题|折射率测量与光电效应探究|通过实验操作深化光的折射定律与光电效应规律的应用| |解答|4题|综合计算与光路分析|结合几何关系与物理公式，实现从原理到复杂情境的迁移应用|

2027届高考物理一轮复习 专题模拟试卷（九）光 原子和原子核 一、单选题 1．关于近代物理知识，下列说法正确的是（　　） A．光电效应实验中，入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大 B．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可能辐射出γ射线 C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态有关 D．核反应方程属于β衰变 2．如图为某原子的能级结构图，在原子能级跃迁中，可辐射如图所示的4种光子，其波长分别记为、、、。关于这4种光子波长的大小关系，下列选项正确的是（     ） A． B． C． D． 3．蓝闪蝶的翅膀呈现亮眼的蓝色，这种蓝色并非色素造成，而是由于其翅膀有特殊结构。如图所示，蓝闪蝶翅膀上的微小鳞片表面排列着平行的脊状突起，类似“百叶窗”或“圣诞树”形状。脊状结构由交替堆叠的薄层组成，薄层间充满空气。已知阳光直射时，翅膀呈现颜色对应光的波长为，则（     ） A．脊状结构中薄层的最小间距可能为 B．将蓝闪蝶翅膀浸入酒精中时，其呈现颜色对应光的波长变长 C．若光线斜射到翅膀上，则呈现颜色对应光的波长变短 D．蓝闪蝶的显色原理与泊松亮斑的成因一致 4．关于光学现象，下列说法中正确的是（     ） A．图甲装置从上往下观察到的圆环状条纹，从中心向外越来越稀疏 B．图乙中P、Q是偏振片，Q旋转时光屏上的亮度发生变化表明光是纵波 C．图丙是双缝干涉示意图，若只减小屏到挡板的距离l，两相邻亮条纹中心间距离Δx将增大 D．图丁是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，下图对应光的波长较短 5．近日，中国科学院近代物理研究所、重离子科学与技术全国重点实验室超重核研究团队与合作者利用兰州重离子加速器国家实验室加速器装置，首次成功合成了新核素锫-235（）及其衰变产物元素，下列说法正确的是（     ） A．元素中的、 B．高温高压环境下新核素锫-235的衰变会变快 C．锫-235核的比结合能大于核的比结合能 D．具有相同动能的锫-235和粒子，锫-235物质波的波长更长 6．氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图甲所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。由可见光Ⅰ和可见光Ⅱ组成的复合光通过三棱镜后有两个出射点M、N，如图戊所示。下列说法正确的是（     ） A．图甲中的对应的是Ⅰ B．图乙中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．图丁中P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 D．图戊中可见光Ⅰ的出射点是M 7．如图，圆柱形玻璃砖放置在水平面上，玻璃砖的半径为R，AB是玻璃砖横截面上的一条竖直直径。一束单色光从A点射入玻璃砖，从C点射出，出射光线CD垂直水平面。已知真空中的光速为c，玻璃砖对单色光的折射率为n，入射光线与AB成角，则光线从A到C的时间等于（     ） A． B． C． D． 二、多选题 8．如图，在双缝干涉测量光波长的实验中，用波长为的激光照射挡板上的双缝，测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。用待测激光照射该双缝，测得光屏上相邻两条亮条纹的间距为。则（     ） A．待测激光的波长为 B．待测激光的频率为 C．若向右平移挡板，条纹间距减小 D．若向上平移挡板，条纹间距不变 9．玻璃镜片折射率是影响眼镜厚度的主要因素之一、如图，一束单色光从空气斜射入厚度为d的平行玻璃砖左表面，从右表面射出，出射光线相对入射光线侧移量为Δx。现换用折射率较大的玻璃砖，保持入射角不变，下列说法正确的是（     ） A．若厚度d相同，侧移量变小 B．若厚度d相同，侧移量变大 C．若侧移量Δx相同，厚度变小 D．若侧移量Δx相同，厚度变大 10．不同材料的金属板M、N的逸出功分别为和。用波长为的光照射，M、N均能发生光电效应，出射光电子的最大初动能分别为和；改用波长为的光照射，仅M能发生光电效应，出射光电子的最大初动能为。