高三物理光学与近代物理模块新信息题检测试卷

光学与近代物理模块新信息题检测试卷
孝感三中三尺方地
该专题在《考试大纲》中和一般是作I级要求，但出题几率很大，这部分出题的规律是将多个知识点融合在一起，组编成选择题让考生选择，它是检测学生掌握课本知识情况和对物理基础知识的理解情况。

依此，整理出这一套试卷检测学生的复习情况，好根据做试题中出现的问题重先回到课本上来，做到该模块在高考中不失分。

学校：班级：学号：姓名：得分：本卷分选择题和非选择题两部分组成（共120分限时：90分钟）
一、选择题（本题共12小题，共48分在每小题给出的四个选项中，
有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得
4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

）
1、对于下列光现象的说法中，正确的是（）
A．夏天烈日照射下公路远望像洒了一层水一样，这是光的全反射现象
B．通过玻璃三棱镜看到的像比物体实际位置要低
C．光导纤维是利用光的全反射现象制成的
D．手术台上的无影灯消除影子是由于光沿直线传播的形成的
2、某同学为了研究光的色散，设计了如下实验：在墙角放置一个盛水
所示，一细束白光斜射向水面，经水折射向平面镜，被平面镜反射经
水面折射后照在墙上，该同学可在墙上看到( )
A．上紫下红的彩色光带B．上红下紫的彩色光
C．外红内紫的环状光带D．一片自光
3、如图所示，a，b，c是三块折射率不同的透明平板玻璃，
彼此平行放置，且有n a<n b<n c一束单色平行光线由空气以入射
角i射到介质a中，当光线由介质c下表面射到空气中时，折射
角为r，则有
A ．i>r
B ．i<r
C ．i=r
D ．无法确定
4、下列说法正确的是
A ．核反应中，x 为中子
B ．
是衰变方程
C ．Th 23290衰变为Pb 208
82经过了6次α衰变和3次β衰变
D ．核反应中出现的“质量亏损”是消失的质量转变成了能量
5、MN 是空气与某种液体的分界面。

一束红光由空气射到分界面，一部分光线被反射，一
部分光线进入液体中。

当入射角是45°时，折射角为30°，如图所示。

以下判断正确的是（ ）
A ．反射光线与折射光线的夹角为90°
B ．该液体对红光的全反射临界角为60°
C ．在该液体中，红光的传播速度比紫光大
D ．当紫光以同样的入射角从空气射到分界面，折射角也是30°
6、下列说法中正确的是： （ ）
A ．经典力学对处理微观高速运动的粒子具有相当高的正确性
B ．牛顿运动定律成立的参考系称为惯性参考系
C ．相对论时空观认为长度、质量、时间都是绝对不变的
D ．爱因斯坦认为光就是以光速C 运动着的光子流
7、.氢原子的核外电子,在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中,下
列说法中正确的是 （ ）
A .电子运动的轨道半径可以是任意数值
B .电子跃迁过程中要吸收光子
C .电子跃迁过程中电子的动能增加了
D .电子在轨道上绕核运动的向心力是万有引力提供的
8、.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。

下列关于“人造太阳”的说法正确的是（ ）
A ．“人造太阳”的核反应方程是n He H H 10423121+→+
B ．“人造太阳”的核反应方程是
n Kr Ba n U 1092361415610235
923++→+
C ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是2
mc E ∆=∆ D ．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是22
1
mc E =
9、以下说法中错误的是（ ）
A 、开普勒通过计算否定了第谷的观测结果
B 、哈雷作了著名的“月——地”检验
C 、卡文迪许用实验证明了万有引力定律是正确的
D 、牛顿被人们称为“能称出地球质量的人”
10、在桌面上有一倒立的玻璃圆锥，其顶点恰好与桌面接触，圆锥的
轴（图中虚线）与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，如图所示。

有一半径为r 的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的地面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。

已知玻璃的折射率为1.5，则光束在桌面上形成的光斑半径为 ( )
A 、 1r
B 、 2r
C 、 3r
D 、4r
11、目前，在居室装修中常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有
放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（ ）
A ．氡的半衰期为3．8天，若取4个氡原子核，经7．6天后就一定剩下一个原子核。

B ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的
C ．发生a 衰变时，生成核与原来核相比，中子数减少了4
D ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射中，γ射线的穿透能力最强，电离能
12、一群处于基态的某原子受到波长为λ的某种单色光照射时只能发射甲、乙、丙三种单
色可见光，三种光的波长分别为1λ、2λ、3λ，且321λλλ>>。

则下列说法正确的是（ ）
A ．照射光波长应与甲光的波长相等
B ．用三种光分别照射同种金属时，最可能发生光电效应的是丙光
C ．用三种光均从空气中射入玻璃时，最容易发生全反射的是丙光
D ．用同一干涉装置得到的三种光的干涉条纹，甲光的条纹间距最宽
二、实验题（共两小题18分）将答案填在横线上或连图。

13、（6分）在做测定玻璃折射率的实验时：
(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面ab 和cd 时，不慎碰了玻璃砖，使它向ab 方向平移了一些，如图甲所示，其后的操作都正确，但画光路图时，将折射点确定在ab 和cd 上，则测出的n 值将 ． (2)乙同学为了避免笔尖接触玻璃面，画出的a'b'和c'd'都比实际侧面向外侧平移了一 些, 如图乙所示，
以后
d
a'
b'
c'
d'
甲
乙
桌面
的操作均正确，画光路图时将入射点和折射点都确定在a'b' 和c'd'上，则测出的n 值将 .
14、（12分）(1)．如图所示为用一个游标卡尺测量工件内径的示意图。

由图知该公件内
径
是 cm 。

(2)．用双缝干涉测光的波长。

实验装置如图(1)所示，已知单缝与双缝问的距离L 1=100mm ，双缝与屏的距离L 2=700mm ，双缝间距d=0.25mm 用测量头来测量亮纹中心的距离。

测量头由分划扳、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动．让分划板的中心刻线对准亮纹的中心（如图（2）所示），记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数 。

①．分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的。

中心时，手轮上的读数如图(3)
所示，则对准第1条时读数x 1= mm 、对准第4条时读数x 2= mm
②.写出计算波长的表达式，λ= (用符号表示)，λ= nm 保留三位效数字)
图（1）
三、计算题：本题共4小题，共计54分．解答时请写出必要的文字说明、方程
式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

滤光片 单缝 双缝
遮光筒 屏 光源
第1条时读数
第4条时读数
15、（12分）某种液体的折射率为2,在其液面下有一可绕水平轴O匀速转动的平面镜OA,OA的初始位置与液面平行,如图所示.在液面与平面镜间充满自左向右的平行光线.若在平面镜逆时针旋转一周的过程中,光线射入空气中的时间为2s .试问:
⑴平面镜由初始位置转过多大角度时,光线开始进入空气?
⑵平面镜旋转的角速度多大?
O A
16、（13分）9.11恐怖事件发生后，美国为了找到本·拉登的藏身地点，使用了先进了
侦察卫星.据报道：美国将多颗最先进的KH-11、KH-12“锁眼”系列照相侦察卫星调集到中亚地区上空.“锁眼”照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动，近地点265km（指卫星与地面的最近距离），远地点650km（指卫星距地面最远距离），重量13.7t—18.2t. 这些照相侦察卫星上装有先进的CCD数字照相机，能够分辨出地面上0.1m大小的目标，并自动地将照片传给地面接收站及指挥中心.
由开普勤定律知识：如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道的半长轴相等，那么，卫星沿圆轨道运动的周期跟卫星沿椭圆轨道运动的周期相同.
请你由上述数据估算这些“锁眼”系统卫星绕地球运动的周期. 要求一位有效数字.
（地球的半径为R=4600km，取g=10m/s2.）
17、（14分）构成物质世界的基本粒子有电子、质子、中子、介子、超子等，而不少粒
子都有对应的反粒子，正粒子与反粒子有相同的质量，却带有等量异号电荷。

