一、本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的选项中，只有一个选项是符合题意的．
1．（3分）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（
）
发现了阴极射线是由带
A．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，
负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷。密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现原子核由质子和中子组成C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（的女儿和女婿用实验发现了中子的存在
D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子2．（3分）关于图中四个示意图所表示的实验，下列说法中正确的是（
）
Po）和镭（Ra）两种新元素，之后他们
A．图①实验使人类第一次发现原子内部还有结构B．图②实验说明光是横波
C．图③实验中，从锌板射出的是光子，它来自于原子核的内部D．图④实验中所示的三种射线是从原子核内部释放的，结构
3．（3分）关于激光的应用问题，下列说法中正确的是（A．全息照相是利用激光平行度非常好的特点B．利用强激光产生的高压使得可控核聚变成为可能
C．用激光束来切割或焊接较硬的材料是利用激光平行度好的特点
D．“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光有相干性的特点
第1页（共35页）
说明原子核有复杂的
）
4．（3分）关于下列核反应方程的说法中正确是（A．7N+1H→6C+2He是α衰变方程
2382344
B．92U→90Th+2He是核裂变方程
114
C．21H+20n→2He﹣定是释放核能的核反应方程
15
1
12
4
）
D．2He+13Al
427
301→15P+0n
是发现中子的核反应方程
Rn），由于衰变它放出一
5．（3分）在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（
个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个互相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个（
）
A．B．C．D．
Rn→Rn→Rn→Rn→
Fr+Po+At+At+
eHeee
6．（3分）任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长
，式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，人
λ1的中子和一德布罗
们把这种波叫做德布罗意波．现有一德布罗意波波长为
意波波长为λ2的氘核相向对撞后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为（A．C．
）
B．D．
天内计数天内计数
7．（3分）用盖革﹣米勒计数器测定某一放射源的放射强度为N1=405次，T=10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为
第2页（共35页）
N2=101次．设该放射源中放射性元素的原子核的最初个数和半衰期分别用和τ表示．则以下说法正确的是（A．由半衰期的公式可知
）
N
B．由半衰期的公式可知C．这种放射性元素的半衰期为D．这种放射性元素的半衰期为
5天2.5天
8．（3分）一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量均为m，动能均为Ek，光速为c，普朗克常量为h，则光子的频率为（A．
）
B．
C．
D．
9．（3分）如图所示是氢原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种频率
的光．用这三种频率的光分别照射同种金属，都发生了光电效应，则关于这种金属发生光电效应时光电子的最大初动能
Ek随入射光频率v变化的图象，
以及这三种频率的光产生的光电子最大初动能的大小关系，下列四个图象中描绘正确的是（
）
A．B．
第3页（共35页）
C．D．
10．（3分）一九二三年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为第一个山峰上装一个强光源
L），在
1
S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面
上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山
3上再次
峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面反射，经过望远镜，进入观测者的眼中．（如图所示）带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为里重新看到光源的像，那么光速等于（
）
如果八面镜在电动机ω时，就可以在望远镜
A．B．C．D．
二、本题共12小题，每小题3分，共36分．每小题的选项中有一个或多个是符合题意的，全部选对的得
3分，选不全的得2分，有错选或不答的得零分．
11．（3分）根据玻尔的氢原子模型，氢原子的核外电子在核的静电力作用下绕核做匀速圆周运动，那么（
）
A．若该原子由基态巧迁到激发态，则电势能升高，电子运动的周期增大B．若该原子由激发态跃迁到基态，则电子的轨道半径增大，电子运动的加速度也增大
C．若该原子吸收光子能量而跃迁，则原子的能级增大，电子运动的动能减小
第4页（共35页）
D．若该原子跃迁而向外辐射光子，则电子形成的等效电流增大，电子运动的线速度减小12．（3分）一个
232
Th90
原子核具有天然放射性，它经过若干次衰变，放出
216
Po84
N1
个α粒子和N2个β粒子后会变成一个（A．84
