2022屆北京（朝陽、海淀、東城、西城、豐臺、石景山）高考物理一模分類匯編：近代物理、光學

2022屆北京（朝陽、海淀、東城、西城、豐臺、石景山）高考

物理一模

分類匯編一一近代物理、光學

一、單選題

（朝陽區(qū)高三下質量檢測一）1.在光的雙縫干涉實驗中，能增大條紋間距的做法是

A.改用頻率更高的光波B.改用波長更長的光波

C.增大雙縫間距D.減小雙縫與光屏間距

（朝陽區(qū)高三下質量檢測一）2.如圖所示是氫原子的能級圖。大量氫原子從〃=4的能級

向低能級躍遷，下列說法正確的是（）

00-------------------------------------------------0

4-----------------------------------0.85eV

3-----------------------------------1.51eV

2-----------------------------------T.40eVA.最多可發(fā)出6種不同頻率的光子

1----------------------------------13.60eV

B.發(fā)出的光子最大能量是13.60eV

C.從〃=4躍遷到〃=3發(fā)出的光子頻率最高

D.這些氫原子只能吸收0.85eV的光子才能電離

（朝陽區(qū)高三下質量檢測一）3.隱身飛機通過運用多種隱形技術降低飛機的信號特征，使

雷達難以發(fā)現、識別、跟蹤和攻擊。飛機隱身的途徑主要有兩種：一是改變飛機的外形和

結構，減小回波；二是飛機表面采用能吸收雷達波的涂敷材料。雷達是利用電磁波探測目

標的電子設備。雷達發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)

射點的距離、方位、高度等信息。常規(guī)雷達采用波長為0.01m?0.1m之間的厘米波，隱形

飛機在常規(guī)雷達上反射的能量幾乎與一只麻雀反射的能量相同，因此在常規(guī)雷達的屏幕上

幾乎看不到隱身飛機的回波。而米波雷達采用波長為1m?10m之間的米波，與隱身飛機的

外形尺寸相匹配，從而發(fā)生諧振，大大增強了飛機回波信號的能量，從而使飛機的隱身效

果下降。下列說法正確的是（）

A.米波不能產生偏振現象

B.米波的頻率約為厘米波頻率的10倍

C.米波的傳播速度小于厘米波的傳播速度

D.常規(guī)雷達比米波雷達的分辨率更高

（海淀區(qū)高三下一模）4.以下現象不屬于衍射的是（）

A.白光經過狹窄的單縫得到彩色圖樣B.白光照射肥皂膜呈現出彩色圖樣

C.光照射刀片的陰影輪廓模糊不清D.光照射不透明圓盤的陰影中心出現亮斑

（海淀區(qū)高三下一模）5.如圖所示為氮離子（He+）的能級圖，根據玻爾原子理論，關于氮

離子能級躍遷，下列說法正確的是（）

,

He+瓦/eV

8

6

5

4

3---------------3.40

604A-大量處于〃=3能級的氫離子，最多可輻射2種不同頻率

2---------------13.6

1---------------54.4

的光子

B.從〃=4向〃=3能級躍遷，需吸收2.64eV能量

C.處于〃能級的氮離子，可以吸收54.0eV的能量而發(fā)生電離

D.從n=3躍遷到〃=2能級比從〃=2躍遷到〃=1能級輻射出的光子頻率低

（海淀區(qū)高三下一模）6.“崛啾（zhoujiu）激光脈沖放大技術”是高強度激光研究的重大

技術創(chuàng)新和核心技術。如圖所示，該技術原理可以簡化為：種子激光脈沖經過單模光纖的

色散作用，將時長為飛秒。0飛）脈寬的激光脈沖在時間上進行了展寬；展寬后的脈沖經過

激光增益介質放大，充分提取了介質的儲能；最后使用壓縮器將脈沖寬度壓縮至接近最初

的脈寬值。上述技術中的關鍵是“喟啾”脈沖。種子激光脈沖包含有不同的頻率分量，因此

在單模光纖中，頻率高的部分和頻率低的部分傳播速度不同，這樣光脈沖在時間上就被逐

漸拉寬，形成脈沖前沿、后沿頻率不同的現象，宛如鳥兒發(fā)出的不同聲音。下列說法正確

的是（）

\A.展寬

八在時間上進行展寬經增益介質放大/、經壓縮器壓縮脈寬

IV=八、=>）In11

種子激光脈沖

過程使脈沖各頻率分量的頻率都變小

B.在傳播方向上，“明啾”脈沖前沿頻率低于后沿頻率

C.若激光脈沖能量約為1J,則其峰值功率一定不能達到lO^'W量級

D.通過“例啾激光脈沖放大技術”獲得的激光脈沖與種子激光脈沖能量幾乎相同

（東城區(qū)高三下一模）7.2021年12月30日，我國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置實現

