2022届北京（朝阳、海淀、东城、西城、丰台、石景山）高考物理一模分类汇编：近代物理、光学

2022届北京（朝阳、海淀、东城、西城、丰台、石景山）高考

物理一模

分类汇编一一近代物理、光学

一、单选题

（朝阳区高三下质量检测一）1.在光的双缝干涉实验中，能增大条纹间距的做法是

A.改用频率更高的光波B.改用波长更长的光波

C.增大双缝间距D.减小双缝与光屏间距

（朝阳区高三下质量检测一）2.如图所示是氢原子的能级图。大量氢原子从〃=4的能级

向低能级跃迁，下列说法正确的是（）

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

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

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

2-----------------------------------T.40eVA.最多可发出6种不同频率的光子

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

B.发出的光子最大能量是13.60eV

C.从〃=4跃迁到〃=3发出的光子频率最高

D.这些氢原子只能吸收0.85eV的光子才能电离

（朝阳区高三下质量检测一）3.隐身飞机通过运用多种隐形技术降低飞机的信号特征，使

雷达难以发现、识别、跟踪和攻击。飞机隐身的途径主要有两种：一是改变飞机的外形和

结构，减小回波；二是飞机表面采用能吸收雷达波的涂敷材料。雷达是利用电磁波探测目

标的电子设备。雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发

射点的距离、方位、高度等信息。常规雷达采用波长为0.01m〜0.1m之间的厘米波，隐形

飞机在常规雷达上反射的能量几乎与一只麻雀反射的能量相同，因此在常规雷达的屏幕上

几乎看不到隐身飞机的回波。而米波雷达采用波长为1m〜10m之间的米波，与隐身飞机的

外形尺寸相匹配，从而发生谐振，大大增强了飞机回波信号的能量，从而使飞机的隐身效

果下降。下列说法正确的是（）

A.米波不能产生偏振现象

B.米波的频率约为厘米波频率的10倍

C.米波的传播速度小于厘米波的传播速度

D.常规雷达比米波雷达的分辨率更高

（海淀区高三下一模）4.以下现象不属于衍射的是（）

A.白光经过狭窄的单缝得到彩色图样B.白光照射肥皂膜呈现出彩色图样

C.光照射刀片的阴影轮廓模糊不清D.光照射不透明圆盘的阴影中心出现亮斑

（海淀区高三下一模）5.如图所示为氮离子（He+）的能级图，根据玻尔原子理论，关于氮

离子能级跃迁，下列说法正确的是（）

,

He+瓦/eV

8

6

5

4

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

604A-大量处于〃=3能级的氢离子，最多可辐射2种不同频率

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

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

的光子

B.从〃=4向〃=3能级跃迁，需吸收2.64eV能量

C.处于〃能级的氮离子，可以吸收54.0eV的能量而发生电离

D.从n=3跃迁到〃=2能级比从〃=2跃迁到〃=1能级辐射出的光子频率低

（海淀区高三下一模）6.“崛啾（zhoujiu）激光脉冲放大技术”是高强度激光研究的重大

技术创新和核心技术。如图所示，该技术原理可以简化为：种子激光脉冲经过单模光纤的

色散作用，将时长为飞秒。0飞）脉宽的激光脉冲在时间上进行了展宽；展宽后的脉冲经过

激光增益介质放大，充分提取了介质的储能；最后使用压缩器将脉冲宽度压缩至接近最初

的脉宽值。上述技术中的关键是“喟啾”脉冲。种子激光脉冲包含有不同的频率分量，因此

在单模光纤中，频率高的部分和频率低的部分传播速度不同，这样光脉冲在时间上就被逐

渐拉宽，形成脉冲前沿、后沿频率不同的现象，宛如鸟儿发出的不同声音。下列说法正确

的是（）

\A.展宽

八在时间上进行展宽经增益介质放大/、经压缩器压缩脉宽

IV=八、=>）In11

种子激光脉冲

过程使脉冲各频率分量的频率都变小

B.在传播方向上，“明啾”脉冲前沿频率低于后沿频率

C.若激光脉冲能量约为1J,则其峰值功率一定不能达到lO^'W量级

D.通过“例啾激光脉冲放大技术”获得的激光脉冲与种子激光脉冲能量几乎相同

（东城区高三下一模）7.2021年12月30日，我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现

了7000万摄氏度高温下1056秒长脉冲高参数等离子体运行，打破了自己保持的世界纪

录，标志着我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。托卡马克内部发生的主要核反应

的方程可能是（）

A.置U-l4Th+：HeB.:;Al+；HefP+；,n

C.；'N+；Hef；O+；H

D.：H+：HVHe+[n

（东城区高三下一模）8.用如图所示的实验装置观察双缝干涉图样，用绿色滤光片时从目