）
216
原子核．下列说法中正确的是
Po核比
90
232
Th多16个核子少6个中子
216232
B．84Po核比90Th
C．N1=3，N2=4D．N1=4，N2=2
13．（3分）如图所示是原子核的核子平均质量（即原子核的质量与核子数之比）与原子序数Z的关系图象．关于核反应的下列说法中正确的是（
）
A．若核A能分裂成核B与核C，则分裂过程一定会释放能量B．核D比核F的比结合能更大，所以核
D比核F更不稳定
C．目前实际建成的核电站是利用了轻核聚变D．太阳能来自于太阳内部的重核裂变
14．（3分）关于放射线及放射性同位素，下列说法正确的是（A．威尔逊云室和气泡室都是利用射线的穿透本领显示射线的径迹B．利用放射性同位素的放射作用，可将它作为示踪原子C．β、γ两种射线都可以用来对金属探伤
D．β射线是放射性元素的原子核外的电子电离而放出的15．（3分）下列说法中正确的是（
）
）
A．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的B．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性
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C．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波
D．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，明显的衍射
16．（3分）关于电磁波，下列说法中正确的是（
是因为电子穿过样品时发生了更
）
A．X射线可用于医院里的消毒杀菌和地铁站的安检
B．γ射线是原子内层电子受激发而产生的，医学上用它治疗癌症C．一切物体都可以产生红外线，红外线可用于加热、遥控和遥感D．电磁波谱按粒子性从强到弱依次为外线和无线电波
17．（3分）如图丙所示是研究光电效应规律的电路图，光电管的阴极
K是由某
γ射线、X射线、β射线、可见光、红
种金属制成的一小块金属板．如图甲所示，用一大束平行紫光照射光电管的阴极K，能产生光电效应，测得此过程中，光电子的最大初动能为时间产生了n1个光电子，反向截止电压为光经凸透镜会聚后照射该光电管的阴极
E1，单位
U1，饱和光电流为I1；再用同一束
K，如图乙所示，测得该过程中光电子
U2，饱
的最大初动能为E2，单位时间内产生了n2个光电子，反向截止电压为和光电流为I2．则（
）
A．E1=E2B．n1=n2
C．U1＜U2
）
D．I1＜I2
18．（3分）关于光谱的下列说法中，正确的是（
A．用光栅或棱镜的色散作用，可以把光按波长展开，获得光的波长和强度分布的纪录叫光谱
B．氢光谱证实了玻尔提出的“原子核的能级量子化的假说”C．白炽灯和霓虹灯光的光谱是明线光谱，都能用来做光谱分析
D．太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线说明太阳的内部存在着与这些暗线对相
第6页（共35页）
应的元素
19．（3分）一质点做直线运动，其位移﹣时间（法正确的是（
）
s﹣t）关系如图所示．则以下说
A．该质点在0﹣20s内运动方向改变
B．该质点在0﹣20s内的平均速度大小为0.8m/s
C．该质点在14s时的瞬时速度等于它在6﹣20s内的平均速度D．该质点在10s时的瞬时速度等于它在6﹣20s内的平均速度
20．（3分）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图N、P、Q点的单色光的说法中正确的是（
）
8所示．关于照到M、
A．M、N、P、Q点的光的颜色分别为紫、红、红、紫B．M点的光的波动性较N点的光更显著
C．在同一单缝衍射装置上做实验，用P点的光得到的衍射图样的中央明纹宽度较Q点的光更窄
D．水中相同深度处有两个光源，其颜色分别与
P、Q两点的光同色，在其正
上方的水面之上，同等条件下观测，同P色的点光源在水下的像最深，且其照亮水面的面积最大
21．（3分）一种天然放射性物质射出
α、β、γ三种射线，垂直经过一个正交的
E和磁感应强度B的大小，
匀强磁场和匀强电场共存的区域，调整电场强度
使得在MN上只有a、b两个点受到射线照射．再用一块厚纸板放在放射源和
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调好的电、磁场之间，设能穿过纸板的射线速度的变化可以忽略．则下列判断正确的是（
）
A．不放厚纸板时，射线的轨迹和B．不放厚纸板时，射线的轨迹和C．放上厚纸板后，射线的轨迹和在D．放上厚纸板后，射线的轨迹和在
a、b两个点的位置一定如图a、b两个点的位置一定如图
1所示2所示
3所示3所示
MN上得到的照射点一定如图MN上得到的照射点可能如图
22．（3分）硅光电池是利用光电效应制成的将光能转换为电能的光电池，如图12所示，真空中放置的平行金属板可作为光电池的两个极板，光照前两板都不带电．用波长为λ、光强为E（单位时间内照射到
A板的光能）的光照射逸
出功为W的A板，则板中的电子能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，单位时间从A板逸出的电子数与单位时间入射到A板的光子数之比为η．忽略电子之间的相互作用，保持光照条件不变，和b为接线柱．已知元电荷为确的是（
）
a
e，光速为c；普朗克常量为h．则下列说法正
A．该光电池的电动势为hB．将a和b短接时的电流D．极板B为该光电池的正极
C．极板A为该光电池的正极
三、本题共2小题，共10分．把答案填在答题纸的横线上．
23．（5分）如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖
第8页（共35页）
的界面aa'和bb'．O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C．插上大头针P3，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P3，使P3挡住P3和P1、P2的像
。