了7000萬攝氏度高溫下1056秒長脈沖高參數等離子體運行，打破了自己保持的世界紀

錄，標志著我國在可控核聚變研究上處于世界領先水平。托卡馬克內部發(fā)生的主要核反應

的方程可能是（）

A.置U-l4Th+：HeB.:;Al+；HefP+；,n

C.；'N+；Hef；O+；H

D.：H+：HVHe+[n

（東城區(qū)高三下一模）8.用如圖所示的實驗裝置觀察雙縫干涉圖樣，用綠色濾光片時從目

鏡中可以看到綠色的干涉條紋。在其他條件不變的情況下，下列操作可以使條紋間距變大

的是（）

光源凸透鏡濾光片單縫雙縫遮光筒屏H菅含

A

B.換成縫寬更大的單縫

C.換成雙縫間距更大的雙縫

D.換成更短的遮光筒

（西城區(qū)高三下一模）9.如圖所示，光束沿A。方向從空氣射向某種介質，折射光線沿

08方向。下列說法正確的是（）

N

A.這束光從空氣進入介質后頻率會增大

B.這束光從空氣進入介質后波長會增大

C.這束光在該介質中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度

D.若這束光沿8。方向從介質射向空氣，可能會發(fā)生全反射現象

（西城區(qū)高三下一模）10.氫原子能級示意如圖。現有大量氫原子處于〃=3能級上，下列

nE/eV

oo0

5-0.54

4-0.85

說法正確的是（-1.51

-3.40

-13.6

A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子

B.從〃=3能級躍遷到〃=1能級輻射出的光子能量為L51eV

C.從〃=3能級躍遷到”=4能級需吸收1.5leV的能量

D.〃=3能級的氫原子電離至少需要吸收1.51eV的能量

（西城區(qū)高三下一模）11.從外太空來到地球的宇宙線，以原子核為主，還包括少量的

正、負電子和y射線，它們傳遞了來自宇宙深處的信息。2021年，我國高海拔宇宙線觀測

站“拉索”（LHAASO）記錄到1.4拍電子伏（1拍=10”）的y射線。這是迄今為止，人類發(fā)