镜中可以看到绿色的干涉条纹。在其他条件不变的情况下，下列操作可以使条纹间距变大

的是（）

光源凸透镜滤光片单缝双缝遮光筒屏H菅含

A

B.换成缝宽更大的单缝

C.换成双缝间距更大的双缝

D.换成更短的遮光筒

（西城区高三下一模）9.如图所示，光束沿A。方向从空气射向某种介质，折射光线沿

08方向。下列说法正确的是（）

N

A.这束光从空气进入介质后频率会增大

B.这束光从空气进入介质后波长会增大

C.这束光在该介质中的传播速度小于在空气中的传播速度

D.若这束光沿8。方向从介质射向空气，可能会发生全反射现象

（西城区高三下一模）10.氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于〃=3能级上，下列

nE/eV

oo0

5-0.54

4-0.85

说法正确的是（-1.51

-3.40

-13.6

A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子

B.从〃=3能级跃迁到〃=1能级辐射出的光子能量为L51eV

C.从〃=3能级跃迁到”=4能级需吸收1.5leV的能量

D.〃=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量

（西城区高三下一模）11.从外太空来到地球的宇宙线，以原子核为主，还包括少量的

正、负电子和y射线，它们传递了来自宇宙深处的信息。2021年，我国高海拔宇宙线观测

站“拉索”（LHAASO）记录到1.4拍电子伏（1拍=10”）的y射线。这是迄今为止，人类发

现的最高能量的/射线。从此打开了探索极端宇宙秘密的新窗口，直接开启了“超高能y天

文学”的新时代。y射线在天文探测方面有着独特优势和特殊意义，但由于数量极少，很难

直接测量。当高能y射线进入大气后，立即和大气层中的气体作用而产生各种次级粒子。

这些次级粒子又继续与空气作用，使次级粒子数目呈几何级数增加，这个过程称为“空气簇

射”。随着“空气簇射”向地面发展，空气对次级粒子的吸收会逐渐增多。观测站的粒子探测

器需要将更多的次级粒子记录下来，进而反推y射线进入大气层顶部时的信息。结合所学

知识，判断下列说法正确的是（）

A.观测站的粒子探测器直接探测到来自宇宙的y射线

B.观测站建在海拔低处比在海拔高处能记录到更多的次级粒子

C.y射线是高频电磁波，能量越高，传播速度越大

D.y射线在星系间传播时，运动不受星系磁场的影响，可以方便追溯到源头

（丰台区高三下一模）12.下列关于物理学史的叙述不正确的是（）

A.汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构

B.贝克勒尔发现了天然放射现象，表明原子核内部具有结构

C.玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律

D.爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释光电效应现象

（丰台区高三下一模）13.有关红、绿、紫三束单色光，下述说法正确的是（）

A.红光频率最大

B.在空气中红光的波长最小

C.红光光子的能量大于绿光光子的能量D.用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮

条纹间距最小

（石景山区高三下一模）14.图1是明仇丫三种射线穿透能力的示意图。图2是某轧钢

厂的热轧机上安装的射线测厚仪装置示意图，让射线穿过钢板，探测器探测到的射线强度

与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。射线

测厚仪所利用的射线最适合的是（）

a射线

夕射线

y射线

图1

放大器

弹■厚度控制装置

探测器上

A.a射线B.。射线

rt钢板

放射性

同位素

图2射线测厚装置

C.丫射线D.三种射线都可以

（石景山区高三下一模）15.已知钠原子从氏c、d几个能级向。能级跃迁时辐射的光的

波长分别为：589nm（b—a）,330nm（c—>a）,285nm（du）。设最高能级为0,下列关于

钠原子在这几个能量范围的能级图，可能正确的是（）

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

c--------

D-a--------

b--------

（石景山区高三下一模）16.如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离

的6两束单色光。比较4、b两束光，可知（）

光束a

/三棱镜b

0

A.玻璃对光束a的折射率较大

B.光束a在玻璃中的传播速度较小

C.从玻璃射向空气，光束。发生全反射的临界角较小

D.光束。的频率较小

二、实验题

（东城区高三下一模）17.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方

法、实验操作、数据处理、误差分析等。例如误差分析，某同学在“测量玻璃的折射率”实

验中，为了防止笔尖碰到玻璃砖面而损伤玻璃砖，该同学画出的玻璃砖界面也'、，m'，如

图所示。若其他操作正确，请通过作图和必要的文字说明玻璃砖折射率的测量值比真实值

偏大、偏小还是不变。

4・・a'