（2）过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'．测量图2中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率（3）如图3所示，该同学在实验中将玻璃砖界面其他操作正确，则折射率的测量值于”）。
（4）另一位同学准确地画好玻璃砖的界面砖向下平移了一些，如图量值
aa'和bb'后，实验过程中不慎将玻璃
n=
。
aa'和bb'的间距画得过宽。若
准确值（选填“大于”、“小于”或“等
3所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测
准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
24．（5分）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中
（1）如图1所示，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次是下列选项中的A．a单缝b滤光片c双缝d光屏B．a单缝b双缝c滤光片d光屏C．a滤光片b单缝c双缝d光屏D．a滤光片b双缝c单缝d光屏
（2）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离
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A．将红色滤光片改为绿色滤光片B．增大双缝之间的距离
C．增大图中的b和d之间的距离D．增大图中的c和d之间的距离
（3）已知该装置中双缝间距d=0.36mm，双缝到光屏的距离L=0.40m，在光屏上得到的干涉图样如图
2所示，分划板在A位置时游标卡尺如图
3所示，在B
位置时游标卡尺如图4所示，则B位置的示数为据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为位有效数字）．
mm；由以上所测数nm（计算结果保留三
四、本题共3小题，共24分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题必须明确写出数值和单位．
25．（8分）太阳现正处于主序星演化阶段．它主要是由电子和
4
1H、2He1
等原子
核组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，这些核能最后转化为辐射能．现将太阳内部的核聚变反应简化为同时放出两个正电子（10
﹣27
4个氢核（
8
14
1H）聚变成氦核（2He），
1
0
e）．已知光速c=3×10m/s，氢核质量mp=1.6726×
﹣27
kg，氦核质量mα=6.6458×10kg，正电子质量me=0.9×10
﹣27
kg．要求
计算结果保留一位有效数字．则：
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（1）请写出题中所述核聚变的核反应方程；
（2）求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．
（3）已知地球的半径R=6.4×106m，日地中心距离r=1.5×1011m，忽略太阳的辐射能从太阳到地球的能量损失，每秒钟地球表面接收到的太阳辐射的总能量为P=1.8×1017J，求每秒钟太阳辐射的电子个数．26．（8分）如图所示，物体从光滑斜面上的
A点由静止开始下滑，经过
B点后
进入粗糙水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点．每隔0.02s通过速度传感器测量物体的瞬时速度．下表给出了部分测量数据．求：时刻t（s）tA=0.0v（m/s）
vA=0.0
t1=0.02t2=0.04v1=0.04v2=0.08
……
t3=1.2t4=1.22t5=1.24v3=1.5v4=1.48v5=1.46aAB的大小；
aBC的大小；
……
（1）物体沿斜面下滑做匀加速运动的加速度
（2）物体进入粗糙水平面后做匀减速运动的加速度（3）物体沿斜面下滑的总时间为
tB．
27．（8分）光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论
2
可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：E=mc，其中c为真空中光速。
（1）已知某单色光的频率为v，波长为λ，该单色光光子的能量E=hv，其中h
为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义：动量导该单色光光子的动量
。
=质量×速度，推
（2）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S．如图所示，真空中，有一被固定的“∞”字形装置，其中左边是圆形黑色的大纸片，右边是与左边大小、质量均相同的圆形白色大纸片。①当该激光束垂直照射到黑色纸片中心上，
假设光全部被黑纸片吸收，试写出该
第11页（共35页）
激光在黑色纸片的表面产生的光压I1的表达式。
假设其中被白纸反射的光占入射光的
I2
②当该激光束垂直照射到白色纸片中心上，
比例为η，其余的入射光被白纸片吸收，试写出该激光在白色纸片的光压的表达式。
第12页（共35页）
2016-2017学年北京市人大附中高二（下）
参考答案与试题解析
期末物理试卷
一、本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的选项中，只有一个选项是符合题意的．
1．（3分）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（
）
发现了阴极射线是由带
A．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实验，
负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷。密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现原子核由质子和中子组成C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（的女儿和女婿用实验发现了中子的存在