現的最高能量的/射線。從此打開了探索極端宇宙秘密的新窗口，直接開啟了“超高能y天

文學”的新時代。y射線在天文探測方面有著獨特優(yōu)勢和特殊意義，但由于數量極少，很難

直接測量。當高能y射線進入大氣后，立即和大氣層中的氣體作用而產生各種次級粒子。

這些次級粒子又繼續(xù)與空氣作用，使次級粒子數目呈幾何級數增加，這個過程稱為“空氣簇

射”。隨著“空氣簇射”向地面發(fā)展，空氣對次級粒子的吸收會逐漸增多。觀測站的粒子探測

器需要將更多的次級粒子記錄下來，進而反推y射線進入大氣層頂部時的信息。結合所學

知識，判斷下列說法正確的是（）

A.觀測站的粒子探測器直接探測到來自宇宙的y射線

B.觀測站建在海拔低處比在海拔高處能記錄到更多的次級粒子

C.y射線是高頻電磁波，能量越高，傳播速度越大

D.y射線在星系間傳播時，運動不受星系磁場的影響，可以方便追溯到源頭

（豐臺區(qū)高三下一模）12.下列關于物理學史的敘述不正確的是（）

A.湯姆孫發(fā)現電子，表明原子具有核式結構

B.貝克勒爾發(fā)現了天然放射現象，表明原子核內部具有結構

C.玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律

D.愛因斯坦的光電效應方程可以很好地解釋光電效應現象

（豐臺區(qū)高三下一模）13.有關紅、綠、紫三束單色光，下述說法正確的是（）

A.紅光頻率最大

B.在空氣中紅光的波長最小

C.紅光光子的能量大于綠光光子的能量D.用同一雙縫干涉裝置看到的紫光相鄰兩條亮

條紋間距最小

（石景山區(qū)高三下一模）14.圖1是明仇丫三種射線穿透能力的示意圖。圖2是某軋鋼

廠的熱軋機上安裝的射線測厚儀裝置示意圖，讓射線穿過鋼板，探測器探測到的射線強度

與鋼板的厚度有關，將射線強度的信號輸入計算機，可對鋼板的厚度進行自動控制。射線

測厚儀所利用的射線最適合的是（）

a射線

夕射線

y射線

圖1

放大器

彈■厚度控制裝置

探測器上

A.a射線B.。射線

rt鋼板

放射性

同位素

圖2射線測厚裝置

C.丫射線D.三種射線都可以

（石景山區(qū)高三下一模）15.已知鈉原子從氏c、d幾個能級向。能級躍遷時輻射的光的

波長分別為：589nm（b—a）,330nm（c—>a）,285nm（du）。設最高能級為0,下列關于

鈉原子在這幾個能量范圍的能級圖，可能正確的是（）

d-------------------0

c--------

D-a--------

b--------

（石景山區(qū)高三下一模）16.如圖所示，一束平行光經玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離

的6兩束單色光。比較4、b兩束光，可知（）

光束a

/三棱鏡b

0

A.玻璃對光束a的折射率較大

B.光束a在玻璃中的傳播速度較小

C.從玻璃射向空氣，光束。發(fā)生全反射的臨界角較小

D.光束。的頻率較小

二、實驗題

（東城區(qū)高三下一模）17.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方

法、實驗操作、數據處理、誤差分析等。例如誤差分析，某同學在“測量玻璃的折射率”實

驗中，為了防止筆尖碰到玻璃磚面而損傷玻璃磚，該同學畫出的玻璃磚界面也'、，m'，如

圖所示。若其他操作正確，請通過作圖和必要的文字說明玻璃磚折射率的測量值比真實值

偏大、偏小還是不變。

4??a'

三、解答題

b--br

（西城區(qū)高三下一模）18.19世紀末、20世紀初，通過對光電效應的研究，加深了對光的

本性的認識?？茖W家利用如圖所示的電路研究光電效應，圖中K、A是密封在真空玻璃管

中的兩個電極，K極受到光照時可能發(fā)射電子。已知電子電荷量為e,普朗克常量為山

（1）當有光照射K極，電流表的示數為/,求經過時間，到達A極的電子數”。

（2）使用普通光源進行實驗時，電子在極短時間內只能吸收一個光子的能量。用頻率為。

的普通光源照射K極，可以發(fā)生光電效應。此時，調節(jié)滑動變阻器滑片，當電壓表的示數

為。時，電流表的示數減小為0。

隨著科技的發(fā)展，強激光的出現豐富了人們對光電效應的認識，用強激光照射金屬，一個

電子在極短時間內吸收到多個光子成為可能。若用強激光照射K極時，一個電子在極短時

間內能吸收〃個光子，求能使K極發(fā)生光電效應的強激光的最低頻率丫。

（3）某同學為了解為什么使用普通光源進行光電效應實驗時一個電子在極短時間內不能吸

收多個光子，他查閱資料獲得以下信息：原子半徑大小數量級為10」°m；若普通光源的發(fā)

光頻率為6x1014Hz,其在Is內垂直照射到In?面積上的光的能量約為106j；若電子吸收第

一個光子能量不足以脫離金屬表面時，在不超過10陽的時間內電子將該能量釋放給周圍原

子而恢復到原狀態(tài)。為了進一步分析，他建構了簡單模型：假定原子間沒有縫隙，一個原

子范圍內只有一個電子，且電子可以吸收一個原子范圍內的光子。請利用以上資料，解決

以下問題。

a.普朗克常量/?取6.6xl0-34js,估算is內照射到一個原子范圍的光子個數;