物理学家推测，既然有反粒子存在，就可能有由反粒子组成的反物质存在。

1998年6月，我
国科学家研制的阿尔法磁谱仪由“发现号”航天飞机搭载升空，寻找宇宙中反物质存在的证据。

磁谱仪的核心部分如图所示。

PQ、MN是块平行板，它们之间存在一个匀强磁场区，磁场方向与两板平行。

宇宙射线中的各种粒子从板PQ中央的小孔O垂直PQ板进入匀强磁场区，在磁场中偏转并打在附有感光底片的板MN上，留下痕迹。

（1）已知PQ与MN间的距离为a，磁感应强度为B，宇宙射线中的氢核的质量为m，电量为e，以速度v从小孔O垂直PQ板进入磁谱仪的
磁场区，请画出它进入磁场区后的径迹示意图，并求出
氢核在磁场中运动的轨道半径。

（2）求氢核在MN上留下的痕迹与正对O点的O′点的
距离b。

（3）若宇宙射线中的反氢核和反氦核的以相同的速度进
入磁谱仪，它们在MN上留下的痕迹分别与O′点的距离各多大？
18、（15分）离子推进器是新一个代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。

推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，BC之间加有恒定电压，正离子进入B时的速度忽略不计，经加速后形成电流为I的离子束后喷出。

已知推进器获得的推力为F，单位时间内喷出的离子质量为J。

为研究问题方便，假定离子推进
器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。

（1）求加在BC间的电压U；（2）为使离子推进器正常运行，必须在出口D处向正离子
束注入电子，试解释其原因。

参考答案及评分标准
一1、ABD 2、B 3、C 4、AB 5、C 6、BD
7、C 8、AC 9、ABD 10、B 11、B 12、BD
二、13、（6分）(1) 不变（3分）（2）偏小（3分） 14、（12分）①．1. 090（3分）
②．2. 190 （3分） 7。

870 （2分）
2
123)(L d
x x -=
λ （2分） 676（2分）
三、
15、（12分）(1)π/8(2) π/8rad/s （每小问6分） 16、（13分）卫星绕地球做匀速圆周运动的半径：
km r 5.6857)26400650265(2
1
=⨯++=
2分 而：2
22
4T mr R Mm G π== 4分
物体在地球表面的重力等于万有引力，则：
g m R Mm G
02
= 3分 联立以上3式可得： s g
r
R
r T 31062⨯==
π 4分 17、（14分）（1）氢核径迹如图所示， 1分
因为： r
v m evB 2
= 2分
所以氢核的轨道半径 eB
mv r =…………1分
（2）由图中几何关系可得： 22a r r b --=…………1分
将r 值代入得 22
22
2a B
e v m eB mv b --=……………2分
（3）反氢核在磁场中运动的半径与氢核运动半径相等，在MN 上留下的痕迹在O ′点左侧
距O ′点的距离为 22
22
2a B
e v m eB mv b --='………………2分
反氦核的运动半径设为r ′，根据： r v m Bv e '
=⋅2
42………3分 得 Be
mv r 2='
反氦核在O ′左侧距O ′点的距离 b ″=2222
242a B
e v m eB mv --…………2分 18、（15分）（1）设一个正离子的质量为m 、电荷量为q ，加速后的速度为v ，
根据动能定理，有 qU=1
2 mv 2 （3分）
设离子推进器在Δt 时间内喷出质量为ΔM 的正离子，并以其为研究对象，推进器ΔM 的作用力F'，由动量定理，有F'Δt ＝ΔMv （2分） 由牛顿第三定律知F'=F （2分）
设加速后离子束的横截面积为S ，单位体积内的离子数为n ，则有I=nqvS J=nmvS （2分）
两式相比可得I J =q m 又I=ΔM Δt 解得U=F 2
2JI （2分）
（2）推进器持续喷出正离子束，会使带有负电荷的电子留在其中，由于库仑力
作用将来严重阻碍正离子的继续喷出，电子积累足够多时，甚至会将喷出的正离子再吸引回来，致使推进器无法正常工作。

因此，必须在出口D处发射电子注入到正离子束，以中和正离子，使推进器获得持续推力。

（4分）
点评：本题是现代科技题，关键是识别物理模型——————加速器模型、然后选准物理规律。