D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子
Po）和镭（Ra）两种新元素，之后他们
【解答】解：A、汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值，故
A正确。
B、贝克勒尔发现了天然放射性现象，但没有发现原子中存在原子核，以及原子核的组成；故B错误。
C、居里夫妇从沥青铀矿中分离出钋（克用实验发现了中子的存在，故
Po）和镭（Ra）两种新元素，之后查德威C错误；
α粒子轰
D、卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型；而卢瑟福击氮核，证实了在原子核内存在质子，故故选：A。
D错误；
2．（3分）关于图中四个示意图所表示的实验，下列说法中正确的是（）
第13页（共35页）
A．图①实验使人类第一次发现原子内部还有结构B．图②实验说明光是横波
C．图③实验中，从锌板射出的是光子，它来自于原子核的内部D．图④实验中所示的三种射线是从原子核内部释放的，结构
说明原子核有复杂的
【解答】解：A、少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转。故B、双缝干涉现象说明了光的波动性，不能说明光的横波。故
A错误。
B错误。
C、光电效应实验说明了光具有粒子性，从锌板射出的是电子，它来自于原子的核外电子。故C错误。
D、三种射线是从原子核内部释放的，说明原子核有复杂的结构。故故选：D。
D正确。
3．（3分）关于激光的应用问题，下列说法中正确的是（A．全息照相是利用激光平行度非常好的特点B．利用强激光产生的高压使得可控核聚变成为可能
）
C．用激光束来切割或焊接较硬的材料是利用激光平行度好的特点
D．“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光有相干性的特点
【解答】解：A、全息照相利用了激光相干性好的特性，是光的干涉现象，故错误；
B、由于激光的频率较高，能量较高，所以人工控制核聚变的一个可能实现途径是利用强激光产生的高温高压引起核聚变，故
第14页（共35页）
A
B正确；
C、用激光束来切割或焊接较硬的材料是利用激光能量高的特点，故C错误；
D、“激光测距雷达”和用激光读取DVD光盘上的信息是利用激光平行度好的特点，故D错误；故选：B。
4．（3分）关于下列核反应方程的说法中正确是（
151124
A．7N+1H→6C+2He
）
是α衰变方程
2382344
B．92U→90Th+2He是核裂变方程
C．21H+20n→2He﹣定是释放核能的核反应方程D．2He+13Al
4
27
301→15P+0n
114
是发现中子的核反应方程
【解答】解：A、715N+11H→612C+24He是原子核的人工转变，不是是自发进行的，故A错误。
2382344
B、92U→90Th+2He是
α衰变，α衰变
α衰变方程，故B错误。
C正确。
114
C、21H+20n→2He是轻核聚变方程，该核反应释放核能，故
D、查德威克发现中子的核反应用故选：C。
α粒子轰击铍核，故D错误。
5．（3分）在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（Rn），由于衰变它放出一
个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个互相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个（
）
A．B．C．
Rn→Rn→Rn→
Fr+Po+At+
eHee
第15页（共35页）
D．Rn→At+e
【解答】解：粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：qvB=m故r=
粒子衰变过程中不受外力，系统动量守恒，故生成的两个粒子的动量反向，故：r=
∝
42：1，故生成的两个粒子的电荷量之比为
α粒子，故ACD错误，B正确；
1：42；mv等大、
大圆与小圆的直径之比为
根据电荷数守恒守恒，生成物是故选：B。
6．（3分）任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与之对应，波长
，式中h为普朗克常量，p为运动物体的动量，人
λ1的中子和一德布罗
们把这种波叫做德布罗意波．现有一德布罗意波波长为
意波波长为λ2的氘核相向对撞后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为（A．C．
）
B．D．
【解答】解：中子的动量P1=对撞后形成的氚核的动量
，氘核的动量P2=
P3=P2﹣P1
λ3=
=
所以氚核的德布罗意波波长为故选：D。
第16页（共35页）
7．（3分）用盖革﹣米勒计数器测定某一放射源的放射强度为N1=405次，T=10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为
天内计数天内计数
N
N2=101次．设该放射源中放射性元素的原子核的最初个数和半衰期分别用和τ表示．则以下说法正确的是（A．由半衰期的公式可知
）
B．由半衰期的公式可知C．这种放射性元素的半衰期为D．这种放射性元素的半衰期为
5天2.5天
【解答】解：AB、半衰期公式初状态到下次测量的时间，故
中，n表示半衰期的次数，n=
AB错误。
，t为
CD、由题意可知，经过10天衰变后放射性强度是原来的衰期，则半衰期为5天，故C正确，D错误。故选：C。
，可知经历了2个半
8．（3分）一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量均为m，动能均为Ek，光速为c，普朗克常量为h，则光子的频率为（A．
）
B．
C．
D．
【解答】解：由于光子无静止的质量，则电子对撞过程中的质量亏损为△﹣0=2m。由爱因斯坦质能方程中电子对撞放出的能量为△据能量守恒得，每个光子的能量为
2
m=2m
2