则（     ） A． B． C． D． 三、实验题 11．如图所示，在测量三棱镜玻璃砖（图中）折射率的实验中，在玻璃砖一侧插上大头针、。在另一侧透过玻璃砖观察，插上大头针后使能把、的像都挡住；再插上大头针，使能把及、的像都挡住。若不测量角度，则可直接通过测量长度测出玻璃砖的折射率。在纸上标出的大头针位置（×）和三棱镜轮廓（实线），并以连线与棱镜边界的交点为圆心画一个圆。在答题卡相应位置的图上画出完整光路图___________，并标出需要测量的物理量，则折射率的表达式为____________（请用图上标出的量表示）。 12．某学习小组为探究光电效应的规律，设计了如图甲所示的电路图，图乙是对应的装置实物图。 (1)电路连接。 图乙中已正确连接了部分电路，请完成图中滑动变阻器R、单刀双掷开关S、灵敏电流计（G）和电压表（V）间的实物图连线_________。 (2)实验探究。 ①为了探究入射光的频率、强度对光电流的影响，需要把单刀双掷开关S打向_________端（填“a”或“b”），在光电管上加正向电压（光电管阳极接电源正极）。 ②实验发现，在光照条件不变的情况下，灵敏电流计示数随着滑动变阻器滑片P向右滑动而增大，当滑片P移到某一位置后，灵敏电流计示数不再变化。此时灵敏光电流计（G）的示数如图丙所示，读数为____μA。 由此可知，光电效应存在饱和光电流。 ③通过控制变量法，改变入射光的频率或强度，测量饱和光电流的变化情况。 ④把单刀双掷开关S打向另一侧，在光电管上加反向电压，可以探究入射光的频率、强度对__________的影响。（填下列选项前字母） A．遏止电压       B．饱和光电流      C．截止频率 (3)为了实现用滑动变阻器可以控制输出正向电压或反向电压，该学习小组对实验方案进行了改进，设计电路图如图丁所示。为给光电管提供反向电压应将滑片P往_____端移动。（填“c”或“d”） 四、解答题 13．如图所示，光电管的阴极用某种金属制成，闭合开关S，用发光功率为的激光光源直接照射阴极时，产生了光电流。移动变阻器的滑片，当光电流恰为零时，电压表的示数为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为，电子电荷量为，真空中的光速为，求： (1)激光的光子频率； (2)激光光源单位时间内产生的光子数。 14．如图为氦离子（He+）的能级示意图，一群处于n=2能级的He+在向低能级跃迁过程中向外发出光子，照射到金属钨的表面。已知钨的逸出功为4.54eV。求： (1)处于n=2能级的He+自发跃迁发出光子的能量E； (2)从钨板表面逸出光电子的最大初动能Ek。 15．如图所示，三角形ABC是三棱镜的横截面，，，三棱镜放在平面镜上，AC边紧贴镜面。在纸面内，一光线入射到镜面O点，入射角为，O点离A点足够近。已知三棱镜的折射率为。 (1)当时，求光线从AB边射入棱镜时折射角的正弦值； (2)若光线从AB边折射后直接到达BC边，并在BC边刚好发生全反射，求此时的值 16．如图所示，三棱镜的截面是顶点为ABC、边长为d的等边三角形。细光束a和b从AB边的中点O与AB边夹角为射入棱镜，折射后到达AC边的M点和N点。已知，ON平行于BC，光在真空中的传播速度为c。求 (1)三棱镜对光线a和b的折射率、； (2)若a、b光从O点垂直AB边射入棱镜，求a、b两束光从O到C点的时间差。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D B D A C A ACD BC AD 11． 12．(1) (2) b 70 A (3)d 13．(1) (2) 【详解】（1）根据爱因斯坦光电效应方程有 又 解得激光的光子频率 （2）设激光光源单位时间内产生的光子数，有 可得 14．(1)40.8eV (2)36.26eV 【详解】（1）根据跃迁条件可得处于n=2能级的He+自发跃迁发出光子的能量为 （2）根据爱因斯坦光电效应方程可得 代入数据解得 15．(1) (2) 【详解】（1）作出光路图，如图所示 由几何关系可知 所以在边的入射角为 由光的折射定律 解得光线从边射入棱镜时折射角的正弦值为 （2）根据 可得 则AB边的折射角为 根据折射定律可知AB边的入射角满足 解得 根据几何关系可知恰好发生全反射时的入射角为 16．(1)， (2) 【详解】（1）由题可知，入射角 ON平行BC，等边三角形的内角为，故b光的折射角 又因为 故a光的折射角为 由光的折射定律可得 解得 同理可得 解得 （2）光束走过的路程为 光在三棱镜里的传播速度为 a、b两束光从O到C点的时间差为 解得 学科网（北京）股份有限公司 $