b.分析一個電子在極短時間內不能吸收多個光子的原因。

實驗裝置，某同學進行了如下操作。用頻率為叼的光照射光電管，此時電流表中有電流。

調節(jié)滑動變阻器，使微安表示數恰好變?yōu)?,記下此時電壓表的示數上；用頻率為V2的光

照射光電管，重復上述操作，記下電壓表的示數⑴。

（1）實驗中滑動變阻器的滑片P應該向4端移動還是向6端移動？

（2）已知電子的電荷量為e,請根據以上實驗，推導普朗克常量實驗測定值的計算式。

（3）大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微

波功率達到250W/m2時會引起神經混亂。有一微波武器，其發(fā)射功率P為3xl（）7w。若發(fā)

射的微波可視為球面波，請估算引起神經混亂的有效攻擊的最遠距離。（估算中取兀之3）

1.B

【解析】

【詳解】

根據條紋間距表達式Ax=42可知，改用頻率更高的光波，波長更小，則條紋間距減小，

d

選項A錯誤；改用波長更長的光波，則條紋間距變大，選項B正確：增大雙縫間距d,則

條紋間距減小，選項C錯誤；減小雙縫與光屏間距/,則條紋間距減小，選項D錯誤.

2.A

【解析】

【詳解】

A.大量氫原子躍遷，根據

盤=6可知，氫原子躍大量氫原子從〃=4的能級向低能級躍遷最多可發(fā)出6種不同頻率的

光子，故A正確；

B.C.從〃=4向”=1躍遷發(fā)出的光子能量最大，頻率最高，得

E=E4-E}=12.75eV故BC錯誤；

D.這些氫原子吸收不小于0.85eV的光子都能電離，故D錯誤。

故選A。

3.D

【解析】

【詳解】

A.米波是電磁波，能產生偏振現象，故A錯誤；

B.由

c=Z/可得米波的頻率約為厘米波頻率的

&:々米=1:100故B錯誤；

C.米波的傳播速度等于厘米波的傳播速度，故C錯誤；D.雷達的分辨率是與其所使用的

頻率有著密切關系的，頻率越高，分辨率也就越高，所以常規(guī)雷達比米波雷達的分辨率更

高，故D正確。

故選D。

4.B

【解析】

【詳解】

A.白光照射單縫后，在光屏上出現彩色條紋是光的衍射現象，A錯誤；

B.白光照射肥皂膜呈現彩色圖樣是光的薄膜干涉現象，B正確；

C.光照射刀片的陰影輪廓模糊不清是光的衍射造成的，C錯誤；

D.白光照射不透明的小圓盤，在圓盤陰影中心出現一個亮斑是光的衍射現象造成的，D

錯誤。

故選B。

5.D

【解析】

【詳解】

A.大量處于〃=3能級的氫離子，最多可輻射

亡=3種不同頻率的光子，故A錯誤；

B.因為從“=4向〃=3能級躍遷，是從高能級向低能級躍遷，要釋放能量，故B錯誤；

C.由圖可知，處于”=1能級的氮離子要發(fā)生電離，需要吸收的能量應滿足

AE20-E1=54.4eV故C錯誤；

D.因為從w=3躍遷到〃=2能級輻射的光子能量為

△E'=E「E[=7.56eV而從?=2躍遷到n=1能級輻射的光子能量為

△E"=￡-E=40.8eV即從〃=3躍遷到"=2能級比從〃=2躍遷到”=1能級輻射出的光子

的能量小，又因為

￡=6所以從〃=3躍遷到〃=2能級比從〃=2躍遷到“=1能級輻射出的光子頻率低，故D

正確。

故選D。

6.B

【解析】

【詳解】

AD.正“明啾”的頻率隨時間增加，展寬過程使脈沖各頻率分量的頻率都變大，所以通過

“喟啾激光脈沖放大技術''獲得的激光脈沖與種子激光脈沖能量是不相同的，AD錯誤；

B.正“例啾”的頻率隨時間增加，一個脈沖上升的前沿是低頻，下降的后沿是高頻，所以在

傳播方向上，“喝啾”脈沖前沿頻率低于后沿頻率，B正確；

C.激光器產生超短脈沖時長為10-%,根據功率的定義有

w

尸=7=i.oxi（）15wc錯誤。

故選B。

7.D

【解析】

【詳解】