E=△mc=2mc，根
，又?=hγ，联立得到：
第17页（共35页）
γ＝故选：D。
，故D正确，ABC错误；
9．（3分）如图所示是氢原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种频率
的光．用这三种频率的光分别照射同种金属，都发生了光电效应，则关于这种金属发生光电效应时光电子的最大初动能
Ek随入射光频率v变化的图象，
以及这三种频率的光产生的光电子最大初动能的大小关系，下列四个图象中描绘正确的是（
）
A．B．
C．D．
【解答】解：这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论△（m＞n）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，由
E=Em﹣En
E=hγ得知，频
γb＞γc
率最高，而从n=3跃迁到n=2所发出的光能量最小，频率最小。所以：＞γa
根据光电效应方程，电子的最大初动能：
E﹣hγkm=hγ0，其中γ0为该金属的截止
第18页（共35页）
频率，所以：Ekb＞Ekc＞Eka。
比较四个图象可知，A正确，BCD错误。故选：A。
10．（3分）一九二三年美国物理学家迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，其过程大致如下，选择两个距离已经精确测量过的山峰（距离为第一个山峰上装一个强光源
L），在
1
S，由它发出的光经过狭缝射在八面镜的镜面
上，被反射到放在第二个山峰的凹面镜B上，再由凹面镜B反射回第一个山
3上再次
峰，如果八面镜静止不动，反射回来的光就在八面镜的另外一个面反射，经过望远镜，进入观测者的眼中．（如图所示）带动下从静止开始由慢到快转动，当八面镜的转速为里重新看到光源的像，那么光速等于（
）
如果八面镜在电动机ω时，就可以在望远镜
A．B．C．D．
【解答】解：周期T=，我们要看到光源，只要八面型棱镜的镜面在光反射回
，也就是经历了八分之一的
n倍的
来时位置与图上所示重合，即转过了
时间。而光速过大，试验条件只可能让我们做到在八分之一周期的时间内看到光返回。那么根据v=可得，光速c=
=
，A正确。
故选：A。
二、本题共12小题，每小题3分，共36分．每小题的选项中有一个或多个是符合题意的，全部选对的得
3分，选不全的得2分，有错选或不答的得零分．
11．（3分）根据玻尔的氢原子模型，氢原子的核外电子在核的静电力作用下绕
第19页（共35页）
核做匀速圆周运动，那么（）
A．若该原子由基态巧迁到激发态，则电势能升高，电子运动的周期增大B．若该原子由激发态跃迁到基态，则电子的轨道半径增大，电子运动的加速度也增大
C．若该原子吸收光子能量而跃迁，则原子的能级增大，电子运动的动能减小
D．若该原子跃迁而向外辐射光子，则电子形成的等效电流增大，电子运动的线速度减小
【解答】解：根据原子核对电子的库仑力提供向心力，由牛顿第二定律得：
=ma=m
=mωr=
2
，
可得a=
且T=
v=
A、若该原子由基态巧迁到激发态，则半径增大，周期也增大，故B、若该原子由激发态跃迁到基态，则半径减小，加速度增大，故
A正确；B错误；
C、若该原子吸收光子能量而跃迁，则半径越大，线速度越小，电子运动的动能减小，而原子的能级增大，故
C正确；
D错误。
D、若该原子跃迁而向外辐射光子，则半径增大，线速度也增大，故故选：AC。
12．（3分）一个
232
90Th
原子核具有天然放射性，它经过若干次衰变，放出
216
Po84
N1
个α粒子和N2个β粒子后会变成一个（A．84
）
216
原子核．下列说法中正确的是
Po核比
90
232
Th多16个核子
第20页（共35页）
216232
B．84Po核比90Th
少6个中子
C．N1=3，N2=4D．N1=4，N2=2
【解答】解：A、核子数等于质量数，可知A错误。
216
B、84Po核的中子数为
232
132，90Th
216
Po84
核比
90
232
Th少16个核子，故
核的中子数为142，可知
216232
Po核比90Th84
少10个中子，故B错误。
CD、整个过程中，电荷数少6，质量数少16，根据4N1=16，2N1﹣N2=6知，N1=4，N2=2，故C错误，D正确。故选：D。
13．（3分）如图所示是原子核的核子平均质量（即原子核的质量与核子数之比）与原子序数Z的关系图象．关于核反应的下列说法中正确的是（
）
A．若核A能分裂成核B与核C，则分裂过程一定会释放能量B．核D比核F的比结合能更大，所以核
D比核F更不稳定
C．目前实际建成的核电站是利用了轻核聚变D．太阳能来自于太阳内部的重核裂变
【解答】解：A、由图看出，A核子平均质量大于B和C的核子平均质量，而核反应在中核子数守恒，则若质能方程一定释放核能，故
A分裂成B和C，出现质量亏损，根据爱因斯坦A正确；
B、由图可知，D的平均质量大于F的平均质量，结合平均质量与平均结合能的
第21页（共35页）
关系可知，F的比结合能更大。故B错误；C、核电站能源来自重核裂变，故
C错误；
D错误。
D、太阳能来自于太阳内部的轻核聚变。故故选：A。
14．（3分）关于放射线及放射性同位素，下列说法正确的是（A．威尔逊云室和气泡室都是利用射线的穿透本领显示射线的径迹B．利用放射性同位素的放射作用，可将它作为示踪原子C．β、γ两种射线都可以用来对金属探伤
D．β射线是放射性元素的原子核外的电子电离而放出的
）
【解答】解：A、在云室中能够观察到射线的径迹是利用射线在云室里发生电离作用，故A错误。
B、利用放射性同位素的放射作用，可将它作为示踪原子，故C、由于β射线的穿透能力较弱，金属可以挡住探伤，故C错误。
D、β射线是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D错误。故选：B。
B正确。
β射线，不能用β射线进行金属
15．（3分）下列说法中正确的是（）
A．阳光下肥皂泡上的彩色条纹和雨后彩虹的形成原理是相同的B．只有大量光子才具有波动性，少量光子只具有粒子性
C．电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波
D．电子显微镜比光学显微镜的分辨率更高，明显的衍射