三、解答题

b--br

（西城区高三下一模）18.19世纪末、20世纪初，通过对光电效应的研究，加深了对光的

本性的认识。科学家利用如图所示的电路研究光电效应，图中K、A是密封在真空玻璃管

中的两个电极，K极受到光照时可能发射电子。已知电子电荷量为e,普朗克常量为山

（1）当有光照射K极，电流表的示数为/,求经过时间，到达A极的电子数”。

（2）使用普通光源进行实验时，电子在极短时间内只能吸收一个光子的能量。用频率为。

的普通光源照射K极，可以发生光电效应。此时，调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数

为。时，电流表的示数减小为0。

随着科技的发展，强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识，用强激光照射金属，一个

电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用强激光照射K极时，一个电子在极短时

间内能吸收〃个光子，求能使K极发生光电效应的强激光的最低频率丫。

（3）某同学为了解为什么使用普通光源进行光电效应实验时一个电子在极短时间内不能吸

收多个光子，他查阅资料获得以下信息：原子半径大小数量级为10」°m；若普通光源的发

光频率为6x1014Hz,其在Is内垂直照射到In?面积上的光的能量约为106j；若电子吸收第

一个光子能量不足以脱离金属表面时，在不超过10阳的时间内电子将该能量释放给周围原

子而恢复到原状态。为了进一步分析，他建构了简单模型：假定原子间没有缝隙，一个原

子范围内只有一个电子，且电子可以吸收一个原子范围内的光子。请利用以上资料，解决

以下问题。

a.普朗克常量/?取6.6xl0-34js,估算is内照射到一个原子范围的光子个数;

b.分析一个电子在极短时间内不能吸收多个光子的原因。

实验装置，某同学进行了如下操作。用频率为叼的光照射光电管，此时电流表中有电流。

调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0,记下此时电压表的示数上；用频率为V2的光

照射光电管，重复上述操作，记下电压表的示数⑴。

（1）实验中滑动变阻器的滑片P应该向4端移动还是向6端移动？

（2）已知电子的电荷量为e,请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。

（3）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微

波功率达到250W/m2时会引起神经混乱。有一微波武器，其发射功率P为3xl（）7w。若发

射的微波可视为球面波，请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。（估算中取兀之3）

1.B

【解析】

【详解】

根据条纹间距表达式Ax=42可知，改用频率更高的光波，波长更小，则条纹间距减小，

d

选项A错误；改用波长更长的光波，则条纹间距变大，选项B正确：增大双缝间距d,则

条纹间距减小，选项C错误；减小双缝与光屏间距/,则条纹间距减小，选项D错误.

