衡水万卷2021届高三物理二轮复习周测卷十八光学和原子物理含解析.doc

光学和原子物理
一 、单选题（本大题共4小题 。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1. 在用插针法测定玻璃折射率的实验中，学生的实验方法和步骤完全正确，但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行，则( )
A. 入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏大
B. 入射光线与出射光线一定不平行，测量值偏小
C. 入射光线与出射光线一定不平行，测量值仍然正确
D.入射光线与出射光线可能平行，测量值仍然正确
2. 如图所示，水下光源S向水面A点发射一束光线，折射光线分别为a.b两束。则（ ）
A.在水中a光的速度与b光的一样大
B.a.b两束光相比较在真空中a光的波长较长
C.若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，从水面上方观察，a光先消失
D.用同一双缝干涉实验装置分别用a.b光做实验，a光干涉相邻条纹间距小于b光干涉相邻条纹间距

3. 如图所示，P.Q是两种透明材料制成的两块相同的直角梯形棱镜，叠合在一起组成一个长方体，一束单色光从P的上表面射入，折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率nP与下表面的夹角一定大于θ
D.光线若从Q的下表面射出，出射光线与下表面的夹角一定小于θ

4. 如图所示，一束太阳光入射到三棱镜上，通过三棱镜后在另一侧的光屏上 ad之间形成彩色光带，以
下说法中正确的是( )
A.所有入射到ad区域的光子相比较，在光屏上越靠近d点的光子能量越小
B.所有入射到ad区域的各种单色光相比较，在光屏上越靠近点a的单色光在三棱镜中的传播速度越小
C.若在光屏上Pd区域不同位置放置灵敏温度探测器，越靠近d点的温度探测器升温越快
D.若在光屏上Pd区域不同位置放置灵敏温度探测器，在Pa 区域靠近a点的温度探测器比靠近d点的温度探测器升温快

二 、多选题（本大题共3小题 ）
5. 图示为一直角棱镜的横截面，∠bac＝90°，∠abc＝60°。一单色细光束从O点沿垂直于bc面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n＝，若不考虑原入射光在bc面上的反射光，则有光线（ ）

A. 从ab面射出
B. 从ac面射出
C. 从bc面射出，且与bc面斜交
D. 从bc面射出，且与bc面垂直
6.如图所示，有一束平行于等边三棱镜截面ABC的单色光从空气射向E点，并偏折到F点。已知入射方向与边AB的夹角为θ=30°，E.F分别为边AB.BC的中点，则( )
A.该棱镜的折射率为
B.光在F点发生全反射
C.光从空气进入棱镜，波长变小
D.从F点出射的光束与入射到E点的光束平行

7.平面MN.PQ.ST为三个相互平行的界面，Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ为三种不同的介质，平面ST的上表面涂有反射层(光线不能通过)。某种单色光线射向界面MN后，发生了一系列的反射和折射现象，光路如图所示，则( )
A.当人射角β适当减小时，光线c.d都可能会消失
B.当入射角β适当增大时，光线d可能会消失
C.对于三种介质，光在介质Ⅱ中的传播速度最小
D.出射光线b.c.d不一定平行

三 、简答题（本大题共2小题 ）
8.（2014秋•五华区校级月考）
（1）下列叙述正确的是（　　）

A．
卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子

B．
γ射线是原子的内层电子的跃迁时产生的

C．
爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说

D．
用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期

E．
根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，电子的动能将增大

（2）．如图所示，光滑水平面上有三个滑块A、B、C，A、C的质量均为m且为B的两倍．开始时滑块B、C紧贴在一起，中间夹有少量炸药，处于静止状态，滑块A以速度v0正对B向右运动，在A尚未与B碰撞之前，引爆了B、C间的炸药，炸药爆炸后B与A迎面碰撞，最终A与B粘在一起，以速率v0向左运动．求：
（1）炸药爆炸过程中炸药对C的冲量；
（2）炸药的化学能有多少转化为机械能．

9. （2015新课标2高考真题）
(1)如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻璃砖，在玻璃砖底面上的入射角为θ，经折射后射出a、b两束光线，则 （填正确答案标号，选对1个给2分，选对2个得4分，选对3个得5分，每选错1个扣3分，最低得分0分）