核聚變是指輕原子核（例如笊和瓶）結合成較重原子核（例如氨）時放出巨大能量的過程

A.核反應方程聲Ur記Th+；He屬于a衰變，故A錯誤；

BC.核反應方程:;Al+；Hef：；P+[n、+；He-：O+；H均是原子核的人工轉變，故

BC錯誤；

D.核反應方程；14+：11-：^16+；）11屬于輕核聚變，故D正確。

故選D。

8.A

【解析】

【詳解】

ACD.根據雙縫干涉條紋間

—=將濾光片由藍色的換成紅色的，波長4變大，干涉條紋間距變寬；換一個兩縫間

a

距較大的雙縫片，干涉條紋間距變窄；換成更短的遮光筒，減小了雙縫到屏的距離3干

涉條紋間距變窄，A正確，CD錯誤；

B.換一個縫寬較大的單縫片，干涉條紋間距不變，B錯誤。

故選Ao

9.C

【解析】

【詳解】

A.這束光從空氣進入介質后頻率不變，故A錯誤；

BC.根據”=￡可知這束光在該介質中的傳播速度小于在空氣中的傳播速度，這束光從空

V

氣進入介質后速度減小，根據v=.「2可知這束光從空氣進入介質后波長會減小，故c正

確，B錯誤；

D.由光路可逆性可知，這束光沿BO方向從介質射向空氣時，折射光線將沿0A射出，不

會發(fā)生全反射現象，故D錯誤。

故選C。

10.D

【解析】

【詳解】

A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出

%=里寧=3種頻率的光子，故A錯誤；

B.從〃=3能級躍遷到n=\能級需放出的能量

A￡=￡,-￡,=12.09eV故B錯誤；

C.從n=3能級躍遷到〃=4能級吸收的能量

AE'=E4-E3=0.66eV故C錯誤；

D.〃=3能級的氫原子電離至少需要吸收的能量

△E〃=0-E,=L51eV故D正確。

故選D。

11.D

【解析】

【詳解】

A.y射線由于數量極少，很難直接測量，A錯誤；

B.隨著“空氣簇射”向地面發(fā)展，空氣對次級粒子的吸收會逐漸增多，觀測站建在海拔低處

比在海拔高處能記錄到更少的次級粒子，B錯誤；

C.傳播速度只與介質有關，C錯誤；

D.觀測站的粒子探測器需要將更多的次級粒子記錄下來，進而反推y射線進入大氣層頂部

時的信息，D正確。

故選D。

12.A

【解析】

【詳解】

A.湯姆孫發(fā)現了電子，盧瑟福的a粒子散射實驗，揭示了原子的核式結構，故A錯誤，

符合題意；

B.貝克勒爾發(fā)現了天然放射現象，表明原子核內部具有復雜的結構，故B正確，不符合

題意；

C.玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，故C正確，不符合題意；

D.愛因斯坦的光電效應方程可以很好地解釋光電效應現象，故D正確，不符合題意。

故選A。

13.D

【解析】

【詳解】

AB.紅光的波長最長，頻率最小，故AB錯誤；

C.紅光的頻率小于綠光的頻率小，所以紅光光子的能量小于綠光光子的能量，故C錯

誤；

D.根據公式

d

紫光的波長最短，用同一雙縫干涉裝置看到的紫光相鄰兩條亮條紋間距最小，故D正確。

故選D。

14.C

【解析】

【詳解】

由a、。、丫三種射線的特點和題圖1可知，丫射線穿透能力最強，電離能力最弱，a射線電

離能力最強，穿透能力最弱，射線測厚儀所利用的射線最適合的是丫射線，ABD錯誤，C

正確。

故選C。

15.B

【解析】

【詳解】

由

△E=與可得

4

6.63X1Q-34X3X108

eV=2.leV同理可得

589X10-9X1.6X1019

E-E=3.8eV

二h“，、，故B正確，ACD錯誤。

Ed-Ea=4.4eV

故選Bo

16.D

【解析】

【詳解】

AD.由光路可知，b光在玻璃中的偏折程度較大，則玻璃對光束〃的折射率較大，人的頻

率較大，選項A錯誤，D正確；

B.根據v=￡