2.A

【解析】

【详解】

A.大量氢原子跃迁，根据

盘=6可知，氢原子跃大量氢原子从〃=4的能级向低能级跃迁最多可发出6种不同频率的

光子，故A正确；

B.C.从〃=4向”=1跃迁发出的光子能量最大，频率最高，得

E=E4-E}=12.75eV故BC错误；

D.这些氢原子吸收不小于0.85eV的光子都能电离，故D错误。

故选A。

3.D

【解析】

【详解】

A.米波是电磁波，能产生偏振现象，故A错误；

B.由

c=Z/可得米波的频率约为厘米波频率的

&:々米=1:100故B错误；

C.米波的传播速度等于厘米波的传播速度，故C错误；D.雷达的分辨率是与其所使用的

频率有着密切关系的，频率越高，分辨率也就越高，所以常规雷达比米波雷达的分辨率更

高，故D正确。

故选D。

4.B

【解析】

【详解】

A.白光照射单缝后，在光屏上出现彩色条纹是光的衍射现象，A错误；

B.白光照射肥皂膜呈现彩色图样是光的薄膜干涉现象，B正确；

C.光照射刀片的阴影轮廓模糊不清是光的衍射造成的，C错误；

D.白光照射不透明的小圆盘，在圆盘阴影中心出现一个亮斑是光的衍射现象造成的，D

错误。

故选B。

5.D

【解析】

【详解】

A.大量处于〃=3能级的氢离子，最多可辐射

亡=3种不同频率的光子，故A错误；

B.因为从“=4向〃=3能级跃迁，是从高能级向低能级跃迁，要释放能量，故B错误；

C.由图可知，处于”=1能级的氮离子要发生电离，需要吸收的能量应满足

AE20-E1=54.4eV故C错误；

D.因为从w=3跃迁到〃=2能级辐射的光子能量为

△E'=E「E[=7.56eV而从„=2跃迁到n=1能级辐射的光子能量为

△E"=£-E=40.8eV即从〃=3跃迁到"=2能级比从〃=2跃迁到”=1能级辐射出的光子

的能量小，又因为

£=6所以从〃=3跃迁到〃=2能级比从〃=2跃迁到“=1能级辐射出的光子频率低，故D

正确。

故选D。

6.B

【解析】

【详解】

AD.正“明啾”的频率随时间增加，展宽过程使脉冲各频率分量的频率都变大，所以通过

“喟啾激光脉冲放大技术''获得的激光脉冲与种子激光脉冲能量是不相同的，AD错误；

B.正“例啾”的频率随时间增加，一个脉冲上升的前沿是低频，下降的后沿是高频，所以在

传播方向上，“喝啾”脉冲前沿频率低于后沿频率，B正确；

C.激光器产生超短脉冲时长为10-%,根据功率的定义有

w

尸=7=i.oxi（）15wc错误。

故选B。

7.D

【解析】

【详解】

核聚变是指轻原子核（例如笊和瓶）结合成较重原子核（例如氨）时放出巨大能量的过程

A.核反应方程声Ur记Th+；He属于a衰变，故A错误；

BC.核反应方程:;Al+；Hef：；P+[n、+；He-：O+；H均是原子核的人工转变，故

BC错误；

D.核反应方程；14+：11-：^16+；）11属于轻核聚变，故D正确。

故选D。

8.A

【解析】

【详解】

ACD.根据双缝干涉条纹间

—=将滤光片由蓝色的换成红色的，波长4变大，干涉条纹间距变宽；换一个两缝间

a

距较大的双缝片，干涉条纹间距变窄；换成更短的遮光筒，减小了双缝到屏的距离3干

涉条纹间距变窄，A正确，CD错误；

B.换一个缝宽较大的单缝片，干涉条纹间距不变，B错误。

故选Ao

9.C

【解析】

【详解】

A.这束光从空气进入介质后频率不变，故A错误；

BC.根据”=£可知这束光在该介质中的传播速度小于在空气中的传播速度，这束光从空

V

气进入介质后速度减小，根据v=.「2可知这束光从空气进入介质后波长会减小，故c正

确，B错误；

D.由光路可逆性可知，这束光沿BO方向从介质射向空气时，折射光线将沿0A射出，不

会发生全反射现象，故D错误。

故选C。

10.D

【解析】

【详解】

A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出

%=里宁=3种频率的光子，故A错误；

B.从〃=3能级跃迁到n=\能级需放出的能量

A£=£,-£,=12.09eV故B错误；

C.从n=3能级跃迁到〃=4能级吸收的能量

AE'=E4-E3=0.66eV故C错误；

D.〃=3能级的氢原子电离至少需要吸收的能量

△E〃=0-E,=L51eV故D正确。

故选D。

11.D

【解析】

【详解】

A.y射线由于数量极少，很难直接测量，A错误；

B.随着“空气簇射”向地面发展，空气对次级粒子的吸收会逐渐增多，观测站建在海拔低处

比在海拔高处能记录到更少的次级粒子，B错误；

C.传播速度只与介质有关，C错误；

D.观测站的粒子探测器需要将更多的次级粒子记录下来，进而反推y射线进入大气层顶部

时的信息，D正确。

故选D。

12.A

【解析】

【详解】

A.汤姆孙发现了电子，卢瑟福的a粒子散射实验，揭示了原子的核式结构，故A错误，

符合题意；

B.贝克勒尔发现了天然放射现象，表明原子核内部具有复杂的结构，故B正确，不符合

题意；

C.玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确，不符合题意；

D.爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释光电效应现象，故D正确，不符合题意。

故选A。

13.D

【解析】

【详解】

AB.红光的波长最长，频率最小，故AB错误；

C.红光的频率小于绿光的频率小，所以红光光子的能量小于绿光光子的能量，故C错

误；

D.根据公式

d

紫光的波长最短，用同一双缝干涉装置看到的紫光相邻两条亮条纹间距最小，故D正确。

故选D。

14.C

【解析】

【详解】

由a、。、丫三种射线的特点和题图1可知，丫射线穿透能力最强，电离能力最弱，a射线电

离能力最强，穿透能力最弱，射线测厚仪所利用的射线最适合的是丫射线，ABD错误，C

正确。

故选C。

15.B

【解析】

【详解】

由

△E=与可得

4

6.63X1Q-34X3X108

eV=2.leV同理可得

589X10-9X1.6X1019

E-E=3.8eV

二h“，、，故B正确，ACD错误。

Ed-Ea=4.4eV

故选Bo

16.D

【解析】

【详解】

AD.由光路可知，b光在玻璃中的偏折程度较大，则玻璃对光束〃的折射率较大，人的频

率较大，选项A错误，D正确；

B.根据v=£