是因为电子穿过样品时发生了更
【解答】解：A、雨后天边出现彩虹是光的色散，肥皂泡上的彩色条纹是肥皂泡
第22页（共35页）
内外两个表面反射回的光发生干涉形成的，叫薄膜干涉。故A错误；
B、由于光具有波动性，又具有粒子性，单个光子即具有粒子性也具有波动性，只是大量的光子波动性比较明显，个别光子粒子性比较明显；故
B错误；
C、电子的衍射现象说明其具有波动性，这种波不同于机械波，它属于概率波，故C正确；
D、电子显微镜分辨率比光学显微镜更高，是因为它利用了电子物质波的波长比可见光短，因此不容易发生明显衍射。故故选：C。
D错误；
16．（3分）关于电磁波，下列说法中正确的是（A．X射线可用于医院里的消毒杀菌和地铁站的安检
）
B．γ射线是原子内层电子受激发而产生的，医学上用它治疗癌症C．一切物体都可以产生红外线，红外线可用于加热、遥控和遥感D．电磁波谱按粒子性从强到弱依次为外线和无线电波
γ射线、X射线、β射线、可见光、红
【解答】解：A、紫外线有显著的化学作用，利用紫外线可用于医院里的消毒杀菌和地铁站的安检，故A正错误。B、X射线是原子内层电子受激发产生的，而
γ射线是原子核受激发，故
B错误。
C、一切物体都可以产生红外线，因红外线波长较长，则可用于加热、遥控和遥感。故C正确。
D、β射线不属于电磁波，按粒子性从强到弱依次为可见光、红外线和无线电波，故故选：C。
D错误。
γ射线、X射线、紫外线、
17．（3分）如图丙所示是研究光电效应规律的电路图，光电管的阴极K是由某
种金属制成的一小块金属板．如图甲所示，用一大束平行紫光照射光电管的阴极K，能产生光电效应，测得此过程中，光电子的最大初动能为时间产生了n1个光电子，反向截止电压为
E1，单位
U1，饱和光电流为I1；再用同一束
第23页（共35页）
光经凸透镜会聚后照射该光电管的阴极K，如图乙所示，测得该过程中光电子
U2，饱
的最大初动能为E2，单位时间内产生了n2个光电子，反向截止电压为和光电流为I2．则（
）
A．E1=E2B．n1=n2
C．U1＜U2D．I1＜I2
【解答】解：A、由题目可知，一大束光经凸透镜会聚后光束变细，然后照射该光电管的阴极K时，进入光电管的光的强度增大；根据爱因斯坦光电效应方程得：
Ekm=hγ﹣W，可知光电子的最大初动能与光的强
度无关，所以：E1=E2．故A正确；
B、进入光电管的光的强度增大，则单位时间内产生的光电子的数目增加，所以n1＜n2．故B错误。
C、由动能定理得：Ekm=eU，光电子的最大初动能相等，所以两种情况下的截止电压也是相等的，即U1=U2．故C错误；
D、单位时间内产生的光电子的数目增加，则饱和光电流增大，即I1＜I2．故正确。故选：AD。
18．（3分）关于光谱的下列说法中，正确的是（）
A．用光栅或棱镜的色散作用，可以把光按波长展开，获得光的波长和强度分布的纪录叫光谱
B．氢光谱证实了玻尔提出的“原子核的能级量子化的假说”C．白炽灯和霓虹灯光的光谱是明线光谱，都能用来做光谱分析
D．太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线说明太阳的内部存在着与这些暗线对相应的元素
第24页（共35页）
D
【解答】解：A、用光栅或棱镜的色散作用，可以把光按波长展开，获得光的波长和强度分布的纪录的彩色光带叫光谱；故
A正确；
B、为解释氢光谱，波尔提出的“原子的能级量子化的假说”，不是提出的“原子核的能级量子化的假说”。故B错误；
C、白炽灯的光谱是连续谱，不能用来做光谱分析。故
C错误；
D、太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素。故D错误。故选：A。
19．（3分）一质点做直线运动，其位移﹣时间（法正确的是（
）
s﹣t）关系如图所示．则以下说
A．该质点在0﹣20s内运动方向改变
B．该质点在0﹣20s内的平均速度大小为0.8m/s
C．该质点在14s时的瞬时速度等于它在6﹣20s内的平均速度D．该质点在10s时的瞬时速度等于它在6﹣20s内的平均速度
【解答】解：A、位移﹣﹣时间图象的斜率等于速度，斜率的正负反映物体速度的两个方向，由图知，该质点在
0﹣20s内运动方向没有改变，故
A错误。
B、质点在0﹣20s内的位移为△s=14m﹣0=14m，则在0﹣20s内的平均速度大小为=
=
m/s=0.8m/s。故B正确。
作出10s和14s时图线的切线，知
CD、根据位移﹣﹣时间图象的斜率等于速度，
该质点在10s和14s时的瞬时速度等于它6s﹣20s内的平均速度。故C、D正确。故选：BCD。
第25页（共35页）
20．（3分）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明．两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图N、P、Q点的单色光的说法中正确的是（
）
8所示．关于照到M、
A．M、N、P、Q点的光的颜色分别为紫、红、红、紫B．M点的光的波动性较N点的光更显著
C．在同一单缝衍射装置上做实验，用P点的光得到的衍射图样的中央明纹宽度较Q点的光更窄
D．水中相同深度处有两个光源，其颜色分别与
P、Q两点的光同色，在其正
上方的水面之上，同等条件下观测，同P色的点光源在水下的像最深，且其照亮水面的面积最大
【解答】解：A、在白光的七色光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，根据折射定律知光进入玻璃球折射后红光的折射角较大，由玻璃球出来后将形成光带，而两端分别是红光和紫光，根据光路图可知颜色分别为紫、红、红、紫。故
A正确。
M点的光的波动性较N点
M、N、P、Q点的光的
B、M点的光是紫光，波长最短，波动性最弱，所以的光更弱，故B错误。
C、P点的光是红光，波长最长，波动性最强，则用中央明纹宽度较Q点的光更宽，故C错误。
第26页（共35页）
P点的光得到的衍射图样的
D、在P、Q正上方的水面之上，同等条件下观测，同P色的点光源在水面折射
R与临界角C满足C最大，则R最大，其
时折射角最小，看到的像最深。照亮水面的圆面积的半径tanC=，P色的点光源发出的光折射率最小，临界角照亮水面的面积最大，故故选：AD。
D正确。