A.在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度
B. 在真空中，a光的波长小于b光的波长
C. 玻璃砖对a光的折射率小于对b光的折射率
D.若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，则折射光线a首先消失
E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距
（2）平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与O的距离为35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：
（ⅰ）P、Q之间的距离
（ⅱ）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。
0.2016万卷周测卷（十八）答案解析
一 、单选题
1.【答案】C
【解析】由折射定律以及光路可逆知，出射光线与入射光线一定不平行，但所测得折射率仍然正确。
2.【答案】B
【解析】由图可知,折射率，又由可知，，选项A错;又知两束光线频率，由知:，用同一双缝干涉实验装置分别用a.b光做实验，a光干涉相邻条纹间距将大于b光干涉相邻条纹间距,所以选项B正确,D错误;由折射率关系可知发生全反射时b光束的临界角比较小,因此若保持入射点A位置不变,将入射光线顺时针旋转,从水面上方观察,应该是b光先消失,选项C错误。
3.【答案】D
【解析】由于没有确定几何尺寸，所以光线可能射向Q的右侧面，也可能射向Q的下表面，A项错误；当光线射向Q的下表面时，它的入射角与在P中的折射角相等，由于，进入空气中的折射角大于进入P上表面的入射角，那么出射光线与下表面的夹角一定小于，B.C两项错误，D项正确.

4.【答案】D

二 、多选题
5.【答案】BD

6.【答案】A C
【解析】由几何知识可知三角形EBF边等边三角形，故从E点入射的光线，入射角为60°，折射角为30°，则折射定律可知，A正确；光射在F点时，入射角为30°，故不发生全反射，折射角为60°，B项错误光从空气中进入棱镜中，光速减小，而光的频率不变，所以光在棱镜中的波长变小，C项正确；光经三棱镜两次折射后向底边偏，故D项错误.
7.【答案】BC
【解析】 本题考查光在不同介质中的折射现象。根据光线在三种介质中的传播情况，可知三种介质的折射率关系是，由可知；当人射角适当增大时，在界面PQ会发生全反射，光线d可能会消失，选项 B.C正确。

三 、选做题
8.（1）
分析：
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解答：
解：A、卢瑟福的α粒子散射实验提出原子核式结构学说，故A错误；
B、γ射线是伴随着α和β衰变产生的，故B错误；
C、爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说．故C正确；
D、原子核衰变的半衰期是有其本身的性质决定的，与外界的温度、压强以及化学状态无关，用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期．故D正确；
E、根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，r变小，，电子的动能，随r的减小将增大．故E正确．
故选：CDE
点评：
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．要理解波尔理论，只是一个常考的内容．
(2)
分析：
（1）系统动量守恒，由动量守恒定律求出C的速度，然后由动量定理求出冲量．
（2）爆炸过程B、C系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出化学能．
解答：
解：（1）A、B、C组成的系统动量守恒，以向右为正方向，
由动量守恒定律得： ①解得： ②
炸药对C的冲量：I=mvC ③
解得：，方向向右 ④
（2）炸药爆炸过程，B和C系统动量守恒，
以向右为正方向，由动量守恒定律的： ⑤
由能量守恒定律得： ⑥
解得： ⑦
答：（1）炸药爆炸过程中炸药对C的冲量为mv0，方向向右；
（2）炸药的化学能有多少转化为机械能为9.375mv02．
点评：
本题考查了求冲量、化学能，分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与能量守恒定律、动量定理即可正确解题．

9.（1）【答案】ABD
【解析】由图可知：玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率，故C错误；在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确；a光的频率大于b光的频率,在真空中，a光的波长小于b光的波长，故B正确；若改变光束的入射方向使θ角逐渐变大，因为a光的折射率大，则折射光线a首先消失，故D正确；a光的波长小于b光的波长，分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故E错误。
（2）【答案】(i)133cm；（ii）125cm
【解析】(i)由题意，O、P两点间的距离与波长λ之间满足OP= λ①
波速v与波长的关系为v= ②
在t=5 s的时间间隔内，波传播的路程为vt。由题意有vt=PQ+ ③
式中，PQ为P、Q间的距离。由①②③式和题给数据，得PQ=133 cm④
(ii)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动的时间为t=t+T⑤
波源从平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A，由题给条件得
t=25×⑥
故t时间内，波源运动的路程为S=25A=125cm⑦

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