21．（3分）一种天然放射性物质射出α、β、γ三种射线，垂直经过一个正交的
E和磁感应强度B的大小，
匀强磁场和匀强电场共存的区域，调整电场强度
使得在MN上只有a、b两个点受到射线照射．再用一块厚纸板放在放射源和调好的电、磁场之间，设能穿过纸板的射线速度的变化可以忽略．则下列判断正确的是（
）
A．不放厚纸板时，射线的轨迹和B．不放厚纸板时，射线的轨迹和C．放上厚纸板后，射线的轨迹和在D．放上厚纸板后，射线的轨迹和在
a、b两个点的位置一定如图a、b两个点的位置一定如图
1所示2所示
3所示3所示
MN上得到的照射点一定如图MN上得到的照射点可能如图
【解答】解：AB、不放厚纸板时，粒子向左偏转，若打在b点的α射线，应有qvB＞qE，即v＞
．β射线的速度比α射线更大，也有qvB＞qE，β射线应打在
a点的右侧，故AB错误。
CD、放上厚纸板后，纸板能挡住α射线。γ射线不带电，不受电场力和洛伦兹力，直接打在a点。β射线带负电，所受的电场力向左，洛伦兹力向右，若
qvB＜
qE，β射线打在b点，若qvB＞qE，β射线打在a点，故C错误，D正确。故选：D。
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22．（3分）硅光电池是利用光电效应制成的将光能转换为电能的光电池，如图12所示，真空中放置的平行金属板可作为光电池的两个极板，光照前两板都不带电．用波长为λ、光强为E（单位时间内照射到
A板的光能）的光照射逸
出功为W的A板，则板中的电子能吸收光的能量而逸出．假设所有逸出的电子都垂直于A板向B板运动，单位时间从A板逸出的电子数与单位时间入射到A板的光子数之比为η．忽略电子之间的相互作用，保持光照条件不变，和b为接线柱．已知元电荷为确的是（
）
a
e，光速为c；普朗克常量为h．则下列说法正
A．该光电池的电动势为hB．将a和b短接时的电流D．极板B为该光电池的正极
C．极板A为该光电池的正极
【解答】解：A、根据光电效应方程可得：
电源电动势等于断路时的路端电压，由动能定理可得：解得：E电动势=
．故A正确；
Ekm=eUm=e?E电动势
B、由题，入射的光子的个数：n=
短路时到达B板的电子，N=η?n：电流值：I短=Ne=
．故B正确；
A指向B，所以电流的方向为从B流向A，所以B
C、D、光电子运动的方向为从
为电源的正极。故C错误，D正确。故选：ABD。
三、本题共2小题，共10分．把答案填在答题纸的横线上．
23．（5分）如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平
第28页（共35页）
铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa'和bb'．O为直线AO与aa'的交点。在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针。
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
BD。
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像C．插上大头针P3，使P4仅挡住P3
D．插上大头针P3，使P3挡住P3和P1、P2的像
（2）过P3、P4作直线交bb'于O'，过O'作垂直于bb'的直线NN'，连接OO'．测量图2中角α和β的大小。则玻璃砖的折射率（3）如图3所示，该同学在实验中将玻璃砖界面其他操作正确，则折射率的测量值于”）。
（4）另一位同学准确地画好玻璃砖的界面砖向下平移了一些，如图量值
等于
aa'和bb'后，实验过程中不慎将玻璃小于
n=
。
aa'和bb'的间距画得过宽。若
准确值（选填“大于”、“小于”或“等
3所示，而实验的其他操作均正确，则折射率的测
准确值（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
【解答】解：（1）该同学接下来要完成的必要步骤有：确定方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像。确定P4大头针的位置的方法是大头针
P3大头针的位置的
P4能挡住P3和P1、P2的像。P3和P1、P2
BD。n=
；
的像，故该同学接下来要完成的必要步骤有：（2）应根据折射定律得：玻璃砖的折射率为
第29页（共35页）
（3）将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致α角偏大，由于n=
，故折射率的测量值将偏小。
（4）如图所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知，该同学测得的折射率将不变。故答案为：（1）BD；（2）
；（3）小于；（4）等于。
24．（5分）在“用双缝干涉测光的波长”的实验中
（1）如图1所示，光具座上放置的光学元件有光源、遮光筒和其他元件，其中a、b、c、d各元件的名称依次是下列选项中的A．a单缝b滤光片c双缝d光屏B．a单缝b双缝c滤光片d光屏C．a滤光片b单缝c双缝d光屏D．a滤光片b双缝c单缝d光屏
（2）以下哪些操作能够增大光屏上相邻两条亮纹之间的距离A．将红色滤光片改为绿色滤光片B．增大双缝之间的距离
C．增大图中的b和d之间的距离D．增大图中的c和d之间的距离
（3）已知该装置中双缝间距d=0.36mm，双缝到光屏的距离L=0.40m，在光屏上得到的干涉图样如图
2所示，分划板在A位置时游标卡尺如图
3所示，在BD
C
位置时游标卡尺如图4所示，则B位置的示数为数据可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为
第30页（共35页）
115.50mm；由以上所测553
nm（计算结果保留
三位有效数字）．
【解答】解：（1）为了获取单色的线光源，光源后面应放置滤光片、单缝，单缝形成的相干线性光源经过双缝产生干涉现象，因此，滤光片、单缝、双缝和光屏．故选：C；
（2）双缝干涉的条纹间距公式
，
a、b、c、d元件依次为：
A、将红色滤光片改为绿色滤光片，波长变小，则双缝干涉条纹的间距变小，故A错误．
B、增大双缝之间的距离，条纹间距变小，故C、增大双缝与光屏间的距离，即增大距变大，故C错误，D正确．故选：D．
（3）B位置的读数为115mm+0.05×10mm=115.50mm．A位置的读数为111mm+0.05×4mm=111.20mm，则
得，
=
=0.614mm，根据=5.53×10m=553nm．
﹣7
B错误．
c和d的距离，L增大，双缝干涉条纹间
故答案为：（1）C，（2）D，（3）115.50，553．
第31页（共35页）
四、本题共3小题，共24分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题必须明确写出数值和单位．
25．（8分）太阳现正处于主序星演化阶段．它主要是由电子和
4
1H、2He1
等原子
核组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，这些核能最后转化为辐射能．现将太阳内部的核聚变反应简化为同时放出两个正电子（10
﹣27
4个氢核（
8
14
1H）聚变成氦核（2He），
1
0
e）．已知光速c=3×10m/s，氢核质量mp=1.6726×
﹣27
kg，氦核质量mα=6.6458×10kg，正电子质量me=0.9×10
﹣27
kg．要求
计算结果保留一位有效数字．则：（1）请写出题中所述核聚变的核反应方程；
（2）求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．
（3）已知地球的半径R=6.4×106m，日地中心距离r=1.5×1011m，忽略太阳的辐射能从太阳到地球的能量损失，每秒钟地球表面接收到的太阳辐射的总能量为P=1.8×10J，求每秒钟太阳辐射的电子个数．
17
【解答】解：（1）根据核反应方程质量数和核电荷数守恒，则有聚变反应的核反应方程为：4
H→
He+2
e；
（2）根据质量亏损和质能关系，可知每发生一次该核反应释放的核能为：△E=（4mp+2me﹣mα）c2；代入数据解得：△E=4.2×10
﹣12
J；
N，
（3）设每秒内在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上光子的个数为根据题设条件可知：E0=Pt=Nhv所以有：N=
代入数据解得：N=3.4×10个那么每秒钟太阳辐射的电子个数即为答：（1）核聚变的核反应方程
4
3.4×10个，H→
He+2
e；
4.2×10
﹣12
21
21
（2）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能
第32页（共35页）
J．
（3）每秒钟太阳辐射的电子个数
3.4×1021个．
26．（8分）如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后
进入粗糙水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点．每隔0.02s通过速度传感器测量物体的瞬时速度．下表给出了部分测量数据．求：时刻t（s）tA=0.0v（m/s）
vA=0.0
t1=0.02t2=0.04v1=0.04v2=0.08
……
t3=1.2t4=1.22t5=1.24v3=1.5v4=1.48v5=1.46aAB的大小；
aBC的大小；
……
（1）物体沿斜面下滑做匀加速运动的加速度
（2）物体进入粗糙水平面后做匀减速运动的加速度（3）物体沿斜面下滑的总时间为
tB．
【解答】解：（1）物体在斜面上滑行的加速度大小aAB=
=
m/s=2m/s．方向沿斜面向下；
2
2
（2）在水平面上滑行的加速度大小平面向左；
aBC=
=
m/s=1m/s．方向沿水
22
（3）研究物体由t=0到t=1.2s过程，设物体在斜面上运动的时间为vB=aABtB
v3=vB﹣aBC（1.2﹣tB）
代入得：v3=aAB t﹣aBC（1.2﹣tB）解得：tB=0.9s．
答：（1）物体沿斜面下滑做匀加速运动的加速度（2）物体进入粗糙水平面后做匀减速运动的加速度（3）物体沿斜面下滑的总时间为
0.9s．
第33页（共35页）
tB，则有：
aAB的大小为2m/s2；
aBC的大小1m/s；
2
27．（8分）光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：E=mc，其中c为真空中光速。（1）已知某单色光的频率为
v，波长为λ，该单色光光子的能量
E=hv，其中h
2
为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义：动量导该单色光光子的动量
。
=质量×速度，推
（2）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光，光束的横截面积为S．如图所示，真空中，有一被固定的“∞”字形装置，其中左边是圆形黑色的大纸片，右边是与左边大小、质量均相同的圆形白色大纸片。①当该激光束垂直照射到黑色纸片中心上，激光在黑色纸片的表面产生的光压
假设光全部被黑纸片吸收，试写出该
I1的表达式。
假设其中被白纸反射的光占入射光的
I2
②当该激光束垂直照射到白色纸片中心上，
比例为η，其余的入射光被白纸片吸收，试写出该激光在白色纸片的光压的表达式。
【解答】解：（1）光子的能量为根据光子说有
E=hν=h
E=mc
2
光子的动量p=mc可得p==。
n=
（2）①一小段时间△t内激光器发射的光子数光照射物体表面，由动量定理得﹣产生的光压I1=
F△t=0﹣np
第34页（共35页）
解得I1=
②假设其中被白纸反射的光占入射光的比例为
η，这些光对物体产生的压力为
F1，
（1﹣η）被黑纸片吸收，对物体产生的压力为F2。
根据动量定理得﹣F1△t=0﹣（1﹣η）np﹣F2△t=﹣ηnp﹣ηnp产生的光压I2=联立解得I2=答：（1）略。
（2）①该激光在黑色纸片的表面产生的光压I1的表达式为②该激光在白色纸片的光压
I2的表达式为I2=
。
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1=
。
I
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